Xe tự hành đa địa hình: Dự án RTK Forterra MESA của Mỹ
Hệ thống MESA RTK thử nghiệm đang được kiểm tra.
Ngành công nghiệp Mỹ đã phát triển và cho ra mắt một nền tảng robot đa năng mới. MESA của Forterra được dựa trên một loại xe địa hình hiện có và được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại. Chiếc xe này được thiết kế để mang tải trọng lớn trong khi vẫn giữ được kích thước tương đối nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ. Nó được kỳ vọng sẽ thu hút sự quan tâm từ Lầu Năm Góc và được sử dụng trong quân đội.
Nền tảng đầy hứa hẹn
Forterra (trước đây là Robotic Research), có trụ sở tại Clarksburg, Maryland, chuyên phát triển các hệ thống điều khiển từ xa và tự động cho các phương tiện mặt đất. Đến nay, công ty đã giới thiệu một số hệ thống phần cứng và phần mềm thuộc loại này, tương thích với nhiều nền tảng khác nhau. Hơn nữa, công ty đang phát triển các hệ thống robot (RTK) hoàn chỉnh dựa trên các hệ thống điều khiển này.
Vào cuối tháng Tư, công ty lần đầu tiên công bố sản phẩm phát triển mới của mình—nền tảng robot MESA (Modular Expeditionary Systems Architecture). Sản phẩm này dựa trên xe địa hình hai trục hạng nhẹ Ranger XD 1500 của Polaris Inc. Chiếc xe hoàn chỉnh đã được cải tiến tại nhà máy và trang bị hệ thống điều khiển Forterra AutoDrive.
Chiếc RTK này có thể di chuyển trên đường và địa hình dưới sự điều khiển của người vận hành hoặc tự động. Hiện tại, nó chỉ được thiết kế để vận chuyển hàng hóa, nhưng nhiều tính năng bổ sung có thể được phát triển trong tương lai. Tải trọng tối đa 907 kg, với kích thước của một xe địa hình hạng nhẹ, là điểm mạnh chính mà nhà phát triển dùng để quảng bá cho mẫu xe mới này.
Forterra đã hoàn tất công việc thiết kế và chế tạo nguyên mẫu của dòng RTK mới. Hiện tại, nguyên mẫu này đang được thử nghiệm và xác nhận các đặc tính thiết kế. Thời gian cụ thể cho toàn bộ chu trình thử nghiệm vẫn chưa được công bố.
Mẫu xe đầy triển vọng này dự kiến sẽ được giới thiệu đến công chúng và các chuyên gia trong ngành tại một triển lãm chuyên ngành trong thời gian tới. Về cơ bản, đây là bước khởi đầu của một chiến dịch quảng bá nhằm thu hút đơn đặt hàng.
Lầu Năm Góc được xem là khách hàng tiềm năng chính. Đặc điểm và mục đích của MESA phù hợp với chương trình S-MET (Phương tiện vận chuyển thiết bị đa năng cỡ nhỏ) của Quân đội – các phương tiện nghiên cứu và phát triển hạng nhẹ để cung cấp cho các đơn vị tiền tuyến. Các mẫu Pratt Miller MUTT và HDT Hunter WOLF, đã được chấp nhận giao hàng sau các giai đoạn trước của chương trình, cũng nhắm đến phân khúc này. Việc MESA tham gia các cuộc cạnh tranh trong tương lai thuộc chương trình Xe chiến đấu robot hạng nhẹ cũng hoàn toàn có thể xảy ra.
Nhà phát triển hy vọng sẽ hoàn thành thành công giai đoạn cạnh tranh. Trong trường hợp đó, họ sẵn sàng bắt đầu sản xuất hàng loạt thiết bị với cấu hình yêu cầu. Tuy nhiên, hiện tại, đây chỉ là những mong muốn và chưa có kế hoạch cụ thể nào.
Xe địa hình Ranger XD 1500 phiên bản cơ bản.
