Statek bezzałogowy ASW Continuous Trail
_Continuous_Trail_Unmanned_Vessel_(ACTUV).jpg)
ASW Continuous Trail Unmanned Vessel ( ACTUV ) to finansowany przez DARPA projekt rozpoczęty na początku 2010 roku w celu opracowania drona do zwalczania okrętów podwodnych (bezzałogowego pojazdu nawodnego ) . ASW to skrót od Anti-Submarine Warfare. W styczniu 2018 roku, po udanych próbach morskich, ogłoszono, że prototyp „ Sea Hunter ” przeszedł z DARPA do Biura Badań Marynarki Wojennej w celu dalszego rozwoju.
Podczas gdy program ACTUV koncentruje się na demonstrowaniu możliwości śledzenia ASW, podstawowa platforma i technologie autonomiczne są szeroko rozszerzalne, aby wspierać szeroki zakres misji i konfiguracji dla przyszłych bezzałogowych okrętów wojennych.
ACTUV będzie „pierwszym bezzałogowym okrętem wojennym, który został zaprojektowany i zwymiarowany do użytku w teatrze lub niezależnym rozmieszczeniu na całym świecie”. Celem tego czteroczęściowego programu jest opracowanie statku nawodnego zoptymalizowanego do jawnego śledzenia i śledzenia docelowych okrętów podwodnych. Zestaw czujników „zdolnych do śledzenia cichych, nowoczesnych okrętów podwodnych z silnikiem Diesla ” zostanie zaimplementowany na całkowicie bezzałogowym statku.
ACTUV będzie działać pod minimalnym nadzorem i kontrolą; z bazami brzegowymi okresowo monitorującymi wydajność i dostarczającymi celów misji wysokiego poziomu za pośrednictwem łączy komunikacyjnych poza linią wzroku. Statek będzie wyposażony w zaawansowaną autonomiczną nawigację i funkcje antykolizyjne, aby zachować zgodność z prawem morskim i Międzynarodowymi przepisami o zapobieganiu zderzeniom na morzu .
Historia
We wrześniu 2014 r. DARPA podpisała memorandum o porozumieniu z Biurem Badań Marynarki Wojennej (ONR) w celu wspólnego sfinansowania prototypu ACTUV.
W marcu 2015 roku stwierdzono, że jeśli program się powiedzie, może przejść do marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych dla ASW do 2018 roku i prawdopodobnie do innych misji, takich jak przeciwdziałanie minom .
Koncepcja operacji
ACTUV ma na celu poprawę zdolności wykrywania i zwalczania okrętów podwodnych z silnikiem Diesla , które są niedrogie i cichsze w porównaniu z okrętami podwodnymi o napędzie atomowym, oraz zanegowanie zagrożenia ze strony przeciwników budujących duże liczby poprzez tworzenie taktyk przeciw okrętom podwodnym na poziomie jednej dziesiątej koszt budowy łodzi podwodnej z silnikiem Diesla. Obszary działania koncentrują się na wodach przybrzeżnych . Statek będzie bezzałogowym pojazdem nawodnym (USV) zaprojektowanym do autonomicznego działania i patrolowania przez 60–90 dni z rzędu, zdolnym do samodzielnego polowania na cele i unikania statków nawodnych. Będzie działać wraz z innymi zasobami morskimi, w tym P-8 Poseidon , MQ-4C Triton i sonobą jako wysunięty do przodu węzeł szybkiego reagowania w globalnej sieci nadzoru morskiego.
Gdy czujnik rozległy zapewni wstępne wskazanie potencjalnego celu, wysunięty do przodu ACTUV szybko „sprintuje” do obszaru i użyje własnych czujników do oceny kontaktu. Po pierwsze, dwie boczne kapsuły z aktywnym i pasywnym sonarem średniej częstotliwości do wykrywania dalekiego zasięgu zweryfikują obecność łodzi podwodnej i zidentyfikują obszar niepewności (AOU), na który ma wpływ zagrożenie ograniczenia ruchu statków nawodnych. Po drugie, dwa sonar o wyższej częstotliwości w głównym kadłubie poprawią precyzję śledzenia i niezawodność misji. Po znalezieniu się w bliskiej odległości, magnetometrów całkowitego pola dostarczą dodatkowych informacji o aktywności celu, aby móc ją stale śledzić. Wreszcie sonar o bardzo wysokiej częstotliwości stworzy „obraz akustyczny” celu, aby zidentyfikować i sklasyfikować konkretny okręt podwodny.
