Фокус объекта:Центр инженерных исследований и разработок армии США.

Центр инженерных исследований и разработок армии США (ERDC), созданный в 1998 году, является исследовательской организацией Инженерного корпуса армии США. ERDC проводит исследования и разработки в поддержку проектов солдат, военных объектов и строительных работ (водные ресурсы, экологические миссии и т. д.), а также для других федеральных агентств, государственных и муниципальных властей и промышленности США посредством инновационных рабочих соглашений.

ERDC помогает решать проблемы гражданского и военного строительства, геопространственных наук, водных ресурсов и наук об окружающей среде. Возможности варьируются от суперкомпьютеров до физических моделей. Суперкомпьютеры Cray XT3 и XT4 в центре — одни из самых мощных и быстрых в мире, их производительность превышает 3,5 квадриллиона вычислений в секунду.

Семь исследовательских лабораторий ERDC функционируют как объединенные группы инженеров и ученых для решения широкого круга научных и технических проблем — от работы в арктических температурах и мобильности транспортных средств в песках пустыни до защиты водно-болотных угодий и определения точного местоположения артиллерийского снаряда.

Исследования и разработки ведутся в пяти основных областях:

1. Военная инженерия

Военная инженерия предоставляет истребителю технологии и возможности, позволяющие защищать силы и маневрировать. В этой области разрабатываются новые, легкие, быстро возводимые системы защиты, которые можно целесообразно развертывать в удаленных местах. На основе исследований и разработок этих инновационных систем защиты были разработаны средства принятия решений по обеспечению живучести, которые позволяют не только быстро оценивать текущие состояния защиты, но и предоставлять усовершенствованные конструкции для повышения защиты от атак.

Исследователи разработали передовые численные методы для характеристики фрагментации взрывной волны и смягчения ее последствий для конструкций и оценили воздействие систем вооружения на основе типов строительных материалов по всему миру. Используя возможности высокопроизводительных вычислений (HPC) Министерства обороны (DOD), исследователи разработали основанное на физике численное моделирование для оценки производительности датчиков в сложных географических средах и расширенные возможности моделирования, которые позволяют оценивать производительность пилотируемых и беспилотных наземных транспортных средств.

Исследователи изучают методы датчиков, которые позволят отслеживать и оценивать критически важную инфраструктуру, используемую для входа и маневрирования на театре военных действий.

2. Качество окружающей среды и установки

Подход в этой области заключается в продвижении и использовании науки и техники для максимизации долгосрочного вклада искусственной и природной среды в боеготовность и оперативный успех армии. Решения ориентированы на высокоустойчивые и экономичные подходы к управлению жизненным циклом военных земель, полигонов и инфраструктуры.

Технологии расширяют возможности обучения бойцов, уменьшают ограничения на территорию для обучения, повышают безопасность солдат, обеспечивают эффективное использование ограниченных ресурсов, таких как энергия и вода, и облегчают планирование устойчивого развития с местными и региональными сообществами.

3. Строительные работы и водные ресурсы

Эта область обеспечивает экологически устойчивые решения национальных проблем с водными ресурсами и помогает обеспечить безопасные и устойчивые сообщества и инфраструктуру. Технологии помогают устойчиво управлять существующей инфраструктурой водных ресурсов в условиях ожидаемого изменения климата и землепользования, вторжения экзотических видов, демографических сдвигов и старения структур.

Инструменты и ресурсы улучшают поток коммерческого судоходства на водных путях, восстанавливая шлюзы и поддерживая каналы, снижая риск нанесения ущерба жизни и имуществу в результате наводнения, а также защищая рыбу и растения.

4. Геопространственные исследования и разработка

Область геопространственных исследований и инженерии предоставляет данные, аналитические инструменты, информацию и возможности системы принятия решений, чтобы обеспечить ситуационную осведомленность военного корабля об окружающей среде боевого пространства. Он вооружает солдат информационным превосходством, чтобы они могли точно и быстро оценивать влияние среды боевого пространства на персонал, платформы, датчики и системы. Исследования включают анализ местности для феноменологии сигналов и датчиков, геопространственную и временную информацию, геопространственные рассуждения, а также науку о изображениях и геоданных.

