Беспилотный подводный аппарат - Unmanned underwater vehicle

"UUV" перенаправляется сюда. Код крышки UUV FAA см. Салливан Региональный аэропорт.

Беспилотные подводные аппараты (UUV), иногда известный как подводные дроны,[1] какие-либо транспортные средства, которые могут работать под водой без человек житель. Эти автомобили можно разделить на две категории: дистанционно управляемые подводные аппараты (ROUV), которые управляются удаленным оператором, и автономные подводные аппараты (АПА), которые работают независимо от прямого вмешательства человека. Иногда только автомобили второй категории считаются своего рода робот, но относящиеся к первой категории тоже роботы, похожие на хирургические роботы, которые также обычно требуют оператора.

Приложения

АНПА РЕМУС (спереди) и Морская лисица (задний)

Военно-морские силы многих стран, включая США, Великобританию, Францию, Россию и Китай.[2] в настоящее время создают беспилотные аппараты, которые будут использоваться в океанических войнах для обнаружения и уничтожения подводных мин. Например, РЕМУС это трехфутовый робот, используемый для разминирования одной квадратной мили за 16 часов.[3] Это намного эффективнее, так как команде дайверов потребуется более 21 дня для выполнения той же задачи. Помимо БПА с целью обезвреживания мин, с 2008 года начали прототипироваться автономные подводные лодки.[4] Особенно автономные подводные лодки сталкиваются с теми же этическими проблемами, что и другое беспилотное оружие.[4] Другие приложения включают осмотр корпуса судна (Bluefin),[5] осмотр обломков корабля (Blueye Pioneer),[6] дезактивация, разведка и добыча / бурение ядерных реакторов.

У беспилотных подводных аппаратов есть другие потенциальные военные применения. Опрос, проведенный RAND Corporation для американских военных проанализировали миссии, которые могут выполнять беспилотные подводные аппараты, в том числе разведку, разведка, противоминные меры, и подводная война. В обзоре они перечислены в порядке убывания важности.[7]

НПА обычно используются в океанических исследованиях для таких целей, как измерение течений и температуры, картографирование дна океана и Гидротермальный источник обнаружение. Беспилотные подводные аппараты утилизируют картографирование морского дна, батиметрия, цифровые камеры, магнитные датчики и ультразвуковые изображения. В Океанографическое учреждение Вудс-Хоул использует машину под названием Sentry, которая предназначена для картографирования дна океана на глубине шести тысяч метров. Автомобиль имеет форму, позволяющую минимизировать водонепроницаемость во время погружений, и использует системы акустической связи, чтобы сообщать о состоянии автомобиля во время работы. Беспилотные подводные аппараты способны регистрировать условия и местность под морским льдом, поскольку риск отправки беспилотного аппарата в нестабильные ледяные образования намного ниже, чем у пилотируемого судна. Беспилотные аппараты планерного типа часто используются для измерения температуры океана и силы течений на разных глубинах. Их простота и низкие эксплуатационные расходы позволяют использовать больше БПА с большей частотой, повышая точность и детализацию сводок погоды в океане. Многие БПА, спроектированные с целью сбора образцов или изображений морского дна, относятся к буксируемому типу, тянутся с помощью судового кабеля либо вдоль морского дна, либо выше. Буксируемые транспортные средства могут быть выбраны для задач, требующих большого количества энергии и передачи данных, таких как тестирование образцов и получение изображений высокой четкости, поскольку их буксирный трос служит способом связи между диспетчером и судном. Science Direct утверждает, что использование беспилотных подводных аппаратов постоянно растет с момента их появления в 1960-х годах и находит наиболее частое применение в научных исследованиях и сборе данных. Oceanservice описывает автомобили с дистанционным управлением (ROV) и Автономный подводный аппарат (AUV) как два варианта UUV, каждый из которых может выполнять одни и те же задачи, при условии, что аппарат правильно спроектирован.[нужна цитата ]

