ОБЗОРЫ
Продолжение. Начало см. PC Week/RE, N 43/2001, c. 40.
В небесах
AROD - авиационное удаленно управляемое устройство (Airborne Remotely Operated Device). 1980
В рамках проекта AROD создавались беспилотные устройства вертикального взлета и посадки, способные стартовать из пусковых шахт (как ракеты) и выполнять работы по сбору информации.Первое поколение подобных устройств использовало электрическую энергию и получало питание по кабелю с наземной станции. Второе поколение было оборудовано бензиновым мотором мощностью 26 л. с. и обменивалось информацией с оператором по оптоволоконному кабелю длиной 5 км.
Главной проблемой AROD оказалась низкая устойчивость в полете, поэтому разработчики отказались от данной концепции и перешли к работам над наземным устройством TOV (см. первую часть статьи).
AMGSSS - система мобильной воздушной разведки (Air Mobile Ground Security and Surveillance System). 1992
В концепцию AMGSSS закладывались принципы быстро развертываемых дистанционно управляемых воздушных аппаратов для сбора информации. Как и в случае с AROD, идеи данного проекта оказались более подходящими для наземных миссий, и AMGSSS был переведен в описанный в первой части статьи проект MSSMP.
В настоящее время сфера беспилотных самолетов наиболее развита и коммерциализирована, так как возможности сбора данных с помощью воздушных устройств значительно превосходят аналогичные возможности наземных или подводных роботов (которые тоже полезны для решения достаточно специализированных задач). Хорошо известен успешно применяемый Пентагоном в реальных боевых операциях беспилотный самолет-разведчик Predator, а также российский “Шмель” и т. п.
И на море
EAVE - экспериментальное автономное устройство (Experimental Autonomous Vehicle). 1960
Пентагон интересовался дешевыми телеуправляемыми подводными устройствами еще с начала 60-х годов - прежде всего для обследования подводных трубопроводов. Уже в то время первая модель EAVE была способна самостоятельно планировать маршрут движения, осуществлять визуальную навигацию по линии трубы и использовала нейронную систему контроля местоположения и маневрирования.
Скоростная версия первой модели, названная Free Swimmer II, была дополнена планировщиком миссий, акустической навигационной системой и оптоволоконным кабелем для связи с оператором. Она самостоятельно возвращалась обратно и находила место пристыковки.
SCAT - погружаемый кабельный аппарат (Submersible Cable-Actuated Teleoperator). 1970
Первые версии этого аппарата снабжались камерой, формировавшей стереоскопическое изображение, а также датчиком глубины и прожектором. Вариант Snoopy, например, управлялся с помощью кабеля длиной 500 м.
Одна из модификаций SCAT под названием Mine Neutralization Vehicle (минный нейтрализатор) была дополнительно снабжена камерой и сонаром для поиска мин и обменивалась с кораблем по кабелю информацией о возможном местонахождении мин.
В дальнейшем идеи SCAT воплотились в проектах ATV и CURV.
CURV - подводный восстановительный аппарат (Cable-controlled Undersea Recovery Vehicle). 1970-1980
Первый прототип CURV появился в начале 60-х годов. Он представлял собой дистанционно управляемое подводное устройство с телекамерой и использовался для поиска и обследования утонувших бомб и снарядов на глубинах до 1000 м.
В 1973 г. с помощью модели CURV III удалось обнаружить и спасти двух человек - экипаж подводной лодки Pisces III, затонувшей недалеко от берегов Ирландии.
Небольшие устройства данной серии (длиной порядка одного метра) послужили основой для автономной подводной системы RUWS (Remote Unmanned Work System), позволившей создать аппараты, действующие на глубинах до 6 км (этого достаточно для достижения дна на 98% площади всех морей и океанов). Рука-манипулятор RUWS с семью степенями свободы могла учитывать силу сжатия рычага управления человеком-оператором.
Разработки CURV послужили основой также для ATV, а CURV III используется и по сей день, в основном совместно с AUSS (см. ниже).
