Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с подводного дрона )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"UUV" перенаправляется сюда. Код UUV FAA LID см. В региональном аэропорту Салливана .

Беспилотные подводные аппараты ( UUV ), иногда известные как подводные беспилотных самолетов , [1] любые погружные транспортные средства, которые способны работать под водой без человеческого пассажира. Эти аппараты являются роботизированными и могут быть разделены на две категории дистанционно управляемых подводных аппаратов (ROUV), которые дистанционно управляются человеком-оператором; и автономные подводные аппараты (АНПА), которые высоко автоматизированы и работают независимо от прямого вмешательства человека. Иногда автономными роботами считаются только автомобили второй категории., но те, что относятся к первой категории, также являются роботами, хотя для них требуется удаленный оператор , подобно хирургическим роботам .

Приложения [ править ]

АПА REMUS (спереди) и Seafox (сзади)

Военно-морские силы многих стран, включая США, Великобританию, Францию, Россию и Китай [2] , в настоящее время создают беспилотные аппараты, которые будут использоваться в океанской войне для обнаружения и уничтожения подводных мин. Например, REMUS - трехфутовый робот, используемый для разминирования одной квадратной мили в течение 16 часов. [3] Это намного эффективнее, так как команде дайверов потребуется более 21 дня, чтобы выполнить ту же задачу. В дополнение к БПА с целью обезвреживания мин, с 2008 года начали создаваться прототипы автономных подводных лодок. [4] Особенно автономные подводные лодки сталкиваются с теми же этическими проблемами, что и другие беспилотные вооружения. [4] Другие приложения включают осмотр корпуса судна (Bluefin), [5]осмотр затонувших кораблей (Blueye Pioneer), [6] дезактивация ядерных реакторов, разведка и добыча / бурение.

У беспилотных подводных аппаратов есть и другие потенциальные военные применения. В исследовании, проведенном RAND Corporation для американских военных, были проанализированы задачи, которые могли выполнять беспилотные подводные аппараты, в том числе разведка, разведка , противоминные меры и подводные войны . В обзоре они перечислены в порядке убывания важности. [7]

Компания OODA Technologies, занимающаяся сбором и анализом данных, очень заинтересована в использовании БПА вдоль побережья Канады. Согласно OODA, [8] эти беспилотные летательные аппараты обеспечивают гораздо больший охват территории при гораздо меньших затратах. Также утверждается, что качество данных, возвращаемых беспилотными морскими аппаратами, намного выше, чем у традиционных пилотируемых аппаратов. [ необходима цитата ]

Глубоководные исследования и исследования [ править ]

Основная статья: Глубоководные исследования § Беспилотные подводные аппараты
Воспроизвести медиа
Видео с описанием работы и использования дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) в глубоководных исследованиях.
ТНПА на глубине 1067 метров.

Беспилотные подводные аппараты можно использовать для глубоководных исследований и исследований. Например, были использованы дистанционно управляемых транспортных средств для сбора образцов с морского дна , чтобы измерить его microplastics -contents, [9] для изучения глубоководной фауны и сооружений и открытие новых видов подводных. [10] [11]

НПА обычно используются в океанических исследованиях для таких целей, как измерение течений и температуры, картографирование дна океана и обнаружение гидротермальных источников . Беспилотные подводные аппараты используют картографирование морского дна , батиметрию , цифровые камеры, магнитные датчики и ультразвуковые изображения. Woods Hole океанографического институтаиспользует машину под названием Sentry, которая предназначена для картографирования дна океана на глубине шести тысяч метров. Автомобиль имеет форму, позволяющую минимизировать водонепроницаемость во время погружений, и использует системы акустической связи, чтобы сообщать о состоянии автомобиля во время работы. Беспилотные подводные аппараты способны регистрировать условия и местность под морским льдом, поскольку риск отправки беспилотного аппарата в нестабильные ледяные образования намного ниже, чем у пилотируемого судна. Беспилотные аппараты планерного типа часто используются для измерения температуры океана и силы течений на различных глубинах. Их простота и низкие эксплуатационные расходы позволяют развертывать больше БПА с большей частотой, повышая точность и детализацию сводок погоды в океане. Многие БПА, спроектированные с целью сбора образцов или изображений морского дна, относятся к буксируемому типу.тянутся за судовой трос либо вдоль морского дна, либо над ним. Буксируемые автомобили могут быть выбраны для задач, требующих большого количества энергии и передачи данных, таких как тестирование образцов и получение изображений высокой четкости, поскольку их буксирный трос служит способом связи между диспетчером и судном. Science Direct утверждает, что использование беспилотных подводных аппаратов постоянно растет с момента их появления в 1960-х годах и находит наиболее частое применение в научных исследованиях и сборе данных. Oceanservice описывает автомобили с дистанционным управлением (ROV) ипоскольку их буксирный трос служит средством связи между диспетчером и кораблем. Science Direct утверждает, что использование беспилотных подводных аппаратов постоянно растет с момента их появления в 1960-х годах и находит наиболее частое применение в научных исследованиях и сборе данных. Oceanservice описывает автомобили с дистанционным управлением (ROV) ипоскольку их буксирный трос служит средством связи между диспетчером и кораблем. Science Direct утверждает, что использование беспилотных подводных аппаратов постоянно растет с момента их появления в 1960-х годах и находит наиболее частое применение в научных исследованиях и сборе данных. Oceanservice описывает автомобили с дистанционным управлением (ROV) иАвтономный подводный аппарат (AUV) как два варианта UUV, каждый из которых может выполнять одни и те же задачи, при условии, что аппарат правильно спроектирован. [ необходима цитата ]

