От первых подводных роботов до глубоководных комплексов (к 80-летию со дня рождения академика М. Д. Агеева)

Вестник ДВО РАН. 2011. № 2

Л.В.КИСЕЛЕВ

От первых подводных роботов до глубоководных комплексов

М.Д.Агеев

Поводом к возвращению в прошлое, связанное с именем академика Михаила Дмитриевича Агеева, послужила обозначенная в заглавии «круглая» дата, размышляя о которой, невольно вспоминаешь фрагменты еще не очень давней истории из нашей быстротекущей жизни. Мой опыт «летописца» в значительной мере связан с той минувшей «эпохой» и той деятельностью, руководство которой в течение многих лет осуществлял М.Д.Агеев: ему принадлежат основополагающие работы в области навигации, управления, энергетики, научного оснащения автономных подводных роботов, предназначенных для решения сложных задач в глубинах океана. Наше знакомство состоялось почти 40 лет назад - без преувеличения можно сказать, что это был поворотный момент в моей жизни. В своих сочинениях [1-3] я не раз обращался к тем временам ...

Мой первый приезд во Владивосток состоялся в 1972 г. Тогда я работал на Урале (в Свердловске, ныне Екатеринбург) в Институте математики и механики УрО АН СССР и в силу разных причин строил планы преодоления «кризиса жанра» и поиска новых «романтических» дел. Я отправил во Владивосток письмо академику А.А.Воронову и в ответ получил приглашение встретиться. Накануне первомайских праздников я приземлился в аэропорту Владивостока - с морского берега этого города вот уже почти четыре десятка лет наблюдаю восходы и заходы солнца. В моем сочинении «Opus magnum» [3] мое восприятие этого дня зарифмовано так:

и свел с Агеевым на лестничном пролете.

Мы встретились - он, стоя у окна, откуда в дымке даль была видна, мне скупо рассказал про суть своих платформ, лежащих далеко от квадратичных форм,

потом повел в подвал и, пояснив, сказал:

«Здесь мысли воплощаются в металл».

Я близок был к своей неясной цели, когда, застигнутый в конце апреля предпраздничной весенней суетой, стоял в раздумье перед той чертой, к которой тяга смутная влекла... Вот день настал - и в новые дела был посвящен я; патриарх науки меня приветствовал с горячностью и руки

в порыве жал на форс-мажорной ноте

КИСЕЛЕВ Лев Владимирович - доктор технических наук, главный научный сотрудник (Институт проблем морских технологий ДВО РАН, Владивосток). E-mail: kiselev@marine.febras.ru

Коллектив, в котором я оказался, еще только начинал формироваться вокруг общего центра. В тот свой первый, «рекогносцировочный», приезд, когда директор только что созданного Института автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВНЦ АН СССР академик Авенир Аркадьевич Воронов свел меня с молодым доктором наук Михаилом Дмитриевичем Агеевым, я силился понять, куда ведет выбранная им стезя. В тот момент бросалось в глаза некоторое несоответствие между глобальными планами и видом помещений, в которых эти планы верстались. Во время нашей первой встречи Агеев высказал как само собой разумеющееся, что будущее принадлежит подводным роботам. Я тогда понятия не имел, что это значит, но, тем не менее, в душе зародился смутный интерес ...

Михаил Дмитриевич долго вынашивал мечту о создании подводных роботов. В воспоминаниях [6] и в редких задушевных беседах он рассказывал, что после окончания Ленинградского института точной механики и оптики работал в Центральном научно-исследовательском институте им. А.Н.Крылова и занимался испытанием гидродинамических моделей подводных лодок. Для этой цели приходилось строить самодвижущиеся автоматизированные устройства, снабженные набором датчиков, измеряющих параметры движения. По сути это были прообразы подводных аппаратов-роботов, созданием которых и предстояло заняться молодому немногочисленному коллективу.

Реализация идеи автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) сопровождалась проведением многочисленных переговоров и согласований, подготовкой научных и правительственных решений. Обращаясь к различным архивным материалам, попытаемся воссоздать некоторые моменты этого этапа, представляющие интерес не только для ветеранов, но и для тех, кто принял от них эстафету.

