U.S. Army ERDC: Pioneer in Engineering Oplossingen voor Militair en Civiele Projecten

Het U.S. Army Engineer Research and Development Center (ERDC), opgericht in 1998, is de onderzoeksorganisatie van de U.S. Army Corps of Engineers. ERDC voert R&D uit ter ondersteuning van de soldaat, militaire installaties, en civiele werken projecten (waterhulpbronnen, milieu missies, etc.) alsook voor andere federale agentschappen, staats- en gemeentelijke autoriteiten, en de U.S. industrie door innovatieve werkovereenkomsten.

Breed Bereik van Expertise

Het ERDC helpt problemen oplossen in civiele en militaire engineering, geospatiale wetenschappen, waterhulpbronnen, en milieukunde. Faciliteiten variëren van supercomputers tot fysieke modellen. Het centrum's Cray XT3 en XT4 supercomputers zijn een van de krachtigste en snelste ter wereld, met een capaciteit die 3,5 biljoen berekeningen per seconde overschrijdt.

ERDC's zeven onderzoeksfunctioneren als geïntegreerde teams van ingenieurs en wetenschappers om een breed scala aan wetenschaps- en technologiekwesties aan te pakken – van opereren in Arctische temperaturen en voertuigmobiliteit in woestijnzand, tot het beschermen van moerasgebieden en het precies lokaliseren van een artilleriegranaat.

Vijf Hoofdonderzoeksgebieden

1. Militaire Engineering

Militaire Engineering levert technologieën en capaciteiten aan de strijder om krachtbescherming en manoeuvreerbaarheid mogelijk te maken. Dit gebied ontwikkelt nieuwe, lichte, snel te construeren beschermingssystemen die expeditiesgewijs in afgelegen locaties uitgezet kunnen worden. Vanuit het onderzoek en de ontwikkeling van deze innovatieve beschermingssystemen zijn overlevenbeslissingshulpmiddelen ontwikkeld om niet alleen snelle beoordeling van huidige beschermingshoudingen toe te laten, maar ook verbeterde ontwerpen te bieden om de verdediging tegen aanvallen te vergroten.

Onderzoekers hebben geavanceerde numerieke methoden ontworpen voor karakterisatie van explosiefragmentatie en mitigatie op structuren en hebben de effecten van wapensystemen geëvalueerd op basis van wereldwijde bouwmateriaaltypen. Met behulp van Department of Defense (DOD) high-performance computing (HPC) capaciteiten, ontwikkelden onderzoekers fysica-gebaseerde numerieke simulaties voor evaluatie van sensorprestaties in complexe geo-omgevingen en geavanceerde simulatiemogelijkheden die evaluatie van bemande en onbemande grondvoertuigprestaties toelaten.

Onderzoekers onderzoeken sensor-modaliteiten die toestaan voor monitoring en beoordeling van kritieke infrastructuur gebruikt voor toegang en manoeuvre in theater.

2. Milieu Kwaliteit en Installaties

Deze gebiedsbenadering is om wetenschap en technologie te versterken en te exploiteren om de langetermijnbijdragen van de bebouwde en natuurlijke omgevingen aan de gereedheid en operationele succes van het leger te maximaliseren. Oplossingen richten zich op hoogst duurzame en kosteneffectieve benaderingen voor de levenscyclusbeheer van militaire landen, schietbanen, en infrastructuur.

Technologieën verbeteren de krijgerstrainingservaring, verminderen trainingslandbeperkingen, verbeteren soldaatveiligheid, voorzien in efficiënt gebruik van beperkte hulpbronnen zoals energie en water, en faciliteren duurzaamheidsplanning met lokale en regionale gemeenschappen.

3. Civiele Werken en Waterhulpbronnen

Dit gebied biedt milieuduurzame oplossingen voor de waterhulpbronnenuitdagingen van de natie en helpt veilige en veerkrachtige gemeenschappen en infrastructuur te bieden. Technologieën helpen bestaande waterhulpbronneninfrastructuur duurzaam te beheren in het gezicht van verwachte klimaatverandering en landgebruiksverandering, invasie door exotische soorten, demografische verschuivingen, en verouderde structuren.

Hulpmiddelen en bronnen verbeteren de stroom van commerciële scheepvaartverkeer op waterwegen, herstellen sluizen en handhaven kanalen, verminderen het risico op schade aan leven en eigendom door overstromingen, en beschermen vis- en plantenleven.

4. Geospatiale Onderzoek en Engineering

Het Geospatiale Onderzoek en Engineering gebied levert de data, analytische hulpmiddelen, informatie, en beslissingsraamwerkcapaciteiten om situatiebewustzijn van de slagveldomgeving voor de strijder te garanderen. Het wapent soldaten met informatiesuperioriteit zodat ze nauwkeurig en snel de effecten van de slagveldomgeving op personeel, platforms, sensoren, en systemen kunnen beoordelen. Onderzoek omvat terreinanalyse voor signaal- en sensorfenomenologie, geospatiale en temporele informatie, geospatiale redenering, en beeld- en geodatawetenschap.

