무인 수상 선박(USV)은 우리가 바다에 접근하는 방식을 재정의하고 있습니다. 이들은 주로 항해 계획, 해외 통신, 항해 및 해군 방어 역량을 재개념화하고 다양한 응용 분야 중에서 국경을 강화하고 있습니다. 그들은 바다 표면을 돌아다니며 해양학 및 대기 데이터는 물론 침입자에 대한 정보를 수집합니다. 활동. USV는 사람이 탑승하지 않고도 이 모든 작업을 수행합니다. 이로 인해 이에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
글로벌 USV 시장은 CAGR 4.9%로 성장하고 있으며 2030년에는 30억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이 중 상용 애플리케이션이 7.6%를 차지하고 국방 애플리케이션이 CAGR 3.8%에 기여할 것입니다. 해상 또는 해안의 운영자는 USV를 원격으로 제어하거나 사전 계획된 임무를 수행하고 실시간 입력을 통해 결정을 내릴 수 있는 방식으로 USV를 프로그래밍할 수 있습니다.
USV는 모터보트, 범선, 우주선, 서핑보드, 대형 욕조 장난감 등 다양한 디자인으로 제작될 수 있습니다. 형태와 특성(탑재량, 출력, 크기, 추진 유형 등)은 기능에 따라 결정됩니다. 글로벌 USV 시장은 규모에 따라 소형 USV, 중형 USV, 대형 USV 시장으로 분류되며 각각 CAGR 3.8%, 4.7%, 6.1%를 나타냅니다. 이 중 중형 USV는 2022년 9억5500만 달러로 47.0%로 가장 높은 시장점유율을 기록했고, 연평균 성장률(CAGR) 4.7%로 성장해 2030년에는 14억 달러에 이를 것으로 예상된다.
USV와 그들이 운반하는 시스템은 재생 불가능한 에너지원과 재생 가능한 에너지원 모두로 구동될 수 있습니다. 재생 가능한 자원에는 바람, 태양, 파도 등이 포함되며, 재생 불가능한 자원에는 석유, 천연가스, 석탄 등이 포함됩니다. USV는 일반적으로 선박이나 부두에서 배치되며 일부는 자체 배치 시스템을 갖추고 있습니다. 그들은 선박과 함께 작동하거나 자체적으로 또는 다른 USV와 함께 작동할 수 있습니다. 또한 자율 수중 차량(AUV) 및 원격 조종 차량(ROV)과 함께 작업할 수도 있습니다.
USV 시장은 북미 지역에서 2022년 8억 3,900만 달러로 시장점유율 41.3%로 높은 성장세를 보이고 있다. 2030년에는 12억 달러에 이를 것으로 예상된다. 이러한 성장은 주로 해양 감시 및 보안에 기인한다. 이러한 시스템. 해안 및 연안 지역을 순찰하고 모니터링하는 데 적합하며 향상된 상황 인식과 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
USV의 응용
USV의 첫 번째이자 가장 중요한 적용은 모니터링입니다. 그들은 해수면 위와 아래의 활동을 모니터링하는 데 점점 더 많이 사용되고 있으며, 따라서 해군 국경을 강화하는 데에도 기여하고 있습니다. USV는 전쟁 시 적을 쓰러뜨리는 데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 무인이므로 해군을 보호하는 역할도 합니다. 2022년에는 국방 부문이 USV 시장에서 15억 달러(74.0%)로 가장 높은 점유율을 차지했습니다. 더욱이 이들은 폭발 탑재량을 늘리기 위해 올바른 지점에 타격을 가하기 때문에 공중 무기 및 기타 해군 무기보다 더 효과적인 것으로 간주됩니다. 국방 부문에서 사용되는 대형 USV 중 일부는 전투용 및 화물용입니다.
