Работы ЦКБ МТ "Рубин" в области необитаемых подводных аппаратов

О перспективах развития подводных необитаемых аппаратов, их уникальных возможностях и о том, какие устройства в скором времени будут покорять моря и океаны, ТАСС рассказали в ЦКБ МТ "Рубин" — одном из мировых лидеров в проектировании субмарин и ведущем в России конструкторском бюро подводного кораблестроения.

Первым роботом, достигшим 9 мая 2020 года самой глубокой точки Мирового океана — дна Марианской впадины в Тихом океане, стал российский автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) "Витязь-Д". Глубина погружения составила 10 028 м.

Он стал пятым из аппаратов, которые когда-либо достигали "дна Земли". Но, в отличие от работавших в этом районе комплексов Kaiko (Япония) в 1995 году и Nereus (США) в 2009-м, наш функционировал полностью автономно.

Вице-премьер РФ Юрий Борисов уже назвал это событие выдающимся достижением оборонной промышленности и науки России, подчеркнув, что "на реализации именно таких проектов вырастет новая научно-конструкторская элита ОПК". Глубоководный беспилотник "Витязь" был создан Центральным конструкторским бюро морской техники (ЦКБ МТ) "Рубин" (в составе Объединенной судостроительной корпорации) совместно с Фондом перспективных исследований (ФПИ).

"Рынок подводных аппаратов активно развивается"

Масштабные работы в области создания морских робототехнических комплексов и систем различного назначения ведутся "Рубином" в интересах Министерства обороны РФ с начала 1990-х годов. Принципиальной особенностью функционирования таких технических средств является способность решать поставленные задачи в крайне агрессивных условиях морской среды во всем диапазоне глубин Мирового океана во всех его районах — от самых южных широт до Северного полюса.

"В настоящее время "Рубином" ведутся работы по созданию робототехнических комплексов на базе легких АНПА — "Юнона" и "Амулет". Крупным этапом в деятельности бюро стало развертывание в 2013 году работ по созданию перспективного комплекса АНПА проекта "Клавесин-2Р-ПМ". Разрабатываются комплексы тяжелых и сверхтяжелых АНПА, предназначенных для решения ряда сложных комплексных задач как исследовательского, так и оборонного применения", — рассказал в интервью ТАСС генеральный директор ЦКБ МТ "Рубин" Игорь Вильнит.

Компетенции предприятия в данной области постоянно расширяются, заверил он. Большой научный потенциал и накопленный практический опыт коллектива позволяют предлагать инновационные, высокотехнологичные конструкторские и производственные решения при создании необитаемой глубоководной техники.

По словам Вильнита, основными направлениями в создании подводной робототехники являются повышение автономности аппаратов, разработка и дальнейшее совершенствование алгоритмов автоматического управления с применением элементов искусственного интеллекта, разработка и постановка на производство необходимых материалов, приборов, комплектующих изделий, способных работать на больших глубинах.

"Что же касается серийного изготовления АНПА, то этот вопрос, скорее, к потенциальным заказчикам подводной техники. Во многих отраслях промышленности в настоящее время используются различные подводные аппараты, потребность в подводной робототехнике возрастает" - заявил Игорь Вильнит.

Подводные аппараты "Юнона" и "Амулет" неоднократно демонстрировались на военно-морском салоне в Санкт-Петербурге, военно-техническом форуме "Армия" и других специализированных выставках. По словам Вильнита, они вызвали неподдельный интерес различных организаций и ведомств как для проведения научно-исследовательских работ, так и практического применения при проведении осмотровых работ для подводных трубопроводов, коммуникаций и подводных конструкций.

"Учитывая соотношение цена/качество производимых ЦКБ МТ "Рубин" подводных аппаратов, а также наличие ряда уникальных технических особенностей, считаю, что наши АНПА достаточно конкурентоспособны на внешнем рынке", — отметил он.