ЛСНУ (лаборатория систем навигации и управления), значившаяся в ИАПУ под номером 71 (новую структуру и ее сотрудников в институте именовали просто «агеевцы»), стала фигурировать в официальных документах в начале 1972 г. Ее костяк составляла молодежь, которую шеф (это слово у нас быстро вошло в обиход) перетащил с собой из ДВПИ (Дальневосточного политехнического института). В довольно просторной комнате на четвертом этаже здания по ул. Суханова, 5а, вдоль стены размещался очень длинный лабораторный стол - здесь начинали свой путь в науку бывшие выпускники ДВПИ, а в полуподвальном помещении, где идеи воплощались в металл, трудились в поте лица два токаря.

Основанием для начала деятельности лаборатории были «Некоторые соображения о развитии работ по созданию автоматических погружаемых аппаратов», которые М.Д.Агеев 18 октября 1972 г. представил в виде проблемной записки, адресованной компетентным органам и персонам. Она содержала обзор задач, решаемых с помощью АНПА, оценку трудозатрат и стоимости научного оборудования, предложения по организации исследований и эскизную проработку отдельных технических вопросов. Интересно отметить, что наряду с такими очевидными задачами, как поиск и обследование подводных объектов, Агеев упоминал и о роли АНПА в качестве «сторожей» рыбных косяков. Так что элементы экзотики присутствовали с самых первых шагов.

Реакция на пояснительную записку была оживленной, заинтересованной - и неоднозначной. На имя председателя ДВНЦ АН СССР члена-корреспондента АН СССР А.П.Капицы и директора ИАПУ академика А.А.Воронова поступили ответные письма из подразделений ДВНЦ - Института вулканологии, Северо-Восточного комплексного НИИ, Дальневосточного геологического института, Сахалинского комплексного НИИ, а также в/ч № 62665-А, Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра, Дальневосточного научно-исследовательского гидрометеорологического института и ряда академических НИИ. Актуальность проблемы ни у кого не вызывала сомнений, но в отношении технических оценок мнения были противоречивы. Наряду с обоснованными сомнениями прозвучали и скептические - не имеющие под собой достаточно серьезных оснований и обусловленные, скорее, «политическими» соображениями. Все это надлежало взвесить и принять разумное решение. У тогдашнего руководства (научного

и партийного) хватило мудрости поддержать инициативу, но еще длительное время «оппозиция» не могла смириться с тем наметившимся нестандартным стилем, который трудно было назвать «академическим». Многие наши оппоненты поначалу заявляли, что создание АНПА - частная техническая проблема: «Ну, подумаешь, - диковинка! Что тут особенного? ... Аппарат с программным управлением... управляемая торпеда - где здесь научная проблема? Зачем нам такие аппараты?»

Откровенно говоря, убедительных ответов на эти вопросы тогда не было, и потребовались веские доказательства. К концу 1972 г. в лаборатории числилось 17 человек: 2 «теоретика», 3 конструктора, 7 электронщиков, 2 токаря, 2 аспиранта, а шеф был одновременно и теоретиком, и конструктором, и электронщиком, и даже мастеровым. «Правой рукой»

Агеева стал Николай Рылов - один из первых выпускников кафедры гироскопии в ДВПИ.

.Аббревиатура ЛСНУ появилась на телогрейках, которые были выданы членам первого экспедиционного отряда на о-в Попова (конец осени-зима 1972 г.). После окончания работ все собрались на квартире у Агеева. Я не принимал участия в том походе и, не избалованный подобными морскими экспериментами, с интересом слушал удивительные экспедиционные байки. «Ну, как?» - шутливо спросил меня Михаил Дмитриевич, провожая до двери, и я в тон ему ответил: «Очень забавно.».

