Zlaté uniformy armádních generálů v předvečer vzniku vojenských třídních identit postupně nahrazují civilní obleky z okruhu prezidenta. Mění se i styl chování vedení orgánů činných v trestním řízení. Následoval náčelník kremelské palácové stráže

Námořní doktrína Ruské federace na období do roku 2030 Projekt navržený ke schválení prezidentem Ruské federace V. V. Putinem (zveřejněno ve zkratce) I. Obecná ustanovení Námořní doktrína Ruské federace (dále jen námořní doktrína) je

Druhy nabídek v AdWords AdWords má několik způsobů nabízení cen. Nastavení maximálních CPC (ruční nastavení CPC) je výchozí nastavení. Pro vaše účely však mohou být vhodnější jiné metody.Tyto možnosti jsou dostupné pod

Ziskové strategie nabídek Při použití metody nabídek maximální CPC si musíte hodnoty zjistit sami. Níže je několik strategií. Nabídky můžete nastavit v několika sekcích svého účtu: skupiny

Generální ředitel společnosti Peacetime and Wartime CEO společnosti Peacetime to ví správný postup zajišťuje vítězství. Generální ředitel v době války porušuje všechny postupy, aby vyhrál. Generální ředitel v době míru se zaměřuje na celkový obraz a deleguje sílu přijetí

Je možné skloubit kvality generálního ředitele v době války a míru? Může generální ředitel rozvíjet dovednosti nezbytné k řízení společnosti ve válce i v míru? Můžete snadno dokázat, že jsem jako generální ředitel v době míru selhal, ale uspěl jsem

V moderní robotice jsou roboti definováni jako třída technické systémy, které ve svém jednání reprodukují motorické a intelektuální funkce člověka.

Od běžného automatický systém Robot se vyznačuje víceúčelovým účelem, velkou všestranností a možností nastavení pro provádění různých funkcí.

Roboti jsou klasifikováni:

Podle oblasti použití - průmyslové, vojenské, výzkumné;

Podle prostředí aplikace (provozů) - země, podzemí, povrch, pod vodou, vzduch, vesmír;

Podle stupně mobility – stacionární, mobilní, smíšená; - podle typu řídicího systému - softwarové, adaptivní, inteligentní.

Rozmanitost zařízení patřících do třídy průmyslových robotů a určených k automatizaci manuální, těžké, škodlivé, nebezpečné nebo monotónní práce lze klasifikovat podle:

účel;

stupeň všestrannosti;

kinematické, geometrické, energetické parametry;

metody řízení (míra lidské účasti na programování chodu robota).

Na základě jejich zamýšleného účelu lze v současnosti známé roboty obecně rozdělit do následujících tří skupin: pro vědecké účely, pro vojenské účely, pro použití ve výrobě a v sektoru služeb.

Stále častěji jsou na člověka kladeny nároky, jejichž naplnění je limitováno jeho biologickými možnostmi (v podmínkách vesmíru, zvýšené radiaci, velkých hloubkách, chemicky aktivním prostředí apod.).

Při zkoumání planet a dalších vesmírných těles musí být vozidla vybavena manipulátory, aby posádka komunikovala s vnějším světem. Pokud zařízení není obýváno, pak musí mít manipulátory dálkové ovládání ze Země. V takových automatických zařízeních jsou „ruce“ teleoperátora nejdůležitějším prostředkem aktivní interakce s okolím.

Teleoperátoři a roboti našli stejně široké využití při různých pracích ve velkých hloubkách moří a oceánů. Dříve člověk sestupoval do hloubky ve speciálním přístroji a byl poněkud pasivním pozorovatelem; nyní nedávno postavená podvodní vozidla jsou vybavena „rukama“, které ovládá osoba umístěná uvnitř hlubokomořského plavidla.

Teleoperátory a roboty se používají pro pokládání kabelů do hloubky, vyhledávání a zvedání potopených lodí a nákladu a pro různé studie nepřístupných mořských hlubin.

Autonomní neobydlené podvodní vozidlo - AUV (anglicky autonomous podvodní vozidlo - AUV) podvodní robot trochu připomínající torpédo nebo ponorku, pohybující se pod vodou za účelem shromažďování informací o topografii dna, struktuře horní vrstvy sedimentu, přítomnosti objektů a překážky na dně. Zařízení je napájeno bateriemi nebo jinými typy baterií. Některé typy AUV jsou schopny se potopit až do hloubky 6000 m. AUV se používají pro plošné průzkumy, pro sledování podvodních objektů, jako jsou potrubí, a pro vyhledávání a odstraňování podvodních min.

Dálkově ovládané podvodní vozidlo (ROV) je podvodní vozidlo, často nazývané robot, které je řízeno operátorem nebo skupinou operátorů (pilot, navigátor atd.) z lodi. Zařízení je připojeno k nádobě složitým kabelem, kterým jsou do zařízení přiváděny řídicí signály a napájení a zpět jsou přenášeny údaje ze senzorů a videosignály. ROV se používají pro inspekční práce, pro záchranné operace, pro ostření a odstraňování velkých předmětů ze dna, pro práce na podpoře zařízení ropný a plynový komplex(podpora vrtů, inspekce tras plynovodů, inspekce staveb na poruchy, provádění ventilových a armaturních operací), pro operace odminování, pro vědecké aplikace, pro podporu potápěčské práce, za práce na údržbě rybích farem, za archeologický průzkum, za kontrolu městských komunikací, za kontrolu lodí na přítomnost pašovaného zboží připevněného na vnější straně boku atd. Spektrum úkolů k řešení se neustále rozšiřuje a flotila zařízení rychle roste. Práce s přístrojem je mnohem levnější než drahé potápěčské práce i přes to, že počáteční investice je poměrně velká, i když práce s přístrojem nemůže nahradit celý rozsah potápěčských prací.

Kromě uvedených oblastí použití v nebezpečných podmínkách se teleoperátory a roboty používají při opravách a výměnách jaderných motorů, při práci v kontaminovaných oblastech a v dolech.

Pracuje se na vytvoření speciálního robota pro těžbu uhlí. Podle Korea Coal Corp. bude robot uhlí nejen těžit, ale také sbírat a následně pokládat na dopravní pás, který horninu dopraví na vrchol. Na práci budou dohlížet mechanici umístění na povrchu.

Moderní hasičské roboty mají následující možnosti:

Rekognoskace a monitorování prostoru v nouzové zóně;

Hašení požárů v podmínkách moderních člověkem způsobených havárií doprovázených zvýšenou úrovní radiace, přítomností toxických a silných látek v pracovním prostoru, fragmentací a poškozením výbušninami; použití vodních pěnových hasicích prostředků;

Provádění záchranných akcí na místě požáru a mimořádné události;

Demontáž suti pro získání přístupu do požární zóny a odstranění havarijních situací;

Při vhodném převybavení je možné provádět hašení pomocí prášků a zkapalněných plynů.

Například roboty El-4, El-10 a Luf-60, určené k hašení požárů způsobených člověkem bez zásahu člověka, se podílely na hašení lesního požáru v roce 2010 kolem jaderné centrum v Sarově.

Mnoho typů výroby vyžaduje použití robotů. Jejich použití osvobozuje pracovníka od práce ve vysilujících a obtížných podmínkách. V kovářství Pro pohyb a instalaci těžkých horkých obrobků na kladivo lze nainstalovat robota. Roboti mohou malovat výrobky a osvobozovat lidi od toho, aby byli v místnosti s barvou ve spreji. Nejnebezpečnější a nejškodlivější jsou operace s radioaktivními látkami a jaderným zařízením. Takovou práci již dlouho provádějí „ruce“ televizních operátorů.

Pro práci s jadernými reaktory a radioaktivními zařízeními byly vyvinuty mobilní teleoperátory, u kterých je hermeticky uzavřená kabina vybavena ochrannými stěnami pro práci v radioaktivním prostředí.

Existuje mnoho příkladů použití robotů a teleoperátorů v nebezpečných a obtížných pracích. Je racionální používat roboty v monotónních opakujících se operacích, například při instalaci obrobků a dílů na stroji. Robot dokáže zvedat a přemisťovat křehké sklo a malé části.

Je třeba také poznamenat, že dalším směrem v technologii je vytváření speciálních zesilovačů fyzických schopností člověka – tzv. exoskeleton (z řeckého vnější kostra) – zařízení určené ke zvýšení svalovou sílu osoby kvůli vnějšímu rámu. Exoskeleton sleduje lidskou biomechaniku, aby úměrně zvýšil úsilí během pohybu. Podle otevřených tiskových zpráv byly v současné době vytvořeny skutečné pracovní vzorky v Japonsku a USA. Exoskeleton lze integrovat do skafandru.

První exoskeleton byl vyvinut společně General Electric a armáda Spojených států v 60. letech, a byl nazýván Hardiman. Dokázal zvednout 110 kg se zvedací silou 4,5 kg. Bylo to však nepraktické kvůli své značné hmotnosti 680 kg. Projekt nebyl úspěšný. Jakýkoli pokus použít celý exoskelet měl za následek intenzivní nekontrolovaný pohyb, což vedlo k tomu, že nikdy nebyl testován s osobou uvnitř. Další studie se zaměřily na jednu paži. Přestože měl zvednout 340 kg, jeho hmotnost byla tři čtvrtě tuny, což byl dvojnásobek jeho nosnosti. Bez toho, aby všechny komponenty fungovaly dohromady, byla praktická aplikace projektu Hardiman omezená.

Podle stupně všestrannosti lze všechny roboty rozdělit do tří skupin:

Speciální, například manipulátor pro převracení a instalaci obrazovek ve vakuu nebo manipulátor pro instalaci přířezů do speciálního razidla. Tato zařízení mají zpravidla jeden až tři stupně volnosti a pracují podle přísně pevného programu, provádějícího jednoduchou operaci;

Specializované, jejichž rozsah je omezený jisté podmínky a prostor. Například roboty s nastavitelnou délkou ramen a několika stupni volnosti v prostoru pro provádění pouze „horké“ práce – odlévání nebo tepelného zpracování;

Univerzální zařízení, která se pohybují v prostoru, například roboty s velkým počtem stupňů volnosti a nastavitelnou délkou funkčních končetin, schopné provádět širokou škálu operací s širokou škálou dílů. Univerzální průmyslový robot obecný účel lze přepnout na jinou práci a rychle přeprogramovat tak, aby vykonávala cokoli v rámci technických možností cyklu.

Podle kinematických, geometrických a energetických parametrů se zařízení dělí následovně.

Podle kinematických parametrů lze roboty klasifikovat v závislosti na počtu stupňů volnosti, možné možnosti akce a pohyby funkčních orgánů a také rychlost jejich pohybu.

Podle geometrické parametry Klasifikačním znakem je, že roboti jsou rozděleni podle velikosti jejich funkčních orgánů a rozsahu jejich lineárních a úhlových pohybů.

Na základě energetických parametrů jsou roboty rozděleny do skupin podle nosnosti a vyvinutého výkonu.

Podle metod řízení lze průmyslové roboty prvních generací rozdělit na roboty:

Řízené systémy číslicového řízení;

s cyklickými řídicími systémy;

Autonomní, počítačem řízené (řídící stroje schopné shromažďovat a analyzovat informace v procesu akce, reagovat na tyto informace a podle toho měnit program).

Byly vyvinuty televizní systémy na dálkové ovládání, které poskytují stereoskopický obraz oblasti pokrytí. Používají se v lékařství (robot da Vinci) a teleprezenční systémy.

