Исследовательские подводные аппараты. Подводные аппараты для освоения морских глубин
Принято делить беспилотные (необитаемые) аппараты, используемые на флотах (военно-морскими силами) на телеуправляемые и автономные. В 2016 году широко представлены и те, и другие виды аппаратов.
По форм-фактору можно различать устройства, схожие с подводными лодками, батискафами, торпедами, глайдерами, а также роботизированные всплывающие капсулы. Существуют также роботизированные подводные мины, "настроенные" на ту или иную военную технику, например, на корабль определенного классаа или даже на конкретную модель.
По назначению подводные военные аппараты делятся на устройства для обследования морского дна и других объектов - автономно или в режиме телеуправления. Одна из основных задач - противодействие минированию, обнаружение, классификация и локализация мин. Также идут разработки ударных подводных роботов. Есть гибридные разработки - робот сам по себе не вооружен, но в необходимый момент может активировать полезную нагрузку того или иного типа (как, например, робокапсулы над которыми работают по заказу DARPA).
Терминология
, Россия
Перспективная разработка, инициированная ФПИ. Подводная платформа, которая должна иметь возможность решать задачи на всех глубинах мирового океана. На данной платформе планируется отработать технологию дистанционного зондирования дна мирового океана. Закладка аппарата намечена на лето 2017. Это не будет изолированный аппарат, для его эксплуатации понадобится комплекс, который обеспечит передачу информации в реальном времени от основных датчиков, для чего в составе аппарата предусматривается базовая станция-ретранслятор, которая ставится в районе "приземления" аппарата, обеспечивая его связь с поверхностью.
(Gavia), Teledyne (создан в компании Harfmynd, Исландия), США / (адаптация Тетис-Про)
, Корпорация космических систем специального назначения "Комета", Россия
Подводная система гидроакустического слежения, разворачиваемая Россией на базе подводных роботизированных комплексов. Предназначена для обнаружения кораблей, подводных лодок и низколетящих самолетов и вертолетов в различных районах Мирового океана.
(Морская тень), Океанос, Россия
фото: ЗАО "Научно-производственное предприятие подводных технологий Океанос"
Автономный необитаемый подводный планер. Может вести поисковые работы, глубоководную разведку. Аппарат двойного назначения. Испытывается в составе перспективных подводных комплексов ВМФ РФ в 2016 году. Тип аппарата - подводный глайдер.
Дельфин, ОАО Тетис Про, Россия
АНПА. Создан до 2013 года. Принят на вооружение. Степень "российскости" - под вопросом.
, Россия
Комплекс на базе этого НПА по состоянию на 2016 год уже несколько лет стоит на вооружении ВМФ, используется в исследовательских и разведывательных целях. Может снимать и картографировать дно, искать затонувшие объекты.
, Россия
Необитаемый подводный аппарат с поддержкой автономности (АНПА). Роботизированный комплекс, предназначенный для подводных работ - обслуживание буровых установок, изучение морского дня, наблюдение за линиями подводных коммуникаций. Для работы на глубинах до 6000 метров.
, ОАО Тетис Про, Россия
ТНПА. Используется в гражданских и в военных целях.
2017.03.14 До конца 2017 года "поисково-спасательные силы" ВМФ РФ примут в свой состав 12 роботов-подводников Марлин-350.
2016.10.14 Робот Марлин-350 задействовали при обследовании самого глубокого в России карстового Голубого озера. При осмотре одной из глубоководных пещер, робот достиг глубины 279 метров - теперь это считается самой глубокой точкой озера. Опуститься глубже пока не получается из-за нулевой видимости. / kbpravda.ru
(Глайдер), Россия
Подводный комплекс планерного типа "Морская тень". В состав комплекса входят: исследовательский глайдер, глайдер-носитель мини-аппаратов, глайдер-ретранслятор, корабельный пункт управления и средства ретрансляции. Впервые представлен в 2017 году.
Нерпа, ЦНИИточмаш и МАКО (предприятия Ростех), Россия
В августе 2018 года Ростех продемонстрировал прототип подводного беспилотного аппарата, оснащенного стрелковым оружием (АПС). Робот уже прошел первые испытания (без оружия на борту). Стоимость разработки в корпорации обозначили в 10 млн руб. В Ростехе ищут заказчика на свое изделие, чтобы доработать его под реальные потребности. Декларируется, что аппарат предназначен для охраны мостов и боевых кораблей от террористов. Предполагается, что максимальная глубина погружения аппарата будет достигать 50 м, дальность устойчивой связи с ним - до 80 метров. Вес аппарата - менее 30 кг, скорость хода - 1 узел, запас хода - 4 часа. | 2018.08.21 tass.ru (есть фото)
Обзор, ОАО Тетис Про, Россия
ТНПА. Создан до 2013 года. Принят на вооружение. Степень "российскости" - под вопросом.
