ASW Continuous Trail ubemandet fartøj - ASW Continuous Trail Unmanned Vessel
_Continuous_Trail_Unmanned_Vessel_(ACTUV).jpg)
Den ASW Kontinuerlig Trail Ubemandede Vessel ( ACTUV ) er en DARPA -finansieret projekt blev lanceret i begyndelsen af 2010 at udvikle en anti-ubåd drone ( ubemandede overflade køretøj ). ASW er et akronym for Anti-Submarine Warfare. I januar 2018, efter vellykkede søforsøg, blev det meddelt, at " Sea Hunter " -prototypen er overgået fra DARPA til Office of Naval Research for yderligere udvikling.
Mens ACTUV-programmet er fokuseret på at demonstrere ASW-sporingskapaciteten, kan kerneplatformen og autonomiteknologier stort set udvides til at understøtte en bred vifte af missioner og konfigurationer til fremtidige ubemandede flådeskibe.
ACTUV vil være "et første ubemandet flådeskib, der er designet og dimensioneret til teater eller global uafhængig indsættelse". Målet med det firedelte program er at udvikle et overfladefartøj, der er optimeret til åbenlyst at spore og spore mål ubåde. En række sensorer "i stand til at spore stille, moderne dieselelektriske ubåde " vil blive implementeret i det helt ubemandede skib.
ACTUV vil operere under minimal overvågningskommando og kontrol; med landbaser, der intermitterende overvåger ydeevne og leverer missionmål på højt niveau gennem kommunikationsforbindelser uden for synsfelt. Fartøjet vil blive forsynet med avancerede autonome navigations- og antikollisionsfunktioner for at holde det inden for maritim lovgivning og de internationale regler for forebyggelse af kollisioner til søs .
Historie
I september 2014 underskrev DARPA et aftalememorandum med Office of Naval Research (ONR) for i fællesskab at finansiere ACTUV-prototypen.
I marts 2015 blev det anført, om programmet var vellykket, kunne det overgå til den amerikanske flåde for ASW inden 2018 og muligvis andre missioner såsom modforanstaltninger til miner .
Begrebet operationer
ACTUV sigter mod at forbedre evnen til at detektere og engagere dieselelektriske ubåde , som er billige og mere støjsvage i forhold til atomdrevne ubåde, og at negere truslen om, at modstandere bygger et stort antal ved at skabe anti-ubådstaktik på en tiendedel. omkostningerne ved at bygge en dieselubåd. Driftsområder er fokuseret på kystvand . Fartøjet vil være et ubemandet overfladekøretøj (USV) designet til at køre og patruljere autonomt i 60-90 dage i træk og være i stand til at jage efter mål og undgå overfladeskibe i sig selv. Det fungerer sammen med andre flådeaktiver, herunder P-8 Poseidon , MQ-4C Triton og sonobuoy- sensorer som en fremadrettet indsat og hurtig respons-knude i det globale maritime overvågningsnetværk.
Når en sensor med stort område giver en indledende indikation af et muligt mål, vil den fremadrettede ACTUV derefter hurtigt "sprinte" til området og bruge sine egne sensorer til at vurdere kontakten. For det første vil to sidepuder med langtrækkende erhvervelse mellemfrekvent aktiv-passiv sonar verificere tilstedeværelsen af en ubåd og identificere det usikkerhedsområde (AOU), der er påvirket af truslen om at begrænse skibes bevægelse tæt på overfladen. For det andet vil to højere frekvens ekkolodd i hovedskroget forbedre sporingspræcision og pålidelighed. Når de er tæt på, vil de samlede feltmagnetometerarrays give yderligere oplysninger om målaktivitet for kontinuerligt at spore den. Endelig vil meget højfrekvent ekkolod producere et "akustisk billede" af målet for at identificere og klassificere den specifikke ubåd.
