Sisteme robotice marine pentru scopuri militare și speciale. III. Clasificarea roboților mobili. Pentagonul și-a exprimat deja îngrijorarea cu privire la dezvoltarea rusă a dronelor subacvatice care pot transporta zeci de megatone de focoase.

În robotica modernă, roboții sunt definiți ca o clasă sisteme tehnice, care în acțiunile lor reproduc funcțiile motorii și intelectuale ale unei persoane.

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

Roboții sunt clasificați:

Pe domenii de aplicare - industrial, militar, cercetare;

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

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

Varietatea dispozitivelor aparținând clasei de roboți industriali și concepute pentru a automatiza lucrările manuale, grele, dăunătoare, periculoase sau monotone pot fi clasificate după:

programare;

grad de versatilitate;

parametrii cinematici, geometrici, energetici;

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

Conform scopului lor, roboții cunoscuți în prezent pot fi împărțiți în general 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 persoanei a cărei îndeplinire este limitată de capacitățile sale biologice (în spațiu, radiații crescute, adâncimi mari, medii chimic active etc.).

La examinarea planetelor și a altor corpuri cosmice vehicule trebuie să fie echipat cu manipulatoare pentru comunicarea echipajului cu lumea exterioară. Dacă aparatul nu este locuit, atunci manipulatorii trebuie să aibă telecontrol de pe Pământ. În astfel de dispozitive automate, „mâinile” operatorului camerei sunt cel mai important mijloc de interacțiune activă cu mediul.

Operatorii de televiziune și roboții au găsit o utilizare nu mai puțin extinsă în diferite lucrări la adâncimi mari ale oceanelor și mărilor. Înainte ca un bărbat să se scufunde la adâncime aparate specialeși a fost un observator oarecum pasiv, acum vehiculele subacvatice recent construite sunt echipate cu „mâini”, care sunt controlate de o persoană din interiorul vehiculului de mare adâncime.

Operatorii de televiziune și roboții sunt folosiți pentru așezarea cablurilor la adâncime, căutarea și ridicarea navelor și mărfurilor scufundate, pentru diverse studii ale adâncimilor inaccesibile ale mării.

Vehicul subacvatic autonom fără pilot - AUV (vehicul subacvatic autonom - AUV) un robot subacvatic care amintește o torpilă sau un submarin, care se mișcă sub apă pentru a colecta informații despre topografia de jos, despre structura stratului superior de precipitații, despre prezența obiectelor și obstacolelor în partea de jos ... Dispozitivul este alimentat de baterii reîncărcabile sau de alt tip de baterii. Unele tipuri de AUV sunt capabile să se scufunde la o adâncime de 6000 m. AUV-urile sunt folosite pentru supravegherea ariei, pentru monitorizarea obiectelor subacvatice, cum ar fi conductele, căutarea și curățarea minelor subacvatice.

Un vehicul subacvatic operat de la distanță (ROV) este un vehicul subacvatic, adesea denumit robot, care este controlat de un operator sau de un grup de operatori (pilot, navigator etc.) de pe o navă. Dispozitivul este conectat la navă printr-un cablu complex, prin care semnalele de control și sursa de alimentare sunt trimise dispozitivului, iar citirile senzorilor și semnalelor video sunt transmise înapoi. TNLA sunt utilizate pentru lucrări de inspecție, pentru operațiuni de salvare, pentru ascuțirea și recuperarea obiectelor mari de jos, pentru lucrări de susținere a instalațiilor de petrol și gaze (suport de foraj, inspecția conductelor de gaz, inspecția structurilor pentru defecțiuni, efectuarea operațiunilor cu supape și supape ), pentru operațiuni de deminare, pentru aplicații științifice, pentru susținerea operațiunilor de scufundare, pentru întreținerea fermelor piscicole, pentru cercetări arheologice, pentru inspecția comunicațiilor orașului, pentru inspecția navelor pentru mărfurile de contrabandă atașate la exteriorul bordului etc. de rezolvat se extinde constant și dispozitivele parcului cresc rapid. Funcționarea aparatului este mult mai ieftină decât munca scufundată scumpă, în ciuda faptului că investiția inițială este destul de mare, deși munca aparatului nu poate înlocui întregul spectru de muncă de scufundări.

Pe lângă domeniile de aplicare enumerate în condiții periculoase teleoperatorii și roboții sunt folosiți la repararea și înlocuirea motoarelor nucleare, în timpul lucrărilor în zone contaminate, în mine.

Se lucrează la crearea unui robot special pentru extracția cărbunelui. Așa cum a fost conceput de Korea Coal Corp, robotul nu numai că va extrage cărbune, ci îl va colecta și apoi îl va așeza pe o bandă transportoare, care va livra cărbunele în vârf. Lucrarea va fi supravegheată de mecanici la suprafață.

Pompierii robotici moderni au următoarele capacități:

Recunoașterea și monitorizarea zonei din zona de urgență;

Stingerea incendiilor în condițiile accidentelor tehnogene moderne, însoțită de un nivel crescut de radiații, prezența unor substanțe otrăvitoare și puternice în zona de lucru, fragmentare și daune explozive; utilizarea mijloacelor de stingere a incendiilor cu spumă de apă;

Efectuarea operațiunilor de salvare la locul de incendiu și de urgență;

Demontarea resturilor pentru acces la zona de ardere și eliminare urgențe;

Cu re-echiparea adecvată, este posibil să se efectueze stingerea incendiilor folosind pulberi și gaze lichefiate.

De exemplu, roboții „Yel-4”, „Yel-10” și „Luf-60”, proiectați pentru stingerea incendiilor provocate de om fără intervenția umană, au luat parte la stingerea unui incendiu forestier în 2010 în jurul centrului nuclear din Sarov.

Multe tipuri de producție necesită utilizarea roboților. Folosirea acestora eliberează muncitorul de muncă în condiții dificile și obositoare. În magazinul de forjare, un robot poate fi plasat pentru a muta și a așeza piese de lucru grele și fierbinți pe ciocan. Roboții pot vopsi produse, eliberând oamenii de a se afla într-o cameră de vopsire spray. Cele mai periculoase și dăunătoare sunt operațiile cu substanțe radioactive și echipamente atomice. Astfel de lucrări au fost interpretate de 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 într-un mediu radioactiv.

Există multe exemple de utilizare a roboților și cameramanilor în locuri de muncă periculoase și dificile. Este rațional să folosiți roboți pentru operații repetitive, de exemplu, instalând semifabricate și piese pe o mașină. Robotul poate ridica și muta sticla fragilă și părțile mici.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că încă o direcție în tehnologie este crearea unor potențatori speciali ai capacităților fizice umane - așa-numitul exoschelet (din greacă. Schelet extern) - un dispozitiv conceput pentru a crește forța musculară a unei persoane datorită cadru extern. Exoscheletul imită biomecanica umană pentru a crește proporțional efortul de mișcare. Potrivit rapoartelor de presă deschise, în Japonia și Statele Unite sunt create în prezent mostre din viața reală. Exoscheletul poate fi integrat într-un costum spațial.

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 forța aplicată atunci când ridica 4,5 kg. Cu toate acestea, nu era practic datorită greutății sale semnificative de 680 kg. Proiectul nu a avut succes. Orice încercare de a utiliza un exoschelet complet a dus la mișcări intense necontrolate, rezultând niciodată testarea cu un om în interior. Cercetările suplimentare s-au concentrat pe o mână. Deși trebuia să ridice 340 kg, greutatea ei era de trei sferturi de tonă, ceea ce era de două ori mai mare decât capacitatea de ridicare. Fără ca toate componentele să funcționeze uz practic proiectul Hardiman a fost limitat.

În funcție de gradul de versatilitate, toți roboții pot fi împărțiți în trei grupe:

Unele speciale, de exemplu, un manipulator pentru răsturnarea și instalarea tuburilor de imagine în vid sau un manipulator pentru plasarea semifabricatelor într-o ștampilă specială. De regulă, aceste dispozitive au unul până la trei grade de libertate și funcționează conform unui program strict fix, efectuând o operație simplă;

Specializat, al cărui scop este limitat la anumite condiții și spațiu. De exemplu, roboți cu lungimea reglabilă a brațului și mai multe grade de libertate în spațiu pentru a efectua doar lucrări „fierbinți” - 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. Robotul industrial versatil de uz general poate fi schimbat și reprogramat rapid pentru a efectua orice ciclu în cadrul capacităților tehnice ale ciclului.

În ceea ce privește parametrii cinematic, geometric și energetic, dispozitivele sunt împărțite după cum urmează.

În funcție de parametrii cinematici, roboții pot fi clasificați în funcție de numărul de grade de libertate, opțiuni posibile acțiunile și mișcările organelor funcționale, precum și viteza de mișcare a acestora.

Conform parametrilor geometrici ca o caracteristică de clasificare, roboții sunt subdivizați în funcție de mărimea organelor funcționale și de gamele mișcărilor lor liniare și unghiulare.

Conform parametrilor energetici, roboții sunt împărțiți în grupuri în funcție de capacitatea de încărcare și puterea dezvoltată.

Conform metodelor 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 computer (mașini de control capabile să colecteze și să analizeze informații în procesul de acțiune, să reacționeze la aceste informații, schimbând în consecință programul).

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

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

Schimbarea naturii mișcărilor robotului poate fi realizată numai prin introducerea unui nou program. Programarea muncii unor astfel de roboți nu este dificilă și este cel mai simplu tip de „antrenament” al acestora. În acest caz, persoana efectuează doar un control periodic asupra activității robotului și asupra schimbării programului.

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

Se obișnuiește împărțirea vehiculelor fără pilot (nelocuite) utilizate în flote (forțele navale) în funcție de mediul de utilizare în suprafață și sub apă, precum și controlate de la distanță și autonome. De asemenea, pe navele cu echipaj pot fi utilizate diverse sisteme robotizate.
Au fost dezvoltați roboți de îmbarcare, torpile care pot ataca automat nave de un anumit tip, bărci de căutare, antisubmarin, drone țintă pentru instruirea echipajelor navei în tragerea sau testarea sistemelor automate de arme, echipamente de dezminare etc. Se așteaptă ca varietatea vehiculelor subacvatice să fie completată în curând cu robocapsule subacvatice cu diferite sarcini utile - de la drone la rachete.

Clasificare, istorie, tendințe

În funcție de scopul principal, vehiculele militare navale sunt împărțite în următoarele categorii:

Dispozitive de căutare și recunoaștere pentru supravegherea fundului mării și a altor obiecte. Acestea pot funcționa autonom sau în modul telecontrol. Una dintre sarcinile principale este combaterea mineritului, detectarea, clasificarea și localizarea minelor.

Loviți roboții subacvatici. Conceput pentru a combate navele și submarinele inamice etc.

„Marcajele” subacvatice sunt robocapsule care sunt de serviciu sub apă timp de mai multe săptămâni sau ani, care, la un semnal, plutesc și activează o anumită sarcină utilă.

Dispozitive de suprafață pentru patrularea și detectarea activității ostile de suprafață în apele controlate

Dispozitive de suprafață pentru detectarea și urmărirea automată a submarinelor

Sisteme de tragere automate pentru a face față țintelor care zboară rapid.

Dispozitive pentru combaterea piraților, contrabandiștilor și teroriștilor. Dacă se detectează oricare dintre situațiile periculoase, un astfel de robot poate da un semnal centrului de control. Dacă robotul poartă arme, după ce a primit un semnal de la centrul de comandă, acesta poate folosi sistemele de arme de la bordul țintei.

Roboți de îmbarcare capabili să ofere acces rapid la unități speciale la bordul navei

Torpile robotizate capabile să recunoască automat tipul de corbal de un anumit tip și să îl atace cu sau fără comanda operatorului.

