Nell’ambito della scienza oceanica, delle operazioni marittime e delle attività connesse alla difesa, le navi di superficie senza equipaggio sono apprezzate per un motivo su tutti: possono essere configurate per svolgere lavori molto diversi senza cambiare la piattaforma stessa. Lo stesso USV può supportare la raccolta di dati scientifici, il rilevamento idrografico, il monitoraggio ambientale o la sorveglianza di superficie, a seconda di come viene configurato il suo carico utile. Sono i tipi di carico utile e la configurazione della missione a renderlo possibile.
Una piattaforma definita dal suo carico utile
Un USV professionale/commerciale non è costruito intorno a una singola missione. Al contrario, offre spazio aperto sul ponte, alloggiamenti interni e connessioni di alimentazione e dati standardizzate, consentendo agli operatori di adattare l’imbarcazione a un compito specifico. Entro i limiti della capacità del carico utile, del peso del carico utile, del volume del carico utile e della potenza del carico utile disponibile, è possibile installare un’ampia gamma di sensori e sistemi.
BX-USV di AGISTAR
Questo approccio supporta la ricerca civile, il rilevamento commerciale, i compiti di sicurezza marittima e le operazioni legate alla difesa sulla stessa architettura di base della piattaforma.
Carichi utili del sensore utilizzati in tutti i settori marittimi
I sensori ambientali e oceanografici rimangono una categoria di carico utile importante, ma sono solo una parte del quadro. I carichi utili comuni comprendono sensori di conducibilità, temperatura, profondità, salinità, torbidità, fluorimetro, clorofilla, ossigeno disciolto, pH e nutrienti. Questi supportano la ricerca, il monitoraggio normativo e le operazioni offshore.
I carichi utili idroacustici estendono l’uso degli USV ai ruoli di indagine e sicurezza. Ecoscandagli a raggio singolo e multiraggio, sonar sidescan, sonar batimetrici, profilatori di fondo e profilatori acustici di corrente Doppler sono utilizzati per la mappatura dei fondali marini, i rilievi delle rotte, le valutazioni degli habitat e le ispezioni delle infrastrutture. Gli stessi sistemi sono rilevanti anche per le indagini portuali e per i compiti di consapevolezza del dominio marittimo.
I carichi utilimeteorologici e di superficie, come i sensori di vento, i sensori di temperatura dell’aria, i sensori di onde, i radar di onde e i sensori di pressione barometrica, supportano le operazioni offshore, il monitoraggio ambientale e la pianificazione operativa.
Carichi utili di navigazione, posizionamento e controllo
I sensori di navigazione sono essenziali a prescindere dall’applicazione. I ricevitori GNSS, i sensori di navigazione inerziale, le unità di riferimento per il movimento, i sensori di direzione e i sensori di bussola supportano il controllo dell’imbarcazione e forniscono l’accuratezza posizionale necessaria per i carichi utili di rilevamento, monitoraggio e sorveglianza.
Nei ruoli di rilevamento e di difesa, la stretta integrazione tra i sensori di navigazione e i carichi utili della missione è fondamentale. La sincronizzazione temporale accurata e il montaggio stabile sono spesso più importanti del modello specifico di sensore utilizzato.
Disposizione del carico utile fisso, modulare e trainato
I carichi utili degli USV sono tipicamente installati in uno dei tre modi. I carichi utili fissi sono montati in modo permanente per le missioni ripetute. I carichi utili modulari consentono di scambiare i pacchetti di sensori tra i vari impieghi con uno sforzo minimo. I carichi utili trainati, compresi i sonar trainati e altri sistemi di sensori trainati, consentono agli USV più piccoli di trasportare strumenti più grandi o più specializzati.
Queste opzioni consentono agli operatori di aumentare o diminuire la capacità in base alle esigenze della missione, senza impegnarsi in un’imbarcazione monoscopo.
Ecoscandaglio multibeam per acque profonde HydroSweep di Teledyne Marine
Abbinare i carichi utili alla missione
In pratica, la selezione del carico utile degli USV è un esercizio di equilibrio. I sistemi acustici ad alta risoluzione aumentano la richiesta di energia e il peso del carico utile. Il monitoraggio di lunga durata favorisce i carichi utili dei sensori più leggeri e a bassa potenza. Le missioni di sorveglianza e di sicurezza marittima possono privilegiare i sensori di navigazione, i carichi utili per la consapevolezza della situazione e le comunicazioni rispetto alla strumentazione scientifica.
Poiché gli USV sono progettati per accettare diversi tipi di carico utile, la piattaforma può essere adattata per la ricerca, le indagini commerciali, le operazioni offshore o i compiti legati alla difesa, utilizzando la stessa imbarcazione di base.
Tipi di USV e loro carichi utili tipici
Sebbene le opzioni di carico utile siano altamente adattabili, diverse classi di USV tendono ad essere associate a particolari combinazioni di sensori e sistemi. Questi raggruppamenti riflettono le missioni a cui sono più comunemente destinati, piuttosto che limiti tecnici rigidi.
USV militari
GliUSV militari sono progettati per supportare un’ampia gamma di compiti legati alla difesa, spesso operando accanto a risorse con equipaggio. I carichi utili enfatizzano la navigazione, la consapevolezza della situazione e la flessibilità della missione.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione, sistemi di navigazione inerziale, ricevitori GNSS, sensori di sorveglianza di superficie, sensori idroacustici, sensori ambientali e pacchetti di sensori specifici per la missione, a seconda del ruolo e dell’ambiente di minaccia.
