​新加坡“警惕”级无人艇主要设计完工

2020年06月18日

新加坡“警惕”级无人艇主要设计完工

远望智库技术预警中心 侯 兵 编译

从八年前下水至今,新加坡“警惕”级自主无人艇IUSV已经不止一次完成了多日航行。目前主要设计工作已经大功告成,研制者计划扩展其遂行任务的范围。近期无人艇都发生了哪些变化?

​新加坡“警惕”级无人艇主要设计完工

新加坡Zycraft公司,专门从事军民用自动艇的设计、生产,通过赋予新的能力,继续改进名为“长跑者”的“警惕”级IUSV(独立无人水面艇)自动艇。

今年三月,Zycraft安装了遥控消防栓、电子消防泵及附属设备、软件,以检验遥控灭火构想。自动设备展示了强大的灭火能力,最远喷水距离达到40米,公司计划进一步改进这一系统,增大作用距离。

Zycraft公司总裁詹姆斯·宋声称,无人消防平台是基于“长跑者”的构想之一。在设计、建造的不同阶段还会有其他专用方案:反潜型、海上侦察监视型、扫雷型和搜救型。

“小尺寸自动艇在很大程度上依赖载舰和相应的下水、返回方式,目前系统正在改进,使用存在一些问题,特别是狂风巨浪时。此外,增大活动半径将导致自动艇载重量减小,增大载舰的消耗。IUSV构想中,海军没有必要专门为几艘自动艇建造更大型的舰艇,为了运输必要的目标设备,应寄希望于通过研制更大型的IUSV,提高载重量,增大续航力……敌人在哪里,战斗舰艇就应在哪里,不可能受制于小型自动艇”。

“IUSV可以进入作战海域,然后在那里停留一段时间,偶尔需要加油,以延长海上停留时间”。

一、构造与动力装置

根据Zycraft提供的数据,与传统舰艇不同,IUSV“警惕”级自动艇从研制之初就是作为无人平台,最终产品可以轻松实现各类任务的优化。而且也可以是有人型,即布局采用两名操作员,坐在SHOXS军用标准减震座椅上。

2010年初,开始建造“长跑者”首艇,2011年10月下水。所有设备基于长16.5米、宽3.6米的轻型艇体,空重8500千克,满载排水量16000千克(包括有效载荷和7000千克燃料)。

“长跑者”艇体狭长,可显著减小流体阻力。使用基于碳纤维、增强碳纳米管的Arovex专利合成材料制成。据Zycraft提供的数据,与同样尺寸由传统海洋标准铝或玻璃纤维制成的艇体相比,新艇体强度增加40%,重量减轻75%,在不安装大型、笨重发动机的情况下,自动艇可以获得很高的速度。轻型材料制成的艇体与发动机相结合,在排水量不大的情况下可以携带更多的目标载荷、燃料,增大续航力,扩展能力。

根据公司提供的数据,“警惕”IUSV最高速度40节,最长续航时间超过30天,经济速度12节时,标准配置最大续航力1500海里。

宋指出:“我们认为,对自动艇而言,续航时间是关键指标,因为部署后,无人艇可以长期低速实施监视,最高速度40节完全适合,因为这一级别的舰艇高速时很难有效应对高度超过1米的波浪”。

自动艇安装了两台Yanmar 6LY3-ETP涡轮柴油发动机,排量5.8升,每台净重640千克,总功率960马力。

二、配套设备

“警惕”IUSV配备了一系列先进传感器:自动识别系统、安装在顶部的Current Corporation Night Navigator 3光电侦察站和Simrad Broadband 4G桅杆雷达,宣称探测距离为36海里,以及环视防抖摄像机。

Fischer Panda公司的12千瓦发电机为自动艇供电,另外一台5千瓦的发电机为功能系统供电,一旦主发电机出现故障时保证不间断工作。

IUSV配备Seakeeper Model 7000A摇摆陀螺稳定器,用于稳定重达15-25吨的艇体。根据说明书,Model 7000A的尺寸:910×990×710毫米,重455千克,可保证阻尼力矩15000牛米和补偿动力力矩7000牛米/秒。为开始运转需要准备45分钟,最大功率3000瓦,稳定状态功率1500-2000瓦,需要8升/分钟的海水进行冷却。

