{{{sourceTextContent.title}}}

Navigation : Avec le vieux

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Les sous-marins royaux de Victoria Class des forces navales du Canada obtiennent leurs pilotes automatiques améliorés (couverture prolongée Marine Log de question en septembre 2016).

{{{sourceTextContent.description}}}

Quand il est venu heure d'améliorer le système de pilote automatique dans des quatre sous-marins patrouilleurs à longue portée classe de la Victoria, le département du Canada de la défense nationale (DND) a rassemblé un consortium comprenant le Conseil " Recherche " département-national du gouvernement trois fédéral du Canada (NRC), du DND, et de la recherche et développement de la défense Canada (DRDC) — et L-3 MAPPS de Montréal, l'entrepreneur qui fournit les solutions de contrôle et de simulation pour le nouveau système. Les constructions de HMCS Victoria, Windsor, Chicoutimi, et le ruisseau faisant le coin a commencé en mi-1980 s, ainsi le système de pilote automatique original est devenues obsolescente. Les sous-marins transitioning du câblage point par point aux communications modernes d'autobus de données numériques.

Le système inclut un console d'opérateur, des ordinateurs, et des clôtures électroniques. Les ordinateurs reçoivent des données sur la profondeur, le cours, la vitesse, le lancement, le petit pain, et se diriger des transducteurs, calculent, et envoient des valeurs au gouvernail de direction et aux gouvernes des hydroplanes. Quand engagé, le nouveau système de pilote automatique s'ajustera automatiquement et compenser n'importe quelle perturbation qui pourrait affecter le cours réglé du sous-marin par l'eau, conseille DND, sur l'extérieur ou quand submergé. Le système de pilote automatique est indépendant du système de contrôle de ballast.

Construit au R-U pour le Royal Navy, les sous-marins motivés par diesel ont été achetés par le gouvernement canadien en 1998, après que le Royal Navy ait décidé de convertir en flotte tout-nucléaire. Le premier navire slated pour la conversion en nouveau système de pilote automatique est HMCS Windsor. Elle mesure 70,3 mètres de long par 7,6 mètres à travers la poutre, et a de plus grands que 200 mètres d'une profondeur opérationnelle maximum. Le déplacement est de 2 220 tonnes a apprêté et 2 439 tonnes submergées, et la vitesse submergée maximum est 20 noeuds.

David Millan, haut dirigeant de Conseil " Recherche " chez Conseil national de recherches du Canada en St John, Terre-Neuve, a travaillé sur le projet de remplacement de pilote automatique depuis 2012. Le premier ordre des affaires était d'aider à développer les caractéristiques pour le système de contrôle de pilote automatique. Puis, au nom de DND, lui et son équipe ont évalué trois propositions pour fournir les solutions de simulation et témoin. L-3 MAPPS a été attribué le contrat. Millan était à bord de HMCS Victoria pendant 10 jours de congé Halifax pour rassembler des données complètes de ligne de base sur le système de pilote automatique existant. Quand le nouveau système est installé, les données de ligne de base seront employées pour mesurer sa performance. Après, DRDC a fourni un modèle numérique que Millan et son équipe modernisés, ont ajouté une interface externe, et utilisé pour fournir une évaluation indépendante de logiciel d'algorithme de pilote automatique de L-3 MAPPS. Ils ont alors simulé l'interaction entre le sous-marin numérique et le pilote automatique numérique aux commandes comme « faites un cercle de rotation », « tenez une ligne droite », et la « profondeur de changement », et avez observé les mouvements du sous-marin simulé. Il y avait des critères pour chaque manoeuvre telle que l'exactitude en rencontrant la conservation de point de consigne et de cours. Ils ont également combiné des manoeuvres, telles que chacun des deux profondeur et rotation changeantes. Ils ont recommandé les améliorations, qui ont été rapidement adressées par L-3 MAPPS. Millan note que le nouveau système de pilote automatique a « une interface très élégante » qui émule le vieil, quoique la technologie ait changé des boutons poussoirs en des écrans tactiles.

Le réservoir du remorquage de la NRC dans lequel est 200 mètres de long par 12 mètres de large par 7 mètres plus grand profond-le Canada-est employé pour examiner des bateaux, des composants marins, des assemblées, et le logiciel dans la variation actuelle, la vague, le vent, et les états de l'eau. Millan et son équipe de fabrication ont passé cinq mois construisant un sous-marin modèle pour l'essai. C'est de 4,5 mètres de long par 6 mètres, 1,1 mètres de la quille à compléter de la voile, et pèse 670 kilogrammes. Le modèle est composé de : l'ensemble de nez, contenant le système en avant d'hydroplane ; l'assemblée de mi-corps, un boîtier de sous pression en aluminium pour le contrôle et les systèmes de communication, l'électronique de soutien, batteries, et capteurs ; le logement étanche arrière pour la propulsion, le gouvernail de direction et les systèmes arrière d'hydroplane ; la section de voile pour des antennes et des systèmes de positionnement ; et une quille lestée.

