تواصل Zycraft ، وهي شركة مقرها سنغافورة متخصصة في تصميم وتصنيع القوارب السطحية الأوتوماتيكية (ANC) للتطبيقات المدنية والعسكرية ، تحسين النموذج الأولي لفئة Longrunner لفئة ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) اليقظة من خلال إضافة قدرات جديدة.
في مارس ، قامت شركة Zycraft بتركيب فوهة حريق يتم التحكم فيها عن بُعد ومضخة حريق كهربائية إلى جانب أجهزة وبرامج إضافية لاختبار مفاهيم مكافحة الحرائق عن بُعد. أثبتت معدات إطفاء الحرائق القائمة بذاتها قدرتها على توصيل المياه إلى مسافة أقصاها 40 مترًا ، على الرغم من أن الشركة تخطط لتحديث النظام لزيادة النطاق.
منصة النار بدون طاقم هي واحدة من عدة مفاهيم يتم استكشافها على منصة Longrunner ، وفقًا لرئيس Zycraft James Sun. وأضاف أن الخيارات المتخصصة الأخرى في مراحل مختلفة من التصميم أو البناء ، على سبيل المثال: الحرب المضادة للغواصات ، والاستطلاع والمراقبة البحرية ، والأعمال المتعلقة بالألغام والبحث والإنقاذ.
تعتمد أصغر مركبات الملاحة الجوية على مركبة الإطلاق وطرق الإطلاق والاستعادة المناسبة ، ومع تطور الأنظمة ، ستستمر المشكلات التشغيلية ، خاصة في أعالي البحار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيادة النطاق يقلل من حمولة ANC ويزيد من تكاليف مركبة الإطلاق. مع تضمين مفهوم IUSV ، لا تحتاج الأساطيل أيضًا إلى بناء سفن أكبر لمجرد حمل طائرات ANC أصغر ، بدلاً من ذلك يمكنهم الاعتماد على قدرة تحمل IUSV الأكبر ووقت الإبحار الطويل المتأصل لحمل المعدات المستهدفة المطلوبة … يجب أن تركز السفن الحربية على المكان إنها سفن معادية ، ولا تثقل كاهلها إدارة جيش صغير من حزب المؤتمر الوطني الأفريقي.
"بعد مغادرة قاعدته ، يمكن لـ IUSV الذهاب إلى منطقة العمل ثم البقاء هناك لفترة طويلة ، ولا يحتاج إلا إلى إعادة التزود بالوقود بشكل غير منتظم من أجل زيادة مدة الإقامة في البحر ،"
أضاف.
إنشاءات ومحطة توليد الكهرباء
وفقًا لـ Zycraft ، تم تصميم Vigilant IUSV منذ البداية كمنصة غير مأهولة ، بحيث يمكن تحسين المنتج النهائي بسهولة لمختلف المهام ، بدلاً من تحسين القوارب أو السفن التقليدية. ومع ذلك ، يمكن أن تكون مسكونة بشكل اختياري ، ويمكن أن تستوعب غرفة القيادة الترادفية ما يصل إلى اثنين من المشغلين ، جالسين على مقاعد تعليق SHOXS ذات المعايير العسكرية الممتصة للصدمات.
بدأ البناء في أوائل عام 2010 مع إطلاق السفينة الرائدة Longrunner في أكتوبر 2011. يعتمد الخط بأكمله على هيكل خفيف الوزن يبلغ طوله 16.5 مترًا وعرضه 3.6 مترًا ، ويبلغ وزنه الفارغ حوالي 8500 كجم وإزاحة إجمالية تبلغ 16000 كجم ، بما في ذلك الحمولة و 7000 كجم من الوقود.
يتميز جسم Longrunner بنسبة استطالة عالية ، مما يقلل من مقاومة التدفق. إنه مصنوع من مركب ألياف الكربون المقوى بالأنابيب النانوية الكربونية الخاصة بشركة Arovex. وفقًا لشركة Zycraft ، فإن الهيكل أقوى بنسبة 40٪ وأخف وزنًا بنسبة 75٪ من الهيكل ذي الحجم المماثل المصنوع من الألومنيوم أو الألياف الزجاجية البحرية التقليدية ، مما يسمح لـ ANC بالوصول إلى سرعات عالية دون الحاجة إلى محركات كبيرة وثقيلة. يتيح الجمع بين الهيكل خفيف الوزن والمحركات منخفضة الإزاحة نقل المزيد من الحمولة الصافية والوقود على متن الطائرة لزيادة نطاق وقدرات الإبحار.
