В статье дано уточнение термина «морские робототехнические средства» и на этой основе определено, что создание МРС военного назначения требует существенной проработки ядра наиболее важных технологий, необходимых для создания всей номенклатуры перспективных робототехнических средств. При этом типовой образец МРС военного назначения может быть представлен в виде совокупности функционально связанных элементов и специализированного оборудования. Такое представление типового МРС позволяет выделить технологии, критичные для разработки основных элементов. Обладание такими технологиями – залог успеха в обеспечении необходимой степени автономности и интеллектуальности МРС. Особо отмечена важность развития искусственных нейронных сетей, которые уже научились распознавать отдельные объекты. Однако обоснованно высказываются опасения, что автономные МРС, каким бы совершенным искусственным интеллектом они ни обладали, не смогут, как человек, анализировать поведение находящихся перед ними людей. В связи с этим принципиально важное значение имеет наращивание быстродействия и миниатюризация разрабатываемых микропроцессоров. Кроме того, в интересах создания МРС уделяется серьезное внимание перспективным средствам связи, которые, по сути, являются критическими элементами успешного применения МРС. Военное руководство ведущих зарубежных стран проводит целенаправленную, долгосрочную политику в области разработки перспективных МРС вооруженной борьбы, рассчитывая в перспективе разработать инновационные и эффективные средства для обеспечения национальной безопасности, борьбы с терроризмом и регулярными угрозами, а также эффективного проведения современных и будущих операций. Обоснованы факторы и приведены причины быстрого развития и широкого применения МРС в ВМФ США. Ключевыми технологиями, позволяющими компенсировать отсутствие оператора в кабине стали технологии создания микропроцессорной техники и перспективных коммуникационных средств. Оба типа технологий пришли из гражданской сферы — компьютерной индустрии, позволившей использовать для МРС современные микропроцессоры, системы радиосвязи и передачи данных, а также специальные способы сжатия и защиты информации.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Электротехника
Направление развития автономного движения, в том числе и безэкипажных судов (далее БЭС), рассматривается ведущими иностранными государствами как способность морских робототехнических средств (далее МРС) с высокой степенью автономности вести боевые действия без участия человека.
Список литературы
1. Siwe U., Lind M., Svedberg U. Sea Traffic Management - A Concept Creating the Need for New Maritime Information Standards and Software Solutions.
2. AAWA - Advanced Autonomous Waterborne Applications Initiative. URL:ttps://www.utu.fi/en/units/tse/units/marketing/research/research%20projects/Pages/AAWA.aspx. (дата обращения: 05.05.2018.
3. AAWA. (2016). Autonomous ships: The next step. URL: http://www.rollsroyce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/ ship-intel/rr-ship-intel-aawa-8pg.pdf. (дата обращения: 05.05.2018).
4. ABS: “Guide for smart functions for marine vessels and offshore units”.
5. Война и мир в терминах и определениях: справочник / под общ. редакцией Д. Рогозина. М.: Порог, 2004.
6. THE NEXT REVOLT. [Электронный ресурс]. URL: http://gcaptain.com/wp-content/uploads/2014/09/ReVolt-Details.pdf. (дата обращения: 28.04.2018).
7. Development of 7000m work class ROV “KAIKO Mk-IV” / H. Nakajoh, et al. // OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey (Monterey, CA, USA, 19-23 Sept. 2016), IEEE. Pp. 1-6. DOI: 10.1109/OCEANS.2016.7761063
8. DNV GL DNVGL-CG-0264 “Autonomous and remotely operated ships”.
9. Lloyd’s Register “LR Code for Unmanned Marine Systems”.
10. ASTAT - Autonomous Ship Transport at Trondheimsfjorden. [Электронный ресурс]. URL: http://astat.autonomousship. org/index.html. (дата обращения: 01.05.2018).
11. Autonomous Marine Systems. Datamaran: general specifications. [Электронный ресурс]. URL: http://www.automarinesys.com/wpontent/uploads/2014/05/Datamaran_DataSheet.pdf. (дата обращения: 15.07.2018).
