Zycraft, sebuah perusahaan berbasis di Singapura yang mengkhususkan diri dalam desain dan pembuatan kapal permukaan otomatis (ANC) untuk aplikasi sipil dan militer, terus meningkatkan prototipe kelas Longrunner dari kelas Waspada Kapal Permukaan Tak Berawak Independen (IUSV) ANC dengan menambahkan kemampuan baru.
Pada bulan Maret, Zycraft memasang nosel api yang dikendalikan dari jarak jauh dan pompa pemadam kebakaran listrik bersama dengan perangkat keras dan perangkat lunak tambahan untuk menguji konsep pemadaman kebakaran jarak jauh. Peralatan pemadam kebakaran mandiri telah menunjukkan kemampuannya untuk mengalirkan air hingga jarak maksimum 40 meter, meskipun perusahaan berencana untuk meningkatkan sistem untuk meningkatkan jangkauan.
Platform api tanpa awak adalah salah satu dari beberapa konsep yang dieksplorasi di platform Longrunner, menurut Presiden Zycraft James Sun. Dia menambahkan bahwa opsi khusus lainnya berada pada tahap desain atau konstruksi yang berbeda, misalnya: perang anti-kapal selam, pengintaian dan pengawasan angkatan laut, aksi ranjau dan pencarian dan penyelamatan.
“ANC yang lebih kecil bergantung pada kendaraan peluncuran dan metode peluncuran dan pemulihan yang tepat, dan seiring dengan berkembangnya sistem, masalah operasional akan tetap ada, terutama di laut lepas. Selain itu, meningkatkan jangkauan mengurangi muatan ANC dan meningkatkan biaya kendaraan peluncuran. Dengan konsep IUSV yang terlibat, armada juga tidak perlu membangun kapal yang lebih besar hanya untuk membawa ANC yang lebih kecil, melainkan mereka dapat mengandalkan daya dukung IUSV yang lebih besar dan waktu berlayar yang lama untuk membawa peralatan target yang diperlukan … kapal perang harus fokus di mana mereka adalah kapal musuh, dan tidak dibebani oleh manajemen ANC kecil.”
“Setelah meninggalkan pangkalannya, IUSV dapat pergi ke area operasi dan kemudian tinggal di sana untuk waktu yang lama, hanya perlu mengisi bahan bakar secara berkala untuk meningkatkan durasi tinggal di laut,”
dia menambahkan.
Konstruksi dan pembangkit listrik
Menurut Zycraft, Vigilant IUSV dirancang sejak awal sebagai platform yang tidak berpenghuni, sehingga produk akhir dapat dengan mudah dioptimalkan untuk berbagai tugas, berbeda dengan penyempurnaan perahu atau kapal tradisional. Namun, dapat dihuni secara opsional, ruang kemudi tandem dapat menampung hingga dua operator, duduk di kursi suspensi SHOXS standar militer yang menyerap goncangan.
Konstruksi dimulai pada awal 2010 dengan kapal utama Longrunner diluncurkan pada Oktober 2011. Seluruh lini didasarkan pada lambung ringan dengan panjang 16,5 meter dan lebar 3,6 meter, dengan berat kosong sekitar 8500 kg dan total perpindahan 16000 kg, termasuk muatan dan 7000 kg bahan bakar.
Tubuh Longrunner memiliki rasio perpanjangan tinggi, yang mengurangi hambatan aliran. Itu terbuat dari komposit serat karbon yang diperkuat karbon nanotube milik Arovex. Menurut Zycraft, lambungnya 40% lebih kuat dan 75% lebih ringan daripada lambung berukuran serupa yang terbuat dari aluminium atau fiberglass kelas laut tradisional, memungkinkan ANC mencapai kecepatan tinggi tanpa memerlukan motor besar dan berat. Kombinasi lambung yang ringan dan mesin dengan perpindahan rendah memungkinkan lebih banyak muatan dan bahan bakar yang dibawa ke pesawat untuk meningkatkan jangkauan dan kemampuan jelajah.
Vigilant IUSV memiliki kecepatan maksimum 40 knot dan durasi berlayar lebih dari 30 hari, sesuai dengan spesifikasi yang diberikan oleh perusahaan, dengan daya jelajah hingga 1.500 mil laut dalam konfigurasi standar pada kecepatan ekonomi 12 knot.
