În robotica modernă, roboții sunt definiți ca o clasă sisteme tehnice care în acţiunile lor reproduc funcţiile motorii şi intelectuale ale unei persoane.

Robotul diferă de un sistem automat convențional prin scopul său polivalent, versatilitatea mare și capacitatea de a fi reconfigurat pentru a îndeplini o varietate de funcții.

Roboții sunt clasificați:

Pe domenii de aplicare - industrial, militar, cercetare;

După mediul de aplicare (operații) - sol, subteran, suprafață, subacvatic, aer, spațiu;

După gradul de mobilitate - staționar, mobil, mixt; - după tipul de sistem de control - software, adaptiv, inteligent.

O varietate de dispozitive aparținând clasei roboților industriali și concepute pentru a automatiza lucrări manuale, grele, periculoase, periculoase sau monotone pot fi clasificate după:

programare;

gradul de universalitate;

parametri cinematici, geometrici, energetici;

metode de control (gradul de participare umană la programarea robotului).

După scop, roboții cunoscuți în prezent pot fi împărțiți în linii mari în următoarele trei grupe: în scopuri științifice, în scopuri militare, pentru utilizare în producție, în sectorul serviciilor.

Din ce în ce mai des se solicită unei persoane, a căror îndeplinire este limitată de capacitățile sale biologice (în condiții de spațiu, radiații crescute, adâncimi mari, medii active chimic etc.).

Când examinăm planete și alte corpuri spațiale vehicule trebuie echipat cu manipulatoare pentru comunicarea echipajului cu lumea exterioară. Dacă dispozitivul nu este locuit, atunci manipulatorii trebuie să aibă control de la distanță de pe Pământ. În astfel de dispozitive automate, „mâinile” cameramanului sunt cele mai importante mijloace de interacțiune activă cu mediul.

Cameramanii de televiziune și roboții au găsit o utilizare nu mai puțin extinsă în diverse lucrări la mari adâncimi ale mărilor și oceanelor. Anterior, omul a coborât în ​​adâncurile aparate specialeși era oarecum un observator pasiv, acum submersibilele construite recent sunt echipate cu „arme” controlate de o persoană din interiorul submersibilului adânc.

Cameramanii și roboții sunt folosiți pentru așezarea cablurilor la adâncime, pentru căutarea și ridicarea navelor scufundate și a mărfurilor și pentru diverse studii ale adâncimii maritime inaccesibile.

Vehicul subacvatic autonom nelocuit - AUV (vehicul subacvatic autonom în engleză - AUV) un robot subacvatic care amintește oarecum de o torpilă sau un submarin care se deplasează sub apă pentru a colecta informații despre topografia inferioară, despre structura stratului superior de sedimente, despre prezența obiectelor și obstacolelor pe fund . Aparatul este alimentat de baterii reîncărcabile sau alte tipuri de baterii. Unele tipuri de AUV-uri sunt capabile să scufunde până la o adâncime de 6000 m. AUV-urile sunt utilizate pentru sondaje ariale, pentru monitorizarea obiectelor subacvatice, cum ar fi conductele, și pentru căutarea și curățarea minelor subacvatice.

Un vehicul subacvatic operat de la distanță (ROV) este un vehicul subacvatic, adesea numit robot, care este controlat de un operator sau un grup de operatori (pilot, navigator etc.) de pe navă. Dispozitivul este conectat la navă printr-un cablu complex, prin care semnalele de control și sursa de alimentare sunt furnizate dispozitivului, iar citirile senzorilor și semnalele video sunt transmise înapoi. ROV-urile sunt utilizate pentru lucrări de inspecție, pentru operațiuni de salvare, pentru ascuțirea și extragerea obiectelor mari de jos, pentru lucrările de asigurare a instalațiilor complexe de petrol și gaze (suport de foraj, inspecția traseelor ​​conductelor de gaze, inspecția structurilor pentru avarii, operațiuni cu supape și robinete), pentru operațiuni de deminare, pentru aplicații științifice, pentru susținerea operațiunilor de scufundare, pentru întreținerea fermelor piscicole, pentru cercetări arheologice, pentru inspectarea comunicațiilor urbane, pentru inspectarea navelor pentru prezența mărfurilor de contrabandă atașate la exteriorul bordului etc. Gama de sarcini de rezolvat este în continuă extindere, iar flota de dispozitive crește rapid. Funcționarea aparatului este mult mai ieftină decât operațiunile de scufundare costisitoare, în ciuda faptului că investiția inițială este destul de mare, deși funcționarea aparatului nu poate înlocui întreaga gamă de operațiuni de scufundare.

Pe lângă domeniile de aplicare enumerate în condiții periculoase, teleoperatorii și roboții sunt utilizați la repararea și înlocuirea motoarelor nucleare, în timp ce lucrează în zone contaminate, în mine.

Se lucrează la crearea unui robot special pentru exploatarea cărbunelui. După cum a planificat Korea Coal Corp, robotul nu numai că va extrage cărbune, ci îl va colecta și apoi îl va așeza pe banda rulanta, care va ridica rasa. Mecanicii situati la suprafata vor controla lucrul.

Pompierii robotici moderni au capacitatea de a:

Recunoașterea și monitorizarea zonei în zona de situații de urgență;

Stingerea incendiilor în condițiile accidentelor moderne provocate de om însoțite de nivel crescut radiații, prezența substanțelor toxice și puternice în zona de lucru, fragmentare și daune explozive; utilizarea agenților de stingere a incendiilor cu spumă de apă;

Efectuarea operațiunilor de salvare la locul unui incendiu și a unei situații de urgență;

Demolare moloz pentru accesul in zona de ardere si lichidare urgente;

Cu reechipare adecvată, este posibil să se efectueze stingerea incendiilor cu pulberi și gaze lichefiate.

De exemplu, roboții El-4, El-10 și Luf-60, proiectați pentru a stinge incendiile provocate de om fără intervenția omului, au participat la stingerea unui incendiu forestier în 2010 în jurul centrului nuclear din Sarov.

Multe tipuri de producție necesită utilizarea roboților. Folosirea lor eliberează muncitorul de muncă în condiții obositoare și dificile. În atelierul de forjă, un robot poate fi instalat pentru a muta și a instala piese grele fierbinți pe ciocan. Roboții pot picta produse, eliberând o persoană de a fi într-o cameră cu vopsea pulverizată. Cele mai periculoase și dăunătoare sunt operațiunile cu substanțe radioactive și echipamente nucleare. O astfel de muncă a fost efectuată mult timp de „mâinile” cameramanilor.

Pentru a lucra cu reactoare nucleare și instalații radioactive, au fost dezvoltate teleoperatoare mobile, în care o cabină etanșă este echipată cu pereți de protecție pentru lucrul în mediu radioactiv.

Există multe exemple de utilizare a roboților și a cameramanilor în muncă periculoasă și grea. Este rațional să folosiți roboți pentru operații repetitive monotone, de exemplu, instalarea pieselor de prelucrat și a pieselor pe o mașină. Robotul poate ridica și muta sticla fragilă și piese mici.

Trebuie remarcată și o altă direcție în tehnologie - aceasta este crearea unor amplificatoare speciale ale capacităților fizice umane - așa-numitul exoschelet (din greacă. schelet extern) - un dispozitiv conceput pentru a crește forța musculară a unei persoane datorită exteriorului. cadru. Exoscheletul repetă biomecanica umană pentru o creștere proporțională a eforturilor în timpul mișcărilor. Potrivit rapoartelor de presă deschise, în prezent au fost create mostre operaționale în Japonia și SUA. Exoscheletul poate fi integrat în costum.

Primul exoschelet a fost dezvoltat în comun de General Electric și armata Statelor Unite în anii 60 și a fost numit Hardiman. El putea ridica 110 kg cu o forță de ridicare de 4,5 kg. Cu toate acestea, a fost nepractic din cauza masei sale semnificative de 680 kg. Proiectul nu a avut succes. Orice încercare de a folosi un exoschelet complet s-a terminat cu o mișcare intensă necontrolată, ducând la testarea niciodată cu o persoană înăuntru. Cercetările ulterioare s-au concentrat pe o parte. Deși trebuia să ridice 340 kg, greutatea ei era de trei sferturi de tonă, ceea ce era de două ori capacitatea de ridicare. Fără a pune toate componentele împreună să funcționeze uz practic proiectul Hardiman era limitat.

În funcție de gradul de universalitate, toți roboții pot fi împărțiți în trei grupuri:

Special, de exemplu, un manipulator pentru răsturnarea și instalarea kinescoapelor în vid sau un manipulator pentru instalarea pieselor de prelucrat într-o ștampilă specială. De regulă, aceste dispozitive au unul până la trei grade de libertate și funcționează după un program strict fixat, efectuând o operațiune simplă;

Specializat, al cărui domeniu de aplicare este limitat la anumite condiții și spațiu. De exemplu, roboți cu lungimea brațului reglabil și mai multe grade de libertate în spațiu pentru a efectua numai lucrări „la cald” – turnare sau tratament termic;

Dispozitive universale, deplasându-se în spațiu, de exemplu, roboți cu un număr mare de grade de libertate și lungime reglabilă a membrelor funcționale, capabili să efectueze o mare varietate de operații cu o gamă largă de piese. Un robot industrial versatil de uz general poate fi schimbat la o altă lucrare și reprogramat rapid pentru a efectua orice ciclu în limitele capacităților tehnice.

În funcție de parametrii cinematici, geometrici și energetici, dispozitivele sunt împărțite după cum urmează.

După parametri cinematici, roboții pot fi clasificați în funcție de numărul de grade de libertate, Opțiuni acțiunile și mișcările organelor funcționale, precum și viteza de mișcare a acestora.

Prin parametrii geometrici ca caracteristică de clasificare, roboții sunt subdivizați în funcție de mărimea organelor funcționale și de intervalele deplasărilor lor liniare și unghiulare.

În funcție de parametrii energetici, roboții sunt împărțiți în grupuri în funcție de capacitatea lor de încărcare și puterea dezvoltată.

Prin metode de control, roboții industriali din primele generații pot fi împărțiți în roboți:

Controlat din sisteme numerice controlul programului;

cu sisteme de control ciclic;

Autonome, controlate de calculator (mașini de control capabile să colecteze și să analizeze informații în cursul acțiunii, să răspundă la aceste informații, să schimbe programul în consecință).

S-au dezvoltat sisteme de televiziune telecomandă, care oferă o imagine stereoscopică a zonei de acoperire. Sunt folosite în medicină (robotul da Vinci) și sistemele de teleprezență.

În sistemele robotizate CNC, programul înregistrat se repetă de mai multe ori.

Schimbarea naturii mișcărilor robotului poate fi realizată numai datorită intrării program nou. Programarea muncii unor astfel de roboți nu este dificilă și este cea mai simplă formă de „învățare” a acestora. În acest caz, o persoană exercită doar control periodic asupra funcționării robotului și o schimbare a programului.

Roboții controlați de computer au un sistem de control capabil să culeagă informațiile necesare în procesul de efectuare a muncii, să le prelucreze cu ajutorul unui „creier” electronic și să facă modificările necesare unui program introdus anterior.

S.A. Polovko, P.K. Shubin, V.I. Yudin Sankt Petersburg, Rusia

probleme conceptuale ale robotizării echipamentelor marine

S.A. Polovko, P.K. Shubin, V.I. Yudin

Sankt Petersburg, Rusia

o problemă conceptuală a robotizării ingineriei maritime

Concepte bazate științific privind necesitatea urgentă de robotizare a tuturor lucrărilor legate de echipamentele marine, concepute pentru a scoate o persoană din zona cu risc ridicat, pentru a crește funcționalitatea, eficiența și productivitatea echipamentelor marine, precum și pentru a rezolva conflictul strategic dintre complicarea si intensificarea managementului si intretinerii echipamentelor si capacitatilor limitate, sunt considerate.persoana.

TEHNOLOGIA MARINĂ. ROBOȚI. COMPLEXE ROBOTICE. ROBOTIZAREA. PROGRAM DE GUVERNARE.

Articolul descrie conceptul de robotică bazată pe dovezi, necesitatea urgentă a tuturor lucrărilor legate de tehnologia marină, concepută pentru a aduce oameni din zone cu risc ridicat, pentru a îmbunătăți funcționalitatea, flexibilitatea și performanța aplicațiilor marine și pentru a permite conflictul strategic între complexitatea și intensificarea gestionarea si intretinerea echipamentelor si a persoanelor cu handicap.

INGINERIE MARINĂ. ROBOT. SISTEME ROBOT. ROBOTIZAREA. PROGRAMUL DE STAT.

Ca aspecte fundamentale, conceptuale, ale robotizării bazate științific a echipamentelor marine (MT), este indicat să luăm în considerare, în primul rând, aspectele care decurg direct din motivele necesității robotizării. Adică motivele pentru care obiectele MT devin obiecte ale introducerii roboților, complexelor robotice (RC) și sistemelor. Aici și în cele ce urmează, RTC este înțeles ca totalitatea robotului și a panoului său de control, iar sistemul robotizat este totalitatea RTC și obiectul purtătorului său.

Roboții, așa cum demonstrează experiența creării și utilizării lor, sunt introduși în primul rând acolo unde munca umană și activitățile vieții sunt dificile, imposibile sau pline de amenințare pentru viață și sănătate. De exemplu, aceasta are loc în zone de contaminare radioactivă sau chimică, în condiții de luptă, în timpul subacvatic sau cercetare spatiala, lucrări etc.

În ceea ce privește activitățile maritime, acestea sunt în primul rând:

cercetare în mare adâncime;

operațiuni de scufundare la adâncimi mari; lucrări tehnice subacvatice; operațiuni de salvare; operațiuni de căutare și salvare în condiții hidrometeorologice nefavorabile (HMU);

extragerea materiilor prime si a mineralelor la raft.

În ceea ce privește domeniul militar: apărarea împotriva minelor și antisabotaj;

recunoaștere, căutare și urmărire; participarea la ostilități și sprijinul acestora.

