Systemet Tratt är lik den lösning som det forskas mycket på idag (ref) för dock- ning av en AUV. Systemet bygger på att AUV utför en inflygning in i en tratt försedd med sensorer som hjälper den manövrera. Tratten i sig självt är byggd i ett mjukt material som absorberar rörelsenergin och reducerar risken för att sy- stemet ger ifrån sig ljud vid en fysisk kontakt mellan AUV och tratten. Tratten skulle vara fäst på en liknande teleskop anordning som lastbryggan och skjutas
ut ur och framför ubåten där tratten expanderas (figur 12). Efter inflygning säkras AUV i tratten och systemet förs åter tillbaka in i FPL:en.
Figur 13: Konceptbild på systemet tratt för hård docking. 8.2.1 Fördelar och nackdelar
Nedan listas fördelar och nackdelar med systemet Tratt. Fördelar
• Fungerar för alla manövermodes. • Enkelt system med få rörliga delar. • Baseras på teknik som redan finns idag.
• Potentiellt snabbare än Lastbryggan då det är färre steg i utförandet av hård dockning.
• Stort mål för AUV att träffa vid inflygning. • Potentiellt ett tystare system än Lastbryggan. Nackdelar
• En första fysisk kontakt kan bara ske från en riktning till ubåten. • Stor risk för kollision vid en fel manövrering då den första fysiska kontakten
tas i absolut närhet av ubåt.
• Bäst lämpad för torpedformad AUV.
• Att inte fullt kunna förflytta hela systemet tillbaka in i ubåten skulle innebära att FPL:en inte kan stängas och låsas.
9
Diskussion och slutsats
Att docka en AUV med en ubåt visar sig vara ett komplext problem med många olika faktorer att ta hänsyn till. Att en docking skulle ske medans ubåten rör på sig förefaller sig vara både svårt och riskfyllt med den teknik som finns idag och bör därför undvikas. Risken för kollision är stor och de krav de ställer på systemen är stora. Vid dockning när ubåten rör på sig blir det en ström bildning runt och framför ubåten, det problemet har inte angripits i den här rapporten och vidare forskning på det områdes bör utföras. Idag bedrivs till stor del forskningen av AUV dockning på stationära mål. Det tyder på att docka en AUV med en ubåt helst bör utföras när ubåten ligger i bottenläge. Kommunikationen i systemet bör till stor del ske med akustisk kommunikation förutom de allra sista stegen i dockningen där optiska sensorer tillsammans med vanlig laser bör klara av uppgiften. Att använda sig optiska tekniker som lidar och avståndsgrindad avbildning kan öka siktsträckan men som tidigare arbeten har visat så bör siktsträckan vara tillräcklig med vanlig laser och kamera. Vid avståndsgrindad avbildning och med lidar så tillkommer även en tidsaspekt eftersom båda systemen kräver en processtid för bildhantering vilket kan göra systemet för långsamt för den frekvens av manövrering AUV behöver utföra. De systemen är idag också dyra och storlekskrävande. Att utrusta en AUV med sådan utrustning skulle potentiellt bidra till en för stor energiförbrukning för AUV:n och en tidsfördröjning i systemet för att vara användbart. Däremot skulle ubåts monterad lidar teknik vara behjälplig för ubåten att läsa av havsbotten innan den ska inta bottenläge före en dockning. Ett system med flera laserkällor monterade på ubåten som en AUV optiskt läser av med en vanlig kamera anses vara det system som är bäst lämpad för manövrera en AUV in i ett slutskede av dockningen. Däremot kan högfrekvent akustisk kommunikation användas ifall det optiska systemet skulle fallera eller användas i kombination med optisk för att få bäst resultat.
Om man sedan kollar på när en dockning bör ske utifrån det tre olika detek- terings klasserna så bör en dockning helst ske när ubåten opererar under icke dold dekteteringsklass. Att ta fram ett system som inte skulle öka röjningsris- ken anses som svårt, till exempel så finns det idag inte en AUV som möter den förmågan. Det kan diskuteras om inte vidare forskning bör göras på framtag- ning av en AUV som är designad för just en dockning med ubåt, där krav på manöverbarhet och ljudnivå står i fokus.
För systemet Lastbryggan kan de diskuteras om inte ett sänke som gör att vajern sjunker nedanför ubåten och således att den fysiska kontakten tas under ubåten i vertikalled. Det bör reducera risken för kollision med manövertorn på ubåt. Mer undersökning bör göras på i vilket position relativt ubåten en dockning är mest lämpad.
Det bör även diskuteras om dockning av AUV på en ubåt är något som bör genomföras. Uthålligheten för AUV:er växer och de kommer kunna färdas längre sträckor utan att behöva fylla på energi. Ett system där en AUV har ett ytfartyg som moderskepp och bara manövrerar upp jämsides ubåten för att överföra information, med till exempel ett optiskt system kan ses som ett bättre och mycket mindre riskfyllt alternativ.
Referenser
[1] Saab. Ubåt typ A26. url: https://www.fmv.se/sv/Projekt/Ubat-typ- A26/. (läst: 10.11.2018).
[2] Robert Fedor. Simulation of a Launch and Recovery of an UUV ta an Submarine. 2009.
[3] Anand Sundaresen. Docking of an Underwater Vehicle. 2016. [4] P. Bull et al. Förstudie obemannade farkoster. 2012.
[5] Saab. Ubåt typ A26. url: https : / / saabgroup . com / media / news - press / news / 2011 - 12 / sapphires - assisting - in - civil - search - operations/. (läst: 10.11.2018).
[6] Saab. Ubåt typ A26. url: https : / / saab . com / naval / underwater - systems/remotely-operated-vehicles/subrov/. (läst: 10.11.2018). [7] Saab. Seawasp. url: https://saab.com/naval/underwater-systems/
mine-warfare-systems/sea_wasp/. (läst: 10.11.2018).
[8] Carl Gustav Franzén. Svenska sjöminor under 200 år: En sammanställ- ning över två sekel. 2003.
[9] W. Larson et al. Applied Space Systems Engineering. Space Technology Series. McGraw Hill, 2009.
[10] A. Kossiakoff et al. Systems Engineering, Principles and Practice. Space Technology Series. John Wiley och Sons, 2011.
[11] Magnus Johnsson. Optisk inledningsystem med absolut orientering, för un- dervattensbruk. 2001.
[12] M. Henriksson et al. Laserbaserad 3d-avbildning under vatten. 2017. [13] Kort om undervattenskommunikation.
[14] Leica Geosystems. HawkEye. url: https://leica- geosystems.com/ sv - SE / products / airborne - systems / bathymetric - lidar - sensors / leica-hawkeye. (läst: 10.11.2018).
[15] Kockums AB. Studie av Dockningsprinciper för autonoma undervattens- farkoster. 2001.