“Kami percaya bahwa durasi berlayar adalah karakteristik utama ANC, karena kendaraan harus mengamati kecepatan rendah untuk waktu yang lama selama pengerahan,” kata Song. "Kecepatan tertinggi 40 knot cukup memadai untuk ANC, karena kapal sebesar ini dengan kecepatan lebih tinggi tidak dapat digunakan secara efektif dengan ketinggian gelombang lebih dari satu meter."
ANK dilengkapi dengan dua mesin diesel turbocharged Yanmar 6LY3-ETP dengan volume 5, 8 liter dan berat kering masing-masing 640 kg, yang menghasilkan tenaga total 960 hp. Mesin digabungkan melalui gearbox ZF Marine ZF 280-1 ke drive buritan Konrad Marine 680 dengan baling-baling koaksial kontra-rotasi, yang telah dipilih secara khusus karena kemampuannya untuk memberikan efisiensi optimal pada rentang kecepatan hingga 40 knot.
“Kami juga memiliki pengalaman dengan sistem penggerak langsung Arneson ASD10 yang dilengkapi dengan baling-baling Rolla lima bilah di kapal dengan bentuk lambung serupa,” jelas Sun. “Kedua konfigurasi memberikan efisiensi bahan bakar yang baik, terutama selama operasi patroli kecepatan rendah, yang merupakan salah satu misi utama ANC.
Dengan sistem propulsi seperti itu, kami memiliki konsumsi bahan bakar sekitar 10-15 liter per jam dengan kecepatan 6 knot dalam kondisi yang menguntungkan, yaitu, waktu berlayar meningkat secara signifikan dengan volume tangki bahan bakar yang ada.
Set peralatan
Perangkat Vigilant 1USV dilengkapi dengan kit sensor, yang mencakup sistem pengenalan otomatis, stasiun pengawasan optoelektronik atap Current Corporation Night Navigator 3 dan radar tiang Simrad Broadband 4G dengan jangkauan deteksi yang dinyatakan 36 mil laut, serta menstabilkan semua -kamera bulat.
Stasiun elektro-optik survei mencakup pencitra termal resolusi tinggi tanpa pendingin dengan ukuran matriks 640x480 dan bidang pandang ganda 20 ° dan 6, 8 °, serta zoom optik 3x dan zoom berkelanjutan digital 12x; konverter gambar malam resolusi tinggi dengan bidang pandang 20 ° dan perbesaran digital berkelanjutan 12x; kamera siang hari resolusi tinggi dengan resolusi 1080i / 720p dan bidang pandang dari 50 ° hingga 5,4 °, zoom optik 10x dan zoom digital 12x.
Sementara itu, Sistem Surround 360° terdiri dari enam kamera low-light AXIS Communications Q16 4MP dengan kecepatan bingkai hingga 120fps, yang terhubung dalam jaringan. Kamera ditempatkan dalam modul pembersihan sendiri yang menggunakan jet udara untuk membersihkan lensa guna memastikan visibilitas yang sangat baik dalam segala kondisi cuaca, kata Sun.
“Video distabilkan oleh algoritme perangkat lunak sehingga gambar keluaran tetap stabil bahkan saat IUSV berputar. Ini membuatnya lebih mudah untuk mendeteksi objek. Kami menggunakan software untuk memperbesar gambar objek secara instan secara otomatis guna mengurangi beban operator.”
Catu daya di kapal disediakan oleh generator 12 kW dari Fischer Panda, sedangkan generator 5 kW menyediakan energi tambahan untuk sistem fungsional dan memastikan operasi berkelanjutan jika terjadi kegagalan generator utama.
IUSV dilengkapi dengan penstabil giroskopik Seakeeper Model 7000A yang dirancang untuk menstabilkan kapal dengan massa total 15 hingga 25 ton. Sesuai spesifikasi, model 7000 A dengan dimensi 910x990x710 mm dan berat 455 kg mampu memberikan torsi redaman hingga 15000 Nm dan mengimbangi momen kinetik hingga 7000 Nm/s. Untuk promosi penuhnya, diperlukan 45 menit (walaupun dapat mencapai mode operasi sekitar 20 menit setelah dinyalakan) dan daya 3000 W, dalam mode stabil, daya 1500-2000 W dan 8 l / mnt air laut adalah diperlukan untuk pendinginan.
Song mencatat bahwa sistem stabilisasi seperti itu biasanya digunakan di kapal berawak laut untuk mengurangi amplitudo gulungan dan meningkatkan kenyamanan awak dan penumpang, meskipun mereka menawarkan manfaat yang signifikan untuk platform yang tidak berpenghuni. Misalnya, ANC yang stabil dapat membantu mengoptimalkan output dan kinerja pelacakan optocoupler dan radar di permukaan laut yang lebih tinggi.
