„Малката лодка не носи вести отдалече.“

Въведение. Автономните подводни апарати (АПА) по същество се явяват автоматични. Тези апарати понастоящем са признато целесъобразни за използване преимуществено като информационни средства, които могат да решават изследователски задачи, насочени за изучаване на Световния океан.

По този начин, се вижда напълно определената специализация на съвременните необитаеми подводни апарати (НПА): поискови буксируеми; самоходни апарати, работещи с кабелно телеуправление; и автономни – за подводни изследвания, в това число и под леда.

Във връзка с това се счита, че комплекса, включващ апарати от тези три типа се явява оптимален за решаване на задачите по изследване на Световния океан. Заедно с това се изказват мнения, че такива апарати трябва да бъдат многофункционални. В тях е целесъобразно да се използват модулни конструкции, осигуряващи възможност за установка на НПА с широк набор от сменяемо оборудване.

Работи, изпълнявани от НПА. Автономните НПА се явяват най-сложните автоматични системи, управлявани от осигуряващия кораб по хидроакустичен канал или работещи по зададена програма. Те се създават основно като единични екземпляри в лабораториите за подводни изследвания на различните институти. Понастоящем автономните НПА не са получили голямо развитие, заради ограниченията на запаса от енергия и автономност. Независимо от това усилията за нейното повишаване продължават.

Характеристиките на някои АПА са представени в таблица 1.

Таблица 1

Известните понастоящем автоматични подводни апарати по назначение могат да бъдат подразделяни на три основни групи:

– апарати с военно предназначение, служат за имитация на цели (ДМТ, 21В21), за обезвреждане на мини (РАР, КИУ-1, КИУ-2, КИУ-2М, КИУ-3, „Палтус“, „Кетмен“, ИТ-3, ИУ-2 и т.д.);

– апарати за хидрофизични измервания („UARS“, „Spurv“, „Си Проуб“, „Osr“, „Unitow“);

– апарати с многоцелево назначение, носители на научно – изследователска апаратура („Си Дроун“, „SF-3“, „Пингвин“, „Старт“).

Управлението на АПА се извършва обикновено по програма с използването на хидроакустичен канал за свръзка. Апаратите „Unitow“ и „РАР“ се управляват по кабел. Управляващия тракт осъществява изменението и стабилизацията на курса, дълбочината, диферента и крена в съответствие с времевата програма или по сигнал от теле управлението.

От гледна точка на автоматизацията на подводните работи всички те могат да бъдат разделени на три групи.

1. Към първата група се отнасят най-простите работи, например, по провежданите хидрографски изследвания (измерване на физични и химични параметри на морската среда, гравитационното, магнитното полета и т.н.). Работите в тази група се характеризират с това, че измерванията се извършват в процес на движение на апарата по пространствена траектория. При това хидрологичните измервания във водната среда и геофизичните изследвания на морското дъно се състоят от създаването на планова основа за наблюдение, привързана към някакъв опорен пункт, по хоризонта или дънен ориентир. Такава система от хоризонтални и вертикални хидрофизични и геофизични разрези може да се състои от точкови измервания или непрекъснати профили, характеризиращи пространствената структура на полето.

Изискванията към точността на движение на регистриращата апаратура на прави галси по дълбочина, курс и бордово сместване зависят от необходимата точност на снимката, която е обусловена, както точността на привързване към местността, така и чувствителността на датчиците. При хидрофизичните измервания допустимото странично сместване и изместването по дълбочина се оценява по значението на 1-я м, ъгловото – 0,5°.

Схемата за провеждане на хидрофизичната снимка с помощта на АПА изглежда по следния начин. В зададения район се набелязват зоната за обследване, мрежата от правоъгълни или кръгови маршрути, служещи на апарата като програма за траекторията, а също така опорните пунктове или опорните профили, на които трябва да бъдат проведени измерванията с повишена точност. В програмата за движение се въвеждат данните, характеризиращи направлението на галсите, дълбочината на зададения хоризонт на движение (ход, зависване, лягане на грунда). Работата на изследователската апаратура също така се регламентира от програмите, като всички необходими данни се регистрират в регистратор или се предават по хидроакустичен канал на осигуряващия кораб.

Използването на АПА за изпълнение на разглежданата група работи имат смисъл само при наличие на необходимото навигационно осигуряване, което би позволило привързването на района към географски координати и съставянето на документация за измерванията.

По този начин, за изпълнение на работите от първата група са пригодни апаратите от по-прост тип, управлявани по твърда времева програма с навигационно привързване на траекторията към локални координати и тяхното последващо преизчисляване в географски.

2. Във втората група работи влизат: фото, кино, телевизионна снимка на дъното, ехолокация на дъното, сеизмично акустични измервания, измервания на параметрите на грунда, обследване на кабелни линии и тръбопроводи, поиск на потънали обекти.

За изпълнение на работите в тази група се изисква използването, както на по-съвършена система за управление, така и по-сложно оборудване. Особеност на този вид работи се явява необходимостта от функциониране на апаратите близо до дъното, а в някои случаи, например при измерване на параметрите на грунда и лягане на апарата на дъното.

Една от най-важните работи в тази група се явява поиска за подводни обекти. Затова обикновено се използват аномалиите на полето, хидролокатори, магнитно метрични и радио метрични средства за търсене.

Анализът на поисковите работи дава възможност да се формулират някои изводи, които са важни за организацията на управление на АПА.

– един от основните методи за поиск се явява плътното обследване на района на най-вероятните места за намирането на обекта върху грунда;

– плътно обследване на района се изпълнява по пътя на покриването му със мрежа от опорни пунктове (генерални), траектории, отстоящи една от друга на величина, зависеща от далечината на действие на поисковата апаратура, нейната разрешаваща способност и точността на навигационното осигуряване, при което отстоянието на траекториите една от друга се нарича стъпка (дискретност);

– рационално построяване на мрежата от траекториите на движение на АПА, с отчитане на неговата автономност, скорост на движение и реалната ширина на полосата на поиска, достигането на максимално възможната обследвана площ се явява една от задачите за оптимизация на поиска;

– при получаване на контакт (сигнал за откриване) системата за управление насочва апарата от опорната траектория към траектория на сближаване с търсения обект. Последния режим на движение се изпълнява с много по-малки стъпки за извеждане на ПА в центъра на аномалията за извършване на кино, фото, телевизионна снимка. В този режим на системата за управление и навигация, тя трябва да осигури на ПА достатъчно висока точност на движението и определянето на неговото местоположение;

– с завършването на обследването на района, апарата се връща на опорната траектория.

3. Третата група работи носи много повече или по-малко изразен евристичен характер. За изпълняването на работите от тази група се изисква участие на човека в управлението на апарата. На разглежданите работи са присъщи следните особености:

– поиск и идентификация на обектите със зададени свойства;

– на фона на множество от разнообразни обекти откриването на такива обекти, които да обладават някакви интересни за изследователя аномални признаци, например типични за множеството или напротив;

– изпълнението на работите, свързани с обслужването на технически устройства.

Подводен апарат, способен да решава комплекса от причислените задачи, трябва да обладава някаква съвкупност от чувствителни елементи, позволяващи възприемането на характерните признаци на обектите, достатъчно развит изкуствен интелект и манипулационни устройства.