V robotických CNC systémech se zaznamenaný program mnohokrát opakuje.

Změnu povahy pohybů robota lze dosáhnout pouze v důsledku zadání nový program. Programování provozu takových robotů není obtížné a je to nejjednodušší forma jejich „výcviku“. V tomto případě osoba pouze pravidelně sleduje chod robota a mění program.

Počítačem řízené roboty mají řídicí systém schopný sbírat potřebné informace při výkonu práce, zpracovávat je pomocí elektronického „mozku“ a provádět potřebné změny v předem zadaném programu.

Relevance vytváření robotických námořních mobilních objektů (MMO) je způsobena potřebou

1. monitorování životního prostředí vodní zdroje;
2. kartografie námořních a říčních plavebních kanálů, přístavů, zálivů, potoků;
3. zvýšení úrovně kontroly mořských oblastí;
4. zvýšení účinnosti rozvoje zdrojů v těžko dostupných oblastech (Arktida a Dálný východ);
5. zvýšení intelektualizace námořní dopravy;
6. zvýšení konkurenceschopnosti domácí stavby lodí a snížení závislosti na zahraničních technologiích.

Hlavní oblasti výzkumu a produkty

• Vývoj systémů pro inteligentní plánování pohybu a adaptivní řízení autonomních neobydlených podvodních vozidel
• Vývoj systémů pro inteligentní plánování pohybu a adaptivní řízení autonomních bezpilotních plavidel
• Vývoj systémů pro matematické a polopřirozené modelování mořských mobilních objektů (MPO)
• Vývoj výcvikových komplexů pro operátory autonomních námořních mobilních objektů

Navrhované metody a přístupy k řešení problémů

• Metoda pro konstrukci nelineárních vícenásobně spojených matematických modelů s určením hydrodynamických charakteristik
• Metoda řízení polohy a trajektorie pro stavbu autopilotů
• Metody pro integraci navigačních dat pro zlepšení přesnosti určení souřadnic
• Teorie syntézy nelineárních pozorovatelů pro odhad neurčitých vnějších sil a neznámých parametrů MPO
• Metoda pro konstrukci inteligentních plánovačů pohybu pro vyhýbání se stacionárním a pohyblivým překážkám
• Metoda použití nestabilních provozních režimů řídicího systému k vyhýbání se překážkám při minimalizaci požadavků na senzorový subsystém softwaru a výpočetních nákladů.

Doporučené systémy automatické ovládání námořní mobilní objekty

Jak ukazuje přehled existujících řídicích systémů MPO, moderní přístupy k návrhu systému poskytují danou kvalitu řízení v úzkém rozsahu od daného jízdního režimu. V situaci, kdy rychlost proudění vnějšího prostředí překračuje nebo je srovnatelná s rychlostí MPO, nejsou splněny podmínky pro rozdělení propojeného pohybu do samostatných kanálů a úhly driftu nelze považovat za malé. V těchto případech je nutné naplánovat a realizovat trajektorii MPO s přihlédnutím k multikonektivitě pohybu pomocí vnějších neřízených toků. Pokud jakákoliv porucha (například silný proud, který nelze plně kompenzovat kvůli energetickým omezením) přivede MPO do oblasti „velkých“ odchylek, může to vést k narušení stability a v důsledku toho k havarijní nebo kritické situace V této souvislosti je aktuální problém vývoje metod pro polohově-trajektivní řízení námořních robotických systémů v extrémních režimech a podmínkách a priori environmentální nejistoty.

Při vývoji řídicích systémů MPO je nutné provést následující fáze návrhu:

1. Konstrukce matematického modelu

2. Syntéza autopilota

3. Implementace hardwaru a softwaru

Etapy projektování řídicích systémů pro námořní mobilní objekty

Sestavení matematického modelu

Ponorný souřadnicový systém

Souřadnicový systém povrchového vozidla typu katamarán

Adekvátní matematický model pohybu MPO je nezbytný pro vývoj efektivního systému řízení jeho pohybu v podvodním režimu. Zvláště důležitá je přiměřenost matematického modelu při provádění uvedených pohybů MPO jako neobydleného vozidla. Správná konstrukce matematického modelu MPO do značné míry určuje kvalitu návrhu systému řízení pohybu MPO a především přiměřenost výsledků návrhu reálným vlastnostem vyvíjeného systému řízení.

Syntéza autopilota a operačních algoritmů

Originální patentovaný řídicí algoritmus zajišťuje vytvoření řídicích akcí na aktuátorech MPO pro provádění následujících úkolů:

• stabilizace v daném bodě v prostoru základních souřadnic a v případě potřeby s požadovanými hodnotami orientačních úhlů;
• pohyb po daných trajektoriích s konstantní rychlostí V a danou orientací;
• pohyb do daného bodu po dané trajektorii, s danou orientací a bez dalších požadavků na rychlost atd.

Zjednodušená struktura autopilota

Implementace softwaru a hardwaru

Nabízíme softwarový a hardwarový komplex, který implementuje algoritmy řízení, plánování, navigace a interakce zařízení a zahrnuje:

palubní počítač

pozemní nebo mobilní řídící centrum

navigační systém

senzorový subsystém, včetně systému technického vidění

Pro testování softwarově-algoritmické části řídicího systému MPO je vyvíjen softwarový simulační komplex. Funkčnost navrženého komplexu umožňuje simulovat vnější prostředí, senzory, navigační systém a systém technického vidění a také nastavit chybu.

Po otestování řídicích algoritmů a jejich implementaci na palubním počítači ověříme software pomocí polopřirozeného modelování

Dokončené projekty

• R&D „Vývoj integrovaného navigačního a pohybového řídicího komplexu pro autonomní neobydlená podvodní vozidla“, 2010, OKB OT RAS
• Výzkumná práce „Vývoj integrovaného řídicího a navigačního systému pro autonomní neobydlená podvodní vozidla pro řešení problémů průzkumných, hlídkových a pátracích a záchranných činností“, 2012 SFU
• Výzkumná práce „Vývoj inteligentního systému řízení pohybu pro autonomní neobydlená podvodní vozidla“, 2012-2013, IPMT FEB RAS
• R&D „Vývoj řídicího systému pro standardní platformy AUV“ 2012 - 2014, „Ústřední výzkumný ústav „Kurs“
• R&D „Vývoj technického návrhu pro řadu slibných standardních AUV platforem“, 2012 - 2014, „Ústřední výzkumný ústav „Kurs“
• Výzkumná práce „Vývoj autonomního robotického systému založeného na povrchové minilodi“, 2013, SFU
• Výzkumná práce „Vývoj metody pro analytickou syntézu optimálních vícesměrných nelineárních řídicích systémů“, 2010 – 2012, grant Ruské nadace pro základní výzkum.
• Výzkumná práce „Vývoj teoretické základy konstrukce a výzkum řídicích systémů pro pohybující se objekty pracující v a priori neformálním prostředí s využitím nestabilních režimů“, 2010 – 2012, grant RFBR.
• Výzkumná práce „Teorie a metody polohově-trajektivního řízení námořních robotických systémů v extrémních režimech a podmínkách environmentální nejistoty“ (č. 114041540005). 2014-2016
• RFBR 16-08-00013 Vývoj metody pro dvousmyčkovou adaptaci systémů řízení polohy a trajektorie pomocí robustních poruchových pozorovatelů a referenčních modelů. 2016-2018
• Výzkum a vývoj „Vývoj lodi bez posádky pro monitorování životního prostředí v Azvském moři“