تبلغ سرعة Vigilant IUSV 40 عقدة ومدة إبحار تزيد عن 30 يومًا ، وفقًا للمواصفات التي تقدمها الشركة ، مع نطاق إبحار يصل إلى 1500 ميل بحري في التكوين القياسي بسرعة اقتصادية تبلغ 12 عقدة.
قال سونغ: "نعتقد أن مدة الإبحار هي سمة أساسية لـ ANC ، حيث يجب أن تراعي السيارة بسرعات منخفضة لفترات طويلة من الوقت أثناء النشر". "السرعة القصوى البالغة 40 عقدة مناسبة تمامًا لـ ANC ، حيث لا يمكن استخدام سفينة بهذا الحجم بسرعات أعلى بشكل فعال مع ارتفاع الموجة التي تزيد عن متر."
تم تجهيز ANK بمحركي ديزل بشاحن توربيني Yanmar 6LY3-ETP بحجم 5 و 8 لترات ووزن جاف يبلغ 640 كجم لكل منهما ، مما يولد طاقة إجمالية تبلغ 960 حصان. تقترن المحركات من خلال علبة تروس ZF Marine ZF 280-1 بمحركات المؤخرة Konrad Marine 680 ذات المراوح المحورية ذات الدوران المعاكس ، والتي تم اختيارها خصيصًا لقدرتها على توفير الكفاءة المثلى على مدى سرعة يصل إلى 40 عقدة.
وأوضح صن: "لدينا أيضًا خبرة في نظام Arneson ASD10 للدفع المباشر المجهز بمراوح Rolla بخمس شفرات في قارب له شكل بدن مماثل". "يوفر كلا التكوينين كفاءة جيدة في استهلاك الوقود ، خاصة أثناء عمليات الدوريات منخفضة السرعة ، والتي تعد واحدة من المهام الأساسية لـ ANC.
مع نظام الدفع هذا ، لدينا استهلاك وقود يبلغ حوالي 10-15 لترًا في الساعة بسرعة 6 عقدة في ظروف مواتية ، أي أن وقت الإبحار يزداد بشكل كبير مع الحجم الحالي لخزانات الوقود.
مجموعة المعدات
تم تجهيز جهاز Vigilant 1USV بمجموعة أدوات استشعار ، والتي تتضمن نظام التعرف التلقائي ، ومحطة المراقبة الكهروضوئية على السطح ، Current Corporation Night Navigator 3 ، ورادار Simrad Broadband 4G مع نطاق كشف معلن يبلغ 36 ميلًا بحريًا ، بالإضافة إلى استقرار الكل -كاميرات دائرية.
تتضمن محطة المسح الكهروضوئية مصورًا حراريًا عالي الدقة غير مبرد بحجم مصفوفة 640 × 480 ومجال رؤية مزدوج 20 درجة و 6 ، 8 درجات ، بالإضافة إلى تقريب بصري 3x وزوم رقمي مستمر 12x ؛ محول صور ليلي عالي الدقة مع مجال رؤية 20 درجة وتكبير رقمي مستمر 12x ؛ كاميرا نهارية عالية الدقة بدقة 1080i / 720p ومجالات رؤية من 50 درجة إلى 5.4 درجة وزوم بصري 10x وتقريب رقمي 12x.
وفي الوقت نفسه ، يتكون نظام الصوت المحيطي 360 درجة من ست كاميرات منخفضة الإضاءة بدقة 4 ميجابكسل AXIS Communications Q16 بمعدلات إطارات تصل إلى 120 إطارًا في الثانية ، متصلة ببعضها البعض. وقال صن إن الكاميرات موضوعة في وحدة ذاتية التنظيف تستخدم نفاثات هوائية لتنظيف العدسات لضمان رؤية ممتازة في جميع الظروف الجوية.
