Faciliteit Focus:U.S. Army Engineer Research and Development Center

Het U.S. Army Engineer Research and Development Center (ERDC), opgericht in 1998, is de onderzoeksorganisatie van het U.S. Army Corps of Engineers. Het ERDC verricht R&D ter ondersteuning van de soldaten, militaire installaties en civiele werken (watervoorraden, milieumissies, enz.), evenals voor andere federale agentschappen, staats- en gemeentelijke autoriteiten en de Amerikaanse industrie door middel van innovatieve werkovereenkomsten.

Het ERDC helpt bij het oplossen van problemen op het gebied van civiele en militaire techniek, geospatiale wetenschappen, watervoorraden en milieuwetenschappen. Faciliteiten variëren van supercomputers tot fysieke modellen. De Cray XT3- en XT4-supercomputers van het centrum behoren tot de krachtigste en snelste ter wereld, met een capaciteit van meer dan 3,5 biljard berekeningen per seconde.

De zeven onderzoekslaboratoria van het ERDC fungeren als geïntegreerde teams van ingenieurs en wetenschappers om een ​​breed scala aan wetenschappelijke en technologische problemen aan te pakken - van het werken bij Arctische temperaturen en voertuigmobiliteit in woestijnzand tot het beschermen van wetlands en het lokaliseren van de exacte locatie van een artillerieronde.

Onderzoek en ontwikkeling wordt uitgevoerd op vijf belangrijke gebieden:

1. Militaire techniek

Militaire techniek levert technologieën en mogelijkheden aan de oorlogsjager om krachtbescherming en manoeuvre mogelijk te maken. Dit gebied ontwikkelt nieuwe, lichtgewicht, snel gebouwde beveiligingssystemen die doelmatig kunnen worden ingezet op afgelegen locaties. Op basis van het onderzoek naar en de ontwikkeling van deze innovatieve beschermingssystemen zijn er beslissingshulpmiddelen voor overlevingskansen ontwikkeld om niet alleen een snelle beoordeling van de huidige beschermingshoudingen mogelijk te maken, maar ook om verbeterde ontwerpen te bieden om de verdediging tegen aanvallen te vergroten.

Onderzoekers hebben geavanceerde numerieke methoden ontworpen voor het karakteriseren van ontploffingsfragmentatie en -beperking op constructies en hebben de effecten van wapensystemen geëvalueerd op basis van wereldwijde soorten bouwconstructiemateriaal. Met behulp van high-performance computing (HPC) -capaciteiten van het Department of Defense (DOD) ontwikkelden onderzoekers op fysica gebaseerde numerieke simulaties voor evaluatie van sensorprestaties in complexe geo-omgevingen en geavanceerde simulatiemogelijkheden die evaluatie van bemande en onbemande prestaties van grondvoertuigen mogelijk maken.

Onderzoekers onderzoeken sensormodaliteiten die monitoring en beoordeling mogelijk maken van kritieke infrastructuur die wordt gebruikt voor toegang tot en manoeuvreren in het theater.

2. Milieukwaliteit en installaties

De benadering van dit gebied is het bevorderen en exploiteren van wetenschap en technologie om de langetermijnbijdragen van de gebouwde en natuurlijke omgevingen aan de paraatheid en het operationele succes van het leger te maximaliseren. Oplossingen zijn gericht op zeer duurzame en kosteneffectieve benaderingen voor het levenscyclusbeheer van militaire gronden, gebieden en infrastructuur.

Technologieën verbeteren de trainingservaring van oorlogsvechters, verminderen landbeperkingen voor training, verbeteren de veiligheid van soldaten, zorgen voor efficiënt gebruik van beperkte hulpbronnen zoals energie en water en vergemakkelijken duurzaamheidsplanning met lokale en regionale gemeenschappen.

3. Civiele Werken en Watervoorraden

Dit gebied biedt ecologisch duurzame oplossingen voor de uitdagingen op het gebied van waterbronnen in het land en helpt bij het bieden van veilige en veerkrachtige gemeenschappen en infrastructuur. Technologieën helpen de bestaande infrastructuur voor waterbronnen duurzaam te beheren in het licht van verwachte klimaatverandering en veranderingen in landgebruik, invasie door exotische soorten, demografische verschuivingen en verouderingsstructuren.

Hulpmiddelen en middelen verbeteren de doorstroming van commercieel scheepvaartverkeer op waterwegen, herbouwen sluizen en onderhouden kanalen, verminderen het risico op schade aan mensenlevens en eigendommen door overstromingen en beschermen vissen en planten.

4. Geospatiaal onderzoek en engineering

Het Geospatial Research and Engineering-gebied biedt de gegevens, analytische tools, informatie en besluitvormingskadermogelijkheden om situationeel bewustzijn van de gevechtsruimteomgeving voor de oorlogsjager te waarborgen. Het bewapent soldaten met informatiesuperioriteit, zodat ze nauwkeurig en snel de effecten van gevechtsruimte-omgevingen op personeel, platforms, sensoren en systemen kunnen meten. Onderzoek omvat terreinanalyse voor signaal- en sensorfenomenologie, geospatiale en temporele informatie, geospatiaal redeneren, en beeld- en geodatawetenschap.