12. Automated Ships Ltd and KONGSBERG to build first unmanned and fully autonomous ship for offshore operations. [Электронный ресурс]. URL:https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0238.nsf/AllWeb/65865972888D25FAC125805E00281D50?OpenDocument. (дата обращения: 25.04.2018).
13. Automated Ships Ltd. [Электронный ресурс]. URL: http://automatedshipsltd.com/. (дата обращения: 27.04.2018).
14. Autonomous Shuttle Ferry in Trondheim. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sintef.no/globalassets/project/hfc/sarepta/4-ntnu-autonomus- ferry-efb.pdf. (дата обращения: 30.04.2018).
15. Autonomous ship project, key facts about YARA Birkeland. [Электронный ресурс]. URL: https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240. nsf/AllWeb/4B8113B707A50A4FC125811D00407045OpenD ocument. (дата обращения: 29.04.2018).
16. Birkeland. [Электронный ресурс]. URL: https://itc.ua/news/v-2018-godu-v-norvegii-spustyat-na-vodu-pervyiy-vmire-bespilotnyiy- elektricheskiy-konteynerovoz-yara-birkeland/. (дата обращения: 07.05.2018).
17. Bruhn W. C. et al. Conducting look-out on an unmanned vessel: Introduction to the advanced sensor module for MUNIN’s autonomous dry bulk carrier // Proceedings of the International Symposium Information on Ships (ISIS 2014), Hamburg, Germany, 4-5 September. - 2014.
18. Burmeister H. C. et al. Can unmanned ships improve navigational safety? // Proceedings of the Transport Research Arena, TRA 2014, 14-17 April 2014, Paris,. - 2014.
19. BOURBON joins Automated Ships Ltd and KONGSBERG to deliver groundbreaking autonomous offshore support vessel prototype. [Электронный ресурс]. URL:http://www.bourbonoffshore.com/sites/default/files/media_root/press-release-bourbon-kongsberg-automatedships-11072017.pdf. (дата обращения: 26.04.2018).
20. Era of automated ships moves a step closer. Электронный ресурс]. URL: https://ihsmarkit.com/researchanalysis/era-of-automated-ships-moves- a-step-closer.html. (дата обращения: 27.04.2018).
21. ENISA3 “Analys is of cybersecurity aspects in the maritime sector”. URL: http://www.rvc.ru/nti/roadmaps.
22. EUROPEAN COMMISSION RESEARCH AND INNOVATION DG Project No.: 314286 Ref: 314286-MUNIN-FinalReport-12-20151222- 144137-CET.Pdf.
23. Boeing Airpower Teaming system // Сайт компании Boeing [Электронный ресурс]. URL: https://www.boeing.com/defense/airpower-teaming- system (дата обращения: 10.11.2021).
24. Bureau Veritas “Guidelines for Autonomous Shipping”. Cloudborne is coming. Small USVs of Oceanalpha are put into commercial operation in 2019. [Электронный ресурс]. URL: http://oceanalpha.com/en/view/news/113.html. (дата обращения: 06.05.2018).
25. China Moving Forward with Unmanned Ship Research. [Электронный ресурс]. URL: http://gcaptain.com/chinamoving-forward-with-unmanned- ships-research/. (дата обращения: 05.05.2018). China Classification Society “Rules for intelligent ships”.
26. Jin Dou Yun, The China’s Unmanned Cargo Ship. [Электронный ресурс]. URL https://www.100tekno.com/stn/2018/03/10/jin-dou-yun-the- chinas-unmanned-cargo-ship/. (дата обращения: 06.05.2018).
27. Koopman B.O. Theory of search:3.The optimum distribution of searching efforts /Operations Research. 1956. V. 4, No. 5.
