Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты ТНПА

ROV - remotely operated vehicle

В настоящее время в мире все большее распространение при выполнении подводных работ приобретает использование телеуправляемых подводных аппаратов (Remotely Operated Vehicle (ROV). ТНПА, часто называют роботом, который управляется оператором или группой операторов (пилот, навигатор и др.) с борта судна. Аппарат связан с судном сложным кабелем, через который на аппарат поступают сигналы управления и электропитание, а обратно передаются показания датчиков и видео сигналы. ТНПА используются для осмотровых работ, для спасательных операций, для остропки и извлечения крупных предметов со дна, для работ по обеспечиванию объектов нефтегазового комплекса (поддержка бурения, осмотр трасс газопроводов, осмотр структур на наличие поломок, выполнение операций с вентилями и задвижками), для операций по разминированию, для научных приложений, для поддержки водолазных работ, для работ по поддержанию рыбных ферм, для археологических изысканий, для осмотра городских коммуникаций, для осмотра судов на наличие контрабандных товаров, прикреплённых снаружи к борту и др. Круг решаемых задач постоянно расширяется и парк аппаратов стремительно растёт. Работа аппаратом намного дешевле дорогостоящих водолазных работ несмотря на то, что первоначальные вложения достаточно велики, хотя работа аппаратом не может заменить весь спектр водолазных работ.

В стандартной комплектации ТНПА имеет следующее оборудование:

  • Движители (от трёх до десяти и более);
  • Датчик давления;
  • Компас или гирокомпас для ориентирования в пространстве
  • Видеокамеры (от одной до нескольких);
  • Осветительное оборудование;
  • Манипулятор;
  • Гидролокатор кругового обзора


В аппаратах весом менее 50 кг и используемых для осмотровых целей часто отсутствует манипулятор и гидролокатор.

В аппаратах рабочего класса и аппаратах для осмотра с возможностью добавочного оборудования (так называемый Инспекционный II класс) может использоваться следующее оборудование:
  • Гидравлический модуль;
  • Гидравлические манипуляторы способные поднимать более 100 кг;
  • Тросорез типа гидравлических ножниц;
  • Дисковый тросорез;
  • Магнитометр;
  • Осмотровой модуль для трубопровода;
  • Многолучевой эхолот;
  • Щётка для чистки конструкций;
  • Модуль остропки;


Историческая справка
Некоторые учёные утверждают, что первым ТНПА был Poodle, построенный Дмитрием Ребиковым в 1953 году. Хотя аппарат был изначально предназначен для археологических исследования и его влияние на историю ТНПА было минимальным - но это было начало.

В следствии того, что такие предприниматели, как Дмитрий Ребиков делали прорывы в технологии, это сподвигнуло ВМС США сделать первый реальный шаг к проектированию и постройки подводных аппаратов. Одним из первых миниатюрных необитаемых подводных аппаратов осмотрового класса был SNOOPY ВМС США. Программы, финансируемые ВМС США, помогли фирме Hydro Products из Сан-Диего создать линейку аппаратов "flying eyeball" RCV. В конце шестидесятых - начале семидесятых подводный рынок успешно осваивали производители обитаемых подводных аппаратов и водолазного оборудования. В 1974 г. было сконструировано 20 НПА, 17 из которых финансировали государственные структуры. Вот некоторые из этих аппаратов: ERIC и Telenaute из Франции, PHOCAS из Финляндии, SNURRE из Норвегии, SUB-2, CUTLET из Великобритании, ANGUS 001, 002, 003 из Шотландии, "КРАБ-4000" и "МАНТА" из СССР.

Первая конференция по телеуправляемым необитаемым аппаратам - "ROV'83" - проходила под лозунгом "Технологии, чье время наступило". Некоторые компании, уже имеющие наработки по рабочим аппаратам, перестроили производство на выпуск малогабаритных осмотровых аппаратов для гражданских организаций и научных институтов. В 90-е годы ТНПА перешли барьер глубины в 6000 м - CURV III достиг глубины 6128 м, а Advanced Tethered Vehicle (ATV), разработанный Центром космических и военно-морских систем физ Сан-Диего, спустя несколько дней дошел до глубины 6279 м. Рекорда, который до сих пор не превзойден, добился японский научный центр JAMSTEC, ТНПА которого - Kaiko - достиг в Марианской впадине глубины 10909 м.

Существует много классификаций ТНПА. Мы приводим наиболее распространенную.
Подводные аппараты делятся на обитаемые и на необитаемые. Рассмотрим более подробно необитаемые подводные аппараты.
Они в свою очередь подразделяются на Автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА), Полуавтономные необитаемые подводные аппараты (ПНПА) и на Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА).

К автономным необитаемым подводным аппаратам (АНПА) относятся самоходные аппараты с автономной системой энергообеспечения и, как правило, беспроводным каналом телеуправления и связи. НПА с автономной системой энергообеспечения, но с проводным каналом управления и связи (обычно на основе волоконно-оптической линии связи), составляют класс полуавтономных аппаратов.

Надо отметить, что деление НПА по признаку автономности сформировалось в процессе эволюции этого вида техники, и под автономностью понимается, прежде всего, энергетическая независимость аппарата от судна-носителя. Таким образом, телеуправляемыми могут быть как автономные, так и неавтономные аппараты.

Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты делятся на 3 основные группы: Рабочий класс, Инспекционные класс и ТНПА для специализированного использования.

Аппараты Инспекционного класса предназначены для решения поисковых, инспекционных и осмотровых задач, выполнения легких механических работ в толще воды и проведения измерений параметров водной среды. Их типовые характеристики: максимальная рабочая глубина - до 3000 м (в большинстве проектов - до 1000 м); радиус действия (максимальное удаление от обеспечивающего судна) - 100-150 м (в редких случаях до 1000 м); скорость подводного хода - 1-2,5 узла, масса - от 20 до 350 кг.

Аппараты Рабочего класса предназначены для решения широкого круга подводно-технических работ (аварийно-спасательных, поисковых, инженерно-строительных и ремонтных). Этот класс составляют НПА массой от 30 до 6000 кг с достаточно сложным навесным оборудованием.

ТНПА для специализированного использования - это аппараты, предназначенные для тяжелых механических работ на морском дне, при решении не стандартных инженерно-технических задач и применением не стандартных инструментов и приспособлений.

ROV ТНПА