După factorul de formă roboții marini pot fi împărțiți în:

Barci robotizate controlate de la distanță

Dispozitive robotizate de suprafață autonome de diferite modele

Dispozitive fără pilot subacvatice controlate de la distanță

Dispozitive nelocuite autonome subacvatice

Roboți de îmbarcare

Robocapsule pentru menținerea sarcinii utile în poziție sub apă în modul gata de utilizare

Drone țintă pentru antrenamentul echipajului

Torpile robotizate

Proiecte hibride capabile să funcționeze ca submarin și ca barcă de suprafață

Istorie, tendințe

2017

2005

PMS 325 USV Sweep System a fost dezvoltat pentru marina SUA ca suport pentru navele de coastă.

Drone de suprafață de mare viteză pe aripile de aer USSV-HS și cele de viteză mică - USSV-LS sunt în curs de dezvoltare.

2004

Din 2004, sistemul de apărare antirachetă Aegis este în funcțiune, capabil să detecteze și să contraatace automat rachetele care se îndreaptă spre nave.

2003

În Statele Unite, au început să fie folosiți roboți autonomi pentru a căuta mine subacvatice.

Barcile cu telecomandă Owl MK II, Navtek Inc. pentru utilizare în sistemele de securitate portuară.

Barca cu telecomandă Spartan a fost dezvoltată în comun de dezvoltatori din SUA, Franța și Singapore pentru a testa tehnologia. Lansat două versiuni - 7 m și 11 m. Modular, multifuncțional, reconfigurabil pentru sarcina curentă.

Barca fără pilot Radix Odyssey a fost anunțată, nu există informații suplimentare despre aceasta.

Anii 1990

În Statele Unite, apare o țintă telecomandată de suprafață lansată de pe o navă, SDST. Ulterior va fi redenumit în Roboski.

Anii 1980

Începând cu anii 1980, navele marinei americane au folosit sistemele de artilerie automată antiaeriană Mark 15 Phalanx - arme robotizate cu mai multe țevi ghidate de un semnal radar.

Flotele din SUA, Olanda, Regatul Unit, Danemarca și Suedia utilizează bărci controlate de la distanță pentru degajarea minelor.

Anii 1950

În 1954, în Statele Unite a fost creată o măturare cu succes de mână maritimă de mare viteză. Proiecte cunoscute de ținte mobile fără pilot - QST-33, QST-34, QST-35 / 35A Septar și HSMST (țintă de mare viteză manevrabilă pe mare), SUA.

Anii 1940

În 1944, coapsele radiocontrolate Ferngelenkte Sprenboote au fost create în Germania. Torpilele radiocomandate Comox au fost dezvoltate în Canada, lucrări similare au fost efectuate de Franța și Statele Unite.

Anii 1930

Apariția în RSFSR a ambarcațiunilor Volt și Volt-R, controlate de la distanță prin radio. Dezvoltarea unui Special birou tehnic sub conducerea lui Vladimir Ivanovici Bekauri (1882-1938). Post de radio "U", direcție electromecanică "Elemru". Dezavantajul a fost lipsa de feedback - bărcile nu au transmis niciun semnal către centrul de control, au fost vizate către țintă vizual, de la distanță.

În 1935 a apărut barca torpilei Producția sovietică G-5.

Anii 1920

Sub conducerea lui A. Tupolev, la sfârșitul anilor 20 în RSFSR din secolul trecut, au fost create bărci torpile Sh-4 radiocontrolate cu două torpile la bord, duralumin, fără cabine și cabine de pilotaj. A. Shorin era angajat în echipamente radio. Produs în diviziuni. Mai târziu, ambarcațiunile au început să fie controlate de hidroavioanele MBR-2 care zboară la o altitudine de 2.000 de metri.

1898

Cunoscut " barca torpilei„Nikola Tesla, pe care inventatorul a numit-o„ tele-mașină. ”Prototipul de barcă a fost controlat de la distanță prin radio, modelul a fost condus de un motor electric. Dispozitivul a fost prezentat la Salonul electric din New York. Morgan, proiectarea bărcii a fost dezvoltată de arhitectul Stanford White, Tesla a supravegheat proiectul și a furnizat toate produsele „electrice” și „radio”. Prototipul bărcii avea 1,8 m lungime. Sarcina utilă urma să fie explozivi. Ideea era nu a fost revendicat de Departamentul de Război al SUA. Tesla deținea un brevet denumit „Metode de control și dispozitive de control pentru instalații plutitoare radiocontrolate și vehicule cu roți”.

chiar mai devreme

Prototipul armelor navale fără pilot erau navele de foc - vehicule amfibii încărcate cu materiale combustibile, incendiate și îndreptate spre flota inamică pentru a provoca foc sau explozii ale navelor inamice. Înainte de invenția radioului, acestea erau incontrolabile.

probleme cunoscute

Stabilitatea platformei

Standardizarea sarcinii utile

Interfețe standard cu navele-mamă

Probleme juridice (Convenția de la Ottawa, nave abandonate)

Crearea de la zero ca o dronă sau conversia vehiculelor cu echipaj în vehicule fără echipaj

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

probleme conceptuale ale robotizării tehnologiei marine

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

Sankt-Petersburg, Rusia

o problemă conceptuală robotizare inginerie marină

Sunt luate în considerare concepte fundamentate științific privind nevoia urgentă de robotizare a tuturor lucrărilor legate de tehnologia marină, concepute pentru a scoate o persoană din zona cu risc ridicat, pentru a spori funcționalitatea, eficiența și productivitatea tehnologiei marine, precum și pentru a rezolva conflictul strategic. între complicația și intensificarea proceselor de management și întreținere a echipamentelor și capacități limitate.persoană.

ECHIPAMENTE MARINE. ROBOTI. COMPLEXE ROBOTICE. ROBOTIZARE. PROGRAMUL GUVERNAMENTAL.

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 un conflict strategic între complexitatea și intensificarea managementului și întreținerea echipamentelor și a persoanelor cu dizabilități.

INGINERIE MARINĂ. ROBOT. SISTEME ROBOT. ROBOTIZARE. PROGRAM DE STAT.

Ca probleme fundamentale, conceptuale ale robotizării fundamentate științific a tehnologiei marine (MT), este recomandabil să se ia în considerare, în primul rând, problemele care apar direct din motivele necesității robotizării. Adică motivele pentru care obiectele MT devin obiecte pentru implementarea roboților, complexelor robotice (RTC) și a sistemelor. Aici și în cele ce urmează, RTK este înțeles ca totalitatea robotului și a panoului său de control, iar sistemul robotizat este totalitatea RTK și obiectul purtătorului său.

Roboții, după cum reiese din experiența creației și utilizării lor, sunt introduși în primul rând acolo unde munca și viața umană sunt dificile, imposibile sau reprezintă o amenințare pentru viață și sănătate. De exemplu, acest lucru are loc în zone de contaminare radioactivă sau chimică, în condiții de ostilități, în timpul apei sau explorarea spațiului, lucrează etc.

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

cercetare în adâncime;

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

extragerea materiilor prime și a mineralelor pe raft.

În ceea ce privește domeniul militar: apărarea mea și contra-sabotaj;

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

Astfel, aproape întreaga gamă de obiecte: de la MT subacvatic (echipament de scufundare, vehicule subacvatice cu echipaj - OPA, submarine - PLPL, echipamente pentru dezvoltarea zonei de raft a oceanului mondial), suprafață (nave, nave, bărci) până la aer MT (avioane - LA) sunt obiecte de robotizare, adică sunt obiecte care trebuie implementate pe ele de roboți, RTK-uri și sisteme.

Mai mult, cu diferite grade de risc pentru viața unei persoane, nu doar lucrează în afara

obiect MT, peste bord, la adâncime (lucrare de scufundare), dar lucrează și direct la instalația offshore. Evident, secvența robotizării ar trebui să fie direct legată de amploarea riscului pentru viața personalului (membrii echipajului). Cantitativ, magnitudinea riscului poate fi măsurată prin probabilitatea statistică sau estimată (calculată) de deces uman 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 cele trei niveluri de risc prezentate în figură, în funcție de tipul de activitate și de sursa de risc conform datelor. Cu cât este mai mare valoarea riscului, cu atât acest tip de activitate umană (și tipul corespunzător de tehnologie) este mai aproape de începutul cozii de robotizare. Aceasta se referă la crearea primară de zone robotizate atât în ​​exteriorul cât și în interiorul obiectelor MT, zone de funcționare a roboților, pentru a elimina o persoană din zona cu risc ridicat.

Fie p. Fie numărul de secvență din coada de robotizare a obiectului MT dat (i), și astfel, respectiv, probabilitatea de deces a membrilor echipajului obiectului MT al i-lea pe an. Apoi, pentru a evalua secvența robotizării, putem obține:

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

unde | (m.) este o funcție pas a valorii riscului:

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

| (t) = 1 pentru tNur> g.> GPDU = 10-4 ani-1;

| (t) = 2 pentru tpu> r,> gppu = 10-6 ani-1;

| (T) = 3, Г1< гппу.

Evaluând gradul de robotizare necesar al obiectului i MT $ 1 "), este necesar să se concentreze în primul rând asupra gradului de reducere a numărului de personal din zona de activitate cu un risc crescut, care se presupune că să fie proporțional cu gradul de după cum urmează:

5. "= 1 - TPDU t (2)

Estimarea ponderii personalului din numărul total inițial al acestuia (F) la a i-a instalație de echipamente marine rămase după implementarea RTC va fi după cum urmează:

Nr. B = [(1 - otravă]. (3)

Gradul de robotizare, și anume gradul de implementare a RTK pentru a înlocui personalul instalației i MT,

poate fi estimat ca procent în următoarea formă:

5. = (F - Nr. B) F-1 - 100%.

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

Principiul înlocuirii muncii umane cu forța robotică în zonele cu risc ridicat este, fără îndoială, dominant, ceea ce este confirmat de introducerea activă a roboților subacvatici - vehicule subacvatice nelocuite (UUV). Cu toate acestea, nu epuizează toate nevoile pentru implementarea RTK în afaceri maritime.

Următorul în importanță este principiile extinderii funcționalității tehnologiei marine, creșterea eficienței și productivității muncii prin introducerea roboților marini (MR), RTK și sisteme. Deci, la înlocuirea lucrărilor grele de scufundări, de exemplu, în cazul inspecției, examinării sau reparării obiectelor sub apă (la sol) de către un robot subacvatic, funcționalitatea se extinde, crește eficiența și productivitatea muncii. Utilizarea vehiculelor subacvatice fără pilot autonome (AUV) ca sateliți submarini extinde semnificativ capacitățile de luptă și crește stabilitatea de luptă a submarinului. Dezvoltarea activă și utilizarea ambarcațiunilor fără pilot (BC) și a navelor (BS), precum și a aeronavelor fără pilot (UAV) în străinătate, mărturisește, de asemenea, promisiunea robotului MT. Într-adevăr, chiar și alte lucruri fiind egale, riscul de a pierde echipajul obiectului MT este exclus atunci când se lucrează în UGM complexe. În general, putem vorbi despre o eficiență relativ mare (utilitate) a roboților marini (NPA, BC, BS, UAV) la un cost relativ scăzut.

Următoarea problemă conceptuală din problema robotizării științifice 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. pentru dezvoltare ulterioară la rezolvarea problemelor de robotizare externă.

Cea mai fundamentată abordare a clasificării roboticii marine subacvatice

prezentat în. Prin robotică marină înțelegem roboți proprii, complexe și sisteme robotice. Varietatea ABO-urilor create în lume face dificilă clasificarea lor riguros. Cel mai adesea, masa, dimensiunile, autonomia, modul de mișcare, disponibilitatea flotabilității, adâncimea de lucru, schema de desfășurare, scopul, caracteristicile funcționale și de proiectare, costul și unele altele sunt utilizate ca semne de clasificare ale RTK marine (NLA).

