„Ако не можеш да имаш най-доброто, използвай по най-добър начин това, което имаш.“

Навигационно осигуряване за изследователски подводници, използващи лазерна система за космическа навигация и комуникация (ЛСКНК).
Навигационното осигуряване (НО) на океанографските подводници при нормални условия не се различават от НО на подводните танкери. Характеристиките на научните изследвания и хидрографската работа на високи географски ширини са описани подробно в литературата. В момента се използва метод за изследване на дълбочината на арктическия шелф с помощта на ехолоти, инсталирани на кораб, който извършва сондиране самостоятелно или под проводка на ледоразбивач.

Недостатъците на този метод са:
– значително въздействие върху качеството на батиметричните данни на околната среда (ледено състояние, морско състояние и др.);
– ниска скорост на снимката (от 2,5 до 5 възела) и следователно ниската му производителност.

Поради тези причини изглежда целесъобразно да се използват специални океанографски подводници с ядрена енергия, носещи допълнителен необитаем подводен апарат, за извършване на научни изследвания и хидрографски работи в полярните райони.
От гледна точка на НО основният проблем тук е също да се осигури точна и безопасна навигация под леда.
Друг проблем е необходимостта от високоточно свързване на информация от различни сензори към планираните координати в съответствие с изискванията на морската хидрографска организация не по-лошо от 100 m (с Р = 0,95).

Следователно, един от реалните начини за повишаване на ефективността на навигационното осигуряване за подледна навигация, научни изследвания и хидрографска работа на подводници на високи географски ширини е използването на ЛСКНК, чиито сигнали могат да се приемат на специални антенни устройства, разгледани по-рано.

В допълнение, най-трудният технически проблем на НО на подледното плаване на океанографска подводница е необходимостта да се осигури информация за нейното местоположение с необходимата точност (100 m с P=0,95) за дълго време след последното наблюдение. Доскоро това беше неразрешима задача. Разгръщането на орбиталното съзвездие GLONASS като щатен състав, както и успехите, постигнати в жироскопията, позволиха да се създаде навигационен комплекс, базиран на инерционни навигационни системи (INS) с прецизни електростатични жироскопи, които също решават този проблем.

В литературата има оценъчна стойност на допустимата дискретност на наблюденията при дадените условия, равна на около 20 часа.
За разширяване на изследователските възможности на океанографските ядрени подводници е препоръчително да се използват самостоятелно или съвместно автономни необитаеми подводни апарати.
По този начин предложените технически решения ще позволят да се реши проблемът с подводната навигация на океанографска атомна подводница по време на научни изследвания и хидрографска работа, включително на полюса.

Навигационно осигуряване на подводни обекти по време на операции по проучване и търсене с помощта на ЛСКНК

Този вид работа включва:
– търсене и проучване на потънали обекти;
– проверка на подводни съоръжения и комуникации, включително протяжни обекти (тръбопроводи, водопроводи, кабели и др.).
За решаване на горните проблеми могат да се използват буксируеми, автономни, леки телеуправляеми (обзорни) и тежки (работни) апарати.

В качеството на навигационни средства и средства за техническо наблюдение се предвижда да се монтират на тях: хидроакустични навигационни системи с дълга и ултракъса база, сонари за странично и секторно сканиране, многолъчев ехолот (картографиране и търсене), акустичен профилатор, телевизионни и фото системи, електромагнитни и магнитометрични търсещи системи. Локализирането на изброените подводни обекти може да се извърши успешно с помощта на ЛСКНК.

Отделно е необходимо да се подчертаят характеристиките на използването на автономни необитаеми подводни апарати (АНПА) за изследване на протяжни обекти.
Неотложността на задачата за проверка на подводни тръбопроводи непрекъснато нараства, което поставя АНПА сред най-обещаващите средства за нейното решаване.

АНПА изпълняват следните функции:
– определяне на позицията на тръбопровода;
– откриване и измерване на провисвания;
– откриване на оголване на тръбопровода (дебелина на засипката);
– проверка на топографията на дъното по страните на тръбопровода;
– проверка на състоянието на тегловното покритие;
– откриване на повреди по тръбопровода и връзките, корозия;
– оценка на състоянието на катодната антикорозионна защита;
– откриване на изтичане на транспортирани вещества (газ, гориво и др.).

В този случай е необходимо доста сложно маневриране, за което АНПА се нуждае от интелигентна система за управление на движението си, както и две фундаментално важни подсистеми: определяне на местоположението на АНПА под вода и предаване на информация (контролни сигнали) от АНПА към контролния център и обратно. Изглежда възможно това да се направи чрез използването на ЛСКНК.

Навигационно осигуряване на подводни обекти по време на геоложки проучвания и картографиране на дъното

Обещаващите области за използване на АНПА в областта на геодезията и геоложките проучвания включват изучаването на близки до дъното аномални явления и активни геоложки образувания на дъното на океана. Устройствата с тази цел, в допълнение към обичайните задачи, могат да решават проблемите на геомагнитни и гравиметрични изследвания, акустично профилиране на дъното, проучване на геоложки разломи и наблюдение на процесите на вулканична дейност.