Khung xe có bánh xe
Polaris Ranger XD 1500 là một loại xe địa hình hai trục hạng nhẹ, ban đầu được thiết kế để vận chuyển người và một số hàng hóa. Dự án MESA sử dụng phiên bản kéo dài của nó với cabin hai hàng ghế. Khi được chuyển đổi thành xe điều khiển từ xa, nó vẫn giữ nguyên các bộ phận và cụm chi tiết cốt lõi, nhưng trải qua một số sửa đổi nhất định. Ngoài ra, một loạt các tính năng và thiết bị mới cũng được bổ sung.
Giống như các xe khác cùng loại, Ranger được chế tạo trên khung gầm thép định hình. Hệ thống MESA vẫn giữ nguyên phần dưới của hệ thống truyền động, nơi lắp đặt các bộ phận quan trọng. Khung gầm đã được gia cố để chở hàng, chứ không phải chở người. Các bộ phận khung và thân xe còn lại đã được thiết kế lại đáng kể.
Như vậy, chiếc xe địa hình robot về cơ bản đã mất đi khoang lái: ghế ngồi, cột lái và các thiết bị điều khiển đã được loại bỏ, làm giảm đáng kể chiều cao của phần này của xe. Tuy nhiên, sàn chở hàng tiêu chuẩn ở phía sau, được thiết kế dạng sàn phẳng với các giá đỡ L-Track, vẫn được giữ nguyên. Hơn nữa, không gian chở hàng được bố trí trên nóc xe. Các cửa bên cũng được giữ nguyên, cho thấy sự hiện diện của các khoang chứa hàng bên trong.
Xe địa hình này được trang bị động cơ xăng ProStar 1,5 lít tiêu chuẩn sản sinh công suất 110 mã lực – hệ thống truyền động tiêu chuẩn cho toàn bộ dòng xe Ranger XD 1500. Hộp số Polaris SteelDrive, sử dụng dây đai thép ngâm dầu thay vì dây đai cao su thông thường, truyền lực đến tất cả các bánh xe. Động cơ và một số bộ phận của hộp số được đặt ở phía sau khung xe. Việc sử dụng các bộ phận cơ khí tiêu chuẩn cho phép xe địa hình này được bảo dưỡng tại chỗ bằng các phụ tùng tiêu chuẩn của Polaris.
Khung gầm xe có hệ thống treo độc lập tay đòn kép trên cả bốn bánh với hành trình dài, giúp cải thiện khả năng vượt địa hình.
Cả ở dạng nguyên bản và sau khi được chuyển đổi thành RTK, xe địa hình Ranger XD 1500 đều có kích thước và trọng lượng trung bình:
- chiều dài - 3,9 m;
- Chiều cao với cabin nguyên bản - lên đến 2 m;
- Chiều cao ở phiên bản MESA - khoảng 1,5 m;
- Trọng lượng tịnh của khung gầm cơ bản - khoảng 1325–1533 kg;
- Nền tảng MESA có tải trọng 907 kg (2000 lbs);
- Trọng lượng tối đa của xe địa hình cơ bản là khoảng 2284 kg; ở phiên bản MESA, trọng lượng này được tăng lên nhờ việc gia cố khung gầm;
- Trọng lượng rơ moóc - không dưới 1500 kg.
Điều quan trọng cần lưu ý là tải trọng 907 kg được MESA công bố đề cập đến trọng lượng của hàng hóa hoặc thiết bị, vì không có khoang điều khiển trong xe. Tải trọng của phiên bản dân sự cũng bao gồm cả người lái và hành khách.
Hệ thống điều khiển
Dự án MESA sử dụng hệ thống điều khiển phần cứng và phần mềm AutoDrive. Đây là một tập hợp các thiết bị có khả năng biến hầu hết mọi phương tiện thành một nền tảng điều khiển từ xa hoặc tự động.
Cốt lõi của hệ thống AutoDrive là một máy tính trung tâm với phần mềm độc quyền. Nó thu thập và xử lý dữ liệu từ mọi nguồn, truyền tín hiệu sóng radio với người vận hành và trực tiếp tạo ra các lệnh cho các cơ cấu. Tùy thuộc vào chế độ vận hành được chọn, máy tính sẽ hỗ trợ người vận hành hoặc đảm nhiệm toàn bộ công việc.
Các thành phần của hệ thống AutoDrive. Máy tính trung tâm được làm nổi bật. Camera và lidar được đặt trên nóc xe.
