Vývojové trendy 21. století: od nových technologií k inovativním ozbrojeným silám.

Ve Spojeném království jsou preferovány námořní bezpilotní systémy. Fotografie z mezinárodního magazínu Jane's NAVY

V roce 2005 americké ministerstvo obrany pod tlakem Kongresu výrazně zvýšilo kompenzační platby rodinám padlých vojáků. A právě ve stejném roce byl zaznamenán první vrchol výdajů na vývoj bezpilotních letounů (UAV). Na začátku dubna 2009 Barack Obama zrušil 18letý zákaz účasti zástupců médií na pohřbech vojáků, kteří zemřeli v Iráku a Afghánistánu. A již na začátku roku 2010 zveřejnilo WinterGreen Research Center výzkumnou zprávu o stavu a perspektivách vývoje bezpilotních a robotických vojenských vozidel, obsahující prognózu výrazného růstu (až 9,8 miliardy dolarů) trhu s těmito zbraně.

V současnosti téměř všechny vyspělé země světa vyvíjejí bezpilotní a robotická vozidla, ale plány USA jsou skutečně velkolepé. Pentagon očekává, že do roku 2010 bude třetina všech bojových letadel určených mimo jiné k provádění úderů do hlubin nepřátelského území bezpilotní a do roku 2015 bude také třetina všech bojových pozemních vozidel robotizovaná. Modrým snem americké armády je vytvořit plně autonomní robotické formace.

Letectvo

V období od roku 1990 do roku 1999 tak Pentagon utratil na vývoj a nákup bezpilotních systémů více než 3 miliardy dolarů a po teroristickém útoku z 11. září 2001 náklady na bezpilotní systémy několikanásobně vzrostly. Fiskální rok 2003 byl prvním rokem v historii USA, kdy výdaje na UAV přesáhly 1 miliardu dolarů a v roce 2005 vzrostly výdaje o další miliardu dolarů.

Ostatní země se snaží držet krok se Spojenými státy. V současné době je v provozu více než 80 typů UAV ve 41 zemích, 32 států samo vyrábí a nabízí k prodeji více než 250 modelů UAV různých typů. Podle amerických expertů nám výroba bezpilotních letounů pro export umožňuje nejen udržovat vlastní vojensko-průmyslový komplex, snížit náklady na bezpilotní letouny nakupované pro naše ozbrojené síly, ale také zajistit kompatibilitu techniky a vybavení v zájmu mnohonárodních operací. .

Pozemní vojska

Naděje opět pro roboty, jejichž počet v konfliktních zónách neustále roste: ze 163 jednotek v roce 2004 na 4 000 v roce 2006. V současné době je již v Iráku a Afghánistánu zapojeno více než 5 000 pozemních robotických vozidel pro různé účely. Pokud přitom na samém počátku operací „Svoboda Iráku“ a „Neotřesitelná svoboda“ v pozemních silách došlo k výraznému nárůstu počtu bezpilotních prostředků, pak v současnosti je podobný trend ve využívání pozemních robotických prostředků.

Navzdory skutečnosti, že většina pozemních robotů, kteří jsou v současné době ve službě, je navržena tak, aby vyhledávala a odhalovala nášlapné miny, miny, improvizovaná výbušná zařízení a také jejich odklízení, velení pozemních sil očekává, že v blízké budoucnosti obdrží první roboty schopné samostatně obcházet stacionární i pohyblivé překážky a také detekovat narušitele na vzdálenost až 300 metrů.

První bojoví roboti, Special Weapons Observation Remote Reconnaissance Direct Action System (SWORDS), jsou již ve výzbroji 3. pěší divize. Vznikl také prototyp robota schopného odhalit snipera. Systém, nazvaný REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), se skládá z laserového dálkoměru, zařízení pro snímání zvuku, termokamery, přijímače GPS a čtyř autonomních videokamer. Podle zvuku výstřelu je robot schopen určit polohu střelce s pravděpodobností až 94 %. Celý systém váží jen asi 3 kg.

Přitom donedávna byly hlavní robotické nástroje vyvíjeny v rámci programu Future Combat System (FCS), který byl nedílnou součástí komplexního modernizačního programu výstroje a zbraní americké armády. Program vyvinul:

• průzkumná signalizační zařízení;
• autonomní raketové systémy a systémy průzkumných úderů;
• bezpilotní letadla;
• průzkumná-hlídková, úderná, přenosná dálkově ovládaná, stejně jako lehká dálkově ovládaná ženijní a logistická vozidla.

Vývoj pozemních robotických systémů a komplexů je v plném proudu i v dalších zemích. K tomu je například v Kanadě, Německu, Austrálii hlavní pozornost věnována vytváření komplexních integrovaných zpravodajských systémů, systémů velení a řízení, nových platforem, prvků umělé inteligence a zlepšování ergonomie rozhraní člověk-stroj. Francie zintenzivňuje své úsilí v oblasti vývoje systémů pro organizaci interakce, prostředků ničení, zvyšování autonomie, Velká Británie vyvíjí speciální navigační systémy, zvyšuje mobilitu pozemních systémů atd.

Námořní síly

Později, v lednu a únoru 1997, se dálkově ovládané vozidlo RMOP (Remote Minehunting Operational Prototype) zúčastnilo dvanáctidenního cvičení protiminové obrany v Perském zálivu. V roce 2003, během operace Irácká svoboda, byla k řešení různých problémů použita již neobydlená podvodní vozidla a později, v rámci programu amerického ministerstva obrany, který měl demonstrovat technické možnosti pokročilých zbraní a vybavení ve stejném Perském zálivu, byly provedeny experimenty o společném využití aparátu SPARTAN a křižníku URO „Gettysburg“ pro zpravodajské účely.

V současné době mezi hlavní úkoly neobydlených námořních vozidel patří:

• minová akce v oblastech působení úderných skupin letadlových lodí (AUG), přístavů, námořních základen atd. Plocha takové oblasti se může pohybovat od 180 do 1800 metrů čtverečních. km;
• protiponorková obrana, včetně úkolů kontroly výjezdů z přístavů a ​​základen, zajištění ochrany letadlových lodí a úderných skupin v oblastech nasazení, jakož i při přechodech do jiných oblastí.
  Při řešení úkolů protiponorkové obrany je šest autonomních námořních vozidel schopno zajistit bezpečné nasazení AUG operujícího v prostoru 36x54 km. Výzbroj hydroakustických stanic s dosahem 9 km přitom poskytuje 18kilometrové nárazníkové pásmo kolem nasazeného AUG;
• zajištění námořní bezpečnosti, která zajišťuje ochranu námořních základen a související infrastruktury před všemi možnými hrozbami, včetně hrozby teroristického útoku;
• účast na námořních operacích;
• zajišťování akcí sil speciálních operací (SOF);
• elektronický boj atd.

X-Class je malé (až 3 metry) neobydlené námořní vozidlo pro zajištění činnosti MTR a izolaci oblasti. Takové zařízení je schopno provádět průzkum pro zajištění akcí lodní skupiny a lze jej spustit i z 11metrových nafukovacích člunů s pevným rámem;

Harbour Class - zařízení této třídy jsou vyvinuta na základě standardního 7metrového člunu s pevným rámem a jsou navržena tak, aby plnila úkoly zajištění námořní bezpečnosti a průzkumu, kromě toho může být zařízení vybaveno různými smrtícími prostředky a nesmrtící účinky. Rychlost přesahuje 35 uzlů a autonomie - 12 hodin;

Třída Snorkeler je 7metrová poloponorná loď určená pro minové akce, protiponorkové operace a také pro podporu akcí speciálních operačních sil námořnictva. Rychlost zařízení dosahuje 15 uzlů, autonomie - 24 hodin;

Fleet Class je 11m plavidlo s pevným trupem určené pro minové akce, protiponorkový boj a námořní operace. Rychlost zařízení se pohybuje od 32 do 35 uzlů, autonomie - 48 hodin.

Neobydlená podvodní vozidla jsou také systemizována podle čtyř tříd (viz tabulka).

Samotnou potřebu vývoje a uvedení do provozu námořních neobydlených vozidel pro americké námořnictvo určuje řada oficiálních dokumentů jak samotného námořnictva, tak i ozbrojených sil jako celku. Jedná se o Sea Power 21 (Sea Power 21, 2002), Quadriennial Defense Review, 2006, National Strategy for Maritime Security, 2005, National military strategy“ (National Defense Strategy of the United States, 2005) atd.

