Аппарат «Витязь-Д» совершил погружение на дно Марианской впадины

НаукаНаука

Всё ниже, и ниже, и ниже

Многие передовые страны создают линейку автоматов для освоения океанов. Важная роль принадлежит автономным беспилотным аппаратам с элементами искусственного интеллекта. Самый молодой российский аппарат такого типа — «Витязь-Д» — в мае совершил погружение на дно Марианской впадины.

Владимир Тесленко, кандидат химических наук

Марианская впадина — самая низкая и глубокая точка нашей планеты. В этом месте геологическое строение океанической земной коры очень сложное. Она сформировалась около 180 млн лет назад в процессе движения литосферных плит. Краевая часть Тихоокеанской плиты в течение миллионов лет «подползает» под Филиппинскую, как более старая и «тяжелая». Желоб тянется вдоль Марианских островов на 1,5 тыс. км. Он имеет V-образный профиль: крутые (7–9°) склоны, плоское дно шириной 1–5 км, которое разделено порогами на несколько замкнутых депрессий. У дна давление воды достигает 108,6 МПа, или 1 тыс. атмосфер.

Начало формированию рынка морской робототехники было положено в 1950-е годы. Первоначально предназначавшиеся для изучения водной среды и поиска затонувших объектов морские роботизированные комплексы в дальнейшем стали эффективным средством выполнения широкого спектра задач, как в интересах военно-морских сил, так и в научных и технологических целях.

«Витязь»

Важным событием стало изготовление автономного необитаемого подводного аппарата из состава комплекса «Витязь-Д». Работы начаты в 2015 году (при этом имелся существенный задел у специалистов от Владивостока до Санкт-Петербурга с 1990х). В 2016 году были подписаны итоговые документы о выполнении аванпроекта. Заказчиком выступил Фонд перспективных исследований (Москва). Основная проектная документация была подготовлена в 2017 году. В сентябре 2017 года состоялось открытие Лаборатории морских роботизированных комплексов ЦКБ «Рубин», созданной для создания демонстратора комплекса «Витязь-Д». Церемония закладки автономного необитаемого подводного аппарата из состава комплекса «Витязь-Д» прошла 18 ноября 2018 года на сборочном стапеле опытно-экспериментального производства АО «Рубин». Сборка закончена в апреле 2019 года. В этом же году аппарат «Витязь-Д» был доставлен на Тихоокеанский флот. В акватории Японского моря с борта спасательного буксира «Фотий Крылов» было выполнено несколько глубоководных погружений для подтверждения заявленных технических характеристик.

Марианская впадина

8 мая 2020 года в 22 часа 34 минуты по московскому времени «Витязь-Д» совершил погружение на дно Марианской впадины. Датчики зафиксировали глубину 10 028 м. Аппарат провел картографирование, фото и видеосъемку морского дна, изучил параметры морской среды. Продолжительность миссии без учета погружения и всплытия составила более трех часов. Комплекс сверхглубоководного погружения способен работать на предельных глубинах Мирового океана. Оборудование позволяет аппарату производить обзорно-поисковую и батиметрическую съемку района, забор проб, гидролокационную съемку рельефа дна, измерять гидрофизические параметры. Благодаря использованию элементов искусственного интеллекта аппарат может самостоятельно обходить препятствия, находить выход из ограниченного пространства и решать другие интеллектуальные задачи.

Как устроен «Витязь-Д»

Генеральный директор ЦКБ «Рубин» Игорь Вильнит заявил, что в ходе работы над проектом был реализован полный цикл создания современной наукоемкой техники от проектирования до проведения глубоководных испытаний. Комплекс «Витязь-Д» имеет двойное назначение. В гражданском аспекте он предназначен для проведения исследований на предельных глубинах, отработки технологий создания экстремальной робототехники, создания технических средств для разведки и последующей добычи конкреций полезных ископаемых.

При разработке комплекса использовался накопленный в аналогичных проектах опыт, что позволило всего за три года определить облик нового аппарата и донной станции, создать архитектурно-компоновочную схему, проработать размещение радиоэлектронного оснащения, гидроакустических средств, аккумуляторных батарей и движительно-рулевого комплекса.

Литера «Д» в названии комплекса указывает на его функцию демонстратора.

Комплекс включает три главных устройства:

1) сам глубоководный спускаемый аппарат,

2) донная станция связи и навигации,

3) корабельное оборудование.

