시설 초점:미 육군 공병 연구 개발 센터

1998년에 설립된 미 육군 공병 연구 개발 센터(ERDC)는 미 육군 공병대의 연구 기관입니다. ERDC는 군인, 군사 시설, 토목 프로젝트(수자원, 환경 임무 등)를 지원하는 R&D는 물론, 혁신적인 작업 계약을 통해 다른 연방 기관, 주 및 시 당국, 미국 산업을 지원합니다.

ERDC는 토목 및 군사 공학, 지리 공간 과학, 수자원 및 환경 과학의 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 시설은 슈퍼컴퓨터에서 물리적 모델에 이르기까지 다양합니다. 센터의 Cray XT3 및 XT4 슈퍼컴퓨터는 세계에서 가장 강력하고 빠른 슈퍼컴퓨터 중 하나로 초당 3.5조 계산을 초과하는 기능을 갖추고 있습니다.

ERDC의 7개 연구 실험실은 엔지니어와 과학자로 구성된 통합 팀으로 기능하여 북극 온도에서의 운영 및 사막 모래에서의 차량 이동성에서부터 습지 보호 및 포병의 정확한 위치 파악에 이르기까지 광범위한 과학 및 기술 문제를 해결합니다.

연구 개발은 5가지 주요 영역에서 수행됩니다.

1. 군사 공학

군사 공학은 병력 보호 및 기동을 가능하게 하는 기술과 능력을 전투원에게 제공합니다. 이 분야는 원격 위치에 신속하게 배치할 수 있는 새롭고 가볍고 신속하게 구축된 보호 시스템을 개발합니다. 이러한 혁신적인 보호 시스템의 연구 및 개발을 통해 생존 가능성 결정 보조 장치가 개발되어 현재 보호 태세를 신속하게 평가할 수 있을 뿐만 아니라 공격에 대한 방어력을 높이는 향상된 설계를 제공할 수 있습니다.

연구원들은 폭발 파편의 특성화 및 구조물의 완화를 위한 고급 수치 방법을 설계했으며 전 세계 건축 자재 유형을 기반으로 무기 시스템의 효과를 평가했습니다. 연구원들은 국방부(DOD) 고성능 컴퓨팅(HPC) 기능을 사용하여 복잡한 지리 환경에서 센서 성능 평가를 위한 물리학 기반 수치 시뮬레이션과 유인 및 무인 지상 차량 성능을 평가할 수 있는 고급 시뮬레이션 기능을 개발했습니다.

연구원들은 극장의 진입 및 기동에 사용되는 주요 기반 시설을 모니터링하고 평가할 수 있는 센서 방식을 조사하고 있습니다.

2. 환경 품질 및 설치

이 지역의 접근 방식은 육군의 준비태세와 작전 성공에 대한 건설 및 자연 환경의 장기적 기여를 극대화하기 위해 과학과 기술을 발전시키고 활용하는 것입니다. 솔루션은 군사 토지, 범위 및 기반 시설의 수명 주기 관리를 위한 지속 가능하고 비용 효율적인 접근 방식에 중점을 둡니다.

기술은 전투원 훈련 경험을 향상시키고, 훈련 지역 제한을 줄이며, 군인의 안전을 개선하고, 에너지 및 물과 같은 제한된 자원의 효율적인 사용을 제공하고, 지역 및 지역 커뮤니티와 함께 ​​지속 가능성 계획을 촉진합니다.

3. 토목 및 수자원

이 지역은 국가의 수자원 문제에 대해 환경적으로 지속 가능한 솔루션을 제공하고 안전하고 탄력적인 커뮤니티와 기반 시설을 제공하는 데 도움이 됩니다. 기술은 예상되는 기후 변화 및 토지 사용 변화, 외래종의 침입, 인구 통계학적 변화 및 노후화된 구조에 직면하여 기존 수자원 인프라를 지속 가능하게 관리하는 데 도움이 됩니다.

도구와 자원은 수로의 상업 항해 교통 흐름을 개선하고, 수문을 재건하고 수로를 유지하며, 홍수로 인한 인명과 재산 피해의 위험을 줄이고, 어류와 식물을 보호합니다.

4. 지리 공간 연구 및 공학

Geospatial Research and Engineering 영역은 전투원을 위한 전장 환경의 상황 인식을 보장하기 위해 데이터, 분석 도구, 정보 및 결정 프레임워크 기능을 제공합니다. 그것은 군인들에게 정보 우위를 제공하여 전투 공간 환경이 인원, 플랫폼, 센서 및 시스템에 미치는 영향을 정확하고 신속하게 측정할 수 있도록 합니다. 연구에는 신호 및 센서 현상학, 지리 공간 및 시간 정보, 지리 공간 추론, 이미지 및 지리 데이터 과학에 대한 지형 분석이 포함됩니다.

