«Витязь», разведчик «Посейдона»: глубоководные аппараты расширили горизонты
Анонсированный президентом Владимиром Путиным в 2018 году глубоководный беспилотный подводный аппарат «Посейдон» готовится к первому пуску, который может состояться уже осенью. Носитель для аппарата определен — атомная подводная лодка «Белгород» проекта 949А «Антей».
Первое заявление Президента России о разработке чудо-беспилотника неограниченной дальности многие за рубежом восприняли скептически. Мол, у России нет пока технологий, позволяющих управлять подводными аппаратами на большой глубине и дальности. И вот теперь появилось доказательство того, что с глубоководными технологиями у России все в порядке, — 9 мая российский подводный аппарат «Витязь-Д» совершил погружение на рекордную глубину, достигнув дна Марианской впадины. «Витязь-Д».
Обойтись без экипажа
«Витязь-Д» опустился на глубину более десяти тысяч метров и установил там вымпел Победы. Несмотря на то что «Витязь» не установил мирового рекорда по глубине погружения, его испытания стали прорывом в области беспилотных подводных комплексов.
Глубоководное пространство, которое из-за сложных условий исследования называют «гидрокосмос», остается самой малоизученной территорией планеты и привлекает исследователей из многих стран.
По аналогии с «космической гонкой» передовые мировые державы ведут «океанскую гонку», цель которой как можно дальше продвинуться в изучении океанского дна и получить средства борьбы с возможными конкурентами.
Конкурировать на таких глубинах могут лишь немногие страны. Техника должна выдерживать чудовищное давление воды — тысячу и более земных атмосфер. СССР, США, Япония и Китай предпринимали попытки изучения Марианской впадины. Создавали батискафы с экипажами на борту и глубоководные необитаемые аппараты. В бездну Челленджера уже спускались батискафы и два глубоководных беспилотных комплекса: японский и американский.
Отечественная школа океанографии до определенного времени не имела опыта работы на таких экстремальных глубинах. В 1970-е годы для исследования океанского дна использовались аппараты «Пайсис», которые погружались на глубину до 2000 метров. Их сменили аппараты класса «Мир» с экипажем из трех человек, которые опускались на глубину до 6000 метров.
С начала «нулевых» изучение морского дна вели с применением глубоководной станции АС-31, известной как «Лошарик». Станция, которая представляет собой атомную мини-субмарину, может выдерживать гигантское давление.
Известно, что в распоряжении ВМФ России имеется глубоководный обитаемый аппарат АС-39 «Консул», разработанный санкт-петербургским морским бюро машиностроения «Малахит».
Все эти аппараты позволили отечественной океанографии продвинуться в исследовании океанского дна. Однако наличие на их борту экипажа заставляет разработчиков тратить много сил на обеспечение жизнедяетельности людей и сохранение жизни экипажа на экстремальных глубинах. В частности, приходится прорабатывать механизмы возможной эвакуации, что усложняет конструкцию.
Поэтому многие эксперты и связывают будущее исследований океанского дна с работизированными комплексами. Такими как «Витязь-Д».
На дно и еще глубже
Работы по созданию «Витязя-Д» начались в сентябре 2017 года. Перед разработчиками стояла задача создать роботизированный комплекс, способный выполнять задачи во время сверхглубоководных погружений в зонах, не доступных для человека. Дроны должны были достигать предельных глубин Мирового океана — 12 тысяч метров.
Как рассказал «365NEWS» военный эксперт Олег Желтоножко, при проектировании такого рода техники конструкторам приходится решать ряд сложнейших технических задач. Например, связанных с износом металла в экстремальных условиях повышенного давления и перепада температур.
«Для создания такого рода комплексов необходимо высокое качество металла. Важные свойства — однородность, отсутствие дефектов, предварительное уплотнение — проковка, высокое качество обработки. Нужны точная подгонка всех соединений, специальная форма объекта для противостояния давлению, например сфера для отдельной детали — усеченный конус вершиной внутрь корпуса агрегата.
Перепад температур (на глубине, под давлением, она может быть и ниже нуля) вызывает напряжение конструкции при спуске с поверхности, где может быть и +30 и +40 градусов. Внутри аппарата температура выше, чем снаружи, — от работы электрики и электроники. Погружения и всплытия длятся долго, резкое изменение внешнего давления может разрушить аппарат.