5. Geëngineerde Veerkrachtige Systemen

Het Geëngineerde Veerkrachtige Systemen gebied combineert geavanceerde engineeringtechnieken met high-performance computing om concepten en hulpmiddelen te ontwikkelen die de ontwerpopties die tijdens de vroege fasen van het aankoopproces onderzocht worden, aanzienlijk versterken. Technieken resulteren in ruimeruimtes die in uren gegenereerd kunnen worden in plaats van maanden en duizenden keer groter en honderden keer nauwkeuriger zijn dan die gecreëerd via traditionele methoden.

Ontwerpen zijn ook veerkrachtig – systemen zijn betrouwbaar, eenvoudig aan te passen aan toekomstige missiedoelstellingen, en bezitten een voorspelbare levenscyclus. Onderzoek is toegepast op analyses van vastvleugelvliegtuigen, draaiende vleugels, grondvoertuigen, en schepen.

Technologieën

Ingenieurs hebben een 3D-betonprinter uitgevonden die gebouwen kan creëren. Het kan printen met meerdere verschillende materialen inclusief homogene materialen zoals cementpasta of heterogene materialen zoals beton. Het gebruikt een additief productieproces om "te printen" semi-permanente structuren in een operatiegebied. De Automated Construction of Expeditionary Structures (ACES) heeft het potentieel om verzonden bouwmaterialen te halveren en de bouwmanmachtbehoefte met 62% te verminderen vergeleken met multiplexconstructie.

Het leger voert risicobeoordelingen uit om veilige niveaus en opschoondoelstellingen te bepalen voor militair relevante verbindingen (MRCs). ARAMS™ is een hoogst aanpasbaar, computer-gebaseerd dynamisch modellerings- en analysesysteem dat toekomstige of tijdsvariabele menselijke en ecologische gezondheidsrisico's kan beoordelen met gemeten of voorspelde blootstellingsdata, wat het onmisbaar maakt voor hen die locaties beheren voor naleving en duurzaamheid. ARAMS kan ook gebruikt worden voor locatiespecifieke beoordelingen inclusief screening of uitgebreide risicobeoordelingen.

De Computational Test Bed (CTB) is een suite van 3D fysica-gebaseerde, hoge-fideliteitsmodellen om de prestaties van huidige en toekomstige kracht sensornsystemen te voorspellen en te verbeteren bij het detecteren van oppervlakte en nabij-oppervlakte objecten in complexe omgevingen. De CTB helpt gebruikers de geofysische fenomenen achter de handtekeningen te begrijpen gedetecteerd door sensoren opererend in het elektromagnetische spectrum. Het modelleert de fysische processen aan het werk in de omgeving en hoe deze processen handtekeningen beïnvloeden die gevoeld worden door passieve en actieve sensormodaliteiten.

Een intelligente verwarmings, ventilatie, en airconditioning (HVAC) systeem werd ontwikkeld dat zich binnen een architecturale structuur bevindt. Wanneer sensoren (of een menselijke operator) een "incident" detecteren (bijv. een verontreiniging wordt gedetecteerd of een onverwachte inbraak treedt op in de structuur die geassocieerd kan zijn met de introductie van een verontreiniging), herberekent het HVAC-systeem luchtstromen voor de structuur. Als de nieuw herberekende luchtstroom dat rechtvaardigt, beschermt het systeem de bewoners van de structuur tegen de luchtverontreiniging door de luchtstroom door de structuur te veranderen (bijv. het sluit een klep in de luchtkanalen, zet een ventilator hoger, of leidt luchtstroom om naar een stand-by filtratiesysteem).

Onderzoekers ontwikkelden een systeem om drinkwater te winnen uit afvalmaterialen met behulp van afwarmteluchtstromen. Het systeem vangt efficiënt de waterdamp van afvalmaterialen zoals afvalwater, pekel, en slib door een versneld verdampingsproces met behulp van desiccantia.

Een team ontwikkelde draagbare stralingsdetectoren die richtingsgevoelige meting bieden met behulp van elektronische collimatie. De technologie heeft toepassingen zoals het snel lokaliseren van verborgen, begraven, of gedoken radioactieve materialen drijvende in een waterlichaam. De prototypesensor toont aan dat elektronische collimatie mogelijk is in een kleine en lichtgewicht vormfactor met een goede signaal-ruisverhouding.

Een hoge-ruimtelijke-resolutie, hoge-gevoeligheid druksensingssysteem voor gevaarlijke en moeilijk toegankelijke locaties bestaat uit een zichtbare licht laserbron met 5-mW vermogen en een nanocomposite druksensor met kwantumpunten in de sensormatrix ingesloten. Onder druk, fluoresceren de kwantumpunten in de sensormatrix wanneer verlicht door de laser. Een spectrometer detecteert de fluorescente signalen en transformeert ze in een digitaal formaat. De dataprocessor berekent dan de werkelijke fluorescentie-intensiteitsverhouding en vergelijkt deze tegen intensiteitsverhoudingen en drukwaarden in een gekoppelde database.

Technologieoverdracht

Het ERDC Office of Research and Technology Transfer bewaakt de overdracht van onderzoek- en ontwikkeltechnologieën en -producten naar de particuliere sector.

Voor informatie over licentiëring van een ERDC-technologie, neem contact op met dit e-mailadres (beschermd tegen spambots, JavaScript nodig). Bezoek het ERDC onderzoek- en technologieoverdrachtskantoor hier.