OODA Technologies, компания по сбору и анализу данных, очень заинтересована в использовании БПА вдоль побережья Канады. Согласно OODA,[8] эти беспилотные летательные аппараты обеспечивают гораздо больший охват территории при гораздо меньших затратах. Также утверждается, что качество данных, возвращаемых беспилотными морскими аппаратами, намного выше, чем у традиционных пилотируемых аппаратов.[нужна цитата ]

Реализации

Эти примеры применения имели место во время четвертой итерации учений Advanced Naval Technology в августе в Центре подводных боевых действий ВМС в Ньюпорте. Первый образец беспилотных подводных аппаратов продемонстрировала компания Northrop Grumman с их воздушным сбросом. гидроакустический буй С пожарного разведчика. На протяжении всей демонстрации компания использовала: e Iver3-580 (Northrop Grumman AUV), чтобы показать способность своих транспортных средств искать мины, а также отображать их систему автоматического распознавания целей в реальном времени. Другая компания, Huntington Ingalls Industries, представили свою версию беспилотного подводного аппарата Proteus. Proteus - это двухрежимный подводный аппарат, разработанный Huntington и Battelle, компания во время презентации продемонстрировала свои возможности беспилотного подводного аппарата, проведя демонстрацию боевых действий на морском дне. Во время демонстрации машина использовала гидролокатор с синтезированной апертурой который был прикреплен как к левому, так и к правому борту корабля, что позволяло беспилотному подводному аппарату определять цели, размещенные под водой, и в конечном итоге устранять их. Росс Линдман (операционный директор группы технической поддержки флота компании) заявил, что «большое значение этого состоит в том, что мы провели полную цепочку уничтожения»[нужна цитата ]. «Мы выполнили сокращенную версию реальной миссии. Мы не сказали:« Ну, мы делаем эту часть, и вы должны представить то или это ». Мы провели все это, чтобы проиллюстрировать возможности, которые можно использовать в Ближайшее."[нужна цитата ] Финальную демонстрацию беспилотных подводных аппаратов провел Общая динамика, компания продемонстрировала свой кросс-доменный многоплатформенный UUV с помощью инструмента моделирования боевых действий театра военных действий. С помощью этого моделирования они показали Прибрежный боевой корабль вместе с двумя беспилотными подводными аппаратами. Целью этого упражнения было продемонстрировать скорость связи между оператором и БПА. Джеймс Ланжевен, доктор медицинских наук, высокопоставленный член подкомитета Комитета по вооруженным силам Палаты представителей по возникающим угрозам, заявил в связи с этим упражнением: «Все это ведет к тому, что командующий боевыми действиями может принимать решения, основанные на то, что он считает надежным вводом данных, быстрее, чем его противник, - сказал он. «Это цель - мы хотим иметь возможность… позволить им принимать решения, связанные с войной, быстрее, чем кто-либо другой».[нужна цитата ] Эти учения проводились с целью продемонстрировать применение беспилотных подводных аппаратов в военном сообществе, а также инновации, созданные каждой компанией для лучшего соответствия этим конкретным типам миссий.[нужна цитата ]

Обеспокоенность

Основная проблема беспилотных подводных аппаратов - это связь. Связь между пилотом и беспилотным транспортным средством имеет решающее значение, однако существует множество факторов, которые могут помешать связи между ними. Одна из основных проблем связана с искажением передач под водой, потому что вода может искажать подводные передачи и задерживать их, что может быть очень серьезной проблемой в миссии, чувствительной ко времени. Связь обычно нарушается из-за того, что беспилотные подводные аппараты используют акустические волны, а не более обычные электромагнитные волны. Акустическая волна передачи часто задерживаются на 1-2 секунды, потому что они движутся медленнее, чем другие типы волн. Это не включает условия окружающей среды, которые также могут препятствовать обмену данными, такие как отражение, преломление и поглощение сигнала. Они влияют на общий разброс в воде и ухудшают сигнал, делая эту систему связи довольно задержанной по сравнению с другими источниками связи.[9] Еще одна система, которая использует акустические волны, находится в навигации этих беспилотных автомобилей, точная навигация является обязательной для этих беспилотных транспортных средств для выполнения своих задач. Популярной навигационной системой на борту этих беспилотных подводных аппаратов является акустическое позиционирование, который также сталкивается с теми же проблемами, что и акустическая связь, потому что они используют ту же систему. Королевский флот Нидерландов опубликовал статью[10] подробно рассказывая о своих опасениях по поводу беспилотных морских транспортных средств. Королевский военно-морской флот Нидерландов серьезно обеспокоен способностью БПА уклоняться от обнаружения и выполнять задачи, невозможные на пилотируемых судах. Адаптивность и полезность беспилотных подводных аппаратов означает, что будет сложно предсказать их будущие действия и противостоять им.[нужна цитата ]В последние годы такие проекты, как TWINBOT, разрабатывают новые способы связи между несколькими АПА GIRONA500.[11]