Пантера Плюс, ОАО Тетис Про, Россия
ТНПА. Создан до 2013 года. См. Seaeye Panther Plus
, SAAB, Швеция. Не является российской разработкой. Закупался в Швеции Россией в начале 2000-х.
Принят на вооружение ВМФ РФ, например, такой робот эксплуатирует судно "Коммуна", спасательное судно Черноморского флота в 2017.06.
, МАКО (НПГ МАКО), Россия
фото: Научно-производственная группа МАКО
Автономный надводно-подводный роботизированный комплекс.
, Океанприбор, Россия, С.Петербург
Система навигации и связи. Построена на базе АНПА и гидроакустических буев, подключающихся через спутники Гонец-Д1М к командному центру. Буи будут плавающими, подводными и вмораживаемыми. Буи работают с ГЛОНАСС, что позволяет им определять свое точное местоположение, а также уточнять местоположение АНПА, которые якобы способны патрулировать глубины до 8 км. Эта информация нуждается в уточнении. Буи оборудованы поддержкой связи с АНПА. Буй может работать в одном из трех режимов:
1. Получать информацию от спутника и передавать его по требованию АПА.
2. Буй может связать различные центры управления (наземные, воздушные, морски и т.п.) с АНПА в режиме реального времени. В таком режиме можно непосредственно управлять АНПА (режим телеуправления)
3. АНПА действует автономно, но способен сверяться с буями для коррекции курса. При необходимости АНПА может подать через буй сигнал тревоги.
Система готова к развертыванию. В декабре 2016 года заявляется о готовности системы и планах ее развертывания на арктическом шельфе.
Скиф, Россия ()
Canyon в классификации НАТО. Российская беспилотная ударная подводная лодка стратегического назначения. Может нести на борту ядерное вооружение, преодолевать большие расстояния. Информация не является достоверной, т.к. проект засекречен по состоянию на октябрь 2016 года.
Подводная многоцелевая система, вооруженная в том числе самоходными подводными аппаратами с ЯО на борту. Обитаемая подводная лодка, оснащенная несколькими (до 6) СПА (самоходными подводными объектами), каждый из которые может нести ЯО мегатонного класса в качестве полезной нагрузки. На декабрь 2016 распростарняется информация о проведенных испытаниях.
, Рубин (ЦКБ "Рубин"), Россия
Подводный АНПА, робот-цель, способный имитировать различные подводные лодки. На декабрь 2016 года - в статусе "в разаботке". Призван позволить отказаться от использования в качестве учебных целей действующих подводных лодок, что является избыточно дорогим. Будет способен имитировать атомную и дизель-электрическую подводные лодки, воспроизводя, в частности, их маневрирования.
, ОАО Тетис Про, Россия (Seaside Tiger, SAAB, Швеция)
ТНПА. Создан до 2013 года. Принят на вооружение. Не является российской разработкой.
(Фалькон), ОАО Тетис Про, Россия (Seaeye Falcon, SAAB, Швеция)
Seaeye Falcon, SAAB
ТНПА (ROV). Seaeye Falcon используется в мире с 2002 года. Принят на вооружение в ВМФ РФ. Не является российской разработкой.
Фугу, МАКО, Россия
Беспилотный роботизированный комплекс с автономными необитаемыми подводными аппаратами глайдерами, предназначенный для передачи сигналов боевого управления стратегическим и ракетным атомным подводным лодкам, сбор информации об условиях мореплавания в районах боевого патрулирования. Аппарат состоит из подводной и надводной частей. Свободно поворачивающиеся плавники, используя энергию набегающей волны двигают подводную и буксируют надводную части устройств. На надводной части стоит система спутниковой связи, станция для сбора океанографических и метеорологических данных. Питание аккумуляторы аппарата получают от "солнечной батареи". Подводная часть оснащена миниатюрными гидролокаторами, а также гидроакустическим модемом, способным обеспечивать канал связи с АПЛ.
2016.10.14 ВМФ начал получать новейшие комплексы для связи с подлодками в океане. Основная партия комплексов будет поставлена в 2018 году в рамках перехода на технологии связи 6-го поколения. / vz.ru
2016.09 Российские атомные подлодки оснастят роботами-беспилотниками. Статус - испытывается Главным научно-исследовательским испытательным центром робототехники Минобороны РФ (ГНИИЦ РТ) / vz.ru
Цефалопод, Россия
, Bluefin Robotics (General Dynamics), США
Подводный военный беспилотник "Голубой тунец". 4.9 м. Может запускать небольших подводных роботов Sand Sharks.
Echo Ranger, Boeing, США
Echo Seeker, Boeing, США
АНПА, созданный в Исландии компанией Hafmynd ehf. Создан до 2010 года. Использовался ВМФ РФ под названием "Гавиа". Закупался в РФ через ОАО "Тетис Про".
