ЗАДАЧА ДЛЯ АНПА ДАЛЬНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ ПО ПОИСКУ ПОЛЫНЕЙ ПРИ ПЛАВАНИИ В АРКТИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
Аннотация
Освоение арктического региона является задачей государственной важности. В по-следнее десятилетие для российской арктической зоны наступило время реализации мас-штабных проектов, которые становятся приоритетными с учётом понимания особой роли Арктики для Российской Федерации. Для эффективной деятельности в арктических морях, в условиях сплошного ледового покрытия, в ближайшей перспективе порой единствен-ным надёжным средством решения ряда задач, станут автономные необитаемые подвод-ные аппараты (АНПА), способные длительное время находиться под ледовым покровом. При этом решение задач, обеспечивающих способность подводных аппаратов длительное время безопасно маневрировать подо льдом, обследовать обширные подводные и донные простран-ства, находить полыньи и разводья для всплытия на сеансы связи и навигации, становится одним из важных элементов успешного освоения Арктики. Целью проведенных исследований является повышение безопасности подлёдного плавания автономных необитаемых подвод-ных аппаратов за счёт использования алгоритмов управления, учитывающих факторы влия-ния сложной ледовой обстановки на организацию применения бортового оборудования и ха-рактер маневрирования подводных аппаратов. В начале статьи кратко рассматривается опыт эксплуатации АНПА подо льдом, а также особенности Центрального арктического бассейна. Предложена методика уточнения заданной миссии АНПА по результатам оценки ледовой обстановки по маршруту плавания за счёт информации, получаемой от внешних источников и собственных технических средств аппарата. Рассмотрены основные факто-ры, с учётом которых формируется алгоритм принятия решения на поиск полыньи, пригод-ной для всплытия, либо её обследование. Определены критичные условия, реализация кото-рых накладывает определённые требования к планируемой оператором миссии, а также к системе управления АНПА. Предложены алгоритмы определения координат и размеров полыньи с использованием технических средств подводного робота (эхоледомера и допле-ровского лага), а также показаны схемы маневрирования АНПА (расходящаяся спираль и «цветок»), отвечающие поставленным требованиям, в условиях, как наличия, так и от-сутствия полной информации о координатах полыньи.
Литература
2. Наумов Л.А., Илларионов Г.Ю., Лаптев К.З., Бабак А.В. К вопросу о принципах плани-рования и особенностях формирования глобальных маршрутов автономных подводных роботов // Известия Тульского Государственного университета. Технические науки. – 2015. – Вып. 11. – Ч. 2. – С. 82-85.
3. Тарасюк Ю.Ф., Реданский В.Г. Плавание подводных лодок в арктических льдах. – https://tech.wikireading.ru/7792 (дата обращения: 01.02.2019).
4. Инзарцев А.В., Каморный А.В., Львов О.Ю., Матвиенко Ю.В., Рылов Н.И. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для научных исследований в Арктике // Подводные исследования и робототехника. – 2007. – № 2 (4). – С. 5-14.
5. Научно-технический отчет // Работы по исследованию геологического строения конти-нентального шельфа в Северном Ледовитом океане с применением автономного необи-таемого подводного аппарата «Клавесин-1Р». – Владивосток: Изд-во ИПМТ ДВО РАН. 2007. Прил. 3.1, 3.2.
6. Kukulya Amy, Plueddemann Albert, Austin T, Stokey Roger, Purcell Michael, Allen B, Little-field R, Freitag Lee, Koski P, Gallimore E, Kemp J, Newhall K, Pietro J. Under-ice operations with a REMUS-100 AUV in the Arctic. // Autonomous Underwater Vehicles (AUV). – 2010, – 8 p. 10.1109/AUV.2010.5779661.
7. Forrest Alexander, Laval Bernard, Doble Martin, Yeo Richard, Magnusson E. AUV meas-urements of under-ice thermal structure // Proceedings of the OCEANS. – 2008. – 10 p. 10.1109/OCEANS.2008.5152046.
8. Илларионов Г.Ю., Лаптев К.З., Матвиенко А.В. Подготовка и планирование глобально-го маршрута автономного необитаемого подводного аппарата дальнего радиуса дейст-вия // Двойные технологии. – 2018. – № 2 (83). – С. 41-49.
9. Главное управление навигации и океанографии // Кораблевождение. Практическое по-собие для штурманов. МО СССР. 1972 г.
10. Ваулин Ю.В., Лаптев К.З. Оценка точности плавания автономного необитаемого под-водного аппарата в заданном районе // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2017. – № 1-2 (186–187). – С. 74-87.
11. Inzartsev A., Pavin A., Kleschev A., Gribova V., Eliseenko G. Application of Artificial Intelli-gence Techniques for Fault Diagnostics of Autonomous Underwater Vehicles // Proceedings of the OCEANS 2016 MTS/IEEE, Monterey, California, USA, September 19-23. ISBN DVD: 978-1-5090-1538-2.
12. Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Планирование и реализация траекторий движения авто-номного подводного робота при выполнении мониторинга в акваториях различных ти-пов // Подводные исследования и робототехника. – 2016. – № 2 (22). – С. 25-35.
13. Andrei Bagnitckii, Alexander Inzartsev, Alexander Pavin. Planning and correction of the AUV coverage path in real time // Proceedings of the Underwater Technology (UT), 2017 IEEE: Busan, South Korea, 2017. – 6 p.
14. Простаков А.Л. Электронный ключ к океану. – Л.: Судостроение. 1986. – С. 29-30.
15. Киселев Л.В., Медведев А.В. Траекторное обследование границ морских акваторий груп-пой подводных роботов // Известия ЮФУ. Научно-технический и прикладной журнал. Технические науки. – 2018. – № 03 (197). – C. 185-197.
16. Medvedev A.V., Kiselev L.V., Tolstonogov A.Yu. Dynamic Models for Trajectory Survey and Mapping of Local Physical Fields of the Ocean with Autonomous Underwater Vehicle // IEEE OES International Symposium on Underwater (UT 2017), Busan, Korea, 21-24 February 2017.
17. Alexander V. Inzartsev, Dmitry G. Lyakhov, Andrei V. Medvedev, Alexander F. Scherbatyuk, Vyacheslav S. Odintsov. On the selection of the configuration of autonomous underwater ro-bots for monitoring marine biological resources // International Conference Scientific and Technological Developments of Research and Monitoring of Marine Biological Resources (MBR-2017), Vladivostok, Russia, May 22-24, 2017.
18. Патент РФ RU № 2672840. РФ. Способ построения предварительной прокладки мар-шрута автономного необитаемого подводного аппарата / Матвиенко А.В., Карпачев А.А., Лаптев К.З., Илларионов Г.Ю. Опубл. 19.11.2018. Бюлл. №32.
19. Багницкий А.В., Инзарцев А.В. Автоматизация подготовки миссии для автономного не-обитаемого подводного аппарата в задачах обследования акваторий // Подводные ис-следования и робототехника. – 2010. – № 2 (10). – С. 17-24.
20. Илларионов Г.Ю., Лаптев К.З., Матвиенко А.В. Дополнительные требования к автоном-ным необитаемым подводным аппаратам дальнего радиуса действия // Технические проблемы освоения Мирового океана: Матер. 7-й Всероссийской научно-технической конференции. – 2017. – С. 25-31.
21. Andrei Bagnitckii, Alexander Inzartsev, Oleg Lebedko, Mikhail Panin, Alexander Pavin. A survey of underwater areas using a group of AUVs // Proceedings of the Underwater Tech-nology (UT), 2017 IEEE: Busan, South Korea, 2017. – 6 p.