Astfel, aproape întreaga gamă de obiecte: de la MT subacvatic (echipament de scufundări, vehicule subacvatice cu echipaj - OSU, submarine - PLPL, tehnologie pentru dezvoltarea zonei de raft a oceanului mondial), suprafață (nave, vase, bărci) până la aer. MT (avion - LA) sunt obiecte de robotizare, adică sunt obiecte care fac obiectul introducerii de roboți, RTK și sisteme pe acestea.

Mai mult decât atât, cu grade diferite de risc pentru viața umană, nu lucrați doar afară

Obiect MT, peste bord, la adâncime (lucru de scufundare), dar și lucru direct la instalația offshore. Evident, succesiunea robotizării ar trebui să fie direct legată de amploarea riscului pentru viața personalului (membrii echipajului). Cantitativ, amploarea riscului poate fi măsurată prin probabilitatea statistică sau predictivă (calculată) de deces a unei persoane, în funcție de tipul de activitate pe an [an-1], așa cum se arată pe baza datelor statistice și a datelor din literatură.

Să luăm în considerare trei niveluri de risc prezentate în figură, în funcție de tipul de activitate și sursa riscului conform datelor. Cu cât valoarea riscului este mai mare, cu atât acest tip de activitate umană (și tipul de tehnologie corespunzător) este mai aproape de începutul cozii pentru robotizare. Aceasta se referă la crearea prioritară a zonelor robotizate atât în ​​afara, cât și în interiorul instalațiilor MT, zone de funcționare a roboților, în scopul scoaterii unei persoane din zona de risc crescut.

Fie n. numărul de serie din coada pentru robotizarea obiectului (/-lea) MT dat și, respectiv, m., probabilitatea decesului membrilor echipajului celui de-al /-lea obiect MT pe an. Apoi, pentru a estima ordinea robotizării, putem obține:

n1 =1+|(r); /(1L (1)

unde |(t.) este o funcție de treaptă a valorii riscului:

|(t.) = 0, cu r. > GNUR =10-3 an-1;

|(t) = 1 la tHur > yr > GPDU = 10-4 an-1;

|(t) = 2 când tpd > r, > tpd = 10-6 ani-1;

|(T) = 3, Г1< гппу.

Estimând gradul necesar de robotizare a celui de-al i-lea obiect de MT $ 1"), este necesar să se concentreze în primul rând pe gradul de reducere a numărului de personal din zona de activitate cu risc crescut, care se presupune că să fie proporțională cu gradul de exces de m peste GPD în următoarea formă:

5." = 1 - tPDU t(2)

Estimarea ponderii personalului din numărul total de personal inițial (W) la i-a instalație de echipamente maritime rămase după implementarea RTC va avea următoarea formă:

№b = [(1 - otravă]. (3)

Gradul de robotizare, adică gradul de implementare a RTK pentru a înlocui personalul obiectului i al MT,

poate fi exprimat ca procent în felul următor:

5 . \u003d (F - Nr. b) F-1 - 100%.

Din (2) rezultă evident că pentru m > rHyp > 5m > 90,0%. Adică, aproape tot personalul ar trebui îndepărtat din această unitate (din această zonă) și înlocuit cu RTK.

Principiul înlocuirii muncii umane cu muncă robotizată în zonele cu risc ridicat este cu siguranță dominant, așa cum demonstrează introducerea activă a roboților subacvatici - vehicule subacvatice nelocuite (UUV). Cu toate acestea, nu epuizează toate nevoile pentru implementarea RTC în afacerile maritime.

Următoarele principii cele mai importante ar trebui recunoscute ca fiind principiile extinderii funcționalității echipamentelor marine, creșterea eficienței și productivității muncii prin introducerea roboților marini (MR), RTK și sistemelor. Deci, la înlocuirea lucrărilor grele de scufundare, de exemplu, în cazul inspecției, inspecției sau reparației obiectelor sub apă (pe sol) de către un robot subacvatic, funcționalitatea se extinde, eficiența și productivitatea muncii cresc. Utilizarea vehiculelor subacvatice autonome nelocuite (AUV) ca sateliți submarini extinde semnificativ capacitățile de luptă și crește stabilitatea de luptă a submarinului. Dezvoltarea și utilizarea activă a ambarcațiunilor fără pilot (BC) și a navelor (BS), precum și a vehiculelor aeriene fără pilot (UAV) în străinătate, indică, de asemenea, promisiunea unui MT robotizat. Într-adevăr, chiar și alte lucruri fiind egale, riscul de a pierde echipajul obiectului MT atunci când se lucrează în GMU-uri complexe este exclus. În general, putem vorbi despre eficiența (utilitatea) relativ mare a roboților marini (UV, BC, BS, UAV) la un cost relativ scăzut.

Următoarea problemă conceptuală în problema robotizării bazate științific a obiectelor MT este clasificarea roboticii marine, care nu numai că surprinde starea actuală a lucrurilor și experiența în dezvoltarea și utilizarea roboților, dar permite și prezicerea principalelor tendințe și direcții promițătoare dezvoltarea ulterioară în rezolvarea problemelor de robotică externă.

Cea mai validată abordare a clasificării roboticii subacvatice marine

prezentat în . Prin robotică marină vom înțelege roboții, complexele și sistemele robotice actuale. Diversitatea NPA-urilor create în lume face dificilă clasificarea strictă a acestora. Cel mai adesea, masa, dimensiunile, autonomia, modul de mișcare, prezența flotabilității, adâncimea de operare, schema de desfășurare, scopul, caracteristicile funcționale și de proiectare, costul și unele altele sunt utilizate ca caracteristici de clasificare ale RTC-urilor marine (NSV).

Clasificare după greutate și caracteristici de mărime:

microPA (PMA), greutate (uscat)< 20 кг, дальность плавания менее 1-2 морских миль, оперативная (рабочая) глубина до 150 м;

mini-PA, greutate 20-100 kg, interval de croazieră de la 0,5 la 4000 mile marine, adâncime operațională până la 2000 m;

UUV mic, greutate 100-500 kg. În prezent, PA din această clasă reprezintă 15-20% și sunt utilizate pe scară largă în rezolvare diverse sarcini la adâncimi de până la 1500 m;

NPA medie, greutate mai mare de 500 kg, dar mai mică de 2000 kg;

NLA mare, greutate > 2000 kg. Clasificare în funcție de caracteristicile formei structurii de susținere:

forma clasica (cilindrica, conica si sferica);

bionic (tipuri plutitoare și târâtoare);

Subacvatic (scufundari)

lucrare _2 --^ 10

Serviciul pe PLPL al Marinei -

Dezvoltarea raftului

Transport cu motor

Pescuit

Marinei

Dezastre naturale -

RISC INDIVIDUAL DE DECES (g pe an)

ZONA DE RISC INACCEPTABILE

ZONA DE RISC EXCESIV

ZONA DE RISC ACEPTABIL

Niveluri de risc de deces al unei persoane (probabilitate - g pe an) în funcție de tipul de activitate și sursa riscului,

precum și clasificarea acceptată a nivelurilor de risc: PPU - cel mai neglijabil nivel de risc; MPC - nivelul maxim admisibil de risc;

NUR - nivel inacceptabil de risc

formă de planor (avion);

cu un panou solar pe partea superioară a carcasei (forme plate);

târându-se NPA pe o bază de omidă.

Clasificarea RTK marine (NPA) în funcție de gradul de autonomie. AUV trebuie să îndeplinească trei condiții principale de autonomie: mecanică, energetică și informațională.

Autonomia mecanică presupune absența oricărei conexiuni mecanice sub forma unui cablu, frânghie sau furtun care leagă UA cu nava transportoare sau cu stația de fund sau baza de țărm.

Autonomia energetică presupune prezența unei surse de energie la bordul UA sub forma, de exemplu, de baterii, pile de combustie, un reactor nuclear, un motor cu ardere internă cu ciclu de funcționare închis etc.

Autonomia informațională a ROV implică absența schimbului de informații între vehicul și nava de transport, sau stația de fund sau baza de coastă. În același timp, ROV-ul trebuie să aibă și un sistem de navigație inerțial autonom.

Clasificarea RTK marine (NVU) conform principiului informației pentru generarea corespunzătoare de UV.

Offshore autonom RTK VN (AUV) de prima generație funcționează conform unui program rigid neschimbabil predeterminat.

ROV-urile controlate de la distanță (RC) din prima generație sunt controlate într-o buclă deschisă. În aceste dispozitive cele mai simple, comenzile de control sunt trimise direct la complexul de propulsie fără utilizarea automată părere.

AUV-urile din a doua generație au un sistem extins de senzori.

A doua generație de DUNPA presupune prezența unui feedback automat asupra coordonatelor stării obiectului de control: înălțimea deasupra fundului, adâncimea de scufundare, viteza, coordonatele unghiulare etc. Aceste coordonate următoare sunt comparate în pilot automat cu cele date. determinat de operator.

AUV-urile din a treia generație vor avea elemente inteligenţă artificială: capacitatea de a lua independent decizii simple în cadrul sarcinii generale care le sunt atribuite; elemente ale vederii artificiale

cu posibilitatea recunoașterii automate a imaginilor simple; oportunitatea de auto-învățare elementară cu completarea propriei baze de cunoștințe.

DUNPA din a treia generație sunt controlate de către operator într-un mod interactiv. Sistemul de control de supraveghere presupune deja o anumită ierarhie, constând din nivelul superior, implementat în computerul navei de transport, și nivelul inferior, implementat la bordul modulului subacvatic.

În funcție de adâncimea de scufundare, ei iau în considerare de obicei: PTVA de mică adâncime cu o adâncime de scufundare de lucru de până la 100 m, PTVA pentru lucru la raft (300-600 m), dispozitive de adâncime medie (până la 2000 m) și PTVA de adâncimi mari și extreme (6000 m și mai mult).

În funcție de tipul de sistem de propulsie, se pot distinge între UUV-uri cu un grup de elice tradițional, MR-uri cu un sistem de propulsie bazat pe principii bionice și AUV-planoare cu un sistem de propulsie care utilizează o schimbare a trimului și a flotabilității.

Sistemele robotizate moderne sunt utilizate în aproape toate domeniile lucrărilor tehnice subacvatice. Cu toate acestea, principalul domeniu de aplicare a acestora a fost și rămâne cel militar. UAV-urile și UAV-urile militare au fost deja incluse în marinele principalelor state industriale, care pot deveni o componentă extrem de eficientă și ascunsă a sistemului de mijloace de luptă armată în teatrele oceanice și maritime ale operațiunilor militare. Datorită costului relativ scăzut, producția de NPA poate fi la scară largă, iar aplicarea lor poate fi la scară largă.

În ceea ce privește crearea NPA, UAV-uri și BS militare, eforturile Statelor Unite sunt deosebit de orientative. De exemplu, AUV-urile sunt atașate la fiecare submarin multifuncțional și cu rachete. Fiecare grup tactic de nave de suprafață are două astfel de AUV-uri. Desfășurarea AUV-urilor din submarine ar trebui să fie efectuată prin tuburi torpilă, lansatoare de rachete sau din locuri special echipate pentru acestea în afara carenei puternice a submarinului. Utilizarea UAV-urilor și a UAV-urilor în lupta împotriva pericolului minelor s-a dovedit a fi extrem de promițătoare. Aplicarea lor a condus la crearea unui nou concept de „vânătoare pentru mine”, inclusiv detectarea, clasificarea, identificarea și neutralizarea (distrugerea) minelor. A mea-

UUV-urile aeropurtate, controlate de la distanță de pe o navă, fac posibilă desfășurarea operațiunilor de acțiune împotriva minelor cu o eficiență mai mare, precum și creșterea adâncimii zonelor de acțiune împotriva minei și reducerea timpului de identificare și distrugere. În planurile Pentagonului, accentul principal în viitoarele războaie centrate pe rețea este pe utilizarea pe scară largă a roboților de luptă, fără echipaj. aeronaveși vehicule subacvatice nelocuite. Pentagonul se așteaptă să robotizeze o treime din toate mijloacele de luptă până în 2020, creând formațiuni robotice complet autonome și alte formațiuni.

Dezvoltarea sistemelor robotice marine interne și a complexelor cu destinație specială trebuie efectuată în conformitate cu Doctrina Marinei a Federației Ruse pentru perioada de până în 2020, ținând cont de rezultatul analizei tendințelor globale de dezvoltare a roboticii, precum și în legătură cu trecerea economiei ruse către o cale de dezvoltare inovatoare.

Aceasta ia în considerare rezultatele implementării federale programul țintă„Oceanul Lumii”, o analiză continuă a stării și a tendințelor de dezvoltare a activităților maritime în Federația Rusă și în întreaga lume, precum și studii sistematice asupra problemelor legate de furnizarea securitate naționala Federația Rusă în domeniul studiului, dezvoltării și utilizării Oceanului Mondial. Eficacitatea implementării rezultatelor obținute în FTP este determinată de utilizarea pe scară largă a tehnologiilor cu dublă utilizare și a principiilor de proiectare modulară.

Scopul dezvoltării roboticii marine este de a crește eficiența utilizării sistemelor și armelor speciale ale Marinei, sistemele speciale ale departamentelor care operează resurse marine, extinderea funcționalității acestora, asigurarea siguranței echipajelor de aeronave, NK, submarine, vehicule subacvatice și execută lucrări speciale, tehnice subacvatice și de salvare în caz de urgență.

Atingerea scopului este asigurată prin implementarea următoarelor principii de dezvoltare în ceea ce privește proiectarea, crearea și aplicarea roboticii marine:

unificare și construcție modulară;

miniaturizare și intelectualizare;

combinație de automat, automat

managementul băii și grupului;

suport informatic pentru managementul sistemelor robotizate;

hibridizare pentru integrarea modulelor mecatronice eterogene ca parte a complexelor și sistemelor;

infrastructură de urmărire distribuită combinată cu sisteme de suport informațional la bord pentru operațiuni maritime.

Principalele direcții de dezvoltare a roboticii marine ar trebui să ofere o soluție la o serie de probleme strategice de complicare și intensificare echipament militar asociat cu interacțiunea în sistemul „om-tehnologie”.