Clasificarea în funcție de greutate și dimensiuni:

microPA (PMA), greutate (uscată)< 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;

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

acte juridice de reglementare medii, cu o greutate mai mare de 500 kg, dar mai mică de 2000 kg;

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

formă clasică (cilindrică, conică și sferică);

bionic (tipuri plutitoare și târâtoare);

Subacvatic (scufundare)

lucru _2 - ^ 10

Serviciu la PLPL Navy -

Dezvoltarea raftului

Transport rutier

Pescuit

Marina

Dezastre naturale -

RISC INDIVIDUAL DE MOARTE (g pe an)

ZONA RISCULUI INACCEPTABIL

ZONA DE RISC EXCESIV

ZONA DE RISC ACCEPTABIL

Nivelurile de risc ale morții umane (probabilitate - g pe an) în funcție de tipul de activitate și sursa de risc,

precum și clasificarea acceptată a nivelurilor de risc: PPU - nivel de risc extrem de neglijabil; PDU este nivelul maxim admis de risc;

NUR este un nivel de risc inacceptabil

forma planorului (avionului);

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

crawling UAV-uri pe o bază urmărită.

Clasificarea RTK marină (NLA) după gradul de autonomie. AUV trebuie să îndeplinească trei condiții de bază de autonomie: mecanică, energetică și informațională.

Autonomia mecanică implică absența oricărei conexiuni mecanice sub forma unui cablu, cablu sau furtun care conectează PA-ul cu vasul de transport sau cu stația de fund sau baza de coastă.

Autonomia energetică presupune prezența unei surse de alimentare la bordul PA sub formă de, de exemplu, baterii reîncărcabile, celule de combustibil, reactor nuclear, motor cu ardere internă cu ciclu închis etc.

Autonomia informațională a UUV presupune absența schimbului de informații între aparat și nava de transport, sau stația de fund sau baza de coastă. În același timp, UAV trebuie să aibă și un sistem de navigație inerțial autonom.

Clasificarea RTK maritim (NLA) în conformitate cu principiul informației pentru generația corespunzătoare de NLA.

RTK VN autonom (offshore) din prima generație funcționează în conformitate cu un program rigid neschimbabil predeterminat.

OZN-urile controlate de la distanță (DU) din prima generație sunt controlate de o buclă deschisă. În aceste dispozitive cele mai simple, comenzile de control sunt trimise direct la complexul de motoare fără utilizarea automată feedback-uri.

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

A doua generație de DUNPA presupune prezența feedback-urilor automate asupra coordonatelor stării obiectului de control: înălțimea deasupra fundului, adâncimea de imersiune, viteza, coordonatele unghiulare etc. Aceste coordonate succesive sunt comparate în pilot automat cu cele specificate determinat de operator.

AUV-urile din a treia generație vor avea elementele inteligență artificială: capacitatea de a lua în mod independent decizii simple în cadrul unei sarcini comune atribuite acestora; elemente ale vederii artificiale

cu capacitatea de a recunoaște automat modele simple; oportunitatea de auto-studiu elementar cu completarea propriei baze de cunoștințe.

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

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

În funcție de tipul de sistem de propulsie, este posibil să se facă distincția între UVA cu un grup tradițional acționat de elice, MR cu un sistem de propulsie bazat pe principii bionice și planorele AUV cu un sistem de propulsie care utilizează o schimbare a tăieturii și flotabilității.

Sistemele robotizate moderne sunt utilizate în aproape toate domeniile ingineriei subacvatice. Cu toate acestea, principala zonă a aplicației lor a fost și rămâne armata. Forțele navale ale principalelor state industriale au inclus deja vehicule de luptă non-aeriene, UAV-uri, care pot deveni o componentă extrem de eficientă și ascunsă a sistemului de mijloace de război în teatrele oceanice și navale de operațiuni militare. Datorită costului relativ scăzut, producția de NLA poate fi pe scară largă, iar aplicarea lor poate fi pe scară largă.

Eforturile Statelor Unite sunt deosebit de indicative în ceea ce privește crearea de aeronave non-militare, UAV-uri și stații de bază militare. De exemplu, AUV-urile sunt atașate la fiecare submarin multifuncțional și cu rachetă. Fiecărui grup tactic de nave de suprafață i se atribuie două astfel de AUV-uri. Desfășurarea AUV-urilor cu submarine ar trebui să se efectueze prin tuburi torpile, lansatoare de rachete sau din locuri special echipate pentru acestea în afara corpului puternic al submarinului. Utilizarea vehiculelor non-aeriene și a UAV-urilor în lupta împotriva pericolului de mină s-a dovedit a fi extrem de promițătoare. Utilizarea lor a condus la crearea unui nou concept de „vânătoare de mine”, inclusiv detectarea, clasificarea, identificarea și neutralizarea (distrugerea) minelor. Anti-mine

NUV-urile, controlate de la distanță de la navă, permit contramăsurile minelor să fie efectuate cu o eficiență mai mare, precum și să crească adâncimea zonelor de acțiune a minelor și să reducă timpul petrecut pentru 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 pilot aeronaveși vehicule subacvatice fără pilot. Pentagonul se așteaptă până în 2020 să robotizeze o treime din toate activele militare, creând formațiuni robotizate complet autonome și alte formațiuni.

Dezvoltarea sistemelor robotizate marine domestice și a complexelor cu destinație specială trebuie realizată în conformitate cu Doctrina marină Federația Rusă pentru perioada până în 2020, luând în considerare rezultatele analizei tendințelor în dezvoltarea roboticii mondiale, precum și în legătură cu tranziția economiei rusești către o cale inovatoare de dezvoltare.

Acest lucru ia în considerare rezultatele implementării sistemului federal programul țintă„Oceanul Mondial”, o analiză continuă a statului și a tendințelor în dezvoltarea activităților maritime în Federația Rusă și în întreaga lume, precum și studii sistemice cu privire la aspecte legate de asigurarea securității naționale a Federației Ruse în studiul, dezvoltarea și utilizarea 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 modulare.

Scopul dezvoltării roboticii marine este de a crește eficiența utilizării sistemelor speciale și a armelor marinei, sisteme speciale ale departamentelor care operează resurse marine, extind funcționalitatea acestora, asigură siguranța echipajelor aeronavelor, NC, submarinelor, vehiculele subacvatice și punerea în aplicare a unor lucrări speciale de salvare tehnică și de urgență subacvatică.

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

unificare și modularitate;

miniaturizare și intelectualizare;

combinație de automat, automat

managementul grupului sanitar și al grupului;

suport informațional pentru gestionarea sistemelor robotizate;

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

infrastructură de escortă distribuită în combinație cu sisteme de asistență a informațiilor la bord pentru operațiuni maritime.

Principalele direcții ale dezvoltării roboticii navale ar trebui să asigure soluționarea unui număr de probleme strategice ale complicației și intensificării echipamentelor militare asociate interacțiunii în sistemul „om-tehnologie”.

Direcția internă vizează asigurarea robotizării compartimentelor presurizate saturate de energie din NK, PL și OPA. Include echipamente robotice intracompartimentale (inclusiv echipamente mobile de monitorizare de dimensiuni mici), complexe și sisteme de avertizare cu privire la apariția unor situații periculoase (de urgență) și luarea de măsuri pentru eliminarea acestora.

Direcția externă, în asigurarea robotizării scufundărilor și a operațiunilor speciale offshore, inclusiv monitorizarea stării obiectelor potențial periculoase, precum și a operațiunilor de salvare de urgență. Include UAV-uri, BPS, MRS, AUV-uri, vehicule subacvatice fără pilot (BOPA), complexe și sisteme robotice marine.

Principalele sarcini ale dezvoltării roboticii marine sunt funcționale, tehnologice, de servicii și organizaționale.

Sarcini funcționale de perspectivă ale roboticii marine în cadrul activităților intra-nave:

monitorizarea stării mecanismelor și sistemelor, parametrii mediului intracompartimental;

efectuarea anumitor lucrări periculoase și mai ales periculoase în interiorul și în afara compartimentelor și spațiilor;

operațiuni tehnologice și de transport; asigurarea îndeplinirii funcțiilor echipajului în timpul perioadei de operare fără pilot a NC, a submarinului sau a aeronavelor;

avertizarea cu privire la apariția situațiilor de urgență și luarea măsurilor de eliminare a acestora.

Sarcini funcționale de perspectivă ale roboticii marine în cadrul funcționării la suprafața unui obiect, deasupra apei, sub apă și la fund:

monitorizarea și întreținerea NDT-urilor, submarinelor și ASO-urilor (inclusiv colectarea și transmiterea informațiilor privind starea ASU-urilor);

executarea operațiunilor tehnologice și furnizarea de cercetări științifice;

efectuarea de recunoaștere, observare și anumite operațiuni de luptă în mod independent;

deminarea, lucrul cu obiecte potențial periculoase;

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

Principalele sarcini tehnologice promițătoare în domeniul creării roboticii marine:

crearea de MPC-uri autonome modulare hibride cu modificare operațională a propriei structuri în diverse scopuri funcționale;

dezvoltarea de metode pentru controlul de grup al roboților și organizarea interacțiunii acestora;

crearea de sisteme de telecontrol cu ​​vizualizare volumetrică, inclusiv în timp real;

Managementul MRS utilizând tehnologiile informaționale și de rețea, inclusiv autodiagnosticarea și autoinstruirea;

Integrarea MRS în sisteme de nivel superior, inclusiv vehicule de livrare în zona de aplicare a acestora și asistență cuprinzătoare pentru operare;

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

Principalele sarcini de serviciu în operarea roboticii marine sunt:

dezvoltarea infrastructurii terestre și aeriene pentru dezvoltarea sprijinului și a însoțirii IFRS;

dezvoltarea de imitații situaționale și complexe de modelare și simulatoare, echipamente speciale și echipamente pentru instruire, întreținere și sprijin MRS;

asigurarea mentenanței și posibilitatea reciclării structurilor, instrumentelor și sistemelor echipamentelor.

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

dezvoltarea unui program țintă cuprinzător (CSP) pentru dezvoltarea roboticii marine (robotizarea MT);

crearea unui corp de lucru pentru fundamentarea și formarea robotizării KCP a MT, inclusiv planificarea evenimentelor, formarea unei liste de sarcini competitive, expertiză, selecția proiectelor propuse și soluții posibile;

efectuarea de măsuri de organizare, personal și sprijin material pentru testarea și operarea roboticii marine în flotă.

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

1) gradul de înlocuire a personalului instalației;

2) eficiența militar-economică (criteriul de eficiență - cost);

3) gradul de versatilitate (posibilitatea utilizării duble);

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

5) gradul de conformitate cu scopul funcțional (criteriul perfecțiunii tehnice, posibilitatea modernizării, modificării, îmbunătățirii și integrării în alte sisteme).

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

Unul dintre cele mai complexe și consumatoare de timp în dezvoltarea unui KPI este întocmirea unei liste de lucrări și diagrame pentru implementarea lor (catalogarea lucrărilor) pentru rezolvarea problemelor în care este necesar să se utilizeze un robot. mijloace tehnice... Fiecare operațiune tipică efectuată de forțele Marinei și de alte departamente interesate ar trebui prezentată sub forma unui algoritm sau a unui set de acțiuni sau scenarii tipice. Din setul de scenarii rezultate, cele care necesită utilizarea mijloacelor robotizate ar trebui izolate. Scenariile selectate (operațiuni individuale) ar trebui consolidate într-un singur registru completat de lucrări care implică utilizarea echipamentelor robotizate. Această listă ar trebui să aibă o structură ierarhică strictă, reflectă

gradul de importanță (prioritate) al acestor lucrări, informații despre frecvența sau repetarea implementării lor, estimări ale costurilor dezvoltării și fabricării instrumentelor robotizate pentru implementarea lor. Lista elaborată ar trebui să devină informația inițială pentru luarea deciziilor ulterioare privind dezvoltarea fondurilor necesare în cadrul PCC.