“Ini benar-benar menghilangkan gulungan, sehingga secara signifikan meningkatkan kemampuan radar dan perangkat optoelektronik dengan mengorbankan stabilitas tambahan,” jelasnya. “Karena kapal kemungkinan akan menggunakan sistem satelit untuk komunikasi over-the-horizon, peredam Seakeeper juga membantu meningkatkan keandalan koneksi dengan mengurangi beban pada subsistem stabilisasi sistem komunikasi satelit.
Selain itu, setiap ANC yang melaksanakan misi kontrol kapal selam atau ranjau harus bergerak perlahan dan membutuhkan stabilisasi yang baik selama penurunan dan pengembalian beban target. IUSV sekarang dapat beroperasi dalam kondisi laut yang jauh lebih tinggi. Kami menemukan bahwa bahkan IUSV stasioner berperilaku relatif tenang ketika menabrak sisi gelombang dengan ketinggian 1,5 meter, karena hanya naik dan turun dengan mulus, yang tidak mungkin tanpa sistem stabilisasi.
Komando dan kendali
Longrunner biasanya dioperasikan dari pusat komando khusus yang terletak di fasilitas Zycraft di bagian barat Singapura. IUSV dapat dioperasikan menggunakan radio broadband standar atau modem seluler, sedangkan sistem komunikasi satelit L-band Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) mendukung operasi segala cuaca di atas cakrawala.
“Dengan satu antena, semua kontrol dan kumpulan data dienkripsi dan diteruskan antara ANC dan stasiun pantai,” jelas Sun. "Troughput saluran transmisi data memungkinkan transmisi gambar radar, gambar dari stasiun optoelektronik dan semua kamera, informasi dari sistem pengenalan otomatis dan parameter kapal itu sendiri tanpa penundaan."
“Adaptive bandwidth throttling digunakan untuk mengontrol komunikasi agar koneksi tetap andal,” tambahnya. "Solusi kontrol kendaraan over-the-horizon saat ini diuji dalam uji coba yang diperpanjang pada tahun 2013 dan 2017, ketika IUSV dikerahkan selama 22 hari untuk operasi tak berawak yang berkelanjutan."
Perusahaan telah mengembangkan perangkat lunak perintah dan kontrol berpemilik yang dimuat ke komputer on-board IUSV. Ini menggunakan deteksi tabrakan dan algoritme penghindaran bawaan untuk memungkinkan kapal bernavigasi secara mandiri di pelabuhan dan jalur air yang sibuk.
Komputer sipil dan layar besar digunakan untuk melengkapi pusat komando. Tiga layar tampilan menampilkan informasi dari radar, dari stasiun optoelektronik dan kamera serba dan operasi kontrol ANC.
“Kami memiliki gambar radar berkualitas tinggi di layar kami, yang juga menunjukkan informasi pelacakan,” lanjut Sun. "Kami bangga dengan citra radar karena memberikan operator perasaan yang sangat baik tentang lingkungan IUSV - operator memiliki perasaan yang hampir lengkap bahwa dia berada di atas kapal yang sebenarnya."
Sementara itu, subsistem IUSV berinteraksi melalui jaringan lokal dan dikendalikan oleh komputer host yang bertukar informasi dan mengirimkan paket data ke stasiun pantai melalui radio atau link satelit. Prinsip arsitektur terbuka memungkinkan Zycraft untuk dengan mudah mengintegrasikan dan mengkonfigurasi kemampuan baru ke dalam kapal, kata Sun.
Komputer induk juga menawarkan fungsi deteksi dan penghindaran tabrakan terpisah, menerima informasi dari sistem pengenalan otomatis, lidar, radar, dan perangkat pencitraan, lalu menganalisisnya. Untuk meningkatkan akurasi dan keandalan, perangkat lunak penghindaran tabrakan diperbarui pada 2013-2016.
“Dalam desain program penghindaran tabrakan, sebagian besar upaya dihabiskan untuk meningkatkan kemampuan beradaptasi platform terhadap kondisi eksternal, yang memungkinkan Anda bergerak di area dengan lalu lintas padat, serta di perairan terbuka tanpa campur tangan operator. Aturan internasional untuk mencegah tabrakan kapal di laut digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan, tetapi aturan yang paling penting adalah pelestarian diri, tambahnya. "Jarak aman minimum menentukan respons ANC bahkan ketika ia memiliki prioritas perjalanan."