ACTUV skal være i konstant kontakt med andre skibe og fly via en satellitforbindelse; hvis en kontakt er fast besluttet på ikke at være truende, kan en sømand beordre skibet gå tilbage til patrulje. Selve skibet er ubevæbnet, så hvis en fjendtlig ubåd opdages, underretter den andre flådeaktiver, der kan angribe og ødelægge den. Hvis det ikke anses for at være en trussel, kan fartøjet stadig skygge ubåden for at afskrække den fra at handle aggressivt, potentielt endda tilbage til sin hjemhavn. ACTUV er designet til at udholde enhver dieselelektrisk ubåd, selv dem der er udstyret med luftuafhængig fremdrift (AIP).
Brug af et stort antal billige ubemandede ACTUV'er er en måde at imødegå ubåde som en undersøisk komponent i anti-adgangskrig. Nogle lande bruger "konkurrencestrategier" til at skabe billige våben, hardware og metoder til at pålægge deres modstandere en situation, hvor de bliver nødt til at afholde omkostninger ved at udvikle modforanstaltninger, der er uforholdsmæssigt højere end det forsvar, de ville blive brugt mod. Målet er at få modstanderen til at beslutte, at konkurrencen er overkommelig eller tvinge dem til at omdirigere ressourcer fra andre prioriteter. Lande, der bygger billige dieselelektriske ubåde som anti-adgangskomponenter, vil blive underlagt de samme cost-benefit-overvejelser, som de forsøger at pålægge, da den amerikanske flåde ville være udstyret med et endnu billigere detektionssystem mod ubåd.
For at overholde internationale regler til forebyggelse af kollisioner til søs (COLREGS) skal ACTUV autonomt identificere andre overfladeskibe til søs. Radar er den primære måde at fornemme andre skibe på, men den er ikke i stand til at klassificere dem. For at udvide radar samt reducere afhængigheden af den udgav DARPA en anmodning om information (RFI) i marts 2015 for andre sensorer til ACTUV at opfatte og klassificere nærliggende skibe og andre objekter. Forventede sensorsystemer og billedbehandlingshardware og -software inkluderer passiv elektrooptisk / infrarød (EO / IR) eller ikke-radaraktiv ( LIDAR ) teknologi.
Konstruktion
Efter at have sendt Broad Agency Announcement (BAA) tillod DARPA det nationale sikkerheds-, sundheds- og ingeniørfirma Leidos at gå videre med ACTUV-programmet i februar 2014. Brug af en USV til ubådjagt har til formål at frigøre andre overfladeskibe fra at skulle bruge tid og penge på udkig efter dem selv. Leidos 'model er en ubemandet trimaran bygget ud af kulstofkompositter udstyret med navigations- og styringssensorer, elektrooptik og lang og kort rækkevidde til at være i stand til at spore dieselubåde på ekstreme dybder i flere måneder ad gangen. Skibet er i stand til at rapportere om situationen og dets tilstand og har computere programmeret til at identificere andre skibe til at foregribe, hvad de vil gøre næste gang. Det bruger et modulært design, der kan genmonteres til andre roller såsom intelligens, overvågning og rekognosceringsmissioner .
Leidos meddelte den 18. november 2014, at et testfartøj udstyret med autonomisoftware og sensorer til at efterligne konfigurationen af ACTUV afsluttede 42 dages havdemonstrationer for at opfylde kollisionsbestemmelser (COLREGS). 32 fods surrogatfartøj simulerede scenarier, hvor ACTUV-prototypen ville interagere med et forstyrrende fartøj, navigere gennem smalle kanaler, mens man undgik forhindringer og andre overfladeskibe autonomt i helt uskrevne begivenheder. Opfølgningstest involverer flere interfererende kontakter og kontradiktoriske adfærd hos interfererende fartøjer.
Virksomheden meddelte den 26. januar 2015, at ACTUV-autonomisoftwaren med succes var blevet testet ud for Mississippis kyst for at teste sensor-, manøvrerings- og missionsfunktioner. Autonomisystemet, der var installeret på en 13 m arbejdsbåd, navigerede i det komplicerede kystmiljø ved Gulf Intracoastal Waterway ved hjælp af kun et forudindlæst navigationskort og input fra kommerciel-off-the-shelf radarer (COTS). Surrogatfartøjet rejste 35 nmi (40 mi; 65 km), mens den undgik alle forhindringer, bøjer, land, stimvand og andre skibe uden forudplanlagte waypoints eller menneskelig indgriben. Den første ACTUV, der hedder Sea Hunter, var planlagt til at starte i slutningen af efteråret 2015 og begynde at teste i Columbia River .
