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

Затерянный Хуэй Затерянный Хуэй

Как хуэй стали дунганами и оказались по другую сторону от Небесных Гор?

Вокруг света
Насекомые — пища на все времена Насекомые — пища на все времена

Поедание насекомых стимулировало трудовую деятельность наших предков

Наука и жизнь
Ирина Калабихина: «Демографический взрыв уже у нас за спиной» Ирина Калабихина: «Демографический взрыв уже у нас за спиной»

Экономист Ирина Калабихина — что с нами будет дальше и хватит ли всем места?

РБК
Бьюти-гаджеты Бьюти-гаджеты

Разбираемся в популярных девайсах для лица

Лиза
Виталий Несис Виталий Несис

Виталий Несис рекомендует бизнесменам играть в го

Собака.ru
Три мысли о зрелом возрасте Три мысли о зрелом возрасте

Как принять свою новую идентичность и полюбить новую себя

Psychologies
Мне надо сейчас Мне надо сейчас

Известный фотограф Ольга Павлова – о том, как случайно найти свое призвание

Домашний Очаг
Задачи маршрутизации адаптировали к квантовым вычислениям Задачи маршрутизации адаптировали к квантовым вычислениям

Правильная формулировка задачи может уменьшить число кубитов

N+1
20 самых мужских пород собак 20 самых мужских пород собак

Если решил завести собаку, то выбери достойную породу

Maxim
«Самое страшное в жизни — не ошибаться»: почему нужно овладеть искусством провала «Самое страшное в жизни — не ошибаться»: почему нужно овладеть искусством провала

Как воспринимают ошибки общество, наша психика и мозг

Forbes
Почему болят зубы, когда ты ешь сладкое: 5 возможных причин Почему болят зубы, когда ты ешь сладкое: 5 возможных причин

Объясняем, почему сладкое может провоцировать зубную боль: основные причины

Playboy
Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов

Что приготовить из тунца, консервированного в масле?

Playboy
«Устала я воевать, детка»: истории пяти героинь Великой Отечественной войны «Устала я воевать, детка»: истории пяти героинь Великой Отечественной войны

Пять историй женщин, которые воевали в Великую Отечественную войну

Cosmopolitan
Если сотрудник вечно жалуется вам на жизнь: что можно сделать Если сотрудник вечно жалуется вам на жизнь: что можно сделать

Что делать, если ваш коллега решил «поплакаться в жилетку»

Psychologies
Петров, Хабенский, Аксенова и другие: актеры из простых семей и их родители Петров, Хабенский, Аксенова и другие: актеры из простых семей и их родители

Талант — не всегда генетика, что доказывают российские артисты из простых семей

Cosmopolitan
«Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории «Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории

Банана, банана-мама…

Maxim
Почему в корпорации исчезает атмосфера стартапа: опыт главы Waze, который боролся за свободу внутри Google и сдался Почему в корпорации исчезает атмосфера стартапа: опыт главы Waze, который боролся за свободу внутри Google и сдался

Ноам Бардин — что произошло с его независимым стартапом после продажи ИТ-гиганту

VC.RU
Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача

Макияж — неотъемлемая часть жизни современной женщины

Cosmopolitan
Тюркские юрты, саамский футбол, хоомей и тихий Дон: куда поехать, чтобы познакомиться с культурой народов России Тюркские юрты, саамский футбол, хоомей и тихий Дон: куда поехать, чтобы познакомиться с культурой народов России

Пять российских этнопарков, раскрывающих разные стороны России

Forbes
Феномен советского киногероя: кого на самом деле любила вся страна? Феномен советского киногероя: кого на самом деле любила вся страна?

Достойны ли были советские киногерои звания "самый желанный персонаж СССР"?

Cosmopolitan
Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита

Химики вырастили монокристалл для очень чувствительного фотоэлемента

N+1
Сомнения батьки: ждет ли белорусов настоящий транзит власти Сомнения батьки: ждет ли белорусов настоящий транзит власти

Когда уйдет Александр Лукашенко

Forbes
«Новости со всех концов света»: Том Хэнкс соединяет штаты Америки и ведет ее в будущее словом «Новости со всех концов света»: Том Хэнкс соединяет штаты Америки и ведет ее в будущее словом

«Новости со всех концов света» — полюбившийся всем вестерн от Пола Гринграсса

Esquire
Форменное благочестие Форменное благочестие

Простое печенье маамуль издавна объединяет неспокойный мир Ближнего Востока

Вокруг света
Каменные гости:  как топ-менеджер «Адаманта» стал коллекционером минералов Каменные гости:  как топ-менеджер «Адаманта» стал коллекционером минералов

Как Владимир Голубев увлекся камнями и что ему удалось собрать

Forbes
Люди вынудили диких животных преодолевать более значительные расстояния Люди вынудили диких животных преодолевать более значительные расстояния

Это может угрожать существованию целых видов

N+1
Дакота Джонсон и Джейсон Сигел о настоящей дружбе, подлизах и мечтах Дакота Джонсон и Джейсон Сигел о настоящей дружбе, подлизах и мечтах

Интервью с Дакотой Джонсон и Джейсоном Сигелом

Cosmopolitan
Не спать всю ночь и пережить день? Легко! Не спать всю ночь и пережить день? Легко!

Как оставаться бодрой после бессонной ночи?

Cosmopolitan
Только хорошее: как получать радость от покупок и дарить ее другим Только хорошее: как получать радость от покупок и дарить ее другим

Как научиться радоваться жизни, красивым вещам и даже автомобильным пробкам

Cosmopolitan
Эра человечности: как пандемия и удаленка меняют отношения между сотрудниками Эра человечности: как пандемия и удаленка меняют отношения между сотрудниками

Жизнь на удаленке оказалась довольно удобной и выгодной для многих

Forbes
Открыть в приложении