Technologická řešení

Pomocí poměrně názorné klasifikace navržené zaměstnanci Oxfordské univerzity je možné systematizovat „schopnosti“ nadějných robotů do čtyř tříd (generací):

• Rychlost procesorů univerzálních robotů první generace je tři tisíce milionů instrukcí za sekundu (MIPS) a odpovídá úrovni ještěra. Hlavními rysy takových robotů je schopnost přijímat a vykonávat pouze jeden úkol, který je předem naprogramován;
• rysem robotů druhé generace (úroveň myši) je adaptivní chování, to znamená učení přímo v procesu plnění úkolů;
• rychlost procesorů robotů třetí generace již dosáhne 10 milionů MIPS, což odpovídá úrovni opice. Zvláštností takových robotů je, že k tomu, aby dostali úkol a naučili se, je zapotřebí pouze demonstrace nebo vysvětlení;
• čtvrtá generace robotů bude muset odpovídat lidské úrovni, to znamená, že budou schopni myslet a samostatně se rozhodovat.

Současný stav mikroelektroniky ve vyspělých zemích již umožňuje využití UAV k plnění plnohodnotných úkolů s minimálním zapojením člověka. Ale konečným cílem je zcela nahradit pilota jeho virtuální kopií se stejnými schopnostmi, pokud jde o rychlost rozhodování, velikost paměti a správný akční algoritmus.

Američtí odborníci se domnívají, že když se pokusíte porovnat schopnosti člověka se schopnostmi počítače, pak by takový počítač měl vyprodukovat 100 bilionů. operací za sekundu a mít dostatek paměti RAM. V současnosti jsou schopnosti mikroprocesorové technologie 10x menší. A teprve do roku 2015 budou vyspělé země schopny dosáhnout požadované úrovně. Velký význam má přitom miniaturizace vyvíjených procesorů.

Minimální velikost procesorů na bázi křemíkových polovodičů je dnes limitována jejich výrobními technologiemi založenými na ultrafialové litografii. A podle zprávy úřadu ministra obrany USA bude těchto limitních velikostí 0,1 mikronu dosaženo do roku 2015-2020.

Využití optických, biochemických, kvantových technologií pro vytváření přepínačů a molekulárních procesorů se přitom může stát alternativou k ultrafialové litografii. Podle jejich názoru mohou procesory vyvinuté pomocí metod kvantové interference zvýšit rychlost výpočtů tisíckrát a nanotechnologie - milionkrát.

Vážná pozornost je také věnována perspektivním prostředkům komunikace a přenosu dat, které jsou ve skutečnosti kritickými prvky pro úspěšné použití bezpilotních a robotických vozidel. A to je zase nezbytnou podmínkou pro účinnou reformu ozbrojených sil kterékoli země a realizaci technologické revoluce ve vojenských záležitostech.

Plány velení amerických ozbrojených sil na nasazení robotiky jsou velkolepé. Navíc ti nejodvážnější představitelé Pentagonu spí a vidí, jak celá stáda robotů povedou válku a vyvážejí americkou „demokracii“ kamkoli do světa, zatímco sami Američané budou tiše sedět doma. Roboti už samozřejmě řeší ty nejnebezpečnější úkoly a technologický pokrok nestojí. O možnosti vytvořit plně robotické bojové formace schopné samostatného vedení bojových operací je ale ještě příliš brzy.

K řešení vznikajících problémů se však používají nejmodernější technologie tvorby:

• transgenní biopolymery používané při vývoji ultralehkých, ultrapevných, elastických materiálů se zlepšenými stealth charakteristikami pro těla UAV a další robotické prostředky;
• uhlíkové nanotrubice používané v elektronických systémech UAV. Povlaky z nanočástic elektricky vodivých polymerů navíc umožňují na jejich základě vyvinout dynamický maskovací systém pro robotické a jiné prostředky boje;
• mikroelektromechanické systémy, které kombinují mikroelektronické a mikromechanické prvky;
• vodíkové motory ke snížení hluku robotických zařízení;
• „chytré materiály“, které pod vlivem vnějších vlivů mění svůj tvar (nebo plní určitou funkci). Například u bezpilotních vzdušných prostředků provádí Úřad výzkumných a vědeckých programů DARPA experimenty s cílem vyvinout koncept variabilního křídla v závislosti na letovém režimu, což výrazně sníží hmotnost UAV odstraněním použití hydraulických zvedáků a čerpadel. v současnosti instalována na pilotovaných letadlech;
• magnetické nanočástice schopné zajistit skokový skok ve vývoji zařízení pro ukládání informací, významně rozšiřujících „mozky“ robotických a bezpilotních systémů. Potenciál technologie dosažený použitím speciálních nanočástic o velikosti 10-20 nanometrů je 400 gigabitů na centimetr čtvereční.

Význam vytváření robotických námořních mobilních objektů (MPO) je způsoben potřebou

1. environmentální monitorování vodních zdrojů;
2. kartografie námořních a říčních plavebních kanálů, přístavů, zálivů, potoků;
3. zvýšení úrovně kontroly mořských oblastí;
4. zlepšení účinnosti rozvoje zdrojů v těžko dostupných oblastech (Arktida a Dálný východ);
5. zvýšení intelektualizace námořní dopravy;
6. zvýšení konkurenceschopnosti domácí stavby lodí a snížení závislosti na zahraničních technologiích.

Klíčové oblasti výzkumu a produkty

• Vývoj inteligentního plánování pohybu a adaptivních řídicích systémů pro autonomní neobydlená podvodní vozidla
• Vývoj inteligentního plánování pohybu a adaptivních řídicích systémů pro autonomní bezpilotní plavidla
• Vývoj systémů pro matematické a polopřirozené modelování mořských mobilních objektů (MPO)
• Vývoj simulátorových komplexů pro operátory autonomních námořních mobilních objektů

Navrhované metody a přístupy k řešení úloh

• Metoda pro konstrukci nelineárních vícenásobně spojených matematických modelů s určením hydrodynamických charakteristik
• Metoda řízení polohy a trajektorie pro stavbu autopilotů
• Metody pro integraci navigačních dat pro zlepšení přesnosti určování souřadnic
• Teorie syntézy nelineárních pozorovatelů pro odhad nejistých vnějších sil a neznámých parametrů MPO
• Metoda pro navrhování inteligentních plánovačů pohybu pro obcházení stacionárních a pohyblivých překážek
• Způsob využití nestabilních provozních režimů řídicího systému k obcházení překážek při minimalizaci požadavků na senzorový subsystém MPS a výpočetních nákladů.

Navrhované automatické řídicí systémy pro námořní mobilní objekty

Jak ukazuje přehled existujících řídicích systémů MPO, moderní přístupy k návrhu systému poskytují danou kvalitu řízení v úzkém rozsahu od daného režimu pohybu. V situaci, kdy rychlost proudění vnějšího média překračuje nebo je srovnatelná s rychlostí MPO, nejsou splněny podmínky pro rozdělení vzájemně souvisejícího pohybu do samostatných kanálů a úhly driftu nelze považovat za malé. V těchto případech je nutné naplánovat a realizovat trajektorii pohybu MPO s přihlédnutím k multikonektivitě pohybu pomocí vnějších neřízených toků. Pokud jakákoliv porucha (například silný proud, který nemůže být plně kompenzován z důvodu energetických omezení) přivede MPO do oblasti „velkých“ odchylek, může to vést k narušení stability a v důsledku toho k nouzovému stavu. nebo kritická situace V této souvislosti je aktuální problém vývoje metod pro polohově-trajektivní řízení námořních robotických systémů v extrémních režimech a podmínkách apriorní nejistoty prostředí.

Při vývoji řídicích systémů MPO je nutné provést následující fáze návrhu:

1. Sestavení matematického modelu

2. Syntéza autopilota

3. Implementace softwaru a hardwaru

Etapy navrhování řídicích systémů pro námořní mobilní objekty

Sestavení matematického modelu

Ponorný souřadnicový systém

Souřadnicový systém povrchového vozidla typu katamarán

Adekvátní matematický model pohybu MPO je nezbytný pro vývoj efektivního systému řízení jeho pohybu v podvodním režimu. Zvláštní význam má přiměřenost matematického modelu při provádění těchto pohybů MPO, jako neobydleného vozidla. Správná konstrukce matematického modelu MPO do značné míry určuje kvalitu návrhu systému řízení pohybu MPO a především adekvátnost výsledků návrhu reálným vlastnostem vyvíjeného systému řízení.

Syntéza autopilota a operačních algoritmů

Původní patentovaný řídicí algoritmus umožňuje vytváření řídicích akcí na pohonech MPO pro provádění následujících úkolů:

• stabilizace v daném bodě v prostoru základních souřadnic a v případě potřeby s požadovanými hodnotami orientačních úhlů;
• pohyb po daných trajektoriích s konstantní rychlostí V a danou orientací;
• pohyb do daného bodu po dané trajektorii, s danou orientací a bez kladení dalších požadavků na rychlost atd.

