ERDC Angkatan Darat AS: Solusi Rekayasa Pionir untuk Proyek Militer dan Sipil

Pusat Riset dan Pengembangan Rekayasa Angkatan Darat AS (ERDC), didirikan pada 1998, adalah organisasi penelitian dari Korps Rekayasa Angkatan Darat AS. ERDC melakukan R&D untuk mendukung prajurit, instalasi militer, dan proyek sipil (sumber daya air, misi lingkungan, dll.) serta untuk agensi federal lain, otoritas negara dan municipal, dan industri AS melalui perjanjian kerja inovatif.

ERDC membantu memecahkan masalah dalam rekayasa sipil dan militer, ilmu geospasial, sumber daya air, dan ilmu lingkungan. Fasilitas bervariasi dari superkomputer hingga model fisik. Superkomputer Cray XT3 dan XT4 pusat ini adalah beberapa yang paling kuat dan tercepat di dunia, dengan kemampuan yang melebihi 3,5 kuadriliun perhitungan per detik.

Tujuh laboratorium penelitian ERDC berfungsi sebagai tim terpadu insinyur dan ilmuwan untuk mengatasi berbagai masalah ilmu pengetahuan dan teknologi — dari operasi di suhu Arktil dan mobilitas kendaraan di pasir gurun, hingga melindungi lahan basah dan menentukan lokasi tepat peluru artileri.

Penelitian dan pengembangan dilakukan dalam lima area utama:

1. Rekayasa Militer

Rekayasa Militer menyediakan teknologi dan kemampuan bagi prajurit untuk melindungi pasukan dan manuver. Area ini mengembangkan sistem perlindungan ringan, inovatif, dan cepat dibangun yang dapat dengan cepat digunakan di lokasi jauh. Dari riset dan pengembangan sistem perlindungan inovatif ini, alat bantu keputusan kelangsungan hidup telah dikembangkan untuk tidak hanya memungkinkan penilaian cepat postur perlindungan saat ini tetapi juga untuk memberikan desain yang ditingkatkan untuk meningkatkan pertahanan terhadap serangan.

Para peneliti telah merancang metode numerik canggih untuk karakterisasi fragmentasi ledakan dan mitigasi pada struktur dan telah mengevaluasi efek sistem senjata berdasarkan jenis bahan bangunan di seluruh dunia. Dengan menggunakan kemampuan komputasi tinggi performa Departemen Pertahanan (DOD), para peneliti mengembangkan simulasi numerik berbasis fisika untuk evaluasi performa sensor di lingkungan geo kompleks dan kemampuan simulasi canggih yang memungkinkan evaluasi performa kendaraan darat bermuda dan tidak bermuda.

Para peneliti menyelidiki modalitas sensor yang akan memungkinkan pemantauan dan penilaian infrastruktur kritis yang digunakan untuk entri dan manuver di teater.

2. Kualitas Lingkungan dan Instalasi

Pendekatan area ini adalah untuk maju dan mengeksploitasi ilmu pengetahuan dan teknologi untuk memaksimalkan kontribusi jangka panjang dari lingkungan buatan dan alami terhadap kesiapan dan keberhasilan operasional Angkatan Darat. Solusi berfokus pada pendekatan yang sangat berkelanjutan dan hemat biaya untuk manajemen siklus hidup tanah militer, lapangan, dan infrastruktur.

Teknologi meningkatkan pengalaman pelatihan prajurit, mengurangi pembatasan lahan pelatihan, meningkatkan keselamatan prajurit, menyediakan penggunaan yang efisien sumber daya terbatas seperti energi dan air, dan memfasilitasi perencanaan berkelanjutan dengan komunitas lokal dan regional.

3. Kerja Sipil dan Sumber Daya Air

Area ini menyediakan solusi yang ramah lingkungan untuk tantangan sumber daya air bangsa dan membantu menyediakan komunitas dan infrastruktur yang aman dan tangguh. Teknologi membantu mengelola infrastruktur sumber daya air yang ada secara berkelanjutan di tengah perubahan iklim dan penggunaan lahan yang diharapkan, invasi spesies eksotik, pergantian demografi, dan struktur yang tua.

Alat dan sumber daya meningkatkan aliran lalu lintas navigasi komersial di perairan, membangun kembali selokan dan memelihara saluran, mengurangi risiko kerusakan jiwa dan harta benda dari banjir, dan melindungi kehidupan ikan dan tumbuhan.

4. Penelitian dan Rekayasa Geospasial

Area Penelitian dan Rekayasa Geospasial menyediakan data, alat analisis, informasi, dan kemampuan kerangka keputusan untuk memastikan kesadaran situasi lingkungan medan perang bagi prajurit. Ini menyediakan informasi superioritas kepada prajurit sehingga mereka dapat dengan akurat dan cepat mengukur efek lingkungan medan perang pada personel, platform, sensor, dan sistem. Penelitian mencakup analisis terografi untuk fenomena sinyal dan sensor, informasi geospasial dan temporal, penalaran geospasial, dan ilmu citra dan geodata.

