5.4. Российские необитаемые автономные подводные аппараты

Необитаемые автономные подводные аппараты в СССР и позднее в Российской Федерации разрабатывали такие организации как Институт Проблем Морских Технологий ДВО РАН РФ, МГТУ им. Баумана, ОКБ Института Океанотехники им. П.П. Ширшова РАН РФ.

Дальневосточные специалисты первый автономный аппарат "Скат" (рис. 7. 800) разработали еще 1974 году. Это был шельфовый аппарат, рассчитанный на глубину погружения 300 м. К началу XXI века было разработано 9 аппаратов различного назначения (табл. 7.10) [Бочаров], информация о которых представлена в табл. 7.90.

Таблица 7.90. Тактико-технические характеристики АНПА Институт Проблем Морских Технологий ДВО РАН РФ

Наименование Аппарата, год разработки	Размеры, м	Масса, кг	Максимальная глубина, м	Скорость хода, м/с	Автономность, часы
"Скат", 1974	2,2х0,96х0,68	400	300	1,0	4,0
"Скат-гео", 1978	2,26х0,96х0,68	450	300	1,0	6,0
"Л-2", 1980	4,3х1,2х1,2	1180	6000	1,0	6,0
"МТ-88", "МТ-ГЕО", 1988	3,81х1,12х1,19	1150	6000	1,0	6,0
"Тифлонус", 1990	3,5х0,8х0,8	750	2000	2,0	35,0
"TSL", 1994	3,03х0,64х0,64	320	300	1,25	8,0
"CR-01", 1995	4,38х0,8х0,93	1300	6000	1,5	10,0
"ОКРО-6000", 1997	3,94х0,7х0,88	975	6000	1,5	8,0
"САНПА", 1998	1,8х0,73х0,31	90	1000	0,8	неограничена

Автономные необитаемые подводные аппараты, разработанные Институтом Проблем Морских Технологий ДВО РАН РФ, представляют собой автоматические самоходные носители исследовательской аппаратуры, которые способны погружаться в заданный район океана на глубину до 6000 м, двигаться по программной траектории. Оператор на судне отслеживает траекторию движения подводного аппарата в реальном масштабе времени. Время непрерывной работы АНПА под водой зависит от проекта аппарата, типа его энергоисточника и достигает нескольких десятков часов.

Известно, что эффективность проведения работ с помощью буксируемых средств или привязных аппаратов резко уменьшается с увеличением глубины. Обладая значительно большей маневренностью, чем судно, автономный необитаемый аппарат имеет высокую степень точности стабилизации параметров движения (в том числе, в условиях сложного рельефа дна), а также прост в эксплуатации, имеет производительность, не зависящую от глубины. АНПА использовались при обследовании районов с залежами твердых полезных ископаемых, изучении загрязнения среды, а также поиске и обследовании атомных подводных лодок, затонувших на больших глубинах в океане.

Рис. 7.111. Л-2 во время работ по обследованию затонувшей АПЛ "Комсомолец"

Глубоководный АНПА модульной конструкции Л-2 рассчитанный на глубину погружения 6000 м, имеет бортовые системы и измерительную аппаратуру, которые размещаются в отдельных унифицированных прочных контейнерах. Источниками энергии подводного аппарата были выбраны серебряно-цинковые аккумуляторы. АНПА обладает безрулевой 4-х движительной пропульсивной установкой и одним двигателем зависания. Аппарат оснащен гидроакустической навигационной системой с большой базой, лагом, компасом, датчиками дифферента, крена, угловых скоростей, глубины, эхолокационной системой для обхода препятствий. АНПА оснащен фотокамерой, гидролокатором бокового обзора, магнитометром, радиометром, датчиками температуры, электропроводности. Аппарат предназначен для площадного фотографирования, гидролокационной съемки и гидрофизических измерений в районе гибели атомной подводной лодки "К-8" в Атлантическом океане (1982, 1983 гг.); поиска и обследования затонувших атомных подводных лодок в Атлантическом океане: в Саргассовом море (1987 г.), в Норвежском море (1989 г.).