Zjednodušená struktura autopilota

Implementace hardwaru a softwaru

Nabízíme softwarový a hardwarový komplex, který implementuje algoritmy pro řízení, plánování, navigaci, interakci se zařízením a zahrnuje:

palubní počítač

pozemní nebo mobilní řídící centrum

navigační systém

smyslový subsystém, včetně systému zraku

Pro vypracování softwarově-algoritmické části řídicího systému MPO je vyvíjen komplex softwarové simulace. Funkčnost navrženého komplexu umožňuje simulovat vnější prostředí, senzory, navigační systém a systém vidění, stejně jako nastavit z chyby.

Po vypracování řídicích algoritmů a jejich implementaci na palubním počítači ověřujeme software pomocí polopřirozené simulace

Dokončené projekty

• R&D "Vývoj integrovaného navigačního a dopravního řídicího komplexu pro autonomní neobydlená podvodní vozidla", 2010, OKB OT RAS
• Výzkumná práce „Vývoj integrovaného řídicího a navigačního systému pro autonomní neobydlená podvodní vozidla pro řešení problémů průzkumných, hlídkových a pátracích a záchranných činností“, 2012 SFU
• Výzkumná práce "Vývoj inteligentního systému pro řízení pohybu autonomních neobydlených podvodních vozidel", 2012-2013, IPMT FEB RAS
• VaV "Vývoj řídicího systému pro typické platformy AUV" 2012 - 2014, Kurz "Ústřední výzkumný ústav"
• R&D "Vývoj technického návrhu pro řadu perspektivních standardních AUV platforem", 2012 - 2014, Kurz "Ústřední výzkumný ústav"
• Výzkumná práce "Vývoj autonomního robotického systému založeného na povrchové minilodi", 2013, SFU
• Výzkumná práce "Vývoj metody pro analytickou syntézu optimálních vícenásobně spojených nelineárních řídicích systémů", 2010 - 2012, grant RFBR.
• Výzkumná práce "Vývoj teoretických základů pro konstrukci a studium řídicích systémů pro mobilní objekty pracující v a priori neformalizovaných prostředích s využitím nestabilních režimů", 2010 - 2012, grant RFBR.
• Výzkumná práce "Teorie a metody polohově-trajektivního řízení námořních robotických systémů v extrémních režimech a podmínkách environmentální nejistoty" (č. 114041540005). 2014-2016
• RFBR 16-08-00013 Vývoj metody pro dvousmyčkovou adaptaci systémů řízení polohy a trajektorie pomocí robustních poruchových pozorovatelů a referenčních modelů. 2016-2018
• R&D "Vývoj bezpilotní lodi pro monitorování životního prostředí v Azvském moři"