O direcție internă care vizează asigurarea robotizării compartimentelor sigilate saturate cu energie ale NK, PL și OPA. Include echipamente robotizate intracompartimentare (inclusiv echipamente mobile de monitorizare de dimensiuni mici), complexe și sisteme de avertizare cu privire la apariția situațiilor periculoase (de urgență) și luarea de măsuri pentru eliminarea acestora.

Direcție externă, în furnizarea de robotică pentru scufundări și operațiuni maritime speciale, inclusiv monitorizarea stării obiectelor potențial periculoase, precum și operațiunile de salvare de urgență. Include UAV-uri, BPS, MRS, AUV, vehicule subacvatice fără pilot (BOPA), complexe și sisteme robotice marine.

Principalele obiective ale dezvoltării roboticii marine sunt funcționale, tehnologice, de serviciu și organizaționale.

Sarcini funcționale promițătoare ale roboticii marine în cadrul activităților în interiorul vehiculului:

monitorizarea stării mecanismelor și sistemelor, parametrilor mediului intracompartimentar;

efectuarea anumitor lucrări periculoase și mai ales periculoase în interiorul și exteriorul compartimentelor și incintelor;

operațiuni tehnologice și de transport; asigurarea îndeplinirii funcțiilor echipajului în timpul perioadei de operare fără pilot a NK, PL sau LA;

avertisment prealabil urgenteși luarea de măsuri pentru a le rezolva.

Sarcini funcționale promițătoare ale roboticii marine în cadrul funcționării pe suprafața unui obiect, deasupra apei, sub apă și în fund:

monitorizarea și întreținerea OC, PL și OPA (inclusiv colectarea și transmiterea de informații privind starea OPA);

performanţă operațiuni tehnologiceși furnizarea de cercetare științifică;

îndeplinirea sarcinilor de recunoaștere, supraveghere, desfășurarea unor operațiuni militare în mod independent;

deminare, lucru cu obiecte potențial periculoase;

lucrează ca parte a sistemelor de navigație și a sistemelor de monitorizare hidrologică și de mediu.

Principalele sarcini tehnologice promițătoare în domeniul creării roboticii marine:

realizarea unui MRS autonom hibrid modular cu modificarea operațională a structurii proprii pentru diverse scopuri funcționale;

dezvoltarea metodelor de control de grup al roboților și organizarea interacțiunii acestora;

realizarea de sisteme de telecontrol cu ​​vizualizare volumetrica, inclusiv in timp real;

Managementul MRS folosind tehnologiile informaționale și de rețea, inclusiv autodiagnosticarea și autoînvățarea;

integrarea MRS în sistemele de nivel superior, inclusiv mijloacele de livrare în zona de aplicare a acestora și asistența operațională cuprinzătoare;

organizarea unei interfețe om-mașină care asigură controlul automat, automatizat, de supraveghere și de grup al MR.

Principalele sarcini de serviciu în operarea roboticii marine sunt:

dezvoltarea infrastructurii la sol și la bord pentru suportul de testare și întreținerea MRS;

dezvoltarea complexelor și simulatoarelor de simulare și modelare situațională, echipamente și instrumente speciale pentru formarea, întreținerea și suportul MPS;

asigurarea menținabilității și a posibilității de reciclare a structurilor echipamentelor, instrumentelor și sistemelor.

Ca parte a principalelor sarcini și activități organizaționale pentru crearea și implementarea roboticii marine, este recomandabil să se prevadă:

dezvoltarea unui program țintă integrat (CTP) pentru dezvoltarea roboticii marine (robotizare MT);

crearea unui corp de lucru care să fundamenteze și să formeze CPC-ul robotizării MT, inclusiv planificarea evenimentelor, realizarea unei liste de sarcini competitive, examinarea, selecția proiectelor propuse și soluțiile posibile;

desfasurarea activitatilor de suport organizatoric, de personal, de personal si material pentru testarea si operarea roboticii marine in flota.

Ca indicatori și criterii pentru eficacitatea dezvoltării și implementării roboticii marine, este recomandabil să se ia în considerare următoarele principale:

1) gradul de înlocuire a personalului unității;

2) eficienţa militaro-economică (criteriul eficienţei este costul);

3) gradul de universalitate (posibilitatea dublei utilizări);

4) gradul de standardizare și unificare (criteriu constructiv și tehnologic);

5) gradul de conformitate cu scopul funcțional (criteriul excelenței tehnice, posibilitatea de modernizare, modificare, îmbunătățire și integrare ulterioară în alte sisteme).

Principala condiție pentru dezvoltarea și implementarea RTK, a sistemelor și a elementelor acestora este soluționarea cu succes a problemelor economice și organizaționale, în primul rând sarcinile de dezvoltare și implementare a KTsP de robotizare MT și a programelor federale de achiziții ale RTK.

Unul dintre cele mai complexe și mai consumatoare de timp procese în elaborarea CPC implică întocmirea unei liste de lucrări și harti tehnologice implementarea acestora (catalogarea lucrărilor) pentru rezolvarea problemelor care necesită utilizarea roboților mijloace tehnice. Fiecare operațiune tipică efectuată de forțele Marinei și alte departamente interesate trebuie să fie prezentată sub forma unui algoritm, sau a unui set de acțiuni sau scenarii tipice. Din setul de scenarii rezultat, trebuie selectate cele care necesită utilizarea instrumentelor robotizate. Scenariile selectate (operațiuni individuale) ar trebui rezumate într-un singur registru actualizat de lucrări care implică utilizarea instrumentelor robotizate. Această listă ar trebui să aibă o structură ierarhică strictă, care să reflecte

gradul de importanță (prioritatea) acestor lucrări, informații despre frecvența sau repetabilitatea implementării lor, estimări de cost pentru dezvoltarea și fabricarea instrumentelor robotizate pentru implementarea lor. Lista elaborată ar trebui să devină informația inițială pentru decizia ulterioară privind dezvoltarea instrumentelor necesare în cadrul CPC.

Deja binecunoscuta teză este de importanță conceptuală: multe sarcini importante ale flotei pot fi rezolvate cu succes dacă ne concentrăm pe utilizarea în grup a roboților care interacționează relativ ieftini, portabili, de dimensiuni mici, care nu necesită o infrastructură dezvoltată.

structura si inalt calificat personal de serviciu, în loc de un număr mai mic de mari, scumpe, care necesită transportatori speciali, și cu atât mai mult locuite, subacvatice, de suprafață și aeronave.

Astfel, robotizarea echipamentelor marine este concepută pentru a scoate o persoană din zona cu risc ridicat, pentru a crește funcționalitatea, eficiența și productivitatea echipamentelor marine, precum și pentru a rezolva conflictul strategic dintre complicarea și intensificarea proceselor de management și întreținerea echipamentelor și capacități umane limitate.

BIBLIOGRAFIE

1. Aleksandrov, M.N. Siguranța omului pe mare [Text] / M.N. Alexandrov. - L.: Construcții navale, 1983.

2. Shubin, P.K. Problema introducerii tehnologiilor fără pilot în instalațiile offshore [Text] / P.K. Shubin // Robotică extremă. Mater. XIII științific și tehnic. conf. -SPb.: Editura SPbGTU, 2003. -S. 139-149.

3. Shubin, P.K. Îmbunătățirea siguranței obiectelor saturate de energie ale Marinei prin intermediul roboticii. Probleme reale de protecție și siguranță [Text] / P.K. Shubin // Robotică extremă. Tr. XIV Panto-rus. științific-practic. conf. - Sankt Petersburg: ONG Materiale speciale, 2011. -T. 5. -S. 127-138.

4. Ageev, M.D. Roboți subacvatici autonomi. Sisteme și tehnologii [Text] / M.D. Ageev, L.V. Kiselev, Yu.V. Matvienko [și alții]; Sub. ed. M.D. Ageeva. -M.: Nauka, 2005. -398 p.

5. Ageev, M.D. Vehicule subacvatice nelocuite în scop militar: Monografie [Text] / M.D. Ageev, L.A. Naumov, G.Yu. Illarionov [i dr.]; Sub. ed.

M.D. Ageeva. -Vladivostok: Dalnauka, 2005. -168 p.

6. Alekseev, Yu.K. Starea și perspectivele dezvoltării roboticii subacvatice. Partea 1 [Text] / Yu.K. Alekseev, E.V. Makarov, V.F. Filaretov // Mecha-tronics. -2002. -Nr 2. -S. 16-26.

7. Illarionov, G.Yu. O amenințare din adâncuri: secolul XXI [Text] / G.Yu. Illarionov, K.S. Sidenko, L.Yu. Bocharov. -Khabarovsk: KSUE „Tipografia regională Khabarovsk”, 2011. -304 p.

8. Baulin, V. Implementarea conceptului de „război centrat pe rețea” în Marina SUA [Text] / V. Baulin,

A. Kondratiev // Revista militară străină. -2009. -Nr 6. -S. 61-67.

9. Doctrina Maritimă a Federației Ruse pentru perioada până în 2020 (aprobată de Președintele Federației Ruse V.V. Putin la 27 iulie 2001 Nr. Pr-1387).

10. Lopota, V.A. Despre modalitățile de rezolvare a unor probleme strategice ale echipamentelor militare [Text] /

B.A. Lopota, E.I. Yurevich // Probleme ale tehnologiei de apărare. Ser. 16. Mijloace tehnice de combatere a terorismului. - M., 2003. - Problema. 9-10. -DIN. 7-9.

Lista de abrevieri.

Introducere.

1. Probleme de terminologie și clasificare.

2. Digresiune istorică.

2.1. Dezvoltarea RMN în străinătate.

2.2. Dezvoltarea RMN-ului intern.

3. Caracteristicile și perspectivele tehnologiilor aplicate.

3.1. Comunicare și interacțiune.

3.2. Navigare.

3.3. Mutătorii.

4. Utilizarea RMN în scopuri militare.

5. Utilizarea RMN în operațiuni offshore.

6. Rețele de senzori fără fir și aplicarea lor în mare.

7. Comunități de roboți care interacționează

8. Robotică marină + realitate augmentată.

Concluzie.

Literatură.

Aplicații. Anexa 1. „Catalog ROV-uri autohtone și străine”. Anexa 2. „Catalogul AUV-urilor interne și străine”.

Lista de abrevieri.

AUV - vehicul subacvatic autonom nelocuit

ROV - vehicul subacvatic nelocuit cu telecomandă

INS - sistem de navigație inerțial

GANS - sistem de navigație hidroacustic

GANS DB - GANS cu o bază lungă

GANS KB - GANS cu o bază scurtă

HANS UKB - HANS cu o bază ultra-scurtă

UUV - vehicul subacvatic nelocuit

PPA - antenă de recepție-emițător

OPA - vehicul subacvatic cu echipaj

AR (augmented reality) - realitate augmentată

AUV (autonomous underwater vehicle) - vehicul subacvatic autonom

ROV (vehicul operat de la distanță) - vehicul controlat de la distanță (în mișcare)

SAUV (vehicul subacvatic autonom la soare) - AUV alimentat cu energie solară

UUV (Unmanned Underwater Vehicle) - vehicul subacvatic nelocuit

USV (Unmanned Surface Vehicle) - vehicul de suprafață nelocuit

UXV (Unmanned Generic Vehicle) - un vehicul nelocuit dintr-o clasă generală (orice)

Introducere

Dacă ai pierdut un ac într-un car de fân în copilărie, îl vei găsi, în cel mai bun caz, până la pensie. Dar dacă locuitorii celui mai apropiat furnicar sunt mobilizați pentru a rezolva această problemă, atunci acul vă va fi adus în două minute. Verificat de multe ori. Dacă nu a fost posibil să fiți de acord cu furnicile, atunci pot fi atrași studenții unei universități tehnice pasionați de robotică. Sunt destul de capabili să creeze un grup de dispozitive miniaturale echipate cu senzori magnetici care se pot mișca și interacționa între ele. Crearea de roboți capabili să interacționeze cel mai mult între ei solutie eficienta sarcina este o nouă direcție în dezvoltarea roboticii, numită „roboți de turmă”, ai căror apologeți promit exact aceeași revoluție în rezolvarea multor sarcini care necesită multă muncă. Roboții de turmă vor fi discutați în penultimul capitol al recenziei noastre. Apropo, dacă roboții care roiesc sunt lipsiți de capacitatea de a se mișca, atunci vom trece la un altul, de asemenea promițător, dar precedându-i în timp, subiect științific și practic - la subiectul rețelelor de senzori fără fir.

S-au obținut deja rezultate practice interesante în această direcție. Vom prezenta principiile construcției și exemple de implementare a rețelelor în capitolul 6 al revizuirii.

Între timp, este timpul să ne amintim că recenzia noastră este dedicată utilizării roboticii în mare, și nu pe uscat sau pe cer, de exemplu. trebuie să vă imaginați că căutați un ac nu într-un car de fân, ci pe o plantație de alge marine, ceea ce vă va părea o sarcină mai laborioasă. Wi-Fi practic nu funcționează în apă, propagarea undelor electromagnetice este extrem de dificilă, este dificil să folosești un canal optic, adică. problemele de comunicare, interacțiune, navigație, supraveghere etc. dobândesc un specific propriu, pur maritim. Al treilea capitol al revizuirii este dedicat caracteristicilor implementării comunicației, interacțiunii, navigației, propulsiei, senzorilor și manipulatorilor la roboții marini.

Sistemele robotizate moderne sunt utilizate în aproape toate domeniile lucrărilor tehnice subacvatice. Cu toate acestea, principalele domenii de aplicare a acestora sunt: ​​militare, munca la extracția și transportul combustibilului și a materiilor prime, operațiunile de căutare și salvare și cercetarea oceanografică. Cu caracteristicile utilizării lor în aceste domenii și exemple de aplicare pot fi găsite în capitolele 4-5 ale revizuirii. În aceste zone anul trecut cel mai mare progres s-a înregistrat în ceea ce privește utilizarea noilor tehnologii de comunicare și navigare a vehiculelor subacvatice, dotarea cu noi senzori și manipulatoare, îmbunătățirea eficienței controlului și întreținere. Anexa conține un catalog de ROV-uri și AUV-uri moderne.