Реализации [ править ]

Эти примеры применения имели место во время четвертой итерации учений Advanced Naval Technology в августе в Центре подводных боевых действий ВМС в Ньюпорте. Первый образец беспилотных подводных аппаратов был продемонстрирован Northrop Grumman со своим аэродинамическим буйком с самолета-разведчика. На протяжении всей демонстрации компания использовала: e Iver3-580 ( Northrop Grumman AUV), чтобы продемонстрировать способность своих машин подметать мины, а также отображала свою автоматизированную систему распознавания целей в реальном времени. Другая компания, Huntington Ingalls Industries, представили свою версию беспилотного подводного аппарата Proteus. Proteus - это двухрежимный подводный аппарат, разработанный Huntington и Battelle, компания во время презентации продемонстрировала свои возможности беспилотного подводного аппарата, проведя демонстрацию боевых действий на морском дне. Во время демонстрации в аппарате использовался гидролокатор с синтетической апертурой, который был прикреплен как к левому, так и к правому борту корабля, что позволяло беспилотному подводному аппарату идентифицировать находящиеся под водой цели и в конечном итоге их устранять. Росс Линдман (директор по операциям в группе технической поддержки флота компании) заявил, что «большое значение этого состоит в том, что мы выполнили всю цепочку уничтожения» [ необходима цитата ]. «Мы выполнили сокращенную версию реальной миссии. Мы не сказали:« Ну, мы делаем эту часть, и вы должны представить то или это ». Мы провели все это, чтобы проиллюстрировать возможности, которые могут быть использованы в ближайшем будущем ». [ необходима цитата ] Заключительная демонстрация беспилотных подводных аппаратов была проведена General Dynamics , компания продемонстрировала свой кросс-доменный многоплатформенный БПА через инструмент для моделирования боевых действий на театре военных действий. С помощью этого моделирования они показали боевой корабль Littoral.вместе с двумя беспилотными подводными аппаратами. Целью этого упражнения было продемонстрировать скорость связи между оператором и БПА. Джеймс Ланжевен, доктор медицинских наук, высокопоставленный член подкомитета Комитета по вооруженным силам Палаты представителей по возникающим угрозам, заявил в связи с этим упражнением: «Все это ведет к тому, что командующий боевыми действиями может принимать решения, основанные на то, что, по его мнению, является высоконадежным вводом, быстрее, чем его противник », - сказал он. «Это цель - мы хотим иметь возможность… позволить им принимать решения, связанные с войной, быстрее, чем кто-либо другой». [ необходима цитата ]Эти упражнения проводились для демонстрации применения беспилотных подводных аппаратов в военном сообществе, а также инноваций, созданных каждой компанией для лучшего соответствия этим конкретным типам миссий. [ необходима цитата ]

Проблемы [ править ]

Основная проблема беспилотных подводных аппаратов - это связь. Связь между пилотом и беспилотным транспортным средством имеет решающее значение, однако существует множество факторов, которые могут помешать связи между ними. Одна из основных проблем связана с искажением передач под водой, потому что вода может искажать подводные передачи и задерживать их, что может быть очень серьезной проблемой в миссии, чувствительной ко времени. Связь обычно нарушается из-за того, что беспилотные подводные аппараты используют акустические волны, а не более обычные электромагнитные волны . Акустическая волнапередачи часто задерживаются на 1-2 секунды, потому что они движутся медленнее, чем другие типы волн. Это не включает условия окружающей среды, которые также могут препятствовать обмену данными, такие как отражение, преломление и поглощение сигнала. Они влияют на общий разброс в воде и ухудшают сигнал, делая эту систему связи довольно задержанной по сравнению с другими источниками связи. [12] Другая система, которая использует акустические волны, находится в навигации этих беспилотных транспортных средств, точная навигация необходима этим беспилотным транспортным средствам для выполнения своих задач. Популярной навигационной системой на этих беспилотных подводных аппаратах является акустическое позиционирование., который также сталкивается с теми же проблемами, что и акустическая связь, потому что они используют ту же систему. Королевский военно-морской флот Нидерландов опубликовал статью [13], в которой подробно излагает свои опасения по поводу беспилотных морских транспортных средств. Королевский военно-морской флот Нидерландов серьезно обеспокоен способностью БПА уклоняться от обнаружения и выполнять задачи, невозможные на пилотируемых судах. Адаптивность и полезность беспилотных подводных аппаратов означает, что будет сложно предсказать их будущие действия и противостоять им. [ необходима цитата ] В последние годы такие проекты, как TWINBOT, разрабатывают новые способы связи между несколькими АПА GIRONA500 [14]