USV da combattimento
Gli USV da combattimento sono un sottoinsieme di piattaforme militari ottimizzate per ambienti contestati. La capacità del carico utile è solitamente riservata ai sistemi di missione piuttosto che alla strumentazione scientifica.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione e di posizionamento, sensori di sorveglianza di superficie e di sottosuolo, carichi utili idroacustici, carichi utili di comunicazione e sensori ambientali di supporto utilizzati per informare il processo decisionale tattico.
USV per la sicurezza marittima
Gli USV per la sicurezza marittima si concentrano sul pattugliamento, il monitoraggio e il supporto all’interdizione nei porti, nelle acque costiere e nelle zone offshore.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione, sensori di sorveglianza di superficie, carichi utili elettro-ottici, sensori idroacustici, sensori ambientali e sistemi di comunicazione che supportano il monitoraggio persistente e la consapevolezza del dominio marittimo.
USV per il rilevamento idrografico
GliUSV per rilievi idrografici sono ottimizzati per le operazioni di mappatura e cartografia dei fondali marini, dove l’accuratezza del posizionamento e la qualità dei dati sono fondamentali.
MRU-B2 di Inertial Labs, una società VIAVI Solutions
I carichi utili tipici includono ecoscandagli multiraggio, ecoscandagli a raggio singolo, sonar a scansione laterale, unità di riferimento del movimento, sensori di direzione, ricevitori GNSS, sensori di velocità del suono e altri sensori di navigazione.
USV per il rilievo batimetrico
Gli USV per il rilievo batimetrico si concentrano specificamente sulla misurazione della profondità e sulla profilatura del fondale marino, spesso in acque poco profonde o ristrette.
I carichi utili tipici includono ecoscandagli a raggio singolo o multiplo, sonar batimetrici, unità di riferimento del movimento, ricevitori GNSS, sensori di direzione e suite di sensori di navigazione compatti.
USV per la ricerca oceanografica
Gli USV per la ricerca oceanografica supportano studi scientifici multidisciplinari in ambienti costieri e offshore.
I carichi utili tipici includono sensori di profondità della temperatura di conducibilità, sensori di salinità, sensori di temperatura, fluorometri, sensori di clorofilla, sensori di ossigeno disciolto, sensori di nutrienti, profilatori acustici di corrente Doppler, sensori meteorologici e sensori di navigazione.
USV di monitoraggio ambientale
LeUSV per il monitoraggio ambientale sono utilizzate per il campionamento ripetuto, l’analisi delle tendenze e il monitoraggio normativo.
I carichi utili tipici includono sensori di qualità dell’acqua, sensori di temperatura e salinità, sensori di torbidità, sensori di pH, sensori di ossigeno disciolto, sensori di clorofilla, sensori meteorologici e sensori di posizionamento ottimizzati per l’accuratezza dei sondaggi ripetuti.
USV per il monitoraggio costiero
Gli USV per il monitoraggio costiero operano nelle zone costiere e litoranee, dove le condizioni ambientali cambiano rapidamente.
I carichi utili tipici includono sensori di qualità dell’acqua, sensori di onde, sensori meteorologici, profilatori di corrente, sensori di navigazione e, talvolta, sistemi acustici compatti per la valutazione dei fondali e degli habitat.
USV per la ricerca sulla pesca
Laricerca sulla pesca utilizza gli USV per studiare gli stock ittici, gli habitat e i fattori ambientali.
I carichi utili tipici includono sensori idroacustici, ecoscandagli scientifici, sensori ambientali, sensori di conducibilità-temperatura-profondità, fluorometri, sensori di clorofilla e sensori di navigazione di precisione per supportare l’analisi spaziale.
USV di ispezione offshore
Gli USV per ispezioni offshore supportano l’ispezione e il monitoraggio delle infrastrutture offshore, tra cui piattaforme, condutture e impianti di energia rinnovabile.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione, sistemi di posizionamento, sensori idroacustici, sensori ambientali e interfacce per carichi utili di ispezione dispiegati o trainati.
USV di supporto all’ispezione dei cavi
Gli USV di supporto all’ispezione dei cavi sono utilizzati per assistere le operazioni di indagine e monitoraggio dei cavi sottomarini.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione e posizionamento, carichi utili idroacustici, sonar a scansione laterale, profilatori subacquei, sensori ambientali e sistemi di supporto alle apparecchiature di ispezione trainate o dispiegate.
USV di risposta ai disastri
Gli USV di risposta alle catastrofi vengono dispiegati rapidamente dopo incidenti marittimi o disastri naturali.
I carichi utili tipici includono sensori di navigazione, sensori di superficie e subacquei, sistemi idroacustici, sensori ambientali, sensori di qualità dell’acqua e carichi utili per le comunicazioni che supportano il trasferimento dei dati in tempo reale.
La flessibilità del carico utile come vero vantaggio
Per il pubblico dell’OST, che spazia dalla scienza all’industria e alle operazioni marittime, la chiave di lettura è semplice. Gli USV non sono definiti da una singola applicazione. Sono definiti dalla facilità con cui i loro carichi utili possono essere selezionati, combinati e modificati.
Man mano che la tecnologia dei sensori continua a maturare e l’integrazione del carico utile diventa più standardizzata, gli USV sono sempre più utilizzati ovunque siano richiesti dati marittimi, consapevolezza o accesso, con il carico utile che svolge il vero lavoro.