Các thiết bị định vị vệ tinh được sử dụng để định hướng. Một bộ camera video, máy ảnh nhiệt và lidar được gắn xung quanh chu vi của nền tảng. Sử dụng tất cả các thiết bị này, máy tính trung tâm tạo ra hình ảnh thời gian thực về môi trường xung quanh.
Hệ thống AutoDrive cũng bao gồm một bộ truyền động. Chúng tương tác với hệ thống điều khiển của xe và đảm bảo việc thực thi các lệnh. Hơn nữa, các bộ truyền động riêng lẻ giúp đơn giản hóa việc chuyển đổi một chiếc xe hoàn chỉnh thành một hệ thống robot.
Hệ thống radio Forterra Vektor được sử dụng để liên lạc với người vận hành. Nó tạo ra các kênh hai chiều an toàn, băng thông cao. Bảng điều khiển của người vận hành nhận video, dữ liệu lidar, dữ liệu đo từ xa và các dữ liệu khác, và các lệnh được gửi đến RTK.
Hệ thống AutoDrive với hệ thống liên lạc Vektor chỉ điều khiển nền tảng. Trong tương lai, nó có thể được sửa đổi để điều khiển các tải trọng. Về lý thuyết, MESA RTK có thể mang theo nhiều thiết bị và dụng cụ khác nhau, bao gồm cả vũ khí. Trong mọi trường hợp, các hệ thống điều khiển tiêu chuẩn sẽ cung cấp khả năng điều khiển chúng.
Chứng minh các khả năng
Dự án MESA chủ yếu thu hút sự quan tâm như một minh chứng cho khả năng và sự phát triển của một công ty cụ thể. Nó cho thấy Forterra đã tiến bộ trong việc phát triển các hệ thống tự động hóa vận tải và sẵn sàng xây dựng các hệ thống RTK mặt đất hoàn chỉnh với phạm vi khả năng khá rộng.
Đồng thời, sản phẩm của MESA về cơ bản không khác biệt so với một số phát triển hiện đại khác, bao gồm cả những sản phẩm từ các công ty Mỹ. Các loại xe địa hình hoàn chỉnh và các loại xe khác được trang bị hệ thống điều khiển đa năng đã được trình diễn nhiều lần tại các triển lãm. Các hệ thống RTK tương tự đã tham gia vào nhiều chương trình của Lầu Năm Góc - chỉ cần nhắc đến Pratt Miller MUTT và HDT Hunter WOLF ở Mỹ, cũng như Rheinmetall Mission Master, do ngành công nghiệp châu Âu sản xuất.
Về cơ bản, dự án Forterra MESA áp dụng các nguyên tắc đã được biết đến và chứng minh – nó không chứa bất kỳ sự đổi mới mang tính đột phá nào. Tuy nhiên, việc thực hiện dường như khá thành công: bằng cách loại bỏ cabin và gia cố khung gầm, nhà phát triển đã đạt được tải trọng cao trong khi vẫn duy trì kích thước của một chiếc xe địa hình hạng nhẹ. Cũng có khả năng Forterra có một số phát triển độc đáo trong lĩnh vực tự lái, mang lại cho họ lợi thế cạnh tranh so với các đối thủ khác trên thị trường.
Bất kể tình hình hiện tại và triển vọng ra sao, dự án MESA, giống như nhiều dự án tương tự khác, phản ánh một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực robot quân sự. Việc tạo ra các hệ thống robot hiện đại không còn đặt ra những yêu cầu khắt khe hơn đối với nhà phát triển. Ngay cả các tổ chức nhỏ cũng có thể thực hiện những dự án như vậy.
Như vậy, thiết bị định vị vệ tinh đa năng Forterra MESA RTK là một thiết bị điển hình trong phân khúc của nó, với khả năng tính toán tốt. Triển vọng thực sự của nó sẽ được xác định khi thiết bị này được đưa vào một cuộc thi cụ thể của Lầu Năm Góc—nhiều khả năng là một phần của giai đoạn tiếp theo của chương trình S-MET—và cơ quan này so sánh nó với các thiết bị tương tự đã được chứng minh.
tin tức