Тесей (АНПА)
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
«Тезей» — крупный автономный подводный аппарат (АНПА), предназначенный для прокладки оптоволоконного кабеля по морскому дну .
История
[ редактировать ]В 1987 году канадское правительство опубликовало долгожданный официальный документ по обороне; [1] Одним из ключевых моментов в этом документе было стремление Канады сохранить суверенитет над своими арктическими водами посредством приобретения атомных подводных лодок и достижений в методах пассивного подводного наблюдения .
Проект «Спиннакер» представлял собой оборонный исследовательский проект, инициированный с целью разработки технологий, необходимых для размещения постов акустического прослушивания на морском дне канадского Арктического архипелага. Эти комплексы необходимо было развернуть в глубоких водах на краю континентального шельфа ; поскольку эти воды были покрыты льдом круглый год, требовалось новое решение для прокладки магистральных кабелей от береговых центров обработки данных к массивам.
Проект «Спиннакер» был детищем Тихоокеанского оборонного исследовательского центра (DREP), оборонной исследовательской лаборатории, специализирующейся на арктической акустике. Чтобы помочь решить проблему с прокладкой кабеля, DREP обратилась в компанию International Submarine Engineering Ltd из Порт-Кокитлама , Британская Колумбия.
Технико-экономическое обоснование началось в 1988 году с использованием AUV ARCS компании ISE в качестве испытательной платформы. В 1990 году компания ARCS автономно проложила оптоволоконный кабель по морскому дну у Порт-Муди , Британская Колумбия, подтвердив концепцию использования АНПА для прокладки кабеля.
Проектирование АНПА «Тезей» началось в 1991 году, а строительство продолжалось с 1993 по 1994 год. «Тезей» начал ходовые испытания летом 1994 года и был отправлен в Арктику весной 1995 года и весной 1996 года.
Операция
[ редактировать ]Впервые «Тезей» был отправлен в Арктику весной 1995 года для проверки транспортной логистики, подтверждения работы транспортных средств и разработки методов доставки и восстановления кабелей. В штаб-квартире ISE в Порт-Коквитламе «Тезей» разобрали на модульные секции, доставили в CFS Alert на самолете C-130 Hercules , а затем перебросили на вертолете в залив Джоллифф , где снова собрали под большой отапливаемой палаткой. Большая прорубь размером 40 на 5 футов была прорезана ледяным покровом толщиной 6 футов, и «Тезей» был спущен на воду и возвращен в горизонтальное положение, выполнив несколько подледных испытательных миссий.
Весной 1996 года «Тезей» был отправлен обратно в залив Джоллифф для выполнения полномасштабной миссии по прокладке кабеля в поддержку проекта «Спиннакер». Акустическая антенна была развернута на морском дне на краю континентального шельфа примерно в 180 километрах от берега, и «Тезей» успешно доставил кабель к антенне спустя чуть более 24 часов работы. Затем Тесею было приказано вернуться в залив Джоллифф, что он и сделал.
Также была выполнена вторая операция по прокладке кабеля к другому массиву. Эта миссия не увенчалась успехом, поскольку на полпути миссии магистральный кабель оборвался. Однако «Тезей» завершил маневры по доставке кабеля и впоследствии был отправлен обратно в залив Джоллифф.
Строительство
[ редактировать ]Халл
[ редактировать ]Общая длина корпуса составляла 10,7 м (35 футов), диаметр 1,27 м (50 дюймов) и водоизмещение 8600 кг (19 000 фунтов). Он был спроектирован по модульному принципу, поэтому его можно было разобрать для транспортировки вертолетом или самолетом Twin Otter.
Носовая часть имела возможность свободного затопления и содержала гидролокатор для предотвращения препятствий, переднюю регулируемую балластную цистерну / насос, датчик акустической телеметрии и стробоскопы.
Прочный корпус состоял из 6 модульных секций корпуса и содержал аккумуляторы, электронику и сухие датчики.