5. 엔지니어링된 탄력적 시스템

Engineered Resilient Systems 영역은 고급 엔지니어링 기술과 고성능 컴퓨팅을 결합하여 인수 프로세스의 초기 단계에서 검토한 설계 옵션을 크게 확대하는 개념과 도구를 개발합니다. 기술을 통해 몇 달이 아닌 몇 시간 만에 생성할 수 있는 거래 공간이 생성되고 기존 방법을 통해 생성된 것보다 수천 배 더 크고 수백 배 더 정확합니다.

설계는 또한 탄력적입니다. 시스템은 신뢰할 수 있고 미래의 임무 목표를 달성하기 위해 쉽게 수정되며 예측 가능한 수명 주기를 보유합니다. 고정익 비행기, 회전익기, 지상 차량 및 선박의 ​​분석에 연구가 적용되었습니다.

기술

엔지니어들은 건물을 만들 수 있는 3D 콘크리트 프린터를 발명했습니다. 시멘트 페이스트와 같은 균질한 재료 또는 콘크리트와 같은 이질적인 재료를 포함하여 여러 다른 재료로 인쇄할 수 있습니다. 이것은 적층 제조 공정을 사용하여 수술실에서 반영구적 구조를 "인쇄"합니다. ACES(Automated Construction of Expeditionary Structures)는 합판 건설에 비해 운송되는 건축 자재를 절반으로 줄이고 건설 인력 요구 사항을 62% 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다.

육군은 위험 평가를 수행하여 군사 관련 화합물(MRC)의 안전한 수준과 정화 목표 수준을 결정합니다. ARAMS™는 측정 또는 예측된 노출 데이터를 사용하여 미래 또는 시간에 따라 변하는 인간 및 생태학적 건강 위험을 평가할 수 있는 적응력이 뛰어난 컴퓨터 기반 동적 모델링 및 분석 시스템으로, 규정 준수 및 유지를 위해 현장을 관리하는 사람들에게 없어서는 안될 리소스입니다. ARAMS는 선별 또는 포괄적인 위험 평가를 포함한 현장별 평가를 수행하는 데에도 사용할 수 있습니다.

CTB(Computational Test Bed)는 복잡한 환경에서 표면 및 표면에 가까운 물체를 감지할 때 현재 및 미래의 힘 센서 시스템의 성능을 예측하고 개선하기 위한 3D 물리학 기반, 충실도 모델 모음입니다. CTB는 사용자가 전자기 스펙트럼에서 작동하는 센서에 의해 감지된 서명 뒤에 있는 지구물리학적 현상을 이해하는 데 도움이 됩니다. 환경에서 작동하는 물리적 프로세스와 이러한 프로세스가 수동 및 능동 센서 양식으로 감지되는 서명에 미치는 영향을 모델링합니다.

건축 구조 내에 위치한 지능형 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이 개발되었습니다. 센서(또는 작업자)가 "사고"를 감지하면(예:오염 물질이 감지되거나 오염 물질의 도입과 관련될 수 있는 구조물에 예기치 않은 파손이 발생함) HVAC 시스템은 구조물에 대한 기류를 다시 계산합니다. 새로 재계산된 공기 흐름이 정당한 경우 시스템은 구조물을 통과하는 공기 흐름을 변경하여 공기 중 오염 물질로부터 구조물의 거주자를 보호합니다(예:공기 덕트의 셔터를 닫거나 팬을 켜거나 공기 흐름을 대기 여과 시스템으로 리디렉션합니다. ).

연구원들은 폐가열된 기류를 이용하여 폐기물에서 음용수를 추출하는 시스템을 개발했습니다. 시스템은 건조제를 활용한 가속 증발 과정을 통해 폐수, 염수 및 슬러지와 같은 폐기물에서 수증기를 효율적으로 포집합니다.

한 팀은 전자 시준을 사용하여 방향 감지를 제공하는 휴대용 방사선 검출기를 개발했습니다. 이 기술은 수역에 떠 있는 숨겨진, 묻힌 또는 잠긴 방사성 물질을 신속하게 찾는 것과 같은 응용 분야를 가지고 있습니다. 프로토타입 센서는 신호 대 잡음비가 좋은 작고 가벼운 폼 팩터에서 전자 시준이 가능함을 보여줍니다.

위험하고 접근하기 어려운 위치를 위한 고해상도, 고감도 압력 감지 시스템은 5mW 전력의 가시광선 레이저 소스와 센서 매트릭스에 양자점이 내장된 나노복합 압력 센서로 구성됩니다. 압력 하에서 센서 매트릭스의 양자점은 레이저에 의해 조명될 때 형광을 발합니다. 분광계는 형광 신호를 감지하고 디지털 형식으로 변환합니다. 그런 다음 데이터 프로세서는 실제 형광 강도 비율을 계산하고 결합된 데이터베이스의 강도 비율 및 압력 값과 비교합니다.

기술 이전

ERDC 연구 및 기술 이전 사무소는 연구 및 개발 기술 및 제품을 민간 부문으로 이전하는 것을 감독합니다.

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