Așadar, de ce nu vedem roboți pe câmpurile țării care caută ace în căți de fân? Da, pentru că nimeni nu le-a pus astfel de sarcini. Se pare că acele nu se mai pierd. Dar vorbind serios, stabilirea obiectivelor, elaborarea scenariilor de utilizare a roboticii în rezolvarea problemelor practice, inclusiv luarea în considerare a perspectivelor de dezvoltare a acestui domeniu, este cea mai importantă sarcină organizațională. Nu fără motiv, în planurile Pentagonului pentru următorii ani, proiectelor de dezvoltare a conceptelor de utilizare a roboticii în armată li se acordă aceeași importanță ca și proiectelor de dezvoltare a roboților înșiși. Mai mult, ei au o prioritate, deoarece sunt capabili să dea impuls și să determine direcția de proiectare a sistemelor robotizate. Vom prezenta propunerile noastre cu privire la această problemă și alte probleme ale dezvoltării roboticii marine (IRM) în Rusia în Concluzia acestei revizuiri.

Dezvoltarea adâncurilor Oceanului Mondial este o sarcină nu mai puțin dificilă și periculoasă decât dezvoltarea spațiul cosmic. Și în ceea ce privește importanța economică și de mediu, este și mai mult o prioritate. În rezolvarea acestei probleme, robotica marină este chemată să joace nu doar rolul unui asistent uman, ci și un participant deplin, deoarece nu numai că ar trebui să facă adâncurile oceanului mai accesibile și mai sigure pentru oameni, ci ar trebui să asume cea mai mare parte a lucrează la studiul și dezvoltarea lor.

1. Probleme de terminologie și clasificare.

În domeniul roboticii marine, o singură terminologie general recunoscută nu a fost încă dezvoltată. Unii experți folosesc expresii în care cuvântul „robot” este cuvântul de bază, de exemplu: roboți marini, robotică marină, complexe sau sisteme robotice etc. Alții tind să se descurce fără termenul „robot”, concentrându-se pe expresii mai inteligibile din punct de vedere etimologic, pt. exemplu, „vehicul subacvatic nelocuit” (NPA). În această recenzie, vom adera la terminologia care a apărut din lucrările lui M.D. Ageev și ale colegilor săi de la Institutul de Probleme Tehnologice Marine din Filiala Orientului Îndepărtat al Academiei Ruse de Științe, pe care a condus-o între 1988 și 2005, aducându-i un omagiu la contribuția lor la dezvoltarea roboticii marine interne. Aceștia sunt termeni precum „vehicul subacvatic nelocuit” (UUV), „vehicul subacvatic nelocuit operat de la distanță” (ROV), „vehicul subacvatic nelocuit autonom” (AUV) și o serie de alții. Totodată, în text veți găsi și tot felul de termeni „robotici”, pentru a nu denatura ideile și concluziile autorilor care i-au folosit în lucrările lor. Oricum ar fi, nu vedem aici o mare contradicție, deoarece un UUV este doar un aparat care funcționează sub apă (sau pe suprafața mării, sau chiar deasupra suprafeței apei - o dronă marină) și un complex robotic. sau sistem este deja un suport de navă și m.b. un sistem de balize de navigație, fără de care dispozitivul nu se poate lipsi pentru a-și îndeplini misiunea. Așa că diversitatea în terminologie, sperăm, nu va deruta pe nimeni. Totul ar trebui să fie clar din context.

De asemenea, nu există o uniformitate în sursele străine pe această temă. Mai des decât altele, se folosește termenul ROV (vehicul operat de la distanță) - un vehicul controlat de la distanță (în mișcare) sau în locul unui vehicul - o navă, de exemplu. navă. Sunt de asemenea utilizate abrevieri precum UUV (Unmanned Underwater Vehicle) - vehicul subacvatic fără pilot, USV (Unmanned Surface Vehicle) - vehicul de suprafață fără pilot, UXV (Unmanned Generic Vehicle) - vehicul fără pilot dintr-o clasă generală (orice) etc. în același timp, autorii permit o interpretare foarte liberă a acestor termeni, în special a ROV. Există și alți termeni și abrevieri care sunt apropiați în semantică, asupra cărora nu ne vom concentra acum. În orice caz, puteți utiliza întotdeauna secțiunea „Lista abrevierilor” din această recenzie.

Clasificare.

clasificare în oricare direcție științifică este o problemă conceptuală atât în ​​ceea ce privește interacțiunea specialiștilor, cât și în ceea ce privește dezvoltarea acestui domeniu. Diversitatea NPA-urilor create în lume face dificilă clasificarea strictă a acestora. Cu toate acestea, au fost propuse unele scheme de clasificare pe care se poate baza.

În primul rând, împărțirea vehiculelor subacvatice în vehicule cu echipaj și nelocuite - UUV și UUV este binecunoscută. Submersibilele locuibile pot fi hiperbare și normobare (o carenă puternică îi protejează pe hidronauți de presiunea apei). În plus, aceste două subgrupuri sunt împărțite în autonome și legate.

Vehiculele nelocuite sunt împărțite în primul rând în controlate de la distanță și autonome.

Cel mai adesea, masa, dimensiunile, autonomia, modul de mișcare, flotabilitatea, adâncimea de operare, schema de desfășurare, scopul, caracteristicile funcționale și de proiectare, costul și unele altele sunt utilizate ca caracteristici de clasificare ale RTC-urilor marine (NPA).

Clasificare după greutate și caracteristici de mărime:

• - microPA (PMA), greutate (uscat) - mini-PA, greutate 20–100 kg, interval de croazieră de la 0,5 la 4000 mile marine, adâncime operațională până la 2000 m;
• - UUV mic, greutate 100–500 kg. În prezent, PA din această clasă reprezintă 15–20% și sunt utilizate pe scară largă în rezolvarea diferitelor probleme la adâncimi de până la 1500 m;
• - NLA medie, greutate mai mare de 500 kg, dar mai mică de 2000 kg;
• - NLA mare, greutate > 2000 kg.

Clasificare în funcție de caracteristicile formei structurii de susținere:

• - forma clasica (cilindrica, conica si sferica);
• - bionic (tipuri plutitoare și târâtoare);
• - forma de planor (avion);
• - cu un panou solar pe partea superioară a carcasei (forme plate);
• - crawling NPA pe o bază de omidă;
• - formă serpentină.

Clasificarea RTK marine (NPA) în funcție de gradul de autonomie.

AUV trebuie să îndeplinească trei condiții principale de autonomie: mecanică, energetică și informațională.

Autonomia mecanică presupune absența oricărei conexiuni mecanice sub forma unui cablu, frânghie sau furtun care leagă UA cu nava transportoare sau cu stația de fund sau baza de țărm.

Autonomia energetică presupune prezența unei surse de energie la bordul UA sub forma, de exemplu, de baterii, pile de combustie, un reactor nuclear, un motor cu ardere internă cu ciclu de funcționare închis etc.

Autonomia informațională a ROV implică absența schimbului de informații între vehicul și nava de transport, sau stația de fund sau baza de coastă. În același timp, ROV-ul trebuie să aibă și un sistem de navigație inerțial autonom.

Clasificarea RTK marine (NVU) conform principiului informației pentru generarea corespunzătoare de UV.

Offshore autonom RTK VN (AUV) de prima generație funcționează conform unui program rigid neschimbabil predeterminat. ROV-urile controlate de la distanță (RC) din prima generație sunt controlate într-o buclă deschisă. În aceste dispozitive cele mai simple, comenzile de control sunt trimise direct către sistemul de propulsie fără a utiliza feedback-ul automat.

AUV-urile din a doua generație au un sistem extins de senzori. A doua generație de DUNPA presupune prezența unui feedback automat asupra coordonatelor stării obiectului de control: înălțimea deasupra fundului, adâncimea de scufundare, viteza, coordonatele unghiulare etc. Aceste coordonate următoare sunt comparate în pilot automat cu cele date. determinat de operator.

AUV-urile din a treia generație vor avea elemente de inteligență artificială: capacitatea de a lua independent decizii simple în cadrul sarcinii generale care le sunt atribuite; elemente de vedere artificială cu posibilitatea recunoașterii automate a imaginilor simple; oportunitatea de auto-învățare elementară cu completarea propriei baze de cunoștințe. DUNPA din a treia generație sunt controlate de către operator într-un mod interactiv. Sistemul de control de supraveghere presupune deja o anumită ierarhie, constând din nivelul superior, implementat în computerul navei de transport, și nivelul inferior, implementat la bordul modulului subacvatic.

În funcție de adâncimea de scufundare de obicei, luați în considerare: ROV-uri de mică adâncime cu o adâncime de imersie de până la 100 m, ROV-uri pentru lucru pe raft (300–600 m), vehicule cu adâncime medie (până la 2000 m) și ROV-uri de adâncimi mari și extreme (6000 m și mai mult).

În funcţie de tipul sistemului de propulsie se pot distinge între ROV-uri cu un grup de elice tradițional, ROV-uri cu un sistem de propulsie bazat pe principii bionice, cu propulsie cu jet de apă și AUV-uri - planoare cu un sistem de propulsie care utilizează o schimbare a trimului și a flotabilității. La rândul lor, elicele cârmei sunt împărțite în electrice și electrohidraulice. Caracteristicile diferitelor propulsoare sunt discutate în secțiunea 3.3.

În plus, într-o serie de lucrări, ANP-urile sunt împărțite în cele de inspecție și de lucru. În primul rând, acest lucru se aplică TNLA. ROV-urile de inspecție sunt dispozitive ușoare și de dimensiuni medii concepute pentru inspecție, fotografie subacvatică, cercetare folosind diverși senzori, iar cele de lucru sunt grele, cântărind până la câteva tone, ROV-uri concepute pentru a efectua lucrări folosind manipulatoare și diverse unelte, precum și pentru a ridica încărcături . Lucrarea oferă următorul tabel de clasificare a TNLA.

Această clasificare nu reflectă noile tendințe în ceea ce privește rețelele de senzori fără contact („plancton inteligent”) și roboții de flocking, dar aceasta, aparent, este o chestiune de viitor apropiat. Când apar exemple de implementare a acestor tehnologii în proiecte offshore reale, atunci clasificarea se va putea ajusta.

În această recenzie, acordăm în mod egal atenție la ROV și AUV. Fiecare dintre aceste tipuri de robotică marină are propriul domeniu de aplicare specific, care este direct legat de avantajele și dezavantajele caracteristice fiecărui tip. Principalul avantaj al ROV-ului este că este conectat printr-un cablu la vasul suport, adică. energia și informațiile sunt furnizate pe deplin. Poate funcționa sub apă pentru o perioadă lungă de timp, poate fi controlat rapid de operatorul de pe nava de transport și poate transporta o încărcătură mare - unelte, manipulatoare puternice, echipamente de iluminat. De fapt, TNLA poate fi atribuit doar roboticii cu o întindere mare, mai degrabă, este un complex instrumental controlat de la distanță. ROV-urile efectuează cel mai mare volum de inspecție și căutare, salvare, reparare și lucrari de constructie. În același timp, legarea rigidă de nava purtătoare este, de asemenea, principalul dezavantaj al ROV-urilor, care nu le permite să îndeplinească funcții legate de funcționarea autonomă, de exemplu, recunoaștere ascunsă, sabotaj, pătrundere în spații în care un cablu extern ar deveni o piedică. Și o rețea de senzori sau dispozitive mobile pentru lucrul pe suprafețe mari nu poate fi construită din ROV-uri. Prin urmare, ANPA are propriul domeniu de activitate destul de extins. Din păcate, AUV-ul are cel puțin două dezavantaje serioase. Aceasta este o conexiune subacvatică și o resursă de energie limitată, iar navigația subacvatică lasă de dorit. Lucrări științifice Aceste probleme sunt abordate în mod activ, care vor fi discutate în secțiunile relevante ale revizuirii, iar dacă vor aduce rezultate practice, acest lucru va oferi un impuls suplimentar puternic dezvoltării roboticii marine.

2. Digresiune istorică.

2.1. Dezvoltarea RMN în străinătate.

Începutul producției și utilizării vehiculelor subacvatice nelocuite în străinătate poate fi considerat sfârșitul anilor 50, începutul anilor 60 ai secolului trecut, când Marina SUA a preluat serios dezvoltarea acestei direcții.

Astfel, la începutul anilor ’60, a fost creat un model ROV de mare succes, care poate fi considerat prototipul tuturor vehiculelor subacvatice moderne cu legături. Dispozitivul a fost numit Cable-Controlled Underwater Research Vehicle (CURV) și avea un cadru tubular cu patru flotabilitate în formă de torpilă și o lungime totală de 3,3 m, o lățime și o înălțime de 1,2 m. Sistemul de propulsie era format din trei 10 CP. motoare. La bord se aflau: un sonar și un hidrofon, o cameră TV și lămpi, precum și o cameră pentru film de 35 mm. CURV a fost echipat cu un braț de prindere cu 7 funcționalități care poate prinde obiecte cilindrice mari. Toate unitățile, inclusiv motoarele, erau hidraulice. Adâncimea de scufundare CURV a fost de 600 m. Ulterior, modificările CURV II și CURV III au fost create cu o adâncime de scufundare de până la 6000 m. CURV și modificările sale au ridicat sute de torpile de jos, au participat la operațiuni de căutare și salvare. O astfel de operațiune a fost căutarea și ridicarea unei bombe cu hidrogen de la o adâncime de 869 m în regiunea Palomares (Spania) în 1966.

În anii 70, Marea Britanie și Franța s-au alăturat activ în crearea vehiculelor subacvatice nelocuite, iar de la sfârșitul anilor 70 și mai ales în anii 80, Germania, Norvegia, Canada, Japonia, Olanda și Suedia s-au alăturat activ în cursă. Și dacă inițial producția de NPA a fost finanțată de stat, iar utilizarea a fost limitată în principal la sfera militară, atunci deja în anii 80, volumul principal al producției lor a început să scadă. societăţi comerciale, iar domeniul de aplicare s-a extins în domeniul afacerilor și științei. Acest lucru s-a datorat, în primul rând, dezvoltării intensive a zăcămintelor de petrol și gaze offshore.