В те времена, о которых идет речь, словосочетания «подводные роботы» и даже более общее - «подводные аппараты» лишь входили в научный и деловой обиход не только благодаря возросшему интересу к «сокровищам» морского дна, но в связи с участившимися авариями в глубинах Мирового океана. Информация о чрезвычайных происшествиях была основана на тех фактах, которые не подлежали широкой огласке, поскольку касалась катастроф с атомными субмаринами и другими объектами. Сведения на эту тему были в то время крайне скудны и малодоступны для простого читателя. На этом начальном этапе большую роль сыграли работы, проводимые в МВТУ (ныне МГТУ) им. Н.Э Баумана (под руководством Е.П.Попова), в Институте океанологии им. П.П.Ширшова АН СССР (В.С.Ястребов) и в Ленинградском кораблестроительном институте (ныне Санкт-Петербургский морской государственный технический университет) (И.Б.Иконников). Моральную и материальную поддержку оказывали руководство АН СССР и комитет по науке и технике при Совете министров. Большую роль в пропаганде достижений в области разработки подводно-технических средств сыграло издательство «Судостроение», выпустившее серию созданных в нашей лаборатории монографий под рубрикой «Техника исследования океана». Глубоководная техника у нас в стране тогда только зарождалась, причем в силу ведомственных традиций вначале наибольший интерес вызвали обитаемые аппараты, аналогами которых служили малые подводные лодки. Инициатива в этой области принадлежала ученым-океанологам и конструкторам аварийно-спасательной и рыбопоисковой техники. При этом во многих отношениях копировался зарубежный опыт, но с учетом отечественных реалий. Что касается необитаемых подводных аппаратов (НПА), в особенности АНПА, то опыт, мировой в том числе, был минимальным. Вместе с тем и такой опыт уже тогда давал основания считать, что АНПА могут играть ведущую роль в

С группой испытателей-гидроакустиков на борту НИС «Борей». 1981 г.

общем комплексе подводных технических средств. Нужно сказать, что не мы придумали эти установившиеся теперь названия, долгое время в терминологии был некоторый беспорядок, пока все само собой не утряслось. Сегодня также существуют названия-синонимы - автономные подводные роботы (АПР), а наши коллеги за рубежом пользуются аналогичным по смыслу словосочетанием - Autonomous Underwater Vehicles (AUV).

Весь позитивный, а порой и противоречивый опыт создания и практического использования автономных подводных роботов и их систем достаточно показателен как пример решения серьезной научно-технической проблемы, возникшей на стыке теории систем управления, подводной робототехники, океанографии и морских технологий. Наш опыт, о котором здесь идет речь, специфичен тем, что зародился и вырос в условиях академической науки, а потому должен был служить решению фундаментальных и прикладных научных проблем по освоению Мирового океана. Это обстоятельство нередко, в особенности на первых порах, когда необходимо было приступать к «разведке боем», входило в противоречие с другим, не менее важным обстоятельством, которое определялось вопросами «сколько стоит?» и «где достать?». Большое значение имела и наша территориальная удаленность от столичных научных и производственных центров - мы могли рассчитывать только на собственные силы.

В отношении технологии систем, способных функционировать в условиях больших глубин, ориентиром могли служить обитаемые аппараты, хотя с самого начала было понятно, что для АНПА необходима разработка оригинальной концепции, удовлетворяющей целому ряду противоречивых требований. Аналогично для решения задач управления и навигации могли быть использованы прототипы из смежных областей, однако и здесь требовалось учитывать многие особенности, присущие АНПА как объекту, совершающему заданные действия в сложной подводной среде. Таким образом, уже на первом этапе исследований в рамках госбюджетного финансирования необходимо было выполнить немалый объем исследований и экспериментов по проектированию, изготовлению и испытанию таких аппаратов и их систем. Так начиналась работа над первым в стране АНПА, а точнее, его макетом, или неким самоходным автоматическим устройством, способным

погружаться в толщу воды, выполнять заданную программу действий и посылать позывные для синхронной гидроакустической навигации. Окончательный вариант такого макета получил название ПА-04-300, в результате последующей модернизации появился аппарат «Скат», который по сути тоже был макетом, но обладал более совершенными качествами, благодаря которым сразу получил известность в стране. В дальнейшем доминирующими стали договорные работы, благодаря которым за полтора десятка лет был создан и многократно использован в поисковых операциях глубоководный робототехнический комплекс [4, 5].