5. Ontworpen veerkrachtige systemen

Het gebied Engineered Resilient Systems combineert geavanceerde technische technieken met high-performance computing om concepten en tools te ontwikkelen die de ontwerpopties die in de vroege stadia van het acquisitieproces zijn onderzocht, aanzienlijk versterken. Technieken resulteren in handelsruimten die in uren in plaats van maanden kunnen worden gegenereerd en die duizenden keren groter en honderden keren nauwkeuriger zijn dan die welke via traditionele methoden zijn gemaakt.

Ontwerpen zijn ook veerkrachtig:systemen zijn betrouwbaar, gemakkelijk aan te passen om toekomstige missiedoelen te halen en hebben een voorspelbare levenscyclus. Onderzoek is toegepast op analyses van vliegtuigen met vaste vleugels, helikopters, grondvoertuigen en schepen.

Technologieën

Ingenieurs hebben een 3D-betonprinter uitgevonden die gebouwen kan maken. Het kan printen met meerdere verschillende materialen, waaronder homogene materialen zoals cementpasta of heterogene materialen zoals beton. Het maakt gebruik van een additief fabricageproces om semi-permanente structuren te "printen" in een operatietheater. De Automated Construction of Expeditionary Structures (ACES) heeft het potentieel om het vervoer van bouwmaterialen met de helft te verminderen en de behoefte aan bouwpersoneel met 62% te verminderen in vergelijking met de constructie van multiplex.

Het leger voert risicobeoordelingen uit om veilige niveaus en opruimdoelniveaus voor militair relevante verbindingen (MRC's) te bepalen. ARAMS™ is een zeer aanpasbaar, computergebaseerd dynamisch modellerings- en analysesysteem dat toekomstige of in de tijd variërende menselijke en ecologische gezondheidsrisico's kan beoordelen met behulp van gemeten of voorspelde blootstellingsgegevens, waardoor het een onmisbare hulpbron is voor degenen die locaties beheren voor naleving en instandhouding. ARAMS kan ook worden gebruikt om locatiespecifieke beoordelingen uit te voeren, inclusief screening of uitgebreide risicobeoordelingen.

Het Computational Test Bed (CTB) is een suite van op 3D-fysica gebaseerde, high-fidelity-modellen om de prestaties van huidige en toekomstige krachtsensorsystemen te voorspellen en te verbeteren bij het detecteren van oppervlakte- en nabij-oppervlakte-objecten in complexe omgevingen. De CTB helpt gebruikers de geofysische verschijnselen achter de handtekeningen te begrijpen die worden gedetecteerd door sensoren die in het elektromagnetische spectrum werken. Het modelleert de fysieke processen die in de omgeving aan het werk zijn en hoe deze processen de handtekeningen beïnvloeden die worden waargenomen door passieve en actieve sensormodaliteiten.

Er is een intelligent systeem voor verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC) ontwikkeld dat zich in een architecturale structuur bevindt. Wanneer sensoren (of een menselijke operator) een "incident" detecteren (er wordt bijvoorbeeld een verontreiniging gedetecteerd of er treedt een onverwachte breuk op in de constructie die verband kan houden met de introductie van een verontreiniging), herberekent het HVAC-systeem de luchtstromen voor de constructie. Als de nieuw herberekende luchtstroom dit rechtvaardigt, beschermt het systeem de inzittenden van de constructie tegen de verontreinigende stoffen in de lucht door de luchtstroom door de constructie te veranderen (het sluit bijvoorbeeld een luik in de luchtkanalen, zet een ventilator aan of leidt de luchtstroom naar een stand-by filtratiesysteem ).

Onderzoekers ontwikkelden een systeem om drinkwater te extraheren uit afvalmaterialen met behulp van afvalverwarmde luchtstromen. Het systeem vangt op efficiënte wijze de waterdamp op van afvalstoffen zoals afvalwater, pekel en slib door een versneld verdampingsproces met behulp van droogmiddelen.

Een team ontwikkelde draagbare stralingsdetectoren die richtingsdetectie bieden met behulp van elektronische collimatie. De technologie heeft toepassingen zoals het snel lokaliseren van verborgen, begraven of ondergedompelde radioactieve materialen die in een waterlichaam drijven. De prototypesensor laat zien dat elektronische collimatie mogelijk is in een kleine en lichtgewicht vormfactor met een goede signaal-ruisverhouding.

Een zeer gevoelig drukdetectiesysteem met hoge ruimtelijke resolutie voor gevaarlijke en moeilijk toegankelijke locaties bestaat uit een laserbron voor zichtbaar licht met een vermogen van 5 mW en een nanocomposietdruksensor met kwantumdots ingebed in de sensormatrix. Onder druk fluoresceren de quantum dots in de sensormatrix wanneer ze door de laser worden beschenen. Een spectrometer detecteert de fluorescerende signalen en zet ze om in een digitaal formaat. De dataprocessor berekent vervolgens de werkelijke fluorescentie-intensiteitsverhouding en vergelijkt deze met intensiteitsverhoudingen en drukwaarden in een gekoppelde database.

Technologieoverdracht

Het ERDC Office of Research and Technology Transfer houdt toezicht op de overdracht van onderzoeks- en ontwikkelingstechnologieën en -producten naar de particuliere sector.

Neem voor informatie over het in licentie geven van een ERDC-technologie contact op met Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien.. Bezoek hier het onderzoeks- en technologieoverdrachtsbureau van het ERDC .