Projekt vývoje autonomního miničlunu

Projekt vývoje automatického řídicího systému pro typické platformy AUV

Projekt iniciativy na vývoj inteligentního řídicího systému pro povrchovou loď

Patenty

Doplňkové materiály

Publikace

• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu. Ovládání pohybujících se objektů. – M.: NAUKA, 2011 – 350 s.
• Pshikhopov V.Kh. a další Strukturální organizace automatických řídicích systémů pro podvodní vozidla pro apriori neformální prostředí // Informační-měřicí a řídicí systémy. M.: Radiotechnika. 2006.- č. 1-3- T4 - S. 73-78.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu Adaptivní řízení nelineárních objektů jedné třídy se zajištěním maximálního stupně stability.Izvestiya SFU. Technická věda. Tematické číslo „Pokročilé systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2012.-№3(116) – S.180-186
• Gurenko B.V. Konstrukce a výzkum matematického modelu podvodního vozidla // Zvláštní vydání časopisu „Problémy obranné techniky. Řada 9", 2010 - s. 35-38.
• Pshikhopov V.Kh., Sukonki S.Ya., Naguchev D.Sh., Strakovich V.V., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. , Kostyukov V.A. Autonomní podvodní vozidlo "SKAT" pro řešení problémů vyhledávání a detekce zanesených objektů // Novinky Jižní federální univerzity. Technická věda. Tematické číslo „Pokročilé systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.-2010.-No.3(116) – S.153-163.*
• Gurenko B.V. Strukturální syntéza autopilotů pro neobydlená podvodní vozidla // Novinky Kabardino-balkarského vědeckého centra Ruské akademie věd, číslo 1–2011.
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V. Komplex pro modelování pohybů pohybujících se objektů na základě leteckých a podvodních vozidel // Izvestia z Jižní federální univerzity. Technická věda. Tematické číslo „Pokročilé systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2011.-№3(116) – S.180-186
• Gurenko B.V. Strukturální organizace automatických řídicích systémů pro podvodní kluzáky // Novinky z Jižní federální univerzity. Technická věda. Tematické číslo „Pokročilé systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU. – 2011. – č. 3 (116) – S.199-205
• Pshikhopov V.Kh., M.Yu. Medveděv, B.V. Gurenko, A.A. Mazalov Adaptivní řízení nelineárních objektů stejné třídy zajišťující maximální stupeň stability // Izvestija Jižní federální univerzity. Technická věda. Tematické číslo „Pokročilé systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2012.-№3(116) – S.180-186
• B.V. Gurenko, O.K. Ermakov Recenze a analýza stavu moderní povrchové robotiky XI. Všeruské vědecké konference mladých vědců, studentů a postgraduálních studentů „Technická kybernetika, radioelektronika a řídicí systémy“: Sborník materiálů. – Taganrog: Southern Federal University Publishing House, 2012, – T. 1, str. 211-212
• Pshikhopov, V.Kh., Medveděv, M.Yu., Gaiduk, A.R., Gurenko, B.V., Návrh řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo, 2013, Sborník - 2013 IEEE Latin American Robotics Symposium, LARS 2013, pp. 77-82, doi:10.1109/LARS.2013.61.
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V. Vývoj a výzkum matematického modelu autonomní povrchové minilodě "Neptune" [ Elektronický zdroj] //"Engineering Bulletin of the Don", 2013, č. 4. – Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ /ru/magazine/archive/n4y2013/1918 (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. Rus
• Pshikhopov V.Kh., B.V. Gurenko Syntéza a studie autopilotní povrchové minilodě „Neptune“ [Elektronický zdroj] // „Engineering Bulletin of the Don“, 2013, č. 4. – Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/ /n4y2013/1919 (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. rus.
• Gurenko B.V. Implementace a experimentální studie autonomní povrchové minilodě s autopilotem "Neptune" [Elektronický zdroj] // "Engineering Bulletin of the Don", 2013, č. 4. Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ru/ časopis/archiv/n4y2013 /1920 (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. rus.
• Software pro palubní řídicí systém autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660412 / Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Nazarkin A.S. – Registrován v Registru počítačových programů dne 5.11.2013.
• Software pro navigační systém autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660554 / Gurenko B.V., Kotkov N.N. – Registrován v Registru počítačových programů dne 11.11.2013.
• Softwarově simulující komplex autonomních námořních mobilních objektů: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660212 / Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. – Registrován v Registru počítačových programů dne 28.10.2013.
• Software pro bod pozemního řízení autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660554 / Gurenko B.V., Nazarkin A.S. – Registrováno v Registru počítačových programů dne 28. října 2013.
• Kh. Pshikhopov, M. Y. Medveděv a B. V. Gurenko, „Návrh naváděcího a dokovacího autopilota pro autonomní podvodní vozidlo“, aplikovaná mechanika a materiály. sv. 490-491, str. 700-707, 2014, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.490-491.700.
• Pshikhopov, V.K., Fedotov, A.A., Medveděv, M.Y., Medveděva, T.N. & Gurenko, B.V. 2014, „Systém polohy a trajektorie námořních autonomních vozidel s přímým adaptivním řízením“, 2014 4. mezinárodní seminář o počítačové vědě a inženýrství – léto, WCSE 2014.
• Pshikhopov, V., Chernukhin, Y., Fedotov, A., Guzik, V., Medveděv, M., Gurenko, B., Piavchenko, A., Saprikin, R., Pereversev, V. & Krukhmalev, V. 2014 , „Vývoj inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo“, 2014 4. mezinárodní seminář o počítačové vědě a inženýrství – zima, WCSE 2014.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Fedorenko R.V., Gurenko B.V., Chufistov V.M., Shevchenko V.A. Algoritmy pro řízení vícenásobně propojené polohové trajektorie pohybujících se objektů // Engineering Bulletin of the Don #4, 2014, url:ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2579 (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. rus.
• Pshikhopov V.Kh., Fedotov A.A., Medvedev M.Yu., Medvedeva T.N., Gurenko B.V., Systém polohové trajektorie pro přímé adaptivní řízení mořských pohybujících se objektů // Engineering Bulletin of the Don #3, 2014, url: ivdon.ru /ru/magazine/archive/n3y2014/2496 (zdarma přístup) – Cap. z obrazovky na - Yaz. rus.
• Gurenko B.V. Konstrukce a výzkum matematického modelu autonomního neobydleného podvodního vozidla // Engineering Bulletin of the Don #4, 2014, url:ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2626 (volný přístup) – Cap. z obrazovky na - Yaz. rus.
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Nazarkin A.S. Řídicí systém pro autonomní povrchovou miniloď // Moderní problémy vědy a vzdělávání. – 2014. – č. 5; url:www.science-education.ru/119-14511 (datum přístupu: 9. 10. 2014).
• Pshikhopov V.Kh., Chernukhin Yu.V., Fedotov A.A., Guzik V.F., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V., Pyavchenko A.O., Saprykin R.V., Pereverzev V. .A., Priemko A.A. Vývoj inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo // Novinky Jižní federální univerzity. Technická věda. Taganrog: TTI SFU – 2014. – č. 3(152). – S. 87 – 101.
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Medveděv M.Yu., Mayevsky A.M., Golosov S.P. Odhad aditivních poruch AUV robustním pozorovatelem s nelineární zpětnou vazbou // Izvestia SFU. Technická věda. Taganrog: TTI SFU – 2014. – č. 3(152). – S. 128 – 137.
• Pshikhopov V.Kh., Fedotov A.A., Medveděv M.Yu., Medveděva T.N., Gurenko B.V., Zadorozhny V.A. Polohově-trajektivní systém pro přímé adaptivní řízení mořských pohybujících se objektů // Sborník materiálů deváté celoruské vědecké a praktické konference „Pokročilé systémy a problémy řízení“. Taganrog. Nakladatelství Southern Federal University, 2014. – S. 356 – 263.
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Beresnev M.A., Saprykin R.V., Pereverzer V.A., Vývoj simulátoru pro autonomní neobydlené podvodní vozidlo // Engineering Bulletin of the Don #3, 2014, http:// ivdon.ru/ru/magazine/archive /n3y2014/2504. (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. rus.
• Kopylov S.A., Fedorenko R.V., Gurenko B.V., Beresnev M.A. Softwarový balíček pro detekci a diagnostiku poruch hardwaru v robotických námořních mobilních objektech // Engineering Bulletin of the Don #3, 2014, url:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2526. (volný přístup) – Cap. z obrazovky. - Yaz. rus.
• Gurenko, "Matematický model autonomního podvodního vozidla", Proc. druhého mezinár. Conf. on Advances In Mechanical and Robotics Engineering - AMRE 2014, pp. 84-87, 2014, doi:10.15224/ 978-1-63248-031-6-156
• Gaiduk A.R. Plaksienko E.A. Gurenko B.V. K syntéze řídicích systémů s částečně specifikovanou strukturou // Vědecký bulletin NSU. Novosibirsk, č. 2(55) 2014, s. 19-29.
• Gaiduk A.R., Pshikhopov V.Kh., Plaksienko E.A., Gurenko B.V. Optimální řízení nelineárních objektů pomocí kvazilineární formy // Věda a vzdělávání na přelomu tisíciletí. So. vědecký výzkum díla KSTI. Číslo 1, Kislovodsk. 2014 od 35-41
• Gurenko B.V., Kopylov S.A., Beresnev M.A. Vývoj schématu pro diagnostiku poruch pohybujících se objektů // International Scientific Institute Educatio. - 2014. - č. 6. - str.49-50.
• Ovládací zařízení pro podvodní vozidlo: Patent na užitný vzor č. 137258 / Pshikhopov V.Kh., Dorukh I.G., Gurenko B.V. – Zapsán do Státního rejstříku užitných vzorů Ruské federace dne 10. února 2014.
• Podvodní řídicí systém vozidel (Patent na vynález č. 2538316) Registrován ve Státním registru vynálezů Ruské federace dne 19. listopadu 2014. 1 strana Pshikhopov V.Kh., Dorukh I.G.
• Pshikhopov, Y. Chernukhin, V. Guzik, M. Medveděv, B. Gurenko, A. Piavchenko, R. Saprikin, V. Pereverversev, V. Krukhmalev, „Implementace inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo“, Aplikovaná mechanika a materiály , sv. 701 – 702, pp. 704-710, 2015, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.701-702.704
• Gurenko, R. Fedorenko, A. Nazarkin, „Autonomous Surface Vehicle Control System“, Applied Mechanics and Materials, Vols 704, pp. 277-282, 2015, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.704.277
• A.R. Gaiduk, B.V. Gurenko, E.A. Plaksienko, I.O. Shapovalov Vývoj řídicích algoritmů pro bezpilotní člun jako vícerozměrný nelineární objekt // Izvestia z Jižní federální univerzity. Technická věda. – 2015. – č. 1. – S. 250 – 261.
• B.V. Gurenko Vývoj algoritmů pro setkání a dokování autonomního neobydleného podvodního vozidla s podvodní základnovou stanicí // Izvestia z Jižní federální univerzity. Technická věda. – 2015. – č. 2. – S. 162 – 175.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. Algoritmy pro adaptivní systémy řízení polohy a trajektorie pohybujících se objektů Problémy řízení, M.: – 2015, vydání. 4, s. 66–76.
• http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1001
• R.V. Fedorenko, B.V. Gurenko Plánování trajektorie autonomní minilodi // Engineering Bulletin of the Don. – 2015. – č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3280
• B.V. Gurenko, A.S. Nazarkin Implementace a identifikace parametrů autonomního neobydleného podvodního vozidla typu kluzák // Engineering Bulletin of the Don. – 2015. – č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3288
• Gurenko B.V., Nazarkin A.S. Dálkové ovládání povrchového robotického člunu // n.t.k., vyhrazené. den ruská věda a 100. výročí SFU. Sborník konferenčních materiálů. - Rostov na Donu: Nakladatelství jižní federální univerzity, 2015. - str. 158-159
• Kostyukov V.A., Mayevsky A.M., Gurenko B.V. Matematický model povrchové minilodi // Engineering Bulletin of the Don. – 2015. – č. 4. – adresa URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3297
• Kostyukov V.A., Kulchenko A.E., Gurenko B.V. Metodika pro výpočet hydrodynamických koeficientů AUV // Engineering Bulletin of the Don. – 2015. – č. 3. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3226
• Pshikhopov, M. Medveděv, B. Gurenko, „Vývoj nepřímého adaptivního řízení pro podvodní vozidla pomocí nelineárního odhadu poruch“, Aplikovaná mechanika a materiály, sv. 799-800, str. 1028-1034, 2015, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1028
• Gurenko, A. Beresnev, „Vývoj algoritmů pro přibližování a připojování podvodního vozidla s podvodní stanicí“, MATEC Web of Conferences, sv. 26, 2015, doi: dx.doi.org/10.1051/matecconf/2015260400
• Gurenko, R. Fedorenko, M. Beresněv, R. Saprykin, „Vývoj simulátoru pro inteligentní autonomní podvodní vozidlo“, Aplikovaná mechanika a materiály, sv. 799-800, str. 1001-1005, 2015, doi: http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1001
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V. Softwarový balík pro virtuální modelování využití autonomního neobydleného podvodního vozidla (žádost o registraci počítačového programu) (reg. č. FIPS č. 2015660714 ze dne 10. listopadu 2015.)
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V. Vývoj matematických modelů podvodních dopravních prostředků: učebnice. – Taganrog: Southern Federal University Publishing House, 2015. – 46 s.
• Kostyukov V.A., Kulchenko A.E., Gurenko B.V. Postup při studiu parametrů modelu pohybujícího se podvodního objektu // So. Umění. na základě materiálů XXXVI-XXXVII international. vědecko-praktické conf. Č. 11-12 (35). - Novosibirsk: Nakladatelství. ANS "SibAK", 2015. - s. 75-59
• Kostukov, A. Kulchenko, B. Gurenko, “A hydrodynamický výpočetní postup pro UV pomocí CFD”, ve sborníku Mezinárodní konference o strukturním, mechanickém a materiálovém inženýrství (ICSMME 2015), 2015, doi:10.2991/icsmme-15.2015.40
• Gaiduk, B. Gurenko, E. Plaksienko, I. Shapovalov, M. Beresněv, „Vývoj algoritmů pro řízení motorového člunu jako vícerozměrného nelineárního objektu“, MATEC Web of Conferences, sv. 34, 2015, http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/20153404005
• B.V. Gurenko, I.O. Shapovalov, V.V. Solovjev, M.A. Beresnev Konstrukce a výzkum subsystému pro plánování trajektorie pohybu pro řídicí systém pro autonomní podvodní vozidlo // Engineering Bulletin of the Don. – 2015. – č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3383
• Pshikhopov, V.a , Medveděv, M.a , Gurenko, B.b , Beresnev, M.a Základní algoritmy adaptivních systémů řízení polohy a dráhy pro mobilní jednotky ICCAS 2015 - 2015 15. mezinárodní konference o řízení, automatizaci a systémech, sborník 23, prosinec 4 číslo 207 54-59 DOI: 10.1109/ICCAS.2015.7364878
• Pshikhopov, M. Medveděv, V. Krukhmalev, V. Shevchenko základní algoritmy přímého adaptivního řízení polohy a dráhy pro polohování mobilních objektů. Aplikovaná mechanika a materiály sv. 763 (2015) str. 110-119 © (2015) Trans Tech Publications, Švýcarsko. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.763.110
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Palubní software adaptivní systém ovládání autonomního neobydleného podvodního vozidla (zapsáno do Registru počítačových programů dne 11.1.2016) (ev.č. 2016610059 ze dne 11.1.2016)
• Vyacheslav Pshikhopov, Boris Gurenko, Maksim Beresnev, Anatoly Nazarkin REALIZACE PODVODNÍHO KLUZÁKU A IDENTIFIKACE JEHO PARAMETRŮ Jurnal Teknologi Vol 78, No 6-13 DOI: http://dx.doi.org/10.1112913/
• Fedorenko, B. Gurenko, “Místní a globální plánování pohybu pro bezpilotní povrchová vozidla”, MATEC Web of Conferences, sv. 45, 2016, doi:

Seznam zkratek.

