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

Академик Евгений Чойнзонов: «Путь к онкологу должен быть коротким» Академик Евгений Чойнзонов: «Путь к онкологу должен быть коротким»

Томская онкология известна далеко за пределами России

Наука
Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда

Отрывок из дебютного детективного романа «Братство» Ингара Йонсруда

СНОБ
Невидимые миру Невидимые миру

Жён советских лидеров часто называли «первыми леди СССР». Но это были лишь слова

Дилетант
13,5 важнейших революций 13,5 важнейших революций

Краткий обзор революций, перевернувших мир

Maxim
Сексуальность и сексапильность. В чем разница? Сексуальность и сексапильность. В чем разница?

Когда мы говорим «она/он выглядит очень сексуально», что мы имеем в виду?

СНОБ
Возрожденная британская популяция журавлей преодолела рубеж в двести особей Возрожденная британская популяция журавлей преодолела рубеж в двести особей

Как в Великобритании восстанавливают популяцию журавлей

N+1
10 самых ядовитых растений 10 самых ядовитых растений

Большинство растений кажутся безобидными, но их не стоит недооценивать

Популярная механика
Элеонора Севенард: «В балете, как в жизни, – если упал, надо подниматься и продолжать» Элеонора Севенард: «В балете, как в жизни, – если упал, надо подниматься и продолжать»

Солистка Большого театра Элеонора Севенард о плюсах служебного романа

Grazia
Беспощадные поиски правды: «Рыцари справедливости» — мощная трагикомедия с Мадсом Миккельсеном Беспощадные поиски правды: «Рыцари справедливости» — мощная трагикомедия с Мадсом Миккельсеном

«Рыцари справедливости» трагикомедия о бессмысленной и беспощадной мести

Forbes
Осторожно, окрашено! Осторожно, окрашено!

Визажистка Пэт Макграт превратила подиумный макияж в вид искусства

Vogue
«Эшелон на Самарканд»: фрагмент нового романа Гузель Яхиной о страшном голоде в Поволжье 1920-х годов «Эшелон на Самарканд»: фрагмент нового романа Гузель Яхиной о страшном голоде в Поволжье 1920-х годов

Книга Гузели Яхиной «Эшелон на Самарканд» посвящена голоду в Поволжье в 1920-х

Esquire
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
Будь нежной и женственной! Самые романтичные принты на весну и как их сочетать Будь нежной и женственной! Самые романтичные принты на весну и как их сочетать

Одежда с каким принтом должна быть в твоем гардеробе весной

Cosmopolitan
«Я не смогла сопротивляться страсти»: Мария Максакова увела Вороненкова из семьи «Я не смогла сопротивляться страсти»: Мария Максакова увела Вороненкова из семьи

Мария Максакова рассказала о своем скандальном браке с Денисом Вороненковым

Cosmopolitan
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
Сидней Рейли: одессит на тайной службе ее величества Сидней Рейли: одессит на тайной службе ее величества

Сидней Рейли проворачивал миллионные авантюры и планировал развалить СССР

Maxim
Как изменились звезды сериала Как изменились звезды сериала

С 2004 по 2009 год страна следила за приключениями "прекрасной няни" Вики

Cosmopolitan
Mitsubishi L200 Siber Truck. Проверено Сибирью Mitsubishi L200 Siber Truck. Проверено Сибирью

Mitsubishi L200 в ярком камуфляже — проект сибирского технического центра STC

4x4 Club
Мадагаскарских пауков заподозрили в охоте на лягушек с помощью ловушек из листьев Мадагаскарских пауков заподозрили в охоте на лягушек с помощью ловушек из листьев

Мадагаскарские пауки могут использовать растительные ловушки для ловли лягушек

N+1
Вход в зону комфорта: как заниматься спортом зимой Вход в зону комфорта: как заниматься спортом зимой

Зимой тоже можно заниматься спортом в удовольствие: объясняем, как это делать

РБК
Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал

Илон Маск в очередной раз удивил автомобильный рынок

Популярная механика
Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки

Знаменитости, в честь которых названы одни из самых желанных сумок в мире

Cosmopolitan
Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты

Как в этом огромном мире разнообразных работ найти свою идеальную работу

Maxim
«Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать «Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать

История о спутанности ролей, рассказанная дочерью и матерью

Psychologies
Ингредиенты решают: как пользоваться косметикой, чтобы она была эффективной Ингредиенты решают: как пользоваться косметикой, чтобы она была эффективной

Косметические ингредиенты: правила грамотного сочетания

Cosmopolitan
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

Дэвид Линч: я узнал все в своей жизни потому, что решил попробовать что-то новое

Esquire
Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III

Hitman III — заключительная часть трилогии о киллере под именем Агент 47

Esquire
Самодельное оружие всех времен, которое прочно вошло в мировое вооружение Самодельное оружие всех времен, которое прочно вошло в мировое вооружение

Триумф военной смекалочки!

Maxim
«Жизнь и борьба Белостокского гетто. Записки участника Сопротивления» «Жизнь и борьба Белостокского гетто. Записки участника Сопротивления»

Отрывок из книги Сергея Беркнера о Белостокском гетто — его жизни и восстании

N+1
Инструкция по эксплуатации человека: правила общения с нянями, водителями и другими помощниками Инструкция по эксплуатации человека: правила общения с нянями, водителями и другими помощниками

Всё, что нужно знать о помощниках по хозяйству

Maxim
Открыть в приложении