Рынок подводных аппаратов сейчас развивается в основном за счет предложения импортных телеуправляемых аппаратов, считает Вильнит. По его словам, преимуществом "Рубина" является то, что им предлагаются аппараты собственного производства, созданные в основном с использованием отечественных комплектующих и материалов. Глава предприятия называет еще одно важное преимущество ЦКБ МТ "Рубин" — проектирование и изготовление не просто автономных или телеуправляемых аппаратов, а создание морских робототехнических комплексов (МРК), включающих в свой состав необитаемые аппараты, средства связи и управления, средства доставки и базирования, тренажеры и средства обучения для эксплуатирующего персонала.

"При создании морских робототехнических комплексов разрабатываются также различные способы и устройства взаимодействия аппаратов с различными типами носителей как подводного, так и надводного класса. Учитывая, что большинство работ по созданию комплексов противоминной борьбы ведется по заданию Министерства обороны, то, конечно, подробности данных ОКР не для широкого опубликования" - говорит Игорь Вильнит.

Однако известно, что ведется создание робота, способного имитировать любую субмарину. В "Рубине" разработан концепт-проект морского роботизированного комплекса "Суррогат". Как ранее сообщал ТАСС, модульная конструкция позволит менять его функциональность — он может имитировать как неатомную, так и атомную подводную лодку, а также вести картографирование местности и разведку.

"В настоящее время НИР "Суррогат", проведенный нами в инициативном порядке, завершен. Результаты данной работы доведены до сведения профильных организаций Министерства обороны РФ, идут консультации", — отметил Вильнит.

Для освоения арктического шельфа создан проект "Айсберг". "Он завершен в полном объеме и принят заказчиком — ФПИ. Дальнейшая реализация проекта в настоящее время ведется по двум основным направлениям, которые определены как приоритетные. Первое — это создание натурного прототипа подводного комплекса роботизированной сейсморазведки на базе использования группы сейморегистрирующих АНПА и АНПА-излучателя сейсмических колебаний. Второе — это создание прототипа-демонстратора подводного роботизированного бурового модуля, — говорит Вильнит. — Работы ведутся в рамках программы инновационного развития ЦКБ МТ "Рубин" по согласованию с ОСК. Работы по другим направлениям будут организованы позднее, после определения источников финансирования".

Увидеть "дно Земли"

В мае этого года стало известно о еще одном уникальном рубиновском роботе — беспилотнике "Витязь-Д", который стал первым в мире полностью автономным необитаемым подводным аппаратом, достигшим самой глубокой точки Мирового океана. Работы по его созданию были начаты в 2017 году.

По данным разработчиков, в состав комплекса входят автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) и гидроакустическая донная станция (ГДС). Основные тактико-технические характеристики АНПА СГП (сверхглубоких погружений): длина — 5,7 м; диаметр — 1,4 м; масса — 5600 кг; максимальная глубина погружения — 12 000 м. ГДС имеет схожие технические характеристики.

Комплекс АНПА СГП "Витязь-Д" предназначается для выполнения обзорно-поисковых и исследовательских задач в придонном слое и на грунте Мирового океана во всем диапазоне глубин (вплоть до 12 000 м) и отработки технологий создания перспективных комплексов необитаемых подводных аппаратов для работы в условиях предельных глубин погружения.

"Одной из важнейших задач комплекса также является отработка технологий изготовления и эксплуатации сложных роботизированных комплексов на предельных глубинах", — говорит Вильнит.

"Главные сложности при создании комплекса были связаны с обеспечением работоспособности приборов и механизмов при воздействии огромного гидростатического давления, — рассказывает глава предприятия. — Поэтому при создании элементов корпусных конструкций, прочных контейнеров для размещения оборудования, систем и приборов был применен весь научно-технический потенциал ЦКБ МТ "Рубин", весь опыт создания обитаемой подводной техники, а также привлечены ведущие научные организации отрасли".

