Беспилотное судно непрерывного действия ASW

ASW Continuous Trail Unmanned Vessel ( ACTUV ) — финансируемый DARPA проект, запущенный в начале 2010 года для разработки противолодочного беспилотника ( беспилотного надводного транспортного средства ). ASW — это аббревиатура от Anti-Submarine Warfare (противолодочная война). В январе 2018 года после успешных морских испытаний было объявлено, что прототип « Sea Hunter » был передан из DARPA в Управление военно-морских исследований для дальнейшей разработки. ^[1]

В то время как программа ACTUV сосредоточена на демонстрации возможностей отслеживания противолодочных целей, базовая платформа и технологии автономии могут быть широко расширены для поддержки широкого спектра миссий и конфигураций будущих беспилотных военно-морских судов.

ACTUV станет «первым беспилотным военно-морским судном, спроектированным и рассчитанным на театр военных действий или глобальное независимое развертывание». Целью четырехчастной программы является разработка надводного судна, оптимизированного для открытого отслеживания и сопровождения целевых подводных лодок. Набор датчиков, «способных отслеживать тихие современные дизель-электрические подводные лодки », будет внедрен в полностью беспилотное судно.

ACTUV будет работать под минимальным контролем и управлением; береговые базы будут периодически контролировать производительность и предоставлять высокоуровневые цели миссии через каналы связи за пределами прямой видимости. Судно будет оснащено передовыми функциями автономной навигации и предотвращения столкновений, чтобы соответствовать морскому праву и Международным правилам предупреждения столкновений в море .

В сентябре 2014 года DARPA подписало Меморандум о соглашении с Управлением военно-морских исследований (ONR) о совместном финансировании прототипа ACTUV.

В марте 2015 года было заявлено, что если программа будет успешной, то к 2018 году она может быть передана ВМС США для противолодочной обороны, а также, возможно, для выполнения других задач, таких как противоминная борьба . ^[2]

ACTUV нацелен на улучшение способности обнаруживать и поражать дизель-электрические подводные лодки , которые недороги и тише по сравнению с атомными подводными лодками, а также на устранение угрозы со стороны противников, строящих большое количество подводных лодок, путем создания противолодочной тактики за одну десятую стоимости строительства дизельной подводной лодки. Районы операций сосредоточены на прибрежных водах . Судно будет беспилотным надводным транспортным средством (USV), предназначенным для автономной работы и патрулирования в течение 60–90 дней подряд, способным самостоятельно выслеживать цели и избегать надводных кораблей. Оно будет работать вместе с другими военно-морскими средствами, включая P-8 Poseidon , MQ-4C Triton и датчики гидроакустических буев в качестве передового развернутого и быстрореагирующего узла в глобальной сети морского наблюдения. ^{[3] [4]}

Как только широкозонный датчик даст начальное указание на возможную цель, передовой развернутый ACTUV быстро «перебежит» к этой области и использует собственные датчики для оценки контакта. Во-первых, два боковых модуля с дальнобойным среднечастотным активно-пассивным сонаром проверят наличие подводной лодки и определят область неопределенности (AOU), затронутую угрозой, чтобы ограничить движение близких надводных кораблей. Во-вторых, два высокочастотных сонара в основном корпусе улучшат точность отслеживания и надежность миссии. Оказавшись в непосредственной близости, массивы магнитометров полного поля предоставят дополнительную информацию об активности цели для ее непрерывного отслеживания. Наконец, высокочастотный сонар создаст «акустическое изображение» цели для идентификации и классификации конкретной подводной лодки. ^{[3] [4]}

ACTUV должен находиться в постоянном контакте с другими судами и самолетами через спутниковую связь; если контакт определен как не представляющий угрозы, моряк может приказать судну вернуться на патрулирование. Само судно не вооружено, поэтому при обнаружении вражеской подводной лодки оно уведомит другие военно-морские силы, которые могут атаковать и уничтожить ее. Если судно не будет признано угрозой, оно все равно может следовать за подводной лодкой, чтобы удержать ее от агрессивных действий, возможно, даже вернуться в ее родной порт. ACTUV разработано, чтобы превзойти любую дизель-электрическую подводную лодку, даже оснащенную воздухонезависимой двигательной установкой (AIP). ^{[3] [4]}

