Технологии

09.02.2020

Павел Потапейко
Беларусь

Павел Потапейко

Кандидат исторических наук, переводчик, публицист

БЕСПИЛОТНИКИ В МОРЕ

БЕСПИЛОТНИКИ В МОРЕ
  • Участники дискуссии:

    1
    1
  • Последняя реплика:

    16 дней назад


Если беспилотники летательные и сухопутные давно и прочно на слуху, то о морских сообщают гораздо реже. Но у них тоже интересная история.

Первым о военных катерах-дронах писал гениальный Никола Тесла в книге «Мои изобретения» (1921). Он предрёк, что они совершат революцию в военном деле. И создал опытный экземпляр лодки-дрона длиной 1,8 м с электромотором, приёмником радиосигналов и осветительной системой. Она должна была загружаться динамитом и врезаться в неприятельское судно как торпеда-брандер. Но военное министерство США изобретение отвергло.

Но к беспилотным плавсредствам вернулись в годы Второй мировой. Немцы разработали радиоуправляемый брандер Ferngelenkte Sprengboote, но не успели применить. В Канаде работали над телеуправляемой торпедой Comox. Похожие готовились и в США.

Первое автономное подводное судно было разработано Лабораторией прикладной физики Вашингтонского университета в 1957 году (Стэн Мэрфи). Затем американцы создали «высокоскоростной маневренный минный трал» и ещё ряд моделей. А в середине 60-х – систему SOSUS (Sound Surveillance System – «Акустическая система наблюдения»), в которую вошло несколько подводных гидроакустических станций и передающих комплексов. А ее береговые посты со временем стали работать в полностью автоматическом режиме.

В 70-е автономные субмарины разрабатывал и Массачусетский технологический институт – ведущий центр многих передовых технологий в США. Радиоуправляемые лодки для разминирования строились также в Дании (Stanflex-3000), Японии (класс «Хацусима»), Швеции (Sam-II ACV), Великобритании (Rim), ФРГ и Франции. Велись и секретные проекты в СССР, о них стало известно лишь в 90-е.
 
В XXI веке в Америке развернулось производство беспилотных подлодок. В 2013 там начали использовать роботов для поиска подводных мин. К 2014 американский флот беспилотных субмарин достиг 65 единиц, решено увеличить до 150.
Беспилотные водные машины делятся на военные и гражданские. И те, и другие подразделяются на надводные и подводные, по мобильности – на стационарные и мобильные, а по способу управления – на полностью автономные и полуавтономные. Последние бывают телеуправляемые постоянно или время от времени (по кабелю или акустическому каналу). Автономные же могут иметь предварительно загруженную программу или бортовой искусственный интеллект с менее детальной постановкой задач.

Специалисты отмечают, что специфика подводных систем – затрудненность телеуправления и даже уточнения местоположения, поэтому для них важна автономность.

Среди надводных выделяются роботы-спасатели, задача которых – как можно скорее прибыть к терпящему бедствие и либо удержать его на поверхности до прибытия спасателей, либо доставить его к берегу или спасательному средству. Научные надводные и подводные беспилотники изучают океан. А у военных появились беспилотные поисковые катера, поисково-разведывательные устройства (прежде всего для разминирования), противолодочные, ударные (атакующие, фактически торпеды), дроны-мишени для обучения экипажей судов, и даже абордажные роботы.

Среди новейших трендов – подводные робокапсулы, способные транспортировать самые разные нужные в военных целях вещи – вплоть до ракет. Они могут пребывать под водой месяцами и даже годами, действуя также и на поверхности, и активируются по сигналу.