Навигационно осигуряване за АНПА по време на океанографски и екологични изследвания, мониторинг на водната среда

Изследователските океанографски задачи, свързани с широкомащабни измервания на параметрите на околната среда във водния стълб и близо до дъното, са сред най-отнемащите време задачи, изпълнявани от АНПА.
Предимствата на АНПА при извършване на този вид работа включват:
– възможност за извършване на прецизни измервания в комбинация с висока точност на навигационно привързване;
– организиране на систематична мрежа от траектории, която дава достоверна картина на разпределението на изследваните характеристики на водната среда;
– възможност за оперативен мониторинг и документиране на информация за покриване на подводната обстановка.
Понастоящем има широк клас многоцелеви изследователски апарати, използвани за океанографски и екологични измервания както на шелфа, така и на големи дълбочини.

В зависимост от целите на изследването, АНПА може да бъде безпроблемно ориентиран и оборудван с различни сензорни системи за измерване на параметрите на околната среда и видеокамера с променлив ъгъл на гледане.
От екологична гледна точка много важна задача, която включва много проблеми при наблюдението на състоянието на пристанищните акватории, е мониторингът на пристанищните води. По-специално това е проблемът с откриването на замърсяване от кораби и пристанищни съоръжения. В този случай се предлага използването на АНПА, способни да изпълняват дадена програма за търсене в замърсената зона с помощта на бордов химически анализатор.

Навигационно осигуряване на леководолази, защитаващи водни площи и подводни структури от терористични атаки

Тероризмът в морето представлява несъмнена заплаха за промишлените съоръжения с висок риск. Едно от най-важните такива съоръжения са морските подводни тръбопроводни системи (ПТС). За неутрализиране на този вид заплаха се предвижда да се привлече собствена служба за сигурност на организацията – противодиверсионни сили и средства (ПДСС). Въпреки това влиянието на НО, неговата роля и място в изследваните процеси все още не са адекватно отразени.
Анализът на НO на действията на ПДСС показва, че ефективността на откриването на терористи до голяма степен се дължи на точността и навременността на системите за насочване на целите, които пряко зависят от точността на познаване на техните координати и цели, времето на остаряване на откритата цел, върху точността на изчертаване на центъра на зоната за търсене, нейните граници, възможностите на инструментите за търсене (обхват на откриване на целта и точност на целевия пеленг). В допълнение, успехът на неутрализиране на открити експлозиви на подводен тръбопровод или отстраняване на повреда на тръбопровод до голяма степен се дължи на точността на познаване на местата, където е поставен експлозив или е спукана тръба.
По този начин изглежда възможно да откроим следните проблеми в НО на действията на ПДСС:
– обосновка на целесъобразната конфигурация и размер на защитената зона и изискванията за точността на експозицията на стационарни хидроакустични системи за осветяване на подводната среда;
– обосновка на необходимостта от допълнително разполагане на мобилни хидроакустични системи за осветяване на подводната обстановка в застрашени направления и изисквания за точността на координацията им в точката на инсталиране;
– обосновка на изискванията за точността на дисплея на гранични хидроакустични системи за осветяване на подводната обстановка и магнитометрични средства за откриване;
– обосноваване на изискванията към обсега на действие на стационарни и мобилни системи за осветяване на подводната обстановка и точността на тяхното пеленговане на подводни цели и др.
НО на подводните апарати и средства за доставка на бойни плувци се крие в много точното познаване на тяхното местоположение. Доставянето на бойни плувци до мястото на откриване на подводни диверсанти може да се извърши по различни начини, но във всички случаи основният проблем е да се стигне до точката на последното откриване на подводни диверсанти възможно най-скоро и да се организира търсенето им в подходящ начин. За да се направи това, е необходимо да се знаят възможно най-точно координатите на целта, собствените координати и посоката на най-краткото движение на превозното средство за бойни плувци. В момента това се осигурява чрез използването на различни навигационни сонарни системи (НХС).
Използването на ЛСКНК за подводна навигация на превозни средства ще повиши ефективността на техните действия по отношение на скритост, шумоустойчивост, ефективност и точност при определяне на своето местоположение и на целите.
Навигационно осигуряване за подводен туризъм, лов и гмуркане
През последните десетилетия интересът на потребителите към подводния туризъм, лова и гмуркането се е увеличил драстично. Потенциалният им брой на световно ниво може да достигне няколкостотин хиляди души през следващите години. Индустрията за подводни развлечения и отдих предоставя не само специални съоръжения за тази цел – туристически подводници и леко водолазно оборудване, но и специална услуга, която осигурява безопасно гмуркане. Възможно е да се повиши ефективността на НО на разглежданите мероприятия чрез разработването и използването на малогабаритно, носено от човек, на приемо-предавателно оборудване от ЛСКНК.
В обозримо бъдеще, с икономическото развитие на шелфа и големите дълбочини, на дъното на моретата и океаните могат да се появят първо отделни структури, след това бази и различни добиващи и преработвателни производства, обединени от транспортна инфраструктура с доста интензивно движение на подводни обекти. Смята се, че подводните градове ще приличат на своите наземни събратя, с проблеми при определянето на местоположението на подводния
транспорт и неговия оптимален контрол.
Следствието от това състояние на нещата е необходимостта от по-нататъшно развитие на автоматизирани системи за управление на движението на подводници и подводни средства за наблюдение (корекция). В най-голяма степен подходящ за тази функция е ЛСКНК.