"يتم تثبيت الفيديو بواسطة خوارزميات برمجية بحيث تظل صورة الإخراج مستقرة حتى عندما يتم تدوير IUSV. هذا يجعل من السهل اكتشاف الأشياء. نستخدم البرنامج لتكبير صورة الكائن على الفور تلقائيًا لتقليل العبء على المشغل ".
يتم توفير مصدر الطاقة على متن المركب بواسطة مولد بقوة 12 كيلو وات من Fischer Panda ، بينما يوفر مولد 5 كيلو واط طاقة إضافية للأنظمة الوظيفية ويضمن التشغيل المستمر في حالة حدوث عطل في المولد الرئيسي.
تم تجهيز IUSV بمثبت جيروسكوبي Seakeeper Model 7000A مصمم لتثبيت السفن بكتلة إجمالية من 15 إلى 25 طنًا. وفقًا للمواصفات ، يمكن لطراز 7000 A بأبعاد 910x990x710 مم ووزنه 455 كجم أن يوفر عزمًا للتخميد يصل إلى 15000 نيوتن متر ويعوض عن عزم الحركة حتى 7000 نيوتن متر / ثانية. للترقية الكاملة ، يلزم 45 دقيقة (على الرغم من أنه يمكن أن تصل إلى أوضاع التشغيل بعد 20 دقيقة تقريبًا من التشغيل) وقوة 3000 واط ، في وضع مستقر ، قوة 1500-2000 واط و 8 لتر / دقيقة من مياه البحر مطلوب للتبريد.
وأشار سونج إلى أن أنظمة التثبيت هذه تُستخدم عادةً في السفن البحرية المأهولة لتقليل سعة التدحرج وتحسين راحة الطاقم والركاب ، على الرغم من أنها توفر فوائد كبيرة للمنصات غير المأهولة.على سبيل المثال ، يمكن أن يساعد ANC المستقر في تحسين أداء الإخراج والتتبع لمقارنات البصريات والرادارات عند مستويات سطح البحر المرتفعة.
وأوضح "إنه يزيل في الواقع لفة ، وبالتالي يزيد بشكل كبير من قدرات الرادار والأجهزة الإلكترونية الضوئية على حساب الاستقرار الإضافي". "نظرًا لأنه من المحتمل أن تستخدم السفينة نظامًا ساتليًا للاتصالات عبر الأفق ، فإن مثبط Seakeeper يساعد أيضًا على زيادة موثوقية الاتصال عن طريق تقليل الحمل على نظام التثبيت الفرعي لنظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يتحرك أي سلاح من طراز ANC يقوم بمهام التحكم في الغواصات أو إزالة الألغام ببطء ويحتاج إلى استقرار جيد أثناء هبوط الحمولة المستهدفة وإعادتها. يمكن أن يعمل IUSV الآن في ظروف البحر المرتفعة بشكل ملحوظ. لقد اكتشفنا أنه حتى IUSV الثابت يتصرف بهدوء نسبيًا عند اصطدامه بجانب موجة بارتفاع 1.5 متر ، لأنه ببساطة يرتفع وينخفض بسلاسة ، وهو أمر مستحيل بدون نظام التثبيت.
القيادة والسيطرة
يتم تشغيل Longrunner عادةً من مركز قيادة مخصص يقع في منشأة Zycraft في غرب سنغافورة. يمكن تشغيل IUSV باستخدام أجهزة الراديو القياسية ذات النطاق العريض أو المودم الخلوي ، بينما يدعم نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) العمليات في جميع الأحوال الجوية عبر الأفق.
وأوضح صن أنه "باستخدام هوائي واحد ، يتم تشفير جميع عناصر التحكم ومجموعات البيانات وتمريرها بين ANC والمحطة الساحلية". "يسمح معدل نقل قناة نقل البيانات بنقل صورة الرادار والصور من محطة الإلكترونيات الضوئية وجميع الكاميرات ومعلومات نظام التعرف التلقائي ومعلمات القارب نفسه دون تأخير."
وأضاف: "يتم استخدام خنق عرض النطاق الترددي التكيفي للتحكم في الاتصالات بحيث يظل الاتصال موثوقًا به". "تم اختبار حل التحكم في المركبات الحالي عبر الأفق في تجارب مطولة في عامي 2013 و 2017 ، عندما تم نشر IUSV لمدة 22 يومًا للعمليات غير المأهولة المستمرة."