În anii 90, ROV-ul a depășit bariera de adâncime de 6000 m. ROV-ul japonez JAMSTEC Kaiko a atins o adâncime de 10.909 m în șanțul Marianei. Marina SUA a început să înlocuiască sistemele de salvare operate de pilot cu sisteme modulare bazate pe vehicule nelocuite controlate de la distanță.

Apariția pe piață a unei game largi de modele UUV a condus la o căutare activă a unor noi domenii de aplicare a acestora, iar aceasta, la rândul său, a găsit un răspuns din partea dezvoltatorilor și producătorilor UUV. Un astfel de proces reciproc, care stimulează dezvoltarea acestei direcții, are loc acum. În prezent, există peste 500 de companii producătoare de UUV care operează pe piața externă a roboticii marine din cele mai multe tari diferite, inclusiv inclusiv precum Islanda, Iranul și Croația.

2.2. Dezvoltarea RMN-ului intern.

În țara noastră, crearea vehiculelor subacvatice nelocuite a început cam în aceeași ani ca și în străinătate. La Institutul de Oceanologie în 1963. dezvoltarea a început, iar în 1968. Au apărut ROV-urile „CRAB” și „Manta 0.2”, echipate cu o cameră TV și un manipulator.

O contribuție semnificativă la dezvoltarea roboticii marine în diferite momente a fost adusă de organizații precum:

• - Institutul de Probleme Tehnologice Marine FEB RAS (IPMT FEB RAS);
• - Institutul de Oceanologie al Academiei Ruse de Științe. Shirshov;
• - MVTU im. Bauman;
• - Institutul de Mecanică al Universității de Stat din Moscova;
• - Institutul Central de Cercetare „Gidropribor”;
• - Institutul Politehnic din Leningrad;
• - Centrul de inginerie „Adancime”;
• - ZAO Intershelf-STM;
• - SSC „Yuzhmorgeologiya”;
• - Indel-Partner LLC;
• - Întreprinderea Unitară Federală de Stat „OKB Oceanological Technology RAS”.

În prezent lucrează activ la piata ruseasca OJSC „Tetis Pro”, care oferă consumatorilor ruși produse de lider producatori straini care asigură localizarea și suportul tehnic al acestora.

Institutul de Probleme Tehnologice Marine FEB RAS a fost înființată în 1988. pe baza departamentului de mijloace tehnice subacvatice a Centrului științific din Orientul Îndepărtat al IAPU al Academiei de Științe a URSS.

În momente diferite au fost create ANPA „Skat”, „Skat-geo”, „L-1”, „L-2”, „MT-88”, „Tyflonus”, „OKRO-6000”, „CR-01A” la institut ”, „Clavecin”, „Pilgrim” de dimensiuni mici, AUV cu energie solară (SANPA); ROV din seria MAKS (dispozitiv de dimensiuni mici cu conexiune prin cablu). În total pentru perioada 1974-2010. au fost create peste 20 de vehicule subacvatice nelocuite în diverse scopuri.

Dispozitivele create la institut au fost folosite în operațiuni de salvare, pentru căutarea obiectelor scufundate, pentru supravegherea structurilor subacvatice: conducte, suporturi de platformă și dotări de acostare. O operațiune unică în Marea Sargaselor pentru căutarea și supravegherea submarinului nuclear „K-219”, care s-a scufundat în 1987. la o adâncime de 5500 m, a fost prima operațiune de adâncime din lume efectuată exclusiv de un vehicul subacvatic autonom nelocuit ("L-2"). Complexul robotizat creat a fost folosit pentru a supraveghea zona morții submarinului nuclear „K-8” în Atlanticul de Nord și în căutarea unui avion de pasageri sud-coreean în zona insulei. Sakhalin. În 1989, submersibilul L-2 a participat la operațiuni de căutare și salvare în Marea Norvegiei în zona accidentului submarinului nuclear K-287 (Komsomolets).

În 1990 MT-88 ANPA primit în San Diego (SUA) diploma internationala INTERVENȚIE / ROV „90 gradul I pt cel mai bun job ani și contribuția la progresul roboticii subacvatice mondiale.

la Institutul de Oceanologie, după cum am menționat mai sus, au fost create primele ROV-uri autohtone din seriile CRAB și Manta.

La MVTU im. Bauman cercetările privind crearea tehnologiei subacvatice au început la sfârșitul anilor 60 la departamentul SM-7. Până în prezent, Departamentele „Oceanotehnică” și „Roboți și Vehicule Subacvatice” formează specialiști în dezvoltarea vehiculelor subacvatice. În centrul de inginerie „Glubina”, împreună cu profesorii și studenții departamentului „Roboți și vehicule subacvatice”, a fost creat un ROV multifuncțional „Kalan”. Apropo, Centrul de inginerie "Glubina" la începutul anilor 90, a dezvoltat un alt ROV de inspecție de dimensiuni mici Belek.

Institutul Central de Cercetare „Gidropribor” a fost remarcat pentru dezvoltarea TNPA „TPA-150”, „TPA-200” și „Rapan”. Cu toate acestea, în timpul operațiunii din „Rapan” au fost identificate o serie de deficiențe și utilizarea sa a fost întreruptă.

În 1990 pe piata a aparut firma din Leningrad ZAO „Intershelf-STM” cu dezvoltarea lor de ROV-uri, cu care au fost echipate ulterior navele Ecopatrol. În 1998 această organizație, comandată de Exxon, a efectuat lucrări privind studiul unor secțiuni mari ale fundului ca parte a unui proiect de dezvoltare a zăcămintelor de petrol și gaze offshore.

SSC „Yuzhmorgeologia” bazat pe coasta Mării Negre, la 40 km de Novorossiysk. Această organizație este dezvoltatorul și proprietarul a trei ROV-uri „RT-1000 PLI”, „PTM 500” și „PT 6000M”.

Cu ajutorul acestor dispozitive s-au efectuat o serie de lucrări tehnice subacvatice: căutarea înmormântărilor de arme chimice și bacteriologice în Marea Baltică, inspecția conductelor de petrol, inspecția colectoarelor de evacuare a instalațiilor de epurare și a instalațiilor portuare din Marea Neagră. , lucru la obiecte scufundate - „Amiralul Nakhimov” și APRK „Kursk”, inspecția părții de coastă a conductei subacvatice „Blue Stream”, căutarea și recuperarea cutiilor negre ale Airbus A-320, care s-a prăbușit lângă Soci și o serie de alte lucrări.

Indel-Partner LLC fondată în 2001 este bine cunoscut, datorită ROV-urilor sale de inspecție miniaturale și ieftine (3-7 mii de dolari) din seriile GNOM și Obzor. Aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă pentru fotografia subacvatică, observarea peștilor și a locuitorilor de pe fund, inspecția navelor scufundate și căutarea diferitelor obiecte. GNOMS sunt achiziționate și operate cu succes de serviciile Ministerului Situațiilor de Urgență al Federației Ruse, Procuratura Generală a Federației Ruse, Rosenergoatom, mari companii de petrol și gaze, scafandri și scafandri.

FSUE „OKB Oceanological Technology RAS”- un alt producător cunoscut de diverse echipamente subacvatice, în 2006. a dezvoltat și produs un ROV multifuncțional clasa de lucru ROSUB 6000 cu o adâncime de scufundare de până la 6000 m. Greutatea aparatului este de 2500 kg, sarcina utilă este de 150 kg.

OJSC „Tetis Pro”. În 2010 forțele de salvare Flota Mării Negre Rusia a adoptat un nou vehicul subacvatic autonom nelocuit, telecomandat, „Obzor-600”, creat de compania rusă „Tetis-PRO”. Anterior, flota rusă folosea AUV-uri de fabricație britanică. Vorbim despre dispozitivele Tiger și Pantera+ fabricate de Seaeye Marine. „Obzor-600” aparține clasei AUV-urilor mici și este capabil să funcționeze la o adâncime de până la 600 de metri. Masa aparatului este de 15 kilograme. „Obzor-600” este echipat cu manipulatoare care vă permit să capturați mărfuri cu o greutate de până la 20 de kilograme. Datorită dimensiunilor sale mici, AUV-ul poate pătrunde sub apă în structuri complexe sau înguste.

3. Caracteristicile și perspectivele tehnologiilor aplicate.

3.1. Comunicare și interacțiune.

Este evident că în această secțiune ne vom concentra exclusiv pe comunicarea și interacțiunea vehiculelor subacvatice autonome (AUV-uri), deoarece ROV-urile sunt conectate la nava de sprijin prin cablu, iar vehiculele de suprafață - prin canal radio. Datorită faptului că undele electromagnetice din apă se degradează rapid, comunicarea radio în benzile HF și VHF este parțial posibilă numai la adâncimea periscopului. Roboții subacvatici proiectați să lucreze la adâncime nu sunt interesați. Studiile efectuate în primul rând în interesul flotei de submarine militare au arătat că dintre câmpurile fizice cunoscute în natură, următoarele sunt de cel mai mare interes pentru rezolvarea problemei comunicării cu obiectele subacvatice:

• - unde acustice;
• - câmpuri electromagnetice în domeniul ultra-low (VLF) și extrem de joase frecvențe (ELF), uneori sunt numite extrem de joase frecvențe (ELF);
• - unde seismice;
• - radiatii optice (laser) (in intervalul albastru-verde);
• - fascicule de neutrini și câmpuri gravitaționale.

S-a decis că comunicarea de rezervă cu submarinele sub apă oriunde în oceanele lumii este cea mai realistă folosind antene care emit valuri ultra-lungi. S-au construit antene multikilometri in SUA, in regiunea Marilor Lacuri si aici in Peninsula Kola.

În gama ELF, este posibilă trimiterea unidirecțională a unui mesaj și recepția acestuia în orice punct al oceanului, dar... un cuvânt scurt pentru... 5-20 de minute. Este clar că o astfel de comunicare unidirecțională poate fi folosită doar ca rezervă, pentru transmiterea, de exemplu, a unei comenzi de urgență „de a ieși la suprafață și de a contacta centrul în orice mod posibil”.

Prin urmare, până în prezent, singura modalitate de a comunica cu suprafața ROV-ului sau cu alte vehicule subacvatice este comunicarea acustică în intervalul de frecvență joasă. Un exemplu este modemul emițător-receptor acustic LinkQuest UWM 4000 pentru comunicații subacvatice de la LinkQuest.

Astăzi este unul dintre cele mai avansate și căutate produse, datorită: unei scheme de modulație îmbunătățite pentru îmbunătățirea raportului semnal-zgomot; stabilizarea canalului de comunicație pentru a combate reflecția semnalelor multiple; codificare de corectare a erorilor; adaptarea automată a ratei de transmisie pentru a face față condițiilor de zgomot în schimbare din mediu.

Cu toate acestea, chiar și la o astfel de viteză este imposibil să se transmită cantități semnificative de informații. Puteți trimite doar comenzi sau schimba fișiere mici. Pentru a transmite o imagine foto sau video sau pentru a descărca o serie de date acumulate către centrul de procesare, AUV-ul trebuie să iasă la suprafață și să utilizeze comunicațiile radio sau prin satelit. Pentru a face acest lucru, la bordul celor mai moderne vehicule (cu excepția senzorilor de rețea de fund specializați) există fondurile necesare conexiuni.

Deci, de exemplu, în Gavia AUV, modulul de comunicare și control are următoarele capacități:

• - retea locala wireless
• (Wi-Fi IEEE 802.11g) raza de actiune - 300m (raza optima - 150m);
• - comunicare prin satelit: Iridium;
• - sistem hidroacustic de comunicare pentru receptarea mesajelor de stare a sistemului, raza de actiune - 1200 m;
• - preluarea datelor: LAN cu fir (Ethernet) sau LAN fără fir Wi-Fi.

Comunicare optică subacvatică.

În comparație cu aerul, apa este opac pentru cea mai mare parte a spectrului electromagnetic, cu excepția domeniului vizibil. Mai mult, în cele mai limpezi ape, lumina pătrunde doar la câteva sute de metri adâncime. Prin urmare, comunicarea acustică este utilizată în prezent sub apă. Sistemele acustice transmit informații pe distanțe destul de mari, dar rămân în urmă în timpul de transmisie din cauza vitezei relativ scăzute de propagare a sunetului în apă.

Oamenii de știință și inginerii de la Instituția Oceanografică Woods Hole (WHOI) au dezvoltat un sistem de transmisie optică care se leagă de sistemele acustice existente. Această metodă va permite transmiterea datelor la viteze de până la 10-20 megabiți pe secundă pe o distanță de 100 de metri, folosind o baterie de putere redusă și un receptor și transmițător ieftin. Invenția va permite vehiculelor subacvatice, dotate cu toate dispozitivele necesare, să transmită mesaje instantanee și video în timp real la suprafața apei. Raportul companiei a fost prezentat pe 23 februarie 2010 la Ocean Sciences Meeting din Portland Ore. Când nava ajunge la o asemenea adâncime, când sistemul optic nu mai funcționează, intră acustica.

Materialul privind rezultatele testării acestei tehnologii a apărut pe site-ul WHOI abia în iulie 2012. Aparent, creatorii au rezolvat de atâta timp unele probleme comerciale sau de drepturi de autor. Sa raportat că lumina albastră a fost folosită în modemul optic, așa cum alte unde luminoase se propagă mai puțin bine în apă, iar imaginile video de pe fundul mării au fost transmise „aproape în timp real” la distanțe de până la 200 de metri. De asemenea, sa raportat că creatorii tehnologiei au format o alianță cu Sonardyne pentru promovarea comercială a produsului lor, pe care l-au numit BlueComm.

Pentru referință, iată informațiile de bază de bază despre comunicarea optică fără fir în aer.