Projekt autonomního miničlunu

Projekt vývoje automatického řídicího systému pro standardní platformy AUV

Iniciativní projekt vývoje inteligentního systému ovládání hladinových člunů

Patenty

Doplňkové materiály

Publikace

• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu. Správa pohyblivých objektů. - M.: NAUKA, 2011 - 350 s.
• Pshikhopov V.Kh. Strukturální organizace automatických řídicích systémů pro podvodní vozidla pro a priori neformalizovaná prostředí // Informační-měřicí a řídicí systémy. M.: Radiotechnika. 2006.- č. 1-3- T4 - S. 73-78.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu. Adaptivní řízení nelineárních objektů stejné třídy s poskytnutím maximálního stupně stability Izvestiya SFedU. Technická věda. Tematické číslo „Perspektivní systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2012.-№3(116) – S.180-186
• Gurenko B.V. Konstrukce a studie matematického modelu podvodního vozidla // Zvláštní vydání časopisu „Problémy obranné techniky. Řada 9", 2010 - s. 35-38.
• Pshikhopov V.Kh., Sukonki S.Ya., Naguchev D.Sh., Strakovich V.V., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. , Kostyukov V.A. Autonomní podvodní vozidlo "SKAT" pro řešení problémů vyhledávání a detekce zanesených objektů // Izvestiya SFU. Technická věda. Tematické číslo „Perspektivní systémy a problémy řízení“. - Taganrog: TTI SFU.-2010.-Č. 3 (116) - S. 153-163. *
• Gurenko B.V. Strukturální syntéza autopilotů pro neobydlená podvodní vozidla // Sborník Kabardino-balkarského vědeckého centra Ruské akademie věd, číslo 1–2011.
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V. Komplex pro modelování pohybů pohybujících se objektů na základě leteckých a podvodních dopravních prostředků Izvestiya SFU. Technická věda. Tematické číslo „Perspektivní systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2011.-№3(116) – S.180-186
• Gurenko B.V. Strukturální organizace systémů pro automatické řízení podvodních kluzáků Izvestiya SFU. Technická věda. Tematické číslo „Perspektivní systémy a problémy řízení“. - Taganrog: TTI SFU. - 2011. - č. 3 (116) - S. 199-205
• Pshikhopov V.Kh., M.Yu. Medveděv, B.V. Gurenko, A.A. Mazalov Adaptivní řízení nelineárních objektů stejné třídy s maximálním stupněm stability // Izvestiya SFedU. Technická věda. Tematické číslo „Perspektivní systémy a problémy řízení“. – Taganrog: TTI SFU.- 2012.-№3(116) – S.180-186
• B.V. Gurenko, O.K. Ermakov Recenze a analýza stavu moderní povrchové robotiky XI. Všeruské vědecké konference mladých vědců, studentů a postgraduálních studentů "Technická kybernetika, radioelektronika a řídicí systémy": Sborník materiálů. - Taganrog: Publishing House of the Southern Federal University, 2012, - T. 1, str. 211-212
• Pshikhopov, V.Kh., Medveděv, M.Yu., Gaiduk, A.R., Gurenko, B.V., Návrh řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo, 2013, Sborník - 2013 IEEE Latin American Robotics Symposium, LARS 2013, pp. 77-82, doi:10.1109/LARS.2013.61.
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V. Vývoj a studium matematického modelu autonomní povrchové minilodě "Neptun" [Elektronický zdroj] // "Engineering Bulletin of the Don", 2013, č. 4. – Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ /ru/magazine/archive/n4y2013/1918 (volný přístup) – Hlava. z obrazovky. - Yaz. Rus
• Pshikhopov V.Kh., B.V. Gurenko Synthesis and research of the autopilot surface mini-ship "Neptun" [Elektronický zdroj] // Engineering Bulletin of the Don, 2013, č. 4. – Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/ /n4y2013/1919 (volný přístup) – Hlava. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Gurenko B.V. Implementace a experimentální studie autonomní povrchové minilodi „Neptune“ s autopilotem [Elektronický zdroj] // Engineering Bulletin of the Don, 2013, č. 4. Režim přístupu: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/ archiv/n4y2013 /1920 (volný přístup) – Vedoucí. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Software pro palubní řídicí systém autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660412 / Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Nazarkin A.S. – Registrován v Registru počítačových programů dne 5.11.2013.
• Software pro navigační systém autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660554 / Gurenko B.V., Kotkov N.N. – Registrován v Registru počítačových programů dne 11.11.2013.
• Softwarový modelovací komplex autonomních námořních mobilních objektů: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660212 / Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. – Registrován v Registru počítačových programů dne 28.10.2013.
• Software pro pozemní řídicí bod autonomního robotického systému na bázi povrchové minilodi: osvědčení o státní registraci počítačového programu č. 2013660554 / Gurenko B.V., Nazarkin A.S. - Zapsáno v Registru počítačových programů dne 28. října 2013.
• Kh. Pshikhopov, M. Y. Medveděv a B. V. Gurenko, „Návrh naváděcího a dokovacího autopilota pro autonomní podvodní vozidlo“, Aplikovaná mechanika a materiály. sv. 490-491, pp. 700-707, 2014, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.490-491.700.
• Pshikhopov, V.K., Fedotov, A.A., Medveděv, M.Y., Medveděva, T.N. & Gurenko, B.V. 2014, „Pozičně-trajektivní systém námořních autonomních vozidel s přímým adaptivním řízením“, 2014 4. mezinárodní seminář o počítačové vědě a inženýrství – léto, WCSE 2014.
• Pshikhopov, V., Chernukhin, Y., Fedotov, A., Guzik, V., Medveděv, M., Gurenko, B., Piavchenko, A., Saprikin, R., Pereversev, V. & Krukhmalev, V. 2014 , „Vývoj inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo“, 2014 4. mezinárodní seminář o počítačové vědě a inženýrství-zima, WCSE 2014.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Fedorenko R.V., Gurenko B.V., Chufistov V.M., Shevchenko V.A. Algoritmy pro vícenásobně propojené řízení polohy a trajektorie pohybujících se objektů // Engineering Bulletin of the Don #4, 2014, url: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2579 (volný přístup) - Zagl. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Pshikhopov V.Kh, Fedotov A.A., Medveděv M.Yu., Medvedeva T.N., Gurenko B.V., Polohový systém přímého adaptivního řízení pohyblivých mořských objektů // Engineering Bulletin of the Don #3, 2014, url: ivdon.ru/ ru/magazine/archive/n3y2014/2496 (volný přístup) – Vedoucí. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Gurenko B.V. Konstrukce a studie matematického modelu autonomního neobydleného podvodního vozidla // Engineering Bulletin of the Don # 4, 2014, url: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2626 (volný přístup) - Zagl. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Nazarkin A.S. Řídicí systém autonomní povrchové minilodi // Moderní problémy vědy a vzdělávání. - 2014. - č. 5; url: www.science-education.ru/119-14511 (datum přístupu: 09/10/2014).
• Pshikhopov V.Kh., Chernukhin Yu.V., Fedotov A.A., Guzik V.F., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V., Pyavchenko A.O., Saprykin R.V., Pereverzev V. .A., Priemko A.A. Vývoj inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo Izvestiya SFU. Technická věda. Taganrog: TTI SFU - 2014. - č. 3 (152). - S. 87 - 101.
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Medveděv M.Yu., Maevsky A.M., Golosov S.P. Odhad aditivních poruch AUV robustním pozorovatelem s nelineární zpětnou vazbou // Izvestiya SFU. Technická věda. Taganrog: TTI SFU - 2014. - č. 3 (152). - S. 128 - 137.
• Pshikhopov V.Kh., Fedotov A.A., Medveděv M.Yu., Medveděva T.N., Gurenko B.V., Zadorozhny V.A. Polohově-trajektivní systém přímého adaptivního řízení mořských pohybujících se objektů // Sborník materiálů deváté celoruské vědecko-praktické konference "Perspektivní systémy a problémy řízení". Taganrog. Nakladatelství Southern Federal University, 2014. - S. 356 - 263.
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Beresnev M.A., Saprykin R.V., Pereverzer V.A., Vývoj autonomního simulátoru neobydlených podvodních vozidel // Engineering Bulletin of the Don # 3, 2014, http:// ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2 /2504. (volný přístup) – Vedoucí. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Kopylov S.A., Fedorenko R.V., Gurenko B.V., Beresnev M.A. Softwarový balík pro detekci a diagnostiku hardwarových poruch v robotických námořních mobilních objektech. (volný přístup) – Vedoucí. z obrazovky. - Yaz. ruština
• Gurenko, "Matematický model autonomního podvodního vozidla", Proc. druhé mezinár. Conf. o pokrocích ve strojírenství a robotice - AMRE 2014, pp. 84-87, 2014, doi:10.15224/ 978-1-63248-031-6-156
• Gaiduk A.R. Plaxienko E.A. Gurenko B.V. O syntéze řídicích systémů s částečně specifikovanou strukturou // Vědecký bulletin NSU. Novosibirsk, č. 2(55) 2014, s. 19-29.
• Gaiduk A.R., Pshikhopov V.Kh., Plaksienko E.A., Gurenko B.V. Optimální řízení nelineárních objektů pomocí kvazilineární formy // Věda a vzdělávání na přelomu tisíciletí. sobota vědecký výzkum díla KSTI. Číslo 1, Kislovodsk. 2014 od 35-41
• Gurenko B.V., Kopylov S.A., Beresnev M.A. Vývoj schématu pro diagnostiku poruch pohybujících se objektů // International Scientific Institute Educatio. - 2014. - č. 6. - str. 49-50.
• Podvodní ovládací zařízení vozidla: Patent užitného vzoru č. 137258 / Pshikhopov V.Kh., Dorukh I.G., Gurenko B.V. – Zapsán do Státního rejstříku užitných vzorů Ruské federace dne 10. února 2014.
• Řídicí systém ponorných vozidel (Patent na vynález č. 2538316) Registrován ve Státním registru vynálezů Ruské federace dne 19. listopadu 2014 1 strana Pshikhopov V.Kh., Dorukh I.G.
• Pshikhopov, Y. Chernukhin, V. Guzik, M. Medveděv, B. Gurenko, A. Piavchenko, R. Saprikin, V. Pereverversev, V. Krukhmalev, "Implementace inteligentního řídicího systému pro autonomní podvodní vozidlo", Aplikovaná mechanika a materiály , svazky 701-702, str. 704-710, 2015, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.701-702.704
• Gurenko, R. Fedorenko, A. Nazarkin, "Autonomous Surface Vehicle Control System," Applied Mechanics and Materials, Vols 704, pp. 277-282, 2015, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.704.277
• A.R. Gaiduk, B.V. Gurenko, E.A. Plaksienko, I.O. Shapovalov Vývoj řídicích algoritmů pro bezpilotní člun jako vícerozměrný nelineární objekt // Izvestiya SFU. Technická věda. - 2015. - č. 1. - S. 250 - 261.
• B.V. Gurenko Vývoj algoritmů pro setkání a dokování autonomního neobydleného podvodního vozidla s podvodní základnovou stanicí // Izvestiya SFU. Technická věda. - 2015. - č. 2. - S. 162 - 175.
• Pshikhopov V.Kh., Medveděv M.Yu., Gurenko B.V. Algoritmy pro adaptivní systémy řízení polohy a trajektorie pro pohybující se objekty Problémy řízení, M.: - 2015, no. 4, s. 66–76.
• http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1001
• R.V. Fedorenko, B.V. Gurenko Plánování trajektorie autonomní minilodi // Engineering Bulletin of the Don. - 2015. - č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3280
• B.V. Gurenko, A.S. Nazarkin Implementace a identifikace parametrů autonomního neobydleného podvodního vozidla typu kluzák // inženýrský bulletin Donu. - 2015. - č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3288
• Gurenko B.V., Nazarkin A.S. Dálkové ovládání hladinového robotického člunu. Den ruské vědy a 100. výročí SFU. Sborník konferenčních materiálů. - Rostov na Donu: Nakladatelství Jižní federální univerzity, 2015. - str. 158-159
• Kostyukov V.A., Mayevsky A.M., Gurenko B.V. Matematický model povrchové minilodi // Engineering Bulletin of the Don. - 2015. - č. 4. – adresa URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3297
• Kosťukov V.A., Kulchenko A.E., Gurenko B.V. Metoda pro výpočet hydrodynamických koeficientů AUV // Engineering Bulletin of the Don. - 2015. - č. 3. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3226
• Pshikhopov, M. Medveděv, B. Gurenko, "Vývoj nepřímého adaptivního řízení pro podvodní vozidla pomocí nelineárního odhadu poruch", Aplikovaná mechanika a materiály, sv. 799-800, pp. 1028-1034, 2015, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1028
• Gurenko, A. Beresnev, „Vývoj algoritmů pro přibližování a připojování podvodního vozidla s podvodní stanicí“, MATEC Web of Conferences, sv. 26, 2015, doi: dx.doi.org/10.1051/matecconf/2015260400
• Gurenko, R. Fedorenko, M. Beresněv, R. Saprykin, "Vývoj simulátoru pro inteligentní autonomní podvodní vozidlo", Aplikovaná mechanika a materiály, sv. 799-800, pp. 1001-1005, 2015, doi: http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.799-800.1001
• Gurenko B.V., Fedorenko R.V. Softwarový komplex pro virtuální simulaci použití autonomního neobydleného podvodního vozidla (žádost o registraci počítačového programu) (ev. č. FIPS č. 2015660714 ze dne 11.10.2015.)
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V. Vývoj matematických modelů podvodních vozidel: tutoriál. - Taganrog: Publishing House of the Southern Federal University, 2015. - 46 s.
• Kosťukov V.A., Kulchenko A.E., Gurenko B.V. Postup pro studium parametrů modelu pohybujícího se podvodního objektu // So. Umění. na základě materiálů XXXVI-XXXVII int. vědecko-praktické. conf. Č. 11-12 (35). - Novosibirsk: Ed. ANS "SibAK", 2015. - str.75-59
• Kosťukov, A. Kulchenko, B. Gurenko, "Ahydrodynamický výpočetní postup pro UV pomocí CFD", ve sborníku Mezinárodní konference o strukturním, mechanickém a materiálovém inženýrství (ICSMME 2015), 2015, doi:10.2991/icsmme-15.2015.40
• Gaiduk, B. Gurenko, E. Plaksienko, I. Shapovalov, M. Beresněv, "Vývoj algoritmů pro řízení motorového člunu jako vícerozměrného nelineárního objektu", MATEC Web of Conferences, sv. 34, 2015, http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/20153404005
• B.V. Gurenko, I.O. Shapovalov, V.V. Solovjov, M.A. Beresnev Konstrukce a studie subsystému pro plánování trajektorie pohybu pro řídicí systém autonomního podvodního vozidla // Engineering Bulletin of the Don. - 2015. - č. 4. – adresa URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3383
• Pshikhopov, Va, Medveděv, Ma, Gurenko, Bb, Beresnev, Ma 54-59 DOI: 10.1109/ICCAS.2015.7364878
• Pshikhopov, M. Medveděv, V. Krukhmalev, V. Shevchenko základní algoritmy přímého adaptivního řízení polohy a dráhy pro určování polohy mobilních objektů. Aplikovaná mechanika a materiály sv. 763 (2015) str. 110-119 © (2015) Trans Tech Publications, Švýcarsko. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.763.110
• Pshikhopov V.Kh., Gurenko B.V., Fedorenko R.V., Software pro palubní adaptivní řídicí systém autonomního neobydleného podvodního vozidla (registrováno v Registru počítačových programů dne 11. ledna 2016) (registrační číslo 2016610059 ze dne 11.1601)
• Vyacheslav Pshikhopov, Boris Gurenko, Maksim Beresnev, Anatoly Nazarkin REALIZACE PODVODNÍHO KLUZÁKU A IDENTIFIKACE JEHO PARAMETRŮ Jurnal Teknologi Vol 78, No 6-13 DOI: http://dx.doi.org/10.1112913/
• Fedorenko, B. Gurenko, “Místní a globální plánování pohybu pro bezpilotní povrchová vozidla”, MATEC Web of Conferences, sv. 45, 2016, doi:

Nedávno americká společnost Leidos společně s agenturou Defence Advanced Research Projects Agency Pentagonu testovala trimaranového robota Sea Hunter projektu ACTUV. Hlavním úkolem zařízení po přijetí bude hon na nepřátelské ponorky, ale bude také používán k doručování zásob a při průzkumných operacích. Mnozí již slyšeli o pozemních robotech a dronech vytvořených v zájmu letectva. Rozhodli jsme se zjistit, jaká zařízení bude armáda používat na moři v příštích několika letech.

Námořní roboty lze použít k řešení nejrůznějších úkolů a jejich výčet armádou nebyl zdaleka úplný. Zejména velení námořnictva mnoha zemí již zjistila, že námořní roboti mohou být užiteční pro průzkum, mapování dna, hledání min, hlídkování vjezdů do námořních základen, odhalování a eskortování lodí, lov ponorek, přenos signálů, doplňování paliva do letadel. a útoky proti pozemním a námořním cílům. K provádění takových úkolů se dnes vyvíjí několik tříd námořních robotů.

Námořní roboty lze běžně rozdělit do čtyř velkých tříd: palubní, povrchové, podvodní a hybridní. Palubní vozidla zahrnují různé druhy dronů vypouštěných z paluby lodi, povrchová vozidla – roboty schopné pohybu po vodě, podvodní vozidla – autonomní lodě určené pro práci pod vodou. Hybridní námořní roboti jsou běžně označováni jako vozidla, která mohou fungovat stejně efektivně v několika prostředích, například ve vzduchu a na vodě nebo ve vzduchu a pod vodou. Vozidla na hladině i pod vodou používá armáda, a nejen ona, už několik let.

Hlídkové čluny používá izraelské námořnictvo posledních pět let a podvodní roboti, nazývaní také autonomní neobydlená podvodní vozidla, jsou součástí několika desítek námořnictva, včetně Ruska, Spojených států, Švédska, Nizozemska, Číny, Japonska a obou. Koreje . Podvodní roboti jsou zdaleka nejrozšířenější, protože jejich vývoj, výroba a provoz jsou relativně jednoduché a výrazně jednoduché ve srovnání s jinými třídami námořních robotů. Faktem je, že většina podvodních vozidel je k lodi „přivázána“ kabelem, ovládacím a napájecím kabelem a nemůže opustit nosič na dlouhé vzdálenosti.

Lety dronů založených na nosičích vyžadují splnění mnoha obtížných podmínek. Například řízení kombinovaného leteckého provozu pilotovaných a bezpilotních letadel, zlepšení přesnosti přístrojů pro přistání na oscilující palubě lodi, ochrana jemné elektroniky před agresivním prostředím moře a zajištění strukturální pevnosti pro přistání na lodi během těžkého náklonu. . Povrchoví roboti, zejména ti, kteří musí operovat v lodních oblastech a ve velké vzdálenosti od pobřeží, musí dostávat informace o jiných lodích a mít dobrou plavební způsobilost, tedy schopnost plavat na rozbouřeném moři.

Palubní drony

Od poloviny roku 2000 si americká společnost Northrop Grumman objednala u amerického námořnictva technologický demonstrátor pro bezpilotní letoun X-47B UCAS-D na nosiči. Na vývojový program, výrobu dvou experimentálních zařízení a jejich testování stály o něco méně než dvě miliardy dolarů. X-47B uskutečnil svůj první let v roce 2011 a první vzlet z paluby letadlové lodi v roce 2013. V témže roce uskutečnil dron první autonomní přistání na letadlové lodi. Zařízení bylo také testováno na schopnost vzlétnout v tandemu s pilotovaným letadlem, létat v noci a doplňovat palivo do jiných letadel.

Obecně byl X-47B používán armádou k posouzení potenciální role velkých dronů ve flotile. Zejména šlo o průzkum, údery na nepřátelské pozice, doplňování paliva do ostatních vozidel a dokonce i použití laserových zbraní. Proudový letoun X-47B je 11,63 metru dlouhý, 3,1 metru vysoký a má rozpětí křídel 18,93 metru. Dron může dosáhnout rychlosti až 1035 kilometrů za hodinu a přeletět vzdálenost až čtyři tisíce kilometrů. Je vybaven dvěma vnitřními pumovnicemi pro podvěšené zbraně o celkové hmotnosti až dvě tuny, i když nikdy nebyl testován pro použití raket nebo pum.

Začátkem února americké námořnictvo uvedlo, že nepotřebují úderný palubní dron, protože multifunkční stíhačky by rychleji a lépe zvládaly bombardování pozemních cílů. Palubní vozidlo se přitom bude ještě vyvíjet, ale bude se věnovat průzkumu a tankování stíhaček ve vzduchu. Vytvoření dronu bude provedeno v rámci projektu CBARS. Ve službě dostane dron označení MQ-25 Stingray. Vítěz soutěže na vývoj tankovacího dronu na bázi nosiče bude oznámen v polovině roku 2018 a armáda očekává, že první sériové vozidlo obdrží do roku 2021.

Při vytváření X-47B museli konstruktéři vyřešit několik problémů, z nichž nejjednodušší bylo chránit zařízení před korozí ve vlhkém a slaném vzduchu a vyvinout kompaktní, ale pevnou konstrukci se skládacím křídlem, silným podvozkem a přistávací hák. Mezi extrémně obtížné úkoly patřilo manévrování s dronem na naložené palubě letadlové lodi. Tento proces byl částečně automatizován a částečně přenesen do odpovědnosti operátora vzletu a přistání. Tento muž dostal na ruku malý tablet, pomocí kterého mohl pohybem prstu po obrazovce ovládat pohyb X-47B na palubě před vzletem a po přistání.

Aby mohl dron založený na nosiči vzlétnout a přistát na letadlové lodi, musela být loď modernizována instalací přístrojových přistávacích systémů. Letadla s posádkou přistávají na základě hlasového navádění od operátora letového provozu letadlové lodi, příkazů operátora přistání a vizuálních dat, včetně údajů z optického indikátoru kurzu-sestupové dráhy. To vše se pro dron nehodí. Musí obdržet data pro přistání v digitálně chráněné podobě. Aby bylo možné použít X-47B na letadlových lodích, museli vývojáři zkombinovat srozumitelný „lidský“ přistávací systém a nepochopitelný „bezpilotní“.

Mezitím se drony RQ-21A Blackjack již aktivně používají na amerických lodích. Jsou to americké námořní pěchoty. Zařízení je vybaveno malým katapultem, který na palubě lodi nezabere mnoho místa. Dron se používá k průzkumu, průzkumu a sledování. Blackjack má délku 2,5 metru a rozpětí křídel 4,9 metru. Zařízení je schopno dosáhnout rychlosti až 138 kilometrů za hodinu a zůstat ve vzduchu až 16 hodin. Dron se vypouští pomocí pneumatického katapultu a přistávání se provádí pomocí vzduchového finišeru. V tomto případě se jedná o tyč s lankem, za kterou se zařízení přichytí na křídle.