5. Разработанные устойчивые системы

Направление инженерных устойчивых систем сочетает в себе передовые инженерные методы с высокопроизводительными вычислениями для разработки концепций и инструментов, которые значительно расширяют возможности проектирования, рассматриваемые на ранних этапах процесса приобретения. Методы позволяют создавать торговые площадки, которые можно создать за часы, а не месяцы, и они в тысячи раз больше и в сотни раз точнее, чем те, которые создаются традиционными методами.

Конструкции также устойчивы — системы надежны, легко модифицируются для достижения будущих целей и имеют предсказуемый жизненный цикл. Исследования применялись для анализа самолетов, винтокрылов, наземных транспортных средств и кораблей.

Технологии

Инженеры изобрели 3D-принтер для бетона, который может создавать здания. Он может печатать несколькими различными материалами, включая однородные материалы, такие как цементная паста, или разнородные материалы, такие как бетон. Он использует процесс аддитивного производства для «печати» полупостоянных конструкций на театре военных действий. Автоматизированное строительство экспедиционных конструкций (ACES) может сократить отгрузку строительных материалов вдвое и снизить потребности в рабочей силе на 62 % по сравнению со строительством из фанеры.

Армия проводит оценку рисков, чтобы определить безопасные уровни и целевые уровни очистки для соединений военного назначения (MRC). ARAMS™ — это легко адаптируемая компьютерная система динамического моделирования и анализа, которая может оценивать будущие или изменяющиеся во времени риски для здоровья человека и окружающей среды с использованием измеренных или прогнозируемых данных о воздействии, что делает ее незаменимым ресурсом для тех, кто управляет объектами в целях соблюдения требований и обеспечения устойчивости. ARAMS также можно использовать для проведения оценки конкретных объектов, включая скрининг или комплексную оценку рисков.

Вычислительный испытательный стенд (CTB) представляет собой набор основанных на 3D-физике высокоточных моделей для прогнозирования и повышения производительности существующих и будущих систем датчиков силы при обнаружении поверхностных и приповерхностных объектов в сложных условиях. CTB помогает пользователям понять геофизические явления, стоящие за сигнатурами, обнаруженными датчиками, работающими в электромагнитном спектре. Он моделирует физические процессы, происходящие в окружающей среде, и то, как эти процессы влияют на сигнатуры, воспринимаемые пассивными и активными датчиками.

Разработана интеллектуальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), расположенная внутри архитектурного сооружения. Когда датчики (или человек-оператор) обнаруживают «происшествие» (например, обнаружение загрязняющего вещества или неожиданное нарушение конструкции, которое может быть связано с внедрением загрязняющего вещества), система HVAC пересчитывает воздушные потоки для конструкции. Если этого требует заново рассчитанный воздушный поток, система защищает находящихся в здании людей от переносимых по воздуху загрязняющих веществ, изменяя поток воздуха через здание (например, закрывает заслонки в воздуховодах, включает вентилятор или перенаправляет поток воздуха в резервную систему фильтрации). ).

Исследователи разработали систему извлечения питьевой воды из отходов с использованием потоков нагретого отработанного воздуха. Система эффективно улавливает водяной пар из отходов, таких как сточные воды, рассол и шлам, посредством ускоренного процесса испарения с использованием влагопоглотителей.

Группа разработала портативные детекторы радиации, которые обеспечивают определение направления с помощью электронной коллимации. У этой технологии есть приложения, такие как быстрое обнаружение скрытых, закопанных или затопленных радиоактивных материалов, плавающих в водоеме. Прототип датчика демонстрирует возможность электронной коллимации в компактном и легком форм-факторе с хорошим соотношением сигнал/шум.

Система измерения давления с высоким пространственным разрешением и высокой чувствительностью для опасных и труднодоступных мест состоит из лазерного источника видимого света мощностью 5 мВт и датчика давления из нанокомпозита с квантовыми точками, встроенными в матрицу датчика. Под давлением квантовые точки в матрице датчика флуоресцируют при освещении лазером. Спектрометр обнаруживает флуоресцентные сигналы и преобразует их в цифровой формат. Затем процессор данных вычисляет фактический коэффициент интенсивности флуоресценции и сравнивает его с коэффициентами интенсивности и значениями давления в связанной базе данных.

Передача технологий

Управление исследований и передачи технологий ERDC наблюдает за передачей технологий и продуктов исследований и разработок частному сектору.

Для получения информации о лицензировании технологии ERDC обращайтесь по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Посетите офис исследований и передачи технологий ERDC здесь .