ACTUV ma być w stałym kontakcie z innymi statkami i samolotami za pośrednictwem łącza satelitarnego; jeśli kontakt zostanie uznany za niegroźny, marynarz może nakazać statkowi powrót na patrol. Sam statek nie jest uzbrojony, więc jeśli wykryje wrogi okręt podwodny, powiadomi inne jednostki morskie, które mogą go zaatakować i zniszczyć. Jeśli statek nie zostanie uznany za zagrożenie, może nadal podążać za okrętem podwodnym, aby powstrzymać go od agresywnych działań, potencjalnie nawet z powrotem do portu macierzystego. ACTUV został zaprojektowany tak, aby wytrzymać każdą łódź podwodną z silnikiem Diesla, nawet te wyposażone w napęd niezależny od powietrza (AIP).
Używanie dużej liczby niedrogich bezzałogowych ACTUV jest sposobem na zwalczanie okrętów podwodnych jako podwodnego elementu działań wojennych przeciwko dostępowi . Niektóre kraje stosują „konkurencyjne strategie” do tworzenia taniej broni, sprzętu i metod, aby narzucić swoim przeciwnikom sytuację, w której musieliby ponieść koszty opracowania środków zaradczych, które są nieproporcjonalnie wyższe niż środki obronne, przeciwko którym zostałyby użyte. Celem jest skłonienie przeciwnika do uznania, że konkurencja jest nieopłacalna lub zmuszenie go do przekierowania środków z innych priorytetów. Kraje budujące tanie okręty podwodne z silnikiem Diesla jako komponenty zapobiegające dostępowi podlegałyby takim samym rozważaniom na temat kosztów i korzyści, jakie próbują narzucić, ponieważ Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych byłaby wyposażona w jeszcze tańszy system wykrywania okrętów podwodnych.
Aby zachować zgodność z Międzynarodowymi Przepisami o Zapobieganiu Zderzeniom na Morzu (COLREGS), ACTUV musi samodzielnie identyfikować inne statki nawodne na morzu. Radar jest głównym sposobem wykrywania innych statków, ale nie jest w stanie ich sklasyfikować. Aby ulepszyć radar, a także zmniejszyć zależność od niego, DARPA opublikowała . Prośbę o informacje (RFI) dla innych czujników, aby ACTUV mógł dostrzec i sklasyfikować pobliskie statki i inne obiekty. Oczekiwane systemy czujników oraz sprzęt i oprogramowanie do przetwarzania obrazu obejmują pasywne technologie elektrooptyczne / podczerwień (EO/IR) lub technologie nieaktywne dla radaru ( LIDAR ).
Budowa
Leidos zajmującej się bezpieczeństwem narodowym, zdrowiem i inżynierią na kontynuację programu ACTUV w lutym 2014 r. Użycie USV do polowania na okręty podwodne ma na celu uwolnienie innych statków nawodnych od konieczności wydawania czasu i pieniędzy na ich samodzielne poszukiwanie. Model Leidos to bezzałogowy trimaran zbudowany z kompozytów węglowych, wyposażony w czujniki nawigacyjne i pilotażowe, elektrooptykę oraz radar dalekiego i krótkiego zasięgu, który umożliwia śledzenie okrętów podwodnych z silnikiem Diesla na ekstremalnych głębokościach przez wiele miesięcy. Statek jest w stanie przekazać informacje zwrotne o sytuacji i swoim stanie, a komputery są zaprogramowane do identyfikowania innych statków i przewidywania ich dalszych działań. Wykorzystuje modułową konstrukcję, którą można dostosować do innych ról, takich jak misje wywiadowcze, obserwacyjne i rozpoznawcze .
Leidos ogłosił 18 listopada 2014 r., Że statek testowy wyposażony w oprogramowanie autonomiczne i czujniki naśladujące konfigurację ACTUV ukończył 42-dniowe demonstracje na morzu w celu spełnienia przepisów dotyczących kolizji (COLREGS). Statek zastępczy o długości 32 stóp (9,8 m) symulował scenariusze, w których prototyp ACTUV wchodziłby w interakcję ze statkiem zakłócającym, nawigując przez wąskie kanały, unikając przeszkód i innych statków nawodnych autonomicznie w całkowicie nieskryptowanych zdarzeniach. Dalsze testy będą obejmować wiele zakłócających kontaktów i wrogich zachowań statków zakłócających.
Firma ogłosiła 26 stycznia 2015 r., Że oprogramowanie autonomiczne ACTUV zostało pomyślnie przetestowane u wybrzeży Mississippi w celu przetestowania funkcji czujników, manewrowania i misji. Zainstalowany na łodzi roboczej o długości 42 stóp (13 m), system autonomii poruszał się po skomplikowanym środowisku przybrzeżnym Gulf Intracoastal Waterway, korzystając tylko z wstępnie załadowanej mapy nawigacyjnej i danych wejściowych z gotowych komercyjnych radarów (COTS). Statek zastępczy przepłynął 35 mil morskich (40 mil; 65 km), omijając wszystkie przeszkody, boje, ląd, płyciznę i inne statki bez wcześniej zaplanowanych punktów trasy lub interwencji człowieka. Pierwszy ACTUV, nazwany Sea Hunter, miał wystartować późną jesienią 2015 roku i rozpocząć testy na rzece Columbia .