Teza deja binecunoscută are o semnificație conceptuală: multe sarcini importante ale flotei pot fi rezolvate cu succes dacă ne concentrăm pe utilizarea în grup a interacțiunilor roboților relativ ieftini, portabili, de dimensiuni mici, care nu necesită infrastructură avansată.

structură și înalt calificat personal de serviciu, în loc de un număr mai mic de mari, scumpe, care necesită transportatori speciali și chiar mai mult cu echipaj, subacvatic, de suprafață și aeronave.

Astfel, robotizarea tehnologiei marine este concepută pentru a scoate o persoană din zona cu risc ridicat, pentru a crește funcționalitatea, eficiența și productivitatea tehnologiei marine, precum și pentru a rezolva conflictul strategic dintre complicația și intensificarea proceselor de control și întreținere. de echipamente și capacități umane limitate.

BIBLIOGRAFIE

1. Alexandrov, M.N. Siguranța umană 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 SPbSTU, 2003. -S. 139-149.

3. Shubin, P.K. Îmbunătățirea siguranței instalațiilor navale bogate în energie prin intermediul roboticii. Probleme reale de protecție și securitate [Text] / P.K. Shubin // Robotică extremă. Tr. XIV All-Russia. științific și practic conf. -SPb.: ONG Materiale speciale, 2011. -T. 5. -C. 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 fără pilot în scopuri militare: Monografie [Text] / M.D. Ageev, L.A. Naumov, G.Yu. Illarionov [și alții]; Sub. ed.

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

6. Alekseev, Yu.K. Starea și perspectivele de dezvoltare ale roboticii subacvatice. Partea 1 [Text] / Yu.K. Alekseev, E.V. Makarov, V.F. Filaretov // Mecha-tronika. -2002. -Nu 2. -C. 16-26.

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

8. Baulin, V. Implementarea conceptului de „Război centrat în set” în marina SUA [Text] / V. Baulin,

A. Kondratiev // Străin recenzie militară... -2009. -Nu 6. -C. 61-67.

9. Doctrină 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. Cu privire la modalitățile de rezolvare a unor probleme strategice ale echipamentului militar [Text] /

B.A. Lopota și E.I. Yurevich // Întrebări despre tehnologia de apărare. Ser. 16. Mijloace tehnice de combatere a terorismului. -M., 2003. -Vp. 9-10. -CU. 7-9.

Lista de abrevieri.

Introducere.

1. Întrebări de terminologie și clasificare.

2. Contextul istoric.

2.1. Dezvoltarea RMN în străinătate.

2.2. Dezvoltarea RMN internă.

3. Caracteristici și perspective ale tehnologiilor aplicate.

3.1. Comunicare și interacțiune.

3.2. Navigare.

3.3. Mutatori.

4. Utilizarea RMN în scopuri militare.

5. Aplicarea RMN în operațiuni offshore.

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

7. Comunități de roboți care interacționează

8. Robotica marină + realitatea augmentată.

Concluzie.

Literatură.

Aplicații. Anexa 1. "Catalogul TNLA interne și străine". Anexa 2. „Catalogul AUV-urilor interne și străine”.

Lista de abrevieri.

AUV - vehicul subacvatic autonom fără pilot

TNPA - vehicul subacvatic fără pilot controlat de la distanță

INS - sistem de navigație inerțială

HANS - sistem de navigație hidroacustică

HANS DB - bază lungă HANS

HANS KB - bază scurtă HANS

HANS UKB - HANS cu bază ultrascurtă

NPA - vehicul subacvatic fără pilot

PPA - antena de recepție și transmisie

OPA - vehicul subacvatic cu echipaj

AR (realitate augmentată) - realitate augmentată

AUV (vehicul subacvatic autonom) - vehicul subacvatic autonom

ROV (vehicul acționat de la distanță) - un vehicul controlat de la distanță (în mișcare)

SAUV (vehicul subacvatic autonom) - AUV pe o baterie solară

UUV (Unmanned Underwater Vehicle) - vehicul subacvatic fără pilot

USV (Vehicul de suprafață fără pilot) - vehicul de suprafață fără pilot

UXV (Vehicul generic fără pilot) - un vehicul fără pilot din clasa generală (orice)

Introducere

Dacă ați pierdut un ac într-un fân în copilărie, îl veți găsi, cel mai bine, până când vă retrageți. 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 mai multe ori. Dacă nu a fost posibil să fie de acord cu furnicile, atunci studenții unei universități tehnice dornici de robotică pot fi atrași. Sunt destul de capabili să creeze un grup de dispozitive miniaturale echipate cu senzori magnetici care se pot mișca și interacționa între ei. Crearea de roboți capabili să interacționeze cel mai mult unul cu celălalt soluție eficientă sarcina stabilită - aceasta este o nouă direcție în dezvoltarea roboticii, numite „roboți de turmă”, ale căror apologeți promit o revoluție în rezolvarea multor sarcini care necesită multă muncă. Roboții de ambalare vor fi discutați în penultimul capitol al recenziei noastre. Apropo, dacă roboții de turmă sunt privați de capacitatea de a se mișca, atunci vom trece la altul, de asemenea promițător, dar precedându-i în timp, subiect științific și practic - la subiectul rețelelor de senzori fără fir.

Rezultate practice interesante au fost deja obținute în acest domeniu. Vom prezenta principiile de construcție și exemple de implementare a rețelelor în capitolul 6 al revizuirii.

Între timp, este timpul să ne amintim că recenzia noastră este dedicată aplicării roboticii în mod specific pe mare și nu pe uscat sau pe cer, adică trebuie să vă imaginați că găsiți un ac nu într-un fân, ci pe o plantație de alge, ceea ce va părea o sarcină mai laborioasă. În apă, Wi-Fi practic nu funcționează, propagarea undelor electromagnetice este extrem de dificilă, este dificil de utilizat un canal optic, adică problemele de comunicare, interacțiune, navigație, observare etc. dobândesc propriile lor specificități pur maritime. Al treilea capitol al revizuirii este dedicat particularităților implementării comunicării, interacțiunii, navigației, elicelor, senzorilor și manipulatorilor în roboții marini.

Sistemele robotizate moderne sunt utilizate în aproape toate domeniile ingineriei subacvatice. Cu toate acestea, principalele sfere ale aplicării lor sunt: ​​militare, lucrul la extracția și transportul combustibilului și materiilor prime, operațiunile de căutare și salvare și cercetarea oceanografică. Particularitățile utilizării lor în aceste domenii și exemple de aplicare a acestora pot fi găsite în 4 - 5 capitole ale recenziei. Este în aceste zone în anul trecut cele mai mari progrese s-au realizat în aplicarea noilor tehnologii de comunicare și navigație a vehiculelor subacvatice, echiparea cu noi senzori și manipulatoare, îmbunătățirea eficienței controlului și întreținerii. Anexa conține un catalog de TNLA și AUV moderne.

Deci, de ce nu vedem roboți în câmpurile țării care caută ace în fânuri? Pentru că nimeni nu le-a stabilit astfel de sarcini. Se pare că acele nu se mai pierd. Dar vorbind serios, stabilirea sarcinilor, dezvoltarea scenariilor pentru utilizarea roboticii în rezolvarea problemelor practice, inclusiv luarea în considerare a perspectivelor dezvoltării acestei direcții, este cea mai importantă sarcină organizațională. Nu este de mirare că, în planurile Pentagonului pentru anii următori, proiectelor de dezvoltare a conceptelor de utilizare a roboticii în armată li se acordă aceeași importanță ca și proiectele de dezvoltare a roboților înșiși. Mai mult, au prioritate, deoarece sunt capabili să dea un impuls și să determine direcția proiectării sistemelor robotizate. Vom prezenta propunerile noastre cu privire la această problemă și la alte probleme ale dezvoltării roboticii marine (RMN) în Rusia în concluzia acestei revizuiri.

Dezvoltarea adâncurilor Oceanului Mondial este o sarcină nu mai puțin dificilă și periculoasă decât dezvoltarea spațiul cosmic... Și chiar mai multă prioritate în ceea ce privește importanța economică și de mediu. În rezolvarea acestei probleme, robotica marină este concepută pentru a juca rolul nu doar al unui asistent uman, ci al unui participant cu drepturi depline, deoarece nu numai că ar trebui să facă adâncimile oceanului mai accesibile și mai sigure pentru oameni, ci și să asume cea mai mare parte a munca privind studiul și dezvoltarea lor.

1. Întrebări de terminologie și clasificare.

În domeniul roboticii marine, nu a fost încă dezvoltată nicio terminologie unitară general acceptată. Unii experți folosesc fraze în care cuvântul „robot” este cel de bază, de exemplu: roboți marini, robotică marină, complexe sau sisteme robotice etc. Alții tind să renunțe la termenul „robot”, subliniind fraze mai inteligibile din punct de vedere etimologic, de exemplu , „Vehicul subacvatic nelocuit” (NPA). În această recenzie, vom adera la terminologia care a apărut din lucrările lui MD Ageev și ale colegilor săi de la Institutul de probleme tehnologice marine din filiala Orientului Îndepărtat a Academiei de Științe din Rusia, pe care a condus-o din 1988 până în 2005, aducând tribut la contribuția lor la dezvoltarea roboticii marine domestice. Acestea sunt termeni precum „vehicul subacvatic fără pilot” (UUV), „vehicul subacvatic fără pilot controlat de la distanță” (ROV), „vehicul subacvatic autonom fără pilot” (AUV) și alți alții. În același timp, în text veți găsi și tot felul de termeni „robotici”, pentru a nu denatura ideile și concluziile autorilor care le-au folosit în lucrările lor. Oricum ar fi, nu vedem o mare contradicție aici, deoarece un UUV este doar un aparat care funcționează sub apă (sau la suprafața mării sau chiar deasupra suprafeței apei - o dronă marină) și un complex robotizat sau sistemul este deja o navă. suport și m. un sistem de balize de navigație, fără de care dispozitivul nu poate face pentru a-și îndeplini misiunea. Așadar, varietatea în terminologie, sperăm, nu va jenă pe nimeni. Totul ar trebui să fie clar din context.

De asemenea, nu există uniformitate în sursele străine pe această temă. Mai des decât altele, se folosește termenul ROV (vehicul comandat de la distanță) - un vehicul controlat de la distanță (în mișcare) sau în loc de vehicul - o navă, adică navă. De asemenea, sunt utilizate abrevieri precum UUV (Unmanned Underwater Vehicle) - un vehicul subacvatic fără pilot, USV (Unmanned Surface Vehicle) - un vehicul de suprafață fără pilot, UXV (Unmanned Generic Vehicle) - un vehicul fără pilot din clasa generală (orice), etc. interpretare slabă a acestor termeni, în special ROV. Există, de asemenea, alte, similare în semantică, termeni și abrevieri, pe care nu ne vom concentra acum. În orice caz, puteți utiliza întotdeauna secțiunea „Lista abrevierilor” din această recenzie.

Clasificare.

Clasificare în orice direcția științifică este o problemă conceptuală atât în ​​ceea ce privește interacțiunea specialiștilor, cât și în ceea ce privește dezvoltarea acestei direcții. Varietatea ABO-urilor create în lume face dificilă clasificarea lor riguros. Cu toate acestea, au fost propuse unele scheme de clasificare pe care se poate baza.

În primul rând, împărțirea vehiculelor subacvatice în cele cu echipaj și nelocuite - OPA și NPA este bine cunoscută. Vehiculele locuite pot fi hiperbarice și normobarice (o carcasă robustă protejează hidronauții de presiunea apei). Mai mult, aceste două subgrupuri sunt împărțite în autonome și legate.

Vehiculele fără pilot sunt împărțite în principal în telecomandă și autonome.