28. Larkin L. J., Thomsen C. J. Simulation validation for a unmanned semisubmersible vehicle // Oceans 2003: Celebrating the Past.. Teaming Toward the Future (IEEE Cat. No.03CH37492) (San Diego, CA, USA 22-26 Sept. 2003), IEEE. 2003. No. 3. Pp. 1431-1436. DOI: 10.1109/OCEANS.2003.178072
29. DNV GL strategic research & innovation. Research Review 2014. [Электронный ресурс]. URL:https://production.presstogo.com/fileroot7/gallery/dnvgl/files/original/82cb72ef572a4a1984b570dee18e4be8/82cb72ef572a4a1984b570dee18e4be8_low.pdf. (дата обращения: 28.04.2018).
30. A.R. Cheraghi, Shahzad S., Graffi K. Past, Present, and Future of Swarm Robotics // Электронный архив научных статей ArXiv [Электронный ресурс]. URL: https://arxiv.org/pdf/2101.00671.pdf (дата обращения: 10.11.2021).
31. Nikola T. Method of and apparatus for controlling mechanism of moving vessels or vehicles: пат. 613809 США. - 1898.
32. Man Y. Human-Machine Interface Considerations for Design and Testing in Distributed Sociotechnical Systems. - 2015.
33. Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks Funding Scheme. Grant Agreement number: 314286 Project acronym: MUNIN Project title: SST.2012.5.2-5.
34. Mayflower Autonomous Research Ship (MARS). [Электронный ресурс]. URL: https://www.shiptechnology.Com/projects/mayflower- autonomous-research-ship-mars/. (дата обращения: 05.05.2018).
35. In apparent world first, IDF deployed drone swarms in Gaza fighting // Сетевой журнал The Times of Israel [Электронный ресурс]. URL: https://www.timesofisrael.com/in-apparent-worldfirst-idf-deployed-drone-swarms-in-gaza-fighting (дата обращения: 10.11.2021).
36. ISO/IEC 31010:2019 International Submarine Engineering ISE DORADO Semi-Submersible Minehunting Vehicle // Интернет-платформа Geo-matching.com. [Электронный ресурс]. URL: https://geo-matching.com/auvs-autonomous-underwater-vehicles/ise-dorado-semi-submersible (дата обращения: 05.06.2019).
37. AAWA. (2016). Remote and Autonomous Ships: The next steps. [Электронный ресурс]. URL: http://www.rollsroyce.com/~/media/Files/R/Rolls- Royce/documents/customers/marine/ship-intel/aawa-whitepaper-210616.pdf. (дата обращения: 25.04.2018).
38. MAYFLOWER AUTONOMOUS RESEARCH SHIP. [Электронный ресурс]. URL:http://www.shuttleworthdesign.com/gallery.php?boat=MARS. (дата обращения: 05.05.2018).
39. MAYFLOWER AUTONOMOUS SHIP. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mayflowerautoship.com/. (дата обращения: 05.05.2018).
40. Miomir Vukobratović. Nikola Tesla and Robotics. SERBIAN JOURNAL OF ELCTRICAL ENGINEERING Vol. 3, № 2, November 2006, 163- 175 p.
41. International Submarine Engineering ISE DORADO Semi-Submersible Minehunting Vehicle // Internet platform Geo-matching.com (2019, Jun. 5). [Online]. Available: https://geo-matching.com/auvs-autonomous-underwater-vehicles/ise-dorado-semi-submersible.
42. MUNIN Project //12th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries, COMPIT’13, Cortona, 15-17 April 2013. - 2013. - P. 177-183.
43. Ocean Aero. Submaran™ S10: Wind and solar-powered freedom to go further and faster. [Электронный ресурс]. URL: http://www.oceanaero.us/ Ocean-Aero-Submaran. (дата обращения: 30.07.2018).
44. Saildrone. [Электронный ресурс]. URL: https://www.saildrone.com/. (дата обращения: 20.07.2018).
45. The first ever zero emission, autonomous ship. [Электронный ресурс]. URL: https://www.yara.com/knowledgegrows/game-changer-for-the- environment/. (дата обращения: 30.04.2018.
