КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ ОБЛИК РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО ПОДВОДНО-НАДВОДНОГО АППАРАТА ПОВЫШЕННОЙ АВТОНОМНОСТИ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ КОРПУСА

  • В.С. Тарадонов Федеральное государственное бюджетное образо-вательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
  • А.П. Блинков Федеральное государственное бюджетное образо-вательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
  • И.В. Кожемякин Федеральное государственное бюджетное образо-вательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
  • Д.Н. Шаманов Федеральное государственное бюджетное образо-вательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
Ключевые слова: Робототехнический комплекс, автономный необитаемый надводный аппарат, автономный необитаемый подводный аппарат, робототехнический подводно-надводный аппарат, многофункциональная универсальная платформа, концептуальный облик, изменяемая геометрия корпуса

Аннотация

Целью представленных в этой статье результатов исследований являлась разработка нового подводно-надводного аппарата повышенной автономности на основе анализа передо-вых разработок ведущих зарубежных государств в области создания морских робототехни-ческих комплексов. Представлены основные результаты инициативных научно-исследовательских работ по разработке концептуального облика перспективного робото-технического подводно-надводного необитаемого аппарата повышенной автономности с изменяемой геометрией корпуса, приведены варианты его использования при решении широ-кого круга задач. В частности, представлены варианты его использования в системе робо-тизированной подводной сейсморазведки в подлёдных акваториях и в информационно-измерительной сети при проведении океанографических исследований. Предлагаемый кон-цептуальный облик перспективного робототехнического средства разработан на основе анализа передовых разработок ведущих зарубежных государств в области создания надвод-ных, подводных и надводно-подводных морских робототехнических комплексов, приведены преимущества перспективного робототехнического подводно-надводного необитаемого аппарата повышенной автономности по сравнению с лучшими зарубежными аналогами-прототипами. Одним из несомненных достоинств аппарата является относительно боль-шой объем, зарезервированный для размещения на нем полезной нагрузки, позволяющий уста-новить на борту более точные, но энергоемкие датчики и сенсоры. Изменяемая конфигура-ция корпуса и надводно-подводный вариант аппарата позволяет минимизировать противоречия необходимости высокой скорости хода в район выполнения миссии, остойчивости при проведении поисковых и исследовательских действий, независимости от внешних условий (в подводном положении), а также обеспечивает функционирование высокотехнологичных морских робототехнических средств. На основе расчетов гидродинамических и мощностных характеристик, а также анализа доступных различных видов аккумуляторных батарей про-изведена предварительная компоновка энергетической установки, запаса дизельного топлива и аккумуляторных батарей, а также балластных цистерн. В целом в результате разработ-ки концепции робототехнического подводно-надводного аппарата повышенной автономно-сти с изменяемой геометрией корпуса получилась многофункциональная универсальная мор-ская платформа-носитель полезной нагрузки, которая сочетает в себе все достоинства автономных необитаемых надводных и подводных аппаратов и может быть использована при решении широкого круга задач как в военной, так и в гражданской областях.