Úvod.

1. Problematika terminologie a klasifikace.

2. Historická exkurze.

2.1. Vývoj MRI v zahraničí.

2.2. Vývoj domácí MRI.

3. Vlastnosti a perspektivy používaných technologií.

3.1. Komunikace a interakce.

3.2. Navigace.

3.3. Propulsory.

4. Použití MRI pro vojenské účely.

5. Aplikace MRI při práci na polici.

6. Bezdrátové senzorové sítě a jejich aplikace na moři.

7. Komunity interagujících robotů

8. Námořní robotika + rozšířená realita.

Závěr.

Literatura.

Aplikace. Příloha 1. „Katalog tuzemských a zahraničních technických předpisů.“ Příloha 2. „Katalog tuzemských a zahraničních AUV.“

Seznam zkratek.

AUV - autonomní neobydlené podvodní vozidlo

ROV – dálkově ovládané neobydlené podvodní vozidlo

INS – inerciální navigační systém

GANS - hydroakustický navigační systém

GANS DB – GANS s dlouhým rozvorem

GANS KB - GANS s krátkým rozvorem

GANS UKB – GANS s ultrakrátkým rozvorem

UUV - neobydlené podvodní vozidlo

PPA – anténa transceiveru

OPA - pilotované podvodní vozidlo

AR (augmented reality) - rozšířená realita

AUV (autonomous underwater vehicle) - autonomní podvodní vozidlo

ROV (dálkově ovládané vozidlo) - dálkově ovládané vozidlo (pohybující se)

SAUV (sluneční autonomní podvodní vozidlo) - AUV na solární pohon

UUV (Unmanned Underwater Vehicle) – neobydlené podvodní vozidlo

USV (Unmanned Surface Vehicle) - neobydlené povrchové vozidlo

UXV (Unmanned Generic Vehicle) – neobydlené vozidlo obecné (jakékoli) třídy

Úvod

Pokud jste v dětství ztratili jehlu v kupce sena, najdete ji v lepším případě až v důchodu. Pokud ale k vyřešení tohoto problému zmobilizujete obyvatele nejbližšího mraveniště, pak vám jehlu do dvou minut přinesou. Testováno více než jednou. Pokud by nebylo možné se s mravenci dohodnout, pak můžete přilákat studenty technické univerzity, kteří jsou zapálení pro robotiku. Jsou docela schopné vytvořit skupinu miniaturních zařízení vybavených magnetickými senzory, které se mohou pohybovat a vzájemně se ovlivňovat. Vytváření robotů schopných vzájemné interakce za účelem co nejefektivnějšího řešení daného problému je novým směrem ve vývoji robotiky, nazývaným „hejnové roboty“, jejichž obhájci slibují revoluci v řešení mnoha pracovně náročných problémů. O rojících se robotech si povíme v předposlední kapitole naší recenze. Mimochodem, pokud jsou rojové roboty zbaveny schopnosti pohybu, pak přejdeme k dalšímu, rovněž slibnému, ale časově jim předcházejícímu, vědeckému a praktickému tématu - tématu bezdrátových senzorových sítí.

V tomto směru již bylo dosaženo zajímavých praktických výsledků. Principy výstavby a příklady realizace sítě představíme v 6. kapitole recenze.

Mezitím je na čase si připomenout, že naše recenze je věnována použití robotiky konkrétně na moři, a ne na souši nebo na obloze, tzn. budete si muset představit hledání jehly nikoli v kupce sena, ale na plantáži s řasami, což se vám bude zdát jako pracnější úkol. Wi-Fi ve vodě prakticky nefunguje, distribuce je extrémně obtížná elektromagnetické vlny je obtížné použít optický kanál, tzn. otázky komunikace, interakce, navigace, sledování atd. získávají svou vlastní, čistě námořní specifičnost. 3. kapitola recenze je věnována vlastnostem implementace komunikace, interakce, navigace, pohonů, senzorů a manipulátorů v námořních robotech.

Moderní robotické systémy se používají téměř ve všech oblastech podvodního inženýrství. Hlavní oblasti jejich uplatnění jsou však: vojenství, práce na těžbě a přepravě paliva a surovin, pátrací a záchranné operace a oceánografický výzkum. Vlastnosti jejich použití v těchto oblastech a příklady použití naleznete v kapitolách 4–5 přehledu. Právě v těchto oblastech došlo v posledních letech k největšímu pokroku, pokud jde o využití nových technologií pro komunikaci a navigaci podvodních vozidel, jejich vybavení novými senzory a manipulátory a zvýšení efektivity správy a údržby. Příloha představuje katalog moderních ROV a AUV.

Proč tedy nevidíme roboty na polích země hledat jehly v kupkách sena? Ano, protože takové úkoly jim nikdo nedává. Jehly se zřejmě přestaly ztrácet. Ale vážně řečeno, stanovení úkolů a vývoj scénářů pro využití robotiky při řešení praktických problémů, včetně zohlednění vyhlídek rozvoje této oblasti, je tím nejdůležitějším organizačním úkolem. Ne nadarmo je v plánech Pentagonu na nadcházející roky přikládán projektům na vývoj konceptů pro využití robotiky v armádě stejný význam jako projektům vývoje samotných robotů. Navíc mají přednost, protože mohou poskytnout impuls a určovat směr návrhu robotických systémů. Naše návrhy týkající se této problematiky a dalších problémů ve vývoji námořní robotiky (MR) v Rusku představíme v závěru tohoto přehledu.

Rozvoj hlubin Světového oceánu je úkol neméně složitý a nebezpečný než průzkum vesmíru. A z hlediska hospodářského a environmentálního významu je to ještě vyšší priorita. Při řešení tohoto problému je námořní robotika povolána, aby nehrála roli pouze lidského asistenta, ale plnohodnotného účastníka, protože musí nejen učinit hlubiny oceánu přístupnějšími a bezpečnějšími pro lidi, ale musí nést většinu. práce na jejich studiu a rozvoji.

1. Problematika terminologie a klasifikace.

V oblasti námořní robotiky dosud nebyla vytvořena jednotná obecně přijímaná terminologie. Někteří odborníci používají sousloví, kde je základní slovo „robot“, např.: námořní roboti, námořní robotika, robotické komplexy či systémy atd. Jiní se snaží obejít se bez termínu „robot“ a zaměřují se na etymologicky jasnější fráze, například „ neobydlené podvodní vozidlo“ (NPA). V tomto přehledu se budeme držet terminologie, která vzešla z prací M.D.Ageeva a jeho kolegů z Institutu námořních technologií pobočky Dálného východu Ruské akademie věd, kterou vedl v letech 1988 až 2005, přičemž vzdal hold jejich příspěvek k rozvoji domácí námořní robotiky. Jsou to pojmy jako „bezpilotní podvodní prostředek“ (UUV), „dálkově ovládaný podvodní prostředek bez posádky“ (ROUV), „autonomní podvodní vozidlo bez posádky“ (AUV) a řada dalších. Zároveň v textu najdete i všemožné „robotické“ termíny, aby nedocházelo ke zkreslování představ a závěrů autorů, kteří je ve svých dílech použili. Ať je to jak chce, nevidíme zde velký rozpor, protože UUV je jen zařízení fungující pod vodou (nebo na hladině moře, nebo dokonce nad hladinou – námořní dron) a robotický komplex nebo systém je již podporou plavidla a m.b. systém navigačních majáků, bez kterých se zařízení ke splnění svého poslání neobejde. Rozmanitost v terminologii tedy, doufáme, nikoho nezmátne. Vše by mělo být jasné z kontextu.

Ani v zahraničních zdrojích není na toto téma jednotná. Častěji než ostatní se používá výraz ROV (remotely operator vehicle) - dálkově ovládané vozidlo (pohybující se) nebo místo vozidla - plavidlo, tzn. plavidlo. Používají se i zkratky jako UUV (Unmanned Underwater Vehicle) - neobývané podvodní vozidlo, USV (Unmanned Surface Vehicle) - neobydlené povrchové vozidlo, UXV (Unmanned Generic Vehicle) - neobydlené vozidlo obecné (jakékoli) třídy atd. V tomto autoři připouštějí velmi volný výklad těchto pojmů, zejména ROV. Existují i ​​další sémanticky podobné termíny a zkratky, kterým se nyní nebudeme věnovat. V každém případě můžete vždy použít sekci „Seznam zkratek“ této recenze.

Klasifikace.

Zařazení do jakéhokoli vědeckého směru je koncepční záležitostí jak z hlediska interakce mezi specialisty, tak z hlediska rozvoje tohoto směru. Různorodost právních aktů vytvořených ve světě ztěžuje jejich přísnou klasifikaci. Některé však byly navrženy klasifikační schémata, na kterou se můžete spolehnout.

Za prvé, je dobře známo, že podvodní vozidla se dělí na obydlená a neobydlená - UAV a UUV. Vozidla s posádkou mohou být hyperbarická nebo normobarická (odolný trup chrání hydronauty před tlakem vody). Tyto dvě podskupiny se dále dělí na autonomní a připoutané.

Neobydlená vozidla se primárně dělí na dálkově ovládaná a autonomní.

Nejčastěji se jako klasifikační charakteristiky námořních RTC (NLA) používají hmotnost, rozměry, autonomie, způsob pohybu, přítomnost vztlaku, pracovní hloubka, schéma nasazení, účel, funkční a konstrukční vlastnosti, cena a některé další.

Rozdělení podle hmotnostních a rozměrových charakteristik:

• - microPA (PMA), hmotnost (suchá) - mini-PA, hmotnost 20–100 kg, plavební dosah od 0,5 do 4000 námořních mil, provozní hloubka do 2000 m;
• - malé obytné vozy, hmotnost 100–500 kg. V současné době tvoří PA této třídy 15–20 % a jsou široce používány při řešení různých problémů v hloubkách až 1500 m;
• - střední NPA, hmotnost více než 500 kg, ale méně než 2000 kg;
• - velké obytné vozy, hmotnost > 2000 kg.

Klasifikace podle vlastností tvaru nosné konstrukce:

• - klasický tvar (válcový, kuželový a kulový);
• - bionické (plovoucí a plazivé typy);
• - tvar kluzáku (letadla);
• - S solární panel na horní části těla (ploché formy);
• - plazení UUV na pásové základně;
• - hadovitý tvar.

Klasifikace námořních RTK (NPA) podle stupně autonomie.

AUV musí splňovat tři hlavní podmínky autonomie: mechanickou, energetickou a informační.

Mechanická autonomie předpokládá absenci jakéhokoli mechanického spojení ve formě kabelu, kabelu nebo hadice spojující UAV s nosnou lodí nebo s údolní stanicí nebo břehovou základnou.

Energetická autonomie předpokládá přítomnost zdroje energie na palubě UAV v podobě např. baterií, palivových článků, nukleární reaktor, spalovací motor s uzavřeným pracovním cyklem atd.

