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Navigazione: Fuori con il vecchio

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I sottomarini reali di Victoria Class della marina di canadese stanno ottenendo i loro piloti automatici migliorati (copertura estesa Marine Log dell'edizione del settembre 2016).

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Quando è venuto tempo di migliorare il sistema di pilota automatico in quattro sottomarini di pattuglia a lungo raggio classi Victoria, il dipartimento del Canada di difesa nazionale (DND) ha montato un consorzio compreso un consiglio della ricerca dipartimento-nazionale di tre governi federali del Canada (Nrc), di DND e di ricerca e sviluppo Canada (DRDC) — e L-3 MAPPS della difesa di Montreal, l'appaltatore che sta fornendo le soluzioni di simulazione e di controllo per il nuovo sistema. Le configurazioni di HMCS Victoria, Windsor, Chicoutimi ed il ruscello d'angolo ha cominciato nel della metà del 1980 la s, in modo dal sistema di pilota automatico originale è diventato obsolete. I sottomarini transitioning da collegamenti punto a punto alle comunicazioni digitali moderne del canale omnibus di dati.

Il sistema comprende una console di operatore, i computer e le recinzioni elettroniche. I computer ricevono i dati su profondità, sul corso, sulla velocità, sul passo, sul rotolo e sulla direzione dai trasduttori, calcolano ed inviano i valori al timone ed ai piani di comando dei hydroplanes. Una volta impegnato, il nuovo sistema di pilota automatico regolerà automaticamente e compensare tutta la perturbazione che potrebbe colpire il corso stabilito del sottomarino attraverso l'acqua, consiglia DND, sul di superficie o quando sommerso. Il sistema di pilota automatico è indipendente dal sistema di controllo della zavorra.

Costruito nel Regno Unito per il Royal Navy, dai i sottomarini guidati da diesel sono stati comprati dal governo canadese nel 1998, dopo che il Royal Navy ha deciso di convertire in flotta tutto nucleare. La prima nave slated per la conversione al nuovo sistema di pilota automatico è HMCS Windsor. Misura di lunghezza 70,3 metri da 7,6 metri attraverso il fascio ed ha maggiori di 200 metri di una profondità operativa massima. Lo spostamento è di 2.220 tonnellate sorte e di 2.439 tonnellate sommerse e la velocità sommersa massima è 20 nodi.

David Millan, ufficiale senior del consiglio della ricerca al Consiglio nazionale delle ricerche del Canada in St John, Terranova, ha lavorato al progetto della sostituzione del pilota automatico dal 2012. Il primo ordine dell'affare era di contribuire a sviluppare le specifiche per il sistema di controllo del pilota automatico. Poi, a nome di DND, lui ed il suo gruppo hanno valutato tre proposte di fornitura delle soluzioni di controllo e di simulazione. L-3 MAPPS ha ricevuto il contratto. Millan era a bordo di HMCS Victoria per 10 giorni liberi Halifax per raccogliere i dati completi della linea di base sul sistema di pilota automatico attuale. Quando il nuovo sistema è installato, i dati della linea di base saranno usati per misurare la sua prestazione. Dopo, DRDC ha fornito un modello numerico che Millan ed il suo gruppo modernizzati, hanno aggiunto un'interfaccia esterna ed usato per fornire una valutazione indipendente del software di algoritmo del pilota automatico di L-3 MAPPS. Poi hanno simulato l'interazione fra il sottomarino numerico ed il pilota automatico numerico ai comandi come «faccia un raggio di sterzatura», «tenga una linea retta» e «la profondità del cambiamento» ed ha osservato i movimenti del sottomarino simulato. C'erano criteri per ogni manovra quale accuratezza nella riunione della conservazione di corso e del punto vincente. Inoltre hanno combinato le manovre, come entrambi profondità e giro cambianti. Hanno raccomandato i miglioramenti, che sono stati indirizzati rapidamente da L-3 MAPPS. Millan nota che il nuovo sistema di pilota automatico ha «un'interfaccia molto elegante» che emula quello vecchio, anche se la tecnologia è cambiato dai pulsanti ai touch screen.

Il carro armato del rimorchio della Nrc cui è di lunghezza 200 metri da 12 metri largamente da 7 metri più grande profondo- in Canada-è utilizzato per verificare le navi, le componenti marine, le assemblee ed il software nella variazione corrente, in onda, in vento e negli stati dell'acqua. Millan ed il suo gruppo di montaggio hanno passare cinque mesi che costruiscono un sottomarino di modello per provare. È di lunghezza 4,5 metri da 6 metri, 1,1 metri dalla chiglia da completare della vela e pesa 670 chilogrammi. Il modello è compreso: l'assemblea del naso, contenente il sistema di andata del hydroplane; l'assemblea del mezzo corpo, un alloggio di alluminio di pressione per i sistemi di comunicazione e di controllo, elettronica di sostegno, batterie e sensori; l'alloggio a tenuta d'acqua poppiero per la propulsione, il timone ed i sistemi poppieri del hydroplane; la sezione della vela per le antenne ed i sistemi di posizionamento; e una chiglia equilibrata.