طورت الشركة برنامجًا خاصًا للقيادة والتحكم يتم تحميله على كمبيوتر IUSV الموجود على متن الطائرة. تستخدم خوارزميات الكشف عن الاصطدام وتجنبها المدمجة لتمكين السفينة من التنقل بشكل مستقل في الموانئ والممرات المائية المزدحمة.
تم استخدام أجهزة الكمبيوتر المدنية وشاشات العرض الكبيرة لتجهيز مركز القيادة. تعرض ثلاث شاشات عرض المعلومات من الرادار ، من محطة الإلكترونيات الضوئية والكاميرات الشاملة وعمليات التحكم في ANC.
تابع صن: "لدينا صورة رادار عالية الجودة على شاشتنا ، والتي تُظهر أيضًا معلومات التتبع". "نحن فخورون بصورة الرادار لأنها تمنح المشغل إحساسًا جيدًا جدًا ببيئة IUSV - لدى المشغل شعور شبه كامل بأنه على متن قارب حقيقي."
وفي الوقت نفسه ، تتفاعل الأنظمة الفرعية IUSV عبر شبكة محلية ويتم التحكم فيها بواسطة كمبيوتر مضيف يتبادل المعلومات ويرسل حزم البيانات إلى المحطة الساحلية عبر ارتباط راديو أو قمر صناعي. قال سون إن مبدأ العمارة المفتوحة يسمح لشركة Zycraft بدمج القدرات الجديدة وتكوينها بسهولة في السفينة.
يوفر الكمبيوتر المضيف أيضًا وظيفة منفصلة للكشف عن الاصطدام وتجنبه ، وتلقي المعلومات من نظام التعرف التلقائي ، وأجهزة الليدار والرادار والتصوير ثم تحليلها. لتحسين الدقة والموثوقية ، تم تحديث برنامج تجنب الاصطدام في 2013-2016.
"في تصميم برنامج تجنب الاصطدام ، تم إنفاق معظم الجهد على زيادة قدرة النظام على التكيف مع الظروف الخارجية ، مما يسمح لك بالتنقل في المناطق ذات الازدحام المروري ، وكذلك في المياه المفتوحة دون تدخل المشغل. وأضاف أن القواعد الدولية لمنع اصطدام السفن في البحر تستخدم كأساس لاتخاذ القرار ، لكن أهم قاعدة هي الحفاظ على الذات. "الحد الأدنى للمسافة الآمنة يحدد استجابة حزب المؤتمر الوطني الأفريقي حتى عندما يكون له أولوية المرور."
تطوير السفن
أكملت Zycraft التطوير الأولي لـ Vigilant IUSV في سبتمبر 2013 ، وبعد ذلك أكملت Longrunner 2000 ميل بحري في 24 شهرًا من التجارب البحرية في مياه سنغافورة. وبحسب زيكرافت ، شاركت الوحدة في عرض توضيحي لأسطول لم يذكر اسمه ، وشاركت أيضًا في عدة عمليات استغرقت أكثر من 48 ساعة ، بما في ذلك اختبار بحري في مايو 2013 على مسافة 150 ميلًا بحريًا.
أجرت الشركة أيضًا عددًا من التقييمات البحرية في العالم الحقيقي لخصائص الهيكل ، مع التركيز على مدة الإبحار ومدى وصلاحية تصميم الهيكل للإبحار ، وذلك باستخدام السفن طويلة المدى من فئة Shomari ، وخيارات IUSV المأهولة التي تقدمها Zycraft لشركات الشحن في المنطقة لمكافحة القراصنة والتوريد المادي والتقني.
سفن Shomari لها نفس شكل بدن Vigilant IUSV ، نفس الإزاحة الإجمالية البالغة 16 طنًا وموازنة مماثلة ، مما يسمح للشركة باستخدام سفن الطاقم كمنصات اختبار.
