Электрический скан: автономный беспилотник изучит дно Балтийского моря
В сентябре в свою первую экспедицию для исследования дна Балтийского моря отправится новый беспилотник-топограф. Благодаря конструктивным особенностям аппарат практически непотопляем и может работать автономно за счет энергии солнца и ветра. Судно оснащено двумя электродвигателями суммарной мощностью в 2 кВт, способными разогнать его до семи узлов — около 13 км/ч. Эксплуатация беспилотника обойдется на несколько порядков дешевле работы гидрографического корабля. После завершения миссии на Балтике аппарат предлагают использовать для изучения дна в районе Северного морского пути, что поможет улучшить условия судоходства в арктическом регионе.
Всегда на плаву
МАПНА (или морской автономный поверхностный необитаемый аппарат) представляет собой беспилотную всепогодную платформу, которая при малых размерах (2,5х4 м и водоизмещении в 500 кг) способна автоматически собирать научные данные и передавать их на базу.
Судно будет использовать исключительно возобновляемые источники энергии. Для этого на палубе установлены кремниевые солнечные панели и ветрогенератор, корпус которого возвышается над беспилотником в виде арки. Они обеспечивают энергией два электродвигателя суммарной мощностью в 2 кВт, разгоняющих корабль до семи узлов (около 13 км/ч).
Стремление ученых сделать судно максимально экологичным предопределило выбор в пользу катамаранной компоновки, поскольку именно она позволяет сделать палубу, на которой можно разместить большое количество солнечных батарей без потери скоростных качеств. К тому же данная конструкция корпуса обеспечивает превосходную мореходность, позволяющую выдерживать любое волнение моря.
— В случае если судно все же будет перевернуто сильной волной, оно не пойдет ко дну, а станет опираться на дополнительный объем плавучести (надувная конструкция или деталь из пенопласта. — «Известия»), расположенный на арке ветрогенератора, — пояснил директор Научно-исследовательского центра судостроения Калининградского государственного технического университета Денис Злыгостев. — Это очень неустойчивое положение, которое позволяет судну под воздействием волн самостоятельно перевернуться обратно, обоими поплавками вниз. Таким образом, единственным обстоятельством, которое может вывести катамаран из строя, является сильная облачность — и то при условии, что солнце будет закрыто в течение нескольких месяцев.
Вояж без границ
Теоретически у нового судна нет ограничений по автономности плавания. Связь с базовой станцией осуществляется с помощью спутникового канала, через который беспилотник передает научные данные и сведения о своем местоположении. При этом для ориентации в пространстве помимо навигационных данных (на борту установлена американская система GPS и российская Navitel. — «Известия») аппарат использует локатор, с помощью которого избегает столкновений с кораблями и другими морскими объектами.
Сам катамаран, несмотря на небольшие габариты, будет хорошо различим. Разработчики оснастили его ходовыми огнями и пассивным радиолокационным отражателем, который повышает его заметность.
— Также для повышения безопасности использования аппарата предусмотрен его перевод в режим ручного управления, при котором маневрирование будет осуществляться при участии оператора, — рассказал Денис Злыгостев. — Однако к нему прибегнут только при возникновении аварийных ситуаций.
Берег Балтийского моря
Несмотря на технологичность судна, некоторые эксперты выразили сомнение в полноте его оснащения и предложили добавить бортовое оборудование, которое могло бы улучшить качество работы беспилотника.
— На беспилотных кораблях необходимо устанавливать видеокамеры, поскольку они позволяют идентифицировать небольшие объекты, которые может пропустить бортовой локатор, — отметил главный инженер Центра морских исследований МГУ им. М.В. Ломоносова Сергей Назаренко. — При этом для распознавания изображения стоит воспользоваться нейросетевыми технологиями, поскольку отправка видео по спутниковым каналам в наземный пункт управления до сих пор остается слишком затратным делом. Если же камеры не будут установлены, конструкторам вряд ли удастся полностью избежать риска возможных столкновений, и сделать судно безопасным в использовании.
Заглянуть в бездну
Основное предназначение судна — сканирование морского дна с помощью эхолота, который позволяет получать точные изображения участков рельефа и строить на их основе 3D-модели.
По словам экспертов, стоимость использования беспилотного судна будет на порядки ниже, чем у специализированного гидрографического корабля, который решает аналогичные задач.
— Мы пока не готовы озвучить точную цену серийного катамарана, однако можно с уверенностью сказать, что она будет близка к стоимости одного дня использования стандартного гидрографического судна с экипажем, — отметил Денис Злыгостев.
По просьбе «Известий» проект нового катамарана оценили в Крыловском государственном научном центре.
— С технической точки зрения проект не вызывает у меня каких-либо возражений, — сказал главный конструктор, интегратор технологической платформы «Скоростные суда» КГНЦ Виктор Соколов. — По крайней мере, разработчики не допустили ошибок в соотношении размеров, водоизмещении и скорости передвижения беспилотника, что говорит о возможности его практического использования. Вместе с тем вопросы вызывает универсальность применения разработки, которая зависит от способности катамарана идти против течения, когда этого требует поставленная перед ним задача. Впрочем, это мы узнаем только после морских испытаний.
Катамаран уже прошел тестирование в опытном бассейне Калининградского государственного технического университета. Предполагается, что в свою первую экспедицию для изучения дна Балтийского моря он отправится в сентябре.
По словам разработчиков, после завершения миссии на Балтике будет рассмотрен вопрос об использовании беспилотника для решения другой актуальной задачи — изучения дна в районе Северного морского пути, что может расширить возможности грузовых судов, курсирующих по данному маршруту.
— Нам однозначно необходимы масштабные гидрографические исследования дна как в районе относительно мелководной Окской губы, так и в более глубоководных высоких широтах Центральной Арктики, — подчеркнул генеральный директор ФГУП «Атомфлот» Мустафа Кашка. — Причем изучение должно быть подробным. Измерять глубину нужно не один раз за километр пути, а через каждые 100 метров. Новая информация должна будет обеспечить более эффективное и безопасное судовождение в Северном Ледовитом океане.
По словам ученых, новые катамараны смогут справиться с этой задачей, однако для ее выполнения России нужно будет произвести несколько десятков инновационных судов.
