Взятие UUV быстрее, дальше и глубже

Рисунок 1: Семейство компактных UUV Riptide (Фото: Riptide)

Рисунок 2. Выбор конфигураций транспортных средств (Фото: Riptide)

Рисунок 3. Результаты тестирования отказов корпуса Micro-UUV. (Фото: Riptide)

Рисунок 4. Стандартный трехмерный печатный нейлон (300 м) и новый трехмерный титановый титановый (1500 м) 7.5 "хвостовой отсек. (Фото: Riptide)

Рисунок 5: Типичный щелочной аккумулятор для Micro-UUV (Фото: Riptide)

Рисунок 6: Глубокий, настраиваемый, компактный UUV (Фото: Riptide)

Previous Next

Технология Micro-UUV является гибкой
В 2015 году ветераны традиционного сектора UUV решили изменить динамику отрасли, основали автономные решения Riptide. Первым продуктом Riptide стал микро-UUV, новый, очень гибкий автономный подводный автомобиль с открытым исходным кодом, который предлагает современное недорогое решение, идеально подходящее для разработчиков автономности и поведения, энергосистем, подводных датчиков и другие новые полезные нагрузки. Микро-UUV имеет открытые аппаратные и программные интерфейсы, предоставляя пользователям надежную и надежную платформу для развития технологий. Конструкция автомобиля оптимизирована для высокой эффективности с лучшей гидродинамической сигнатурой в своем классе. Базовый микро-UUV составляет 4 7/8 дюймов в диаметре, 42 дюйма в длину и весит 23 фунта. Стандартная система рассчитана на глубину до 300 метров.

Riptide micro-UUV запустил линейку следующих автомобилей, включая 7-дюймовый, 65-фунтовый, 1 переносной (1 МП) UUV и 9.375-дюймовый, 120-фунтовый, 2-х портативный (2 МП) UUV. Основополагающая технология, обеспечивающая этот семейный подход, включая передовые технологии производства и техники, является ключом к миссии Riptide по сбору UUV быстрее, дальше и глубже.

Более глубокое: продвинутое производство
Микро-UUV был разработан с использованием нескольких технологий производства присадок. Это позволило обеспечить доступную и быструю оценку многочисленных конструктивных соображений. Эта быстрая производственная мощность также позволила Riptide быстро создавать производственные автомобили. Этот подход предназначен не только для инженерных моделей. Это поставка продукта, способного выдерживать давление и суровые условия работы UUV. Использование современных технологий проектирования и производства также позволило разработать и предоставить множество микроуровневых конфигураций гибкой архитектуры Riptide, как показано на рисунке 2.

Когда Riptide приступила к разработке и разработке своего первого микро-UUV в середине 2015 года, он продавал материалы корпуса для гибкости дизайна, простоты изготовления, стоимости и свойств материала, таких как соотношение прочности и веса. Он установил порог проектирования для микро-UUV 200 метров (2-3 раза глубина рейтинга ближайшего соревнования малых автомобилей в то время). Он выбрал углеродное волокно для цилиндрического транспортного средства средней части тела, изготовленное из мачты мачты, столь гибкой по длине. Для гидродинамических носов и хвостов, Riptide выбрал трехмерный печатный нейлон, обеспечивающий широкую гибкость для формы и добавления портов или монтажных функций для новых датчиков. Моделирование конечных элементов (FEM) выполнялось с использованием необходимых факторов безопасности и дополнительного консерватизма, встроенных для изменения материалов и изготовления. Благодаря проверке достоверности и отказу (см. Рис. 3 на стр. 44), первоначальная конструкция была определена, чтобы значительно превысить пороговую оценку глубины, которая затем была увеличена до 300 метров для стандартного транспортного средства при сохранении достаточного коэффициента безопасности.

В Riptide использовались новейшие методы быстрого производства, в значительной степени основанные на трехмерной печати или производстве присадок в ранних производственных поставках. Riptide недавно приобрела пресс-формы для инъекций для всех 3D-печатных деталей для микро-UUV в рамках гранта на производство от Массачусетса, но поддерживает возможность 3D-печати любого компонента для гибкости дизайна. В соответствии со стадией DARPA II фазы SBIR, Riptide изготовила более глубокий номинальный UUV (7,5 "Diameter) с проектной целью 1500 м. Первоначальное испытание на герметичность и испытание давлением на корпусах корпуса было успешно завершено, и первое из нескольких автомобилей подвергается испытаниям первой части. На рисунке 4 показана стандартная хвостовая часть по сравнению с 1-й статьей титанового 3D-отпечатка хвостовой части. Объем был снижен для целей затрат. Благодаря комбинации трехмерной печати и традиционных форм, а также новым дизайнам, Riptide выполняет обещание более компактно использовать UUV.

Далее: Управление энергопотреблением и энергопотреблением
Микро-UUV был разработан для обеспечения низкой логистики. Стандартная конфигурация использует 144 щелочные батареи АА, как и пульт дистанционного управления телевизором, но в большем количестве. Их можно поменять в считанные минуты. Использование щелочных батарей позволяет избежать многих ограничений и ограничений, связанных с доставкой, безопасностью и государственной сертификацией литиевых батарей, обеспечивая при этом достаточную энергию для запуска этих эффективных транспортных средств в течение дня или более в зависимости от рабочей скорости и мощности полезной нагрузки. В дополнение к гибкости при транспортировке, развертывание значительно упрощается с помощью такого небольшого транспортного средства. Нет необходимости полагаться на большие, дорогие надводные суда. Возможны операции с док-станции, из лодок и даже с весла.