Ко времени перестройки и реорганизации в структуре Академии наук объем проводимых работ, а также их качественный уровень возросли настолько, что встал вопрос о преобразовании руководимого М.Д.Агеевым отдела в самостоятельный институт. Доминирующую роль играл тот факт, что, согласно

На борту гвдрофш^тесжого судна «Пегас» на общей идее, необходимо было обеспечить фоне замка Эльсинор (Дания). 1982 г. _

объединение научных исследований и процесс создания реальных образцов подводной техники. Выдвигались различные варианты организации СКБ подводной робототехники, даже предпринимались попытки начать строительство, но этим вариантам не суждено было стать реальностью. Михаил Дмитриевич настойчиво обращался с докладными записками в разные инстанции с обоснованием необходимости расширения работ и реорганизации коллектива, способного осуществлять весь цикл - от научной идеи до опытной эксплуатации создаваемой новой техники. Эту инициативу поддерживали и В.Л.Перчук, в то время директор ИАПУ, и В.И.Ильичев, стоявший тогда во главе ДВНЦ АН СССР. Основные доводы сводились к следующему.

Комплексное освоение Мирового океана в интересах народного хозяйства и обороны страны требует исследований и разработок принципиально новых технологий - методов и технических средств осуществления производственной деятельности в океане. В наибольшей степени это относится к работам, выполняемым на средних и больших глубинах. Здесь можно отметить три аспекта этой проблемы: необходимость создания совершенно новых технологических приемов, например, разработки твердых полезных ископаемых, изучения возможных экологических последствий производственной деятельности и полной автоматизации процессов. Исходя из этих задач, основными направлениями создаваемого института должны быть разработки научных основ перспективных технологий для освоения различных ресурсов Мирового океана и новых методов и принципов создания автоматизированных технических средств его исследования и освоения. А в состав нового института должны войти следующие основные подразделения: отдел подводных технических средств, отдел природных ресурсов океана, отдел экспериментальных работ, конструкторское бюро с экспериментальными мастерскими, служба системного обеспечения.

Состав и облик института, а также его название утвердились не сразу. Вначале планировалось, что в его состав войдут отдел, о котором уже шла речь, и лаборатория морских ландшафтов Тихоокеанского института географии ДВНЦ АН СССР. Затем ситуацию переиграли, в результате в новую структуру вошли отдел Агеева из ИАПУ, лаборатории гидрофизики океана и нетрадиционной энергетики из Тихоокеанского океанологического

института ДВНЦ, а 4 года спустя - лаборатория экологических систем из Института экономики океана ДВНЦ АН СССР.

«Перестроечная» пятилетка, в разгар которой на входе в знакомое здание появилась новая табличка, была особенно напряженной и богатой значительными событиями, переменами и катаклизмами. Наши достижения на этом фоне выглядели вполне убедительно: создавались новые аппараты, состоялись большие экспедиции в районы затонувших субмарин. Когда же родной стране стали не по карману ни технологии, ни (тем более) их проблемы, спасение неожиданно пришло оттуда, откуда его трудно было ожидать. Международные связи, возникшие на волне перестройки, открыли путь к более широкой кооперации через государственные границы, но главное - они давали шанс на «выживание» в условиях наступившей анархии. Благодаря известности и авторитету института, настойчивости Михаила Дмитриевича Агеева у нас появились зарубежные партнеры, но при этом надо было уметь вести с ними дела. Большое значение имели личные контакты Агеева и его дружеские связи с людьми, компетентными в «вязании морских узлов». Во всяком случае, наши достижения в исследовании глубин океана выглядели вполне достойно и вызывали интерес у потенциальных партнеров за рубежом.

В 1990 г. Михаилу Дмитриевичу Агееву был присужден международный диплом «INTERVETЮN / ROV’90» первой степени за лучшую работу года и вклад в прогресс мировой подводной робототехники. В этот же период он был избран в члены американского научного Общества морских технологий и в состав оргкомитетов ряда международных форумов. Некоторые выступления сотрудников ИПМТ на весьма авторитетных площадках также не остались без внимания иностранных коллег, а главную роль сыграли те наши успехи, о которых мир узнавал из других источников.

Еще на заре подводной робототехники М.Д.Агеев наряду с решением фундаментальных научных проблем без колебаний отдавал приоритет созданию аппаратов в интересах

В кабинете за рабочим столом. 1995 г. С учеными из КНР. Середина 1990-х годов

В заграничной поездке. 1990 г.