Существуют автономные необитаемые подводные аппараты (русскоязычная аббревиатура – АНПА, англоязычная – AUUV, Autonomous Unmanned Undersea Vehicle), телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (рус. ТНПА, англ. LDUUV, Large Displacement Unmanned Undersea Vehicle), автоматизированные донные станции (АДС), телеуправляемые системы обнаружения и уничтожения мин (RMS, Remote Mine-Hunting System), беспилотные средства обеспечения безопасности порта (UHSV, Unmanned Harbor Security Vehicle), и т.д. Телеуправляемые аппараты различного назначения можно обобщенно назвать ROV (Remotely Operated Vehicle).

В американских ВМС военные морские беспилотники подразделяют на 4 класса.
 
Первый – переносимые человеком (man-portable vehicle class): 25-100 фунтов весом, действуют от 10 до 20 часов, запускаются вручную (например, Mk 18 Mod 1 Swordfish).
Второй – лёгкие (lightweight): до 500 фунтов весом, продолжительность работы 20-40 часов, запускаются с борта судна специальной системой (к примеру, Mk 18 Mod 2 Kingfish).
Третий – тяжёлые (heavyweight): до 3 тыс. фунтов, работают от 40 до 80 часов, запуск с подлодки. Наконец, четвёртый класс – крупные (large vehicle class): до 10 тонн, запускаются как с подлодок, так и с надводных судов.



До недавнего времени водные беспилотники использовались в очень ограниченном диапазоне. Но в связи со всплеском технологий возможности стремительно расширяются.

Например, газовики-нефтяники с их помощью изучают морское дно перед установкой буровых платформ, трубопроводов и прочей инфраструктуры, применяют их для её последующего инспектирования. Учёные получили новые возможности познания океанских глубин и дна. Сенсоры таких машин способны на исследования самых разных аспектов.
 

Водные беспилотники помогают эффективно вести поиск упавших в океан самолетов – например, их задействовали в розыске обломков малайзийского «боинга», сбитого в 2014-м. Появляются и любительские образцы – это хобби становится все популярнее в США, конкурируя с запуском летающих дронов. И уже появились сообщения о попытках применения их… в наркотрафике!
 

На Западе водные беспилотники разрабатывает и выпускает на рынок ряд компаний. Ведущие – норвежская Kongsberg Maritime, американская Bluefin Robotics, немецкая Atlas Elektronik. Kongsberg выпустила такие модели, как REMUS 100, REMUS 600-S, REMUS 3000, REMUS 6000, REMUS SharkCam. А в апреле 2016-го компания Eelume в партнерстве с ней и с нефтедобывающей Statoil представила управляемого по кабелю «робо-угря», который будет обслуживать и проверять подводное оборудование.

Американская Aquabotix вышла на рынок с такими водными роботами, как Endura, Hybrid ARV и HydroView PRO. Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты активно производят Deep Ocean Engineering из Калифорнии и Oceaneering International из Хьюстона, Техас. Из Хьюстона же нефтедобывающая Forum Energy Technology, разрабатывающая и производящая самое разное оборудование, связанное с отраслью, включая и водные беспилотники. Fathom из Массачусетса готовит мощный подводный телеуправляемый дрон. В этом же штате базируется еще один крупный разработчик водных беспилотников – компания Teledyne Webb Research.
 

Лидером на мировом рынке мини-телеуправляемых подводных аппаратов (в целом продаётся 200-300 штук в год) является основанная в 1999 в Пенсильвании VideoRay LLC. С той поры к июлю 2018 года она продала свыше 3 тыс. своих аппаратов по цене от $5 тыс. до 50 тыс. Ее подводные беспилотники управляются с пульта размером с чемодан, от которого к дрону идет медный или фиброоптический провод. Могут погружаться на глубину от 76 до 1000 м.
 

Назначение – самое разное: научные исследования, следственные действия, спасательные миссии, обеспечение безопасности порта, инспекция дамб и платформ, спуск к затонувшим кораблям, нефте- и газоразведка и просто рыбалка и развлекательные погружения. Её аппараты вели подлёдные исследования в антарктических водах, Пёрл-Харборе, изучали объекты майя в прибрежных водах Юкатана и озеро Лох-Несс в поисках Несси, вели съёмки для National Geographic. Они снабжены сонаром, сканером, манипуляторами, камерами, навигатором и т.д.