В общей сложности 144 щелочные батареи АА обеспечивали оригинальный микро-UUV приблизительно 300 Втч, который без полезной нагрузки, работающий с максимальной эффективностью, дает микро-UUV диапазон чуть более 100 морских миль за 33 часа. Это предполагало скорость работы 3,0 узла. На 0,5 узлах одна и та же конфигурация транспортного средства могла работать в течение трех дней.

В начале 2018 года Riptide объявила о почти полной редизайне внутренней электроники, что привело к появлению нового MKII μUUV. Это обеспечило почти 60% -ное снижение мощности нагрузки в гостиницах до 3,8 Вт с плат первого поколения. Это также уменьшило количество внутренних проводов в транспортном средстве на 80%, упростив автомобиль в дальнейшем. Эта традиционная аккумуляторная производительность более чем достаточна для многих приложений. Но его можно улучшить. Riptide выпускает литиевый аккумулятор, который удваивает энергетическую емкость (и выносливость) стандартного автомобиля. Кроме того, стандартная щелочная аккумуляторная батарея была спроектирована так, чтобы сочетать различные химические элементы батареи, включая литиевые первичные и никель-металл-гидридные ячейки. С литиевыми первичными клетками стандартный микро-UUV может работать в течение недели со скоростью.

Благодаря эксклюзивному партнерству с L-3-Open Water Power, микро-UUV станет пионером использования алюминиевых батарей морской воды. Эта новая технология использует энергию химической реакции между морской водой и специально разработанными высокочистыми алюминиевыми сплавами. В результате получается безопасное решение для хранения энергии с резким увеличением плотности энергии. Эта технология будет протестирована в 2018 году и, как ожидается, будет доступна в продаже на Riptide UUV в 2019 году.

Благодаря оптимизации электроники и новым энергетическим технологиям Riptide принимает компактные UUV как никогда ранее.

Быстрее: ускоренная доставка пользовательских UUV
Более быстрые UUV могут предложить высокоскоростные транспортные средства. Хотя это верно, микро-UUV может превышать 10 узлов, еще более важной мерой является время доставки. Открытая архитектура и модульная конструкция Riptide UUV обеспечивают быструю настройку и доставку узлов, ориентированных на клиента. Оригинальный микро-UUV поставил на это обещание с десятками конфигураций, построенных в первый год производства.

С тех пор, когда линейка продуктов расширилась, гибкость и быстрая доставка позволили использовать другие отличительные конфигурации.

Одним из примеров более быстрого и глубокого UUV является глубокое транспортное средство, разработанное для DARPA.

Пример: глубокая акустика UUV
В рамках программы SBIR Riptide изменил свой 1 MP UUV для поддержки программ исследований акустической телеметрии.

Глубокий UUV рассчитан на глубину 1500 метров, но все еще только 7,5 дюйма в диаметре. Его полезная нагрузка включает CTD, акустический модем и буксируемый акустический приемник. Благодаря тому, что на рынке приходится работать с низким энергопотреблением, эта система может обеспечить более 48 часов выдержки для полевых испытаний. Целью транспортного средства является демонстрация акустических подводных коммуникаций средней дальности и средней скорости передачи данных для критически важного проекта. Для этого клиенту необходимо долгое время работать в глубоком звуковом канале. Эти воды, глубиной около 1000 метров, обычно недоступны для меньших, более доступных UUV. Программное обеспечение с открытым исходным кодом Riptide и гибкий механический дизайн позволили быстро развивать этот пользовательский UUV и обеспечить, чтобы исследовательская программа могла выполняться по плану. На рисунке 6 показано это транспортное средство, которое поставляется.

Пример: открытая архитектура
В дополнение к универсальности оборудования подход Riptide также обеспечивает гибкость программного обеспечения. Компания Riptide, работая с Draper, согласилась внедрить автономию открытой морской архитектуры (MOAA) на всех UUV Riptide, поставляемых правительству США. Дрейпер разработал MOAA для правительства США. Возможности MOAA были продемонстрированы в море на нескольких классах автономных подводных транспортных средств (AUV) с применением различных подводных районов миссии. Эта работа представляет собой значительные инвестиции, миллионы долларов и десятилетия исследований и разработок.

Дрейпер запросил и получил одобрение от Морского Центра Войны Подводного Войны (NUWC), чтобы предоставить МОАА в качестве опции на всех UUV Riptide, проданных американским Правительству или Правительству, предназначенным для транспортных средств. Это будет вариант без затрат для всех UUV Riptide для подходящих клиентов. Доступность MOAA на Riptide UUV является прямым результатом их гибкой и открытой архитектуры программного обеспечения. MOAA добавляет значительную ценность для государственных UUV-клиентов, а RIP-UUV с MOAA будут доступны для поставки во втором квартале 2018 года.

Быстрее Дальнейший
Беспилотный рынок подводного транспорта переживает период быстрой эволюции. Наследственные поставщики были приобретены крупными оборонными премиями, чтобы поддержать растущие программы записи. Между тем барьеры для входа были снижены благодаря новым технологиям производства, современной электронике и архитектуре с открытым исходным кодом. Riptide использует все эти тенденции для предоставления гибкого семейства решений. Технологический подход обеспечил более быструю доставку UUV, которые могут варьироваться в дальнейшем, а погружение глубже, чем когда-либо раньше, в компактных транспортных средствах. На сегодняшний день почти 100 автомобилей Riptide продемонстрировали, что рынок движется быстрее.

(Как было опубликовано в издании Marine Technology Reporter в июне 2018 года)