Инцидент 2016 г. [ править ]

16 декабря 2016 года китайский военный корабль в Южно-Китайском море захватил подводный беспилотник, который находился в процессе извлечения разведывательным кораблем ВМС США USNS Bowditch . Днем позже Минобороны Китая заявило, что вернет дрон США. Пентагон подтвердил это и заявляет, что дрон, используемый для сбора данных о погоде и температуре, не вооружен. [15] Дрон был возвращен через несколько дней. [16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Шпионы нацелены на подводный флот дронов: отчет» . ABC News . 27 октября 2011 . Проверено 11 апреля 2018 года .
  2. ^ «ВМС Китая раскрывают нового большого подводного робота, который может изменить правила игры | Forbes» . Forbes . 2019-10-01 . Проверено 16 января 2020 .
  3. ^ Карафано, J., & Gudgel, A. (2007). Роботы Пентагона: вооружая будущее [Электронная версия]. Справочная информация 2093, 1-6.
  4. ^ а б Лин П., Бекей Г. и Эбни К. (2008). Автономная военная робототехника: риск, этика и дизайн. Электронная версия
  5. ^ "General Dynamics демонстрирует АПА для осмотра корпуса корабля | Технология беспилотных систем" . Технология беспилотных систем . 2016-09-24 . Проверено 14 февраля 2017 .
  6. ^ Blueye Robotics (2018-12-19), Норвежский флот пилотирует подводный дрон Blueye Pioneer | Фрегат Helge Ingstad , получено 25 февраля 2019 г.
  7. ^ Роберт В. Баттон; Джон Камп; Томас Б. Кертин; Джеймс Драйден (2009). «Обзор миссий беспилотных подводных аппаратов» (PDF) . Национальный научно-исследовательский институт обороны : 223 - через RAND.
  8. ^ Аллард, Янник; Шахбазян, Элиза (2014). «Информационное исследование беспилотных подводных аппаратов (UUV)» . Центр технической информации Министерства обороны : 78 - через Google.
  9. ^ Барретт, Жюстин; Чейз, Занна; Чжан, Цзин; Холл, Марк М. Банашак; Уиллис, Кэтрин; Уильямс, Алан; Хардести, Бритта Д.; Уилкокс, Крис (2020). «Загрязнение микропластиком в глубоководных отложениях Большой Австралийской бухты» . Границы морских наук . 7 . DOI : 10.3389 / fmars.2020.576170 . ISSN 2296-7745 . Проверено 7 декабря 2020 . 
  10. ↑ Локвуд, Деви (14 апреля 2020 г.). «Это может быть самое длинное существо, которое когда-либо видели в океане» . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 15 мая 2020 .
  11. ^ «Большой Барьерный риф: ученые считают, что риф выше, чем Эмпайр-стейт-билдинг» . BBC News . 28 октября 2020 . Проверено 28 октября 2020 года .
  12. ^ Ян, З .; Wang, L .; Wang, T .; Ян, З .; Chen, T .; Сюй, Дж. (2018). «Алгоритм полярной кооперативной навигации для беспилотных подводных аппаратов с учетом задержек связи» . Датчики . 18 (4): 1044. DOI : 10,3390 / s18041044 . PMC 5948495 . PMID 29601537 .  
  13. ^ Бремер, RH; Cleophas, PL; Фитски, HJ; Кеус, Д. (2007). «Беспилотные надводные и подводные аппараты» . Центр технической информации Министерства обороны : 126.
  14. ^ Centelles, Диего; Сориано-Асенси, Антонио; Марти, Хосе Висенте; Марин, Рауль; Санс, Педро Дж. (28 августа 2019 г.). «Подводная беспроводная связь для совместной робототехники с UWSim-NET» . Прикладные науки . 9 (17): 3526. DOI : 10,3390 / app9173526 .
  15. ^ Blanchard, Бен (2016-12-18). «Китай вернет захваченный американский беспилотник, - говорит Вашингтон,« раздувающий »...» Рейтер . Проверено 11 апреля 2018 года .
  16. ^ «Китай возвращает захваченный американский подводный беспилотник» . CNN . Проверено 13 марта 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Россия заявляет, что работает над дроном, который может имитировать любую подводную лодку - Суррогат - Святой
  • TWINBOT проект
  • GIRONA500