Cel mai adesea, masa, dimensiunile, autonomia, modul de mișcare, disponibilitatea flotabilității, adâncimea de lucru, schema de desfășurare, scopul, caracteristicile funcționale și de proiectare, costul și altele sunt utilizate ca semne de clasificare a RTK-urilor marine (NPA).

Clasificarea în funcție de greutate și dimensiuni:

• - micro-PA (PMA), greutate (uscată) - mini-PA, greutate 20–100 kg, interval de croazieră de la 0,5 la 4000 mile marine, adâncime operațională de până la 2000 m;
• - NPA 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;
• - acte juridice de reglementare medii, cu o 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 clasică (cilindrică, conică și sferică);
• - bionic (tipuri plutitoare și târâtoare);
• - forma planorului (avionului);
• - cu un panou solar pe partea superioară a carcasei (forme plate);
• - accesarea cu crawlere a NPA pe o bază urmărită;
• - serpentină.

Clasificarea RTK marină (NLA) după gradul de autonomie.

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

Autonomia mecanică implică absența oricărei conexiuni mecanice sub forma unui cablu, cablu sau furtun care conectează PA-ul cu vasul de transport sau cu stația de fund sau baza de coastă.

Autonomia energetică presupune prezența unei surse de energie la bordul PA sub formă de, de exemplu, baterii de stocare, pile de combustibil, un reactor nuclear, un motor cu ardere internă cu un ciclu de lucru închis etc.

Autonomia informațională a UUV presupune absența schimbului de informații între aparat și nava de transport, sau stația de fund sau baza de coastă. În același timp, UAV trebuie să aibă și un sistem de navigație inerțial autonom.

Clasificarea RTK maritim (NLA) în conformitate cu principiul informației pentru generația corespunzătoare de NLA.

RTK VN autonom (offshore) din prima generație funcționează în conformitate cu un program rigid neschimbabil predeterminat. OZN-urile controlate de la distanță (DU) din prima generație sunt controlate de o buclă deschisă. În aceste dispozitive cele mai simple, comenzile de control sunt trimise direct la sistemul de propulsie fără a utiliza feedback-uri automate.

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

AUV-urile din a treia generație vor avea elemente de inteligență artificială: capacitatea de a lua în mod independent decizii simple în cadrul unei sarcini comune care le-a fost atribuită; elemente de viziune artificială cu capacitatea de a recunoaște automat imagini simple; oportunitatea de auto-studiu elementar cu completarea propriei baze de cunoștințe. DUNPA din a treia generație sunt controlate de operator într-un mod interactiv. Sistemul de control de supraveghere presupune deja o anumită ierarhie, constând în nivelul superior, implementat în computerul navei gazdă, și nivelul inferior, implementat la bordul modulului subacvatic.

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

În funcție de tipul sistemului de propulsie Este posibil să se facă distincția între RV-urile cu un grup tradițional acționat de elice, RV-urile cu un sistem de propulsie bazat pe principii bionice, cu jeturi de apă și AUV - planorele cu un sistem de propulsie care utilizează o schimbare a tăieturii și flotabilității. La rândul lor, avioanele cu rotor cu elice sunt împărțite în electrice și electro-hidraulice. Caracteristicile diferitelor elice sunt discutate în secțiunea 3.3.

În plus, într-o serie de lucrări, NLA este împărțit în inspecție și lucrători. Acest lucru se aplică în primul rând TNLA. ROV-uri de inspecție înseamnă dispozitive ușoare și mijlocii concepute pentru inspecție, fotografie subacvatică, cercetare utilizând diferiți senzori și sub lucrători - grele, cântărind până la câteva tone, ROV-uri, concepute pentru a efectua lucrări folosind manipulatoare și diverse instrumente, precum și pentru ridicare marfă. Lucrarea conține următorul tabel de clasificare al TNLA.

Această clasificare nu reflectă noile tendințe din partea rețelelor de senzori fără contact („plancton inteligent”) și a roboților care se înalță, dar se pare că aceasta este o chestiune pentru viitorul apropiat. Când apar exemple de implementare a acestor tehnologii în proiecte reale offshore, atunci clasificarea se va putea adapta.

În această recenzie, acordăm o atenție egală TNLA și AUV. Fiecare dintre aceste tipuri de robotică marină are propriul său domeniu de aplicare specific, care este direct legat de avantajele și dezavantajele caracteristice fiecărui tip. Principalul avantaj al TNLA este că este conectat printr-un cablu la vasul de sprijin, adică furnizat energetic și informațional pe deplin. Poate funcționa sub apă atât timp cât doriți, poate fi controlat operativ de un operator la bordul navei de transport și poate transporta o sarcină mare - scule, manipulatoare puternice, echipamente de iluminat. De fapt, TNLA poate fi atribuit roboticii doar cu o întindere mare, mai degrabă, este un complex instrumental controlat de la distanță. TNLA efectuează cel mai mare volum de inspecție și lucrări de căutare, salvare, reparații și construcții. În același timp, atașarea rigidă la nava de transport este, de asemenea, principalul dezavantaj al TNLA, care nu le permite să îndeplinească funcții legate de funcționarea autonomă, de exemplu, recunoaștere sub acoperire, sabotaj, penetrare în spații în care un cablu extern ar deveni un obstacol. Da, și o rețea de senzori sau dispozitive mobile pentru lucru pe suprafețe mari nu poate fi construită din TNLA. Prin urmare, AUV are propriul său domeniu de activitate destul de extins. Din păcate, AUV are cel puțin două dezavantaje grave. Este vorba de comunicații subacvatice și o resursă de energie limitată, iar navigația subacvatică lasă mult de dorit. Lucrările științifice pentru rezolvarea acestor probleme se desfășoară destul de activ, care vor fi discutate în secțiunile relevante ale revizuirii și, dacă vor aduce rezultate practice, acest lucru va oferi un stimulent suplimentar puternic dezvoltării roboticii marine.

2. Contextul istoric.

2.1. Dezvoltarea RMN în străinătate.

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

Așadar, la începutul anilor '60, a fost creat un model foarte reușit al TNLA, care poate fi considerat prototipul tuturor vehiculelor subacvatice moderne legate. Dispozitivul a fost numit Vehicul de Cercetare Subacvatică Controlat prin Cablu (CURV) și avea un cadru tubular cu patru flotabilități asemănătoare unei torpile și o lungime totală de 3,3 m, lățime și înălțime de 1,2 m. Sistemul de propulsie consta din trei motoare de 10 CP. La bord erau: sonar și hidrofon, cameră TV și lămpi, precum și o cameră cu film de 35 mm. CURV a fost echipat cu un manipulator cu 7 funcții, cu un dispozitiv de prindere pentru a prinde obiecte cilindrice mari. Toate acționările, inclusiv motoarele, erau hidraulice. Adâncimea de scufundare a CURV a fost de 600 m. Ulterior, au fost create modificări ale CURV II și CURV III cu o adâncime de scufundare de până la 6000 m. CURV și modificările sale au ridicat sute de torpile de jos, au participat la căutare și salvare operațiuni. Una dintre astfel de operațiuni a constat în 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 la crearea vehiculelor subacvatice fără pilot, iar de la sfârșitul anilor 70 și mai ales în anii 80 Germania, Norvegia, Canada, Japonia, Olanda și Suedia s-au alăturat activ cursei. Și dacă inițial producția de NLA a fost finanțată de stat, iar utilizarea sa limitat în principal la sfera militară, atunci deja în anii 80, volumul principal al producției lor a început să cadă asupra companii comerciale, iar domeniul de aplicare s-a răspândit în domeniul afacerilor și științei. Acest lucru s-a datorat în primul rând dezvoltării intensive a câmpurilor de petrol și gaze offshore.

În anii 90, NPA a trecut de bariera de 6.000 m adâncime. Japonezul ROV JAMSTEC Kaiko a ajuns la o adâncime de 10.909 m în tranșeaua Mariana. Marina SUA a început să înlocuiască sistemele de salvare operate de pilot cu sisteme modulare bazate pe ROV fără pilot.

Apariția pe piață a unei largi varietăți de modele OZN a dus la o căutare activă pentru noi domenii de aplicare a acestora, iar acest lucru, la rândul său, a găsit un răspuns din partea dezvoltatorilor și producătorilor de OZN-uri. Un astfel de proces reciproc, care stimulează dezvoltarea acestei direcții, are loc acum. În prezent, există peste 500 de companii producătoare de ROV din cele mai multe tari diferite inclusiv chiar și Islanda, Iranul și Croația.

2.2. Dezvoltarea RMN internă.

În țara noastră, crearea de vehicule subacvatice fără pilot a început cam în aceiași ani ca și în străinătate. La Institutul de Oceanologie în 1963. a început dezvoltarea și în 1968. au apărut TNPA „CRAB” și „Manta 0.2”, echipate cu o cameră TV și manipulator.

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

• - Institute for Problems of Marine Technologies FEB RAS (IPMT FEB RAS);
• - Institutul de Oceanologie RAS numit după Shirshova;
• - MVTU im. Bauman;
• - Institutul de Mecanică, Universitatea de Stat din Moscova;
• - Institutul Central de Cercetare „Gidropribor”;
• - Institutul Politehnic din Leningrad;
• - Centrul de inginerie "Adâncime";
• - CJSC Intershelf-STM;
• - Centrul Științific de Stat „Yuzhmorgeologiya”;
• - LLC Indel-Partner;
• - Întreprinderea unitară de stat federal „OKB de tehnici oceanologice ale Academiei de Științe din Rusia”.

În prezent, OJSC "Tethys Pro" lucrează activ pe piața rusă, oferind consumatorilor ruși produse de la principalii producători străini, efectuând localizarea și asistența tehnică.

Institute for Problems of Marine Technologies FEB RAS a fost înființată în 1988. pe baza departamentului de mijloace tehnice subacvatice ale DVNT-urilor IAPU ale Academiei de Științe a URSS.

În momente diferite, institutul a creat AUV „Skat”, „Skat-geo”, „L-1”, „L-2”, „MT-88”, „Tiflonus”, „OKRO-6000”, „CR-01A "," Clavecin "," Pilgrim "de dimensiuni mici, AUV pe baterii solare (SANPA); Seria ROV "MAKS" (dispozitiv de dimensiuni mici, cu comunicație prin cablu). În total pentru perioada 1974-2010. au fost create peste 20 de vehicule subacvatice fără pilot în diverse scopuri.

Dispozitivele create la institut au fost utilizate în operațiuni de salvare, pentru a căuta obiecte scufundate, pentru a inspecta structurile subacvatice: conducte, suporturi de platforme și structuri de ancorare. O operațiune unică în Marea Sargasov de căutare și supraveghere a submarinului nuclear „K-219”, care s-a scufundat în 1987. la o adâncime de 5500 m, a fost prima operațiune din mare adânc din lume efectuată exclusiv de un vehicul subacvatic autonom fără pilot („L-2”). Complexul robotizat creat a fost folosit pentru a supraveghea zona scufundării submarinului nuclear „K-8” din Atlanticul de Nord și pentru a căuta un avion sud-coreean de pasageri în zona aproximativă. Sahalin. În 1989, unitatea L-2 a participat la operațiuni de căutare și salvare în Marea Norvegiei în zona accidentului submarin nuclear K-287 (Komsomolets).

În 1990. AUV "MT-88" a primit la San Diego (SUA) diploma internațională INTERVENȚIE / ROV "90 de gradul I pentru cea mai bună lucrare a anului și contribuția la progresul roboticii subacvatice mondiale.

La Institutul de Oceanologie Așa cum s-a menționat mai sus, au fost create primele serii TNLA interne „CRAB” și „Manta”.