, OceanServer, США
Разработан в 2005 году. Выпускался в различных модификациях: EP32, EP35, EP42, отличающихся мощностью аккумуляторной батареи и длиной корпуса. Закупался различными странами, включая Россию, Хорватию и т.п. в гражданских и военных целях. Базовая цена составляла $50 тысяч, с полной комплектацией (ГБО + система навигации по допплеровскому лагу) - порядка $150 тысяч. К 2009 году было продано более 100 комплексов на базе Iver 2.
K-STER C
Одноразовый подводный робот - камикадзе, служащий для уничтожения морских мин путем их подрыва в воде. Головная часть робота - боевая часть с кумулятивным зарядом.
, Kongsberg Defence Systems, Норвегия
Необитаемый подводный беспилотный аппарат - "камикадзе" для обнаружения мин и уничтожения их самоподрывом. OSMDWS (One-Shot Mine Disposal Weapon System) - одноразовые системы для уничтожения мин. Оснащен видеокамерой, сонаром и навигационной системой. Команду на подрыв выдает оператор. По результатам тестирования, приняты на вооружение ВМС Норвегии и НАТО в 2016 году.
Mod 1 Swordfish, AUVAC, США
Аппараты в 2016 году задействованы на 5-м флоте ВМС США.
Mod 2 Kingsfish, AUVAC, США
Аппараты в 2016 году задействованы на 5-м флоте ВМС США. По неподтвержденной информации робот может находиться под водой в течение 24 часов. Информацию робот собирает с помощью подводной фотосъемки.
Poseidon, США
Poseidon, подводный аналог системы глобальной навигации GPS, которая позволит подводным лодкам и АНПА обмениваться информацией между собой и с центрами управления. Как ожидается, ее испытания начнутся в 2018 году. Разрабатывается по заказу DARPA.
, Kongsberg Maritime, Норвегия
Морской подводный автономный робот.
2015.07 Remus-600 успешно запустили и возвратили на борт подводной лодки класса Вирджиния (SSN-784)
RHMS, Lockheed Martin, США
Система RHMS включает в себя многоцелевой автономный подводный аппарат RMMV Lockheed Martin, оборудованный сонаром бокового обзора Raytheon. Аппарат способен погружаться на небольшие глубины и вести поиск мин. Возможно решение и других задач, необходимых ВМС США. Это по-задумке. Все же разработка, которая идет более 10 лет, похоже, оказалась не слишком удачной. В ходе испытаний, которые были продлены, система слишком часто выходила из строя. Вместе с тем, она находила мины даже быстрее, чем того требовало техзадание.
Sand Shark, Bluefing Robotics (General Dynamics), США
Подводный разведывательный робот. Запускается с борта подводного военного беспилотника Bluefin-21. Вес - 6.8 кг.
, SAAB, Швеция
Seaeye Falcon, SAAB
Seaeye Panther Plus, SAAB, Швеция
В России известен также как Пантера Плюс, "локализованный" ОАО Тетис Про, Россия
ТНПА. Создан до 2013 года. Принят на вооружение ВМФ РФ, например, такой робот эксплуатирует судно "Коммуна", спасательное судно Черноморского флота.
, SAAB, Швеция
Телеуправляемый подводный аппарат класса ROV семейства "Морской глаз" для наблюдений и инспектирования объектов.
, Atlas Elektronik, Германия
Подводное телеуправляемое по оптоволоконному кабелю устройство для полуавтоматического уничтожения морских мин за счет самоподрыва. OSMDWS (One-Shot Mine Disposal Weapon System) - одноразовые системы для уничтожения мин.
Sea Glider
подводный планер (глайдер)
Seascan
Подводный робот "точной идентификации". С помощью гидролокаторов и камер высокой четкости может определять размеры и тип объектов в воде. Радиус действия - до 2 км, глубина погружения - до 3000 м.
Sea WASP, SAAB, Швеция
подводный дрон для обнаружения и первичного осмотра подводных взрывных устройств. WASP расшифровывается как Waterborne Aini-IED Security Platform. Дроном управляют 2 оператора по кабелю длиной до 500 футов. Достижимые глубины - до 200 футов. Длина робота 5.5 футов, вес около 200 фунтов. Оборудован передним сонаром, несколькими датчиками, необходимыми для измерения глубины и навигации. И двумя камерами - большой на передней части устройства и небольшой на "руке". Может спускаться на воду с причала или с пляжа, а также с различного типа надводных кораблей и резиновых лодок. Анонсирован в мае 2016 года / popsci.com
Slocum
подводный планер (глайдер)
Spray
подводный планер (глайдер)
UFP (Upward Falling Payloads), DARPA, США
2016.05.18 , которая может содержать в качестве полезной нагрузки беспилотник, ракету или другое военное оборудование. Капсулы длиной порядка 4.5 м предназначены для размещения по всему пространству Мирового океана. Активировать спящую капсулу можно будет радиосигналом, получив который капсула всплывет на поверхность океана и высвободит полезную нагрузку. Бортовой БЛА капсулы может быть воздушным или с возможностью взлета и посадки с воды. DARPA уже испытала систему подъема капсулы со дна и систему связи. Как ожидается, агентство продолжит разработку и тестирование полезной нагрузки для капсулы.