Важно подчеркнуть, что глубоководный спускаемый аппарат и донная станция представляют собой проницаемые конструкции, обладающие нулевой плавучестью. Оба эти устройства изготовлены из титановых сплавов.

Внешняя оболочка глубоководных устройств образуется блоками плавучести, которые установлены на несущую конструкцию. Использован высокопрочный легковесный сферопластик марки СПМ5 по ТУ 22.21.42002 480030482018. Как рассказал эксклюзивно для «Ъ-Науки» заместитель генерального директора ООО «Прометей-Энергия» (Санкт-Петербург) Игорь Попов, этот материал был разработан и поставлен на производство специально для проекта «Витязь-Д». «Сферопластик марки СПМ5 представляет собой высокопрочный легковесный литой материал горячего отверждения с закрытоячеистой структурой, работоспособный в пресной и морской воде с примесями нефтепродуктов. Плотность сферопластика составляет 680–720 кг на кубический метр, а гидростатическая прочность не менее 140 МПа (1381,6 атмосфер)»,— пояснил Попов.

Глубоководные ТТХ

Подводный аппарат «Витязь-Д» имеет массу порядка 2 тонн и габариты 4 х 1 м. Он включает движительный комплекс, носовой заглубитель для отбора грунта, блоки плавучести, литий-ионную аккумуляторную батарею, уравнительный баланс, датчики глубины, эхолоты (носовые и кормовые) и видеокамеры, необходимые приборы, модуль связи, аварийный балласт, блок управления. Мощность энергоустановки мы можем оценить в 100 кВт.

Кабельная сеть реализована на основе маслонаполненных трубок с системой компенсации давления. Она предназначена для обеспечения герметичности соединений электрических цепей между прочными контейнерами (узлами) аппаратов за счет избыточного давления рабочей жидкости.

Наиболее сложным в техническом плане является движительно-рулевой комплекс. Его создали в ООО «Инновационные подводные технологии» (Санкт-Петербург). Главный конструктор и совладелец этого предприятия Александр Финкельштейн не уклонялся от контакта с «Ъ-Наукой», однако отказался сообщить подробности. Ясно, что эффективность использования автономных подводных аппаратов определяется длительностью выполнения миссии в условиях экономии энергозатрат на движение. Точная настройка нулевой остаточной плавучести аппарата не представляется возможной ввиду ее зависимости от водоизмещающего объема, а также от плотности воды, которая определяется температурой, соленостью и глубиной погружения. По-видимому, компенсация остаточной плавучести на ходу обеспечивается движением аппарата с ненулевым углом атаки, что приводит к увеличению его гидродинамического сопротивления и энергопотребления маршевых движителей. В режиме позиционирования плавучесть компенсируется работой вертикальных подруливающих движителей.

Борьба с сетями, акулами и вероятным противником

Борьба с орудиями лова рыбы является проблемой для подводных роботов. Не вызывает сомнения, что встреча АНПА с рыбацкими сетями, тралами, ловушками не сулит для него ничего хорошего. В этой связи АНПА должен быть оснащен бортовым гидроакустическим комплексом, который в совокупности с алгоритмами обработки сигнала должен «видеть» орудия лова рыбы на дистанции порядка 300 м, а также средствами борьбы с рыболовными сетями (сетепрорезателем и др.).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Светская хроника XVI века Светская хроника XVI века

Известные мужчины, сумевших завоевать симпатии Маргариты

Дилетант
Астрономы впервые нашли гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера Астрономы впервые нашли гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера

Ученые изучили атмосферу горячего юпитера WASP-31b

N+1
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Невероятная жизнь изобретателя велосипеда Невероятная жизнь изобретателя велосипеда

Немецкий барон Карл фон Дрез изобрел не только велосипед

Maxim
Луна, женщины, СССР: зачем смотреть сериал «Ради всего человечества» Луна, женщины, СССР: зачем смотреть сериал «Ради всего человечества»

Сериал «Ради всего человечества» — проект-фантазия о космических достижениях США

РБК
Эффект Netflix: как сериалы делают модными шахматы и помогают продавать кроссовки Эффект Netflix: как сериалы делают модными шахматы и помогают продавать кроссовки

Современные сериалы могут поднять продажи чего угодно

Forbes
На пути к вершине Казбека: как новый Tiguan справляется с горными дорогами На пути к вершине Казбека: как новый Tiguan справляется с горными дорогами