46. Remotely Operated Vehicle KAIKO // Официальный сайт JAMSTEC. [Электронный ресурс]. URL: https://www.jamstec. go.jp/e/about/equipment/ships/kaiko.html (дата обращения 17.01.2022).
47. Porathe T., Burmeister H. C., Rødseth Ø. J. Maritime unmanned navigation through intelligence in networks: The MUMIN project //International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) 2013. - 2013.
48. Чижевский Я. А. Реализация концепции сетецентрических боевых действий в вооруженных силах США //Военная мысль. 2019. №. 3. С. 116-137.
49. Navy U. S. Program Guide to the US Navy //Washington, DC: USGPO. 2000.
50. Бочаров Л. Необитаемые подводные аппараты: состояние и общие тенденции развития // Электроника: наука, технология, бизнес. 2009. №. 7. С. 62-69.
51. Бурдун И. Е., Бубин А. Р. БАЗА ДАННЫХ ПУБЛИКАЦИЙ, СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ МОБИЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ“ СТАЙНОГО“ ПРИМЕНЕНИЯ // Технические проблемы освоения Мирового океана. 2011. Т. 4. С. 345-351.
52. Siwe U., Lind M., Svedberg U. Sea traffic management-A concept creating the need for new maritime information standards and software solutions //Sea Traffic Management (STM) Compit 2014, Monalisa 2.0 (ss. 257-263). 2014.
53. AAWA - Advanced Autonomous Waterborne Applications Initiative. [Electronic resource]. URL: ttps: //www.utu. fi / en / units / tse / units / marketing / research / research %20 projects / Pages /AAWA. aspx. (date of access: 05.05.2018 ).
54. AAWA. (2016). Autonomous ships: The next step. [ Electronic resource ]. URL: http://www.rollsroyce.com/~/media/Files/R/Rolls- Royce/documents/customers/marine/ship-intel/rr-ship-intel-aawa-8pg.pdf. (date accessed: 05.05.2018).
55. ABS: “Guide for smart functions for marine vessels and offshore units”.
56. Under the general editorship of Rogozin D. Handbook “War and Peace in Terms and Definitions”, Moscow 2004, “Porog Publishing House”.
57. THE NEXT REVOLT. [Electronic resource]. URL: http://gcaptain.com/wp-content/uploads/2014/09/ReVolt-Details.pdf. (date accessed: 28.04.2018).
58. Development of 7000m work class ROV “KAIKO Mk-IV” / H. Nakajoh, et al. // OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey (Monterey, CA, USA, 19-23 Sept. 2016), IEEE. pp. 1-6. 10.1109/ OCEANS.2016.7761063. DOI: 10.1109/OCEANS.2016.7761063
59. DNV GL DNVGL-CG-0264 “Autonomous and remotely operated ships”.
60. Lloyd’s Register “LR Code for Unmanned Marine Systems”.
61. ASTAT - Autonomous Ship Transport at Trondheimsfjorden. [Electronic resource]. URL: http://astat.autonomousship.org/index.html. (date accessed: 01.05.2018).
62. Autonomous Marine Systems. Datamaran: general specifications. [Electronic resource]. URL: http://www.automarinesys.com/wp-ontent/ uploads/2014/05/Datamaran_DataSheet.pdf. ( date accessed: 15.07.2018).
63. Automated Ships Ltd and KONGSBERG to build the first unmanned and fully autonomous ship for offshore operations. [Electronic resource]. URL: https://www.km. kongsberg.com / ks / web / nokbg 0238. nsf /AllWeb /65865972888 D 25 FAC 125805 E 00281 D 50? OpenD ocument. (date accessed: 25.04.2018).
