Особый скат-манта: революция подводных дронов DARPA

(Ди Андреа Мучедола)
15/05/24

Зачем меняться или, скорее, не черпать вдохновение из успешных эволюционных решений, разработанных Природой за миллионы лет? Эта технологическая концепция, утраченная со временем, с прошлого века была принята во многих научно-исследовательских лабораториях, создавших успешные технические решения как в авиационной, так и в военно-морской областях. Это область биомимикрии (по-английски называемая биомимикрия), дисциплина, изучающая механические процессы в природе, чтобы найти «новое вдохновение» и сделать наши технологии более эффективными.

Многие решения основаны на сочетании технологий, вдохновленных природой: например, первые конические корпуса кораблей были вдохновлены формой рыб, а плавники ныряльщиков (впервые разработанные Леонардо да Винчи) являются результатом наблюдений, сделанных на анатомия земноводных и рыб. Совсем недавно некоторые микродроны, которые находят применение во многих дисциплинах, были вдохновлены полетом насекомых.

Технологическая «Манта».

Northrop Grumman, американская компания, которая уже более 50 лет находится в авангарде подводной индустрии, разрабатывает новый класс беспилотных подводных дронов (UUV – беспилотный подводный аппарат), который, что неудивительно, получил свое название от Манты, огромной «крылатой» рыбы, которую мы все знаем.

Программа Manta Ray, начавшаяся в 2020 году, направлена ​​на разработку нового класса UUV для постоянных операций в динамичной морской среде для выполнения дальних и длительных миссий в океанской среде на основе спецификаций, разработанных DARPA (Агентство перспективных исследований обороны, правительственное учреждение Министерства обороны США, ответственное за разработку новых технологий военного назначения, ред.). В дополнение к Корпорация Northrop Grumman Systems контракт на разработку автомобиля был заключен с Мартин Дефенс Групп, ООО и Метрон, Инк.. в то время как энергетические аспекты ПакМар.

Программа направлена ​​на разработку UUV, которые будут работать в течение длительных периодов времени без необходимости материально-технической поддержки или обслуживания на месте, путем оптимизации управления энергопотреблением и действительно производства необходимой энергии на месте. Целью является надежность аппарата и его способность двигаться по заранее установленным маршрутам (обходя любые подводные препятствия).

Первоначально задуманный для военных целей (хотя его использование в гражданской сфере представляется не менее привлекательным для океанографических исследований), Manta Ray AVRA возможности командования, управления и связи (C3) для обеспечения длительных операций с минимальным контролем человека и будет оснащен большой грузоподъемностью, что делает его чрезвычайно полезным инструментом во время операций по морскому наблюдению, которые он может выполнять незаметно и эффективно.

Полномасштабный прототип этой новой машины был разработан корпорацией Northrop Grumman Systems в соответствии с рекомендациями DARPA по определению возможности ее использования в миссиях по обеспечению морской безопасности.

Il Manta Ray В итоге:

– он будет оснащен достаточной грузоподъемностью для перевозки различных инструментов в зависимости от типа миссии и будет иметь длительную автономность;

– его можно запрограммировать с возможностью отдыха на морском дне и «перехода в спящий режим», переводя себя в состояние низкого потребления, во время которого он может перезаряжать свои батареи;

– будет доступен в модульной форме для удобной доставки (в пяти стандартных контейнерах) по всему миру.

Но как началась эта амбициозная программа?

В первые годы третьего тысячелетия были созданы многочисленные рабочие группы для оценки возможности сделать беспилотные автомобили максимально автономными. Появились воздушные и морские дроны всех форм и размеров, чему способствовала миниатюризация электронных компонентов и новые коммуникационные технологии. Идея заключалась в том, чтобы сделать эти средства максимально автономными, чтобы сократить присутствие людей в кризисных районах. Это было особенно интересно в подводном мире, где транспортные средства, которые теперь широко используются и в гражданской сфере, доказали свою надежность. От относительно небольших автомобилей мы перешли к более крупным автомобилям, таким как LUUV, а теперь и XLUUV.

Среди реализуемых программ в начале 2021 года была утверждена программа Manta Ray который после первоначального технико-экономического обоснования начал следующий этап изготовления прототипа и проведения первых испытаний.

Футуристический прототип завершил испытания под водой у берегов Южной Калифорнии и Гавайев в период с февраля по март 2024 года, продемонстрировав свои превосходные гидродинамические характеристики как на поверхности, так и под водой. Многопрофильную программу возглавляет DARPA, которое уже некоторое время активно работает вместе с ВМС США над разработкой конструкции многих кораблей и автономных транспортных средств.

Капитан фрегата ВМС США Доктор. Кайл Вернер, менеджер программы DARPA по проекту Manta Rayсказал в записке: «Успешные испытания, которые мы провели с Manta Ray, подтверждают готовность машины к использованию в реальных условиях после быстрой сборки в полевых условиях из модульных частей. После передислокации подводный аппарат (действующий как планер) использует эффективное планирование, изменяя свое положение, как скат манта, чтобы элегантно перемещаться по воде. Корпус спроектирован с различной грузоподъемностью как по размеру, так и по типологии, что позволяет решать самые разнообразные военно-морские задачи».. Но не только военные: по словам Вернера и исследователя Келли Рюля из Сандианской национальной лаборатории, которая консультирует по энергетическим аспектам, «Проект Manta Ray родился… из необходимости лучше понять океанскую среду и иметь возможность иметь подводные аппараты, которые прослужили бы дольше, чем [обычный] порядок измерения в пару часов или пару дней», создавая автономный подводный аппарат, который работает в одиночку, автономно собирая энергию, необходимую для выполнения любой возложенной на него миссии. В этом отношении PacMar следует энергетической стороне, разрабатывая системы сбора и хранения энергии с низким потреблением энергии, важные компоненты для разработки самодостаточных технологий, необходимых для Manta Ray.

Подводя итог, программа Manta Ray успешно продвигается. ВМС США, как и другие командования американской обороны, с помощью робототехники и искусственного интеллекта разрабатывают новые технологии, доказывающие свою эффективность. множители силы в исследованиях и разработках, для создания будущего «гибридного» парка платформ разных типов (пилотируемых и беспилотных).

Manta Ray это не единственная программа в области UUV (недавно ВМС США получили первую Orca для дальнего применения, которая будет использоваться в операциях наблюдения и/или океанографических исследований.

Мы поговорим об этом еще раз...

Фото: Northrop Grumman / Интернет

(статья изначально опубликована https://www.ocean4future.org)