В отсеке полезной нагрузки находились блоки оптоволоконных кабелей.
В хвостовой части размещались кормовая цистерна переменного балласта-насоса и подруливающее устройство.
Шесть пикирующих самолетов с электроприводом (2 в носовой части, 4 в кормовой) обеспечивают контроль и устойчивость по осям тангажа, крена и рыскания.
Движение
[ редактировать ]Одиночный пропеллер диаметром 61 см приводился в движение бесщеточным двигателем постоянного тока мощностью 6 л.с. и коробкой передач. Это позволяло работать с номинальной скоростью 2 м/с (4 узла).
Навигация
[ редактировать ]«Тезей» управлялся с помощью гибридной инерциально-акустической системы позиционирования. [2] Для точного определения местоположения из стартовой ледяной лунки кольцевой лазерный гироскоп Honeywell MAPS был свободно связан с доплеровским датчиком скорости EDO 3050, что обеспечивало точность определения местоположения примерно 0,5% от пройденного расстояния.
Для коррекции курса в середине миссии и наведения на терминал для доставки кабеля система акустического позиционирования Datasonics ACU-206 работала в инвертированном режиме USBL для измерения дальности и пеленга до низкочастотных акустических транспондеров ORE 6701, развернутых в ключевых местах на маршруте миссии.
Объезд препятствий
[ редактировать ]Sonatech STA-013-1 TOAS В носовой части аппарата был установлен гидролокатор обнаружения препятствий , обеспечивающий поле зрения ±25° по горизонтали и ±9° по высоте для обнаружения ледяных килей и донных препятствий на расстоянии до 180 метров. Программное обеспечение для обнаружения и управления обходом препятствий не было завершено вовремя для миссии по прокладке кабеля, поэтому для исходящей миссии была доступна (но никогда не использовалась) функция ручного управления обходом препятствий по оптоволоконному кабелю.
Контроль
[ редактировать ]Бортовым компьютером миссии был процессор MC68030 на базе Gespac, работающий под управлением Proteus, собственного ядра реального времени. Прикладное программное обеспечение для конкретной миссии было написано на C++ с многоуровневой архитектурой и иерархией подчинения, сотрудничества и контроля.
Полезная нагрузка
[ редактировать ]В отдельной секции корпуса было 11 катушек оптоволоконного кабеля, соединенных вместе, что обеспечило 220 км кабеля, доступного для раздачи. Каждая катушка была окружена тороидальным резервуаром компенсации плавучести, который заполнялся по мере выдачи кабеля.
Энергия
[ редактировать ]«Тезей» питался от серебряно-цинковых вторичных элементов Ярдни; 280 отдельных ячеек, размещенных в 6 аккумуляторных ящиках, обеспечивают 360 кВтч, чего достаточно для полета на 450 км и 24 дополнительных часов гостиничной нагрузки (и коэффициент запаса прочности 1,25).
Коммуникации
[ редактировать ]Для связи бортового компьютерного комплекса «Тезей» с пультом оператора доступны четыре режима в зависимости от режима работы:
- Tether: последовательная связь, используемая для диагностики в цехе и на палубе.
- Радио: радиостанция Dataradio 9600 бит/с использовалась для местных ходовых испытаний (буксировка надводной антенны) на глубину до 5 м.
- Оптоволокно: оптический мультиплексор, обеспечивающий двунаправленную связь по прокладываемому магистральному кабелю (только исходящая миссия)
- Акустика: Datasonics ATM-851 (15–20 кГц MFSK)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Информация, заархивированная в Интернете» (PDF) .
- ^ Батлер, Брюс; Верралл, Рон (1 марта 2001 г.). «Прецизионная гибридная инерциально-акустическая навигационная система для автономного подводного аппарата дальнего действия» . Судоходство: Журнал Института мореплавания . 48 (1): 1–12. дои : 10.1002/j.2161-4296.2001.tb00223.x . ISSN 2161-4296 . Проверено 03 июля 2023 г.