În MVTU ei. Bauman cercetările privind crearea tehnologiei subacvatice au început la sfârșitul anilor 60 la departamentul SM-7. Până în prezent, departamentele „Ocean Engineering” și „Roboți și aparate subacvatice” formează specialiști în dezvoltarea vehiculelor subacvatice. În centrul de inginerie „Glubina”, împreună cu profesorii și studenții departamentului „Roboți și dispozitive subacvatice”, a fost creat un TNPA multifuncțional „Kalan”. Apropo, Centrul de inginerie "Adâncime" la începutul anilor '90, a dezvoltat o altă inspecție de dimensiuni mici TNLA „Belek”.

Institutul Central de Cercetare „Gidropribor” remarcat pentru dezvoltarea TPA-150, TPA-200 și Rapan TNLA. Cu toate acestea, în cursul funcționării în „Rapan” au fost relevate o serie de neajunsuri și utilizarea sa a fost întreruptă.

În 1990. compania din Leningrad ZAO a apărut pe piață „Intershelf-STM” cu propriile sale dezvoltări TNLA, care ulterior au fost echipate cu navele „Ecopatrol”. În 1998. această organizație, comandată de Exxon, a efectuat explorări pe scară largă a fundului mării ca parte a unui proiect de dezvoltare offshore de petrol și gaze.

Centrul Științific de Stat „Yuzhmorgeologiya” se bazează 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, au fost efectuate o serie de lucrări tehnice subacvatice: căutarea înmormântărilor de arme chimice și bacteriologice în Marea Baltică, inspecția conductelor de petrol, inspecția colectoarelor de evacuare facilități de tratamentși structurile de debarcader ale portului din Marea Neagră, lucrează la obiecte scufundate - "Amiralul Nakhimov" și APRK "Kursk", inspecția părții de coastă a conductei subacvatice "Blue Stream", căutarea și ridicarea cutiilor negre ale A- 320 de autobuze care s-au prăbușit lângă Sochi și o serie de alte lucrări.

Indel-Partner LLC, format în 2001. este bine cunoscut pentru clasa sa de inspecție miniatură și ieftină (3-7 mii de dolari) TNLA din seria GNOM și Obzor. Aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă pentru inspecții subacvatice, observarea peștilor și locuitorilor de fund, inspectarea navelor scufundate și căutarea diferitelor obiecte. GNOM-urile au fost achiziționate și operate cu succes de serviciile Ministerului RF pentru Situații de Urgență, Procuratura Generală a RF, Rosenergoatom, companiile mari de petrol și gaze, scafandri și scafandri.

FSUE „OKB de Inginerie Oceanologică a Academiei de Științe din Rusia”- un alt producător cunoscut de diverse echipamente subacvatice, în 2006. a dezvoltat și fabricat un ROV multifuncțional ROSUB 6000 de clasă de lucru cu adâncime de imersiune de până la 6000 m. Greutatea aparatului este de 2500 kg, sarcina utilă este de 150 kg.

JSC "Tethys Pro"... În 2010, forțele de salvare ale Flotei rusești din Marea Neagră au adoptat un nou vehicul subacvatic autonom fără pilot Obzor-600, creat de Companie rusă„Tethys-PRO”. Anterior, flota rusă folosea AUV-uri fabricate în Marea Britanie. Acestea sunt vehiculele Tiger și Pantera + fabricate de Seaeye Marine. Obzor-600 aparține clasei AUV-urilor mici și este capabil să funcționeze la adâncimi de până la 600 de metri. Dispozitivul cântărește 15 kilograme. „Obzor-600” este echipat cu manipulatoare, care permit confiscarea mărfii cu greutatea de până la 20 de kilograme. Datorită dimensiunilor sale reduse, AUV poate pătrunde sub apă structuri complexe sau înguste.

3. Caracteristici și perspective ale tehnologiilor aplicate.

3.1. Comunicare și interacțiune.

Evident, această secțiune se va concentra exclusiv pe comunicarea și interacțiunea vehiculelor subacvatice autonome (AUV), deoarece ROV-urile sunt conectate la vasul de sprijin prin cablu, iar dispozitivele de suprafață - prin radio. Datorită faptului că undele electromagnetice din apă se descompun rapid, comunicarea radio în intervalele HF și VHF este posibilă parțial doar la adâncimea periscopului. Roboții subacvatici solicitați să lucreze la adâncime nu sunt interesați. Cercetările efectuate în principal în interesul flotei militare de submarine au arătat că dintre câmpurile fizice cunoscute în natură, cele mai interesante pentru rezolvarea problemei comunicării cu obiecte subacvatice sunt:

• - unde acustice;
• - câmpurile electromagnetice din gama frecvențelor ultra-joase (ELF) și a frecvențelor extrem de joase (ELF), uneori sunt numite frecvențe extrem de joase (ELF);
• - unde seismice;
• - radiații optice (laser) (în gama albastru-verde);
• - fascicule de neutrini și câmpuri gravitaționale.

S-a decis că comunicarea de rezervă cu submarinele situate sub apă oriunde în oceanul lumii este cea mai realistă cu ajutorul antenelor care emit valuri foarte lungi. Mulți kilometri de antene au fost construiți în SUA, în regiunea Marilor Lacuri și aici, în Peninsula Kola.

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

Prin urmare, astăzi singura modalitate de a comunica cu suprafața sau cu alte vehicule subacvatice este comunicarea acustică în domeniul frecvenței joase. Un exemplu este modemul de transmisie / recepție acustică LinkQuest UWM 4000 pentru comunicații subacvatice de la LinkQuest.

Astăzi este unul dintre cele mai avansate și solicitate produse, datorită: unei scheme de modulație îmbunătățite pentru a îmbunătăți raportul semnal-zgomot; stabilizarea canalului de comunicare pentru combaterea reflexiilor multiple ale semnalului; codare corectare erori; adaptarea automată a ratei de transmisie pentru a face față schimbării mediului de zgomot din mediu.

Cu toate acestea, chiar și cu o astfel de viteză, este imposibil să transferați cantități semnificative de informații. Puteți trimite numai comenzi sau puteți schimba fișiere mici. Pentru a transfera o fotografie sau o imagine video sau pentru a transfera o serie de date acumulate în centrul de procesare, AUV trebuie să apară și să utilizeze comunicații radio sau prin satelit. Pentru aceasta, majoritatea dispozitivelor moderne (cu excepția senzorilor de rețea de fund specializați) au la bord facilitățile de comunicare necesare.

De exemplu, în AUV Gavia modulul de comunicații și control are următoarele capacități:

• - rețea locală fără fir
• (Wi-Fi IEEE 802.11g) interval de operare - 300 m (interval optim - 150 m);
• - comunicații prin satelit: Iridium;
• - sistem de comunicații hidroacustice pentru recepționarea mesajelor de stare a sistemului, interval - 1200 m;
• - Extragerea datelor: rețea locală cu fir (Ethernet) sau wireless local de calcul Wi-Fi.

Comunicare optică subacvatică.

În comparație cu aerul, apa este opacă pentru cea mai mare parte a spectrului electromagnetic, cu excepția intervalului vizibil. Mai mult, în cele mai pure 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 timp de transmisie datorită vitezei relativ reduse de propagare a sunetului în apă.

Oamenii de știință și inginerii de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) au dezvoltat un sistem de transmisie optică care se integrează cu un sistem de difuzoare existent. Această metodă va permite transmiterea datelor la viteze de până la 10-20 megabiți pe secundă pe o distanță de 100 de metri, utilizând o baterie de consum redus și un receptor și un transmițător ieftin. Invenția va permite vehiculelor subacvatice echipate cu toate dispozitivele necesare pentru aceasta să transmită mesaje instantanee și video la suprafața apei în timp real. Raportul companiei a fost prezentat pe 23 februarie 2010 la reuniunea Ocean Sciences din Portland (Portland Ore). Când nava merge la o astfel de adâncime, când sistemul optic nu mai funcționează, intervine acustica.

Materialul privind rezultatele testelor acestei tehnologii a apărut pe site-ul WHOI abia în iulie 2012. Se pare că creatorii au rezolvat atât de mult unele probleme comerciale sau de drepturi de autor. S-a raportat că lumina albastră a fost utilizată în modemul optic. alte unde luminoase se propagă mai puțin bine în apă, iar imaginile video au fost transmise de pe fundul mării în „aproape timp real” la o distanță de până la 200 de metri. De asemenea, s-a raportat că creatorii tehnologiei au format o alianță cu Sonardyne pentru a-și comercializa produsul, pe care îl numesc BlueComm.

Pentru referință, iată elementele de bază ale comunicării optice fără fir în aer.

Tehnologia opticii wireless (Free Space Optics - FSO) este cunoscută de multă vreme: primele experimente privind transmiterea datelor folosind dispozitive 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 de la AT Schindler, Jolt și SilCom au furnizat transmisii de date pe distanțe de până la 500 m și au folosit diode semiconductoare în infraroșu. Progresul unor astfel de sisteme a fost împiedicat în principal de lipsa unor surse de radiații fiabile, puternice și „cu foc rapid”.

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

Vitezele de date furnizate de sistemele FSO sunt aproximativ aceleași cu cele ale rețelelor cu fibră optică, deci sunt cele mai solicitate în aplicațiile de bandă largă de-a lungul ultimului kilometru. Sistemele optice fără fir utilizează domeniul infraroșu de la 400 la 1400 nm.

Ideologia construirii sistemelor optice fără fir se bazează pe faptul că un canal de comunicație optică simulează o bucată 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:

• bună securitate a canalului împotriva accesului neautorizat. Eliminarea neautorizată a informațiilor transmise este posibilă numai atunci când receptorul de semnal este plasat direct în fața transmițătorului, ceea ce duce inevitabil la întreruperi ale comunicării în 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 semnificative de informații 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 dispozitivele radio și modemurile închiriate, sistemele optice sunt imune la interferențe și zgomot electromagnetic; pentru a organiza un canal, nu este necesar să se obțină permise de frecvență, ceea ce reduce semnificativ costul și accelerează crearea unei rețele. Pentru utilizarea unor astfel de dispozitive, este suficient un certificat de igienă, iar în cazul utilizării lor în rețelele publice - și un certificat al sistemului „Electrosvyaz”.

Construcția tuturor sistemelor de transmisie în infraroșu este practic aceeași: acestea constau dintr-un modul de interfață, un modulator al unui emițător, sisteme optice ale unui transmițător și un receptor, un demodulator al unui receptor și o unitate de interfață a unui receptor. În funcție de tipul de emițătoare optice utilizate, se face distincția între sistemele cu diode cu infraroșu cu laser și semiconductoare, care au viteze și distanțe de transmisie diferite. Primele oferă o distanță de transmisie de până la 15 km la viteze de până la 155 Mbit / s (sisteme comerciale) sau până la 10 Gbit / s (sisteme experimentale). Trebuie remarcat faptul că odată cu înăsprirea cerințelor pentru calitatea canalului, domeniul de comunicații scade. Acestea din urmă oferă o rază de transmisie semnificativ mai mică, deși odată cu dezvoltarea tehnologiei, gama și viteza de comunicare cresc. ...

3.2. Mijloace de navigare.

Istoria navigației maritime se întoarce cu 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 munca de căutare, unde este necesară poziționarea precisă atât a obiectului de căutare la fundul mării, cât și a propriilor coordonate sub apă, sunt necesare metode de navigare fundamental diferite. În ciuda progreselor tehnologice, până de curând, în urmă cu jumătate de secol, mijloacele de navigație nu asigurau precizia de poziționare necesară sub apă. Din memoriile specialiștilor americani în 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 ar putea oferi o reintrare exactă a obiectului scufundat. Acestea și alte incidente similare au condus la cercetarea activă și dezvoltarea metodelor de poziționare hidroacustică. În viitor, apariția sistemelor de navigație prin satelit a sporit și mai mult posibilitățile de navigație pe mare.

