Platforme offshore autonome la Euronaval
Catamaranul Sterenn Du a fost special conceput pentru a funcționa cu vehicule subacvatice autonome în larg și în condiții meteorologice dificile
Sistemele maritime fără pilot, împreună cu avantaje clare, se confruntă cu provocări care diferă adesea de UAV-urile și sistemele fără pilot de la sol. De exemplu, atunci când se efectuează misiuni de patrulare pe termen lung la viteză mică, alegerea dimensiunii unei nave cu pilot se bazează în mare parte pe nevoia de cazare confortabilă a echipajului, această problemă nu se aplică navelor de suprafață fără pilot (Navă de suprafață fără pilot, USV) .
Pe de altă parte, navele cu echipaj au o rază de acțiune mai mare și o sarcină utilă mai mare datorită dimensiunii lor și nimeni nu este interesat de naval. drone cântărind câteva sute de tone. Aceasta înseamnă că utilizarea unui ANS necesită fie o navă-mamă (tehnologia de lansare și recepție este încă în curs de dezvoltare), fie utilizarea sa poate fi limitată la zona de coastă.
În consecință, introducerea ANS și a vehiculelor subacvatice autonome (AUVs) poate fi mai mult o chestiune de adaptare a tehnologiilor de bază la conceptul de aplicare a acestora, folosind în același timp noile tehnologii în mod destul de selectiv.
La sfârșitul lunii octombrie 2012, la expoziția Euronaval de la Paris, compania franceză a prezentat rezultatele eforturilor sale de combinare a soluțiilor pentru ANS și AUV prin crearea unui sistem unic care a inclus trei tehnologii noi, primele din lume. Proiectul Espadon (peste-spada), lansat de agentia franceza de achizitii DGA in iulie 2009, este realizat in prezent de o echipa formata din grupul DCNS Navy, compania de robotica ECA si Thales.
Corpul lui Espadon are 17 metri lungime, 25 de tone și este un catamaran ANS numit Sterenn Du („stea neagră” în bretonă). Datorită faptului că legislația franceză actuală interzice folosirea navelor de suprafață nelocuite, Sterenn Du are un mic cockpit montat în afara centrului, precum cabina pilotului unui portavion. Cu toate acestea, Sterenn Du poate fi și controlat de la distanță sau complet autonom.
Sarcina principală a lui Sterenn Du este desfășurarea AUV-urilor. Acesta va fi livrat cât mai aproape de zona de desfășurare de către o navă specială de transport (Mothership) cu o deplasare de 2500-3000 tone, care va rămâne la o distanță sigură de câmpul minat. Sterenn Du poartă trei AUV-uri dezvoltate de ECA, care sunt echipate să caute și să distrugă mine.
Cea mai mare provocare tehnologică a fost proiectarea sistemului automat de lansare și recepție, a declarat Stephane Meltzheim, managerul de proiect Espadon de la ECA, pentru Aviation Week. Este mai dificil să andoci automat două vehicule în larg decât în spațiul cosmic. Există curenți, vânt și valuri, iar DGA cere ca navele să poată opera în mările de forță 5. Dragătorii tradiționali de mine nu sunt capabili să opereze în mări mai mari de trei.
Soluția seamănă cu un furtun folosit pentru realimentarea în aer. Pentru prima dată în lume, Sterenn Du a aplicat o soluție în care ANS-ul derulează un cablu care captează AUV-ul, iar apoi cablul trage AUV-ul în interiorul compartimentului situat între cele două carene ale catamaranului, apoi următorul AUV. Meltzheim adaugă cu mândrie că acest sistem brevetat ECA a obținut un succes de aproape 100% test.
O altă inovație o reprezintă sistemele de amortizare activă și pasivă din compartiment. Aceasta înseamnă că AUV-ul va rămâne cât mai stabil posibil, în ciuda oricăror mișcări ale navei. Odată ce AUV-ul este în compartiment, acesta este livrat în interiorul Sterenn Du.