Informační autonomie UUV předpokládá absenci výměny informací mezi zařízením a nosným plavidlem, údolní stanicí nebo pobřežní základnou. V tomto případě musí mít UUV také autonomní inerciální navigační systém.

Klasifikace námořních RTK (NLA) podle informačního principu pro odpovídající generaci NLA.

První generace námořních autonomních RTC VN (AUV) funguje podle předem stanoveného pevného neměnného programu. Dálkově ovládané (RC) UUV první generace jsou řízeny v otevřené smyčce. V těchto nejjednodušších zařízeních jsou řídicí příkazy odesílány přímo do pohonného systému bez použití automatiky zpětná vazba.

AUV druhé generace mají rozsáhlý senzorový systém. Druhá generace DUNPA předpokládá přítomnost automatické zpětné vazby na stavové souřadnice řídicího objektu: výška nad dnem, hloubka ponoru, rychlost, úhlové souřadnice atd. Tyto další souřadnice jsou v autopilotu porovnávány s danými, určenými operátor.

AUV třetí generace budou mít prvky umělé inteligence: schopnost samostatně činit jednoduchá rozhodnutí v rámci celkového úkolu, který jim byl přidělen; prvky umělého vidění se schopností automaticky rozpoznávat jednoduché obrázky; možnost základního sebevzdělávání s doplněním vlastní znalostní báze. Třetí generace DUNPA jsou ovládány operátorem interaktivně. Dohledový řídicí systém již předpokládá určitou hierarchii, sestávající z vyšší úrovně, implementované v počítači nosného plavidla, a nižší úrovně, implementované na palubě podvodního modulu.

V závislosti na hloubce potápění obvykle považovány: RV s mělkou vodou s pracovní hloubkou potápění do 100 m, RV pro práci na polici (300–600 m), zařízení střední hloubky (do 2000 m) a RV velkých a extrémních hloubek (6 000 m a další).

V závislosti na typu pohonného systému Je možné rozlišit UUV s tradiční kormidelní skupinou, UUV s pohonným systémem na bionických principech, s vodním tryskovým pohonem a UUV - kluzáky s pohonným systémem využívajícím změny trimu a vztlaku. Na druhé straně se RV poháněné vrtulí dělí na elektrické a elektrohydraulické. Vlastnosti různých pohonů jsou popsány v části 3.3.

Kromě toho jsou v řadě prací regulační dokumenty rozděleny na kontrolní a pracovní. V první řadě to platí pro TNLA. Inspekční ROV znamenají lehká a středně velká zařízení určená pro inspekci, podvodní fotografování, výzkum pomocí různých senzorů a pracovní ROV znamenají těžká, vážící až několik tun, ROV určená k provádění prací pomocí manipulátorů a různých nástrojů a také ke zvedání nákladu. . Práce poskytuje následující klasifikační tabulku TNLA.

Tato klasifikace nijak nereflektuje nové trendy v bezkontaktních senzorových sítích („smart plankton“) a rojových robotech, ale to je zřejmě záležitost blízké budoucnosti. Až se objeví příklady implementace těchto technologií v reálných námořních projektech, pak se klasifikace bude moci přizpůsobit.

V této recenzi věnujeme stejnou pozornost ROV a AUV. Každý z těchto typů námořní robotiky má svou specifickou oblast použití, která přímo souvisí s výhodami a nevýhodami charakteristickými pro každý typ. Hlavní výhodou ROV je, že je připojen kabelem k nosné nádobě, tzn. plně zásobené energií a informacemi. Může pracovat pod vodou libovolně dlouho, být okamžitě ovládán operátorem na palubě přepravního plavidla a nést velký náklad - nářadí, výkonné manipulátory, osvětlovací zařízení. Ve skutečnosti lze ROV klasifikovat jako robotiku pouze s velkým rozsahem, spíše se jedná o dálkově ovládaný instrumentální komplex. ROV provádějí největší objem inspekcí a vyhledávání, vyprošťování, oprav a Stavební práce. Pevné připevnění k nosné nádobě je zároveň hlavní nevýhodou ROV, která jim neumožňuje vykonávat funkce související s autonomní provoz, například skrytý průzkum, sabotáž, pronikání do prostor, kde by se vnější kabel stal překážkou. A síť senzorů nebo mobilních zařízení pro práci na velkých plochách nelze vybudovat z ROV. Proto má AUV také své poměrně rozsáhlé pole působnosti. Bohužel, AUV mají minimálně dvě vážné nevýhody. Jedná se o podvodní komunikaci a omezený zdroj energie a podvodní navigace ponechává mnoho přání. Vědecké práceúsilí o vyřešení těchto problémů je vyvíjeno poměrně aktivně, o čemž se bude diskutovat v příslušných částech přezkumu, a pokud přinesou praktické výsledky, poskytne to silnou dodatečnou pobídku pro rozvoj námořní robotiky.

2. Historická exkurze.

2.1. Vývoj MRI v zahraničí.

Za počátek výroby a používání neobydlených podvodních vozidel v zahraničí lze považovat konec 50. a počátek 60. let minulého století, kdy se rozvoje této oblasti vážně ujalo americké námořnictvo.

Na počátku 60. let tak vznikl velmi úspěšný model ROV, který lze považovat za prototyp všech moderních upoutaných podvodních vozidel. Zařízení se jmenovalo Cable-Controlled Underwater Research Vehicle (CURV) a mělo trubkový rám se čtyřmi torpédovitými vztlaky a celkovou délkou 3,3 m, šířkou a výškou každý 1,2 m. Pohonný systém se skládal ze tří 10 motory hp. Na palubě byly: sonar a hydrofon, televizní kamera a lampy, stejně jako kamera na 35 mm film. CURV byl vybaven 7-funkčním manipulátorem s chapadlem pro uchopení velkých válcových předmětů. Všechny pohony včetně motorů byly hydraulické. Hloubka ponoru CURV byla 600 m. Následně vznikly modifikace CURV II a CURV III s hloubkou ponoru až 6000 m. CURV a jeho modifikace zvedaly ze dna stovky torpéd a účastnily se pátracích a záchranných akcí. Jedna z těchto operací spočívala v hledání a vyzvednutí vodíkové bomby z hloubky 869 m v oblasti Palomares (Španělsko) v roce 1966.

V 70. letech se Velká Británie a Francie aktivně zapojily do vytváření neobydlených podvodních vozidel a od konce 70. a zejména v 80. letech se do závodu aktivně zapojily Německo, Norsko, Kanada, Japonsko, Holandsko a Švédsko. A jestliže zpočátku byla výroba NPA financována státem a jejich použití bylo omezeno především na vojenskou sféru, pak již v 80. letech začal hlavní objem jejich výroby připadat na obchodní společnosti a rozsah aplikace se rozšířil do oblast obchodu a vědy. To bylo způsobeno především intenzivním rozvojem ropných a plynových polí na moři.

V 90. letech ROV překonaly hloubkovou bariéru 6000 m. Japonský ROV JAMSTEC Kaiko dosáhl hloubky 10 909 m v Marianském příkopu. námořnictvo Spojené státy začaly nahrazovat pilotem řízené záchranné systémy modulárními systémy založenými na bezpilotních dálkově ovládaných vozidlech.

Objevení se široké škály modelů NPA na trhu vedlo k aktivnímu hledání nových oblastí jejich použití, a to zase našlo odezvu u vývojářů a výrobců NPA. Takový reciproční proces, stimulující rozvoj tohoto směru, stále probíhá. V současné době existuje více než 500 společností vyrábějících NPA od těch nejaktivnějších na zahraničním trhu námořní robotiky. rozdílné země včetně Islandu, Íránu a Chorvatska.

2.2. Vývoj domácí MRI.

U nás začal vznik neobydlených podvodních dopravních prostředků přibližně ve stejných letech jako v zahraničí. V Ústavu oceánologie v roce 1963. vývoj začal a v roce 1968. Objevily se ROV „CRAB“ a „Manta 0.2“, vybavené televizní kamerou a manipulátorem.

Významné příspěvky k rozvoji námořní robotiky v různých dobách přinesly takové organizace, jako jsou:

• - Institute of Marine Technology Problems FEB RAS (IPMT FEB RAS);
• - Ústav oceánologie RAS pojmenovaný po. Shirshova;
• - Moskevská vyšší technická škola pojmenovaná po. Bauman;
• - Ústav mechaniky Moskevské státní univerzity;
• - Ústřední výzkumný ústav "Gidropribor";
• - Leningradský polytechnický institut;
• - Inženýrské centrum "Glubina";
• - CJSC Intershelf-STM;
• - Státní vědecké centrum "Yuzhmorgeology";
• - Indel-Partner LLC;
• - Federální státní jednotný podnik "Oceanological Engineering Design Bureau Ruské akademie věd".

V současné době se aktivně pracuje ruský trh Tethys Pro OJSC, která poskytuje ruským spotřebitelům produkty od předních zahraniční výrobci, která provádí jejich lokalizaci a technickou podporu.

Ústav problémů námořní techniky, pobočka Dálného východu Ruské akademie věd vznikla v roce 1988. na základě podvodního oddělení technické prostředky IAPU DVSC AS SSSR.

V různých dobách ústav vytvořil AUV „Skat“, „Skat-geo“, „L-1“, „L-2“, „MT-88“, „Tiflonus“, „OKRO-6000“, „CR-01A ” ", "Cembalo", malý "Pilgrim", AUV zap solární pohon(SANPA); ROV série "MAX" (malé zařízení s kabelovou komunikací). Celkem za období 1974-2010. Bylo vytvořeno více než 20 neobydlených podvodních vozidel pro různé účely.

Přístroje vytvořené v ústavu byly používány při záchranných akcích, vyhledávání potopených objektů a zkoumání podvodních staveb: potrubí, podpěry plošin a kotvící konstrukce. Unikátní operace v Sargasovém moři s cílem vyhledat a prozkoumat jadernou ponorku „K-219“, která se potopila v roce 1987. v hloubce 5500 m, byla první hlubokomořskou operací na světě, kterou provedl výhradně autonomní bezpilotní podvodní prostředek (L-2). Vytvořený robotický komplex byl použit k průzkumu oblasti, kde byla zničena jaderná ponorka K-8 v severním Atlantiku a k hledání jihokorejského dopravního letadla v oblasti ostrova. Sachalin. V roce 1989 se aparát L-2 zúčastnil pátracích a záchranných operací v Norském moři v oblasti havárie jaderné ponorky K-287 (Komsomolets).

V roce 1990 AUV "MT-88" obdržel mezinárodní diplom INTERVENTION/ROV"90 prvního stupně v San Diegu (USA) za nejlepší práci roku a příspěvek k pokroku globální podvodní robotiky.

V Oceánologickém ústavu, jak je uvedeno výše, vznikly první tuzemské ROV řady „CRAB“ a „Manta“.

Na Moskevské vyšší technické škole pojmenované po. Bauman Výzkum vytvoření podvodního zařízení začal na konci 60. let na oddělení SM-7. Katedry „Ocean Engineering“ a „Podvodní roboti a vozidla“ dodnes školí specialisty na vývoj podvodních vozidel. V inženýrském centru „Glubina“ spolu s pedagogy a studenty oboru „Podvodní roboti a vozidla“ vznikl multifunkční ROV „Kalan“. Mimochodem, Inženýrské centrum "Glubina" na počátku 90. let vyvinul další malý inspekční ROV „Belyok“.

Ústřední výzkumný ústav "Gidropribor" byl známý pro vývoj ROV „TPA-150“, „TPA-200“ a „Rapan“. Během provozu v Rapaně však byla zjištěna řada nedostatků a jeho používání bylo ukončeno.

