Сообщается, что исследователи из Южной Кореи из Корейского института машиностроения и материалов (KIMM) разработали систему на основе датчиков, крепящихся к корпусу судна, для прогнозирования подводного излучаемого шума (URN), который является ключевым фактором в военно-морских операциях по обеспечению скрытности.
KIMM разрабатывает первую систему датчиков, прикрепленных к корпусу судна, для прогнозирования подводного излучаемого шума
Новый алгоритм прогнозирует подводный шум в режиме реального времени
Новая технология позволяет в режиме реального времени отслеживать уровень подводного шума, создаваемого военными судами, что позволяет на ранней стадии обнаруживать аномальные вибрации и повышать эффективность эксплуатации, одновременно снижая затраты на техническое обслуживание.
Исследовательская группа под руководством главного научного сотрудника Сонг-Хюна Ли в Виртуальном инженерном исследовательском центре Корейского института машиностроения и материалов при Национальном исследовательском совете по науке и технологиям успешно проверила систему в ходе полномасштабных испытаний на нескольких военно-морских судах. Группа разработала собственный алгоритм и технологию размещения датчиков, которые точно отслеживают и прогнозируют как вибрацию корпуса, так и подводный шум, используя эмпирические данные, собранные во время эксплуатации судна.
В отличие от традиционных методов анализа URN, которые требуют периодического сбора данных с использованием внешнего оборудования в тихих морских районах, свободных от окружающего судоходства, новая система обеспечивает непрерывный бортовой мониторинг с обновлениями в реальном времени. Даже при ограниченном количестве датчиков оптимизированное размещение датчиков и передовые методы обработки сигналов позволяют системе поддерживать высокую точность прогнозирования, достигая погрешности в пределах 4 децибел во время реальных испытаний.
Алгоритм обрабатывает данные в реальном времени с акселерометров, прикрепленных к корпусу судна, анализируя характеристики вибрации, эффективность излучения и частотные профили для расчета уровней подводного излучаемого шума. Кроме того, статистический алгоритм обнаружения аномалий позволяет на ранней стадии выявлять аномальные модели вибрации, а адаптивные пороговые настройки учитывают различные условия эксплуатации.
Эта возможность в режиме реального времени дает преимущества для скрытных операций, особенно при обнаружении изменений, вызванных кавитацией или сдвигами в режимах движения.
Помимо своих военных приложений, система также предлагает значительные преимущества для управления техническим обслуживанием, с гибкой интеграцией в различные конструкции и операции судов. Конфигурация датчика помогает снизить затраты на установку и эксплуатацию, одновременно улучшая общее управление флотом.
Исследовательская группа дополнительно проверила технологию, собрав данные о вибрации с датчиков, установленных на корпусе, в различных условиях эксплуатации, включая изменения скорости. Тестирование проводилось в соответствии с международными стандартами измерения подводного шума (ISO 17208-1:2016), при этом реальные результаты показали, что ошибки прогнозирования постоянно находятся в пределах 4 дБ.
Проект был реализован совместно с оборонным подрядчиком LIG Nex1 и поддержан Управлением программы оборонных закупок и Научно-исследовательским институтом оборонных технологий быстрого приобретения в рамках проекта под названием «Технология мониторинга на основе датчиков, крепящихся к корпусу, для военно-морских двигательных установок».
Принципиальная схема алгоритма прогнозирования подводного шума.
Кредит изображения: Корейский институт машиностроения и материалов (KIMM)