Добірка наукової літератури з теми "Підводні апарати"

Актуальність теми дослідження. Зважаючи на зміни характеру ведення сучасних війн і шляхи досягнення ін-формаційної переваги над супротивником, дослідження мережецентричних технологій є надзвичайно актуальним. Підвищення маневреності підрозділів, їхньої здатності до виконання бойових завдань на підставі безперервного інформаційного супроводження дає можливість отримати значну перевагу над противником, попереджувати, запобігати та знешкоджувати реальні та потенційні загрози національній безпеці. Постановка проблеми. Сучасний рівень автоматизації, інформатизації та системи управління Збройних сил України за сукупністю значень характеристик своїх основних складових частин не відповідає сучасним вимогам Аналіз останніх досліджень і публікацій. Розглянуто проблематику зовнішніх інформаційних впливів та інформаційних аспектів забезпечення національної безпеки держави, концептуальні проблеми війни й миру та проблему мережецентричних війн. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Основною проблемою застосування принципів мереже-центризму під час організації сучасного бою є недостатньо ефективні та неадаптовані до сучасних вимог інформаційні системи. Постановка завдання. Першочерговим завданням є формування ефективної інформаційної системи на основі мережецентричних технологій, що дозволить скоротити час на прийняття рішення та прогнозувати можливі варіанти розвитку ситуацій та запобігати можливим наслідкам. Виклад основного матеріалу. Завдяки прогресу у сфері інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) з’явились нові зразки високоточної зброї, сучасні засоби розвідки, автоматичні і автоматизовані системи управління (АСУ) військами та зброєю. Комп'ютерні технології дали можливість керувати зброєю на відстані в кілька тисяч кілометрів, формувати високоточні точкові удари, корегувати дії військових підрозділів, здійснювати дії військових формувань відразу в декількох напрямках з метою знищення об’єктів супротивника або захоплення його території, досягати результату за короткий проміжок часу тощо. Необхідність максимального використання можливостей всіх наявних засобів розвідки і бойових платформ спричинила перехід від платформоцентричної моделі управління військами і зброєю, де основний акцент робився на кількість озброєння та військової техніки, до мережецентричної. Висновки відповідно до статті. Визначена роль мережецентричних війн та їхній вплив на розвиток збройних сил передових в економічному сенсі країн. Застосування мережецентричних підходів спричинило появу чималих нових нетрадиційних форм і способів збройної боротьби, таких як «спеціальна операція», «тривимірна повітряно-наземна форма удару по супротивнику», «далекій вогневий бій» тощо, під час яких кораблі і підводні човни, літаки, космічні апарати, безпілотні літальні апарати (БПЛА), танки, польові радіостанції і портативні комп’ютери тощо спільно використовували інформацію за допомогою єдиних інтерфейсів, стандартів і протоколів. Визначені складові високої ефективності мережецентричних війн.

В статті досліджується задача напружено-деформованого стану і оцінки міцності порожнистої замкненої тороїдальної оболонки, яка виконана з полімерного композиційного матеріалу способом намотування. Удосконалено метод розрахунку напружено-деформованого стану і оцінки міцності при гідростатичному стисканні міцного корпусу підводного апарату тороїдальної форми з урахуванням конструктивно-технологічних факторів виготовлення способом намотування волокном (стрічкою) із полімерних композиційних матеріалі та рекомендацій класифікаційного товариства Bureau Veritas, щодо оцінки пружних характеристик композиційного матеріалу по властивостям його компонентів. Отримано закономірності впливу на напружено-деформований стан намотаного тороїдального міцного корпусу схем армування, геометричних параметрів корпусу, перспективних типів армуючих наповнювачів та сполучників, змінної товщини та її осереднення. Встановлено, що не врахування конструктивно-технологічних факторів виготовлення способом намотування та особливостей розрахунку композиційних матеріалів і використання спрощених методів розрахунку призводить до зменшення напружень в два рази та виникненню помилки в небезпечну сторону. Обмеження по міцності прийняті у вигляді комбінованого критерія Цая-Ву-Гофмана. Проведено оцінку техніко-економічної ефективності використання високоміцних волокнистих матеріалів для тороїдальних міцних корпусів при обмеженні по міцності з метою створення раціональних в ваговому та технологічному відношенні корпусів в залежності від глибини експлуатації на початковій стадії проектування апаратів. Встановлено, що для міцних кор-пусів підводних апаратів тороїдальної форми найбільше підходять епоксипластики на основі середніх по модулю та високоміцних вуглецевих волокон.