Одной из главных проблем является надежная связь. Команды на глубоководный аппарат обычно подаются с судна-носителя по кабелю, закрепленному на тросе. Обрыв кабеля в этом случае приводит к потере очень дорогого аппарата.
Поэтому, как отмечают специалисты Фонда перспективных исследований, «акцент в системе управления «Витязем» сделан на использование элементов искусственного интеллекта. То есть на придание аппарату способности самостоятельно решать задачи на глубине и при возвращении».
Все эти и многие другие вопросы были учтены конструкторами «Витязя», создавшими оптимальную конструкцию безэкипажного комплекса. В его составе несколько компонентов. Например, автономный необитаемый аппарат сверхглубокого погружения, глубоководная донная станция, аппаратура пункта управления. Подводный аппарат постоянно находится в связи с судном-носителем и передает полученные при погружении данные приборов.
Для защиты от давления силовые основания аппарата «Витязь-Д» изготовлены из титановых сплавов, а внешние обводы выполнены из современного легкого композиционного материала — сферопластика, который компенсирует избыточный вес аппарата. Война дронов
В название комплекса «Витязь-Д» не случайно добавлена литера «Д», то есть «демонстрационный». Погружение «Витязя», которое состоялось 9 мая 2020 года, и стало демонстрацией возможностей отечественной конструкторской школы глубоководных аппаратов.
Впервые в отечественной истории глубоководный комплекс, изготовленный из российских комплектующих, смог достичь самой глубокой точки Мирового океана.
Спуск комплекса осуществлен с борта спасательного судна Тихоокеанского флота ВМФ России «Фотий Крылов». Комплекс выполнил несколько важных исследовательских задач: провел картографирование морского дна, изучил параметры глубоководной среды, а также провел фото- и видеосъемку.
Продолжительность пребывания на глубине без учета погружения и всплытия составила три часа. Оговорка важная, так как сам процесс выхода на глубину достаточно длительный.
В КБ заявили, что осуществленный пуск — первый из серии экспериментов, которые бюро проводит совместно с Тихоокеанским флотом. О возможном военном применении комплекса официально пока не сообщалось. Возможность применения опыта, полученного при испытании «Витязя», «365NEWS» оценил с военным экспертом Олегом Желтоножко.
— «Витязь-Д» показал конкурентоспособность наших глубоководных технологий?
— Разработка глубоководных технологий идет давно. Однако не у всех стран есть потребность в ведении таких работ. Самостоятельные цели на больших глубинах океана могут ставить для себя США, Россия и КНР. Китай пока ограничен технологически, хотя и продемонстрировал успехи.
США максимально ограничивают для других стран возможность освоения подобных технологий. Прежде всего политическим давлением. Известна история с беспрецедентным давлением со стороны США на Финляндию, которая участвовала в создании аппаратов «Мир» во времена СССР. Дальнейшее развитие технологий освоения больших глубин неизбежно станет зоной острого соперничества
— То есть в ближайшее время стоит ждать битвы подводных дронов?
— Пока битва идет только в технологическом плане. Для современных глубоководных аппаратов пока работа в условиях внешнего противодействия не актуальна. Враждебные действия в силу малочисленности таких аппаратов и трудности управления пока невозможны.
— Существует ли возможность, что такие комплексы в будущем будут пущены в серию для ведения борьбы друг с другом?
— Пока в мире есть только единичные экземпляры. Технологически изготовление подводного аппарата — слишком сложная и дорогая задача. Круг выполняемых задач тоже пока довольно узок. Но при усилении соперничества нет ничего невозможного.
— Может пригодиться полученный в ходе испытаний опыт для производства беспилотных подводных комплексов, в том числе аппарата «Посейдон»?
— «Посейдон», он же «Статус-6», предназначен для скоростной доставки ядерного боеприпаса на большие расстояния, но на глубинах меньших, чем предельные. Это торпеда, ее носитель — подводная лодка.
На известном слайде с совещания у президента, случайно заснятом телевизионщиками и попавшем в общий доступ, обозначены: дальность хода до 10 тыс. км, скорость — до 185 км/ч, глубина хода — до 1000 м. То есть далеко не предельная глубина.
Глубоководные дроны могут быть использованы для выведения из строя донных кабелей систем обнаружения подводных лодок, то есть обеспечения прорыва носителей и самих «Посейдонов» к цели.