Как проходят испытания глайдера
Для того чтобы сосчитать в России компании, которые занимаются разработкой глайдеров, хватит пальцев на одной руке. Среди них, пожалуй, самым выдающимся и уже добившимся определенных успехов в области морской робототехники можно по праву считать тандем Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (Ленинградская "Корабелка") и АО "НПП ПТ "Океанос".
Более 14 лет научно-производственное предприятие "ОКЕАНОС" работает и развивается в области подводных технологий. И глайдеры - необитаемые подводные аппараты - являются визитной карточкой компании.
Безусловно, сама тема глайдеров известна многим, причем СМИ не раз посвящали этим аппаратам материалы и сюжеты. Наша редакция решила не отставать и посетила испытания в надлежащих для этого условиях - в акватории, где и должен функционировать аппарат.
Более 14 лет научно-производственное предприятие "ОКЕАНОС" работает и развивается в области подводных технологий. И глайдеры - необитаемые подводные аппараты - являются визитной карточкой компании.
Безусловно, сама тема глайдеров известна многим, причем СМИ не раз посвящали этим аппаратам материалы и сюжеты. Наша редакция решила не отставать и посетила испытания в надлежащих для этого условиях - в акватории, где и должен функционировать аппарат.
Каждую неделю специалисты компании "ОКЕАНОС" собирают все необходимое для испытаний своей разработки: палатки, лодку, автономный подводный необитаемый аппарат Iver 2, телеуправляемый аппарат Н-300, глайдер в разобранном виде, оборудование для испытаний, Wi-Fi-роутеры, ноутбуки и провизию, потому что работа занимает целый день.
Спустя месяцы проб и тестирований, для испытаний было выбрано специальное место на карте Ленинградской области - поселок Шапки, близ города Тосно. Выбирали по двум критериям - чистота воды и глубина акватории.
Спустя месяцы проб и тестирований, для испытаний было выбрано специальное место на карте Ленинградской области - поселок Шапки, близ города Тосно. Выбирали по двум критериям - чистота воды и глубина акватории.
Карьер в поселке Шапки. Здесь проводятся испытания глайдера / Корабел.ру
Подбор сотрудников также не случайный - шесть профессионалов своего дела, каждый из которых выполняет определенную роль в испытаниях.
Глайдер - автономный необитаемый подводный аппарат, движения которого основаны на принципах глайдерного движения (режим планирования). Основное назначение аппарата - движение и выполнение функций несущей платформы для группы различных датчиков: гидрологии, экологии, океанографии, поиска и мониторинга объектов. Глайдер способен работать в диапазонах глубин от 5 до 6 000 м (естественно, в различных исполнениях).
Потенциальными заказчиками глайдера являются нефтянные компании (подводный аппарат можно использовать для анализа как толщи воды, так и придонных слоев), экологические компании, силовые государственные и негосударственные структуры.
В среднем за сезон команда компании "ОКЕАНОС" нарабатывает не менее 80-90 часов записей телеметрических систем глайдера в натурных условиях. За это время сотрудники собирают достаточный объем сведений, который позволяет провести тщательный анализ движения глайдера, исследовать работу телеметрии и датчиков, произвести замеры глубин и пр.
Цель испытаний, согласно планам, - исследование поведения глайдера в условиях окружающей среды (работа в пресной/соленой воде, поведение в различной температуре и плотности воды).
По приезде на место команда "ОКЕАНОС" разделилась на группы: первая занималась сборкой глайдера, вторая - подготовкой палаток и оборудования для дистанционного мониторинга работы подводного аппарата.
 |
| Глайдер в разобранном виде / Корабел.ру |
В первой группе специалистов работают:
 |
| Антон - инженер по мехатронике и робототехнике компании / Корабел.ру |
Антон осуществляет непосредственное руководство испытательным процессом.
 |
| Олег - инженер-электроник компании / Корабел.ру |
Олег отвечает за программирование микроконтролеров и общую электрическую часть глайдеров.
 |
| Иван - инженер-конструктор компании / Корабел.ру |
Иван отвечает за исправность механической части глайдера: за герметичность аппарата и правильность сборки.
Во второй группе участвуют:
 |
| Филипп - программист компании / Корабел.ру |
Филипп занимается программированием так называемого верхнего уровня. Работа глайдера делится на два типа: нижний уровень - микроконтролерный, где все функционирует максимально точно и без недочетов, верхний - курс движения, общеорганизационные данные, ведение логов. В руках Филиппа находится создание миссий для подводного аппарата на каждое испытание, то есть первоначальная цель для глайдера, которую он должен достичь (к примеру, пройти определенное расстояние по заданной траектории).
 |
| Дмитрий - техник компании / Корабел.ру |
У Дмитрия, единственного из коллектива, есть права на управление водным транспортом. Именно поэтому на его плечах обязанности по расставлению буев и контролю за глайдером, если он вдруг остановится или потеряет сигнал.
 |
| Антон - программист и пловец компании / Корабел.ру |
Антон осуществляет сопровождения глайдера в воде и участвует в программировании миссий для глайдера.
Само испытание глайдера можно разбить на несколько этапов.