64. Automated Ships Ltd. [Electronic resource]. URL: http://automatedshipsltd.com/. (date of access: 27.04.2018).
65. Autonomous Shuttle Ferry in Trondheim. [Electronic resource]. URL: https://www.sintef. no / globalassets / project / hfc / sarepta /4- ntnu - autonomus - ferry - efb.pdf. (date of access: 30.04.2018).
66. Autonomous ship project, key facts about YARA Birkeland. [Electronic resource]. URL: https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240.nsf/AllWeb/4B8113B707A50A4FC125811D00407045OpenD ocument. (date accessed: 29.04.2018).
67. Birkeland. [Electronic resource]. URL: https://itc.ua/news/v- 2018-godu-v-norvegii-spustyat-na-vodu-pervyiy-vmire-bespilotnyiy- elektricheskiy-konteynerovoz-yara-birkeland/. (date of access: 07.05.2018).
68. Bruhn W. C. et al. Conducting look-out on an unmanned vessel: Introduction to the advanced sensor module for MUNIN’s autonomous dry bulk carrier //Proceedings of the International Symposium Information on Ships (ISIS 2014), Hamburg, Germany, 4-5 September. - 2014.
69. Burmeister HC et al. Can unmanned ships improve navigational safety? //Proceedings of the Transport Research Arena, TRA 2014, 14-17 April 2014, Paris, 2014.
70. BOURBON joins Automated Ships Ltd and KONGSBERG to deliver groundbreaking autonomous offshore support vessel prototype. [Electronic resource]. URL: http://www.bourbonoffshore.com / sites/ default / files / media_root / press - release - bourbon - kongsberg - automatedships - 11072017.pdf. (date of access: 04/26/2018).
71. Era of automated ships moves a step closer. [Electronic resource]. URL: https://ihsmarkit.com/researchanalysis/era-of-automated-ships- moves-a-step-closer.html. (Accessed: 27.04.2018).
72. ENISA3 “ Analyses of cybersecurity aspects in the maritime sector“ http://www.rvc.ru/nti/roadmaps.
73. EUROPEAN COMMISSION RESEARCH AND INNOVATION DG Project No.: 314286 Ref: 314286-MUNIN-FinalReport-12-20151222- 144137-CET.PDF.
74. Boeing Airpower Teaming system // Website Boeing Company [Electronic resource]. URL: https://www.boeing.com/defense/airpower- teaming-system ( accessed: 10.11.2021 ).
75. “ Guidelines for Autonomous Shipping“. Cloudborne is coming. Small USVs of Oceanalpha are put into commercial operation in 2019. [Electronic resource]. URL: http://oceanalpha.com/en/view/news/113. html. (date accessed: 06.05.2018).
76. China Moving Forward with Unmanned Ship Research. [Electronic resource]. URL: http://gcaptain.com/chinamoving-forward- with-unmanned-ships-research/. (date of access: 05.05.2018). China.
77. Man Y. Human-Machine Interface Considerations for Design and Testing in Distributed Sociotechnical Systems. - 2015.
78. Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks Funding Scheme. Grant Agreement number: 314286 Project acronym: MUNIN Project title: SST.2012.5.2-5.
79. Mayflower Autonomous Research Ship (MARS). [Electronic resource]. URL: https://www.shiptechnology.Com/projects/mayflower- autonomous-research-ship-mars/. (date accessed: 05.05.2018).
80. In apparent world first, IDF deployed drone swarms in Gaza fighting // Network The Times of Israel magazine [Electronic resource]. URL: https: //www.timesofisrael.com/in-apparent-worldfirst-idf- deployed-drone-swarms-in-gaza-fighting (accessed: 10.11.2021 ).
81. ISO/IEC 31010:2019 International Submarine Engineering ISE DORADO Semi-Submersible Minehunting Vehicle // Internet platform Geo-matching.com. [Electronic resource]. URL: https://geo-matching.com/auvs-autonomous-underwater-vehicles/ise-dorado-semi-submersible (accessed 05.06.2019).