Fiecare dintre cele trei AUV-uri i se atribuie un rol specific. Primul lansat este AUV DCL (Detecție, clasificare și localizare, detectare, clasificare și localizare). Are 5 metri lungime, cântărește între 800-1000 kg, are o autonomie de croazieră de 25 de mile, iar o călătorie autonomă variază de la 10 la 20 de ore, în funcție de tipul de baterii instalate. DCL este echipat cu sonar pentru a detecta și clasifica obiectele subacvatice. „Această mașină are inteligența să funcționeze singură și să depășească orice probleme neașteptate pe care le-ar putea întâlni”, spune Meltzheim. Dispozitivul în sine a fost dezvoltat în 2006-2009, dar a fost adăugat un sistem automat de recepție pentru programul Espadon.
Datele colectate de DCL AUV sunt transmise înapoi la nava-mamă, unde operatorii decid ce obiecte ar trebui examinate mai îndeaproape, apoi este programat și trimis un al doilea AUV. „Acest catamaran nelocuit, special conceput pentru acest proiect, este foarte manevrabil, echipat cu două elice în prova și două în pupă, patru camere video, dispozitive de iluminat și un mic sonar”, explică Meltzheim. Este programat pentru a investiga orice suspect. obiecte [cum ar fi minele] detectate „DCL și el le examinează unul câte unul, făcând fotografii și videoclipuri. El examinează fiecare obiect cel puțin o dată, iar la sfârșitul misiunii se întoarce la Sterenn Du”.
În această etapă, intră în joc al treilea AUV. Până de curând, proiectul folosea dispozitive reutilizabile ghidate de fire către mină, unde au eliberat o încărcătură explozivă specială în apropierea minei și au fost îndepărtate la o distanță sigură înainte ca încărcătura care distruge mina să detoneze. „Totuși, tendința actuală este spre de unică folosință și mult mai ieftină roboți-kamikaze îndreptate către mină de către operator”, spune Meltzheim.
După finalizarea testelor pe mare programate pentru următoarele câteva luni, următorul pas va fi lansarea celui de-al doilea prototip, care va fi finanțat în comun de Franța și Regatul Unit în baza acordului Lancaster House din noiembrie 2010.
O altă dezvoltare importantă a ANS care a apărut la Euronaval reflectă și utilizarea unor tehnologii noi și dovedite pentru a se potrivi cu dezvoltarea tacticilor operaționale: o versiune nouă și mai mare a ANS Protector, fabricată de compania israeliană Rafael. Lucrările la vasul de 11 metri au început în urmă cu aproximativ trei ani. După ce au evaluat capacitățile ambarcațiunilor mici, dezvoltatorii au ajuns la concluzia că era nevoie de o navă care să poată opera în mări mai mari, precum și să ofere o viteză și o autonomie mai bune până la 48 de ore. Și în unele condiții chiar o sarcină mai mare.
Prioritatea a căzut pe un sistem ANS mai mare și mai scump, conceput pentru călătorii din ce în ce mai lungi, echipat cu motoare diesel duble (100% redundante) cu propulsie cu jet de apă, asigurându-se astfel că nu vor exista defecțiuni care să împiedice operatorul să returneze nava la bază. . Redundanța se extinde și la sistemele electrice și de control, în plus, au fost introduse funcții noi și îmbunătățite pentru autodiagnosticarea deteriorării și monitorizarea sistemului de supraviețuire.
Noul vas se bazează pe un design patentat optimizat pentru funcționarea cu sisteme fără pilot, cu flotabilitate și supraviețuire îmbunătățite. Coca puternică și durabilă din aluminiu în formă de V, cu pereți etanși, este proiectată pentru a îmbunătăți navigabilitatea și supraviețuirea ridicată în marea grea. O echipă de două persoane operează senzorii și navighează pe banda de rulare. ANS este echipat cu radar și senzori electro-optici și legături de comunicații și date care pot interfața cu o gamă largă de sisteme utilizate pentru supravegherea maritimă și patrularea frontierei.
Câmpul vizual apropiat al navei este limitat de înălțimea catargului; Protector este un interceptor. După detectarea unei potențiale amenințări, Protectorul este trimis să intercepteze ținta și să o identifice folosind o turelă optic-electronică stabilizată Toplite. Sistemul de adresă publică de la bord este apoi utilizat pentru a determina intențiile țintei. Ca non-letal arme Se pot folosi tunuri de foc, dar Protectorul este echipat si cu un sistem stabilizat de mitraliera Mini-Typhoon si in plus poate fi echipat cu o statie de armament care include rachete Spike pentru distrugerea precisa a tintelor la distanta mare. Într-o anumită măsură, Protector poate fi folosit și ca platformă pentru războiul electronic.