Pengembangan kapal
Zycraft menyelesaikan pengembangan awal Vigilant IUSV pada September 2013, setelah itu Longrunner menyelesaikan 2.000 mil laut dalam 24 bulan uji coba laut di perairan Singapura. Menurut Zycraft, unit tersebut mengambil bagian dalam demonstrasi untuk armada yang tidak disebutkan namanya, dan juga mengambil bagian dalam beberapa operasi yang berlangsung lebih dari 48 jam, termasuk uji laut pada Mei 2013 pada jarak 150 mil laut.
Perusahaan juga telah melakukan sejumlah penilaian kelautan dunia nyata dari sifat lambung, dengan penekanan pada durasi berlayar, jangkauan dan kelaikan laut dari desain lambung, menggunakan kapal jarak jauh kelas Shomari, opsi IUSV berawak yang ditawarkan Zycraft. kepada perusahaan pelayaran di wilayah tersebut untuk memerangi bajak laut dan pasokan material dan teknis.
Kapal Shomari memiliki bentuk lambung yang sama dengan Vigilant IUSV, bobot total yang sama yaitu 16 ton dan keseimbangan yang serupa, yang memungkinkan perusahaan untuk menggunakan kapal awak sebagai platform uji.
Sejak 2014, LRV Shomari telah menjalani serangkaian uji ketahanan, termasuk berlayar tujuh hari pada jarak 1.100 mil laut. LRV juga lulus uji stabilitas pada ketinggian gelombang hingga 4 meter, di mana mereka mencapai kecepatan maksimum 34 knot di bawah beban penuh.
Pada musim semi 2017, perusahaan menguji IUSV di Laut Cina Selatan, di mana ia berlayar tanpa henti selama 22 hari dengan kecepatan rata-rata 6 knot dengan akselerasi berkala, yang akhirnya menempuh jarak total 1.900 mil laut. Kapal keluar untuk uji coba dengan sedikit lebih dari 6.000 liter bahan bakar diesel dan kembali ke pelabuhan dengan 2.800 liter.
IUSV dioperasikan oleh dua operator di darat, memantau kapal 24 jam sehari, meskipun perusahaan juga menyediakan kapal pengawal untuk menyelesaikan masalah yang muncul.
Dapat dipahami bahwa tes kehidupan baru-baru ini telah memperkuat harapan Zycraft untuk penghematan bahan bakar IUSV, keandalan sistem elektronik dan mekaniknya. Song mengatakan bahwa tes ketahanan ini memberikan data tentang kinerja sensor dan sistem navigasi dalam kondisi dunia nyata.
“Karena IUSV memiliki kesempatan untuk mengamati lalu lintas laut dan peristiwa lain untuk waktu yang lama selama pengujian, kami dapat mengenali pola pengiriman yang jelas dan bahkan menyaksikan beberapa pendekatan berbahaya dari kapal komersial”, - Sun berbagi, tetapi menolak untuk memberikan rincian.
"Ada beberapa tantangan, tetapi kami dapat menemukan cara untuk mengatasinya dan mengoptimalkan kemampuan IUSV secara real-time melalui pembaruan perangkat lunak."
Peluang masa depan
Perusahaan menaruh perhatian besar untuk memperluas jangkauan tugas kapal dengan menggunakan kompartemen modular tertutup untuk muatan 3x3x2 meter dengan kapasitas maksimum 3 ton.
“Kompartemen ini dirancang khusus untuk menampung muatan yang membutuhkan peralatan penanganan khusus,” kata Sung. “Untuk mendukung beban target ini, peralatan tambahan, seperti lemari elektronik, dapat dipasang di ruang kargo yang ditentukan.”
Dalam konsep pertahanan anti-kapal selam berbiaya rendah yang diusulkan, IUSV akan dilengkapi dengan sonar aktif/pasif lengkap yang dipasok oleh salah satu mitra teknologi Zycraft. Kapal itu akan berfungsi sebagai pengganti platform anti-kapal selam, yang memungkinkan kapal-kapal tempur berawak menghindari gangguan dan melakukan tugas-tugas lain.
Zycraft telah mengembangkan YZDDS-920 DDS (diver detection sonar). Sistem sonar kompak, tinggi 300 mm dan diameter 425 mm, dapat dipasang di kapal Vigilant IUSV, ANC dan kapal laut lainnya, atau digunakan sebagai perangkat stasioner untuk melindungi pelabuhan atau infrastruktur pesisir.