V roce 1990 Na trhu se objevila leningradská společnost ZAO "Intershelf-STM" s jeho vývojem ROV, které byly následně vybaveny plavidly Ecopatrol. V roce 1998 Tato organizace, pověřená společností Exxon, provedla práci na studiu velkých oblastí mořského dna jako součást projektu rozvoje pobřežních ropných a plynových polí.

Státní vědecké centrum "Yuzhmorgeology" sídlí na pobřeží Černého moře, 40 km od Novorossijsku. Tato organizace je vývojářem a vlastníkem tří ROV „RT-1000 PLI“, „PTM 500“ a „PT 6000M“.

Pomocí těchto zařízení byla prováděna celá řada podvodních technických prací: vyhledávání pohřebišť chemických a bakteriologických zbraní v Baltském moři, kontrola ropovodů, kontrola výstupních svodů úpraven a mola přístavu v Černé moře, práce na potopených objektech - "Admirál Nakhimov" a APRK "Kursk", prohlídka pobřežní části podvodního potrubí "Blue Stream", hledání a obnova černých skříněk Airbusu A-320, který havaroval poblíž Soči a řada dalších děl.

LLC "Indel-Partner", která vznikla v roce 2001. je dobře známý díky svým miniaturním a levným (3-7 tisíc $) ROV třídy inspekce řady GNOM a Obzor. Tato zařízení jsou hojně využívána pro podvodní natáčení, pozorování ryb a obyvatel dna, inspekci potopených lodí a hledání různých předmětů. GNOM zakoupily a úspěšně provozovaly služby Ministerstva pro mimořádné situace Ruské federace, Generální prokuratura Ruské federace, Rosenergoatom, velké ropné a plynárenské společnosti, potápěči a potápěči.

Federal State Unitary Enterprise "Oceanological Engineering Design Bureau RAS"- další známý výrobce různého podvodního vybavení, v roce 2006. vyvinul a vyrobil víceúčelový ROV ROSUB 6000 pracovní třídy s hloubkou ponoru až 6000 m. Hmotnost vozidla -2500 kg, užitečná hmotnost -150 kg.

OJSC Tethys Pro. V roce 2010 přijaly záchranné síly ruské černomořské flotily nové dálkově ovládané autonomní neobydlené podvodní vozidlo „Obzor-600“, které vytvořil ruská společnost"Tethys-PRO". Dříve ruská flotila používala AUV britské výroby. Je to o o zařízeních Tiger a Pantera+ vyráběných společností Seaeye Marine. "Obzor-600" patří do třídy malých AUV a je schopen provozu v hloubce až 600 metrů. Hmotnost zařízení je 15 kilogramů. "Obzor-600" je vybaven manipulátory, které umožňují uchopit náklad o hmotnosti až 20 kilogramů. Díky své malé velikosti může AUV proniknout do složitých nebo úzkých struktur pod vodou.

3. Vlastnosti a perspektivy používaných technologií.

3.1. Komunikace a interakce.

Je zřejmé, že tato část se zaměří výhradně na komunikaci a interakci autonomních podvodních vozidel (AUV). ROV jsou připojeny k podpůrné nádobě kabelem a povrchová vozidla jsou připojena rádiem. Vzhledem k tomu, že elektromagnetické vlny ve vodě rychle utlumují, je komunikace prostřednictvím rádiového kanálu v rozsahu HF a VHF částečně možná pouze v hloubce periskopu. Podvodní roboty určené pro práci v hloubce to nezajímá. Výzkum prováděný především v zájmu vojenského ponorkového loďstva ukázal, že z fyzikálních polí známých v přírodě jsou pro řešení problému komunikace s podvodními objekty největší zájem:

• - akustické vlny;
• - elektromagnetická pole v rozsahu ultranízkých frekvencí (ELF) a extrémně nízkých frekvencí (ELF), někdy nazývaných extrémně nízké frekvence (ELF);
• - seismické vlny;
• - optické (laserové) záření (v modrozelené oblasti);
• - svazky neutrin a gravitační pole.

Bylo rozhodnuto, že záložní komunikace s ponorkami umístěnými pod vodou kdekoli ve světových oceánech je nejschůdnější pomocí antén vyzařujících ultra dlouhé vlny. Mnoho kilometrů antén bylo postaveno v USA, v oblasti Velkých jezer a zde na poloostrově Kola.

V rozsahu ELF je možné poslat jednosměrnou zprávu a přijmout ji kdekoli v oceánu, ale... jedno krátké slovo na... 5-20 minut. Je jasné, že takovou jednosměrnou komunikaci lze použít pouze jako záložní, například pro předání nouzového příkazu „vynořit se a kontaktovat centrum jakýmkoli dostupným způsobem“.

Proto je dnes jediným způsobem komunikace s hladinou nebo s jinými podvodními dopravními prostředky akustická komunikace v nízkofrekvenčním rozsahu. Příkladem je akustický přijímací/vysílací modem LinkQuest UWM 4000 pro podvodní komunikaci od LinkQuest.

Dnes se jedná o jeden z nejpokročilejších a nejžádanějších produktů díky: vylepšenému schématu modulace pro zlepšení poměru signálu k šumu; stabilizace komunikačního kanálu pro boj s vícenásobnými odrazy signálu; kódování opravy chyb; automaticky přizpůsobuje přenosovou rychlost tak, aby se vyrovnala s měnícími se podmínkami hluku v okolí.

I při takové rychlosti však není možné přenášet významné množství informací. Můžete pouze odesílat příkazy nebo vyměňovat malé soubory. Chcete-li přenést fotografii nebo video obraz nebo přenést řadu nashromážděných dat do zpracovatelského centra, musí se AUV vynořit a použít rádiovou nebo satelitní komunikaci. K tomuto účelu má většina moderních zařízení (kromě specializovaných spodních síťových senzorů) na palubě potřebné komunikační prostředky.

Například v Gavia AUV má komunikační a řídicí modul následující schopnosti:

• - bezdrátová místní síť
• (Wi-Fi IEEE 802.11g) dosah - 300 m (optimální dosah - 150 m);
• - satelitní komunikace: Iridium;
• - hydroakustický komunikační systém pro příjem zpráv o stavu systému, dosah - 1200 m;
• - získávání dat: kabelová LAN (Ethernet) nebo bezdrátová LAN Wi-Fi.

Podvodní optická komunikace.

Voda je ve srovnání se vzduchem neprůhledná pro většinu spektra elektromagnetických vln, s výjimkou viditelné oblasti. Navíc v nejčistších vodách světlo proniká jen několik set metrů hluboko. Pod vodou se proto v současnosti používá akustická komunikace. Akustické systémy přenášejí informace na poměrně velké vzdálenosti, ale stále se zpožďují v čase přenosu kvůli relativně nízké rychlosti šíření zvuku ve vodě.

Vědci a inženýři z Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) vyvinuli optický systém přenosu informací, který je kombinován se stávajícím akustickým systémem. Tato metoda vám umožní přenášet data rychlostí až 10-20 megabitů za sekundu na vzdálenost 100 metrů pomocí baterie s nízkou spotřebou a levného přijímače a vysílače. Vynález umožní podvodním vozidlům vybaveným všemi nezbytnými zařízeními přenášet okamžité zprávy a video na hladinu vody v reálném čase. Zpráva společnosti byla představena 23. února 2010 na konferenci Ocean Sciences Meeting v Portland Ore. Když se loď dostane do takové hloubky, že už nefunguje optický systém, přichází na řadu akustika.

Materiál o výsledcích testů této technologie se na stránkách WHOI objevil teprve v červenci 2012. Zřejmě tak dlouho tvůrcům trvalo vyřešení některých komerčních nebo autorských problémů. Bylo oznámeno, že optický modem používal modré světlo, protože... jiné světelné vlny se ve vodě šíří hůře a videozáznamy z mořského dna byly přenášeny v režimu „téměř reálného času“ na vzdálenost až 200 metrů. Bylo také oznámeno, že tvůrci technologie vytvořili alianci se společností Sonardyne, aby komerčně propagovali svůj produkt, který nazvali BlueComm.

Pro vaši informaci uvádíme několik základních informací o bezdrátové optické komunikaci ve vzduchu.

Technologie bezdrátové optiky (Free Space Optics - FSO) je známá již dlouhou dobu: první experimenty s přenosem dat pomocí bezdrátových optických zařízení byly provedeny před více než 30 lety. Jeho prudký rozvoj však začal na počátku 90. let. s příchodem širokopásmové sítě přenos dat. První systémy vyráběné A. T. Schindlerem, Joltem a SilComem umožňovaly přenos dat na vzdálenost až 500 m a využívaly infračervené polovodičové diody. Pokrok těchto systémů byl brzděn především nedostatkem spolehlivých, výkonných a „rychlopalných“ zdrojů záření.

V současné době se takové zdroje objevily. Moderní technologie FSO podporuje připojení až do úrovně OS-48 (2,5 Gbps) s maximálním dosahem až 10 km a někteří výrobci uvádějí rychlost přenosu dat až 10 Gbps a vzdálenosti až 50 km. Současně je skutečný maximální dosah ovlivněn dostupností kanálu, to znamená procentem času, kdy je kanál v provozu.

Datové rychlosti poskytované systémy FSO jsou přibližně stejné jako u sítí s optickými vlákny, díky čemuž jsou nejoblíbenější v širokopásmových aplikacích na poslední míli. Bezdrátové optické systémy využívají dosah infračervené záření od 400 do 1400 nm.

Ideologie výstavby bezdrátových optických systémů je založena na tom, že optický komunikační kanál imituje kus kabelu. Tento přístup nevyžaduje další komunikační protokoly ani jejich úpravu.

Optické systémy mají určité vlastnosti, díky kterým jsou na trhu velmi oblíbené:

Struktura všech infračervených přenosových systémů je téměř stejná: skládají se z modulu rozhraní, modulátoru emitoru, optických systémů vysílače a přijímače, demodulátoru přijímače a jednotky rozhraní přijímače. V závislosti na typu použitých optických zářičů, laserové a polovodičové infračervené diodové systémy s různé rychlosti a přenosový rozsah. První z nich poskytují přenosový dosah až 15 km s rychlostmi až 155 Mbit/s (komerční systémy) nebo až 10 Gbit/s ( experimentální systémy). Je třeba poznamenat, že jak jsou požadavky na kvalitu kanálu přísnější, komunikační dosah se snižuje. Ty poskytují výrazně kratší přenosový dosah, i když s vývojem technologie se dosah a rychlost komunikace zvyšuje. .

3.2. Navigační pomůcky.

Historie námořní plavby sahá staletí do minulosti. Dokonce i starověcí námořníci se plavili podle pobřežních značek a daleko od pobřeží - podle hvězd. Ano, cestu domů takto můžete najít, ale pro vyhledávací práci, která vyžaduje přesné umístění hledaného objektu na mořském dně i vlastních souřadnic pod vodou, jsou zapotřebí zásadně odlišné způsoby navigace. Navzdory technologickému pokroku ještě před půl stoletím navigační pomůcky neposkytovaly potřebnou přesnost určování polohy pod vodou. Z pamětí amerických pátracích specialistů víme o potížích, s nimiž se setkali v roce 1963, kdy se v hloubce 2560 m potopila americká ponorka Thresher a v roce 1966 se u pobřeží Španělska ztratila vodíková bomba. Přesnost podvodního určování polohy nemohla zajistit přesný návrat do potopeného předmětu. Právě tyto a podobné incidenty vedly k aktivnímu výzkumu a vývoji hydroakustických metod polohování. Následně nástup družicových navigačních systémů dále zvýšil možnosti navigace na moři.