подводный аппарат будущего
Океан самая большая и чуждая среда обитания, здесь кроется огромная мощь и всесокрушающее давление. До недавнего времени человечеству был закрыт доступ в эту часть планеты. Исследования подводного мира стали возможными благодаря современным подводным аппаратам.
Океан изобилует пищей, ресурсами и даже сокровищами. Он мало исследован, так как человек лучше приспособлен на суше. Под водой он чувствует себя неуверенно. На глубине 10 метров давление удваивается. С глубиной давление все больше дает о себе знать. Боль в ушах чувствуется уже в нескольких метрах от поверхности. Пульсирующую боль можно унять, только зажав нос или продув уши. Чем больше глубина, тем опаснее баротравмы. Человек может погрузиться только до нескольких сот метров, иначе давление способно раздавить его. С повышением давления мир существенно меняется. Через несколько метров кислород, который является газом жизни, становится токсичным. Поэтому ныряльщикам приходится дышать тщательно подобранной смесью газов.
У некоторых людей мечтой всей жизни было ныряние и создание морских машин для подводных исследований, способных выдерживать высокое давление и перенести человека в подводный мир. И они добились своего - миллионы ныряльщиков работают и отдыхают под водой. За это маленькое достижение заплачено множество жизней. Основной опасностью является декомпрессионная или кессонная болезнь. Чем глубже человек погружается, тем больше газа впитывает его тело. Если ныряльщик вдруг начнёт подниматься слишком быстро, в его организме образуются азотные пузырьки. Эти пузырьки могут заблокировать маленькие сосуды и нарушить доступ крови к жизненно-важным органам. В результате возникают сильнейшие судороги, боли в груди и затруднения дыхания. Газ начинает искать выход, а человек может остаться калекой или даже погибнуть. Единственное спасение декомпрессионная камера. Помещая человека в камеру, уменьшают количество пузырьков в крови, а кислород помогает удалить из организма инертные газы, создающие угрозу жизни.
Но несмотря на опасности океан продолжает привлекать человека.
подводные аппараты
В мире полно энтузиастов, которые проектируют подводные аппараты . Некоторые машины настолько легки, что их можно даже переносить. Но в то же время они достаточно прочны - акриловая сфера аппарата способна выдержать давление воды на глубине почти 1000 метров - глубже большинства современных . Обычный акваланг позволяет погружаться на 30-40 метров.
подводный аппарат «Deep Flight Super Falcon»
Обитаемый подводный аппарат «Deep Flight Super Falcon » создает внутри давление в одну атмосферу - за бортом в 100 раз выше. Морская машина спущена на воду в 1996 году. Подводный аппарат приводится в движение с помощью электрического двигателя потребляющего энергию от аккумуляторных батарей. Заряда хватает на 4 часа. Глубина погружения до 1000 метров. Акриловый корпус защищает пилотов от смертоносного давления в 100 атмосфер. «Deep Flight Super Falcon » не похож на другие обитаемые подводные аппараты. Изначально морская машина «Deep Flight Super Falcon » была подводной лодкой, спроектированной для миллионера Тома Перкинса (Tom Perkins) и его суперяхты « » компанией «Hawkes Ocean Technologies ». Заметив, каким спросом пользуется их разработка, представители компании решили превратить проектирование подводных аппаратов в бизнес. Помимо оригинального подводного аппарата за 1,3 миллиона долларов, «Hawkes Ocean Technologies » продает вариант мини-субмарин с открытыми кабинами за 350 тысяч долларов.
подводный аппарат «Deep Flight Super Falcon» на глубине
«Deep Flight Super Falcon» на воде
Технические данные подводного аппарата «Deep Flight Super Falcon
»:
Длина - 3,5 м;
Размах крыльев - 2 м;
Глубина погружения - 1000 м;
Скорость - 6 узлов;
Экипаж - 2 человека;
прогулка на подводном аппарате «SportSub»
морская машина «Aviator»
морская машина «Aviator»
проект подводного аппарата «Deep Flight Aviator»
морская машина «Deep Flight»
морская машина «Deep Rover»
Очень важно создать машины, способной противостоять подводной стихии - это давняя цель человечества, ведь океан занимает 2/3 части планеты.