Среди заказчиков – американский ВМФ, миграционные органы, таможня, полиция Нью-Йорка, береговая гвардия и многие другие. Причём клиенты не только в Штатах – в 33 странах мира. Но производство и ремонт – исключительно в Пенсильвании. Компания в 2012 была удостоена премии Торговой палаты Поттстауна, Пенсильвания, в области экономического развития именно за разработку подводных беспилотников и вклад в рост производства в штате. А в мае 2018 года Филадельфийский центр мировой торговли провозгласил ее Компанией года за лидерство в своей области. Кстати, она является одним из ведущих членов NDIA (Национальной ассоциации оборонной индустрии).

Американский проект OpenROV разрабатывает миниатюрную и недорогую по стоимости дистанционно управляемую подводную лодку в исследовательских и образовательных целях. Ее модель Trident («Трезубец») – с тремя двигателями, подключаемым к бую с Wi-Fi тросом, бортовой цифровой камерой, светодиодами и т.п. Первым покупателям субмарина-беспилотник в 2016 предлагалась всего за $600.



Водными беспилотниками занимаются и такие киты, как «Боинг» и «Локхид Мартин». Второй уже более 10 лет разрабатывает автономную систему поиска подводных мин, основанную на многоцелевом аппарате RMMV. Но в августе 2016-го появились сообщения, что она провалила испытания, поскольку слишком часто выходила из строя. Хотя с другой стороны, находила мины быстрее, чем требовалось по заданию. В сенате раздались требования закрыть проект. Альтернатива – принятые на 5-й флот надводные роботы-тральщики компании Textron и подводные Swordfish и Kingfish от AUVAC.

Подводные беспилотники разрабатываются и в Евросоюзе. Британский национальный океанографический центр совместно с примерно двумя десятками партнеров из разных стран ЕС готовит глубоководного робота BRIDGES Glider для мониторинга экологического состояния океана в рамках европейской программы Horizon 2020. За основу взят Sea Explorer от французской фирмы Alcen. Он должен быть готов автономно функционировать до 3 месяцев на глубине до 5 тыс. м.

Британская же FMC Technologies Schilling Robotics ведет разработку трех автономных подводных аппаратов для работ на глубине до 3 тыс. м, оснащенных гидролокаторами бокового обзора, системами динамического позиционирования, камерами высокого разрешения и прочими гаджетами и девайсами. Компания уже выпустила на рынок ряд моделей телеуправляемых подводных беспилотников.

Французская ECA Group создала более двух десятков как подводных, так и надводных моделей беспилотников, включая и системы разминирования.

Немецкий исследовательский центр искусственного интеллекта DFKI, имеющий отделения в Берлине, Бремене и ряде других городов Германии и являющийся одним из крупнейших НИИ в области инновационных технологий на основе искусственного интеллекта (финансируется государством и бизнесом), в июне 2016-го провел испытания подводного аппарата Leng для исследований… спутника Юпитера! На счету института также ряд других подводных беспилотников: FlatFish, Dragon, Yemo…

К числу мировых лидеров в области водных беспилотников среди европейских компаний относятся Lighthouse SpA (г.Болонья, Италия), Saab Seaeye Ltd. («дочка» фирмы «Сааб», Швеция), итальянская нефтяная компания Saipem и др.

Заметна в отрасли и канадская Nautilus Minerals из Ванкувера, специализирующаяся на разработке тяжелых подводных роботов для горнодобывающих работ на морском дне. В планах добыча золота с их помощью в гидротермальных источниках.



В ЕАЭС

В силу того, что в евразийской интеграции, кроме России, участвуют страны, не имеющие выхода к морю, разработки водных беспилотников в ее рамках идут только в Российской Федерации.