V současné době navigační komplexy UUV zahrnují:

• - satelitní systémy;
• - hydroakustické;
• - palubní autonomní.

Satelitní navigační systémy GLONASS a GPS (+ v budoucnu Galileo) poskytují možnost rychle a vysoce přesně určit souřadnice mořského objektu, synchronizovat vzájemné polohy různých objektů v prostoru, určit rychlost a směr pohybu objektů v reálném čase. Vezmeme-li v úvahu rozsáhlé přírůstky, jako je americký WAAS, evropský EGNOS, japonský MSAS, přesnost určování polohy na mořské hladině může dosáhnout 1-2 m. Když je však UUV ponořen pod vodou, komunikace s družicí je ukončena. Poté je poloha UUV určena metodou „vyúčtování“ pomocí palubních navigačních pomůcek (kompas, snímače rychlosti, hloubkový snímač, gyroskopy) nebo pomocí hydroakustického polohování.

Hydroakustický navigační systém polohovací systém (GANS) je systém sestávající z několika stacionárních vysílacích hydroakustických majáků instalovaných na mořském dně a doprovodném plavidle, transpondérového majáku na UUV a jednotky pro zpracování informací. Používají se však i jiné způsoby umístění majáků. V závislosti na tom existují GANS s dlouhou základnou (GANS DB), GANS s krátkou základnou (GANS KB), GANS s ultrakrátkou základnou (GANS UKB), jejich kombinace a kombinace se satelitní navigací.

GANS DB Používají několik majáků (transpondérů) s nainstalovanými akustickými transceivery. Tyto majáky, umístěné v místech se známými zeměpisnými souřadnicemi, vysílají zvukové vlny, které umožňují UUV určovat jejich vzdálenost. Aby systém fungoval v daném prostoru, je nutné použít minimálně tři akustické majáky. UAV provádí triangulaci, aby vypočítal svou vlastní polohu vzhledem k nim. K vybudování GANS DB se používají tři nebo více majáků, trvale instalovaných na mořském dně, ve vzdálenosti přibližně 500 metrů od sebe. Výhodou těchto systémů je vysoká přesnost určení souřadnic (submetrová přesnost), žádný vliv mořských vln na přesnost a neomezená hloubka použití. Nevýhody jsou potřeba přesně umístit majáky na mořském dně a potřeba je zvednout po dokončení práce. Hlavní aplikací GANS DB je dlouhodobá práce na kontrole jakýchkoliv podvodních objektů, výstavbě a provozu plošin na těžbu ropy a kladení potrubí.

GANS UKB funguje na principu určení souřadnic transpondérového majáku podle vzdálenosti a úhlu. Dosah takových systémů dosahuje až 4000 m. Obvykle při práci do 1000 m není přesnost určení souřadnic horší než 10 m. To stačí k určení polohy UUV, ale nestačí k provádění složitých podvodů vrtání nebo stavební práce.

Mezi výhody takových systémů patří jejich relativně nízká cena a mobilita. Mohou být použity na téměř každém plavidle, dokonce i na gumovém člunu, připojením antény transceiveru (RPA) k tyči. Mezi nevýhody patří vysoká míra vlivu pitchingu na přesnost a výkon systému.

Příkladem GANS UKB je GANS TrackLink 1500 od americké společnosti LinkQuest, což je přenosný přenosný systém schopný provozu z jakéhokoli typu přepravních plavidel a malých člunů. Několik desítek přijímacích a vysílacích prvků je konstrukčně spojeno v jediném krytu, který lze spustit do vody přímo z nosné nádoby. Tato konstrukce na jedné straně umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti polohování a na druhé straně snižuje hmotnost a rozměry systému a čas potřebný k jeho přípravě na práci, což je důležité při provádění vyhledávání a záchranné operace. Při provádění podvodních prací, které vyžadují velmi přesné polohování, například pokládka a kontrola potrubí, stavba hydraulických konstrukcí a ropných plošin atd., se doporučuje trvale namontovat PPU na speciální tyč pro spouštění ze strany nebo namontovat zatahovací tyč v trupu lodi. Tento způsob upevnění zajišťuje stabilní polohu RPU vůči nosné nádobě, zejména při provozu v silných vlnách a proudech.

Pro instalaci na podvodní předměty zahrnuje GANS Různé typy transpondérové ​​majáky, jednotné z hlediska hmotnosti a rozměrů a doby nepřetržitého provozu. Majáky jsou napájeny z vestavěných baterií nebo z palubní sítě podvodních objektů. Používání moderní technologie při výrobě napájecích baterií zajišťuje dlouhodobý provoz transpondérových majáků v aktivním režimu. Pokud z PPA nejsou po dlouhou dobu žádné signály požadavku, reagující maják automaticky přejde do pohotovostního režimu, aby se šetřila životnost baterie. Tento provozní algoritmus zajišťuje dlouhodobou (až několik měsíců) přítomnost transpondérového majáku pod vodou.

Všechny signály z PPA jsou zpracovávány v povrchové řídicí a zobrazovací jednotce, kterou je stolní počítač nebo notebook. Na rozdíl od většiny podobných systémů nabízených na trhu je datový kabel z PPA připojen přímo k sériovému portu počítače (laptopu). Matematické a grafické zpracování dat se provádí pomocí speciálního softwaru. Obrazovka monitoru zobrazuje v reálném čase aktuální souřadnice podvodních objektů, parametry a trajektorii jejich pohybu vzhledem k nosnému plavidlu. Software má schopnost dodatečně zpracovávat a zobrazovat data z navigačního systému GPS a externího snímače náklonu. Tato zařízení jsou připojena k notebooku přes sériový port nebo jednotku rozhraní.

Výrobní společnost LinkQuest nabízí speciální úpravu GANS TrackLink 1500LC pro práci s miniaturními dálkově ovládanými podvodními vozidly typu SeaBotics. Takový systém má speciální hydroakustickou anténu s ochranou proti povrchovému hluku, schopnou provozu z malých člunů nebo člunů, a malý transpondérový maják (hmotnost ve vodě menší než 200 g). Technické možnosti systému umožňují polohování podvodního vozidla v celém rozsahu provozních hloubek.

Sada GANS TrackLink 1500 obsahuje:

• hydroakustická anténa s kabelem 20 metrů;
• transpondérový maják (v závislosti na typu podvodního objektu) s nabíječkou;
• notebook s nainstalovaným softwarem;
• přepravní pouzdro;
• sada náhradních dílů.

Navíc lze dodat:

• až 8 odpovídajících majáků;
• GPS navigační systém (DGPS);
• externí snímač náklonu.

Systémy s krátkou základnou (GANS KB) mají několik hydrofonů rozmístěných od sebe, umístěných ve spodní části nosné nádoby. Procesní jednotka pomocí hydroakustických distančních signálů z transpondérového majáku poskytuje souřadnice podvodního objektu v reálném čase. Výhodou takového systému je mobilita a poměrně vysoká přesnost (asi metr). Pracovní hloubka je omezena na 1000 m. Nevýhody - požadavky na minimální délku nosného plavidla. Nutnost přesné kalibrace systému, větší citlivost na mořské vlny. V poslední době jsou tyto systémy nahrazovány jednoduššími a pokročilejšími systémy UCB.

V posledních letech se na trhu polohovacích systémů objevil zásadně nový hybridní systém, který využívá principů konstrukce typu GANS DB a KB se současným porovnáváním souřadnic pomocí signálů z DGPS (diferenciální GPS). Podívejme se na takový systém jako příklad.

Hydroakustický polohovací systém "GIB"(z anglického GPS Intelligent Buoys) francouzské společnosti ACSA je určen k určování aktuálních souřadnic podvodních objektů s velkou přesností. Systém je založen na principu určování souřadnic podvodního objektu vzhledem k několika hladinovým plovoucím bójím, jejichž poloha je zase určována pomocí globálního polohovacího systému GPS nebo GLONASS. Plovoucí bóje se skládá z přijímače sonaru (hydrofonu) a přijímače GPS. Na podvodním vozidle je instalován hydroakustický maják s určitou frekvencí signálu. Každá bóje používá hydrofon k určení směru a vzdálenosti k hydroakustickému majáku. Současně, v přísné časové synchronizaci, jsou přijaté hodnoty přiřazeny k aktuálním zeměpisným souřadnicím bóje. Všechna přijatá data jsou odesílána v reálném čase prostřednictvím rádiového modemu na sledovací stanoviště umístěné na palubě lodi nebo na břehu. Speciální software Pomocí matematického zpracování vypočítá skutečné zeměpisné souřadnice podvodního objektu, rychlost a směr jeho pohybu. Všechny počáteční a vypočítané parametry se ukládají pro následné zpracování, současně se na obrazovce monitoru sledovacího stanoviště zobrazuje poloha a trajektorie podvodního objektu nebo objektů, nosné plavidlo a plovoucí bóje. Parametry a trajektorie pohybu mohou být zobrazeny buď v relativních souřadnicích, například vzhledem k nosnému plavidlu, nebo v absolutních zeměpisných souřadnicích, vynesených přímo na elektronické mapě podvodní pracovní oblasti. Při provádění prací na detekci a zvednutí úlomků potopených předmětů určují hydrofony instalované na bójích také směr a vzdálenost k hydroakustickému majáku a potopenému předmětu. Souřadnice a hloubka majáku jsou zobrazeny na elektronické mapě sledovacího stanoviště a operátor může nasměrovat podvodní vozidla nebo potápěče k objektu podle údajů zobrazených na monitoru. - http://www.bnti.ru/des.asp?itm=3469HYPERLINK "http://www.bnti.ru/des.asp?itm=3469&tbl=02.04"&HYPERLINK "http://www.bnti.ru /des.asp?itm=3469&tbl=02.04"tbl=02.04

Díky své mobilitě, vysoké rychlosti nasazení a nenáročnému typu podpůrného plavidla je takový systém ideální pro záchranné a pátrací operace. Speciální modul připojený k tomuto systému umožňuje přenášet směrové akustické signály z černých skříněk havarovaných letadel nebo vrtulníků a navádět k nim potápěče nebo podvodní vozidla.

Palubní autonomní navigační pomůcky zahrnují: navigační a letové senzory (hloubkoměr, magnetické a gyroskopické kompasy, senzory náklonu a trimu, měřiče relativní a absolutní rychlosti - indukční a Dopplerovy deníky, senzory úhlové rychlosti) a inerciální navigační systém (INS), postavený na bázi akcelerometrů a laserové nebo optické gyroskopy. ANN měří pohyby a zrychlení RV podél tří os a generuje data pro určení jeho zeměpisných souřadnic, úhlové orientace, lineárních a úhlových rychlostí.

Na závěr uveďme příklad navigační systém autonomního neobydleného podvodního vozidla (AUV) GAVIA. Navigační komplex sestává z palubních, hydroakustických, satelitních navigačních systémů:

- DGPS přijímač s korekcemi WAAS/EGNOS

- 3osý indukční kompas, senzor orientace 360°, senzory zrychlení

- ANN s dopplerovským zpožděním

- Hydroakustický navigační systém s dlouhým a ultrakrátkým rozvorem.

Palubní systém je integrovaný dopplerovský inerciální systém skládající se z vysoce přesného páskového inerciálního navigačního systému (INS) s laserovými gyroskopy. ANN je korigována údaji Dopplerova protokolu, které měří rychlost vozidla nad zemí nebo vzhledem k vodě.