По заказу "ДАЛЬМОРГЕО" был разработан глубоководный АНПА модульной конструкции. Все бортовые системы и измерительная аппаратура размещаются в отдельных унифицированных прочных контейнерах. Источник питания – серебряно-цинковые аккумуляторы. Применена безрулевая 4-х движительная пропульсивная установка. Командно-программное управление осуществляется бортовой локальной вычислительной сетью из двух бортовых компьютеров на базе микропроцессорного комплекта серии К-588. Аппарат оснащен гидроакустической навигационной системой с большой базой, лагом, компасом, датчиками дифферента, крена, угловых скоростей, глубины, эхолокационной системой для обхода препятствий. АНПА имеет видеосистему, фотокамеру, гидролокатор бокового обзора, датчики температуры, электропроводности, возможность установки другой измерительной аппаратуры.

Аппарат предназначен для обзорно-поисковых работ.

Рис. 7.333. АНПА CR-01A на исследовательском судне “Da Yang Yi Hao”

Глубоководный модульный АНПА CR-01A был построен по совместному международному проекту ИПМТ и Шеньянского института автоматики (КНР). Аппарат предназначен для океанологических измерений и съемочных работ в океане. Был использован при опытных работах по программе Шеньянского института автоматики по обследованию участков дна в Тихом океане с запасами железо-марганцевых конкреций (1997 г.). Он рассчитан на глубину погружения 6000 м и имеет батарею серебряно-цинковых аккумуляторов. 4 маршевых и 2 поперечных двигателя, которые обеспечивают движение аппарата и его стабилизацию на заданном горизонте без поступательного движения.

Командно-программное управление осуществляется бортовой локальной вычислительной сетью из 2-х компьютеров (486SLC-25 и V40 фирмы WinSystems). В качестве операционной системы используется MS-DOS. Аппарат оснащен гидроакустической навигационной системой с длинной базой, лагом, компасом, датчиками дифферента, крена, угловых скоростей, глубины, эхолокационной системой для обхода препятствий, гидролокатором бокового обзора, гидроакустическим профилографом, видеосистемой, фотокамерой, датчиками температуры, электропроводности, глубины.

Особую роль в создании советских и российских подводных аппаратов играет МГТУ им. Н.Э. Баумана, университет в котором на факультете "специальное машиностроение" существует кафедра "Подводные роботы и аппараты". Эта кафедра вместе с отделом "Подводные аппараты" факультета специального машиностроения образуют специализированный научно-учебный комплекс.

Помимо подготовки специалистов этого профиля, преподаватели и студенты создали ряд реальных подводных аппаратов (см. п. 7.2.10).

В конце 1994 года МГТУ им. Н.Э. Баумана предложил способ локализации носовой части затонувшей в 1989 году в Норвежском море АПЛ "Комсомолец". Особенностью аварии заключалась в том, что термоядерные торпеды АПЛ оказались обломаны в результате взрыва. Точная локализация и закрытие боевых частей практически оказалась невозможной. Было предложено установить в носовой части изолирующих переборок, заполнить изолированный внутренний объем эластичными емкостями с морской водой, и применить наружное покрытие из прочного гибкого материала, охватывающего разлом в носовой части корпуса. Технологию способа отработали на факультете специального машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана по материалам подводных съемок. Была создана геометрическая компьютерная модель для определения параметров разрушений, а также технологию и конструкцию средств локализации разлома в носовой части корпуса АПЛ. Совместно с ОКБ МЭИ разработали и создали малогабаритные раскрывающиеся перегородки, изолирующие носовую часть в главном разломе корпуса АПЛ при внутреннем диаметре менее 8 м, длиной около 11 м. Специалисты использовали опыт космической техники.

МГТУ и НПО "Союз" разработали и изготовили эластичные емкости и специальные материалы, стойкие к различным воздействиям и обладающие высокой долговечностью в морской среде, автономные глубоководные установки для закачки эластичных емкостей. В 1995 году с помощью подводных аппаратов "Мир-1" и "Мир-2" все созданные технические средства были установлены на АПЛ "Комсомолец".

Ряд конструкций, созданных в МВТУ приведены на рис. 7.999.

Среди них осмотровый инспекционный привязной аппарат "Калан-500" (рис. 7.333), предназначенный для подводно-технических работ на глубине до 500 м.

Рис. 7. 333. Подводный аппарат "Калан-500"

Основные характеристики: масса 100 кг, габаритные размеры 1200х400х300 мм, максимальная скорость 1,5 м/с, количество движителей 4, электропитание от судовой сети.