Литература

1. Кузьмин С.Б., Ипатов А.Ю. Современные приборы и технологии наблюдения за гидро-логическими условиями в Северном Ледовитом Океане. Океанография и морской лед // Вклад России в международный полярный год 2007/08. – C. 7-22.
2. Анцев Г.В., Кобылянский В.В. Научно-исследовательский флот России. Есть ли буду-щее? // Морские информационно-управляющие системы. – 2013. – № 2 (3).
3. Исследование и разработка концептуального облика перспективного робототехнического подводно-надводного необитаемого аппарата повышенной автономности (РПНА ПА) с изменяемой геометрией корпуса для поиска и слежения за подводными объектами в даль-ней морской зоне» (Шифр «Тень»). СПбГМТУ, ГНИИЦ РТ МО РФ, Отчет по НИР, 2018 г.
4. Исследования и разработка концептуального облика модернизированного перспективного робототехнического подводно-надводного аппарата повышенной автономности (РПНА ПА) с изменяемой геометрией корпуса для поиска и слежения за подводными объектами в дальней морской зоне» (Шифр «Тень-2»). СПбГМТУ, Отчет по НИР, 2018 г.
5. Беспилотное судно противоминной борьбы для непрерывной разведки и наблюдения (ACTUV), Фаза 1 (ASW Continuous Trail Unmanned Vessel (ACTUV), Phase I, DARPA-BAA-10-43. – 31 p. – http://www.fbo.gov, 2010).
6. Автоматический полупогружной аппарат для обеспечения противолодочных операций ВМС США, Unmanned Vehicles, June/July, pp. 40-41, 42, 2010; Seapower, July, 2010. – P. 18-19.
7. Беспилотный противолодочный комплекс слежения ACTUV. – http://bmpd.livejornal.com/, 2011.
8. Американский «охотник за субмаринами» снова в море. – http://vpk.name/, 2016.
9. Испытания корабля-робота «Морской охотник» в США продлятся до осени 2017. – http://topwar.ru/, 2017.
10. ACTUV – Каталог надводных роботизированных аппаратов. – https://robotrends.ru, 7.02.2018.
11. Seagull – многоцелевой АННА. – http://www.elbitsystems.com.
12. Elbit Systems unveils Seagull unmanned naval vessels. – http://www.globes.co.il.
13. Израильская Elbit Systems представляет военный многоцелевой роботизированный USV Seagull. – http://robotrends.ru/pub/1606.
14. Sentry - АННА SWATH изменяемой конфигурации. – http://www.julietmarine.com.
15. Встречайте – подводный корабль-призрак скрытная (Stealth) военная машина может двигаться на высокой скорости по воде – затем погружается в «суперкавитирующий пу-зырь», чтобы достичь подобных скоростей под водой. – http://www.daily-mail.co.uk/, 20.10.2016.
16. Высокоскоростной надводный и подводный корабль. Patent US № 8683937 B2, опубл. 01.04.2014.
17. Справочник по теории корабля / под ред. В.Ф. Дробленкова. – М.: Военное изд-во, 1984. – 590 с.
18. Егоров С.К. Исследование влияния удлинения корпуса на ходовые качества торпед и подводных аппаратов // Сб. научных трудов «Фундаментальная и прикладная гидрофи-зика». – 2010. – № 2 (8). – C. 58-67.
19. Дронов Б.Ф., Пялов В.Н. Введение в архитектуру подводных лодок. – СПб., 2014.
20. Костенко В.В., Михайлов Д.Н. Определение параметров энергосиловой установки авто-номного необитаемого подводного аппарата по заданной скорости хода // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 3 (140). – C. 70-73.
21. Brighenti A. Parametric analysis of the configuration of autonomous underwater vehicles // IEEE. 1 Oceanic Eng. – 1990. – Vol. 15. – P. 179-188.
22. Дизель-генераторные установки Tontekpower. – URL: http://www.tontekpower.com/diesel-generators (дата обращения: 27.02.2017).
23. iXBIT Live. Комплексное тестирование различных аккумуляторов. 18650, 16650, 18500, 26650, АА, ААА. – URL: http://www.ixbt.com/live/kirich/kompleksnoe-testirovanie-razlichnyh-akkumulyatorov-18650-16650-18500-26650-aa-aaa.html (дата обращения: 20.02.2017).
24. Технические данные Li-PO аккумуляторов AA Portable Power Corp. (Category: LiFePO4/LiFeMnPO4 Batteries). – URL: http://www.batteryspace.com/LiFePO4/ LiFeMnPO4-Batteries.aspx (дата обращения: 27.02.2017).
25. Гайкович Б.А., Занин В.Ю., Тарадонов В.С., Кожемякин И.В., Токарев М.Ю., Бирюков Е.А. Концепция роботизированной подводной сейсморазведки в подлёдных акваториях // Сб. работ лауреатов международного конкурса научных, научно-технических и инно-вационных разработок, направленных на развитие и освоение Арктики и континенталь-ного шельфа, 2018 г. – C. 64-86.
26. Кожемякин И.В., Рождественский К.В., Рыжов В.А. Разработка технической платфор-мы глобальной морской информационно-измерительной системы на основе автономных необитаемых аппаратов типа глайдер // Российские инновационные технологии для ос-воения углеводородных ресурсов континентального шельфа. – 2016. – C. 91-108.
Опубликован
2019-05-07
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ I. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