Океанология


АВТОНОМНЫЙ НЕОБИТАЕМЫЙ ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ НА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (САНПА)

  
 
1. Авторы разработки, полное название организации-разработчика
Авторами разработки САНПА и его морских испытаний являются академик Агеев М.Д., с.н.с. Хмельков Д.Б. и ведущий конструктор Горнак В.Е. - сотрудники Института проблем морских технологий ДВО РАН.
690091, г. Владивосток, ул. Суханова, 5-а; тел. (423) 2432-416, факс (423) 2432-416, E-mail: imtp@marine.febras.ru

2. Основные области применения и перспективные отрасли промышленности, в которых возможно эффективное внедрение данной разработки, оценка рынка.
В коммерческом секторе рынок необитаемых подводных аппаратов (НПА) получил наибольшее развитие под воздействием нефтегазового рынка. Емкость его в 2009 году оценивалась в 200 млн. долларов. Сфера применения НПА в данном секторе это:
  • обзор маршрутов прокладки труб;
  • осмотр нефтяных платформ и нефтегазовой техники, постоянный контроль состояния окружающей среды;
  • текущий контроль трубопроводных конструкций, плановые ежегодные инспекции, общий мониторинг.
Развитие рынка телекоммуникаций и рост потребности в укладке глубоководных кабелей также является емким ресурсом для освоения.
Военный сектор является особым сегментом, использование подводных аппаратов в котором определяется оборонными задачами. В этом секторе наибольшее внимание уделяется развитию и внедрению программных инноваций и технологий будущего.

3. Техническое описание, содержащее основные принципы, технологии, технико-экономические параметры
САНПА представляет собой систему сбора океанологической, в том числе гидрологической, информации, движущуюся по заданному маршруту и осуществляющую как вертикальные (по глубине), так и горизонтальные (в заданном направлении) разрезы.
САНПА работает в океане в следующем режиме: в темное время суток аппарат погружается на заданный горизонт, совершает движение по заданной программе, выполняет экологические, океанологические измерения и всплывает на поверхность. В светлое время суток находится на поверхности, заряжает свои аккумуляторы от солнечных панелей, передает информацию на берег по радиоканалу и принимает команды оператора по коррекции программы. Он оснащен GPS для определения своих координат. Набор измерительных датчиков, устанавливаемых на борту аппарата, зависит от конкретной задачи, решаемой пользователем (датчики прозрачности, солености, температуры и т.д.).
Экспериментальный образец САНПА имеет в верхней части элемент конструкции в форме крыла, на внешней поверхности которого установлены две солнечные панели MSX-30 фирмы Solarex. В кормовой части крыла установлен закрылок, используемый для управления движением аппарата по вертикали. Привод закрылка расположен в теле крыла. По бокам крыла закреплены два вертикальных стабилизатора.
Для размещения аппаратуры управления, двигателя и прочего оборудования под крылом расположен собственно корпус аппарата, состоящий из трех частей: кормового блока, выполненного из синтактика, основного съемного обтекателя из стеклопластика с полусферической носовой частью и прочного корпуса из алюминиевого сплава АМг5. Кормовой блок крепится снизу к крылу и объединяет руль с приводом и маршевый двигатель с гребным винтом. Внутри съемного обтекателя размещается прочный корпус, также закрепленный на крыле, соединительные кабели и ряд других вспомогательных узлов. В прочном корпусе размещены аккумуляторная батарея, электронный блок управления, магнитный компас и датчик глубины. Основой электронного блока является автопилот, который принимает программу работы от внешнего пульта, обеспечивает ее выполнение при работе аппарата, собирает и запоминает данные о реализации программы.
Для облегчения поиска аппарата после завершения работы на нем установлены акустический и световой маяки.
Для определения координат аппарата на поверхности воды используется GPS Использование GPS для определения места старта, наличие магнитного компаса и счисление пути по оборотам синхронного гребного электродвигателя позволяет аппарату, находясь в подводном положении, достигнуть любого географического ориентира в реальном масштабе времени без участия человека.

4. Преимущества предлагаемого проекта, разработки, технологии по сравнению с известными.
Автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) являются эффективными и сравнительно недорогими техническими средствами для выполнения наблюдений и измерений в толще вод океанов, морей и других акваторий. Одним из применений АНПА является проведение океанологических измерений. Для изучения и сбора данных о физических процессах в океанах, что необходимо, например, для прогноза как локальных изменений погоды, так и глобальных вариаций климата, необходим огромный объем информации о пространственном и временном распространении физических параметров вод на поверхности и в толще по всем океанам и морям. Это не может быть сделано при использовании традиционных методов измерений с океанографических судов и судов гидрометеослужб из-за высокой стоимости и разреженности данных. В этом отношении сравнительно дешевые и малогабаритные АНПА представляются весьма перспективными. Существенным ограничением обычно используемых АНПА является малые дальность хода и время автономной работы. Это обусловлено отсутствием источников энергии с высокой энергоемкостью (не считая ядерных и изотопных устройств). Очевидно, что использование энергии внешней среды может решить эту проблему. Солнечная энергия является наиболее удобной в данном случае, так как легко преобразуется в электрическую, необходимую для работы АНПА. В последние годы солнечная энергия часто применяется для питания измерительных океанографических и гидрометеорологических буев. Однако в этом случае измерения проводятся лишь в одной точке. При использовании движущегося АНПА, оснащенного солнечными панелями (САНПА), можно осуществить более информативные пространственные измерения. САНПА и судно сопровождения имеют радиомаяки с дальностью действия 10-12 км. Это позволяет "стае" аппаратов производить измерения в полосе шириной 20-25 км.
САНПА отличается от обычных АНПА лишь используемым источником энергии и, в принципе, обладает неограниченной дальностью хода и временем автономной работы в океане.

5. Наличие собственных запатентованных или патентоспособных решений, использование лицензий или других объектов интеллектуальной собственности.
Техническая документация на экспериментальный образец автономного подводного аппарата с питанием от солнечных батарей.

6. Стадия, на которой находится разработка
НИР.

7. Схема коммерциализации разработки (передача технологии / создание производства).
Поиск потенциальных партнеров, создание производства.

Вернуться назад на раздел "Океанология">>