В числе лидеров отрасли – Дальний Восток. Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН создал ряд автономных подводных аппаратов различных типов – «Скат-Гео», «Клавесин-1Р», «Платформа», «Пилигрим», «Л-2» и др. Однако их выпуск осуществлялся фактически поштучно.

С 2014 идёт работа над проектом «Телекоммуникационные системы мониторинга и управления для автономных подводных роботов» совместно с Томским политехническим университетом. В его рамках разрабатываются аппаратно-программные комплексы для нового поколения АНПА (в ТПУ создаются приборы для подводных исследований, решаются задачи увеличения скорости передачи информации под водой, улучшения обработки изображений, поиска и распознавания подводных объектов, определения состава воды на глубинах).

В Дальневосточном федеральном университете работают над созданием подводного аппарата для Арктики. Он будет снабжен контрольно-измерительным комплексом для мониторинга состояния окружающей среды в районе разведочных скважин на шельфе арктических морей на глубинах от 20 до 300 м.

В 2017 году команда ДВФУ и Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН заняла второе место на ХХ международных соревнованиях неуправляемых подводных аппаратов RoboSub-2017 в Сан-Диего (Калифорния). В нем приняли участие команды из 44 технических вузов США, Индии, Канады, Китая, Пуэрто-Рико, Сингапура, Таиланда и Японии.
 

Этот неофициальный чемпионат мира проходил на базе Центра космических и военно-морских систем США. Темой соревнований стал роман Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Роботам предстояло выполнить миссию «Наутилуса»: собрать жемчуг, пройти через препятствия, спасти моряков от водоворота и сразиться с гигантским кальмаром.
 

В российскую команду входили научные сотрудники, аспиранты и студенты, она представила робота «Юниор», который в марте выиграл открытый Чемпионат Азии по подводной робототехнике Singapore AUV Challenge (SAUVC). «Юниору» обновили гидроакустику, электронику, улучшили компьютерное зрение, установили более мощный чип для обработки сигналов и Wi-Fi. Он стал лучше ориентироваться под водой. От победителя – Корнеллского университета (США) – российскую команду отделяли всего 300 очков.



Подводная робототехника является одним из приоритетных направлений ДВФУ, ее гордостью. В этой области университет обладает международным авторитетом, который подтверждают успешные выступления студентов и аспирантов на международных соревнованиях.

С 2012 года команда ДВФУ ежегодно становится призером в классе автономных роботов на всемирных турнирах RoboSub и азиатских чемпионатах Singapore AUV Challenge. Университет включил робототехнику в учебный план, создает условия для вовлечения в проекты в этой области молодежи вплоть до школьников.

ООО «Индэл-Партнер», созданное в 2001, завершило разработку подводного аппарата «ГНОМ», начатое в 1994 г. под руководством замдиректора Института океанологии РАН (Москва) Льва Утякова (1934-2002) и продолженное сооснователем фирмы Борисом Розманом (бывшим завлабом института). Создан «ГНОМ» в первоначальном виде ещё в 1999, но дорабатывался.



Это спускаемый с судна на кабеле небольшой робот с видеокамерой в алюминиевом корпусе, светодиодными осветителями, кабелями электропитания и передачи команд оператора. Управление идет через джойстик, сигнал с камеры поступает на видеофон. Кабель (тонкий – всего 2-3 мм в диаметре) намотан на катушку в конструкции аппарата, это позволяет экономить энергию при разматывании, которую приходится тратить, если катушка устанавливается на судне.
 
«ГНОМ» – первый и до сих пор единственный в мире «персональный» подводный робот, не требующий дополнительных устройств: его можно возить с собой как ручную кладь.
В отличие от зарубежных моделей, у него в 3-5 раз ниже потребление энергии (от встроенной в пульт управления батареи), а скорость не уступает. Погружение – до 150 м. Вся аппаратура, включая видеомонитор и цифровое устройство записи, умещается в двух кейсах и весит не более 25 кг.