Использование большого количества недорогих беспилотных ACTUV является способом противодействия подводным лодкам как подводному компоненту борьбы за доступ . Некоторые страны используют «конкурентные стратегии» для создания дешевого оружия, оборудования и методов, чтобы навязать своим противникам ситуацию, в которой им нужно будет нести расходы на разработку контрмер, которые непропорционально выше, чем защита, против которой они будут использоваться. Цель состоит в том, чтобы заставить противника решить, что конкуренция не по карману, или заставить его перенаправить ресурсы с других приоритетов. Страны, строящие дешевые дизель-электрические подводные лодки в качестве компонентов борьбы за доступ, будут подвергаться тем же соображениям затрат и выгод, которые они пытаются навязать, поскольку ВМС США будут оснащены еще более дешевой системой обнаружения подводных лодок. ^[5]

Чтобы соответствовать Международным правилам по предотвращению столкновений судов в море (COLREGS), ACTUV должен автономно идентифицировать другие надводные суда в море. Радар является основным способом обнаружения других судов, но он не может их классифицировать. Чтобы усилить радар, а также уменьшить зависимость от него, DARPA в марте 2015 года выпустило Запрос на информацию (RFI) для других датчиков для ACTUV, чтобы воспринимать и классифицировать близлежащие суда и другие объекты. Ожидаемые сенсорные системы и аппаратное и программное обеспечение для обработки изображений включают пассивные электрооптические / инфракрасные (EO/IR) или нерадиолокационные активные ( LIDAR ) технологии. ^[2]

После объявления Broad Agency Announcement (BAA) ^[6] DARPA разрешило национальной компании по безопасности, здравоохранению и инжинирингу Leidos продолжить программу ACTUV в феврале 2014 года. Использование USV для охоты за подводными лодками направлено на то, чтобы освободить другие надводные корабли от необходимости тратить время и деньги на их поиски самостоятельно. Модель Leidos представляет собой беспилотный тримаран, построенный из углеродных композитов, оснащенный навигационными и пилотажными датчиками, электрооптикой и радарами дальнего и ближнего действия, чтобы иметь возможность отслеживать дизельные подводные лодки на экстремальных глубинах в течение нескольких месяцев. Судно способно сообщать о ситуации и ее состоянии, а также имеет компьютеры, запрограммированные на идентификацию других судов, чтобы предвидеть, что они будут делать дальше. Оно использует модульную конструкцию, которая может быть переоборудована для других ролей, таких как разведывательные, наблюдательные и разведывательные миссии. ^[7]

Leidos объявил 18 ноября 2014 года, что испытательное судно, оснащенное программным обеспечением автономности и датчиками для имитации конфигурации ACTUV, завершило 42 дня морских демонстраций для выполнения правил столкновений (COLREGS). 32-футовое (9,8 м) суррогатное судно имитировало сценарии, в которых прототип ACTUV взаимодействовал с мешающим судном, проплывая по узким каналам, избегая препятствий и других надводных кораблей автономно в совершенно непредвиденных ситуациях. Последующие испытания будут включать множественные мешающие контакты и враждебное поведение мешающих судов. ^[8]

Компания объявила 26 января 2015 года, что программное обеспечение автономности ACTUV было успешно протестировано у побережья Миссисипи для проверки сенсорных, маневренных и миссионерских функций. Установленная на 42-футовой (13-метровой) рабочей лодке, система автономности прокладывала путь в сложной прибрежной среде Внутрибережного водного пути залива, используя только предварительно загруженную навигационную карту и данные с коммерческих (COTS ) радаров. Суррогатное судно прошло 35 морских миль (40 миль; 65 км), избегая всех препятствий, буев, земли, мелководья и других судов без заранее запланированных путевых точек или вмешательства человека. Первый ACTUV, названный Sea Hunter, должен был быть запущен в конце осени 2015 года и начать испытания в реке Колумбия . ^[9]