Volkswagen Tiguan на живописных горных дорогах Северной Осетии

Forbes
Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после

Блефаропластика – операция, которая действительно может творить чудеса с глазами

Cosmopolitan
Платья-кольчуги, модная революция и «Барбарелла»: что нужно знать о дизайнере Пако Рабане Платья-кольчуги, модная революция и «Барбарелла»: что нужно знать о дизайнере Пако Рабане

Пако Рабан — основатель модного футуризма шестидесятых

Esquire
«Не нравится феминизм — учите матчасть»: Яна Чурикова — о равноправии, «людях из телека» и своем новом шоу «Не нравится феминизм — учите матчасть»: Яна Чурикова — о равноправии, «людях из телека» и своем новом шоу

Яна Чурикова — о том, как быть феминисткой в профессии, где оценивают внешность

Forbes
Одна вокруг света: долина вулканов и песчаная буря на озере Одна вокруг света: долина вулканов и песчаная буря на озере

109 серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Мэтью Макконахи: «В восемнадцать меня избили до беспамятства, швырнули в автофургон и надругались» Мэтью Макконахи: «В восемнадцать меня избили до беспамятства, швырнули в автофургон и надругались»

Отрывок из мемуаров Мэтью Макконахи «Зеленый свет»

GQ
Как сделать очки виртуальной реальности из картона? Как сделать очки виртуальной реальности из картона?

Превращаем смартфон в очки виртуальной реальности отменного качества

Популярная механика
Владимир Мухин: «Не думаю, что цены в Krasota чрезмерно высоки. Все-таки дегустационный сет – это не просто 13 курсов вкусной еды, а целый год творческой работы» Владимир Мухин: «Не думаю, что цены в Krasota чрезмерно высоки. Все-таки дегустационный сет – это не просто 13 курсов вкусной еды, а целый год творческой работы»

Герой этого номера GRAZIA – пожалуй, самый известный российский шеф-повар

Grazia
Как сделать волосы густыми и мягкими: 7 советов для идеальной прически Как сделать волосы густыми и мягкими: 7 советов для идеальной прически

Шикарные волосы — это необязательно заслуга природы

Cosmopolitan
10 стран с самым грязным воздухом 10 стран с самым грязным воздухом

Топ-10 стран, лидирующих по выбросу углекислого газа

Популярная механика
Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем

Зима — это в том числе и солнечные дни, и красота заснувшей природы, и спорт

Psychologies
«Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня «Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня

Часть романтики морских путешествий состоит в ощущении опасности

Популярная механика
10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир 10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир

Главное в спорте — подтверждение того, что границы возможностей человека условны

РБК
Антидепрессант остановил разрушение хрящей при остеоартрите Антидепрессант остановил разрушение хрящей при остеоартрите

Пароксетин может стать препаратом для лечения остеоартрита

N+1
8 книг о важном: как говорить с детьми на серьезные темы 8 книг о важном: как говорить с детьми на серьезные темы

7 книг, которые помогут тебе поднять сложные темы в разговоре с ребенком

Cosmopolitan
Футбольный провидец: как Лионель Месси разгадал парадокс времени Футбольный провидец: как Лионель Месси разгадал парадокс времени

Глава из книги Мэтью Сайеда «От лучшего к величайшему», посвященная Месси

Forbes
Хватит мной управлять! Хватит мной управлять!

Как развить эмоциональный интеллект?

Лиза
Эти чувства — вода Эти чувства — вода

Сергей Лазарев провел новогодние каникулы с друзьями на Бали

OK!
Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием

В традиционном народном творчестве заключена целительная сила

Psychologies
«Искусство статистики. Как находить ответы в данных» «Искусство статистики. Как находить ответы в данных»

Выводы из данных — процесс «индуктивного умозаключения»

N+1
Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда

Отрывок из дебютного детективного романа «Братство» Ингара Йонсруда

СНОБ
Кровавое воскресенье — 2021 Кровавое воскресенье — 2021

Есть ли шанс вернуть его былую лояльность?

СНОБ
Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом

Начать знакомство с миром вина и оперы — несложно и очень увлекательно

РБК
«Секретная война»: Никиту Хрущева обвинили в убийстве Джона Кеннеди «Секретная война»: Никиту Хрущева обвинили в убийстве Джона Кеннеди

Бывший глава ЦРУ выдвинул внезапную версию убийства Кеннеди

Cosmopolitan
Открыть в приложении