Marina SUA este interesată de noua clasă Protector ANS pentru a-și consolida capacitățile de luptă împotriva minelor. Marina a fost criticată pentru că a minimalizat importanța războiului cu mine și acum încearcă să recupereze timpul pierdut. Dar Marina își dorește o navă care să poată supraveghea rapid o zonă mare pentru a detecta și curăța minele în orice moment, a declarat Stanley DeGues, director de dezvoltare a afacerii pentru Textron la AAI Advanced Systems, care dezvoltă nave de suprafață comune, fără pilot. -V).
„Doar navele pot face asta noaptea”, spune Degues. Elicopterele nu pot face asta.”
AAI oferă Cus-V pt naval Unmanned Influence Sweep System (UISS) conceput pentru a oferi navelor de luptă litorale (LCS) capacități de curățare a minelor de la distanță, de lungă durată și semi-autonomă, cu siguranțe acustice sau magnetice. Marina SUA intenționează să înceapă testarea platformelor UISS în anul fiscal 2014 și speră să le pună în aplicare în anul fiscal 2016.
„Pentru prețul unui singur elicopter dragă mine”, spune Degues, flota va putea achiziționa 8-12 Cus-V. Cus-Vs are 12 metri lungime, are un pescaj de puțin peste 0.6 metri și are o viteză maximă de 28 de noduri. Are o rază de croazieră de aproximativ 1200 de mile, este capabil să remorcheze până la 2.5 tone la o viteză de 10 noduri, are un compartiment de patru metri, precum și un sistem autonom de lansare, remorcare și recuperare.
„Deși Cus-V a fost conceput pentru a fi utilizat cu nave LCS, este transportabil și pe uscat, pe calea aerului cu aeronave C-17 și C-5 și chiar cu nave civile”, spune Degues. Cus-V este, de asemenea, transportabil. "Poate fi lansat de pe puntea navelor de asalt amfibie cu mai multe misiuni ale Marinei", notează el. Există, de asemenea, câteva misiuni globale pentru navă, cum ar fi securitatea portului. Mulți clienți străini sunt foarte interesați de acest lucru."
În domeniul AUV-urilor, Oficiul de Cercetare Navală (ONR) promovează în mod activ lucrările privind vehiculele submarine fără pilot cu deplasare mare (LDUUV).
În prezent, există AUV-uri în serviciu și în dezvoltare de diferite forme și dimensiuni, de la Littoral Battlespace Sensing al Administrației Oceanografice până la dragăminele Knifefish folosite de pe navele LCS, dar toate sunt în primul rând vehicule cu un singur scop. Este planificat ca LDUUV să aibă o rază lungă de acțiune și o durată de croazieră și viteză, autonomie și capacitate de sarcină utilă operațional, permițând operațiuni autonome și ascunse în zonele înainte.
Deși Marina SUA nu a indicat încă ce misiuni specifice va fi desemnată să efectueze unitatea, Marina efectuează în prezent o analiză a alternativelor (AoA), care este programată să fie finalizată până în martie 2013, iar unele dintre capacități vorbesc de la sine. . Stealth și rază lungă vor fi deosebit de utile pentru informații, supraveghere și recunoaștere sau pregătirea mediului de operare pentru operațiuni viitoare, cum ar fi cartografierea adâncimii fundului mării. Dar nu este greu de imaginat că LDUUV ar putea transporta mine sau torpile în miniatură, precum și să îndeplinească sarcini unice anterior submarinelor cu echipaj, cum ar fi urmărirea submarinelor inamice.
LDUUV este, de asemenea, potrivit pentru a aborda misiuni stringente, cum ar fi protejarea conductelor și cablurilor de telecomunicații care sunt esențiale pentru economia globală sau atacarea senzorilor antisubmarini subacvatici inamici. Mai simplu spus, LDUUV va efectua în mod continuu misiuni de recunoaștere și antrenament de luptă, dar va extinde și capacitățile flotei de submarine americane prin îndeplinirea unor misiuni care nu sunt posibile cu arsenalul actual. Mai mult, vor ajunge exact la timp pentru a atenua efectul dezafectării submarinelor nucleare din epoca Războiului Rece din clasa Los Angeles în anii 2020.