Menurut perusahaan, DDS dirancang untuk mendeteksi penyelam sirkuit terbuka pada jarak hingga 600 meter dan penyelam yang dilengkapi dengan alat bantu pernapasan regeneratif pada jarak hingga 400 meter ke segala arah hingga kedalaman maksimum 50 meter. Sistem ini mencakup unit antena dengan berat 45 kg, unit pemrosesan, dan antarmuka pengguna grafis pada laptop. Ini dapat secara bersamaan melacak hingga 100 objek dan secara independen mengeluarkan sinyal peringatan ketika ancaman terdeteksi.
Perusahaan saat ini sedang mencari mitra untuk mengintegrasikan sistem sonar ke dalam IUSV, dengan rencana untuk melakukan uji perjalanan panjang lainnya dalam waktu dekat, dengan fokus pada penelitian dan pengamatan bawah air. Song mencatat bahwa pekerjaan mengintegrasikan sonar dapat membuka jalan bagi pengenalan teknologi perang anti-kapal selam di masa depan. Zycraft juga mengharapkan peningkatan permintaan untuk operasi pencarian dan penyelamatan.
Perusahaan mencatat bahwa perangkat IUSV, yang dilengkapi dengan sistem sensor dan detektor yang sesuai untuk mentransmisikan koordinat dalam situasi darurat, dapat menjadi pilihan yang sangat baik untuk negara-negara dengan garis pantai yang panjang dan wilayah laut yang luas.
Perangkat IUSV, yang dikonfigurasi untuk pencarian dan penyelamatan, selama operasi semacam itu dapat tetap berada di laut untuk waktu yang lama, sementara modul yang dirancang khusus memungkinkan operator untuk menyelamatkan korban dari jarak jauh menggunakan lengan robot dan membawa hingga tujuh tandu dengan yang terluka.
Perangkat pemantauan pasien dapat dimasukkan ke dalam peralatan untuk memantau keadaan psikologis korban dan mengirim informasi ke layanan pantai bahkan sebelum tiba di darat.
Untuk pengintaian dan pengumpulan intelijen, Zycraft sedang mempertimbangkan untuk menyebarkan sensor off-board seperti drone yang ditambatkan untuk pengawasan visual jangka panjang. Namun, modul muatan khusus dapat digunakan untuk memenuhi persyaratan pelanggan tertentu untuk tujuan sipil dan militer.
Perusahaan juga ingin memasuki pasar pelatihan dan simulasi, sehubungan dengan itu mereka memulai pengembangan proyek baru M75 Unmanned Target Boat. Target AHK seberat 0,9 ton ini memiliki panjang total 5,8 meter, lebar 1,6 meter, dan draft 0,33 meter. Perahu dilengkapi dengan motor tempel Yamaha F115, yang memungkinkan Anda mencapai kecepatan 35 knot, tangki bahan bakar berkapasitas 220 liter memungkinkan Anda berada di laut hingga 23 jam dengan kecepatan 12 knot atau 5 knot. jam dengan kecepatan maksimum yang stabil.
ANK Vigilant IUSV adalah bagian dari lini platform tak berpenghuni serbaguna yang kecil namun terus berkembang yang sedang dikembangkan di kawasan Asia-Pasifik.
Di antara negara-negara dengan platform ANC lebih dari 11 meter, Cina dan Singapura sangat terkenal, masing-masing mengembangkan kapal multi-tugas JARI dengan berat 20 ton (China Shipbuilding Industry Corporation) dan kapal 22 ton Venus 16 (ST Engineering), yang dioptimalkan untuk tindakan saya.
Kapal permukaan tak berawak besar menawarkan beberapa keuntungan bagi armada. Misalnya, lambung yang lebih besar cenderung memiliki volume muatan dan kapasitas bahan bakar yang lebih besar, sehingga memberi operator lebih banyak fleksibilitas dan radius kontrol. Platform yang lebih besar dapat dikelola secara opsional untuk tugas-tugas yang membutuhkan kesadaran situasional yang lebih baik dan pengambilan keputusan yang kompleks.
Namun, karena ukuran dan perpindahannya yang besar, kapal otomatis besar, sebagai suatu peraturan, beroperasi dari pangkalan pantai, karena untuk sebagian besar kapal, kecuali kapal amfibi universal, yang memiliki dok pendaratan besar, mereka terlalu rumit dan berat untuk diluncurkan. dan mengangkat.