三、指挥与控制

通常从Zycraft公司位于新加坡西部的专业指挥中心对“长跑者”自动艇进行控制。可借助标准宽带电台或网络模块对IUSV艇进行指挥,L波段FBB500卫星通信系统保证全天候超视距操作。

宋强调:“通过一部天线进行控制,对数据进行加密并在自动艇和岸上控制站之间传输,数据传输通道的通过能力可以保证毫无延迟地传输雷达图像、光电站、各类摄像机图像、自动识别系统信息、自动艇参数”。

“控制通信频带宽度适应式调节确保通信联络稳定,2013-2017年开展了一系列自动艇超视距控制试验,当时IUSV航行了22天,完成了不间断无人操作”。

公司研制了专利指挥控制软件,下载到IUSV的艇载计算机上。其中使用了内嵌式防撞算法,自动艇可以独立自主进出港口、沿繁忙的水道航行。

为指挥中心配备了民用计算机和大型显示器。三个大屏幕分别显示雷达信息、光电站环视摄像机信息和自动艇控制信息。

“我们在显示器上可以看到高质量的雷达图像,也显示目标跟踪信息,我们为雷达图像的质量感到骄傲,因为操作员可以获得很好的IUSV周围环境感知能力,感觉自己就坐在艇上”。

IUSV的各个子系统通过局域网相互联结,由主计算机统一控制,实现高速信息交换,并通过无线电或卫星信道向岸上基站发送数据包。开放布局原理可使Zycraft公司轻而易举地集成、赋予舰艇新的能力。

主计算机也规定了防撞功能,从自动识别系统、雷达、光学设备获取数据,然后进行分析。为了提高精度和可靠性,2013-2016年升级了防撞软件。

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“研制防撞程序时,非常重视提高平台对外部条件的适应性,可在繁忙的水区运动,在开放水域可以在没有操作员干预的情况下活动。

国际避免船只海上相撞规则是做出决策的基础,但主要规则还是自我保护,即使拥有优先通过权,最小安全距离也决定了自动艇应该如何反应”。

四、未来能力

公司十分重视利用目标载荷气密模块舱(尺寸3×3×2米,最大容积3吨)扩展自动艇完成任务的范围。

“这个舱专门用于安装目标载荷,要求使用专用装卸载工具,为了保证载荷舱的扩展性,可以安装辅助设备,例如电气设备箱”。

IUSV的反潜方案可以配备Zycraft伙伴公司研制的有源/无源声呐系统。自动艇可以遂行反潜任务,使有人舰艇不必分心,专门完成其他任务。

Zycraft公司专门研制了可以发现潜水员的YZDDS-920DDS声呐。紧凑型声呐系统高300毫米,直径425毫米,可以安装在“警惕”IUSV、其他自动艇和海洋舰艇上,成为保卫港口或岸上基础设施的标准装备。

根据公司数据,DDS可以在600米探测到携带开放式循环设备的蛙人,在400米发现配备再生式呼吸器的潜水员,各个方向探测深度可达50米。系统包括重达45千克的天线模块、处理模块和用户笔记本图表式界面。可以自动跟踪100个目标,发现威胁时自动发出报警信号。

公司目前正在寻找可以将声呐系统集成到IUSV上的伙伴,计划近期举行一次长时间航行试验,集中进行水下研究与测试。安装声呐后,将来可用于反潜。Zycraft也希望满足搜救行动的需求。

公司指出,IUSV自动艇配备相应的传感器系统和事故水域坐标发送指示器后,将成为拥有漫长海岸线、辽阔海域国家的优先选择。

IUSV适于搜救,这些行动中可以在海上待很长时间,同时专门研制的模块可以使操作员在远距离之外通过机器人机械臂拯救幸存者,运送7张伤员单架。患者监测设备可以接入艇上系统,监控幸存者的心理状况,在抵岸之前就可以把信息发送给岸上勤务部门。

为了实施侦察、搜集情报,Zycraft公司研究了部署艇外传感器的可能性,例如,系留式无人机,可用于长期目视监测。可以部署专门的有效载荷模块满足军民订户的特殊需求。总之,“警惕”IUSV自动艇是一种专门为亚太地区研制的小型通用无人水上平台。

原文来源:俄“军事评论”

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