Na ciência oceânica, nas operações marítimas e nas actividades adjacentes à defesa, as embarcações de superfície não tripuladas são valorizadas por uma razão acima de todas as outras: podem ser configuradas para fazer trabalhos muito diferentes sem alterar a própria plataforma. O mesmo USV pode suportar a recolha de dados científicos, o levantamento hidrográfico, a monitorização ambiental ou a vigilância da superfície, dependendo da configuração da sua carga útil. São os tipos de carga útil e a configuração da missão que tornam isso possível.
Uma plataforma definida pela sua carga útil
Um USV profissional/comercial não é construído em torno de uma única missão. Em vez disso, oferece espaço aberto no convés, compartimentos internos e conexões de energia e dados padronizadas, permitindo que os operadores adaptem a embarcação a uma tarefa específica. Dentro dos limites da capacidade de carga útil, do peso da carga útil, do volume da carga útil e da potência de carga útil disponível, pode ser instalada uma vasta gama de sensores e sistemas.
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BX-USV da AGISTAR[/caption]
Esta abordagem permite a investigação civil, o levantamento comercial, as tarefas de segurança marítima e as operações relacionadas com a defesa na mesma arquitetura de plataforma básica.
Cargas úteis de sensores utilizadas em todos os domínios marítimos
Os sensores ambientais e oceanográficos continuam a ser uma categoria importante de cargas úteis, mas são apenas uma parte do quadro. As cargas úteis comuns incluem sensores de condutividade, temperatura, profundidade, salinidade, turbidez, fluorómetro, clorofila, oxigénio dissolvido, pH e nutrientes. Estes apoiam a investigação, a monitorização regulamentar e as operações offshore.
As cargas úteis hidroacústicas alargam a utilização dos USVs a funções de inspeção e segurança. As ecossondas de feixe único e multifeixe, o sonar de varrimento lateral, o sonar batimétrico, os perfiladores de sub-fundo e os perfiladores acústicos de corrente Doppler são utilizados para o mapeamento do fundo do mar, levantamentos de rotas, avaliações de habitat e inspecções de infra-estruturas. Os mesmos sistemas são também relevantes para levantamentos portuários e tarefas de reconhecimento do domínio marítimo.
As cargas úteismeteorológicas e de condições de superfície, tais como sensores de vento, sensores de temperatura do ar, sensores de ondas, radar de ondas e sensores de pressão barométrica, apoiam operações offshore, monitorização ambiental e planeamento operacional.
Cargas úteis de navegação, posicionamento e controlo
Os sensores de navegação são essenciais independentemente da aplicação. Os receptores GNSS, os sensores de navegação por inércia, as unidades de referência de movimento, os sensores de rumo e os sensores de bússola apoiam o controlo da embarcação e fornecem a precisão posicional necessária para cargas úteis de levantamento, monitorização e vigilância.
Nas funções de inspeção e defesa adjacentes, é fundamental uma integração estreita entre os sensores de navegação e as cargas úteis da missão. A sincronização exacta do tempo e a montagem estável são frequentemente mais importantes do que o modelo de sensor específico utilizado.
Disposições de carga útil fixa, modular e rebocada
As cargas úteis de USVs são normalmente instaladas de três maneiras. As cargas fixas são montadas permanentemente para missões repetidas. As cargas modulares permitem que os pacotes de sensores sejam trocados entre as implantações com o mínimo de esforço. Cargas úteis rebocadas, incluindo sonares rebocados e outros sistemas de sensores rebocados, permitem que USVs mais pequenos transportem instrumentos maiores ou mais especializados.
Estas opções permitem que os operadores aumentem ou diminuam a capacidade com base nas necessidades da missão, sem se comprometerem com uma embarcação de finalidade única.
Ecossondas multifeixe de águas profundas HydroSweep da Teledyne Marine
Adequar as cargas úteis à missão
Na prática, a seleção da carga útil do USV é um exercício de equilíbrio. Os sistemas acústicos de alta resolução aumentam a necessidade de energia e o peso da carga útil. A monitorização de longa duração favorece as cargas úteis de sensores mais leves e de menor potência. As missões de vigilância e segurança marítima podem dar prioridade aos sensores de navegação, cargas úteis de consciência situacional e comunicações em detrimento da instrumentação científica.
Uma vez que as USVs são concebidas para aceitar diferentes tipos de carga útil, a plataforma pode ser adaptada para investigação, levantamento comercial, operações offshore ou tarefas relacionadas com a defesa utilizando a mesma embarcação principal.
Tipos de USV e as suas cargas úteis típicas
Embora as opções de carga útil sejam altamente adaptáveis, diferentes classes de USVs tendem a ser associadas a combinações específicas de sensores e sistemas. Estes agrupamentos reflectem as missões que lhes são mais frequentemente atribuídas, em vez de limites técnicos rígidos.
USVs militares
As USVs militares são concebidas para apoiar uma vasta gama de tarefas relacionadas com a defesa, operando frequentemente em conjunto com meios tripulados. As cargas úteis privilegiam a navegação, a consciência situacional e a flexibilidade da missão.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação, sistemas de navegação inercial, receptores GNSS, sensores de vigilância de superfície, sensores hidroacústicos, sensores ambientais e pacotes de sensores específicos para missões, dependendo da função e do ambiente de ameaça.