1. Приезд на место и подготовка необходимого оборудования. Во время этого этапа коллектив "ОКЕАНОС" разбивает палатки, подготавливает и надувает лодку.
 |
| Подготовка лодки к испытаниям / Корабел.ру |
Параллельно происходит сборка подводного аппарата, включающая в себя тестирование на вакуумирование и герметичность глайдера.
 |
| Глайдер перед сборкой / Корабел.ру |
 |
| Сборка подводного аппарата / Корабел.ру |
2. Загрузка миссии для глайдера и проверка всего функционала аппарата: работает ли связь, реагирует ли на задачи, как себя чувствует в условиях эксплуатации.
 |
| Загрузка миссии в программу / Корабел.ру |
3. Погружение глайдера в воду. После того, как на разработку навешиваются обтекатели, прикручиваются крышки, подводный аппарат готов к работе в акватории. Прежде чем приступить к испытаниям, огораживается территория работ: на берегу - сигнальной лентой, на воде - буйками.
 |
| Ограждение зоны испытаний на воде / Корабел.ру |
 |
| Погружение глайдера в воду / Корабел.ру |
4. Заключительный этап - проверка балансировки глайдера и начало испытаний.
До начала самостоятельных испытаний, когда глайдер находится в свободном планировании, сотрудники компании "ОКЕАНОС" расставляют специальные буи. Во время штатной работы глайдер может функционировать и без них. Но для получения дополнительных сведений и детального изучения коллектив использует датчики, которые располагаются по траектории движения аппарата.
 |
| Расстановка буев по траектории движения подводного аппарата / Корабел.ру |
Глобальная цель конкретно данного испытания - достижение заданных географических точек на водном пространстве, согласно определенному маршруту.
 |
| Команда компании "ОКЕАНОС" и представитель заказчика следят за ходом испытаний / Корабел.ру |
 |
| Команда компании "ОКЕАНОС" следит за ходом испытаний / Корабел.ру |
Всего на маршруте глайдера было задано пять точек. Из-за того, что карьер недостаточно большой, подводный аппарат не мог развить высокую скорость планирования.
Траектория глайдера состоит из движения по прямой линии и так называемой циркуляции - поворота подводного аппарата. В зависимости от акватории, глайдер движется до точки, около которой ему необходимо всплыть для определения собственного местонахождения, и дальнейшей ближайшей точки на маршруте, осуществив GPS-коррекцию (насколько близко к точке вслыл аппарат, не сместило ли глайдер течение, ошибся ли он в инерциальных подсчетах и т.д.). Порой аппарату требуется описать не полный круг, а оконечность, чтобы следовать до следующего пункта. Но даже по ней команда компании "ОКЕАНОС" может определить полную циркуляцию, которая будет полезна для анализа движения глайдера.
Помимо составленной миссии - сложенных точек на маршруте, оценивается и точность достижения каждого из пунктов. По словам сотрудников компании "ОКЕАНОС", успехом для глайдера будет достижение точки в радиусе 10 м. Важно понимать, что текущие испытания проходят в небольшом карьере. Эксплуатация аппарата рассчатана в океане, где достижение заданного пункта в радиусе 10 м уже считается ювелирной точностью.
Очевидно, что на практике глайдер способен работать без постоянного контроля и надзора со стороны эксплуатантов. Но за аппаратом ведется наблюдение: с помощью Wi-Fi-сигнала, GPS-связи, а также радиосвязи. На открытой воде посредством радиосвязи глайдер может передавать данные на расстоянии до 1,5 км.
Но на испытаниях, чтобы в результате глайдер работал максимально точно, за ним следует регулярно наблюдать и анализировать его поведение в воде.
 |
| Анализ работы глайдера с воды во время выполнения миссии / Корабел.ру |
 |
| Филипп и Олег проводят анализ работы глайдера с воды, пока аппарат самостоятельно выполняет миссию / Корабел.ру |
Испытание занимает целый день. Ближе к концу привычного рабочего дня - около 18:00 часов - глайдер по заданной миссии должен вернуться в исходную позицию, откуда и начиналось его движение. И он вернулся!
 |
| Финальная точка глайдера и конец испытаний. Остается только проанализировать работу и данные при движении / Корабел.ру |
Глайдер на исходной. Команда "ОКЕАНОС" приступает к анализу испытаний.
 |
| Обсуждение результатов испытаний / Корабел.ру |
 |
| Заданная миссия для глайдера - линия синего цвета, красная - движение самого аппарата / Корабел.ру |
По оценкам специалистов компании "ОКЕАНОС", показанный результат считается настоящим достижением, и такая работа наблюдается не так часто - практически 80% совпадения заданной траектории в миссии и движения самого глайдера.
Автономному необитаемому подводному аппарату, как и "ОКЕАНОСу", предстоит еще долгое сотрудничество и несколько десятков испытаний, которые исправят недочеты и сделают работу глайдера максимально эффективной. Но в этот выезд коллектив компании "ОКЕАНОС" доволен результатом.
Уверены, что для глайдеров "СПбГМТУ - ОКЕАНОС" найдется применение, и они выполнят еще не одну сотню заданных миссий! Для полноты картины остается лишь познакомиться с процессом создания подобных аппаратов. Надеемся, что следующим материалом будет именно знакомство с производством компании "ОКЕАНОС".
Кирилл Воловик