În prezent, sistemele de navigație ale NPA includ:

• - sisteme de satelit;
• - hidroacustice;
• - 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 pozițiile relative ale diferitelor obiecte în spațiu, de a determina viteza și direcția de mișcare a obiectelor în timp real. Ținând cont de adăugiri de suprafețe largi, 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 UUV este scufundat sub apă, comunicarea cu satelitul este încheiată . Apoi, poziția UUV este determinată de metoda de calcul mort prin intermediul mijloacelor de navigație la bord (busolă, senzori de viteză, senzor de adâncime, giroscop) sau prin poziționare hidroacustică.

Sistem de navigație hidroacustică poziționarea (HANS) este un sistem format din mai multe balize hidroacustice staționare instalate pe fundul mării și o navă însoțitoare, un baliză de răspuns către UUV și o unitate de procesare a informațiilor. Cu toate acestea, sunt utilizate și alte metode de plasare a balizelor. În funcție de aceasta, se face distincția între HANS cu bază lungă (HANS DB), HANS cu bază scurtă (HANS KB), HANS cu bază ultracurtă (HANS UKB), combinațiile și combinațiile acestora cu navigația prin satelit.

HANS DB folosiți mai multe balize (transpondere) cu transceiver-uri acustice instalate pe ele. Aceste balize, situate în locații cu coordonate geografice cunoscute, emit unde sonore, permițând UUV-urilor să determine distanța până la ele. Pentru ca sistemul să funcționeze într-o zonă dată, trebuie utilizate cel puțin trei balize acustice. ABO face triangulație pentru a-și calcula propria poziție în raport cu acestea. Trei sau mai multe balize sunt folosite pentru a construi HANS DB, care sunt instalate permanent pe fundul mării, la o distanță de aproximativ 500 de metri una de cealaltă. Avantajele unor astfel de sisteme sunt precizia ridicată în determinarea coordonatelor (precizia submetrului), nicio influență asupra preciziei valurilor mării, adâncimea de utilizare nelimitată. Dezavantaje - necesitatea unei expoziții exacte de faruri pe fundul mării, necesitatea de a le ridica la finalul lucrării. Principala aplicație a HANS DB este munca pe termen lung privind cercetarea oricăror obiecte subacvatice, construcția și funcționarea platformelor petroliere și așezarea conductelor.

HANS UKB funcționează pe principiul determinării coordonatelor balizei - răspunsul prin distanță și unghi. Gama de funcționare a acestor sisteme atinge 4000 m. De obicei, când se lucrează până la 1000 m, precizia determinării coordonatelor nu este mai mică de 10 m. Acest lucru este suficient pentru a determina locația UUV, dar nu suficient pentru a efectua complexe subacvatice lucrări de foraj sau construcții.

Avantajele acestor sisteme includ costul și mobilitatea lor relativ reduse. Acestea pot fi utilizate pe aproape orice navă, până la o barcă de cauciuc, prin atașarea antenei de transmisie-recepție (PPA) la braț. Dezavantajele includ gradul ridicat de influență a pitchingului asupra preciziei și performanței sistemului.

Un exemplu de HANS UKB este HANS TrackLink 1500 al companiei americane LinkQuest, care este un sistem portabil portabil care poate funcționa cu orice tip de navă de transport și ambarcațiuni mici. Câteva zeci de elemente de transmisie și recepție sunt unite structural într-un singur corp, care poate fi coborât în ​​apă direct din vasul de transport. O astfel de construcție, pe de o parte, permite obținerea unei precizii ridicate de poziționare și, pe de altă parte, pentru a reduce greutatea și dimensiunile sistemului și timpul necesar pentru pregătirea acestuia pentru funcționare, ceea ce este important atunci când efectuați căutarea și salvarea operațiuni. Atunci când efectuați lucrări subacvatice care necesită poziționare de înaltă precizie, de exemplu, așezarea și inspectarea conductelor, construirea structurilor hidraulice și a platformelor petroliere etc., se recomandă fixarea permanentă a PPA pe un braț special pentru lansarea din lateral sau montarea unui braț retractabil în corpul navei. Această metodă de fixare asigură o poziție stabilă a PPA în raport cu vasul de transport, mai ales atunci când funcționează în valuri și curenți puternici.

Pentru instalarea pe obiecte subacvatice, HANS include diferite tipuri de balize cu transponder, unificate în ceea ce privește greutatea și dimensiunile și timpul de funcționare continuă. Balizele sunt alimentate din baterii încorporate sau din rețeaua de obiecte subacvatice de la bord. Utilizarea tehnologiei moderne în producția de baterii de putere asigură funcționarea pe termen lung a balizelor transponder în modul activ. În cazul unei absențe prelungite a semnalelor de solicitare de la PPA, baliza de răspuns comută automat în modul de așteptare pentru a economisi durata de viață a bateriei. Acest algoritm de funcționare oferă o descoperire lungă (până la câteva luni) a semnalizatorului transponder sub apă.

Toate semnalele de la PPA sunt procesate în unitatea de control și afișare a suprafeței, care este un computer staționar sau laptop. Spre deosebire de majoritatea sistemelor similare de pe piață, cablul de date PPA se conectează direct la portul serial al unui computer (laptop). Prelucrarea datelor matematice și grafice se realizează cu ajutorul unui software special. Ecranul monitorului afișează în timp real coordonatele actuale ale obiectelor subacvatice, parametrii și traiectoria mișcării lor față de nava purtătoare. Software-ul are capacitatea de a procesa și afișa suplimentar date din sistemul de navigație GPS și un senzor extern de ridicare. Aceste dispozitive sunt conectate la un laptop printr-un port serial sau o unitate de interfață.

Producătorul LinkQuest oferă o modificare specială a HANS TrackLink 1500LC pentru funcționarea cu vehicule subacvatice cu telecomandă miniaturală de tip SiBotix. Un astfel de sistem are o antenă sonar specială cu protecție împotriva zgomotului de la suprafață capabilă să funcționeze de la bărci mici sau bărci și un semnalizator de mici dimensiuni (greutate în apă mai mică de 200 g). Capacitățile tehnice ale sistemului fac posibilă poziționarea vehiculului subacvatic pe întreaga gamă de adâncimi de lucru.

Kitul HANS TrackLink 1500 include:

• antena hidroacustica cu cablu de 20 metri;
• semnalizator transponder (în funcție de tipul obiectului subacvatic) cu încărcător;
• laptop cu software instalat;
• cutie de transport;
• kit piese de schimb.

În plus, pot fi furnizate:

• până la 8 balize de răspuns;
• Sistem de navigare GPS (DGPS);
• senzor de rulare extern.

Sisteme de bază scurte (HANS KB) au mai multe hidrofoane distanțate unele de altele situate în partea inferioară a navei de transport. Unitatea de procesare, utilizând semnalele hidroacustice ale distanței semnalizatorului transponder, furnizează coordonatele obiectului subacvatic în timp real. Avantajele unui astfel de sistem sunt mobilitatea și precizia destul 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 de sisteme UKB mai simple și mai sofisticate.

În ultimii ani, un sistem hibrid fundamental nou a apărut pe piața sistemului de poziționare, care folosește principiile construirii tipului GANS DB și KB cu compararea simultană a coordonatelor utilizând semnale de la DGPS (GPS diferențial). Să luăm în considerare un astfel de sistem prin exemplu.

Sistem de poziționare hidroacustică "GIB"(din engleză GPS Intelligent Buoys) a companiei franceze „ACSA” este conceput pentru a determina coordonatele actuale ale obiectelor subacvatice cu o mare acuratețe. 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 utilizând sistemul de poziționare globală GPS sau GLONASS. Geamandura plutitoare este formată dintr-un receptor hidroacustic (hidrofon) și un receptor GPS. Un semnal sonar cu o anumită frecvență de semnal este instalat pe vehiculul subacvatic. Fiecare geamandură determină rulmentul și distanța până la baliza sonar utilizând un hidrofon. În același timp, în sincronizare strictă a timpului, valorilor primite li se atribuie coordonatele geografice curente ale geamandurii. Toate datele primite sunt transmise în timp real prin radio modem către un post de urmărire situat la bordul navei sau la uscat. Un software special, care utilizează procesare matematică, calculează coordonatele geografice reale ale unui obiect subacvatic, viteza și direcția mișcării acestuia. Toți parametrii inițiali și calculați sunt salvați pentru prelucrare ulterioară, în timp ce poziția și traiectoria mișcării unui obiect sau obiecte subacvatice, a navei purtătoare și a geamandurilor plutitoare sunt afișate pe ecranul monitorului postului de urmărire. Parametrii și traiectoriile mișcării pot fi afișate fie în coordonate relative, de exemplu, în raport cu nava de transport, fie în coordonate geografice absolute, reprezentate direct pe harta electronică a zonei de lucru subacvatic. La efectuarea lucrărilor de detectare și recuperare a fragmentelor de obiecte scufundate, hidrofoanele instalate pe geamanduri determină, de asemenea, rulmentul și distanța până la baliza hidroacustică, obiectul scufundat. Coordonatele și adâncimea balizei 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, de mare viteză un astfel de sistem este ideal pentru efectuarea operațiunilor de salvare și căutare. Un modul special, atașat acestui sistem, face posibilă găsirea semnalelor acustice de la cutiile negre ale avioanelor sau elicopterelor prăbușite și efectuarea ieșirii către scafandri sau vehicule subacvatice.

Ajutoare de navigație autonome la bord includ: senzori de navigație și zbor (gabarit de adâncime, busole magnetice și giroscopice, senzori de rulare și decupare, contoare de viteză relativă și absolută - decalaje de inducție și Doppler, senzori de viteză unghiulară) și un sistem de navigație inerțială (INS) bazat pe accelerometre și laser sau fibră giroscopuri optice. ANN măsoară deplasarea și accelerația UUV de-a lungul a trei axe și generează date pentru a determina coordonatele sale geografice, orientarea unghiulară, viteza liniară și unghiulară.

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

- Receptor DGPS cu recepție de corecții WAAS / EGNOS

- busolă cu inducție pe 3 axe, senzor de orientare 360 ​​°, senzori de accelerație

- ANN cu lag Doppler

- Sistem de navigație hidroacustică cu bază lungă și ultrascurtă.

Sistemul de la bord este un sistem inerțial doppler integrat format dintr-un sistem de navigație inerțială (INS) de înaltă precizie cu giroscop cu laser. INS este corectat de datele de întârziere Doppler, care măsoară viteza vehiculului peste sol sau în raport cu apa.

Utilizarea datelor jurnalului Doppler la înălțimea deasupra solului permite AUV să mențină adâncimile necesare pentru a efectua un SSS sau un sondaj fotografic. Un receptor DGPS este utilizat pentru a obține o poziție de suprafață. Sistemul de navigație hidroacustică asigură identificarea AUV cu un baliză de transponder instalată în raport cu antena de recepție-transmisie sau în raport cu balizele instalate în partea de jos care emit semnale în mediu.

În anii următori, în opinia noastră, apariția o nouă metodă de navigare bazată pe utilizarea tehnologiei de realitate augmentată. Mijloacele care implementează această metodă pot fi foarte eficiente în poziționarea AUV în spații închise, cum ar fi interiorul navelor scufundate, conducte, bazine, precum și în condiții de topografie dificilă a fundului, crăpături, fiorduri, port. Puteți citi despre această metodă în secțiunea 8. „Robotică marină + adăug. realitate".

Articol "20.07.2013. Dezvoltarea roboticii marine în Rusia și în străinătate" Puteți discuta la

Vehiculul subacvatic fără pilot rus „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 radio-controlat la expoziție. Unii cred că ideea de a crea roboți pentru păsările de apă a reapărut în Japonia la sfârșitul celui de-al doilea război mondial, dar de fapt utilizarea „torpilelor umane” a fost prea irațională și ineficientă.

După 1945, dezvoltarea vehiculelor navale cu telecomandă a mers în două direcții. V sfera civilă au apărut batiscafurile din adâncuri, care s-au dezvoltat ulterior în complexe de cercetare robotică. Și birourile de proiectare militară au încercat să creeze vehicule de suprafață și subacvatice pentru a efectua o gamă întreagă de misiuni de luptă. Drept urmare, în SUA și Rusia au fost create diverse vehicule de suprafață fără pilot (UAS) și vehicule subacvatice fără pilot (UUV).

