Статья

Название статьи РАЗРАБОТКА АВТОНОМНЫХ НЕОБИТАЕМЫХ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ КЛАССА МИКРО С ФУНКЦИЕЙ ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
Автор В.Ю. Занин, И.В. Кожемякин, Ю.П. Потехин, И.А. Путинцев, В.А. Рыжов, Н.Н. Семенов, М.Н. Чемоданов
Рубрика РАЗДЕЛ II. МОРСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА
Месяц, год 01-02, 2017
Индекс УДК 551.46.077:529.584
DOI
Аннотация Приведены результаты работ, выполненных Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом, в рамках инициативной тематики, связанной с комплексными исследованиями в обеспечение создания мультиагентной сенсорно-коммуникационной сети на основе морских роботизированных платформ (МРП). К МРП отнесены следующие автономные необитаемые транспортные/измерительные/ коммуникационные/обеспечивающие платформы: подводные глайдеры, буи и зонды переменной плавучести, волновые глайдеры, донные и ледовые коммуникационные станции, док-станции мобильных подводных необитаемых объектов, автономные необитаемые подвод-ные аппараты, беспилотные надводные суда. Перечисленные МРП в совокупности образу-ют комплекс робототехнических средств – эффективных элементов морской мультиагентной сенсорно-коммуникационной сети. В контексте указанных работ рассматривается создание автономного необитаемого подводного аппарата класса микро (АНПА-М), к которому предъявляются требования высокой маневренности, наличия модульной архитектуры и поддержки функций группового управления. Статья отражает основные эта-пы создания аппарата: разработку концепции, моделирование, проектирование и построй-ку. В рамках концепции «бюджетного» мелосерийного аппарата проработаны функциональные системы/модули АНПА-М с учетом доступности оборудования и комплектующих (по требуемым техническим характеристикам и их стоимости). Определен внешний облик АНПА-М, позволяющий выполнить компоновку всех необходимых систем, узлов и механизмов аппарата в минимальных габаритах. Для выбранного внешнего облика и проектных габаритов аппарата выполнен анализ гидродинамических и прочностных характеристик. Обтекание аппарата в вязкой жидкости моделировалось с использованием пакета OpenFoam. Для оценки мореходных и эксплуатационных качеств проведено исследование динамических свойств аппарата путем имитационного моделирования основных эксплуатационных режимов плавания с использованием пакета Ship Dynamics. Моделирование прочностных характеристик сухих модулей аппарата выполнено в пакете Ansys. Рабочее проектирование аппарата (систем, узлов и механизмов) осуществлено в САПР SolidWorks. В рамках проекта разработана программно-аппаратная архитектура информационной системы аппарата, а также модель взаимодействия аппарата с волновым глайдером и постом берегового управления. Результатами работ являются два натурных экспериментальных образца АНПА-М, предназначенных для работы в группе совместно с волновым глайдером, выполняющим функции ретранслятора сигналов через границу раздела сред вода-воздух. По итогам работ определены пути дальнейших исследований по рассматриваемой тематике.

Скачать в PDF

Ключевые слова Морская мультиагентная сенсорно-коммуникационная сеть; морская роботизированная платформа; автономный необитаемый подводный аппарат класса микро; волновой глайдер-ретранслятор; групповые миссии.
Библиографический список 1. Исследования в обеспечение создания информационно-измерительной системы на основе необитаемых подводных аппаратов типа «глайдер». Отчеты по 1,2,3 этапам НИР, НИЧ СПбГМТУ, № гос. рег. 01201280856, 2012-2014.
2. Экспериментальные исследования в обеспечение создания автономного необитаемого аппарата типа волновой глайдер. Отчет по НИР, НИЧ СПбГМТУ, 2015.
3. Кожемякин И.В., Рождественский К.В., Рыжов В.А. Волновой глайдер, как элемент морской глобальной информационно-измерительной системы // Материалы Десятой научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». – Та-ганрог: Изд-во ЮФУ, 2015. – С. 101-112.
4. Кожемякин И.В., Рождественский К.В., Рыжов В.А. Разработка технической платформы глобальной морской информационно-измерительной системы на основе автономных необитаемых аппаратов типа глайдер // Российские инновационные технологии для освоения углеводородных ресурсов континентального шельфа. – 2016. – C. 91-108.
5. CoCoRo Project (Collective Cognitive Robots). – URL: http://cocoro.uni-graz.at/drupal/ (дата обращения: 20.01.2017).
6. Hydromea Project. – URL: http://www.hydromea.com/ (дата обращения: 20.01.2017).
7. ecoSUBμ & ecoSUBm Project. – URL: https://phys.org/news/2016-11-mini-robot-unveiled-national-oceanography.html (дата обращения: 20.01.2017).
8. FL35ST28-0504A. http://electroprivod.ru/fl39st.htm (дата обращения: 20.01.2017).
9. Sonardyne. https://www.sonardyne.com/product/scout-usbl-underwater-tracking-system/ (дата обращения: 20.01.2017).
10. Kongsberg. https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240.nsf/AllWeb/25018037CE CB16D9C125738D004D0BAA?OpenDocument (дата обращения: 20.01.2017).
11. EvoLogics. https://www.evologics.de/en/products/USBL/index.html (дата обращения: 20.01.2017).
12. IXBLUE. https://www.ixblue.com/products/usbl-positioning-systems (дата обращения: 20.01.2017).
13. Nautronix. http://www.nautronix.com/product/nasdrill-usbl (дата обращения: 20.01.2017).
14. EASYTRAK. http://www.appliedacoustics.com/product/easytrak-usbl-systems/ (дата обра-щения: 20.01.2017).
15. Beaglebone Black. https://beagleboard.org/black (дата обращения: 20.01.2017).
16. OpenROV IMU/Compass/Depth Module. https://store.openrov.com/products/openrov-imu-depth-module (дата обращения: 20.01.2017).
17. Igor Kozhemyakin, Kirill Rozhdestvensky,Vladimir Ryzhov, Nikolay Semenov. Mi-khail Chemodanov Educational Marine Robotics in SMTU // In: Interactive Collaborative Ro-botics: Proceedings of First International Conference, ICR 2016, Budapest, Hungary, August 24-26, 2016. Lecture Notes in Computer Science. – 2016. – Vol. 9812. – P. 79-88.
18. Aptina RB HD Camera Cape for BeagleBone Black A0-01. http://www.ti.com/devnet/docs/ catalog/endequipmentproductfolder.tsp?actionPerformed=productFolder&productId=19580 (дата обращения: 20.01.2017).
19. OpenROV External Light Cube. https://store.openrov.com/products/external-light-cube (дата обращения: 20.01.2017).
20. CrustCrawler 400HFS. http://www.crustcrawler.com/products/urov2/ (дата обращения: 20.01.2017).
21. Blue Robotics Basic 30A ESC. https://www.bluerobotics.com/store/thrusters/besc-30-r1/ (дата обращения: 20.01.2017).
22. Turnigy Aerodrive DST-700. http://www.parkflyer.ru/ru/product/1204250/ (дата обращения: 20.01.2017).
23. OpenFoam. http://www.openfoam.com/ (дата обращения: 20.01.2017).
24. SolidWorks 2013. https://www.solidworks.com/sw/education/education-edition-2013-2014-overview.htm (дата обращения: 20.01.2017).
25. ROS. http://www.ros.org/ (дата обращения: 20.01.2017).
26. Nonius Engineering Company. Smart approach to overwater and underwater works. – URL: http://noniusgroup.ru/en/products/relief-software/ (дата обращения 20.01.2017).

Comments are closed.