Tehnologia opticii fără fir (Free Space Optics - FSO) este cunoscută de multă vreme: primele experimente privind transmiterea datelor cu ajutorul dispozitivelor optice fără fir au fost efectuate în urmă cu mai bine de 30 de ani. Cu toate acestea, dezvoltarea sa rapidă a început la începutul anilor 1990. odată cu apariția rețelelor de date în bandă largă. Primele sisteme fabricate de A.T. Schindler, Jolt și SilCom asigurau transmisie de date pe distanțe de până la 500 m și foloseau diode semiconductoare în infraroșu. Progresul unor astfel de sisteme a fost oprit în principal din cauza lipsei de surse de radiații fiabile, puternice și „rapide”.

În prezent, au apărut astfel de surse. Tehnologia modernă FSO acceptă conexiuni de până la OC-48 (2,5 Gb/s) cu o rază de acțiune maximă de până la 10 km, iar unii producători susțin rate de date de până la 10 Gb/s și distanțe de până la 50 km. În același timp, indicatorul intervalului maxim real este afectat de disponibilitatea canalului, adică de procentul de timp în care canalul funcționează.

Ratele de date furnizate de sistemele FSO sunt aproximativ aceleași cu cele ale rețelelor de fibră optică, așa că sunt cele mai solicitate în aplicațiile de bandă largă în ultima milă. Sistemele optice fără fir utilizează gama de radiații infraroșii de la 400 la 1400 nm.

Ideologia construirii sistemelor optice fără fir se bazează pe faptul că un canal de comunicație optică imită un segment de cablu. Această abordare nu necesită protocoale de comunicare suplimentare sau modificarea acestora.

Sistemele optice au anumite caracteristici care le fac destul de populare pe piață:

• securitate bună a canalului de acces neautorizat. Îndepărtarea neautorizată a informațiilor transmise este posibilă numai atunci când receptorul de semnal este plasat direct în fața emițătorului, ceea ce duce inevitabil la întreruperi ale comunicării pe canalul principal și înregistrarea unei astfel de încercări. Sistemele optice pot fi utilizate la organizarea unui canal pentru aplicații care necesită un nivel ridicat de securitate (în scopuri militare, în sectorul bancar etc.);
• capacități de informare semnificative ale canalelor (până la zeci de Gbit/s) oferă posibilitatea unei criptografii stabile cu un nivel ridicat de redundanță;
• imunitate ridicată la zgomot a canalului. Spre deosebire de radiouri și modemurile cu linii închiriate, sistemele optice sunt imune la interferențe și la zgomotul electromagnetic; organizarea canalului nu necesită obținerea permiselor de frecvență, ceea ce reduce semnificativ costul și accelerează crearea unei rețele. Pentru a utiliza astfel de dispozitive, este suficient un certificat de igienă și, dacă sunt utilizate în rețele publice, este suficient și un certificat de la sistemul Electrosvyaz.

Construcția tuturor sistemelor de transmisie în infraroșu este aproape aceeași: acestea constau dintr-un modul de interfață, un modulator emițător, sisteme optice emițător și receptor, un demodulator receptor și o unitate de interfață receptor. În funcție de tipul emițătorilor optici utilizați, se disting sistemele cu diode cu infraroșu cu laser și semiconductor, care au viteze și intervale de transmisie diferite. Primele oferă o rază de transmisie de până la 15 km la viteze de până la 155 Mbps (sisteme comerciale) sau până la 10 Gbps (sisteme experimentale). Trebuie remarcat faptul că odată cu înăsprirea cerințelor pentru calitatea canalului, raza de comunicare scade. Acestea din urmă oferă o rază de transmisie semnificativ mai scurtă, deși pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, raza și viteza de comunicare cresc. .

3.2. Ajutoare pentru navigare.

Istoria navigației maritime are secole în urmă. Chiar și navigatorii antici erau ghidați de marcaje de coastă și departe de coastă - de stele. Da, așa vă puteți găsi drumul spre casă, dar pentru operațiunile de căutare care necesită poziționarea precisă atât a obiectului de căutare pe fundul mării, cât și propriile coordonate sub apă, sunt necesare metode de navigare fundamental diferite. In ciuda faptului ca progres tehnic, destul de recent, acum o jumătate de secol, ajutoarele de navigație nu asigurau precizia necesară poziționării sub apă. Din memoriile specialiștilor americani - motoare de căutare, se știe despre dificultățile pe care le-au întâmpinat în 1963, când submarinul american Thresher s-a scufundat la o adâncime de 2560 m, iar în 1966 s-a pierdut o bombă cu hidrogen în largul coastei Spaniei. Precizia poziționării subacvatice nu a putut oferi o re-ieșire precisă către obiectul scufundat. Acestea și incidente similare au fost cele care au condus la cercetarea și dezvoltarea activă a metodelor de poziționare a sonarului. Mai târziu, apariția sistemelor de navigație prin satelit a îmbunătățit și mai mult posibilitățile de navigație pe mare.

În prezent, sistemele de navigație NPA includ:

• - sisteme prin satelit;
• - hidroacustic;
• - autonom la bord.

Sisteme de navigație prin satelit GLONASS și GPS (+ în viitorul Galileo) oferă capacitatea de a determina rapid și precis coordonatele unui obiect marin, de a sincroniza poziția relativă a diferitelor obiecte în spațiu, de a determina viteza și direcția de mișcare a obiectelor în timp real. Ținând cont de adăugări de suprafață largă, cum ar fi WAAS american, EGNOS european, MSAS japonez, precizia de poziționare pe suprafața mării poate ajunge la 1-2 m. Cu toate acestea, atunci când ROV-ul trece sub apă, comunicarea cu satelitul este întreruptă. Apoi, poziția UUV este determinată prin metoda de dead calculing utilizând ajutoare de navigare de la bord (busolă, senzori de viteză, senzor de adâncime, giroscoape) sau folosind poziționarea hidroacustică.

Sistem de navigație hidroacustic baliza de poziționare (GANS) este un sistem format din mai multe balize hidroacustice de transmisie staționare instalate pe fundul mării și nava însoțitoare, un far care răspunde la UUV și o unitate de procesare a informațiilor. Cu toate acestea, sunt folosite și alte metode de amplasare a balizelor. În funcție de aceasta, există GANS cu bază lungă (GANS DB), GANS cu bază scurtă (GANS KB), GANS cu bază ultrascurtă (GANS UKB), combinațiile și combinațiile acestora cu navigația prin satelit.

HANS DB utilizați mai multe balize (transpondere) cu transceiver acustici instalate pe ele. Aceste balize, situate în locații cu coordonate geografice cunoscute, emit unde sonore, permițând UUV-urilor să-și determine distanța. Trebuie utilizate cel puțin trei balize acustice pentru a opera sistemul într-o zonă dată. UUV-ul triangulează pentru a-și calcula propria poziție față de ei. Trei sau mai multe balize instalate permanent pe fundul mării, la o distanță de aproximativ 500 de metri unul de celălalt, sunt folosite pentru construirea GANS DB. Avantajele unor astfel de sisteme sunt precizia ridicată a determinării coordonatelor (precizia submetrului), absența influenței asupra acurateții valurilor mării și adâncimea nelimitată de utilizare. Dezavantaje - necesitatea unei afișari precise a farurilor pe fundul mării, necesitatea ridicării lor la sfârșitul lucrărilor. Principala aplicație a GANS DB este munca pe termen lung privind examinarea oricăror obiecte subacvatice, construcția și exploatarea platformelor petroliere și așezarea conductelor.

HANS UKB funcționează pe principiul determinării coordonatelor farului - inculpatul după distanță și unghi. Gama unor astfel de sisteme ajunge până la 4000 m. De obicei, atunci când se lucrează până la 1000 m, precizia determinării coordonatelor nu este mai slabă de 10 m. Acest lucru este suficient pentru a determina locația ROV-ului, dar nu suficient pentru a efectua un complex foraj subacvatic sau lucrări de construcție.

Avantajele unor astfel de sisteme includ costul și mobilitatea lor relativ scăzute. Ele pot fi folosite pe aproape orice navă, până la o barcă de cauciuc, prin atașarea unei antene de transmisie-recepție (RTA) la tijă. Dezavantajele includ un grad ridicat de influență a tonului asupra preciziei și performanței sistemului.

Un exemplu de GANS UKB este GANS TrackLink 1500 al companiei americane LinkQuest, care este un sistem portabil portabil capabil să funcționeze de pe orice tip de nave de transport și ambarcațiuni mici. Câteva zeci de elemente de recepție și de transmisie sunt combinate structural într-o singură carcasă, care poate fi coborâtă în apă direct din partea laterală a vasului de transport. O astfel de construcție, pe de o parte, face posibilă obținerea unei precizii ridicate de poziționare și, pe de altă parte, reducerea dimensiunilor totale ale sistemului și a timpului necesar pentru pregătirea acestuia pentru lucru, ceea ce este important în căutare și salvare. operațiuni. Atunci când se efectuează operațiuni subacvatice care necesită poziționare de înaltă precizie, precum așezarea și topografia conductelor, construcția de structuri hidraulice și platforme petroliere etc., se recomandă fixarea permanentă a PPA pe o tijă specială pentru lansare laterală sau montarea unei tije retractabile. în carena vasului. Această metodă de fixare asigură o poziție stabilă a PPA față de vasul purtător, mai ales atunci când funcționează în valuri și curenți puternici.

Pentru instalarea pe obiecte subacvatice, GANS include diverse tipuri de balize cu transponder, unificate ca greutate și dimensiune și timp de funcționare continuă. Balizele sunt alimentate cu baterii încorporate sau din rețeaua de obiecte subacvatice de la bord. Utilizare tehnologie modernaîn producția de baterii de putere asigură funcționarea pe termen lung a balizelor de răspuns în modul activ. În cazul unei absențe prelungite a semnalelor de solicitare de la PPA, semnalizatorul de răspuns trece automat în modul de așteptare pentru a economisi durata de viață a bateriei. Un astfel de algoritm de funcționare asigură o prezență pe termen lung (până la câteva luni) a farului cu transponder sub apă.

Procesarea tuturor semnalelor de la PPA se realizează în unitatea de control și afișare a suprafeței, care este un computer sau laptop staționar. Spre deosebire de majoritatea sistemelor similare de pe piață, cablul de date PPA este conectat direct la portul serial al unui computer (laptop). Prelucrarea datelor matematice și grafice se realizează cu ajutorul unui software special. Coordonatele curente ale obiectelor subacvatice, parametrii și traiectoria mișcării acestora în raport cu nava purtătoare sunt afișate pe ecranul monitorului în timp real. Software-ul are capacitatea de a procesa și afișa suplimentar date de la sistemul de navigație GPS și un senzor de mișcare extern. Aceste dispozitive sunt conectate la un laptop printr-un port serial sau o unitate de interfață.

Compania de producție LinkQuest oferă o modificare specială a GANS TrackLink 1500LC pentru a funcționa cu vehicule subacvatice miniaturale telecomandate de tip SeaBotics. Un astfel de sistem are o antenă hidroacustică specială cu protecție împotriva zgomotului de suprafață, capabilă să funcționeze de la bărci sau bărci mici și un mic far de răspuns (greutatea în apă este mai mică de 200 g). Capacitățile tehnice ale sistemului permit poziționarea vehiculului subacvatic pe toată gama de adâncimi de lucru.

Setul GANS TrackLink 1500 include:

• antena hidroacustica cu cablu de 20 metri;
• far de răspuns (în funcție de tipul obiectului subacvatic) cu încărcător;
• laptop cu software instalat;
• cutie de transport;
• Kit ZIP.

Suplimentar pot fi furnizate:

• până la 8 balize de răspuns;
• sistem de navigație GPS (DGPS);
• senzor de mișcare extern.

Sisteme de bază scurtă (GANS KB) au mai multe hidrofoane distanțate unul de celălalt, situate în partea inferioară a vasului purtător. Unitatea de procesare, folosind semnale hidroacustice de distanță ale farului de răspuns, oferă coordonatele unui obiect subacvatic în timp real. Avantajele unui astfel de sistem sunt mobilitatea și precizia suficient de mare (aproximativ un metru). Adâncimea de lucru este limitată la 1000 m. Dezavantaje - cerințe pentru lungimea minimă a navei de transport. Nevoia de calibrare precisă a sistemului, sensibilitate ridicată la valurile mării. Recent, aceste sisteme au fost înlocuite cu sisteme UKB mai simple și mai avansate.

În ultimii ani, pe piața sistemelor de poziționare a apărut un sistem hibrid fundamental nou, care utilizează principiile construirii tipurilor GANS DB și KB cu compararea simultană a coordonatelor folosind semnale de la DGPS (GPS diferențial). Să luăm un exemplu de astfel de sistem.

