„Трудът и науката са брат и сестра.“

Публикацията разглежда възможностите на един от видовете морски роботизирани системи (МРТК) – безпилотни катери за извършване на хидрографски изследвания и осигуряване на навигационната безопасност на дейността на силите на ВМС. Такива МРТК все още не са на въоръжение в ГШ на ВМС. Въпреки това, бързото развитие на този вид технически средства в научната, промишлената и военната област предполага създаването на МРТК за нуждите на ВМС, а именно ГШ на ВМС, в близко бъдеще.

Подобряването на морските дейности в икономически и отбранителен аспект наскоро се превърна в една от важните области на държавната политика на РФ. Съответната разпоредба е залегнала в новата морска доктрина на страната, одобрена от президента на 17 юни 2015 г. Важен компонент от изпълнението на националната морска политика е осигуряването на безопасността на морските дейности, което включва усъвършенстване и развитие на средствата и методите за нетехническа защита на ВМС. Именно от тези позиции ВМС определят комплекс от мерки и конкретни действия в областта на практическите мерки за модерно изграждане на функционална система за НХО на ВМС.
Съществуващият научно-технически проблем в развитието на силите и средствата на системата за НХО на ВМС е, че през последните години изискванията към морската навигация, хидрография и хидрометеорология се увеличиха за доста широк спектър от показатели. Неотложна задача на ХС на ВМС за постигане на необходимото ниво на ефективност на НХО на ВМС е модерното картографиране на морското дъно, а именно формирането на цифрови модели на релефа на дъното въз основа на резултатите от площадно изследване на типа „навигационната повърхност“ за оперативните зони на ВМС.

Създаването на такива бази данни с цифрови батиметрични данни позволява използването им в навигационните системи на подводници, автономни подводни необитаеми подводни апарати и десантни кораби за осигуряване на подводна навигация, подходи към брега и навигация в крайбрежни води.
В началото на 2008 г. ВМС започнаха да приемат нови проекти на кораби, оборудвани с ново морско навигационно и хидрографско оборудване. Строителството и модернизацията на корабите на ВМС продължава и до днес. Въпреки това броят на корабите на ХС на ВМС до 2030 г. ще намалее до 33% от съществуващите кораби и катери на ХС на ВМС към днешна дата. Трудната ситуация с намаляването на броя на изследователските кораби на ХС на ВМС, като се има предвид голямата площ от повърхности на морското дъно, които се очаква да бъдат изследвани, може да бъде разрешена чрез групово използване на МРТК, а именно използването на без екипажни катери (БЕК) . Като се има предвид миниатюризацията на изчислителните и производствените модули, минималната консумация на енергия и увеличаването на енергийната интензивност на батериите, в близко бъдеще МРТК ще може, ако не да замени, то значително да допълни съществуващите хидрографски плавателни съдове и катери със специалисти и екипаж на борда.

Нека разгледаме една от областите на развитие на МРТК в областта на хидрографията – безпилотни катери (БЕК) и модули. Нека се опитаме да покажем перспективите за тяхното развитие и предимствата от използването им.
Смисълът на използването на БЕК при решаване на проблема с хидрографското изследване е да се замени традиционната технология за използване на хидрографски кораби и катери със специалисти и екипаж на борда. Предимствата на БЕК са възможността да се намали времето за заснемане чрез използване на няколко катера едновременно, управлявани от един оператор или работещи напълно автономно. Освен това БЕК позволяват задачите за хидрографско проучване да бъдат решени с по-високо ниво на точност и детайлност, като същевременно се използват по-ниски разходи за проучването, като същевременно се намалява общата продължителност на мисията и свързаните с нея логистични разходи.
Ефективното използване на БЕК трябва да се очаква при провеждане на съвместно проучване на топографията на дъното като част от група с носещ кораб, за да се намали значително времето за изследване (рис. 1).

Рис. 1. Пример за съвместно изследване на топографията на дъното с помощта на безпилотни катери като част от група с носещ кораб

Друго обещаващо направление трябва да се счита за проучване на плитки води, стеснени водни акватории на заливи, пристанища, кейове, корабни маршрути, канали, фарватери с интензивна навигация, както и в случаите, когато наемането на кораб за проучване не е икономически целесъобразно.
Повечето от целите на изследването, изброени по-горе, изискват непрекъснато покритие на зоната на изследване с измерени дълбочини при висока пространствена резолюция. За да се намали времето на снимката, използваното средство за измерване на дълбочините трябва да има максимално възможната ширина на полосата на покритие.
Формулираните по-горе цели могат да бъдат постигнати с помощта на многолъчев ехолот (МЛЕ) и интерферентен сонар за страничен обзор (ИХСО) или още наричан сонар за странично сканиране (SSS), поставени от БЕК при обследване на акватории с малка дълбочина. На рис. 2 са показани полосите на покритие при изследване с многолъчеви и еднолъчеви ехолоти, инсталирани на кораб, както и от ИХСО, теглен в гондола на определена височина над дъното.

Рис. 2. Полоса на покритие, когато се изследват от многолъчеви и еднолъчеви ехолоти, инсталирани на плавателен съд, и сонар за странично сканиране, теглен в гондола на определена височина над дъното

Общите изисквания за БЕК, използвани за изследване на водите на Световния океан в интерес на ВМС, са разделени на технически (за инсталирано изследователско оборудване) и методологични (за процеса на изучаване на физически полета).
Техническите изисквания за инсталираните изследователски технически средства (ТС) включват по-специално:
– тегловни и размерни характеристики;
– характеристики на потреблението на мощност.

Основните методически изисквания към процеса на изучаване на физически полета включват:
– определяне на нулеви дълбочини и намаляване на измерените дълбочини до установената нула, включително корекции за колебанията на морското ниво.
– измерване на вертикалната скорост на разпространение на звука във вода (системата с многолъчев ехолот изисква по-точно определяне на профила на скоростта на звука във вода, отколкото ехолот с един лъч, следователно, когато се работи в трудни хидроложки условия, е необходимо непрекъснато измерване на скоростта на звука);
– отчитане на динамичните движения на БЕК с инсталирани ТС за изследване на Световния океан (измерванията на наклонени диапазони се извършват от носач с шест степени на свобода – три транслационни и три ротационни, следователно, за изчисляване на дълбочините и тяхното планирано положение, са необходими точни данни за географската ширина, дължина, вертикалните движения, както и ъглите на накланяне, диферент и курс, следователно използването на многолъчев ехолот е невъзможно без сдвояването му със сензор за динамично изместване);
– при извършване на хидрографски работи точността на местоположението трябва да отговаря на изискванията на текущото издание на стандарт S-44 на Международната хидрографска организация (IHO);
– при обработката на получените данни е необходимо използването на специализиран хидрографски софтуер, включващ: софтуерен пакет за проектиране на релефни проучвания, пакет за извършване на проучвания в реално време, пакет за обработка на офисна информация, пакет за представяне на резултати от проучванията (построяване на промерния планшет и създаване на цифрови модели на релефа на дъното).