82. AAWA. (2016). Remote and Autonomous Ships: The next steps. [Electronic resource]. URL: http://www.rollsroyce.com/~/media/ Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/ship-intel/aawa- whitepaper-210616.pdf. (date accessed: 25.04.2018).
83. MAYFLOWER AUTONOMOUS RESEARCH SHIP. [Electronic resource]. URL: http://www.shuttleworthdesign.com/gallery.php?boat=MARS. (date accessed: 05.05.2018).
84. MAYFLOWER AUTONOMOUS SHIP. [Electronic resource]. URL: http://www.mayflowerautoship.com/. ( date accessed: 05.05.2018).
85. Miomir Vukobratović. Nikola Tesla and Robotics. SERBIAN JOURNAL OF ELECTRICAL ENGINEERING Vol. 3, No. 2, November 2006, 163-175 p.
86. International Submarine Engineering ISE DORADO Semi- Submersible Minehunting Vehicle // Internet platform Geo-matching.com (2019, Jun. 5). [Online]. Available: https://geo-matching.com/auvs- autonomous-underwater-vehicles/ise-dorado-semi-submersible.
87. MUNIN Project //12th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries, COMPIT’13, Cortona, 15- 17 April 2013. - 2013. - P. 177-183.
88. Ocean Aero. Submaran ™ S10: Wind and solar-powered freedom to go further and faster. [Electronic resource]. URL: http://www.oceanaero. us / Ocean - Aero - Submaran. ( date accessed: 30.07.2018).
89. Saildrone. [Electronic resource]. URL: https: //www.saildrone.com /. (date accessed: 20.07.2018). Classification Society “ Rules for intelligent ships “.
90. Jin Dou Yun, The China’s Unmanned Cargo Ship. [Electronic resource]. URL https://www.100tekno.com/stn/2018/03/10/jin-dou-yun- the-chinas-unmanned-cargo-ship/. (date of access: 06.05.2018).
91. Koopman BO Theory of search: 3.The optimum distribution of searching efforts /Operations Research. 1956. V. 4, No. 5.
92. Larkin LJ, Thomsen CJ Simulation validation for an unmanned semisubmersible vehicle // Oceans 2003: Celebrating the Past.. Teaming Toward the Future (IEEE Cat. No. 03CH37492) (San Diego, CA, USA 22-26 Sept. 2003), IEEE. 2003. No. 3.Pp. 1431-1436. 10.1109/ OCEANS.2003.178072. DOI: 10.1109/OCEANS.2003.178072
93. DNV GL strategic research & innovation. Research Review 2014. [Electronic resource]. URL: https://arxivuction. presstogo.com / fileroot 7/ gallery / dnvgl / files / original /82 cb 72 ef 572 a 4 a 1984 b 570 dee 18 e 4 be 8/82 cb 72 ef 572 a 4 a 1984 b 570 dee 18 e 4 be 8_low.pdf. (date accessed: 04/28/2018).
94. A.R. Cheraghi, Shahzad S., Graffi K. Past, Present, and Future of Swarm Robotics // Electronic archive of scientific articles ArXiv [Electronic resource]. URL: https://arxiv.org/pdf/2101.00671.pdf (date accessed: 11/10/2021).
95. Nikola T. Method of and apparatus for controlling mechanism of moving vessels or vehicles: Pat. 613809 USA. - 1898.
96. Remotely Operated Vehicle KAIKO // Official JAMSTEC website. [Electronic resource]. URL: https://www.jamstec. go.jp/e/about/equipment/ships/kaiko.html (date appeals 01/17/2022).
97. Porathe T., Burmeister HC, Rødseth Ø. J. Maritime unmanned navigation through intelligence in networks: The MUMIN project // International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) 2013. - 2013.
98. Chizhevsky Ya. A. Implementation of the concept of network- centric combat operations in the US Armed Forces // Military Thought.
99. - 2019. - No. 3. - P. 116-137.