Povrchoví roboti

Na konci července 2016 provedla americká společnost Leidos společně s agenturou Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) Pentagonu námořní zkoušky robota lovce ponorek Sea Hunter. Jeho vývoj probíhá v rámci programu ACTUV. Testy byly považovány za úspěšné. Zařízení je postaveno podle trimaranského schématu, to znamená plavidla se třemi paralelními trupy navzájem spojenými nahoře. Diesel-elektrický robot je 40 metrů dlouhý a má celkový výtlak 131,5 tuny. Trimaran může dosáhnout rychlosti až 27 uzlů a má dolet deset tisíc mil.

Sea Hunter testuje od loňského jara. Je vybavena různými navigačními zařízeními a sonary. Hlavním úkolem robota bude detekce a pronásledování ponorek, ale robot bude také sloužit k doručování zásob. Kromě toho bude pravidelně vystavován na průzkumných misích. V tomto případě bude zařízení pracovat ve zcela autonomním režimu. Armáda takové roboty hodlá využívat především k vyhledávání „tichých“ dieselelektrických ponorek. Mimochodem, podle nepotvrzených zpráv byl robot během testů schopen detekovat ponorku na vzdálenost půl míle od sebe.

Konstrukce Sea Hunter v plném výtlaku poskytuje možnost spolehlivého provozu v mořských vlnách až do pěti bodů (výška vlny od 2,5 do 5 metrů) a přežití zařízení v mořských vlnách až do sedmi bodů (výška vlny od šesti do devíti metrů). Další technické podrobnosti o povrchovém robotu jsou tajné. Jeho testy proběhnou do konce letošního roku, poté robot vstoupí do služby u amerického námořnictva. Ti věří, že roboti jako Sea Hunter výrazně sníží náklady na odhalování nepřátelských ponorek, protože nebude nutné používat drahé speciální lodě.

Mezitím povrchový robot projektu ACTUV nebude prvním zařízením této třídy používaným armádou. Během posledních pěti let byl Izrael vyzbrojen roboty – hlídkovými čluny, které slouží k ovládání teritoriálních vod země. Jedná se o malé čluny vybavené sonary a radarovými stanicemi pro detekci hladinových lodí a ponorek na krátké vzdálenosti. Čluny jsou také vyzbrojeny kulomety ráže 7,62 a 12,7 mm a systémy elektronického boje. V roce 2017 přijme izraelské námořnictvo nové, rychlejší robotické hlídkové čluny Shomer Hayam (Defender).

Začátkem února 2016 izraelská společnost Elbit Systems prototypovala robota Seagull, který bude sloužit k vyhledávání nepřátelských ponorek a min. Robot je vybaven sadou sonarů, které mu umožňují efektivně detekovat velké i malé podvodní objekty. Racek vyrobený v trupu lodi dlouhé 12 metrů je schopen autonomního provozu po dobu čtyř dnů a jeho dolet je asi sto kilometrů. Je vybaven dvěma motory, které mu umožňují dosáhnout rychlosti až 32 uzlů. Racek unese užitečné zatížení až 2,3 tuny.

Při vývoji systému pro vyhledávání ponorek a min použila společnost Elbit Systems údaje o 135 jaderných ponorkách, 315 dieselelektrických ponorkách a ponorkách s elektrárnami nezávislými na vzduchu, jakož i několika stovkách miniponorek a podvodních vozidel. 50 procent lodí a zařízení, které skončily na základně, nepatří členským zemím NATO. Náklady na jeden autonomní komplex se odhadují na 220 milionů dolarů. Podle Elbit Systems mohou dva autonomní systémy Seagull při provádění protiponorkových operací nahradit jednu fregatu v námořních silách.

Kromě Izraele má povrchové roboty také Německo. V polovině letošního února robot německého námořnictva ARCIMS, určený k vyhledávání a odstraňování min, detekci ponorek, vedení elektronického boje a ochraně námořních základen. Tento autonomní člun, vyvinutý německou společností Atlas ElektroniK, je dlouhý 11 metrů. Unese užitečné zatížení až čtyři tuny. Loď má nárazuvzdorný trup a malý ponor. Díky dvěma motorům může robotický komplex dosáhnout rychlosti až 40 uzlů.

aktualizace obrany / Youtube

Podvodní roboti

Jako první se ve flotile objevili podvodní roboti, a to téměř okamžitě poté, co se začali využívat pro výzkumné účely. V roce 1957 vědci z Laboratoře aplikované fyziky na University of Washington poprvé použili podvodního robota SPURV ke zkoumání šíření zvuku pod vodou a záznamu podmořského hluku. V 60. letech 20. století se v SSSR začali k průzkumu dna používat podvodní roboti. Ve stejných letech začala do flotily vstupovat autonomní neobydlená podvodní vozidla. První takové roboty měly několik motorů pro pohyb pod vodou, jednoduché manipulátory a televizní kamery.

Dnes jsou podvodní roboti využíváni armádou v široké škále operací: pro průzkum, hledání a odstraňování min, hledání ponorek, inspekci podvodních struktur, mapování dna, komunikaci mezi loděmi a ponorkami a doručování nákladu. V říjnu 2015 ruské námořnictvo podvodních robotů "Marlin-350", vyvinuté petrohradskou společností "Tetis Pro". Roboty bude armáda využívat při pátracích a záchranných operacích, včetně inspekce nouzových ponorek, a také k instalaci sonarových markerů a zvedání různých předmětů ze dna.

Nový podvodní robot je navržen tak, aby hledal různé předměty a kontroloval dno v hloubce až 350 metrů. Robot je vybaven šesti vrtulemi. Při délce 84 centimetrů, šířce 59 centimetrů a výšce 37 centimetrů je hmotnost Marlin-350 50 kilogramů. Zařízení může být vybaveno všestranným sonarem, vícepaprskovým sonarem, výškoměrem, videokamerami a osvětlovacími zařízeními a také různými komunikačními zařízeními. V zájmu flotily se testuje i průzkumný podvodní robot Concept-M, schopný ponořit se do hloubky až tisíc metrů.

V polovině března letošního roku Krylovského výzkumné centrum pro nový způsob hlídkování vod. K tomu se plánuje použití podvodních robotů a určení přesných souřadnic podvodních objektů - reaktivních sonarových bójí. Předpokládá se, že podvodní robot bude hlídkovat po předem stanovené trase. Pokud zaznamená jakýkoli pohyb ve své oblasti odpovědnosti, kontaktuje nejbližší lodě nebo pobřežní základnu. Ty zase vypustí nad hlídkovou oblastí reaktivní sonarové bóje (odpalují se jako střely a jakmile jsou ve vodě, vydávají hydroakustický signál, jehož odrazem se určuje poloha ponorky). Takové bóje již určí přesnou polohu detekovaného předmětu.

Mezitím má švédská společnost Saab nové autonomní neobydlené podvodní vozidlo Sea Wasp, určené k vyhledávání, přemisťování a zneškodňování improvizovaných výbušných zařízení. Nový robot je založen na Seaeye, řadě komerčních podvodních dálkově ovládaných vozidel. Sea Wasp, vybavený dvěma elektromotory o výkonu každý pět kilowattů, dokáže dosáhnout rychlosti až osm uzlů. Má také šest 400 wattových trysek každý. Sea Wasp může používat manipulátor k pohybu min.

V březnu letošního roku koncern Boeing velkokapacitního podvodního robota Echo Voyager dlouhého 15,5 metru. Toto zařízení je vybaveno systémem vyhýbání se kolizi a může se pod vodou pohybovat zcela autonomně: speciální sonary jsou zodpovědné za detekci překážek a počítač vypočítá vyhýbací trasu. Echo Voyager obdržel dobíjecí energetický systém, jehož podrobnosti nejsou specifikovány. Robot může sbírat různá data, včetně mapování dna, a předávat je operátorovi. Echo Voyager nevyžaduje speciální podpůrnou loď jako ostatní podvodní roboti.

Christopher P. Cavas / Defense News

hybridní roboty

Námořní roboti schopní operovat ve více prostředích se začali objevovat relativně nedávno. Předpokládá se, že díky takovým zařízením bude armáda schopna ušetřit své rozpočty, protože nebude muset vynakládat různé roboty, kteří mohou, řekněme, létat a plavat, ale místo toho si koupit jednoho, který umí obojí. Poslední čtyři roky pracovala US Naval Postgraduate School na Aqua-Quad, kvadrokoptéře schopné přistávat a startovat z vody. Zařízení běží na solární energii a využívá ji k dobíjení baterií. Dron může být vybaven sonarovým systémem schopným detekovat ponorky.