The article considers the problems related to the need to use unmanned submarines for the needs of the Navy of the Armed Forces of Ukraine with the possibility of using the latest information technologies, namely,  study of acoustic means of monitoring physical processes in the marine environment, which are the most effective technologies , which significantly supplement and expand the possibilities of contact methods for measuring environmental indicators in technical solutions for underwater monitoring. Methods of solving the tasks on the basis of optimal use of sonar underwater monitoring are proposed in order to increase the overall sensitivity of the sonar system to the useful signal and reduce the sensitivity to "natural" background or intentional interference by using small multi-beam sonar MEMS technology using. Modular design of underwater robotic vehicles, which are one of the promising areas of development of naval equipment, based on the principle of open architecture involves the construction of their components as integral functional elements of the modular type. Therefore, there is a need to create cheap, easy to manufacture and install small hydroacoustic blocks-modules based on the use of MEMS technology, which reduces the overall cost and increases the survivability of the BPA as a whole. It should be noted that the modular design of underwater robotic vehicles, which are one of the promising areas of development of naval equipment, based on the principle of open architecture involves the construction of their components (basic elements) as integral functional elements of the modular type. It is proposed to use the obtained results in the course of further research within the framework of research and development on the creation of promising mobile unmanned aerial vehicles for underwater monitoring and surveillance. Keywords: unmanned underwater vehicle, robotic search and observation technologies, marine situation, underwater situation, microelectromechanical systems.

Методи оцінювання параметрів і станів динамічних систем – актуальна задача, результати розв’язання якої знаходять своє застосування у різних галузях діяльності, включаючи дослідження процесів у технічних системах, космологічних та фізичних дослідженнях, медичних діагностичних системах, економіці, фінансах, біотехнологіях, екології та інших. Незважаючи на значні наукові і практичні досягнення у цьому напрямі, дослідники багатьох країн світу продовжують пошуки нових методів оцінювання параметрів і станів досліджуваних об’єктів та удосконалення існуючих. Прикладом таких методів є цифрова та оптимальна фільтрація, які знайшли широке застосування у технічних системах ще у середині минулого століття, зокрема, у обробці фінансово-економічних даних, фізичних експериментах та інших інформаційних технологіях самого різного призначення. Розглядається модель та алгоритми гранулярної фільтрації на практичному прикладі – варіанті задачі глобальної локалізації мобільного робота (global localization for mobile robots) або задачі про викраденого робота (hijacked robot problem). В загальному варіанті вона полягає у визначенні положення робота за даними з сенсора. Ця задача була в цілому розв’язана рядом імовірнісних методів в кінці 90-х-початку 2000-х років. Задача є важливою і знаходить застосування у мобільній робототехніці та промисловості. Схожими за суттю є задачі позиціонування підводних човнів, літальних апаратів, автомобілів тощо. Також розглядається задача позиціонування робота. Нехай у темному лабіринті увімкнувся робот. Він має карту лабіринту та компас. У лабіринті в деяких точках встановлені позначені на карті станції, які можуть приймати і відбивати сигнал. Робот не знає, в якому місці лабіринту він знаходиться, але він може в кожний момент часу відправляти сигнал і з деякою похибкою дізнаватись відстань до найближчої до нього станції. Робот починає блукати лабіринтом, роблячи кожний крок у новому випадково обраному напрямку, але його компас також дає деяку несистематичну похибку. На кожному кроці робот визначає відстань до найближчої станції. Мета – з’ясувати координати робота у лабіринті в системі відліку, введеній на карті.

