Классификация роботов для акванавтики

Существует три типа необитаемых подводных аппаратов (НПА):

1) буксируемые (towed),

2) телеуправляемые привязные (cable controlled, tethered),

3) автономные (autonomous).

Буксируемые аппараты (БНПА) используются для обследования больших площадей при поиске затонувших объектов, а также для океанографических измерений. Они оснащаются поисковой аппаратурой, измерителями параметров водной среды. С буксирующим судном аппараты связаны трос-кабелем, по которому осуществляется передача электроэнергии и информации. С увеличением глубины погружения и удлинением трос-кабеля значительно возрастают трудности в эксплуатации комплекса «судно—аппарат», увеличиваются массогабаритные характеристики судового оборудования. Это приводит к увеличению водоизмещения судна-буксировщика и стоимости его эксплуатации. Однако буксируемые системы отличаются большей оперативностью в получении информации, что существенно при поисковых работах.

Телеуправляемые привязные НПА (ТНПА) предназначены, как правило, для подъема затонувших объектов, выполнения рабочих действий под водой. Они могут применяться также для обследования объектов и локальных районов дна. ТНПА оснащаются различными исполнительными устройствами в зависимости от характера работ. Наиболее распространенные и универсальные органы — манипуляторы, выполняющие двигательные функции рук человека. Фототелевизионные установки обеспечивают обследование объектов, рельефа дна, документирование ситуаций и контроль работы манипуляторов. Для наведения ТНПА на объект работы используются гидроакустические станции. Аппаратам данного типа присущи высокая маневренность, но ограниченный радиус действия. В последние годы применение оптоволоконных кабелей позволило значительно расширить рабочие функции ТНПА, в особенности при выполнении осмотровых работ и инспекции подводных сооружений.

Автономные аппараты (АНПА) поначалу использовались в основном для военных целей, в частности, для поиска и уничтожения мин, имитации подводных целей, в качестве самонаводящегося оружия, а также для подледных исследований. В дальнейшем АНПА стали использоваться в качестве информационных роботов, которые могут решать исследовательские задачи по изучению Мирового океана.

Практика показывает, что АНПА занимают ведущее место в многоцелевом робототехническом комплексе акванавтики. При этом системы, входящие в сам АНПА и в судовое оборудование, отличаются большим разнообразием по назначению и физическим принципам работы, что порождает жесткие и противоречивые требования к технологии конструирования и внутренней системной организации. Расширение функциональных возможностей АНПА связано также с решением ряда новых теоретических задач. В первую очередь это задачи управления, навигации и связи, ориентирования, сбора и накопления информации о среде и, наконец, обеспечения безопасности аппарата в штатных режимах и особых ситуациях.

В России за последние годы создан целый набор АНПА, в частности ОКРО-6000, который разработан по контракту с корпорацией Daewoo (Южная Корея) для исследований на глубинах до 6 тыс. м. Робот TSL был создан в 1994 году по предложению фирмы Hibbard Marine (США) для выполнения работ по обследованию протяженных водоводов. Аппарат МТ-98 предназначался для сложных поисково-обследовательских задач на глубинах до 6 тыс. м. АНПА ММТ-3000 (малый морской технолог) нацелен на решение широкого круга задач на глубинах до 3 тыс. м, включая съемку и картографирование рельефа дна для прокладки трубопроводов и кабелей, строительства и обследования донных сооружений, разведки полезных ископаемых, экологических исследований, для поисковых операций. На основе АНПА «Клавесин-1Р» (2009 год) создана серия из трех действующих аппаратов, которые приняты на вооружение военно-морским флотом России. Аппарат МТ-2010 (Пилигрим) создан по заказу МЧС для мониторинга подводной обстановки с целью выявления опасных ситуаций, объектов или процессов на глубинах до 3 тыс. м. МТ-2012 (Галтель) предназначен для выполнения поисково-обследовательских работ, охраны подводных акваторий, инспекции и контроля инженерных инфраструктур на глубинах до 300 м. МТ-2016 использовался в изыскательских гидрографических работах в районе Курильских островов. Большинство проектов выполнено при существенном участии Института проблем морских технологий ДВО РАН (Владивосток).