5. Sistem Resilien Terkaji

Area Sistem Resilien Terkaji menggabungkan teknik rekayasa canggih dengan komputasi tinggi performa untuk mengembangkan konsep dan alat yang secara signifikan memperluas opsi desain yang dievaluasi selama tahap awal proses akuisisi. Teknik menghasilkan ruang trade yang dapat dihasilkan dalam jam daripada bulan dan ribuan kali lebih besar serta ratusan kali lebih akurat dari yang diciptakan melalui metode tradisional.

Desain juga resilient — sistem dapat diandalkan, mudah dimodifikasi untuk memenuhi tujuan misi masa depan, dan memiliki siklus hidup yang dapat diprediksi. Penelitian telah diterapkan pada analisis pesawat sayap tetap, helikopter, kendaraan darat, dan kapal.

Teknologi

Insinyur telah menciptakan printer beton 3D yang dapat menciptakan bangunan. Ia dapat mencetak dengan berbagai bahan termasuk bahan homogen seperti pasta semen atau bahan heterogen seperti beton. Ia menggunakan proses manufaktur aditif untuk “mencetak” struktur semi-permanen di teater operasi. Konstruksi Otomatis Struktur Expeditionary (ACES) memiliki potensi untuk mengurangi bahan bangunan yang dikirim setengahnya dan mengurangi kebutuhan tenaga kerja konstruksi sebesar 62% dibandingkan konstruksi plywood.

Angkatan Darat melakukan penilaian risiko untuk menentukan tingkat aman dan tingkat target pembersihan untuk senyawa relevan militer (MRCs). ARAMS™ adalah sistem pemodelan dan analisis dinamis berbasis komputer yang sangat dapat disesuaikan yang dapat menilai risiko kesehatan manusia dan ekologis masa depan atau yang bervariasi seiring waktu menggunakan data paparan yang diukur atau diprediksi, menjadikannya sumber daya yang tak tergantikan bagi mereka yang mengelola situs untuk kepatuhan dan kelangsungan. ARAMS juga dapat digunakan untuk melakukan penilaian spesifik situs termasuk penilaian risiko penyaringan atau komprehensif.

Test Bed Komputasi (CTB) adalah serangkaian model fisika 3D berfidelitas tinggi untuk memprediksi dan meningkatkan performa sistem sensor gaya saat ini dan masa mendatang saat mendeteksi objek permukaan dan dekat permukaan di lingkungan kompleks. CTB membantu pengguna memahami fenomena geofisika di belakang tanda tangan yang terdeteksi oleh sensor yang beroperasi di spektrum elektromagnetik. Ini memodelkan proses fisika yang bekerja di lingkungan dan bagaimana proses ini mempengaruhi tanda tangan yang dirasakan oleh modalitas sensor pasif dan aktif.

Sistem pendingin, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC) pintar telah dikembangkan yang terletak dalam struktur arsitektur. Ketika sensor (atau operator manusia) mendeteksi “insiden” (misalnya, kontaminan terdeteksi atau pelanggaran tidak terduga terjadi dalam struktur yang mungkin terkait dengan pengenalan kontaminan), sistem HVAC menghitung ulang aliran udara untuk struktur. Jika aliran udara yang baru dihitung ulang demikian, sistem melindungi penempati struktur dari kontaminan udara dengan mengubah aliran udara melalui struktur (misalnya, ia menutup jendela pelipat di saluran udara, menyalakan kipas, atau mengarahkan ulang aliran udara ke sistem penyaringan standby).

Para peneliti mengembangkan sistem untuk mengekstrak air minum dari bahan limbah menggunakan aliran udara yang dipanaskan limbah. Sistem secara efisien menangkap uap air dari bahan limbah seperti air limbah, salmiak, dan lumpur melalui proses evaporasi yang dipercepat menggunakan desikant.

Tim mengembangkan detektor radiasi portabel yang menyediakan sensi arah menggunakan kolimasi elektronik. Teknologi memiliki aplikasi seperti dengan cepat menentukan lokasi materi radioaktif yang tersembunyi, tertanam, atau tenggelam yang melayang di dalam badan air. Prototipe sensor menunjukkan bahwa kolimasi elektronik memungkinkan dalam bentuk faktor kecil dan ringan dengan rasio sinyal-kebisingan yang baik.

Sistem sensi tekanan resolusi spasial tinggi, sensitivitas tinggi untuk lokasi berbahaya dan sulit diakses terdiri dari sumber cahaya laser terlihat dengan daya 5-mW dan sensor tekanan nanokomposit dengan titik kuantum yang disematkan dalam matriks sensor. Di bawah tekanan, titik kuantum dalam matriks sensor fluoresce saat diirradiasi oleh laser. Spektrometer mendeteksi sinyal fluoresensi dan mentransformasikannya menjadi format digital. Pemroses data kemudian menghitung rasio intensitas fluoresensi aktual dan membandingkannya dengan rasio intensitas dan nilai tekanan dalam database terkait.

Transfer Teknologi

Kantor Riset dan Transfer Teknologi ERDC mengawasi transfer teknologi dan produk riset dan pengembangan ke swasta.

Untuk informasi tentang lisensi teknologi ERDC, hubungi alamat email ini dilindungi dari spambot. Anda memerlukan JavaScript diaktifkan untuk melihatnya.. Kunjungi kantor transfer riset dan teknologi ERDC di sini.