"При проектировании и изготовлении специалистами нашего предприятия широко применялись наиболее современные методы 3D-моделирования, расчетов конечно-элементных моделей, проведено большое количество экспериментов для подтверждения работоспособности аппаратуры и прочности элементов конструкций при воздействии максимального гидростатического давления" - говорит Игорь Вильнит.

Разработка документации велась по "безбумажной" технологии, а изготовление составных частей — на станках с числовым программным управлением (автоматизированные станки-роботы, которые могут производить операции по заданной программе без непосредственного участия человека, — прим. ТАСС), добавляет он.

В "Рубине" отмечают, что подобные автономные аппараты функционируют с помощью бортовой системы управления, реализующей алгоритмы управления без участия человека. "При подготовке к работе оператор вводит программу-задание на выполнение конкретной миссии, после чего аппарат опускается в воду и начинает функционировать по программе автономно. При этом он передает на пульт оператора различную информацию по гидроакустическому каналу связи", — поясняет глава "Рубина".

При проведении испытаний АНПА за пультами управления находятся сотрудники ЦКБ МТ "Рубин" и предприятия — разработчика системы управления. "Для подготовки операторов в эксплуатирующих организациях наше предприятие предлагает создание комплексных тренажеров, обеспечивающих получение операторами устойчивых практических навыков управления и большого объема теоретических знаний для эксплуатации АНПА", — говорит Вильнит.

О будущем подводной робототехники

По словам главы ЦКБ "Рубин", в ближайшем будущем будет происходить глубокая интеграция робототехнических средств с различного класса носителями — подводными лодками, надводными кораблями, обеспечивающими судами.

"Выполнение работ с помощью обитаемых технических средств — подводных аппаратов, особенно в глубоководных районах, в толще воды и на дне Мирового океана неразрывно связано с риском для жизни эксплуатирующего личного состава. Применение робототехнических комплексов на основе автономных и телеуправляемых подводных аппаратов позволяет вывести человека из зоны повышенного риска и обеспечить более полное и всестороннее представление о текущей ситуации для эффективного выполнения задачи", — говорит он.

Имеющийся в "Рубине" научно-технологический задел и большой опыт практической деятельности, по мнению Вильнита, позволяют предлагать потенциальным заказчикам создание перспективных высокотехнологических роботизированных комплексов на базе разнородных необитаемых аппаратов.

"В дальней перспективе специалисты бюро наметили создание глобальной сети, состоящей из большого количества подводных глубоководных аппаратов, АНПА легкого класса, глайдеров, средств освещения подводной обстановки, БПЛА, средств связи и других компонентов, обеспечивающих проведение широкомасштабных научных и исследовательских миссий", — говорит он.

"Основными векторами развития подводной робототехники сейчас являются повышение автономности плавания АНПА, увеличение дальности плавания и точности позиционирования под водой, а также дальнейшее совершенствование алгоритмов и принципов управления на базе сетевых алгоритмов, интеграции в единый комплекс разнородных технических средств и средств связи" - заявил Игорь Вильнит.

"Применение сетевых принципов создания сложных роботизированных комплексов, современных и перспективных технических решений, новых методов программирования и алгоритмизации позволят в будущем создавать системы, обеспечивающие навигацию, связь и управление разнородными роботизированными комплексами, действующими в глубинах Мирового океана, на морских просторах и в воздушном пространстве, — говорит в завершение разговора гендиректор "Рубина" Вильнит. — Это позволят создавать единые центры управления необитаемыми подводными, надводными и воздушными аппаратами, представлять соответствующим организациям и ведомствам полную навигационную и техническую информацию в реальном времени".

Генеральный директор АО "ЦКБ МТ "Рубин" Игорь Вильнит © АО "ЦКБ МТ "Рубин"

АНПА "Витязь-Д" после погружения на дно Марианской впадины в Тихом океане © Пресс-служба Фонда перспективных исследований