USVs de combate
Os USVs de combate são um subconjunto de plataformas militares optimizadas para ambientes contestados. A capacidade de carga útil é normalmente reservada para sistemas de missão e não para instrumentação científica.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação e posicionamento, sensores de vigilância de superfície e subsuperfície, cargas úteis hidroacústicas, cargas úteis de comunicações e sensores ambientais de apoio utilizados para informar a tomada de decisões tácticas.
USVs de segurança marítima
Os USVs de segurança marítima concentram-se na patrulha, monitorização e apoio à interdição em portos, águas costeiras e zonas offshore.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação, sensores de vigilância de superfície, cargas úteis electro-ópticas, sensores hidroacústicos, sensores ambientais e sistemas de comunicações que apoiam a monitorização persistente e o conhecimento do domínio marítimo.
USVs de levantamento hidrográfico
Os USVs de levantamento hidrográfico são optimizados para o mapeamento do fundo do mar e operações de cartografia onde a precisão do posicionamento e a qualidade dos dados são críticas.
MRU-B2 da Inertial Labs, uma empresa de soluções VIAVI
As cargas úteis típicas incluem ecossondas multifeixe, ecossondas de feixe único, sonar de varrimento lateral, unidades de referência de movimento, sensores de rumo, receptores GNSS, sensores de velocidade do som e outros sensores de navegação.
USVs para levantamentos batimétricos
Os USVs de levantamento batimétrico concentram-se especificamente na medição da profundidade e no perfilamento do fundo do mar, frequentemente em águas pouco profundas ou restritas.
As cargas úteis típicas incluem ecossondas de feixe único ou multifeixe, sonar batimétrico, unidades de referência de movimento, receptores GNSS, sensores de rumo e conjuntos de sensores de navegação compactos.
USVs de investigação oceanográfica
Os USVs de investigação oceanográfica apoiam estudos científicos multidisciplinares em ambientes costeiros e offshore.
As cargas úteis típicas incluem sensores de profundidade de temperatura de condutividade, sensores de salinidade, sensores de temperatura, fluorómetros, sensores de clorofila, sensores de oxigénio dissolvido, sensores de nutrientes, perfiladores acústicos de correntes Doppler, sensores meteorológicos e sensores de navegação.
USVs de monitorização ambiental
Os USVs de monitorização ambiental são utilizados para amostragem repetida, análise de tendências e monitorização regulamentar.
As cargas úteis típicas incluem sensores de qualidade da água, sensores de temperatura e salinidade, sensores de turbidez, sensores de pH, sensores de oxigénio dissolvido, sensores de clorofila, sensores meteorológicos e sensores de posicionamento optimizados para uma precisão de levantamento repetido.
USVs de Monitorização Costeira
Os USVs de monitorização costeira operam em zonas costeiras e litorais onde as condições ambientais mudam rapidamente.
As cargas úteis típicas incluem sensores de qualidade da água, sensores de ondas, sensores meteorológicos, perfiladores de corrente, sensores de navegação e, por vezes, sistemas acústicos compactos para avaliação do fundo do mar e do habitat.
USVs de Investigação Pesqueira
A investigação pesqueira utiliza USVs para estudar os stocks de peixe, habitats e factores ambientais.
As cargas úteis típicas incluem sensores hidroacústicos, ecossondas científicas, sensores ambientais, sensores de condutividade-temperatura-profundidade, fluorómetros, sensores de clorofila e sensores de navegação precisos para apoiar a análise espacial.
USVs de inspeção offshore
Os USVs de inspeção offshore apoiam a inspeção e monitorização de infra-estruturas offshore, incluindo plataformas, condutas e activos de energia renovável.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação, sistemas de posicionamento, sensores hidroacústicos, sensores ambientais e interfaces para cargas úteis de inspeção implantadas ou rebocadas.
USVs de apoio à inspeção de cabos
Os USVs de apoio à inspeção de cabos são utilizados para auxiliar as operações de inspeção e monitorização de cabos submarinos.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação e posicionamento, cargas úteis hidroacústicas, sonar de varrimento lateral, perfiladores de sub-fundo, sensores ambientais e sistemas de apoio a equipamentos de inspeção rebocados ou implantados.
USVs de resposta a catástrofes
As USVs de resposta a catástrofes são rapidamente utilizadas após incidentes marítimos ou catástrofes naturais.
As cargas úteis típicas incluem sensores de navegação, sensores de levantamento de superfície e subsuperfície, sistemas hidroacústicos, sensores ambientais, sensores de qualidade da água e cargas úteis de comunicações que suportam a transferência de dados em tempo real.
A flexibilidade da carga útil é a verdadeira vantagem
Para o público da OST que abrange a ciência, a indústria e as operações marítimas, a principal conclusão é simples. Os USVs não são definidos por uma única aplicação. São definidos pela facilidade com que as suas cargas úteis podem ser selecionadas, combinadas e alteradas.
À medida que a tecnologia de sensores continua a amadurecer e a integração da carga útil se torna mais padronizada, os USVs são cada vez mais utilizados onde quer que sejam necessários dados marítimos, conhecimento ou acesso, com a carga útil a fazer o verdadeiro trabalho.