Do końca października 2015 r. Budowa ACTUV była ukończona w 90 procentach, a sprzęt systemów został ukończony, a oprogramowanie zostało opracowane. Testy systemów dowodzenia i nawigacji, aby bezzałogowa łódź mogła bezpiecznie pływać zgodnie z normami bezpieczeństwa morskiego „ogólnie spełnia oczekiwania”. Statek ma 132 stóp (40 m) długości, waży 140 ton i ma kosztować 15 000–20 000 USD dziennie, w porównaniu z 700 000 USD dziennie w przypadku niszczyciela. Zaletą statku w porównaniu z USV wystrzeliwanymi ze statków jest to, że ma większą ładowność i wytrzymałość oraz może wodować i odzyskiwać na molo, zamiast wymagać integracji ze statkiem załogowym. DARPA planuje przeprowadzić testy w Point Loma w San Diego . W listopadzie 2015 r. Raytheon dostarczył modułowy skalowalny system sonarowy (MS3) do zintegrowania z Leidos ACTUV. MS3 to montowany na kadłubie system sonarowy piątej generacji, który wykonuje aktywne i pasywne wyszukiwanie i śledzenie, ostrzeganie przed nadlatującymi torpedami oraz unikanie małych obiektów w celu zapewnienia bezpiecznej nawigacji. Oprócz polowania na okręty podwodne, statek mógł wykonywać misje przeciwminowe, rozpoznawcze i zaopatrzeniowe.
Próby morskie
DARPA uruchomiła demonstrator technologii ACTUV w dniu 27 stycznia 2016 r. Na placu budowy Vigor Shipyards w Portland w stanie Oregon i prowadziła lokalne próby do lutego, osiągając prędkość 27 węzłów (31 mil na godzinę; 50 km / h). Podobno już z powodzeniem wyśledził łódź podwodną z odległości 1 kilometra (0,62 mil; 0,54 mil morskich). Statek o nazwie Sea Hunter został oddany do użytku 7 kwietnia 2016 r. i wysłany do San Diego na dwuletni okres próbny do września 2018 r., prowadzony przez DARPA i ONR.
W dniu 22 czerwca 2016 r. Sea Hunter zakończył wstępne próby wydajności, osiągając lub przekraczając wszystkie cele dotyczące wydajności w zakresie prędkości, zwrotności, stabilności, dzielności morskiej, przyspieszania / zwalniania, zużycia paliwa i niezawodności systemów mechanicznych na otwartym oceanie, na wodach do stanu morza 4. Wstępne dane z czujników z prób wydajnościowych zostaną przeanalizowane przez Leidos w celu zweryfikowania biegłości statku. Nadchodzące próby będą obejmowały testy czujników, zestaw autonomii statku, zgodność z przepisami dotyczącymi kolizji morskich oraz demonstracje sprawdzające słuszność koncepcji dla różnych misji marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych.
Pod koniec października 2016 r. ACTUV zademonstrował kolejny program DARPA, Towed Airborne Lift of Naval Systems (TALONS), mający na celu zwiększenie możliwości czujników statków poprzez podniesienie ich wyżej w powietrze za pomocą spadochronu. Przez dwa dni przez 90 minut każdego dnia TALONS był wypuszczany z „gniazda” zainstalowanego z tyłu pojazdu ACTUV, wznosząc się na wysokość 1000 stóp (300 m), podczas gdy statek manewrował z „operacyjnie realistycznymi prędkościami”. W porównaniu z czujnikami montowanymi na maszcie, umieszczonymi 150–200 stóp (46–61 m) nad linią wody, układ czujników parasailingu sześciokrotnie zwiększył zasięg radaru śledzącego powierzchnię, podwoił zasięg rozróżniania EO/IR i ponad trzykrotnie zwiększył zasięg radiowy dookólny .
Testy operacyjne rozpoczęły się u wybrzeży San Diego pod koniec listopada 2016 r. po wstępnych testach autonomii latem, kiedy to statek pomyślnie wykonał misję z wieloma punktami orientacyjnymi bez osoby kierującej kursem lub zmianami prędkości. Przeprowadzono również test Remote Supervisor Control Station (RSCS), który umożliwia zdalną kontrolę nad statkiem i zlecanie nowych zadań z odległej lokalizacji na wodzie lub na lądzie.