«ГНОМ» закуплен и эксплуатируется МЧС и Генпрокуратурой РФ, «Росэнергоатомом», крупными нефте- и газовыми компаниями, да и просто богатыми дайверами, его используют для обследования плотин, трубопроводов и затонувших кораблей, на рыбоводческих фермах.
 

Причём оценили не только в России – за 18 лет приобрёл ряд университетов и компаний стран ЕС (от Франции и Германии до Италии и Испании), Индии, Норвегии, Хорватии, Чили и даже продвинутых в этом деле США! «ГНОМ» можно видеть в океанариуме Монако. Стоит он $5 тыс. за штуку. Выручка от его продажи только за 2013 год – 40 млн. рублей.
 

Крупным российским производителем водных беспилотников выступает компания «Ровбилдер» (ООО «Подводно-технический центр “Ровбилдер”», Rovbuilder) во главе с Дмитрием Шеховцовым, ранее работавшим в Институте океанологии и «Индэл-Партнер». Её аппараты тоже небольшие – весом до 50 кг. Продано (в основном за рубеж) свыше 100 единиц. На счету выигранный тендер «Госакваспаса», к примеру.

ОАО «Тетис Про», входящее в группу компаний «Тетис» и созданное ещё в 1991 году, специализируется на разработке и производстве подводной техники, поставках полного спектра водолазного снаряжения и оборудования для выполнения подводных работ в широком диапазоне глубин. Создан телеуправляемый подводный «Марлин-350» – лёгкого класса, в целях мониторинга охраняемой акватории.



Под брендом «Рубин» приступила к работе лаборатория на базе ЦКБ МТ «Рубин», созданная в сентябре 2017 в Санкт-Петербурге. Заявлено, что будет заниматься разработкой технологий роботизированных необитаемых комплексов для проведения исследований в глубоководных районах Мирового океана. В состав разрабатываемого комплекса кроме глубоководного аппарата, способного работать автономно, войдут донная станция связи и навигации и оборудование для судов сопровождения. Будет ориентироваться на Минобороны и добывающие компании, ведущие работы в Арктике.

Лаборатория подводной робототехники «The Whale» («Кит»), созданная в 2000 году в Волгограде Михаилом Локтионовым (тоже раньше работавшим в «Индэл-Партнер»), разработала телеуправляемый подводный «Моби Дик», способный погружаться на 12 км. Правда, производит лишь штучные экземпляры под заказ.

Подводных роботов разрабатывает и НПО «Аврора», готовясь снабдить их гидролокатором бокового обзора, гидроакустикой, измерителем скорости звука, разными датчиками. Особенность – очень ёмкие аккумуляторы. Назначение – разведка. Связь с командным пунктом будет осуществляться на расстоянии до 3,5 км, причём бесшумно.

К разработкам и производству приступили в России также компания Hydrobot-X, «Гидроприбор», МГТУ им. Баумана, НПП ПТ «Океанос» и ряд других. Российские производители часто выпускают единичные экземпляры под конкретный заказ. Критики пишут об отставании от США, но американские эксперты отмечают скорость изменения ситуации и имеющиеся у России наработки. Внимание привлекают её успехи на международных соревнованиях. Не прошла незамеченной и выставка Skolkovo Robotics 2017, где появились и подводные роботы.



Активизация этой деятельности связана с тем, что в 2015 году было завершено координировавшееся Минпромторгом создание дорожной карты MariNet по развитию беспилотного морского транспорта в России. Основные направления развития отрасли в стране – цифровая навигация, инновации в судостроении, освоение ресурсов океана.

Спустя год, осенью 2016-го, Минобороны было объявлено о работе над подводной системой гидроакустического слежения «Гармония» именно на базе роботизированных комплексов. Её задача – обнаружение судов, субмарин и даже низколетящих самолётов и вертолётов в различных районах Мирового океана. Цех по производству – в Североморске.