У дисертаційній роботі розв’язано актуальне прикладне наукове завдання вдосконалення системи автоматичного керування безаварійним рухом одиночного АНПА як «агента» групи в умовах навігаційної близькості інших підводних апаратів при виконанні ними спільної підводної пошукової місії. На основі аналізу існуючих методів автоматичного керування групою АНПА сформульовано переліки типових задач автоматичного керування АНПА у режимах одиночного та групового застосування. Удосконалено структуру автоматичної системи керування рухом одиночного АНПА, що працює у складі групи підводних апаратів і забезпечує безаварійний рух одиночного АНПА у складі групи. Для підвищення продуктивності підводних пошукових операцій на віддалених морських акваторіях удосконалено процес керування безекіпажним морським комплексом у складі безекіпажного надводного судна з групою автономних ненаселених підводних апаратів на борту. Вперше розроблено систему автоматичного керування веденим АНПА як «агентом» групи підводних апаратів, яка реалізує основні режими групового руху – вирівнювання, адгезію та когезію, синтезовано основні складові системи автоматичного керування – блоки сенсорів навігаційної обстановки, моделювання навігаційної обстановки, ідентифікації навігаційних загроз та бортового керуючого контролера, що виключає аварійне зіткнення сусідніх АНПА групи та розпад групи через втрату сенсорного контакту між ними. В диссертационной работе решена актуальная прикладная научная задача усовершенствования системы автоматического управления безаварийным движением одиночного АНПА как «агента» группы в условиях навигационной близости других подводных аппаратов при выполнении ими общей подводной поисковой миссии. На основе анализа существующих методов автоматического управления группой АНПА сформулированы перечни типовых задач автоматического управления АНПА в режимах одиночного и группового применения. Усовершенствована структура автоматической системы управления движением одиночного АНПА, который работает в составе группы подводных аппаратов и обеспечивает безаварийное движение одиночного АНПА в составе группы. Для повышения производительности подводных поисковых операций на отдаленных морских акваториях усовершенствован процесс управления безэкипажным морским комплексом в составе безэкипажного надводного судна с группой автономных необитаемых подводных аппаратов на борту. Впервые разработана система автоматического управления ведомым АНПА как «агентом» группы подводных аппаратов, которая реализует основные режимы группового движения – выравнивание, адгезию и когезию, синтезированы основные составляющие системы автоматического управления – блоки сенсоров навигационной обстановки, моделирования навигационной обстановки, идентификации навигационных угроз и бортового управляющего контроллера, что исключает аварийное столкновение соседних АНПА группы и распад группы из-за потери сенсорного контакта между ними. The dissertation solves the relevant applied scientific task of improving the accidentfree motion automatic control system of a single autonomous underwater vehicle as a group "agent" in conditions of navigational proximity of other autonomous underwater vehicles when performing a joint underwater search mission. For a single underwater vehicle as a group "agent" of underwater vehicles performing a joint mission, its mathematical model main components are structured and composed based on well-known publications, which include models of information system and an automatic control system, a propulsion and steering complex and the underwater vehicle external hull, as well as the model of external disturbances of hydrodynamic nature acting on its external hull. Also, a mathematical model and structure of the automatic motion control system of a single autonomous underwater vehicle operating in the group has been developed. The developed control system consists of two fuzzy regulators of the Mamdani type with defuzzification of the control variable by the center of gravity method: a distance regulator and a course regulator. The results obtained provide the accident-free motion of a single underwater vehicle in the group. A modeling complex generalized structure has been developed to study the automatic control system effectiveness of a group of autonomous underwater vehicles performing a joint underwater search mission. The complex includes four levels of the group's underwater mission automatic control - global, local, basic and executive, which provide modeling of the underwater search mission full cycle, which forms the basis for the implementation of computer technology for studying the effectiveness of the underwater vehicles' synthesized group control systems. The relevant tasks of the autonomous underwater vehicles group motion automation have been formulated – the task of underwater vehicles group automatic motion control system selected to perform a specified underwater mission, which provides underwater vehicles' coordinated motions on assigned trajectories and the task of control system synthesis of a single underwater vehicle as a "group" agent in conditions of navigational proximity of other underwater vehicles of the group. To increase the underwater search operation productivity in remote sea areas, the application of Maritime Unmanned Complex, consisting of an unmanned surface vessel with a group of search autonomous underwater vehicles on board, is proposed. The maritime underwater search control process mission has been improved with the help of such a complex consisting of ten stages has been developed, which includes unmanned surface vessel automatic transition operations to a given water area, automatic release of a group of autonomous underwater vehicles and their coordinated motion into the search area, performing search operations and returning to unmanned surface vessel, as well as automatic return of this vessel to base. In the dissertation, for the first time, a generalized automatic control system operation algorithm of the i-th follower autonomous underwater vehicle as a group "agent" of the underwater vehicles performing a joint mission was developed, and the synthesis of such underwater vehicle automatic control system, which implements the group motion main modes – alignment, adhesion and cohesion. Based on the utilization of fuzzy logic theories, the main components of the automatic control system are synthesized – blocks of the Navigation Environment Sensors, Navigation Situation Model, Navigation Threat Identifier and on-board controller. As a typical example of the use of fuzzy logic, the Navigation Threat Identifier synthesis is given, which generates recommendations maneuvers for the i-th follower underwater vehicle maneuvers to avoid single navigation threats in the directions controlled by this underwater vehicle sensors Based on the feature analysis of organizing and conducting the marine full-scale experiment on the automatic control system operability of the autonomous underwater vehicle as a group "agent", a program and methodology for conducting its field tests was developed, a generalized algorithm block diagram for conducting a marine full-scale experiment was proposed, and the acoustic sensor system laboratory research was carried out as the underwater vehicle navigation system main component. The results of the conducted sea full-scale tests of the underwater vehicle model automatic control system in the adhesion, cohesion and sinusoidal plane motion modes confirmed its efficiency.