Použití údajů o výšce země poskytovaných protokolem Doppler umožňuje AUV udržovat hloubky potřebné pro provádění SSS nebo fotografických průzkumů. K získání polohy povrchu se používá přijímač DGPS. Hydroakustický navigační systém zajišťuje identifikaci AUV s nainstalovaným transpondérovým majákem ve vztahu k anténě transceiveru nebo ve vztahu k majákům instalovaným na dně, vysílající signály do okolí.

V příštích letech je to podle nás dost pravděpodobné nová navigační metoda založená na využití technologie rozšířené reality. Nástroje, které implementují tuto metodu, mohou být velmi účinné při umisťování AUV v uzavřených prostorech, jako je vnitřek potopených lodí, potrubí, bazény, stejně jako v komplexní topografii dna, štěrbinách, fjordech a přístavech. O této metodě si můžete přečíst v části 8. „Námořní robotika + další. realita".

Článek "07/20/2013. Vývoj námořní robotiky v Rusku a v zahraničí" Můžete diskutovat dál

Podvodní bojové roboty a vozidla pro dodávky jaderných zbraní

S příchodem bezpilotních vzdušných průzkumných letounů se začaly vyvíjet bezpilotní úderné systémy. Stejnou cestou jde i vývoj autonomních podvodních systémů robotů, stanic a torpéd.

Vojenský expert Dmitrij Litovkin uvedl, že ministerstvo obrany aktivně zavádí: „Do jednotek jsou zaváděni námořní roboti spolu s pozemními a vzdušnými roboty. Nyní je hlavním úkolem podvodních vozidel průzkum a přenos signálů pro zasažení identifikovaných cílů.“

Central Design Bureau "Rubin" vyvinul koncepční design pro robotický komplex "Surrogat" pro ruské námořnictvo, uvádí TASS. Jak řekl Igor Vilnit, generální ředitel Rubin Central Design Bureau, délka „odšroubovaného“ člunu je 17 metrů a výtlak je asi 40 tun. Relativně velká velikost a schopnost nést vlečené antény pro různé účely umožní realisticky reprodukovat fyzikální pole ponorky, a tím simulovat přítomnost skutečného UAV. Nové zařízení také poskytuje funkce mapování terénu a průzkumu.

Nové zařízení sníží náklady na cvičení, která námořnictvo s bojovými ponorkami provádí, a umožní také efektivněji provádět dezinformační aktivity proti potenciálnímu nepříteli. Předpokládá se, že zařízení bude schopno překonat 600 mil (1,1 tisíce kilometrů) rychlostí 5 uzlů (9 km/h). Modulární konstrukce dronu vám umožní změnit jeho funkčnost: „Surrogate“ bude schopen napodobit nejadernou i jadernou ponorku. Maximální rychlost Robot musí překročit 24 uzlů (44 km/h) a maximální hloubka ponoru bude 600 metrů. Námořnictvo plánuje nakupovat takové vybavení ve velkém množství.

"Surrogate" pokračuje v řadě robotů, mezi nimiž se dobře osvědčil produkt "Cembalo".

Cembalový aparát různých modifikací slouží námořnictvu více než pět let a slouží k výzkumným a průzkumným účelům včetně průzkumu a mapování mořského dna a vyhledávání potopených objektů.

Tento komplex vypadá jako torpédo. Délka cembala-1R je 5,8 metru, jeho hmotnost ve vzduchu je 2,5 tuny a hloubka ponoru je 6 tisíc metrů. Baterie robota umožňují překonat vzdálenost až 300 kilometrů bez použití dalších zdrojů a s použitím volitelných zdrojů energie tuto vzdálenost několikrát prodloužit.

V následujících měsících budou dokončeny testy robota Harpsichord-2R-PM, který je mnohem výkonnější než předchozí model (délka - 6,5 metru, hmotnost - 3,7 tuny). Jedním ze specifických cílů produktu je zajistit kontrolu nad vodami Severního ledového oceánu, kde je průměrná hloubka 1,2 tisíce metrů.

Robotický dron "Juno". Foto Ústřední klinická nemocnice "Rubin"

Odlehčeným modelem řady Rubin Central Design Bureau je robotický dron Juno s hloubkou potápění až 1 tisíc metrů a dosahem 50-60 kilometrů. "Juno" je určen k operačnímu průzkumu v námořní zóně nejblíže lodi, proto je mnohem kompaktnější a lehčí (délka - 2,9 metru, hmotnost - 82 kg).

„Je nesmírně důležité sledovat stav mořského dna“

– říká člen korespondent Ruské akademie raketových a dělostřeleckých věd Konstantin Sivkov. Hydroakustické zařízení podle něj podléhá rušení a ne vždy přesně odráží změny v topografii mořského dna. To může způsobit problémy s provozem plavidel nebo poškození. Sivkov je přesvědčen, že autonomní námořní systémy umožní řešit širokou škálu problémů. "Zejména v oblastech, které představují hrozbu pro naše síly, v zónách nepřátelské protiponorkové obrany," dodal analytik.

Pokud jsou USA lídrem v oblasti bezpilotních vzdušných prostředků, pak Rusko je lídrem ve výrobě podvodních dronů

Většina zranitelná strana Moderní vojenská doktrína USA je pobřežní obrana. Na rozdíl od Ruska jsou Spojené státy velmi zranitelné právě z oceánu. Použití pod vodou umožňuje tvořit účinnými prostředky omezení přemrštěných ambicí.

Obecný koncept je tento. Skupiny robotických dronů „Surrogat“, „Shilo“, „Cembalo“ a „Juno“, vypouštěné jak z lodí námořnictva, tak z obchodních lodí, tankerů, jachet, člunů atd., budou lámat hlavy členům NATO. Takoví roboti mohou pracovat buď autonomně v tichém režimu, nebo ve skupinách a řešit problémy v interakci, jako jeden komplex s centralizovaným systémem pro analýzu a výměnu informací. Hejno 5-15 takových robotů, operujících v blízkosti námořních základen potenciálního nepřítele, je schopno dezorientovat obranný systém, paralyzovat pobřežní obranu a vytvořit podmínky pro zaručené použití produktů.

Všichni si pamatujeme nedávný „únik“ prostřednictvím televizní reportáže na NTV a Channel One informací o „oceánském víceúčelovém systému „Status-6“. Účastník schůzky ve vojenské uniformě, natočený televizní kamerou zezadu, držel dokument obsahující kresby objektu, který vypadá jako torpédo nebo autonomní neobydlené podvodní vozidlo.

Text dokumentu byl jasně viditelný:

"Zničení důležitých nepřátelských ekonomických objektů v pobřežní oblasti a způsobení zaručeně nepřijatelných škod na území země vytvořením zón rozsáhlé radioaktivní kontaminace, nevhodných pro provádění vojenských, ekonomických a jiných aktivit v těchto zónách po dlouhou dobu."

Otázka, která znepokojuje analytiky NATO, zní: „Co když už Rusové mají neobydleného robota, který doručuje jadernou bombu?

Je třeba poznamenat, že některá provozní schémata pro podvodní roboty byla dlouho testována u pobřeží Evropy. To se týká vývoje tří konstrukčních kanceláří - Rubin, Malachite a TsKB-16. Právě oni ponesou po roce 2020 celé břemeno odpovědnosti za vytvoření strategických podvodních zbraní páté generace.

Již dříve Rubin oznámil plány na vytvoření řady modulárních podvodních vozidel. Konstruktéři mají v úmyslu vyvinout roboty pro vojenské i civilní účely různých tříd (malé, střední a těžké), které budou plnit úkoly pod vodou i na hladině moře. Tento vývoj je zaměřen jak na potřeby ministerstva obrany, tak na potřeby ruských těžařských společností působících v arktické oblasti.

Podvodní jaderný výbuch v Chernaya Bay, Novaya Zemlya

Pentagon již vyjádřil znepokojení nad ruským vývojem podvodních dronů, které mohou nést desítky megatun hlavic.

Generální ředitel Ústředního výzkumného ústavu „Kurs“ Lev Klyachko oznámil provedení takového výzkumu. Podle publikace dali američtí odborníci ruskému vývoji kódové jméno „Canyon“.

Tento projekt je podle The Washington Free Beacon součástí modernizace ruských strategických jaderných sil. "Tento podvodní dron bude mít vysokou rychlost a bude schopen cestovat na velké vzdálenosti." „Kaňon“ podle publikace bude díky svým vlastnostem schopen útočit na klíčové základny amerických ponorek.

Námořní analytik Norman Polmar se domnívá, že Canyon by mohl být založen na sovětském jaderném torpédu T-15, o kterém dříve napsal jednu ze svých knih. “ ruská flotila a jeho předchůdce, námořnictvo SSSR, byli inovátoři v oblasti podvodních systémů a zbraní,“ poznamenal Polmar.

Umístění stacionárních podvodních raketových systémů ve velkých hloubkách dělá z letadlových lodí a celých letek lodí pohodlný, prakticky nechráněný cíl.

Jaké požadavky má námořnictvo NATO na stavbu člunů nové generace? Jedná se o zvýšení stealth, zvýšení rychlosti s maximálně nízkou hlučností, zlepšení komunikace a ovládání a také zvýšení hloubky ponoření. Všechno jako obvykle.

Rozvoj ruské ponorkové flotily zahrnuje opuštění tradiční doktríny a vybavení námořnictva roboty, které vylučují přímé srážky s nepřátelskými loděmi. Prohlášení vrchního velitele ruského námořnictva o tom nenechává žádné pochybnosti.

„Jsme si jasně vědomi a rozumíme tomu, že zvýšení bojových schopností víceúčelových jaderných a nejaderných ponorek bude dosaženo integrací slibných robotických systémů do jejich zbraní,“ řekl admirál Viktor Chirkov.

Hovoříme o stavbě ponorek nové generace založených na unifikovaných modulárních podvodních platformách. Centrální Oddělení designu námořní technologie (TsKB MT) Rubin, který nyní vede Igor Vilnit, doprovází projekty 955 Borey (generální konstruktér Sergej Sukhanov) a 677 Lada (generální konstruktér Jurij Kormilitsin). Zároveň se podle konstruktérů UAV může pojem „ponorky“ stát historií.

Předpokládá se vytvoření víceúčelových bojových platforem schopných přeměny ve strategické a naopak, pro které bude nutné pouze nainstalovat příslušný modul („Status“ nebo „Status-T“, raketové systémy, moduly kvantových technologií, autonomní průzkumné komplexy atd.). Úkolem pro blízkou budoucnost je vytvořit řadu podvodních bojových robotů na základě návrhů konstrukčních kanceláří Rubin a Malachite a zahájit sériovou výrobu modulů na základě vývoje TsKB-16.

2018-03-02T19:29:21+05:00 Alex ZarubinObrana vlastiobrana, Rusko, USA, jaderné zbraněPodvodní bojové roboty a nosiče jaderných zbraní S příchodem bezpilotních vzdušných průzkumných letadel se začaly vyvíjet bezpilotní úderné systémy. Stejnou cestou jde i vývoj autonomních podvodních systémů robotů, stanic a torpéd. Vojenský expert Dmitrij Litovkin uvedl, že ministerstvo obrany aktivně zavádí robotiku bezpilotní systémyřídicí systémy a systémy bojového použití: „Do jednotek jsou zaváděni námořní roboti spolu s pozemními a vzdušnými. Nyní...Alex Zarubin Alex Zarubin [e-mail chráněný] Autor Uprostřed Ruska