Инцидент 2016 г.

16 декабря 2016 года китайский военный корабль захватил подводный беспилотник, который находился в процессе извлечения кораблем ВМС США. USNS Bowditch. Днем позже Минобороны Китая заявило, что вернет дрон в США. Пентагон подтвердил это и заявляет, что дрон, используемый для сбора данных о погоде и температуре, не вооружен.[12] Дрон вернули через несколько дней.[13]

Рекомендации

  1. ^ "Шпионы нацелены на флот подводных дронов: отчет". ABC News. 27 октября 2011 г.. Получено 11 апреля 2018.
  2. ^ «ВМС Китая представляют нового большого подводного робота, который может изменить правила игры | Forbes». Forbes. 2019-10-01. Получено 2020-01-16.
  3. ^ Карафано Дж. И Гаджель А. (2007). Роботы Пентагона: вооружая будущее [Электронная версия]. Справочная информация 2093, 1-6.
  4. ^ а б Лин П., Бекей Г. и Эбни К. (2008). Автономная военная робототехника: риск, этика и дизайн. Электронная версия
  5. ^ "General Dynamics демонстрирует АПА для осмотра корпуса судна | Технология беспилотных систем". Технология беспилотных систем. 2016-09-24. Получено 2017-02-14.
  6. ^ Blueye Robotics (19 декабря 2018 г.), ВМС Норвегии пилотируют подводный дрон Blueye Pioneer | Фрегат Хельге Ингстад, получено 2019-02-25
  7. ^ Роберт В. Баттон; Джон Камп; Томас Б. Кертин; Джеймс Драйден (2009). «Обзор миссий беспилотных подводных аппаратов» (PDF). Национальный научно-исследовательский институт обороны: 223 - через RAND.
  8. ^ Аллард, Янник; Шахбазян, Элиза (2014). "Информационное исследование беспилотных подводных аппаратов (UUV)". Центр оборонной технической информации: 78 - через Google.
  9. ^ Ян, З .; Wang, L .; Wang, T .; Ян, З .; Chen, T .; Сюй, Дж. (2018). "Алгоритм полярной совместной навигации для беспилотных подводных аппаратов с учетом задержек связи". Датчики. 18 (4): 1044. Дои:10,3390 / с18041044. ЧВК  5948495. PMID  29601537.
  10. ^ Бремер, Р. Х .; Cleophas, P L; Фитски, HJ; Кеус, Д. (2007). «Беспилотные надводные и подводные аппараты». Центр оборонной технической информации: 126.
  11. ^ Centelles, Диего; Сориано-Асенси, Антонио; Марти, Хосе Висенте; Марин, Рауль; Санс, Педро Дж. (28 августа 2019 г.). «Подводная беспроводная связь для совместной робототехники с UWSim-NET». Прикладные науки. 9 (17): 3526. Дои:10.3390 / app9173526.
  12. ^ Бланшар, Бен (18 декабря 2016 г.). «Китай вернет захваченный американский беспилотник, - говорит Вашингтон,« раздувающий »...» Рейтер. Получено 11 апреля 2018.
  13. ^ «Китай возвращает захваченный американский подводный дрон». CNN. Получено 2017-03-13.

внешняя ссылка