Sistem de poziționare hidroacustic „GIB”(din engleza GPS Intelligent Buoys) al companiei franceze ACSA este conceput pentru a determina coordonatele curente ale obiectelor subacvatice cu mare precizie. Sistemul se bazează pe principiul determinării coordonatelor unui obiect subacvatic în raport cu mai multe geamanduri plutitoare de suprafață, a căror locație, la rândul său, este determinată folosind sistemul de poziționare globală GPS sau GLONASS. O geamandura plutitoare este formata dintr-un receptor sonar (hidrofon) si un receptor GPS. Pe vehiculul subacvatic este instalată o baliză hidroacustică cu o anumită frecvență a semnalului. Fiecare geamandă folosește un hidrofon pentru a determina direcția și distanța până la farul sonar. Totodata, in sincronizare stricta a timpului, coordonatele geografice curente ale geamandurii sunt alocate valorilor obtinute. Toate datele primite în timp real sunt trimise prin radio modem la postul de urmărire situat la bordul navei sau pe țărm. Special software folosind procesarea matematică, calculează coordonatele geografice reale ale unui obiect subacvatic, viteza și direcția mișcării acestuia. Toți parametrii inițiali și calculați sunt salvați pentru procesare ulterioară; în același timp, locația și traiectoria obiectului sau obiectelor subacvatice, a navei de transport și a geamandurilor plutitoare sunt afișate pe ecranul monitorului postului de urmărire. Parametrii și traiectorii de mișcare pot fi afișați fie în coordonate relative, de exemplu, în raport cu nava de transport, fie în coordonate geografice absolute, reprezentate direct pe o hartă electronică a zonei de operațiuni subacvatice. La efectuarea lucrărilor de detectare și recuperare a fragmentelor de obiecte scufundate, hidrofoanele instalate pe geamanduri determină, de asemenea, rulmentul și distanța până la farul hidroacustic, obiectul scufundat. Coordonatele și adâncimea farului sunt afișate pe harta electronica post de urmărire, iar operatorul poate direcționa vehiculele subacvatice sau scafandrii către obiect, ghidat de datele afișate pe monitor. - http://www.bnti.ru/des.asp?itm=3469HYPERLINK "http://www.bnti.ru/des.asp?itm=3469&tbl=02.04"&HYPERLINK "http://www.bnti.ru /des.asp?itm=3469&tbl=02.04"tbl=02.04

Datorită mobilității sale, vitezei mari de desfășurare și nesolicitant tipului de navă de sprijin, un astfel de sistem este ideal pentru operațiunile de salvare și căutare. Un modul special atașat acestui sistem face posibilă preluarea semnalelor acustice de găsire a direcției din cutiile negre ale aeronavelor sau elicopterelor prăbușite și afișarea scafandrilor sau vehiculelor subacvatice pe acestea.

Ajutoare de navigație autonome aeropurtate includ: senzori de navigație și zbor (gabarimetrul de adâncime, busole magnetice și giroscopice, senzori de înclinare și trim, contoare de viteză relativă și absolută - logari de inducție și Doppler, senzori de viteză unghiulară) și un sistem de navigație inerțial (INS) construit pe baza de accelerometre și giroscoape cu laser sau cu fibră optică. INS măsoară mișcările și accelerațiile ROV de-a lungul a trei axe și generează date pentru a determina coordonatele sale geografice, orientarea unghiulară, vitezele liniare și unghiulare.

În concluzie, dăm un exemplu sistemul de navigație al vehiculului subacvatic autonom nelocuit (AUV) GAVIA. Complexul de navigație este format din sisteme hidroacustice de navigație prin satelit la bord:

- Receptor DGPS cu corecții WAAS/EGNOS

- busolă inductivă cu 3 axe, senzor de orientare 360°, senzori de accelerație

- ANN cu întârziere Doppler

- Sistem de navigatie hidroacustic cu baza lunga si ultrascurta.

Sistemul de bord este un sistem Doppler-inerțial complex, constând dintr-un sistem de navigație inerțial strapdown (INS) de înaltă precizie cu giroscoape laser. ANN-ul este corectat de datele jurnalului Doppler, care măsoară viteza dispozitivului peste sol sau în raport cu apă.

Utilizarea datelor privind înălțimea deasupra solului, furnizate de jurnalul Doppler, permite AUV-ului să reziste la adâncimile necesare pentru a efectua un sondaj SSS sau sondaje fotografice. Un receptor DGPS este utilizat pentru a obține o poziție de suprafață. Sistemul de navigație hidroacustic asigură identificarea AUV-ului cu transponderul instalat în raport cu antena de recepție-transmiță sau în raport cu balizele instalate în partea de jos, emitând semnale către mediu.

În următorii ani, în opinia noastră, este destul de probabil ca o nouă metodă de navigare bazată pe utilizarea tehnologiei de realitate augmentată. Fonduri care implementează aceasta metoda, poate fi foarte eficient în poziționarea AUV-urilor în spații restrânse, cum ar fi interiorul navelor scufundate, conductelor, bazinelor, precum și în topografie complexă de fund, crăpături, fiorduri, porturi. Puteți citi despre această metodă în secțiunea 8. „Robotică marină + add. realitate".

articol „20.07.2013. Dezvoltarea roboticii marine în Rusia și în străinătate” Puteți discuta mai departe

Roboți de luptă subacvatici și vehicule de livrare nucleare

Odată cu apariția recunoașterii aeriene fără pilot, sistemele de lovitură fără pilot au început să se dezvolte. Dezvoltarea sistemelor subacvatice autonome de roboți, stații și torpile se desfășoară pe aceeași cale.

Expertul militar Dmitri Litovkin a spus că Ministerul Apărării implementează în mod activ: „Roboții marini sunt introduși în trupe împreună cu cele terestre și aeriene. Acum, sarcina principală a vehiculelor subacvatice este recunoașterea, transmiterea semnalului pentru lovituri împotriva țintelor identificate.

Biroul Central de Proiectare Rubin a dezvoltat un concept de design pentru complexul robotic Surrogat pentru Marina Rusă, relatează TASS. După cum s-a spus CEO Biroul Central de Proiectare „Rubin” Igor Vilnit, lungimea bărcii „fără pilot” este de 17 metri, iar deplasarea este de aproximativ 40 de tone. Dimensiunea relativ mare și capacitatea de a transporta antene remorcate în diverse scopuri vor reproduce în mod realist câmpurile fizice ale submarinului, simulând astfel prezența unui UAV real. Noul dispozitiv oferă, de asemenea, funcții de cartografiere a terenului și de recunoaștere.

Noul dispozitiv va reduce costul exercițiilor desfășurate de Marina cu submarine de luptă și va permite, de asemenea, dezinformarea mai eficientă a unui potențial inamic. Se presupune că dispozitivul va putea depăși 600 de mile (1,1 mii de kilometri) la o viteză de 5 noduri (9 km/h). Designul modular al dronei va permite schimbarea funcționalității acesteia: Surrogate va putea imita atât submarinele nenucleare, cât și submarinele nucleare. Viteza maximă a robotului trebuie să depășească 24 de noduri (44 km/h), iar adâncimea maximă de scufundare va fi de 600 de metri. Marina intenționează să achiziționeze astfel de echipamente în cantități mari.

„Surogat” continuă linia de roboți, printre care produsul „Harpsichord” s-a dovedit bine

Aparatul Harpsichord cu diferite modificări a fost în serviciul Marinei de mai bine de cinci ani și este folosit în scopuri de cercetare și recunoaștere, inclusiv topografie și cartografiere a fundului mării și căutarea obiectelor scufundate.

Acest complex arată ca o torpilă. Lungimea "Harpsichord-1R" este de 5,8 metri, greutatea în aer este de 2,5 tone, adâncimea de scufundare este de 6 mii de metri. Bateriile robotului fac posibilă acoperirea unei distanțe de până la 300 de kilometri fără utilizarea de resurse suplimentare și cu utilizarea surselor de alimentare opționale pentru a mări această distanță de mai multe ori.

În lunile următoare, sunt finalizate testele robotului Harpsichord-2R-PM, care este mult mai puternic decât modelul anterior (lungime - 6,5 metri, greutate - 3,7 tone). Unul dintre obiectivele specifice ale produsului este controlul apelor Oceanului Arctic, unde adâncimea medie este de 1,2 mii de metri.

Robot dronă Juno. Fotografie de Rubin Central Design Bureau

Un model ușor al liniei Rubin Central Design Bureau este drona robot Yunona cu o adâncime de scufundare de până la 1.000 de metri și o rază de acțiune de 50-60 de kilometri. „Yunona” este destinat recunoașterii operaționale în zona de mare cea mai apropiată de navă, prin urmare este mult mai compact și mai ușor (lungime - 2,9 metri, greutate - 82 kg).

„Este extrem de important să monitorizăm starea fundului mării”

- spune Konstantin Sivkov, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe Rachete și Artilerie. Potrivit acestuia, echipamentele hidroacustice sunt supuse interferențelor și nu reflectă întotdeauna corect schimbările în relieful fundului mării. Acest lucru poate duce la probleme de trafic sau deteriorarea navelor. Sivkov este sigur că autonom complexe marine permit rezolvarea unei game largi de probleme. „Mai ales în zonele care reprezintă o amenințare pentru forțele noastre, în zonele de apărare antisubmarină inamice”, a adăugat analistul.

Dacă Statele Unite sunt lider în domeniul vehiculelor aeriene fără pilot, atunci Rusia conduce în producția de drone subacvatice

Cel mai vulnerabil aspect al doctrinei militare americane moderne este apărarea de coastă. Spre deosebire de Rusia, Statele Unite sunt foarte vulnerabile tocmai dinspre ocean. Utilizarea submarinelor face posibilă crearea unor mijloace eficiente de descurajare a ambițiilor exorbitante.

Conceptul general este acesta. Grupuri de roboți drone Surrogat, Shilo, Harpsichord și Juno, lansate atât de pe navele Marinei, cât și de pe nave comerciale, tancuri, iahturi, bărci etc., vor scoate creierul pentru NATO. Astfel de roboți pot lucra atât autonom în mod silentios, cât și în grup, rezolvând probleme în cooperare, ca un singur complex cu un sistem centralizat de analiză și schimb de informații. Un stol de 5-15 astfel de roboți, care operează în apropierea bazelor navale ale unui potențial inamic, este capabil să dezorienteze sistemul de apărare, să paralizeze apărarea de coastă și să creeze condiții pentru utilizarea garantată a produselor.

Cu toții ne amintim recenta „scurgere” printr-un spot TV pe NTV și Channel One de informații despre „Sistemul multifuncțional Ocean” Status-6”. Filmat de o cameră TV din spate, un participant la întâlnire în uniformă militară a ținut un document care conținea desene ale unui obiect care arată ca o torpilă sau un vehicul subacvatic autonom nelocuit.

Textul documentului era clar vizibil:

„Înfrângerea unor obiecte importante ale economiei inamicului în zona de coastă și provocarea unor daune garantate inacceptabile asupra teritoriului țării prin crearea unor zone de contaminare radioactivă extinsă, improprii pentru activități militare, economice și de altă natură în aceste zone pentru o lungă perioadă de timp”.

Întrebarea care îi îngrijorează pe analiștii NATO: „Dacă rușii au deja un robot de livrare a bombelor nucleare nelocuit?!”

Trebuie remarcat faptul că unele scheme pentru funcționarea roboților subacvatici au fost de mult testate în largul coastelor Europei. Aceasta se referă la dezvoltarea a trei birouri de proiectare - Rubin, Malachite și TsKB-16. Ei sunt cei care vor suporta întreaga sarcină a responsabilității pentru crearea armelor subacvatice strategice de generația a cincea după 2020.

Anterior, Rubin a anunțat planuri de a crea o linie de vehicule subacvatice modulare. Designerii intenționează să dezvolte roboți de luptă și civili de diferite clase (mici, medii și grei), care vor îndeplini sarcini sub apă și pe suprafața mării. Aceste evoluții sunt concentrate atât pe nevoile Ministerului Apărării, cât și pe cele ale companiilor miniere rusești care lucrează în regiunea arctică.

Explozie nucleară subacvatică în Golful Chernaya, Novaia Zemlya

Pentagonul și-a exprimat deja îngrijorarea cu privire la dezvoltarea rusă a dronelor subacvatice care pot transporta focoase cu un randament de zeci de megatone.

Lev Klyachko, directorul general al Institutului Central de Cercetare „Kurs”, a anunțat efectuarea unor astfel de studii. Potrivit publicației, experții americani au dat numele de cod „Canyon” dezvoltării ruse.

Acest proiect, potrivit The Washington Free Beacon, face parte din modernizarea forțelor nucleare strategice ale Rusiei. „Această dronă subacvatică va avea de mare vitezăși va putea parcurge distanțe lungi.” „Canyon”, conform publicației, în funcție de caracteristicile sale, va putea ataca bazele cheie ale submarinelor americane.

Analistul naval Norman Polmar crede că Kanyon se poate baza pe torpila nucleară sovietică T-15, despre care a scris anterior una dintre cărțile sale. „ flota rusă iar predecesorul său, Marina Sovietică, au fost inovatori în domeniul sistemelor subacvatice și al armelor”, a spus Polmar.

Amplasarea sistemelor staționare de rachete subacvatice la adâncimi mari face ca portavioanele și escadrile întregi de nave să fie o țintă convenabilă, practic neprotejată.

Care sunt cerințele pentru construirea unei noi generații de bărci forțelor navale NATO? Aceasta este o creștere a stealth-ului, o creștere a vitezei cu zgomot maxim scăzut, o îmbunătățire a comunicațiilor și controlului, precum și o creștere a adâncimii de imersare. Totul ca de obicei.

Dezvoltarea flotei de submarine rusești prevede abandonarea doctrinei tradiționale și dotarea Marinei cu roboți care exclud o coliziune directă cu navele inamice. Declarația comandantului șef al marinei ruse nu lasă nicio îndoială în acest sens.

„Suntem în mod clar conștienți și înțelegem că creșterea capacităților de luptă ale submarinelor nucleare și nenucleare multifuncționale va fi asigurată prin integrarea sistemelor robotice avansate în armele lor”, a spus amiralul Viktor Chirkov.

Vorbim despre construcția unei noi generații de submarine bazate pe platforme submarine modulare unificate. Biroul central de proiectare Rubin pentru inginerie navală (TsKB MT), condus acum de Igor Vilnit, însoțește proiectele 955 Borey (designer general Serghei Sukhanov) și 677 Lada (designer general Yuri Kormilițin). În același timp, potrivit designerilor de UAV, termenul de „submarine” poate intra chiar în istorie.

Este planificată crearea de platforme de luptă multifuncționale capabile să se transforme în unele strategice și invers, pentru care va fi necesar doar instalarea modulului corespunzător („Status” sau „Status-T”, sisteme de rachete, module de tehnologii cuantice, complexe de recunoaștere autonome etc.). Sarcina viitorului apropiat este crearea unei linii de roboți de luptă subacvatici bazată pe proiectele birourilor de proiectare Rubin și Malachite și înființarea producției în masă de module pe baza dezvoltării lui TsKB-16.

