THE CONCEPTUAL IMAGE OF THE ROBOTIC UNDERWATER – SURFACE VEHICLE OF INCREASED AUTONOMY WITH CHANGEABLE GEOMETRY OF THE HULL
Abstract
The purpose of researches was the development of a new underwater-surface vehicle of increased autonomy based on the analysis of advanced developments of leading foreign states in the creating of marine robotic complexes. The main results of initiative research engineering on development of con-ceptual shape of the perspective robotic underwater-surface unmanned vehicle of increased autonomy with changeable geometry of the hull are presented and options of its use at the solution of a wide range of tasks are given. Particularly presented are any variants of its use in the system of robotic underwater seismic exploration in the subglacial waters, and in the information-measuring network during oceano-graphic studies. The proposed conceptual image of a promising robotic tool is developed based on the analysis of the advanced developments of the leading foreign states in the creation of surface, underwa-ter and surface-underwater marine robotic complexes; advantages of the prospective robotic underwa-ter- surface unmanned vehicle with increased autonomy in comparison with the best foreign analogs prototypes are given. One of undoubted advantages of the vehicle is the relatively large volume reserved for payload, allowing to place onboard more precision, but power-intensive detectors and sensors. The variable configuration of the hull and the underwater-surface version of the vehicle minimize the con-tradiction between the need for high-speed deployment in the mission area, stability during searching and research operation, independence from external conditions (under water), and also ensure the op-eration of high-tech marine robotic tools. Based on the hydrodynamic calculations and power charac-teristics, as well as analysis of various types of batteries, preliminary configuration of the power station, a reserve of diesel fuel and rechargeable batteries and also ballast tanks is made. As a result of devel-opment of the concept of the robotic underwater-surface vehicle of the increased autonomy with changeable geometry of the hull we obtained the multipurpose universal marine platform-carrier of payload which combines all advantages autonomous unmanned surface and underwater vehicles and can be used at the solution of a wide range of tasks both in military, and in civil areas.
References
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.