TOPS/CVM - телеуправляемая система (Teleoperator/Teleoresence System / Concept Verification Model). 1988-1991
Дистанционно управляемые подводные устройства TOPS применяются в опасных для человека условиях - на больших глубинах, в условиях экстремальной температуры, в сильно загрязненной воде. Оператор управляет аппаратом с помощью голосового интерфейса. Манипуляторы TOPS имеют до девяти степеней свободы.
AUSS - беспилотная поисковая система (Advanced Unmanned Search System). 1990-е гг.
На создание AUSS военные потратили 12 лет. Эта машина предназначена для поиска различных объектов в глубинах океанов. Она не использует кабель, но имеет средства дистанционного управления и обмена информацией в масштабе времени, близком к реальному. Бортовая система акустической связи передает сжатые данные со скоростью 4800 бит/с и принимает команды со скоростью 1200 бит/с.
Все основные маневры AUSS выполняет самостоятельно - ей достаточно указать направление движения и цель поиска, а как это сделать, AUSS решает сама.
Для поиска AUSS использует два сонара, а камера позволяет человеку окончательно идентифицировать объект. Бортовая навигация осуществляется с помощью доплеровского сонара и гирокомпаса, а уточнение абсолютного положения проводится по данным, поступающим с GPS-приемника, установленного на связанном с AUSS корабле.
В длину AUSS достигает 6 м, она способна непрерывно работать 10 ч и требует 20 ч на подзарядку аккумуляторов. Спуск на глубину 7000 м и обратный подъем занимает один час.
Выявление ложной цели путем обработки собранных данных на установленном на корабле или берегу компьютере занимает от 10 до 15 мин, а точная идентификация искомого объекта может занимать часы (для этого, в частности, AUSS передает наверх сотни изображений).
В 1992 г. AUSS нашла обломки военной техники времен Второй мировой войны на глубине около 1000 м и обнаружила тестовый объект на глубине 4000 м.
DSSN - распределенная разведывательная сеть (Distributed Surveillance Sensor Network). 1990-е гг.
DSSN позволяет развертывать и поддерживать функционирование группы небольших и недорогих автономных подводных устройств, способных собирать разведывательную информацию и обслуживать подводные лодки.
Входящий в DSSN автономный док, не связанный с кораблем или береговой инфраструктурой и оборудованный собственным источником энергии, скрыт под водой. Он принимает от периодически стыкующихся с ним автономных устройств собранные ими данные (реально объем подобной информации составляет гигабайты) и обеспечивает функции подзарядки и загрузки в устройства новых миссий.
AOSN - автономная сеть поиска в океанах (Autonomous Ocean Sampling Network). 1990-е гг.
Данный проект во многом перекликается с концепцией DSSN. Он подразумевает создание сети быстрых, небольших и дешевых устройств сбора информации, способных нести различную полезную нагрузку, и позволяет подбирать датчики, наиболее точно отвечающие целям конкретной миссии.
В рамках AOSN был разработан недорогой аппарат Odyssey длиной 2 м, способный автономно работать 20 ч независимо от температурных условий, рельефа дна и подводных течений. В бортовой системе Odyssey применяется процессор Motorola 68030.
ATV - дистанционно управляемое устройство (Advanced Tethered Vehicle). 1990-е гг.
В ATV воплотились достижения большинства ранних проектов. Аппарат, оборудованный двумя камерами, сонарами и манипуляторами для захвата объектов, а также кабелем, по которому поступает энергия и происходит обмен данными, способен погружаться на глубины до 7000 м.
В 1998 г. ATV, запущенный с авианосца Yorktown, спустился на дно Тихого океана на глубину около 5000 м.
Для многих подводных устройств типа AUSS характерны проблемы с подводной акустической связью, так как скорость обмена данными при использовании подобных технологий невысока, поэтому ученые разработали специальный оптоволоконный микрокабель FOMC, подходящий для использования в морских условиях.
Кроме того, совершенствуются технологии автоматической передачи собранных данных путем периодической пристыковки к подводному доку, а также создания надежно работающих в воде акустических модемов.
(Окончание следует)