방어에 사용되는 USV의 일부 사용 사례에는 우크라이나가 흑해에서 사용했던 폭발성 USV가 포함됩니다. USV는 러시아 함대뿐만 아니라 그들의 인프라도 표적으로 삼았습니다. USV의 또 다른 주목할만한 공격은 2000년에 USS Cole에 기록되었습니다. 이 함선은 피해 통제 능력과 잘 훈련된 승무원의 순수한 영웅적 행위 덕분에 살아남았지만 싸울 여건은 전혀 없었습니다. 또한 2022년 2월 ATLAS ELEKTRONIK UK는 DE&S Mine Hunting Capability(MHC) 팀과 영국 왕립 해군에 ARCIMS 무인 수상함 기뢰 사냥 시스템을 제공하는 계약을 체결했습니다. 또한 Idex는 Sagar Defense와 인도 해군을 위한 자율 무기 보트 군집을 개발 및 배치하기 위한 50번째 SPRINT 계약을 체결했습니다.
해군 역량을 향상시키기 위한 아시아 USV 시장의 발전이 증가하는 것은 지역 시장 성장을 촉진하는 주요 요인입니다. 따라서 아시아 태평양 시장은 2023-2030년 동안 7.8%의 가장 높은 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 2021년 1월 Elbit Systems Ltd.는 SeagullTM 공급 계약을 체결했습니다. 아시아 태평양 국가의 해군에 대한 USV. 이 작업은 17개월에 걸쳐 수행됩니다.
USV는 통신 및 항해에도 유용합니다. 실시간 통신, 모니터링 및 데이터 공유를 가능하게 하는 항해 지원, 지침 및 통신 링크를 통해 관련 데이터를 수집하고 해저 담당자에게 제공할 수 있습니다. 일부는 다른 무인 시스템을 위한 모바일 도킹, 데이터 전송 및 충전 스테이션 역할도 합니다. 예를 들어, 2022년 3월 Elbit Systems Ltd.는 통신 문제를 극복하기 위해 바쁜 해양 환경에서 자율적으로 작동할 수 있는 Seagull USV를 출시했습니다.
통신 및 항법 외에도 해양학 및 대기 연구에도 응용할 수 있습니다. 여기에는 해수면 위와 아래의 환경 변동에 대한 데이터를 수집하는 센서가 장착되어 있습니다. 이 데이터는 실시간으로 위성을 통해 해안으로 전송됩니다. 해양학 데이터에는 수심 측량, 수온, 염도, 용존 산소, 해류, 파도 높이 및 주기, 소리가 포함됩니다. 대기 데이터에는 기온, 풍속 및 풍향, 기압, 습도가 포함됩니다. 또한 USV는 비디오 및 정지 이미지를 캡처하기 위한 카메라와 물 샘플을 수집하기 위한 시스템을 탑재할 수도 있습니다.
USV의 중요성
수심 측량은 수역의 지형학적 특징을 분석하는 데 기본입니다. 그 응용 분야는 하천 지형학, 수문학, 해양 과학을 포함한 분야로 확장됩니다. 수자원 관리, 호수 연구, 하천 및 수문학 모델링, 식생 및 수생 생태계, 해양 환경 및 생물학적 과정, 홍수 예측, 동적 해양 순환, 해안 지역 관리 및 보호, 생물 지구물리학적 및 사회 경제적 과정을 연구합니다.
센서 장착 USV는 해양과학 도구 상자에서 선호되는 도구가 되고 있습니다. 이는 전통적인 선박 기반 작전에 비해 USV의 효율성으로 설명됩니다. USV는 더 저렴하고 환경 친화적입니다. 또한 사람들이 바다에 갈 필요가 없어 더욱 안전하고, 멀리 떨어진 위험한 장소에 접근할 수 있고 AUV 및 ROV 작업을 진행할 수 있어 더욱 효율적입니다. 또한 거의 모든 곳에서 배포할 수 있으므로 배포 유연성을 제공합니다. 재생 에너지로 구동되는 USV는 장기간 작동할 수 있습니다.
USV는 목표물을 유도하거나 자율적으로 찾는 능력 때문에 해군 임무에 필수적입니다. 이는 개방 수역에서 유용하게 만들고 협력적인 떼에서 사용할 수 있는 능력을 제공합니다. 연료 탱크가 다 떨어지기 전에 수십 또는 수백 마일을 이동하여 장거리 공격을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 지뢰나 어뢰보다 더 큰 폭발성 탑재량을 전달할 수 있습니다.