منذ عام 2014 ، خضعت سيارات الشومري LRVs لسلسلة من اختبارات التحمل ، بما في ذلك الإبحار لمدة سبعة أيام في مدى يصل إلى 1100 ميل بحري. اجتازت LRV أيضًا اختبارات الثبات على ارتفاعات موجية تصل إلى 4 أمتار ، وصلت خلالها إلى أقصى سرعة 34 عقدة تحت الحمل الكامل.
في ربيع عام 2017 ، اختبرت الشركة IUSV في بحر الصين الجنوبي ، حيث أبحرت خلالها بدون توقف لمدة 22 يومًا بمتوسط سرعة 6 عقد مع تسارعات دورية ، وغطت في النهاية مسافة إجمالية قدرها 1900 ميل بحري. خرجت السفينة للتجارب مع ما يزيد قليلاً عن 6000 لتر من وقود الديزل وعادت إلى الميناء مع 2800 لتر.
تم تشغيل IUSV من قبل اثنين من المشغلين على الشاطئ ، ومراقبة السفينة على مدار 24 ساعة في اليوم ، على الرغم من أن الشركة قدمت أيضًا قارب مرافقة لحل أي مشاكل نشأت.
من المفهوم أن اختبارات الحياة الأخيرة عززت توقعات شركة Zycraft فيما يتعلق بالاقتصاد في استهلاك الوقود في IUSV ، وموثوقية الأنظمة الإلكترونية والميكانيكية. وقال سونج إن اختبارات التحمل هذه قدمت بيانات عن أداء أجهزة الاستشعار وأنظمة الملاحة في ظل ظروف العالم الحقيقي.
"نظرًا لأن IUSV أتيحت له الفرصة لمراقبة حركة المرور البحرية والأحداث الأخرى لفترة طويلة أثناء الاختبارات ، فقد تمكنا من التعرف على أنماط الشحن الواضحة وحتى شهدنا العديد من الطرق الخطيرة للسفن التجارية" ،
- شارك صن ، لكنه رفض الإدلاء بتفاصيل.
"كانت هناك بعض التحديات ، لكننا تمكنا من إيجاد طرق للتغلب عليها وتحسين إمكانيات IUSV في الوقت الفعلي من خلال تحديثات البرامج."
فرص مستقبلية
تولي الشركة اهتمامًا كبيرًا لتوسيع نطاق المهام للسفينة باستخدام مقصورتها المعيارية المختومة لحمولة 3 × 3 × 2 متر بسعة قصوى تبلغ 3 أطنان.
قال سونغ: "تم تصميم هذه المقصورة خصيصًا لاستيعاب الحمولة التي تتطلب معدات مناولة متخصصة". "لدعم هذا الحمل المستهدف ، يمكن تركيب المعدات الإضافية ، مثل خزانات الإلكترونيات ، في عنبر الشحن المخصص."
في مفهوم الدفاع المضاد للغواصات منخفض التكلفة المقترح ، سيتم تجهيز IUSV بسونار نشط / سلبي كامل مقدم من أحد شركاء Zycraft التكنولوجيين.سيعمل القارب كبديل للمنصة المضادة للغواصات ، مما يسمح للسفن القتالية المأهولة بتجنب تشتيت الانتباه وأداء مهام أخرى.
قامت شركة Zycraft بتطوير YZDDS-920 DDS (سونار اكتشاف الغواص). يمكن تركيب نظام السونار المضغوط ، الذي يبلغ ارتفاعه 300 مم وقطره 425 مم ، على متن Vigilant IUSV أو السفن الأخرى من ANC والسفن البحرية ، أو استخدامه كجهاز ثابت لحماية الموانئ أو البنية التحتية الساحلية.
وبحسب الشركة ، فإن نظام DDS مصمم لاكتشاف الغواصين في الدائرة المفتوحة على مسافات تصل إلى 600 متر والغواصين المجهزين بأجهزة التنفس التجديدي على مسافات تصل إلى 400 متر في جميع الاتجاهات إلى أقصى عمق 50 مترًا. يشتمل النظام على وحدة هوائي وزنها 45 كجم ووحدة معالجة وواجهة مستخدم رسومية على جهاز كمبيوتر محمول. يمكنه تتبع ما يصل إلى 100 عنصر في وقت واحد وإصدار إشارة تحذير بشكل مستقل عند اكتشاف تهديد.