100. Navy US Program Guide to the US Navy //Washington, DC: USGPO. - 2000.
101. Bocharov L. Unmanned underwater vehicles: status and general development trends // Electronics: science, technology, business. - 2009. - No. 7. - P. 62-69.
102. Burdun I. E., Bubin A. R. DATABASE OF PUBLICATIONS, STATUS AND PROSPECTS OF DEVELOPMENTS IN THE FIELD OF MOBILE ROBOTICS OF “FLOCK” APPLICATION // Technical problems of development of the World Ocean. - 2011. - V. 4. - P. 345-351.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье рассматриваются вопросы создания надводных автономных безэкипажных систем (средств) - катеров и кораблей (БЭК) - для ведения боевых действий на море. Проведен анализ их достоинств и недостатков. Сформирован перечень решаемых ими задач. Приведена классификация БЭК как по решаемым ими задачам, так и принятая в ВМС США по длине корпуса и водоизмещению. Описаны основные типы и характеристики БЭК США, Турции, Великобритании, Южной Кореи.
Рассматривается задача выставки бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС), входящей в состав навигационного комплекса автономного подводного аппарата (АПА) совместно с датчиками дополнительной навигационной информации ‒ гидроакустическим датчиком дальности до наводного маяка с известными координатами, лагом и глубиномером. Задача выставки состоит в определении (оценивании) значений углов истинного курса, крена и дифферента при помощи показаний инерциальных датчиков – ньютонометров (акселерометров), датчиков угловой скорости (ДУС) или гироскопов. Особенностью задачи служит наличие качки корпуса БИНС, вызванной волнением моря. При этом предполагается, что линейные перемещения БИНС незначительны. Для решения задачи выставки в условиях качки используется алгоритм позиционной коррекции БИНС на основе фильтра Калмана в варианте введения обратных связей в навигационный алгоритм. Описаны математические модели алгоритма. Приводятся результаты тестирования алгоритма с использованием реальных данных БИНС на стенде в эксперименте, имитирующем качку.
Создание программного обеспечения для систем управления подводными робототехническими комплексами сопряжено как с адаптацией апробированных технических решений, так и с разработкой новых. При этом в процесс могут вовлекаться различные средства разработки программ, спектр которых в настоящее время весьма широк. В статье рассматривается опыт использования языка Python при создании «с нуля» систем управления для необитаемых подводных аппаратов (как автономных, так и телеуправляемых) на примере разработки малогабаритного аппарата Geek. Особенность данного аппарата заключается в его назначении – обучение студентов и аспирантов основам проектирования подводной необитаемой техники, а также участие студенческих команд в соревнованиях по подводной робототехнике. Рассматриваются различные аспекты использования языка Python, включая межпроцессное взаимодействие, обработку данных с датчиков и систем подводного робота, автономное управление, взаимодействие с операторами на поверхности, а также интеграцию с другими технологиями, необходимыми для успешного выполнения аппаратом миссий под водой. Обсуждаются результаты применения подводного робота Geek для выполнения различных операций в телеуправляемом и автономном режимах.
Исследованы акустические шумы, возникающие при термокавитации, инициированной в окрестности торца оптоволокна, погружённого в воду (лазерный нагревательный элемент) и зарегистрированные микрофоном, который установлен над поверхностью жидкости, заполняющей рабочую камеру малого объема. Звук, зарегистрированный микрофоном, включает цуги отдельных импульсов, идентифицированных как результат роста‒схлопывания кавитационных пузырьков, возникающих в результате элементарного акта вскипания воды с недогревом. В отличие от регистрации кавитационного шума с помощью гидрофона, погруженного в экспериментальную камеру, способ контроля шума с помощью микрофона, находящегося вне области лазерного воздействия, является более простым и надежным и позволит обеспечить дистанционный контроль теплового воздействия на материал. В работе показано, что посредством микрофона, расположенного вблизи обрабатываемого торцом оптоволокна объема жидкости малого волнового размера, возможно в кавитационном шуме выделить наиболее энергонесущие импульсы и на основе их количественного анализа контролировать степень нагрева среды. Это позволит при проведении других видов лазерной обработки, например кавитационной очистки, упрочнении, закалки или санации технических поверхностей, управлять энергетическими режимами работы лазера и на основе количественных показателей автоматизировать управление длительностью воздействия излучения.