К концу октября 2015 года строительство ACTUV было завершено на 90 процентов, аппаратное обеспечение систем было завершено, а программное обеспечение разрабатывалось. Тестирование систем управления и навигации, позволяющих беспилотному судну безопасно работать в соответствии со стандартами безопасности на море, «в целом соответствует ожиданиям». Длина судна составляет 132 фута (40 м), весит 140 тонн и, как ожидается, будет стоить 15 000–20 000 долларов в день, по сравнению с 700 000 долларов в день для эсминца. Преимущества судна по сравнению с запускаемыми с корабля USV заключаются в том, что оно имеет большую полезную нагрузку и выносливость, и оно может запускаться и возвращаться на пирс, а не нуждаться в интеграции с пилотируемым судном. DARPA планирует провести испытания в Пойнт-Лома, Сан-Диего . ^[10] В ноябре 2015 года Raytheon поставила свою модульную масштабируемую гидролокационную систему (MS3) для интеграции на Leidos ACTUV. MS3 — это гидроакустическая система пятого поколения, устанавливаемая на корпусе, которая выполняет активный и пассивный поиск и отслеживание, предупреждение о приближающихся торпедах и уклонение от небольших объектов для безопасной навигации. ^[11] Помимо охоты на подводные лодки, судно может выполнять задачи по борьбе с минами, разведке и пополнению запасов. ^[12]

DARPA запустило демонстратор технологии ACTUV 27 января 2016 года на своей строительной площадке Vigor Shipyards в Портленде, штат Орегон , и провело локальные испытания до февраля, достигнув скорости 27 узлов (31 миль в час; 50 км/ч). Предположительно, он уже успешно отследил подводную лодку на расстоянии 1 километра (0,62 мили; 0,54 морских миль). ^{[13] [14]} Судно, названное Sea Hunter , было введено в эксплуатацию 7 апреля 2016 года и отправлено в Сан-Диего на двухлетний испытательный период до сентября 2018 года, проводимый DARPA и ONR. ^[15]

22 июня 2016 года судно Sea Hunter завершило первоначальные эксплуатационные испытания, достигнув или превзойдя все целевые показатели по скорости, маневренности, устойчивости, мореходности, ускорению/замедлению, расходу топлива и надежности механических систем в открытом океане, в водах с волнением моря до 4 баллов. Первоначальные данные датчиков от эксплуатационных испытаний будут проанализированы Leidos для проверки работоспособности судна. Предстоящие испытания будут включать тестирование датчиков, автономного комплекса судна, соответствие правилам морских столкновений и демонстрационные демонстрации для различных миссий ВМС США. ^[16]

В конце октября 2016 года ACTUV продемонстрировал еще одну программу DARPA, Towed Airborne Lift of Naval Systems (TALONS), направленную на увеличение сенсорных возможностей кораблей путем их подъема выше в воздух с помощью парашюта. В течение двух дней по 90 минут каждый день TALONS был развернут из «гнезда», установленного на задней части транспортного средства ACTUV, поднимаясь на высоту 1000 футов (300 м), в то время как корабль маневрировал на «оперативно реалистичных скоростях». По сравнению с установленными на мачтах датчиками, расположенными на высоте 150–200 футов (46–61 м) над ватерлинией, парашютная сенсорная решетка увеличила дальность действия радара слежения за поверхностью в шесть раз, удвоила дальность дискриминации EO/IR и более чем утроила всенаправленную дальность радиосвязи. ^{[17] [18]}

Эксплуатационные испытания начались у берегов Сан-Диего в конце ноября 2016 года после первоначального тестирования автономности летом, когда судно успешно выполнило многоточечную миссию без человека, управляющего курсом или изменением скорости. Также было проведено испытание станции дистанционного управления (RSCS), которая позволяет осуществлять дистанционное управление судном и постановку новых задач миссии с удаленного плавающего или берегового местоположения. ^[19]

• Беспилотное судно непрерывного действия ASW
• Симулятор тактики ACTUV