I slutningen af oktober 2015 var bygningen af ACTUV 90 procent komplet, med hardware til systemerne færdig og softwaren blev konstrueret. Test af kommando-og-kontrol- og navigationssystemerne, der gør det muligt for den ubemandede båd at køre sikkert i overensstemmelse med søfartssikkerhedsstandarderne "lever generelt op til forventningerne." Skibet er 40 m langt, vejer 140 tons og forventes at koste $ 15.000-20.000 at operere om dagen sammenlignet med $ 700.000 om dagen for en destroyer. Fordelene ved skibet i forhold til skibssendte USV'er er, at det har større nyttelast og udholdenhed, og det kan starte og komme sig ved en mole i stedet for at have behov for integration med et bemandet skib. DARPA planlægger at udføre test i Point Loma, San Diego . I november 2015 leverede Raytheon sit modulære skalerbare ekkolodssystem (MS3), der skulle integreres i Leidos ACTUV. MS3 er et femte generation skrogmonteret ekkolodssystem, der udfører aktiv og passiv søgning og sporing, indgående torpedo-advarsel og undgåelse af små objekter for sikker navigation. Ud over ubådjagt kunne skibet udføre modminer, rekognoscering og genforsyningsmissioner.
Søprøver
DARPA lancerede ACTUV-teknologidemonstranten den 27. januar 2016 på sin byggeplads for Vigor Shipyards i Portland, Oregon og gennemførte lokale forsøg gennem februar med en hastighed på 27 knob (31 km / t; 50 km / t). Det havde angiveligt allerede sporet en ubåd med succes fra 1 kilometer (0,62 mi; 0,54 nm) væk. Skibet, der hedder Sea Hunter , blev bestilt den 7. april 2016 og sendt til San Diego i en to-årig prøveperiode gennem september 2018, udført af DARPA og ONR.
Den 22. juni 2016 gennemførte Sea Hunter de indledende præstationsforsøg og opfyldte eller overgik alle præstationsmål for hastighed, manøvredygtighed, stabilitet, havhold, acceleration / deceleration, brændstofforbrug og pålidelighed i mekaniske systemer i det åbne hav i farvande op til havtilstand 4. Indledende sensordata fra præstationsforsøgene vil blive analyseret af Leidos for at verificere fartøjets dygtighed. Kommende forsøg vil omfatte test af sensorer, skibets autonomispakke, overholdelse af maritime kollisionsbestemmelser og proof-of-concept demonstrationer for en række amerikanske flådemissioner.
I slutningen af oktober 2016 demonstrerede ACTUV et andet DARPA-program, Towed Airborne Lift of Naval Systems (TALONS), der sigter mod at øge skibenes sensorfunktioner ved at hæve dem højere op i luften ved hjælp af en faldskærm. I to dage i 90 minutter hver dag blev TALONS indsendt fra en "rede" installeret på bagsiden af ACTUV-køretøjet og steg til 300 m (1000 ft), mens skibet manøvrerede med "operationelt realistiske hastigheder." Sammenlignet med mastmonterede sensorer, der sidder 150–200 ft (46–61 m) over vandlinjen, øgede parasailing-sensorarray radarområdet for overfladespor med seks gange, fordoblede dets EO / IR-diskrimineringsområde og mere end tredoblet det rundstrålede radioområde .
Operativ test startede ud for San Diego kysten i slutningen af november 2016 efter indledende test af autonomi kapacitet om sommeren, hvor skibet med succes gennemførte en multi-waypoint mission uden en person, der styrede kurs eller hastighedsændringer. En test af Remote Supervisory Control Station (RSCS), som tillader fjernovervågningskontrol af skibet, og der blev også udført en ny opgaveopgave fra et fjerntliggende flydende eller i land.