Статья посвящена разработке системы автоматической инспекции проблемных участков протяженных объектов с использованием автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), оснащенных системами технического зрения (СТЗ), в частности многолучевыми гидроакустическими сонарами. Предложенная система позволяет в режиме реального времени на бортовом ЭВМ АНПА динамически строить трехмерную модель трубопровода на основе облаков точек, получаемых от СТЗ. На основе указанной модели автоматически определяются положение протяженного объекта в пространстве и его кривизна, а также уровень погружения трубы в донный грунт. Вычисленные параметры позволяют выявлять потенциально опасные участки, подверженные деформациям или повреждениям. Полученные данные должны использоваться для корректировки миссии аппарата с целью проведения детального дообследования выявленных зон интереса, а также могут быть отправлены на пост оператора с использованием гидроакустического канала связи с аппаратом.
Программная реализация системы выполнена на языке Python с использованием открытых библиотек для обработки трёхмерных данных. Численное моделирование процесса инспекции трубопровода проводилось в среде CoppeliaSim, полученные результаты подтвердили работоспособность и эффективность предложенной системы.
Снижение потерь энергии в автономных инверторах напряжения (АИН) и уменьшение тепловых нагрузок на силовые ключи приобретают особую актуальность в системах электрообеспечения подводных объектов. Это объясняется сложностью отвода тепла от силовых элементов, расположенных в прочных корпусах аппарата и имеющих ряд ограничений по компоновке. Применения резонансных цепей с неизменной настройкой ограничено, поскольку процесс бесконтактной передачи энергии сопровождается широким диапазоном изменения нагрузки инвертора, что связано с возможными межосевыми смещениями первичной и вторичной частей трансформатора, а также изменением зазора между этими частями при автоматическом причаливании аппарата к донному причальному устройству. Существенное снижение потерь переключения в инверторе можно получить при сочетании режима мягких переключений с минимизацией тока оппозитных диодов при соответствующем изменении частоты коммутации. Такое свойство реализовано в предлагаемом способе управления. Исследование автономного инвертора напряжения на компьютерной модели подтвердило высокую эффективность предложенного способа формирования сигналов управления инвертором. Потери переключения в инверторе получены уменьшенными в десятки раз по сравнению как с обычным управлением с жесткими переключениями, так и с мягкими переключениями с неизменной настройкой резонансной цепи. Указанное свойство сохраняется в широком диапазоне изменения нагрузки инвертора. Решения, позволяющие снизить потери переключения в системах бесконтактной передачи энергии, будут полезными и в системах энергообеспечения по кабельной линии ТНПА или иных привязных подводных объектов как способы повышения общей эффективности систем подводной робототехники.
Морские мины ‒ очень эффективное и недорогое оружие. Ведущие морские державы развивают противоминные силы в рамках программ модернизации гидроакустического и навигационного оборудования и создания комплексов надводных и подводных беспилотных систем, позволяющих в отличие от техники траления обезвреживать минные заграждения с безопасного расстояния. В статье рассматривается один из вариантов корабельного противоминного комплекса с определенным набором технических средств, позволяющих эффективно и безопасно провести поиск, идентификацию и уничтожение мин.
Издательство
- Издательство
- ИПМТ ДВО РАН
- Регион
- Россия, Владивосток
- Почтовый адрес
- 690091, г.Владивосток, ул.Суханова, д.5а
- Юр. адрес
- 690091, г.Владивосток, ул.Суханова, д.5а
- ФИО
- Коноплин Александр Юрьевич (Руководитель)
- E-mail адрес
- imtp@marine.febras.ru
- Контактный телефон
- +7 (423) 2432416