Dr. Jim Millan, directeur de NRC de recherche et développement, explique que selon des lois de graduation de Froude, le 1 sous-marin de modèle de to-15-scale ils a établi des mesures 1/15th du vrai sous-marin dans chaque dimension. Le poids et la puissance propulsive du modèle sont 1/3375th du sous-marin réel ; la vitesse est un quart du navire réel, et d'événements dans le temps de modèle-échelle se produire quatre fois plus rapidement qu'à complet (par exemple, elle peut tourner autour dans le ¼ du temps). La vitesse submergée maximum du modèle est de 2,6 mètres par seconde, et la puissance maximum est 11 kilowatts.

En 2014, une semaine a été passée dans l'essai initial et la commission, et une deuxième semaine a été passée effectuant 14 essais opérationnels de réservoir dans l'eau calme, et également avec des mers venant de l'arc et de la poupe, avec de diverses amplitudes d'onde, et avec trois vitesses différentes de bateau. Les essais ont inclus le surfaçage, la plongée, profondeur de maintien, et naviguent au schnorchel profondeur dans divers champs de vague. Les données du modèle physique ont été employées pour améliorer le modèle numérique, qui sera employé dans la formation de sous-marinier et produire également des données pour aider des opérateurs.

Dr. Francois Belanger, ingénieur de projet pour le chef de projet de L-3 MAPPS, et de DND Hans Pall ont été comportés dans l'essai modèle. Le sous-marin modèle a été exploité sans fil. L'algorithme de pilote automatique fonctionnant sur un PC sur le rivage a commandé les hydroplanes sur le sous-marin modèle. « Pour un doctorat, Dr. Belanger est un camarade immensément pratique, » observe David Millan. « Il pouvait changer le pilote automatique en marche pour refléter l'analyse de chaque course. Je fais faire non vu cela avant : amélioration de l'algorithme tout en courant le modèle. » Il a ajouté que le chef de projet de DND a vu le modèle examiner comme occasion d'avancer les capacités du pilote automatique autant que possible avant l'essai à complet. L'essai modèle leur a également permis d'acquérir des données sur la manoeuvrabilité de bateau et la caractérisation hydrodynamique, l'information qui n'a pas été transférée à DND quand les sous-marins ont été acquis.

La vieille utilisation du système de pilote automatique était capitaine-dépendante, note David Millan. Le pilote automatique a commandé les hydroplanes, mais les préférences opérationnelles ont déterminé si le capitaine les a ajustés manuellement. Les « sous-marins autour d'une certaine vitesse, entrent dans une zone de transition allant de la profondeur de maintien dans un mode à un autre mode, » explique Millan. « Pendant que vous allez plus rapide, les hydroplanes se déplacent des directions opposées » (comparées au déplacement la même direction en se déplaçant plus lent), qui est pourquoi le homme de barre peut choisir de prendre manuellement le contrôle. L'algorithme intelligent dans le nouveau système de pilote automatique tient compte de l'adaptabilité, selon la vitesse et la représentation du navire. Il devrait pouvoir sentir le bateau et comment c'est exécuter-à l'ampleur qu'une machine pouvoir-dit Millan, et aux modes de contrôle de changement au besoin. « Il est difficile de faire cela avec le système câblé démodé, » il ajoute. « J'espère qu'il sera employé dans tous les cas où il s'applique du point de vue fonctionnement. Il réduira la charge sur le homme de barre. »

Réfléchir sur l'importance d'assurer le modèle numérique est précis, Dr. Jim Millan dit, « ces données deviennent potentiellement un outil de prise de décision de vie et mort. Connaissant les capacités de votre sous-marin et étant au courant de sa manoeuvrabilité et capacité d'échapper ou éviter au mal, c'est ce qui est il tout environ. Est ce ce que nous faisons pour la marine. C'est sécurité et représentation. »

L'essai d'homologation d'usine des nouveaux ensembles d'équipement de pilote automatique est complet. Dix jours de procès de mer prévus pour que octobre 2016 accomplisse la caractérisation du Windsor avant que le nouvel ensemble d'équipement sont soit installé début 2017. Des contrôles de réception de mer sont prévus pour le printemps 2017.