страны. Фактически весь предшествующий опыт разработки АНПА и их систем был основан на сотрудничестве с отечественными научными и производственными организациями, благодаря этому было создано и внедрено в практику более 20 типов подводных аппаратов, предназначенных для работы в океане, подо льдом, на шельфе и в прибрежных морских акваториях.

Работа над новыми проектами начиналась в то время, когда словосочетания «прорывные технологии», «нанотехнологии» еще только зарождались. Лозунг нового этапа работ можно было выразить тремя словами: инновация, интеллектуализация, интеграция. Но для того чтобы наполнить эти звучные слова реальным содержанием, потребовалось немало времени. Одна из первостепенных задач заключалась в выработке политики по созданию «системы менеджмента качества» и в получении прав на выполнение государственных заказов. Эта работа растянулась на несколько лет, но в конечном счете дала ожидаемые результаты. Другая не менее важная задача заключалась в переходе от академических к промышленным стандартам. Как, каким образом в рамках академического института совместить фундаментальные научные планы и обязательства по созданию новейших образцов подводной техники? Вот суть вопроса, решение которого не один десяток лет занимает умы тех, для кого проблемы морских технологий стали неотъемлемой частью их бытия.

.Прошло более 5 лет, как нет Михаила Дмитриевича Агеева. С тех пор многое изменилось. Новые веяния рождают новые проблемы, порой весьма неожиданные и требующие нестандартных решений, идей и подходов. По существующим перспективным программам и проектам у автономных подводных аппаратов как будто вырисовывается светлое будущее. Современные АНПА помимо «традиционных» сфер применения начинают осваивать новые, в том числе обследование и обеспечение безопасности морских инфраструктур, экологический мониторинг водных акваторий, разведку сырьевых ресурсов океана.

Завершая свой краткий экскурс, хотелось бы привести одно мое стихотворное посвящение М. Д. Агееву. Весной 1982 г. наш экспедиционный отряд направлялся на гидрографическом судне «Пегас» из Владивостока в Северную Атлантику на поиски затонувшей АПЛ, и 51-й день рождения Михаила Дмитриевича мы встретили на подступах к Восточно-Китайскому морю. Тогда-то по судовой радиостанции услышали:

Хотите,

чтоб жизнь была

о’кеева

в хорошем смысле

этого слова?

Советую делать ее

с Агеева -

примера не знаю

я другого...

Михаил Дмитриевич,

простите

за вторжение,

но нельзя иначе -

по случаю

дня рождения

желает Вам

экипаж удачи.

Жизнь, известно,

вещь банальная,

но каждый из нас

по-своему рос,

есть, говорят,

рощи банановые,

где-то, бают,

растет кокос.

Где-то что-то как-то

нам же с вами

дело, которому,

можно жизнь

творится,

Дело творить,

как говорится,

свою

посвятить.

В перспективе, конечно,

все прекрасно,

техника и люди

не подведут,

Цейлон, субтропики,

море Красное,

Суэц, Атлантика

и тяжкий труд.

Где-то в чем-то

правда сермяжная,

все всегда как

в последний раз,

надо верить,

верить каждому,

как верим мы,

Михал Дмитрич,

в Вас.

Времена меняются, и те идеи, которые нас нынче волнуют, и те, которые еще вызревают, увы, не всегда приносят нам радость. Но вера в общие ценности и в человека, от которого во многом зависели наши дела и судьбы, способствовала и способствует нашему продвижению вперед.

ЛИТЕРАТУРА

1. Киселев Л.В. Идеи, воплощенные в металл // Вестн. ДВО РАН. 2007. № 6. С. 136-147.

2. Киселев Л.В. Под шум ветров и волн привычный ропот... Ч. 1, 2 // Подводные исследования и робототехника. 2006. № 1. С. 76-86; № 2. С. 92-96.

3. Киселев Л.В. Opus magnum. Владивосток: Дальнаука, 2002. 242 с.

4. Агеев М.Д., Киселев Л.В., Матвиенко Ю.В. и др. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / под общ. ред. М.Д.Агеева. М.: Наука, 2005. 400 с.

5. Агеев М.Д., Киселев Л.В. Есть ли «экзотика» в морских технологиях? // Вестн. РАН. 2005. № 8. С. 727-736.

6. Агеев М.Д. О времени и о себе // Вестн. ДВО РАН. 2001. № 4. С. 139-145.