2018-03-02T19:29:21+05:00 Alex ZarubinApărarea Patrieiapărare, Rusia, SUA, arme nucleareRoboți de luptă subacvatici și vehicule de livrare nucleare Odată cu apariția aeronavelor de recunoaștere aeriene fără pilot, au început să se dezvolte sisteme de lovitură fără pilot. Dezvoltarea sistemelor subacvatice autonome de roboți, stații și torpile se desfășoară pe aceeași cale. Expertul militar Dmitri Litovkin a spus că Ministerul Apărării introduce în mod activ sisteme și complexe de control robotizate fără pilot. utilizare în luptă: „Roboții marini sunt introduși în trupe împreună cu cei de uscat și de aer. Acum...Alex Zarubin Alex Zarubin [email protected] Autor În mijlocul Rusiei

Vehiculul subacvatic fără pilot rusesc complet autonom „Poseidon” nu are analogi în lume

Istoria creării sistemelor robotice marine a început în 1898 în Madison Square Garden, când celebrul inventator sârb Nikola Tesla a demonstrat un submarin radiocontrolat la o expoziție. Unii cred că ideea de a crea roboți cu păsări de apă a reapărut în Japonia la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, dar de fapt folosirea „torpilelor-om” a fost prea irațională și ineficientă.

După 1945, dezvoltarea vehiculelor marine telecomandate a mers în două direcții. LA sfera civilă Au apărut submersibile de adâncime, care s-au dezvoltat ulterior în complexe de cercetare robotică. Iar birourile militare de proiectare au încercat să creeze vehicule de suprafață și subacvatice pentru a îndeplini o întreagă gamă de misiuni de luptă. Ca urmare, în SUA și Rusia au fost create diverse vehicule de suprafață fără pilot (UAV) și vehicule subacvatice fără pilot (UAV).

În Marina SUA, vehiculele marine nelocuite au început să fie folosite imediat după al Doilea Război Mondial. În 1946, în timpul testelor cu bombe atomice pe atolul Bikini, Marina SUA a colectat de la distanță mostre de apă folosind UAV-uri - bărci radiocontrolate. La sfârșitul anilor 1960, pe BUA au fost instalate echipamente de control de la distanță pentru mine.

În 1994, Marina SUA a publicat Master Planul UUV (UUV Master Plan), care prevedea utilizarea vehiculelor pentru acțiunea împotriva minei, culegerea de informații și sarcini oceanografice în interesul flotei. În 2004, a fost publicat un nou plan pentru dronele subacvatice. Acesta a descris misiuni de recunoaștere, război cu mine și antisubmarin, oceanografie, comunicații și navigație, patrulare și protecție a bazelor navale.

Astăzi, Marina SUA clasifică UAV-urile și UAV-urile în funcție de dimensiune și caracteristicile aplicației. Acest lucru ne permite să împărțim toate vehiculele marine robotizate în patru clase (pentru ușurință în comparație, aplicăm această gradare roboților noștri marini).

clasa X. Dispozitivele sunt mici (până la 3 m) BPA sau BPA, care ar trebui să asigure acțiunile grupurilor de forțe de operațiuni speciale (SOF). Ei pot efectua recunoașteri și pot sprijini acțiunile unui grup de atac naval (KUG).

Clasa Port. USU-urile sunt dezvoltate pe baza unei ambarcațiuni standard de 7 metri cu un cadru rigid și sunt concepute pentru a îndeplini sarcinile de asigurare a securității și recunoașterii maritime. În plus, dispozitivul poate fi echipat cu diverse arme sub formă de module de luptă. Viteza unor astfel de UAV, de regulă, depășește 35 de noduri, iar autonomia de funcționare este de aproximativ 12 ore.

Clasa de snorkel. Este un UAV de șapte metri conceput pentru acțiunea minelor, operațiuni anti-submarine, precum și pentru a sprijini acțiunile MTR al Marinei. Viteza sub apă atinge 15 noduri, autonomie - până la 24 de ore.

Clasa flotei. unu 1 metru BUA Rigid. Proiectat pentru acțiunea minelor, apărarea anti-submarină, precum și participarea la operațiuni maritime. Viteza dispozitivului variază de la 32 la 35 de noduri, autonomie - până la 48 de ore.

Acum să ne uităm la UAV-urile și UAV-urile care sunt în serviciul Marinei SUA sau sunt dezvoltate în interesul lor.

CUSV (Navă de suprafață fără pilot comun). Barcă fără pilot din clasa flotei dezvoltată de Textron. Sarcinile sale vor include patrulare, recunoaștere și operațiuni de lovitură. CUSV este similar cu normalul barca torpiloare: 11 metri lungime, 3,08 metri latime, viteza maxima 28 noduri. Poate fi controlat fie de către operator la o distanță de până la 20 km, fie prin satelit la o distanță de până la 1.920 km. Autonomia CUSV este de până la 72 de ore, în regim economic - până la o săptămână.

ACTUV (Navă fără pilot în traseu continuu anti-submarin). Aparținând clasei Fleet, BUA de 140 de tone este un trimaran autonom. Scop - un vânător de submarine. Capabil să accelereze până la 27 de noduri, interval de croazieră - până la 6.000 km, autonomie - până la 80 de zile. La bord are doar sonare pentru detectarea submarinelor și mijloace de comunicare cu operatorul pentru a transmite coordonatele submarinului găsit.

Ranger. BPA (Clasa X), dezvoltat de Nekton Research pentru participarea la misiuni expediționare, misiuni de detectare a minelor subacvatice, misiuni de recunoaștere și patrulare. Ranger este conceput pentru misiuni scurte, cu o lungime totală de 0,86 m, cântărește puțin sub 20 kg și se deplasează cu o viteză de aproximativ 15 noduri.

REMUS (Unități de monitorizare a mediului la distanță). Singurul robot subacvatic din lume (X-Class), care a luat parte la luptele din timpul războiului din Irak din 2003. UAV a fost dezvoltat pe baza vehiculului de cercetare civilă Remus-100 de către Hydroid, o subsidiară a Kongsberg Maritime. Rezolvă sarcinile de realizare a lucrărilor de recunoaștere a minelor și de inspecție subacvatică în condiții de mare mică adâncime. REMUS este echipat cu sonar cu scanare laterală de înaltă rezoluție (5x5 cm la o distanță de 50 m), log Doppler, receptor GPS, precum și senzori de temperatură și conductivitate a apei. Greutate UAV - 30,8 kg, lungime - 1,3 m, adâncime de lucru - 150 m, autonomie - până la 22 de ore, viteza subacvatică - 4 noduri.

LDUUV (Vehicul submarin fără pilot cu deplasare mare). UAV de luptă mare (Clasa Snorkeler). Conform conceptului comandamentului US Navy, UAV-ul ar trebui să aibă o lungime de aproximativ 6 m, o viteză subacvatică de până la 6 noduri la o adâncime de operare de până la 250 m. Autonomia navigației ar trebui să fie de cel puțin 70 de zile. UAV-ul trebuie să îndeplinească sarcini de luptă și speciale în zone maritime (oceanice) îndepărtate. Armament LDUUV - patru torpile de 324 mm și senzori sonar (până la 16). UAV-ul de atac ar trebui să fie utilizat din punctele de coastă, nave de suprafață, de la lansatorul de siloz (siloz) al submarinelor nucleare multifuncționale de tip Virginia și Ohio. Cerințele pentru caracteristicile de greutate și dimensiune ale LDUUV au fost în mare măsură determinate de dimensiunea silozurilor acestor bărci (diametru - 2,2 m, înălțime - 7 m).

Roboții marini ai Rusiei

Ministerul rus al Apărării extinde gama de aplicații pentru UAV-uri și UAV-uri pentru recunoașterea maritimă, combaterea navelor și a UAV-urilor, acțiunea împotriva minelor, lansarea coordonată de grupuri UAV împotriva țintelor inamice deosebit de importante, detectarea și distrugerea infrastructurii, cum ar fi cablurile de alimentare.

Marina Rusă, ca și Marina SUA, consideră integrarea UAV-urilor în submarinele nucleare și nenucleare de generația a cincea o prioritate. Astăzi, roboți marini pentru diverse scopuri sunt dezvoltați pentru Marina Rusă, iar roboți marini pentru diverse scopuri sunt operați în părți ale flotei.

„Căutător”. Barcă robotică multifuncțională fără pilot (Fleet Class - conform clasificării americane). CNE AME (Sankt Petersburg) este în curs de dezvoltare, testele sunt acum în curs. Obiectele de suprafață ale BNA „Iskatel” ar trebui detectate și urmărite la o distanță de 5 km folosind un sistem de supraveghere optic-electronic, iar cele subacvatice - folosind echipamente sonar. Masa încărcăturii țintă a bărcii este de până la 500 kg, raza de acțiune este de până la 30 km.

Mayevka. Distrugător de mină autopropulsat cu telecomandă (STIUM) (clasa Snorkeler). Dezvoltatorul este Regiunea OAO GNPP. Scopul acestui BPA este de a căuta, detecta ancoră, mine de fund și fund folosind sonarul încorporat cu vizualizare sectorială. Pe baza BPA, dezvoltarea noului BPA anti-mine „Alexandrite-ISPUM” este în curs de desfășurare.

"Clavecin". UAV (clasa Snorkeler) creat în JSC „TsKB MT” Rubin „” în diferite modificări a fost de mult în serviciu cu Marina Rusă. Este folosit în scopuri de cercetare și recunoaștere, topografie și cartografiere a fundului mării, căutarea obiectelor scufundate. „Clavicenul” seamănă la exterior cu o torpilă de aproximativ 6 m lungime și cântărind 2,5 tone. Adâncimea de scufundare este de 6 km. Bateriile UAV-ului îi permit să parcurgă o distanță de până la 300 km. Există o modificare numită „Harpsichord-2R-PM”, creată special pentru a controla apele Oceanului Arctic.

"Juno". Un alt model de la JSC Central Design Bureau MT Rubin. Drona robot (X-Class) cu o lungime de 2,9 m, cu o adancime de imersie de pana la 1 km si o raza de actiune autonoma de 60 km. Yunona, lansat de pe navă, este destinat recunoașterii tactice în zona de mare cea mai apropiată de „partea nativă”.

"Amuletă". UAV-ul (X-Class) a fost dezvoltat și de către Biroul Central de Proiectare al JSC MT Rubin. Lungimea robotului este de 1,6 m. Lista sarcinilor include efectuarea de operațiuni de căutare și cercetare asupra stării mediului subacvatic (temperatura, presiunea și viteza de propagare a sunetului). Adâncimea maximă de scufundare este de aproximativ 50 m, viteza maximă subacvatică este de 5,4 km/h, raza zonei de lucru este de până la 15 km.

"Obzor-600". Forțele de salvare ale Flotei Ruse de la Marea Neagră au adoptat UAV-ul (X-Class) creat de Tethys-PRO în 2011. Sarcina principală a robotului este explorarea fundului mării și a oricăror obiecte subacvatice. „Obzor-600” este capabil să funcționeze la o adâncime de până la 600 m și viteză de până la 3,5 noduri. Este echipat cu manipulatoare care pot ridica o sarcină cu o greutate de până la 20 kg, precum și un sonar care vă permite să detectați obiecte subacvatice la o distanță de până la 100 m.

BPA non-clasă, care nu are analogi în lume, necesită mai mult descriere detaliata. Până de curând, proiectul se numea „Status-6”. Poseidonul este un UAV complet autonom, în esență un submarin nuclear rapid, de adâncime, observabil scăzut, de dimensiuni mici.

Alimentarea cu energie a sistemelor de bord și a unităților de propulsie cu reacție este asigurată de reactor nuclear cu un lichid de răcire din metal (LMC) cu o capacitate de aproximativ 8 MW. Reactoarele ZhMT au fost instalate pe submarinul K-27 (proiectul 645 ZhMT) și submarinele proiectelor 705/705K Lira, care puteau atinge o viteză subacvatică de 41 de noduri (76 km/h). Prin urmare, mulți experți cred că viteza subacvatică a Poseidonului se află în intervalul de la 55 la 100 de noduri. În același timp, robotul, modificându-și viteza într-o gamă largă, poate face o tranziție la o distanță de 10.000 km la adâncimi de până la 1 km. Acest lucru exclude detectarea acestuia de către sistemul antisubmarin SOSSUS de sonar desfășurat în oceane, care controlează abordările către coasta SUA.

S-a calculat de către experți că Poseidon la o viteză de croazieră de 55 km/h putea fi detectat nu mai mult decât la o distanță de până la 3 km. Dar detectarea este doar jumătate din bătălie, nici o torpilă existentă și promițătoare a marinelor țărilor NATO nu va putea ajunge din urmă pe Poseidon sub apă. Cea mai adâncă și mai rapidă torpilă europeană MU90 Hard Kill, lansată în urmărire cu o viteză de 90 km/h, o va putea urmări doar 10 km.

Și acestea sunt doar „florile”, iar „bobul” este focosul nuclear de clasă megatoni pe care Poseidonul îl poate transporta. Un astfel de focos poate distruge o formațiune de portavion (AUS) formată din trei portavioane de atac, trei duzini de nave de escortă și cinci submarine nucleare. Și dacă ajunge în zona de apă a unei mari baze navale, atunci tragedia de la Pearl Harbor din decembrie 1941 va scădea la nivelul unei ușoare frică copilărească...

Astăzi își pun întrebarea, câți Poseidoni pot fi pe submarinele nucleare ale proiectului 667BDR Kalmar și 667BDRM Dolphin, care sunt desemnate în cărțile de referință ca transportatori de submarine ultra-mici? Răspund, este suficient ca portavionul unui potențial inamic să nu părăsească bazele de destinație.

Cei doi principali jucători geopolitici, Statele Unite și Rusia, dezvoltă și produc tot mai multe UAV-uri și UAV-uri. Pe termen lung, acest lucru poate duce la o schimbare a doctrinelor și tacticilor de apărare navale pentru desfășurarea operațiunilor navale. În timp ce roboții navali depind de transportatori, nu trebuie așteptate schimbări drastice, dar faptul că aceștia au făcut deja modificări în echilibrul forțelor navale devine un fapt incontestabil.

Alexey Leonkov, expert militar al revistei Arsenalul Patriei