Vývoj Aqua-Quad ještě nebyl dokončen. První zkušební testy zařízení proběhly loni na podzim. Dron je postaven podle čtyřpaprskového schématu s elektromotory s vrtulemi na koncích nosníků. Tyto šrouby o průměru 360 milimetrů jsou zašroubovány do aerodynamických krytů. Celý aparát je navíc také uzavřen v tenkém prstenci o průměru jednoho metru. Mezi nosníky je 20 solárních panelů. Hmotnost zařízení je asi tři kilogramy. Dron je vybaven baterií, jejíž energii využívá k létání. Délka letu Aqua-Quad je přibližně 25 minut.

Výzkumná laboratoř amerického námořnictva zase vyvíjí dva typy dronů – Blackwing a Sea Robin. Zařízení jsou testována od roku 2013. Tyto drony jsou pozoruhodné tím, že je lze vypouštět z ponorek. Jsou umístěny ve speciálních kontejnerech pro standardní torpédomet 533 mm. Po vypuštění a vynoření se kontejner otevře a dron vertikálně vzlétne. Poté může provádět průzkum mořské hladiny, přenášet data v reálném čase nebo fungovat jako opakovač signálu. Po vypracování takové drony přistanou na vodě nebo je „chytí“ vzduchové zachycovače lodí.

Singapurská společnost ST Engineering v únoru letošního roku uvedla na trh bezpilotní letoun leteckého typu schopný létat, přistávat na vodě a dokonce i plavat pod vodou. Tento dron, schopný efektivně fungovat ve dvou prostředích, dostal název UHV (Unmanned Hybrid Vehicle, unmanned hybrid vehicle). Hmotnost UHV je 25 kilogramů. Ve vzduchu může zůstat až 20-25 minut. UHV má jednu vrtuli a dvě vodní vrtule. Při přistání na vodní hladině se sklopí listy vrtule a k pohybu dronu se využívá vodní pohon.

V podvodním režimu se UHV může pohybovat rychlostí až čtyři až pět uzlů. Za přenos řídicích systémů z jednoho prostředí do druhého plně zodpovídá palubní počítač dronu. Vývojáři věří, že zařízení bude armádě užitečné pro průzkum a hledání podmořských min. Podobným projektem v loňském roce bylo Georgia Tech Unmanned Systems Center. Vyvinul dvoustřední kvadrokoptéru GTQ-Cormorant. Dron je schopen se ponořit do předem určené hloubky a plavat pod vodou pomocí vrtulí jako vrtulí. Projekt je financován US Naval Research and Development Office.

DARPA ale vyvíjí speciální hybridní roboty, které bude armáda používat jako cache. Předpokládá se, že taková zařízení vyvíjená od roku 2013 naložená palivem, municí nebo malými průzkumnými drony se z lodi uvolní a půjdou ke dnu. Tam se přepnou do režimu spánku, ve kterém mohou fungovat několik let. V případě potřeby bude loď schopna vyslat akustický signál z hladiny ke dnu, který robota probudí a ten vystoupí na hladinu, doplave k lodi a námořníci si budou moci vzít své skrýše. to.

Podvodní úložiště bude muset odolat tlaku více než 40 megapascalů, protože armáda je plánuje instalovat ve velkých hloubkách, kde nebudou přístupné ani amatérským potápěčům, ani potenciálním nepřátelským ponorkám. Zejména hloubka skladovacích zařízení dosáhne čtyř kilometrů. Pro srovnání, strategické ponorky se mohou ponořit do hloubky 400-500 metrů. Technické podrobnosti o robotech hybridní mezipaměti jsou klasifikovány. Jak se očekávalo, americká armáda obdrží první taková zařízení k testování ve druhé polovině roku 2017.

Není možné vyprávět o všech námořních robotech, které již byly uvedeny do provozu a stále se vyvíjejí v rámci jednoho materiálu - každá třída takových zařízení již má nejméně tucet různých jmen. Kromě vojenských námořních robotů se aktivně vyvíjejí i civilní vozidla, která vývojáři hodlají využít k nejrůznějším účelům: od přepravy cestujících a nákladu přes sledování počasí a studium hurikánů, od podvodního výzkumu a sledování komunikačních linek až po odstraňování následků. katastrof způsobených člověkem a záchrany pasažérů nouzových lodí. Na moři si roboti vždy najdou práci.

Vasilij Syčev

Ruské plně autonomní bezpilotní podvodní vozidlo „Poseidon“ nemá ve světě obdoby

Historie vzniku námořních robotických systémů začala v roce 1898 v Madison Square Garden, kdy slavný srbský vynálezce Nikola Tesla předvedl na výstavě rádiem řízenou ponorku. Někteří věří, že myšlenka na vytvoření robotů vodního ptactva se znovu objevila v Japonsku na konci druhé světové války, ale ve skutečnosti bylo použití „člověka-torpéda“ příliš iracionální a neúčinné.

Po roce 1945 se vývoj námořních dálkově ovládaných vozidel ubíral dvěma směry. V civilní sféře se objevily hlubokomořské batyskafy, které se později vyvinuly v robotické výzkumné komplexy. A vojenské konstrukční kanceláře se pokusily vytvořit povrchová a podvodní vozidla, aby mohla plnit celou řadu bojových misí. V důsledku toho vznikla v USA a Rusku různá bezpilotní povrchová vozidla (UAV) a bezpilotní podvodní vozidla (UAV).

V americkém námořnictvu se neobydlená námořní vozidla začala používat ihned po druhé světové válce. V roce 1946, během testů atomových bomb na atolu Bikini, americké námořnictvo na dálku odebíralo vzorky vody pomocí UAV – rádiem řízených člunů. Koncem 60. let bylo na BUA instalováno zařízení pro dálkové ovládání pro hledání min.

V roce 1994 americké námořnictvo zveřejnilo UUV Master Plan (UUV Master Plan), který počítal s používáním vozidel pro odminování, shromažďování informací a oceánografické úkoly v zájmu flotily. V roce 2004 byl zveřejněn nový plán pro podvodní drony. Popisovalo mise pro průzkum, minový a protiponorkový boj, oceánografii, komunikaci a navigaci, hlídkování a ochranu námořních základen.

Dnes americké námořnictvo klasifikuje UAV a UAV podle velikosti a aplikačních funkcí. To nám umožňuje rozdělit všechna robotická námořní vozidla do čtyř tříd (pro snazší srovnání aplikujeme tuto gradaci na naše námořní roboty).

X třída. Zařízení jsou malá (do 3 m) BPA nebo BPA, která by měla zajišťovat akce skupin sil speciálních operací (SOF). Mohou provádět průzkum a podporovat akce námořní úderné skupiny (KUG).

Přístavní třída. USU jsou vyvinuty na základě standardního 7metrového člunu s pevným rámem a jsou určeny k plnění úkolů zajištění námořní bezpečnosti a průzkumu. Kromě toho může být zařízení vybaveno různými zbraněmi v podobě bojových modulů. Rychlost takových UAV zpravidla přesahuje 35 uzlů a autonomie provozu je asi 12 hodin.

Třída šnorchlování. Jedná se o sedmimetrový UAV určený pro minové akce, protiponorkové operace a také pro podporu akcí MTR námořnictva. Rychlost pod vodou dosahuje 15 uzlů, autonomie - až 24 hodin.

Třída flotily. jeden 1 metr Tuhá BUA. Navrženo pro minové akce, protiponorkovou obranu a také pro účast v námořních operacích. Rychlost zařízení se pohybuje od 32 do 35 uzlů, autonomie - až 48 hodin.

Nyní se podívejme na UAV a UAV, které jsou ve službách amerického námořnictva nebo jsou vyvíjeny v jeho zájmu.

CUSV (Common Unmanned Surface Vessel). Bezpilotní člun třídy Fleet vyvinutý společností Textron. Mezi její úkoly bude patřit hlídkování, průzkum a úderné operace. CUSV je podobný běžnému torpédovému člunu: 11 metrů dlouhý, 3,08 metru široký, s maximální rychlostí 28 uzlů. Lze jej ovládat buď operátorem na vzdálenost až 20 km, nebo přes satelit na vzdálenost až 1 920 km. Autonomie CUSV je až 72 hodin, v ekonomickém režimu - až jeden týden.