Noile vehicule vor diferi semnificativ de predecesorii lor mai puțin de succes, cum ar fi sistemul subacvatic autonom multifuncțional (Mission Reconfigurable UUV, MR-UUV). Eliberați de limitările unui tub torpilă de 21 de inci, au mai mult spațiu pentru a stoca energie și sarcină utilă. Ele sunt concepute pentru a fi utilizate de pe o varietate de platforme: SSGN și submarine Virginia prin tuburile lor torpile cu diametru mare, nave de luptă litorale, diguri sau chiar nave comerciale închiriate. Odată cu dezvoltarea MR-UUV-urilor, tehnologiile de stocare a energiei au evoluat, de asemenea, pentru a obține densități mai mari de energie și durate mai lungi de călătorie, deși mai sunt multe de făcut în acest domeniu pentru a crea un vehicul util din punct de vedere operațional. Și, poate cel mai important, crearea lor a fost susținută de cel mai înalt nivel al comandamentului Marinei. În februarie 2012, șeful operațiunilor navale, amiralul Jonathan Greenert le-a spus reporterilor: „Mi-ar plăcea foarte mult să văd un vehicul fără pilot oceanic complet, capabil să funcționeze timp de 30 până la 45 de zile”.
După finalizarea unei analize a alternativelor LDUUV în 2013, Marina SUA va emite probabil o cerere oficială de propuneri în anul fiscal 2014, a declarat sponsorul programului LCS într-un comunicat. În același timp, Oficiul de Cercetare Navală intenționează să producă 10 prototipuri navale inovatoare, concentrându-se în special pe tehnologia care îmbunătățește densitatea energiei, rezistența și fiabilitatea. După testare, aceste prototipuri vor fi transferate Marinei, Marina sperând să aibă o escadrilă de 10 LDUUV operaționale până în 2020.
Un proiect și mai ambițios decât LDUUV este nava nelocuită a Agenției pentru Proiecte de Cercetare Avansată a Apărării (Darpa), care va oferi acoperire submarinelor aflate în patrulare. Darpa a selectat recent Science Applications International pentru a proiecta și construi un prototip funcțional al unui sistem fără pilot conceput pentru a detecta și urmări submarinele inamice (Anti-Submarine Warfare Continuous Trail Unmanned Vessel, ACTIV). Scopul este acela de a demonstra o navă autonomă care nu este ascunsă, capabilă să urmărească deschis submarinele diesel-electrice cu zgomot redus timp de câteva luni pe mii de kilometri și cu intervenție umană minimă. Testele pe mare sunt programate pentru mijlocul anului 2015.
ACTIV este un design curat care își propune să maximizeze conceptul de nave nelocuite, deviând de la cerințele tradiționale ale navelor de război, cum ar fi flotabilitatea, stabilitatea dinamică și orientarea. Pe lângă autonomie și fiabilitate, scopul principal al programului este de a atinge „superioritatea propulsiei” și de a demonstra viteza, rezistența, manevrabilitatea și navigabilitatea „disproporționate”, cu scopul de a permite tactici neconvenționale ca răspuns la comportamentul țintă.
ACTIV nu va detecta un submarin, dar va elibera forțele antisubmarine de sarcina de a urmări un submarin inamic detectat. Acesta va folosi senzori acustici, electro-optici, radar și lidar pentru a achiziționa și apoi urmări o țintă subacvatică în timpul furtunilor și perioadelor de lipsă de comunicații, respectând în același timp reglementările maritime internaționale, evitând în mod autonom alte nave de suprafață. Cu o rază de croazieră de 6200 km și o autonomie de 80 de zile, nava va fi supusă „controlului periodic de la distanță” de la țărm printr-o legătură de date peste orizont.
Cu toate acestea, astfel de proiecte avansate Actuv și LDUUV sunt abia în stadiul de dezvoltare și vor trece ani de zile până vor fi lansate, darămite să fie puse în funcțiune. Între timp, Europa și Israelul par să fie cu mult înainte în ceea ce privește crearea unor sisteme maritime autonome reale.
informații