Завдання зовнішнього проектування підводного робота для охорони об’єктів морської критичної інфраструктури на мілководних морських акваторіях

Abstract

У статті розглянуто питання формулювання завдань зовнішнього проектування підводного робота для охорони об’єктів морської критичної інфраструктури на мілководних морських акваторіях. Метою дослідження є формулювання завдань зовнішнього проектування автономного ненаселеного підводного апарата з буксируваним радіобуєм (АНПА-РБ) як науково-методологічної основи для розроблення такого засобу морської робототехніки, призначеного для охорони та захисту мілководних об’єктів морської критичної інфраструктури України. Обґрунтовано доцільність застосування системного підходу до зовнішнього проектування АНПА-РБ, який забезпечує комплексний розгляд взаємопов’язаних технічних, енергетичних, інформаційно-комунікаційних та експлуатаційних факторів, що визначають ефективність створення і функціонування підводних апаратів нового виду. На основі аналізу функціонального призначення АНПА-РБ та умов його експлуатації у мілководних акваторіях сформульовано чотири взаємопов’язані підмножини завдань зовнішнього проектування. Перша підмножина включає конструктивно-компоновочні та гідродинамічні завдання, спрямовані на визначення оптимальних геометричних форм, взаємного розташування модулів та характеристик руху апарата в умовах нестабільного гідродинамічного середовища. Друга підмножина охоплює завдання енергетики, пов’язані з розробленням методики оцінки економії енерговитрат рушійного комплексу під час автономного руху апарата без зв’язку з береговим центром керування. Третя підмножина складається з інформаційно-комунікаційних та керуючих завдань, які включають оцінку проектних рішень щодо забезпечення точності навігаційного позиціонування, надійності зв’язку через буксируваний радіобуй, ефективності роботи систем автоматичного керування та синхронізації навігаційних систем (INS, USBL, DVL). Четверта підмножина охоплює завдання ефективного застосування, що визначають функціональне призначення апарата, перелік типових робіт, а також принципи взаємодії з іншими морськими платформами та береговими центрами управління. Сформульовані підмножини завдань утворюють науково-методологічну основу зовнішнього проектування АНПА-РБ, яка може бути використана для оцінки технічної та функціональної перспективності створення таких апаратів, а також для розроблення технічних вимог до подальших етапів внутрішнього проектування. Отримані результати створюють методологічне підґрунтя для розроблення конструкції буксируваного радіобуя, складу його обладнання, механізму випускання та повернення до апарата, а також для створення комплексних систем автоматичного керування і зв’язку. Таким чином, проведене дослідження формує науково обґрунтовану базу для створення нового класу підводних робототехнічних комплексів, здатних ефективно функціонувати у мілководних морських акваторіях, забезпечуючи високий рівень ситуаційної обізнаності, надійності зв’язку та стійкості до зовнішніх впливів у складі інтегрованих систем охорони й захисту морської критичної інфраструктури України.