ACTUV (Anti-Submarine Warfare Continuous Trail Unmanned Vessel). 140tunový BUA patřící do třídy Fleet Class je autonomní trimaran. Účel - lovec ponorek. Schopný zrychlit na 27 uzlů, cestovní dosah - až 6 000 km, autonomie - až 80 dní. Na palubě má pouze sonary pro detekci ponorek a prostředky komunikace s operátorem pro přenos souřadnic nalezené ponorky.

Hraničář. BPA (třída X), vyvinutý společností Nekton Research pro účast na expedičních misích, misích pro detekci podvodních min, průzkumných a hlídkových misích. Ranger je určen pro krátké mise, s celkovou délkou 0,86 m, váží těsně pod 20 kg a pohybuje se rychlostí asi 15 uzlů.

REMUS (Remote Environmental Monitoring Units). Jediný podvodní robot na světě (X-Class), který se zúčastnil bojů během války v Iráku v roce 2003. UAV byl vyvinut na základě civilního výzkumného vozidla Remus-100 společností Hydroid, dceřinou společností Kongsberg Maritime. Řeší úkoly provádění průzkumu min a podvodních inspekčních prací v podmínkách mělkého moře. REMUS je vybaven bočním snímacím sonarem s vysokým rozlišením (5x5 cm na vzdálenost 50 m), Dopplerovým záznamem, GPS přijímačem a také snímači teploty a vodivosti vody. Hmotnost UAV - 30,8 kg, délka - 1,3 m, pracovní hloubka - 150 m, autonomie - až 22 hodin, rychlost pod vodou - 4 uzly.

LDUUV (Large Displacement Unmanned Undersea Vehicle). Velké bojové UAV (třída Snorkeler). Podle koncepce velení amerického námořnictva by UAV měl mít délku asi 6 m, podvodní rychlost až 6 uzlů při provozní hloubce až 250 m. Autonomie plavby by měla být minimálně 70 dní. UAV musí plnit bojové a speciální úkoly v odlehlých mořských (oceánských) oblastech. Výzbroj LDUUV - čtyři 324mm torpéda a sonarové senzory (až 16). Úderný UAV by měl být použit z pobřežních bodů, hladinových lodí, ze silo launcheru (sila) víceúčelových jaderných ponorek typu Virginia a Ohio. Požadavky na hmotnostní a rozměrové charakteristiky LDUUV byly do značné míry určeny velikostí sil těchto lodí (průměr - 2,2 m, výška - 7 m).

Námořní roboti Ruska

Ruské ministerstvo obrany rozšiřuje škálu aplikací pro UAV a UAV pro námořní průzkum, boj s loděmi a bezpilotními prostředky, protiminové akce, koordinované odpalování skupin UAV proti zvláště důležitým nepřátelským cílům, odhalování a ničení infrastruktury, jako jsou napájecí kabely.

Ruské námořnictvo, stejně jako americké námořnictvo, považuje integraci UAV do jaderných a nejaderných ponorek páté generace za prioritu. Dnes se pro ruské námořnictvo vyvíjejí námořní roboti pro různé účely a v částech flotily jsou provozováni námořní roboti pro různé účely.

"Hledač". Robotický multifunkční bezpilotní člun (Fleet Class - podle americké klasifikace). JE AME (Petrohrad) se vyvíjí, nyní probíhají testy. Iskatel BNA by měl detekovat a sledovat povrchové objekty na vzdálenost 5 km pomocí opticko-elektronického sledovacího systému a podvodní objekty pomocí sonarových zařízení. Hmotnost cílového nákladu člunu je do 500 kg, akční rádius do 30 km.

Mayevka. Samohybný dálkově ovládaný vyhledávač-ničitel min (STIUM) (třída Snorkeler). Developerem je OAO GNPP Region. Účelem tohoto BPA je vyhledávat, detekovat kotevní, spodní a spodní miny pomocí vestavěného sonaru pro zobrazení sektoru. Na základě BPA probíhá vývoj nového protiminového BPA „Alexandrite-ISPUM“.

"Cembalo". UAV (Snorkeler Class) vytvořené v JSC "TsKB MT" Rubin "" v různých modifikacích již dlouho slouží ruskému námořnictvu. Slouží k výzkumným a průzkumným účelům, průzkumu a mapování mořského dna, vyhledávání potopených objektů. "Cembalo" navenek připomíná torpédo dlouhé asi 6 m a vážící 2,5 t. Hloubka ponoření je 6 km. Baterie UAV umožňují překonat vzdálenost až 300 km. Existuje modifikace nazvaná „Cembalo-2R-PM“, vytvořená speciálně pro kontrolu vod Severního ledového oceánu.

"Juno". Další model od JSC Central Design Bureau MT Rubin. Robotický dron (X-Class) o délce 2,9 m, s hloubkou ponoření až 1 km a autonomním dosahem 60 km. Yunona vypuštěná z lodi je určena k taktickému průzkumu v mořské zóně nejblíže „rodné straně“.

"Amulet". UAV (X-Class) byl také vyvinut společností JSC Central Design Bureau MT Rubin. Délka robota je 1,6 m. Seznam úkolů zahrnuje provádění pátracích a výzkumných operací o stavu podvodního prostředí (teplota, tlak a rychlost šíření zvuku). Maximální hloubka ponoření je asi 50 m, maximální rychlost pod vodou je 5,4 km/h, dosah pracovní plochy je až 15 km.

"Obzor-600". Záchranné síly ruské černomořské flotily přijaly UAV (X-Class) vytvořené Tethys-PRO v roce 2011. Hlavním úkolem robota je průzkum mořského dna a jakýchkoliv podvodních objektů. "Obzor-600" je schopen provozu v hloubce až 600 ma rychlosti až 3,5 uzlu. Je vybaven manipulátory, které dokážou zvednout břemeno o hmotnosti až 20 kg, a také sonarem, který umožňuje detekovat podvodní objekty na vzdálenost až 100 m.

Netřídní BPA, která nemá ve světě obdoby, vyžaduje podrobnější popis. Donedávna se projekt jmenoval „Status-6“. Poseidon je plně autonomní UAV, v podstatě rychlá, hlubokomořská, málo pozorovatelná, malá jaderná ponorka.

Palubní systémy a proudový pohon jsou poháněny jaderným reaktorem s tekutým chladivem kovů (LMC) o výkonu asi 8 MW. Reaktory ZhMT byly instalovány na ponorce K-27 (projekt 645 ZhMT) a ponorkách projektů 705/705K Lira, které mohly dosahovat podvodní rychlosti 41 uzlů (76 km/h). Proto se mnoho odborníků domnívá, že podvodní rychlost Poseidonu leží v rozmezí od 55 do 100 uzlů. Zároveň robot, měnící svou rychlost v širokém rozsahu, dokáže provést přechod na vzdálenost 10 000 km v hloubkách až 1 km. To vylučuje jeho detekci sonarovým protiponorkovým systémem SOSSUS rozmístěným v oceánech, který řídí přístupy k pobřeží USA.

Odborníci vypočítali, že Poseidon při cestovní rychlosti 55 km/h nelze detekovat dále než na vzdálenost až 3 km. Ale odhalit je jen polovina bitvy, ani jedno existující a slibné torpédo námořnictva zemí NATO nebude schopno dohonit Poseidon pod vodou. Nejhlubší a nejrychlejší evropské torpédo MU90 Hard Kill, vypuštěné při pronásledování rychlostí 90 km/h, jej bude schopno pronásledovat pouze na 10 km.

A to jsou jen „květiny“ a „bobule“ je jaderná hlavice třídy megatun, kterou Poseidon může nést. Taková hlavice může zničit formaci letadlových lodí (AUS) skládající se ze tří úderných letadlových lodí, tří desítek doprovodných lodí a pěti jaderných ponorek. A pokud dosáhne vodní plochy velké námořní základny, pak tragédie Pearl Harboru v prosinci 1941 klesne na úroveň lehkého dětského zděšení...

Dnes si kladou otázku, kolik Poseidonů může být na jaderných ponorkách projektu 667BDR Kalmar a 667BDRM Dolphin, které jsou v příručkách označeny jako nosiče ultramalých ponorek? Odpovídám, stačí, aby letadlové lodě případného nepřítele neopouštěly své cílové základny.

Dva hlavní geopolitičtí hráči, Spojené státy americké a Rusko, vyvíjejí a vyrábějí stále více UAV a UAV. Z dlouhodobého hlediska to může vést ke změně doktrín námořní obrany a taktiky vedení námořních operací. Zatímco námořní roboti závisejí na letadlových lodích, nelze očekávat drastické změny, ale skutečnost, že již provedli změny v rovnováze námořních sil, se stává nesporným faktem.

Alexey Leonkov, vojenský expert časopisu Arsenal of the Fatherland