تبحث الشركة حاليًا عن شريك لدمج نظام السونار في IUSV ، مع خطط لإجراء اختبار رحلة طويلة أخرى في المستقبل القريب ، مع التركيز على البحث والمراقبة تحت الماء. وأشار سونغ إلى أن العمل على دمج السونار يمكن أن يفتح الطريق أمام إدخال تقنيات الحرب المضادة للغواصات في المستقبل. تتوقع Zycraft أيضًا زيادة الطلب على عمليات البحث والإنقاذ.
وأشارت الشركة إلى أن جهاز IUSV المجهز بأنظمة الاستشعار وأجهزة الكشف المناسبة لإرسال الإحداثيات في حالات الطوارئ يمكن أن يكون خيارًا ممتازًا للدول ذات السواحل الطويلة والمناطق البحرية الشاسعة.
يمكن لجهاز IUSV ، الذي تم تكوينه للبحث والإنقاذ ، أثناء هذه العمليات أن يظل في البحر لفترة طويلة ، بينما تسمح الوحدة المصممة خصيصًا للمشغل بإنقاذ الناجين عن بُعد باستخدام ذراع آلية وحمل ما يصل إلى سبع نقالات مع الجرحى.
يمكن دمج أجهزة مراقبة المرضى في المعدات لمراقبة الحالة النفسية للضحايا وإرسال المعلومات إلى الخدمة الساحلية حتى قبل الوصول إلى الشاطئ.
من أجل الاستطلاع وجمع المعلومات الاستخبارية ، تفكر شركة Zycraft في نشر أجهزة استشعار خارج الطائرة مثل الطائرات بدون طيار المربوطة للمراقبة البصرية طويلة المدى. ومع ذلك ، يمكن نشر وحدات الحمولة المخصصة لتلبية متطلبات العملاء المحددة للأغراض المدنية والعسكرية.
تريد الشركة أيضًا دخول سوق التدريب والمحاكاة ، حيث بدأت في تطوير مشروع جديد M75 Unmanned Target Boat. هدف AHK الذي يزن 0.9 طن ويبلغ طوله الإجمالي 5.8 مترًا وعرضه 1.6 مترًا والغاطس 0.33 مترًا. القارب مزود بمحرك خارجي Yamaha F115 ، والذي يسمح لك بالوصول إلى سرعة 35 عقدة ، وخزان وقود بسعة 220 لترًا يسمح لك بالبقاء في البحر لمدة تصل إلى 23 ساعة بسرعة 12 عقدة أو 5 ساعات بسرعات قصوى مستقرة.
ANK Vigilant IUSV هو جزء من خط صغير ولكنه موسع من المنصات غير المأهولة والمتعددة الاستخدامات والتي يتم تطويرها في منطقة آسيا والمحيط الهادئ.
من بين البلدان التي لديها منصات ANC يزيد طولها عن 11 مترًا ، تشتهر الصين وسنغافورة بشكل خاص بتطوير قارب JARI متعدد المهام وزنه 20 طنًا (شركة بناء السفن الصينية) والقارب الذي يبلغ وزنه 22 طنًا Venus 16 (ST Engineering) ، المُحسَّن من أجل الأعمال المتعلقة بالألغام.
توفر السفن السطحية الكبيرة غير المأهولة العديد من المزايا للأساطيل. على سبيل المثال ، تميل الهياكل الأكبر حجمًا إلى زيادة حجم الحمولة الصافية وسعة الوقود ، مما يمنح المشغلين مزيدًا من المرونة ونصف قطر التحكم. يمكن إدارة المنصات الأكبر حجمًا اختياريًا للمهام التي تتطلب وعيًا أفضل بالحالة واتخاذ قرارات معقدة.
ومع ذلك ، نظرًا لحجمها الكبير وإزاحتها ، تعمل السفن الأوتوماتيكية الكبيرة ، كقاعدة عامة ، من القواعد الساحلية ، نظرًا لأنه بالنسبة لمعظم السفن ، باستثناء السفن البرمائية العالمية ، التي تحتوي على أرصفة إنزال كبيرة ، فهي مرهقة للغاية وثقيلة للغاية بالنسبة للإطلاق. ورفعها.