În forțele navale americane, vehiculele navale nelocuite au început să fie utilizate imediat după al doilea război mondial. În 1946, în timpul testelor bombelor atomice de pe atolul Bikini, Marina SUA a colectat de la distanță probe de apă folosind bărci controlate radio. La sfârșitul anilor 1960, pe BNA au fost instalate echipamente de control de la distanță pentru măturarea minelor.

În 1994, Marina SUA a publicat Master Planul UUV, care prevedea utilizarea dispozitivelor pentru acțiunea împotriva minelor, colectarea informațiilor și sarcinile oceanografice în interesul flotei. În 2004 a fost publicat plan nou pe dronele subacvatice. Acesta a descris misiunile de recunoaștere, mină și război antisubmarin, oceanografie, comunicații și navigație, patrulare și protecție a bazelor navale.

Astăzi, US Navy clasifică UAV-urile și UAV-urile după dimensiune și aplicație. Acest lucru ne permite să împărțim toate vehiculele marine robotizate în patru clase (pentru mai multă comparație, vom aplica această gradație și roboților noștri marini).

Clasa X. Dispozitivele sunt mici (până la 3 m) UAV sau UUV, ceea ce ar trebui să susțină acțiunile grupurilor de forțe de operațiuni speciale (SSO). Aceștia pot efectua recunoașterea și pot sprijini acțiunile grupului de grevă navală (KUG).

Clasa Port. BNA sunt dezvoltate pe baza unei bărci standard de 7 metri cu un cadru rigid și sunt proiectate pentru a îndeplini sarcini de asigurare a securității maritime și de efectuare a recunoașterii. În plus, dispozitivul poate fi echipat cu diferite arme de foc sub formă de module de luptă. Viteza acestor ABV, de regulă, depășește 35 de noduri, iar autonomia de lucru este de aproximativ 12 ore.

Clasa Snorkeler. Este un BPA de șapte metri conceput pentru contramăsuri miniere, operațiuni antisubmarine, precum și pentru susținerea acțiunilor MTR-ului Marinei. Viteza subacvatică atinge 15 noduri, autonomie - până la 24 de ore.

Clasa Flotei. 1 Submarin de 1 metru cu corp rigid. Proiectat pentru acțiunea împotriva minelor, apărarea antisubmarină, precum și participarea la operațiuni navale. Viteza vehiculului variază de la 32 la 35 de noduri, autonomia fiind de până la 48 de ore.

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

CUSV (Navă comună de suprafață fără pilot). Barca fără pilot, aparținând clasei Fleet, a fost dezvoltată de Textron. Sarcinile sale vor include operațiuni de patrulare, recunoaștere și grevă. CUSV este similar cu o torpilă convențională: 11 metri lungime, 3,08 metri lățime și o viteză maximă de 28 de noduri. Poate fi controlat fie de un 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 modul economic - până la o săptămână.

ACTUV (Navă anti-submarină cu război continuu fără pilot). APU de 140 de tone Fleet Class este un trimaran autonom. Destinație - vânător de submarine. Capabil să accelereze până la 27 de noduri, autonomie 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 a participa la misiuni expediționale, 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 mai puțin de 20 kg și se mișcă cu o viteză de aproximativ 15 noduri.

REMUS (Unități de monitorizare a mediului la distanță). Singurul robot subacvatic din lume (Clasa X) care a luat parte la ostilități în timpul războiului irakian din 2003. BPA a fost dezvoltat pe baza aparatului de cercetare civilă Remus-100 al companiei Hydroid, o filială a companiei Kongsberg Maritime. Rezolvă sarcinile de efectuare a activităților de recunoaștere a minelor și de inspecție subacvatică în condiții de adâncime marină. REMUS este echipat cu un sonar cu scanare laterală cu rezoluție crescută (5x5 cm la o distanță de 50 m), jurnal Doppler, receptor GPS, precum și senzori de temperatură și conductivitate electrică. Greutate BPA - 30,8 kg, lungime - 1,3 m, adâncime de lucru - 150 m, autonomie - până la 22 de ore, viteză subacvatică - 4 noduri.

LDUUV (Vehicul submarin cu deplasare mare fără pilot). UAV de luptă de dimensiuni mari (Clasa Snorkeler). Conform conceptului comandamentului US Navy, UAV ar trebui să aibă o lungime de aproximativ 6 m, viteză subacvatică de până la 6 noduri la o adâncime de lucru de până la 250 m. Rezistența la navigație ar trebui să fie de cel puțin 70 de zile. UUV trebuie să efectueze misiuni de luptă și speciale în zone îndepărtate de mare (ocean). Armament LDUUV - patru torpile de 324 mm și senzori hidroacustici (până la 16). Atacul BPA ar trebui să fie utilizat din punctele de coastă, nave de suprafață, dintr-un lansator de silozuri (siloz) de submarine nucleare polivalente de tipul Virginia și Ohio. Cerințele pentru caracteristicile de greutate și dimensiune ale LDUUV au fost în mare parte determinate de dimensiunile silozului acestor bărci (diametru - 2,2 m, înălțime - 7 m).

Roboți marini ai Rusiei

Ministerul Apărării din Rusia extinde gama de utilizare a UUV-urilor și UUV-urilor pentru recunoașterea navală, lupta anti-nave și UUV, acțiunea împotriva minelor, lansarea coordonată a grupurilor UUV împotriva țintelor inamice critice, detectarea și distrugerea infrastructurii, cum ar fi cablurile de alimentare.

Marina rusă, ca și marina SUA, consideră ca prioritate integrarea UUV-urilor în submarinele nucleare și non-nucleare din a cincea generație. Astăzi, pentru Marina Rusă, sunt în curs de dezvoltare roboți marini în diverse scopuri și în părți ale flotei.

„Căutător”... Barcă robotică multifuncțională fără pilot (Clasa Fleet - conform clasificării americane). Dezvoltat de NPP AME (Sankt Petersburg), testele sunt acum în curs. Obiectele de suprafață submarine „Iskatel” ar trebui detectate și urmărite la o distanță de 5 km folosind un sistem de supraveghere optoelectronică, iar cele subacvatice - folosind echipamente sonare. Masa încărcăturii utile a ambarcațiunii este de până la 500 kg, iar autonomia este de până la 30 km.

„Mayevka”... Autopropulsat de distrugere a minelor (STIUM) controlat de la distanță (clasa Snorkeler). Dezvoltator - SA "Regiunea" Întreprinderii de Stat Științifice și de Producție. Scopul acestui UUV este de a căuta și detecta minele de ancorare, de jos și de jos prin intermediul sonarului încorporat cu vedere sectorială. Pe baza BPA, este în curs de dezvoltare noul BPA anti-mină „Alexandrite-ISPUM”.

"Clavecin"... BPA (Snorkeler Class), creat la CDB MT Rubin, în diverse modificări, a fost de mult timp în serviciu cu Marina Rusă. Acesta este utilizat în scopuri de cercetare și recunoaștere, pentru supravegherea și cartarea fundului mării și pentru căutarea obiectelor scufundate. „Clavecinul” arată ca o torpilă de aproximativ 6 m lungime și cântărind 2,5 tone. Adâncimea de imersiune este de 6 km. Bateriile reîncărcabile BPA îi permit să parcurgă o distanță de până la 300 km. Există o modificare numită „Harpsichord-2R-PM”, creată special pentru a controla zona de apă a Oceanului Arctic.

„Juno”... Un alt model de la JSC CDB MT Rubin. Drona robot (Clasa X) lungă de 2,9 m, cu o adâncime de scufundare de până la 1 km și o autonomie autonomă de 60 km. Lansată de pe nava „Juno” este destinată recunoașterii tactice în zona mării cea mai apropiată de „bordul de acasă”.

"Amuletă"... BPA (Clasa X) a fost, de asemenea, dezvoltat de JSC CDB MT Rubin. Lungimea robotului este de 1,6 m. Lista sarcinilor include efectuarea de operațiuni de căutare și cercetare a stării mediului subacvatic (temperatura, presiunea și viteza de propagare a sunetului). Adâncimea maximă de imersiune este de aproximativ 50 m, viteza maximă subacvatică este de 5,4 km / h, raza de acțiune a zonei de lucru este de până la 15 km.

„Obzor-600”... Forțele de salvare ale Flotei rusești de la Marea Neagră au adoptat BPA (Clasa X) creată de compania Tethys-PRO în 2011. Sarcina principală a robotului este recunoașterea fundului mării și a oricăror obiecte subacvatice. Obzor-600 este capabil să funcționeze la o adâncime de 600 m și o 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 sonar, care poate detecta obiecte subacvatice la o distanță de până la 100 m.

BPA în afara clasei, care nu are analogi în lume, necesită mai mult descriere detaliata... Până de curând, proiectul se numea „Status-6”. Poseidon este un UUV complet autonom, de fapt, un submarin nuclear rapid, de mare adâncime, de dimensiuni mici.

Alimentarea cu energie a sistemelor de la bord și a elicelor cu jet de apă este asigurată de un reactor nuclear cu lichid de răcire metalic (LMC) cu o capacitate de aproximativ 8 MW. Reactoarele cu combustibil metalic lichid au fost instalate pe submarinul K-27 (proiectul 645 ZhMT) și submarinele proiectelor 705 / 705K "Lira", care ar putea atinge o viteză subacvatică de 41 de noduri (76 km / h). Prin urmare, mulți experți cred că viteza scufundată a lui Poseidon se situează în intervalul de la 55 la 100 de noduri. În același timp, robotul, schimbându-și viteza într-o gamă largă, poate face trecerea la o distanță de 10.000 km la adâncimi de până la 1 km. Aceasta exclude detectarea acestuia de către sistemul anti-submarin hidroacustic SOSSUS desfășurat în oceane, care controlează abordările către coasta SUA.

Experții au calculat că Poseidon la o viteză de croazieră de 55 km / h nu putea fi detectat decât la o distanță de până la 3 km. Dar descoperirea este doar jumătate din bătălie, nici o torpilă existentă și promițătoare a forțelor navale din țările NATO nu va putea ajunge din urmă cu Poseidonul sub apă. Cea mai profundă și mai rapidă torpilă europeană, MU90 Hard Kill, lansată la o viteză de 90 km / h, va putea să o urmărească doar 10 km.

Și acestea sunt doar „flori”, iar „boabele” sunt un focos nuclear de clasă megaton pe care Poseidon îl poate purta. Un astfel de focos poate distruge o formație de portavioane (AUS), formată din trei portavioane de atac, trei duzini de nave de escortă și cinci submarine nucleare. Și dacă ajunge în apele unei mari baze navale, atunci tragedia din Pearl Harbor din decembrie 1941 va scădea la nivelul unei ușoare frici copilărești ...

Astăzi se pune întrebarea, câte Poseidoni pot exista pe submarinele nucleare ale proiectului 667BDR „Kalmar” și 667BDRM „Dolphin”, care sunt desemnate în cărțile de referință ca purtători de submarine pitice? Răspunsul este că este suficient ca portavioanele potențialului inamic să nu-și părăsească bazele de destinație.

Cei doi principali actori geopolitici - Statele Unite și Rusia - dezvoltă și produc din ce în ce mai multe UAV-uri și UUV-uri. Pe termen lung, acest lucru ar putea duce la o schimbare a doctrinelor de apărare navală și a tacticii operațiunilor navale. În timp ce roboții navali sunt dependenți de transportatori, nu ar trebui să se aștepte schimbări drastice, dar faptul că au făcut deja schimbări în echilibrul forțelor navale devine un fapt incontestabil.

Alexey Leonkov, expert militar al revistei „Arsenalul Patriei”