Некоторые подводные аппараты могут самостоятельно исследовать океан. Их называют необитаемые подводные аппараты . Сегодня в подводном мире господствуют подводные роботы . Умные, самоходные роботы, строят нефтепроводы и различные сооружения на больших глубинах. Автономные подводные аппараты или аппараты дистанционного управления (АДУ) имеют сверхпрочные корпуса, эффективные манипуляторы и видеокамеры, передающие изображение высокой четкости. Они имеют совершенные двигатели и управляются посредством команд передаваемых по кабелям связи.
подводный робот «Oceaneering»
Необитаемый подводный аппарат «Oceaneering » может работать на глубине до 6500 м, способен поднять 270 кг. Его манипулятор может выполнять семь действий.
Сегодня подводные роботы успешно справляются со многими задачами, которые раньше выполняли водолазы - чистка и ремонт трубопроводов, замена задвижек и проверка их герметичности. Нефтяная и газовая промышленность способствовали совершенствованию подводных роботов. Причина их развития - экономичность и практичность. Менеджеры нефтяных компаний поняли, что использование АДУ сэкономит затраты на содержание водолазов а также спасет множество жизней. Применение современных технологий сделало подводные аппараты надежнее. Современные морские машины это мощные и эффективные инструменты, но их эффективность зависит от таланта их операторов. Многие из них опытные видео-геймеры. Они используют свои уникальные умения в управлении этими замечательными морскими машинами. Хорошие операторы умеют двухмерное изображение с экрана мысленно преобразовать в трёхмерное.
""Сохранение Подводной лаборатории «Бентос-300» и создание на её основе народного музея гидронавтики в Севастополе (Балаклаве) позволит увековечить уникальную подводную лабораторию и сохранит историческую память о созданной в России подводной техники. Такой уникальный музей не позволит предать забвению славные страницы из истории гидронавтики в России и будет чрезвычайно интересен для проведения популяризаторской, образовательной и воспитательной деятельности на территории Севастополя и Крыма. Музей, стоящий на воде, станет своеобразной «визитной карточкой» Севастополя (Балаклавы). Подводная лаборатория «Бентос-300» является инженерным творением подводного судостроения России советского периода. Она представляет собой, одновременно, подводный аппарат, подводную лодку, подводный дом, водолазный комплекс и научную лабораторию. Проект предусматривает воссоздание первоначального облика Подводной лаборатории "Бентос-300", ремонт металлического легкого и прочного корпуса, насыщение отсеков прочного корпуса материалами по истории гидронавтики и создании в подводной части прочного корпуса обстановки, в которой работали и жили гидронавты-исследователи.
Посетители музея могут ознакомиться с разнообразными материалами, рассказывающими о истории гидронавтики, побывать в обстановке, в которой работали и жили гидронавты -исследователи, через иллюминаторы, расположенные под водой, смогут наблюдать жизнь подводных обитателей Черного моря, а работа аттракциона "Батискаф" создаст у посетителей ощущения реального погружения подводного аппарата под воду"
"Цель №1. 1. Создание в городе Севастополе музея гидронавтики на основе Подводной лаборатории «Бентос-300». должно стать действенным инструментом по объединению всех кто принимал участие в проектировании, строительстве и эксплуатации подводных аппаратов России. Такого рода музей не позволит стереть с нашей памяти подводные завоевания сделанные гидронавтами-исследователями с помощью подводной техники и может послужить возрождению гидронавтики в России и как следствие повысит интерес к проведению в будущем подводных исследований для открытия новых энергетических, пищевых и полезных ресурсов. "
"Задача №1. Воссоздать первоначальный облик Подводной лаборатории «Бентос-300», отремонтировать легкий и прочный корпус лаборатории и придать ей статус Музея гидронавтики.
Задача №2. Приобрести и установить оборудование, необходимое для обеспечения Подводной лаборатории "Бентос -300" электрической энергией, водой и принудительной вентиляцией.
Задача №3. Восстановить и создать внутри прочного корпуса элементы первоначальной обстановки в которой работали и жили гидронавты. Спроектировать и установить аттракцион "Батискаф",воспроизводящий обстановку реального погружения подводного аппарата под воду.
Задача №4. Произвести внутреннее насыщение отсеков прочного корпуса лаборатории экспонатами, стендами, фото и видеоматериалами, рассказывающими о истории гидронавтики в России."
"Сохранение исторической памяти подводно-технических средств созданных в России гражданского и военного назначения волнует значительную часть общества. Музей гидронавтики, являющийся объектом культуры, станет центром воспитания и дополнительного образования, профориентационной и исторической направленности. Содружество с военными и гражданскими ветеранами- гидронавтами, учащимися кадетского училища, студентами даст возможность в процессе реализации проекта задействовать не только участников проекта, но и представителей общественных групп, интересующихся подводной тематикой. Большая часть мероприятий будет проводиться на базе Подводной лаборатории «Бентос-300». Такой музей даст уникальную возможность объединить людей разных поколений увлеченных идеей покорения гидрокосмоса."