В конце 2016 года объявлено о готовности к развертыванию новой системы подводной навигации и связи «Позиционер», также базирующейся на подводных беспилотниках. А кроме того, на использовании гидроакустических буев – подводных, плавающих, вмораживаемых в лёд. Эти буи взаимодействуют с системой ГЛОНАСС. Таков ответ ведущимся американцами разработкам программы Poseidon, о которой речь дальше.
 
Тогда же на американском ресурсе fanaticalfuturist.com появилась статья футуролога Мэтью Гриффина, который, сославшись на «утечку из российских новостей» (!?!), сообщил, что Россия провела испытания беспилотной ядерной подлодки у восточного побережья США!
По его мнению, это лишний раз доказывает «агрессивный характер программы модернизации стратегических ядерных сил России». Пентагон комментировать отказался, но некий тамошний «источник, пожелавший остаться анонимным», заявил: «Очень сложно считать Россию заслуживающей доверия стороной, когда она занимается такими вещами».

При этом сотрудники оборонного ведомства не владели конкретными данными. В США серьезно отнеслись к провозглашению Москвой летом 2016 года новой военно-морской стратегии, включающей и беспилотные подлодки. Американские военные эксперты называют и СССР, и Россию инноваторами в области подводных систем и вооружений, создавшими, например, одни из самых совершенных типов торпед. Некоторые из них считают, что Россия – единственная, кто разрабатывает атакующие подводные беспилотники, утверждает М.Гриффин.

В июле 2018 года на Главном военно-морском параде РФ в Санкт-Петербурге была представлена новинка – первый роботизированный безэкипажный катер. Он создан на основе базового тральщика нового поколения от проекта 12700 «Александр Обухов», принятого на флот в 2016 в целях противоминной обороны. У тральщика самый большой в мире корпус из монолитного стеклопластика, создаваемого сложнейшим методом вакуумной инфузии. Такой материал позволяет снизить вес и продлить срок службы судна. Длина беспилотника – 61 м, ширина – 10 м, скорость – до 16,5 узлов (ок. 30 км/ч).
 
Продолжение следует 


Подписаться на RSS рассылку
Наверх
В начало дискуссии

Еще по теме

Павел Потапейко
Беларусь

Павел Потапейко

Кандидат исторических наук, переводчик, публицист

БЕСПИЛОТНИКИ В МОРЕ (Часть 2)

Ключ на старт!

Как запускают космические телескопы

Александр Попов
Беларусь

Александр Попов

Врач

Шестой технологический уклад. Территории и смыслы

Павел Потапейко
Беларусь

Павел Потапейко

Кандидат исторических наук, переводчик, публицист

На пороге технологической революции — 2

10 самых влиятельных технологий

Председатель – мы с тобой!

Только абсолютно альтернативно одарённый может такое предположить. Это бывшая однокомнатная, переделанная в студию квартирка, там от хозяина никакой такой "друг" никуда не спрячетс

Ценный свидетель (Часть 6)

Вы уже даже своим российским историкам не верите... :)

Мое открытие и закрытие Америки

"все иммигранты, которые приехали сюда в конце 80-х — начале 90-х из СССР, «в едином порыве» как мантру «поют песню» о том, какими «великими и значимыми» они были когда-то там, на

Все начиналось с русской торговли: почему Рижский порт переживает кризис

Да, "Латыш Иоганн Штейнгауэр"  - это как-то не по-латышски. 

Экономическая суть коронавируса: почему Китай?

Только ленивый может не знать, что США серьезно занялись сдерживанием и разрушением Китая любыми средствами. Так что я не удивлюсь, если установят, что коронавирус имеет американск

Мы используем cookies-файлы, чтобы улучшить работу сайта и Ваше взаимодействие с ним. Если Вы продолжаете использовать этот сайт, вы даете IMHOCLUB разрешение на сбор и хранение cookies-файлов на вашем устройстве.