Блінцов, О. В. Прив'язні підводні апарати: сучасні завдання проектування та застосування / О. В. Блінцов // Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю "Підводна техніка і технологія". – Миколаїв : НУК, 2012.
Прив’язні підводні апарати (ППА) зберігають свої провідні позиції на ринку підводно-технічних робіт (ПТР) незважаючи на різке зростання популярності автономних підводних апаратів-роботів. Це обумовлено головною перевагою ППА у порівнянні з іншими видами підводної техніки – отриманням фото-, відео-, гідроакустичної та іншої інформації про підводну обстановку у реальному часі.

Блінцов, В. С., Блінцов, С. В., Красних О. В. Особливості створення автономних ненаселених підводних апаратів для підприємств морської галузі України / В. С. Блінцов, С. В. Блінцов, О. В. Красних // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Підводна техніка і технологія". – Миколаїв : НУК, 2012.
Створення новітніх технічних засобів дослідження і освоєння океану неможливе без створення і впровадження у морську практику автономних ненаселених підводних апаратів (АНПА, в англомовній літературі – AUV).

Перспективні напрямки розвитку систем електроживлення безлюдних телекерованих підводних апаратів / В. С. Блінцов, Д. В. Костенко, О. К. Жук, Д. О. Жук // Матеріали III Міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". – Миколаїв : НУК, 2012.
Однією з важливих науково-практичних задач, пов’язаних з інтенсивним освоєнням ресурсів Світового океану, є виконання робіт, спрямованих на дослідження його донної поверхні. Основними технічними засобами для виконання відповідних робіт безпосередньо на дні моря (водоймищ) є безлюдні телекеровані підводні апарати (БТПА) зі спеціалізованим технічним обладнанням і системами відеоспостереження.