Первые подводные аппараты (ПА) были построены в чисто научных целях. Последующие их конструкции разрабатываются в основном для производства различных инженерно-технических работ. Весьма разнообразны задачи, решаемые с помощью подводных обитаемых аппаратов, начиная с монтажа глубоководных конструкций, прокладки кабелей и трубопроводов и кончая наблюдением за их эксплуатацией и ремонтными работами.
В связи с большим разнообразием подводные аппараты можно классифицировать, например, в зависимости от глубины погружения, на три группы.
К первой группе относятся наиболее многочисленные аппараты для работ на континентальном шельфе с глубиной погружения до 1000 м.
Ко второй - аппараты, рассчитанные на глубину 2000-4000 м и используемые в пределах материкового склона. Третья группа аппаратов, предназначенная для максимальных глубин, представлена лишь несколькими образцами.
Для подводного строительства представляет особый интерес первая группа обитаемых подводных аппаратов, предназначенных для выполнения подводно-технических работ на сравнительно небольших глубинах (-300-900 м).
Основными критериями сравнительной оценки подводных обитаемых аппаратов являются: рабочая глубина погружения, численность экипажа, параметры системы жизнеобеспечения, количество манипуляторов, транспортабельность.
В табл. 6.5 приведены основные характеристики некоторых современных обитаемых подводных аппаратов.
Аппарат PC-1202 с блочной конструкцией корпуса, снабженной водолазным отсеком и опорами регулируемой длины, используется для осмотра дна, размещения зарядов взрывчатых веществ, отбора кернов и образцов грунта, обеспечения работы электроинструментов и видеосвязи.
Конструкция ПА ’’Бивер MK-IV” отличается большой надежностью и предусматривает аварийный сброс манипуляторов, батарей, якорей и др., а также возможность перемещения вдоль всех осей координат. Манипуляторы, гидролокатор бокового обзора, иллюминатор диаметром 1 м обеспечивают фотодокументирование, осмотр дна, замывание в грунт кабелей и стыковку с подводными объектами. Для транспортирования ПА ’’Бивер MK-IV” используют самолет С-141.
Основные характеристики обитаемых подводных
| Тип,страна | Рабочая глубина, м | Экипаж, ПА, чел. | Экипаж судна обеспечения, чел. | Система жизнеобес печения, чел.-ч | |
| „Бивер MK-IV”, | 800 | 3 | 12 | 144 | |
| США | | | | | |
| „Джонсон - Си Линк”, США | 300 | 4 | 4 | Данные отсутству ют | |
| РС-1202, США | 900 | 4 | 4 | 52 | |
| „Бэта” и „Гам | 300 | 2 | 2 | 144 | |
| ма”, США | | | | | |
| „Пайсиз-VU”, | 900 | со 1 lt;N | 6 | 336 | |
| Канада | | | | | |
Аппарат ’’Джонсон - Си Линк” служит для водолазных работ, а также для фото- и видеорегистрации. Он оборудован устройством для стыковки водолазного отсека с палубной декомпрессионной камерой судна обеспечения.
Однотипные аппараты ’’Бэта” и ’’Гамма” используются для наблюдения и поиска под водой, замывания в грунт кабелей, размещения зарядов взрывчатых веществ и подъема тяжелого оборудования со дна.
Канадский ПА ’’Пайсиз -VII” применяют для контроля за состоянием трубопроводов, замывания в грунт кабелей и аварийно-спасательных работ. Аппарат транспортируется самолетом С-130 ’’Геркулес”.
Подводные аппараты широко используются для подводного строительства; однако для них требуются обеспечивающие суда. Поэтому применение подводных аппаратов в значительной степени зависит от гидрометеорологических условий.
Установлено, что коэффициент использования автономных подводных систем в Северном море в три раза выше по сравнению с системами, имеющими надводный носитель. Одни и те же работы автономными подводными системами выполняются в 10-15 раз быстрее. Так, в ФРГ разработана обитаемая глубоводная система DSWS для производства различных подводных работ. Система состоит из подводного носителя аппаратуры и устройств UWAG, обеспечивающего буя, передающего устройства и двух сменных капсул - буровой и водолазной (рис. 6.18). Система DSWS предназначена для подводного обследования; прокладки кабелей и трубопроводов; отбора проб грунта; измерения рельефа дна; бурения скважин глубиной до 200 м; монтажа, технического обслуживания и ремонта подводных сооружений; транспортирования и установки тяжелых
аппаратов
Таблица 6.5
подводных конструкций; глубоководных погружений четырех-пяти водолазов на глубину до 500 м.
Энергоснабжение обитаемого носителя осуществляется от двух дизель-генераторов, установленных на обеспечивающем буе, выполненном в виде судна. С помощью силового и трансляционного кабелей дости-
Рис. 6.18. Обитаемая глубоководная система для производства подводных работ.