USV는 공중 무기에 비해 더 효율적입니다. USV는 흘수선을 공격하며 공중 무기에 비해 더 큰 탑재량을 운반합니다. 따라서 이는 엔진 및 군수품 저장 구역과 같은 상부 구조 아래에 있는 선박의 중요한 부분을 손상시켜 2차 폭발을 일으킬 수 있습니다. 흘수선에 거대한 틈을 만들면 상당한 홍수가 발생합니다. 게다가 가격도 저렴해서 대량으로 사용할 수 있습니다.
USV는 공중 무기뿐만 아니라 UUV(Uncrewed Undersea Vehicle)에도 유리합니다. UUV는 스텔스 기능과 특히 피해를 입힐 수 있는 흘수선 아래로 공격할 수 있는 능력 측면에서 이점이 있지만 USV는 여전히 우월합니다. 이는 UUV가 흘수선 아래의 전자기 스펙트럼에 접근할 수 없어 통신 및 정확한 탐색 능력이 제한될 수 있다는 사실로 설명할 수 있습니다. 또한 UUV는 비슷한 크기의 USV보다 페이로드가 더 작습니다. 더욱이 UUV의 범위와 속도는 더 큰 유체역학적 항력과 수중에서 에너지 밀도가 높은 화석 연료를 연소할 수 없다는 점으로 인해 제한됩니다. 따라서 USV는 UUV에 비해 더 수용 가능한 것으로 나타났습니다.
USV는 또한 다른 플랫폼에 비해 몇 가지 특별한 장점을 제공합니다. 여기에는 크로스 도메인 네트워크의 중요한 노드 역할을 할 수 있도록 흘수선 위와 아래에서 상호 작용할 수 있는 기능이 포함됩니다. 또한 비슷한 크기의 무인 항공기 또는 수중 차량보다 잠재적으로 더 긴 지구력, 더 큰 탑재량 및 더 높은 출력을 가지고 있습니다. 또한 유인 시스템에 비해 위험 허용 범위가 더 크기 때문에 접근 금지 및 지역 거부를 포함한 역경을 보다 효율적으로 극복하는 것이 바람직합니다.
USV의 강점은 물리적 환경 특성화, 적에 대한 관찰 및 수집, 지뢰전, 군사 기만/정보 작전/전자전, 소형 보트 방어, 테스트 및 훈련, 수색 및 구조와 같은 방어 임무에 특히 적합합니다. 다른 무인 차량의 지원. 그러나 USV는 복잡한 임무는 물론 복잡한 환경에서의 모든 임무를 완료하기 위해 고급 자율성과 확실한 통신이 필요합니다. 자율 항해 및 해상 교통 회피는 개발이 필요한 USV 전용 기능입니다. 또한 선택적 유인 배치 및 탑재량 모듈성은 USV 프로그램의 적합성을 향상시킬 수 있습니다.
따라서 USV는 해군 작전, 통신, 항해, 해양학 등 여러 분야를 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 요약할 수 있습니다. 또한 컴퓨터, 통신, 정보융합, 인공지능 기술 등의 급속한 발전으로 USV 시장은 새로운 도약이 기대된다.
산업 성장에 기여하는 주요 동향에는 기술 동향(예: 모듈성, 소형 장치 요구 사항, 해상 군집 기술 등), 거시 경제 동향(예: R&D 비용 공유, 회사 파트너십 및 경제적 위험)이 포함됩니다. 규제 동향(예: AI 윤리 및 충돌 회피)
그럼에도 불구하고 USV는 선박, 사람, AUV 또는 ROV를 대체하지 않습니다. 오히려 데이터 수집의 범위, 규모 및 속도를 높이기 위해 각각의 강점과 약점의 균형을 맞추는 데 사용됩니다. 폭발적인 USV의 시대가 이제 막 시작되었습니다. 이러한 시스템을 효과적으로 사용할 수 있는 해군은 적보다 큰 이점을 가질 수 있습니다.
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