Блінцов, В. С., Блінцов, С. В. Красних, О. В. Концепція формування технічного завдання на створення автономних підводних апаратів-роботів для ВМС ЗС України / В. С. Блінцов, С. В. Блінцов, О. В. Красних // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів". – Миколаїв : НУК, 2012.
Розроблено концепцію формування технічного завдання на створення автономних підводних апаратів-роботів для ВМС ЗС України, яка спирається на наукомісткі складові формулювання підводних робіт, експлуатаційних властивостей, архітектурно-конструктивного типу АПА та його тактико-технічних характеристик.

Трибулькевич, С. Л. Програмне забезпечення обробки відеопотоку у реальному часі для систем висвітлення підводної обстановки / С. Л. Трибулькевич // Матеріали ІІI Всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю "Сучасні проблеми інформаційної безпеки на транспорті". – Миколаїв : НУК, 2013.
Розроблено програмне забезпечення для відеозахвату та обробки відеопотоку, реалізована підтримка великої кількості цифрових камер та пристроїв відеозахвату, отриманий код легко модернізується та у найближчій час буде використано у системі керування від ПЕОМ підводним апаратом серії "Інспектор" виробництва Національного університету кораблебудування імені адм. Макарова.

Блінцов, О. В., Войтасик, А. М. Розрахунок напруги на ходовому кінці кабель-тросу при зміні споживаного навантаження / О. В. Блінцов, А. М. Войтасик // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів". – Миколаїв : НУК, 2012.
Розроблено математичну модель для розрахунку зміни напруги на ходовому кінці кабель-тросу прив’язного підводного апарата при зміні споживаної ним потужності. Виконано математичне моделювання та практичний розрахунок.

Блінцов, В. С., Надточій, А. В. Узагальнена структура системи автоматичного керування телекерованим підводним апаратом з маніпулятором / В. С. Блінцов, А. В. Надточій // Матеріали Міжнар. наук.-техн. конф. " Компютерні науки: освіта, наука, практика". – Миколаїв : НУК, 2012.
Розроблено узагальнену чотирьохрівневу структуру системи автоматичного керування телекерованим підводним апаратом з маніпулятором, яка забезпечить підвищену точність і продуктивність виконання підводних робіт.

Блінцов, О. В., Клочков, О. П. До питання удосконалення конструкції гребного електродвигуна підводного апарата / О. В. Блінцов, О. П. Клочков // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів". – Миколаїв : НУК, 2012.
Розвиток підводної техніки завдяки новітнім досягненням науки відбувається достатньо швидко. Нова елементна база дозволяє виконувати конструкцію підводних апаратів-роботів (ПАР) компактною, зручною в експлуатації та задовільною по масо-габаритним характеристикам. Як відомо, одними з найважливіших елементів ПАР є маршові, вертикальний та лагові рушії, які своїми упорами забезпечують рух апарата для досягнення ним заданої точки робочого простору.

Блінцов, О. В., Войтасик, А. М. Розробка автоматичної системи стабілізації напруги генератора постійного струму при зміні споживаного навантаження електродвигуна підводного апарата / О.В. Блінцов, А.М. Войтасик // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Підводна техніка і технологія ". – Миколаїв : НУК, 2012.
Автоматичною системою (АС) називається система, що представляє собою сукупність об'єкта керування (ОК) і керуючого пристрою (КП), що забезпечує процес керування, тобто цілеспрямований вплив на ОК, що забезпечує бажану зміну його стану. Одне з основних завдань побудови АС полягає в тому, щоб вирішити, яким чином за допомогою технічних засобів одержати та передати той обсяг інформації, що необхідний для досягнення мети керування.