1 - обеспечивающий буй; 2 - силовой и трансляционный кабели; 3 - подводный носитель.
гается бесперебойная подача тока напряжением 3,3 кВ на носитель при волнении моря. Кабельная лебедка с тяговым усилием 3000 даН и скоростью намотки кабеля 0,5 м/с приводится от электродвигателя постоянного тока мощностью 30 кВт.
Для обеспечения маневренности носителя буй следует за ним на заданной дистанции и одновременно служит носителем знака ограждения для оповещения проходящих судов о проведении подводных работ.
Рабочая глубина погружения, м 600
Водоизмещение, т:
надводное 225
подводное 290
Скорость, уз 5
Подводная автономность, ч 336
Длина, м 22,2
Ширина, м 8,3
Высота, м 10,9
Мощность ходовых электродвигателей, кВт 4x30
Мощность электродвигателей подруливающего устройства, кВт 2x18,5
Полезная грузоподъемность, т 25
Грузоподъемность с дополнительной плавучестью, т 50
Экипаж, чел 6-8
Количество водолазов, чел 2-4
Корпус носителя состоит из трех сфер, соединенных между собой прочными наклонными шахтами. В верхней сфере диаметром 4 м расположен пост управления, а между носовой и кормовой сферами находится рабочая шахта размером 5,5х3,6x5 м. Для подводно-технических работ в шахте имеется грузовая траверса, лебедки, телевизионные камеры, поворотные прожекторы, манипуляторы, контейнеры с инструментами.
Носитель доставляет к рабочему месту водолазную капсулу, обеспечивающую работу водолазов в течение 800 мин на глубине 300 м, и буровую капсулу массой 22 т, выполненную в виде цилиндра диаметром 3 и длиной 5,6 м с коническим днищем и стыковочным устройством в верхней части. С помощью буровой капсулы с набором буровых штанг можно пробурить скважину глубиной 200 м, диаметром 120,6 иЛи 152,4 мм и взять керн за три-восемь дней.
Буровая установка снабжена независимым гидравлическим приводом и обслуживается двумя-тремя операторами.
В конструкции рассмотренных аппаратов наблюдается четкая взаимосвязь наибольшей глубины погружения, скорости, автономности, полезной нагрузки, объема и массы подводного аппарата.
Глубина погружения определяет избыточное давление на ПА, а следовательно, конструкцию всех устройств и массу аппарата в целом. Массовое водоизмещение аппарата на плаву W складывается из массы капсулы WK, полезной нагрузки Wn, а также массы экипажа, механизмов и систем обеспечения работы механизма Wp:
W = WK + Wn +Wp.
В результате анализа имеющихся данных была выведена формула для установления взаимосвязи между основными конструктивными параметрами ПА :
где W - массовое водоизмещение аппарата на плаву, фунты; R - радиус действия аппарата, мили; Wn - полезная нагрузка, фунты; Н-глубина погружения, футы.
Зависимость между глубиной погружения и различными техническими характеристиками современных ПА иллюстрируется графиками и диаграммами на рис. 6.19 и 6.20.
Развитие подводных нефтяных и газовых промыслов, строительство глубоководных портов, прокладка подводных кабелей и трубопроводов требуют создания высокопроизводительных подводных аппаратов, работающих по принципу наземных строительных машин .
Японская фирма ’’Коматцу” , входящая в финансируемую правительством Группу подводных исследований, разработала подводный бульдозер для глубин до 60 м, управление которым осуществляется
либо водолазом, либо по кабелю с обеспечивающего судна. В основу конструкции подводного бульдозера положен береговой бульдозер Д155А, широко используемый в ряде стран. Вместо установленного на бульдозере Д155А дизеля на подводном бульдозере смонтирован герметичный электродвигатель, связанный кабелем с обеспечивающим судном. Площадь, обслуживаемая бульдозером, составляет 100 м2. Более подробно конструкции подводных бульдозеров, в том числе и управляемых по радио, рассмотрены в § 6.5. .
В Хьюстоне (США) переоборудован обычный гусеничный экскаватор с ковшом емкостью 0,58 м3 для рытья подводной траншеи по трассе морского выпуска сточных вод. С экскаватора демонтированы дизель, гидравлический насос, электрооборудование и кабина. Ввиду отсутствия в районе работ необходимого обеспечивающего судна двигатель и насос установили на берегу, а на экскаваторе закрепили силовой и другие кабели длиной 135 м. Для повышения устойчивости экскаватора со снятым оборудованием в качестве контргруза использовали свайный молот массой 1 т.
Перед началом работ был проложен направляющий трос, вдоль которого экскаватор прошел до места предполагаемой установки оголовка выпуска. После этого экскаватор начал рыть траншею со стороны моря к берегу. Глубина траншеи изменялась от 1 до 1,5 м, а ширина от 1,8 м на дне до 7,2 м в верхней части.