Il Dott. Jim Millan, direttore della Nrc di ricerca e sviluppo, spiega che secondo le leggi di rappresentazione in scala di Froude, il 1 sottomarino del modello di to-15-scale essi ha sviluppato le misure 1/15th del sottomarino reale in ogni dimensione. Il peso del modello e la forza di propulsione sono 1/3375th del sottomarino reale; la velocità è un quarto della nave reale e degli eventi nel tempo della modello-scala accadere quattro volte più velocemente di a completo (per esempio, può girare intorno nel ¼ del tempo). La velocità sommersa massima del modello è di 2,6 metri al secondo ed il potere massimo è 11 chilowatt.

Nel 2014, una settimana è stata passare nelle prove iniziali e nell'incarico e una seconda settimana è passare che effettua 14 prove operative del carro armato in acqua calma ed anche con i mari che vengono dalla prua e dalla poppa, con le varie altezze dell'onda e con velocità tre differenti della barca. Le prove hanno compreso sorgere, l'immersione subacquea, profondità di mantenimento e si immergono la profondità in vari campi dell'onda. I dati dal modello fisico sono stati usati per migliorare il modello numerico, che sarà utilizzato nell'addestramento del sommergibilista ed anche generare i dati per assistere gli operatori.

Il Dott. Francois Belanger, ingegnere di progetto per il project manager Hans Pall di L-3 MAPPS e di DND è stato comportato nella prova di modello. Il sottomarino di modello è stato azionato senza fili. L'algoritmo del pilota automatico che corre su un PC sulla riva ha controllato i hydroplanes sul sottomarino di modello. «Per un PhD, il Dott. Belanger è un collega immenso pratico,» osserva David Millan. «Poteva cambiare in moto il pilota automatico per riflettere l'analisi di ogni funzionamento. Faccio non visto fare prima quello: miglioramento dell'algoritmo mentre eseguendo il modello.» Ha aggiunto che il project manager di DND ha visto la prova di modello come opportunità di avanzare le capacità del pilota automatico il più possibile prima delle prove a completo. La prova di modello inoltre ha permesso loro di acquistare i dati su manovrabilità della barca e sulla caratterizzazione idrodinamica, informazioni che non sono state trasferite a DND quando i sottomarini si sono acquistati.

Il vecchio uso del sistema di pilota automatico era capitano-dipendente, nota David Millan. Il pilota automatico ha controllato i hydroplanes, ma le preferenze operative hanno determinato indipendentemente da fatto che il capitano li ha regolati manualmente. «I sottomarini intorno a certa velocità, entrano in una zona di transizione che va da profondità di mantenimento in un modo ad un altro modo,» spiega Millan. «Mentre andate più veloce, i hydroplanes si muovono nelle direzioni opposte» (confrontate a muoversi nella stessa direzione quando si muovono più lenti), che è perché le timoniere possono scegliere di prendere manualmente il controllo. L'algoritmo intelligente nel nuovo sistema di pilota automatico tiene conto l'adattabilità, secondo la velocità e la prestazione della nave. Dovrebbe potere da ritenere la barca e come è eseguire-alle dimensioni che una macchina potere-dice Millan ed ai modi di controllo del cambiamento come richiesto. «È duro fare quello con il sistema duro metallico antiquato,» aggiunge. «Spero che sia utilizzato in tutti casi dove è funzionalmente applicabile. Ridurrà il carico sulle timoniere.»

Riflettendo sull'importanza di assicurazione del modello numerico è accurata, il Dott. Jim Millan dice, «quei dati potenzialmente si trasformano in in uno strumento decisionale di vita e morte. Conoscendo le capacità del vostro sottomarino ed essendo informato della sue manovrabilità e capacità di sfuggire o evitare al danno, quello è che cosa è tutto il circa. Quello è che cosa facciamo per la marina. È la sicurezza e la prestazione.»

Il collaudo per approvazione della fabbrica di nuovi insiemi dell'attrezzatura del pilota automatico è completo. I dieci giorni delle prove in mare sono progettati affinchè l'ottobre 2016 completino la caratterizzazione del Windsor prima che il nuovo insieme dell'attrezzatura sia installato all'inizio del 2017. I test di accettazione del mare sono progettati per la primavera 2017.