Переоборудование экскаватора было выполнено в течение трех дней с затратами около 2 тыс. долл, а затраты на устройство кабельной линии составили около 5 тыс. долл. Подводная траншея была отрыта за 2,5 дня. После окончания работ экскаватор был дооборудован и снова использован на сухопутных земляных работах.
Для механизации подводных буровых работ в Великобритании использовали гусеничную буровую установку с пневматическим приводом. Установка типа ”Инджесол-Ронд” оборудована удлиненным в пять раз, по сравнению с обычным воздушным шлангом, специальными уплотнительными устройствами и возвышением для управления установкой. Для подачи воздуха к буру под давлением 84 МПа используется шланг длиной 54,9 м. В зависимости от рабочей глубины давление воздуха снижается до 56-63 МПа.
Буровая установка опускается под воду краном, установленным на барже. Бурильщики, обученные водолазному делу, осуществляют эксплуатацию буровой установки. Во избежание быстрого износа буровую установку после окончания дневных работ поднимают из воды, смазывают бур и проверяют систему привода и управления.
Таким образом, за несколько десятилетий человек перешел от робкого прощупывания глубин Мирового океана к его планомерному исследованию и освоению при помощи подводных аппаратов и их разновидности - подводных строительных машин.
– это специальные технические средства, предназначенные для проведения подводных научных исследований, поисковых операций, всевозможных ремонтных и спасательных работ.
К глубоководным подводным аппаратам относятся аппараты с глубиной погружения свыше 600 м.
По функциональному назначению глубоководные подводные аппараты могут быть разделены на океанографические для научно-исследовательских наблюдений и аппараты для поисково-спасательных и монтажно-демонтажных работ .
В зависимости от предназначения они оборудуются системами поиска и наведения на объект, различного рода захватами и инструментами для выполнения работ.
Глубоководные подводные аппараты бывают обитаемые и необитаемые
Обитаемые глубоководные подводные аппараты управляются экипажем (2-6 чел.), находящимся в прочном герметическом корпусе, имеют системы жизнеобеспечения, средства связи и навигации, органы управления манипуляторами, средства энергоснабжения (аккумуляторы) и средства аварийного спасения. Форма прочного корпуса глубоководного подводного аппарата в зависимости от глубины погружения и предназначения бывает цилиндрической (гидростаты) с подкреплением наружной обшивки шпангоутами, сферической или полусферической (батисферы). В качестве материала корпуса используются сталь, алюминий, титан, а также армированный стеклопластик. Прочный корпус глубоководного подводного аппарата имеет входной люк, иллюминаторы, а у спасательных аппаратов в нижней части корпуса есть стыковочный узел и шлюзовая камера. С ростом глубины использования глубоководного подводного аппарата меняются конструкция и форма прочного корпуса, растет его масса. До глубины 2000 м оболочка корпуса подкреплена шпангоутами. Глубоководные подводные аппараты для больших глубин имеют толстостенный прочный корпус, выполненный из легированной стали методом ковки. Так, толщина стенок батискафа «Триест», на котором 23 января 1960 года была достигнута рекордная глубина 10919 м, составляет 105 мм. Для придания положительной плавучести прочному корпусу глубоководного подводного аппарата, предназначенному для погружения на глубину свыше 6000 м, необходимо наличие дополнительного объема, заполненного легковесным заполнителем (чаще всего бензин с плотностью 0,7-3).
Автономность обитаемых глубоководных подводных аппаратов от 8-12 ч до 2-4 недель, скорость 6-12 км/ч, на некоторых имеется всплывающая рубка для аварийного спасения экипажа. Прочный корпус глубоководного подводного аппарата снаружи закрыт проницаемым легким корпусом, служащим для придания аппарату гидродинамических характеристик, размещения движительно-рулевого комплекса, исполнительных устройств манипуляторов, светильников, телевизионной и научной аппаратуры. Между прочным и легким корпусами находятся балластные цистерны и сбрасываемый в аварийных ситуациях балласт.
Необитаемые глубоководные подводные аппараты - привязные, буксируемые – управляются по кабель-тросу с пульта, расположенного на судне-носителе. Они двигаются в толще воды либо перемещаются по дну. Оборудованы телевизионной аппаратурой, светильниками, имеют стабилизацию глубины, манипуляторы, их навигационная система связана с навигационной системой судна-носителя, передача электроэнергии – по кабель-тросу (погружение до 100 м). Самоходные аппараты снабжены движительно-рулевыми комплексами, управляющимися по заданной программе. Необитаемые глубоководные подводные аппараты используются в основном при поиске и обследовании затонувших объектов и для подводного бурения. Развитие глубоководных подводных аппаратов идет по пути создания специализированных необитаемых аппаратов.