Необитаемые подводные аппараты военного назначения

Общая классификация и тенденции развития

Вооруженные силы (ВС) государств мира все больше интегрируют беспилотные системы различного назначения в свои арсеналы. Для военно-морских сил рассматриваются три категории такого оборудования: необитаемые подводные аппараты, далее НПА (Unmanned Underwater Vehicles, UUV); необитаемые надводные аппараты, или суда (Unmanned Surface Vessels — USV) и беспилотные летательные аппараты (Unmanned Aerial Vehicles – UAV).

В отношении перечисленных беспилотных систем наблюдаются различные тенденции:

  • Тенденция к автономии: первые беспилотные системы обычно были дистанционно управляемыми (Remotely Operated Vehicle, ROV). За ними последовали системы, способные самостоятельно выполнять детально запрограммированную задачу, такую как проход по конкретному маршруту мониторинга. В будущем ВС мира стремятся получить полностью автономные системы, способные самостоятельно выполнять целевые задания и в ходе их выполнения ориентироваться на непредвиденные события.
  • Тренд в направлении координирования миссий между несколькими беспилотными системами равного или иного вида, а также скоординированное использование пилотируемых и беспилотных систем (Manned-Unmann Teaming).
  • Тенденция увеличения продолжительности выполнения операций: более эффективные двигатели и аккумуляторные системы увеличивают дальность и длительность работы.
  • Тенденция к более крупным системам с большей и универсальной полезной нагрузкой, дальностью и продолжительностью работы.
  • Тенденция к модульной полезной нагрузке для выполнения различных задач одним типом необитаемых подводных аппаратов (НПА).

Увеличение производительности беспилотных систем зависит от достижений в различных технологических областях. Наиболее важными, прежде всего, являются: приводные и энергетические системы, навигационное оборудование, датчики различного назначения, системы связи и искусственного интеллекта. На этих направлениях сосредоточены основные усилия исследователей.

Необитаемые подводные аппараты от ATLAS Elektronik

«Типичную» картину последних событий в секторе необитаемые подводные аппараты передают прикладные системы производства компании ATLAS Elektronik GmbH (г. Бремен, Германия):  «SeaFox» (морская лиса) и «SeaCat» (морской кот), а также «SeaOtter»  (морская выдра).

ATLAS Elektronik
Эмблема компании ATLAS Elektronik

Модель «SeaFox»

Дистанционно-управляемый НПА «SeaFox» состоит на вооружении ВМС Германии и десяти других стран.

Необитаемый подводный аппарат SeaFox
НПА «SeaFox»

Дрон поставляется в трех конфигурациях. Вариант «С», оснащенный взрывным комплектом, используется для уничтожения мин (при этом сам аппарат также уничтожается). Вариант «I» используется для поиска и идентификации мин, а также подводного мониторинга кораблей и портовых сооружений. После установки комплекта «Кобра» (Cobra), вариант «I» может применяться для уничтожения мин и других взрывных устройств. При этом, комплект подрыва «Кобра» устанавливается на мину и дистанционно подрывается после отхода НПА. Разработанный для учебных целей вариант «Т» также может использоваться для подводного мониторинга.

комплект Кобра
Оборудование для борьбы со взрывными устройствами «Кобра»

Необитаемые подводные аппараты «SeaFox» состоят на вооружении кораблей, катеров и вертолетов.  Дистанционное управление НПА осуществляется по оптоволоконному кабелю. Аппарат имеет длину 1,31 м, вес 43 кг. Эксплуатационная глубина погружения дрона достигает 300 м. Максимальная дальность до судна управления – 22 км. Продолжительность применения – около 100 минут.

НПА » SeaCat»

Дрон «SeaCat» в два раза длиннее и в три раза тяжелее «SeaFox», а также значительно более мощный. Продолжительность работы – до 20 часов. Аппарат способен погружаться на глубину до 600 м. «SeaCat» является гибридной системой. Дрон может использоваться с дистанционным управлением, как ROV-система, или как автономный аппарат.

Необитаемый подводный аппарат SeaCat
НПА «SeaCat»

Полезная нагрузка, расположенная в носовой части, может использовать различные модули. В том числе: видео камеру, гидролокатор, магнитометр, а также модуль для химического анализа воды или акустический датчик, проникающий через морское дно. НПА средней величины оснащен гидролокатором для сканирования по сторонам (Side Scan Sonar) и может дополнительно взять сонар на буксире. Благодаря этой модульности «SeaCat» может использоваться для исследования морского дна, тактической гидрографии, а также разведки и мониторинг более крупных районов.

Аппаратура GPS и инерциальная навигационная система обеспечивают автономное применение НПА. Однако, при таком использовании собранные сенсорами данные могут быть получены только после возвращения дрона на корабль. Возможности коммуникации между кораблем-носителем и НПА пока остаются ограниченными. Обмен данными через WiFi осуществляется в обоих направлениях, но только до тех пор, пока дрон находится не дальше 400м от корабля управления. Акустическая связь под водой, в зависимости от условий окружающей среды, имеет максимальную дальность до двух километров. При использовании на этом расстоянии необитаемые подводные аппараты этого типа пригодны для полностью независимой работы.

«Морская выдра»  — универсальное решение

Самый новый и самый большой НПА от компании ATLAS Elektronik – универсальный аппарат «SeaOtter Mk II». «Морская выдра» – автономный НПА, выполняющий задачи разведки и наблюдения (включая разведку подводных лодок), обнаружения подводных угроз, сбора гидрографических данных, уничтожения мин. Кроме того, возможно скрытное обеспечение сил  специального назначения и проведение спасательных мероприятий.

Необитаемый подводный аппарат SeaOtter Mk II
НПА «SeaOtter Mk II»

Дрон длиной 3,65 м имеется водоизмещение 1200 кг, возможность использования 160 кг полезной нагрузки и продолжительность работы 24 часа. В сравнении с » SeaCat» оборудование НПА включает гидролокатор высокого разрешения с синтетической апертурой (SAS — Synthetic Aperture Sonar). Сонар обеспечивает обнаружение и идентификацию движущихся и неподвижных объектов. Антенна НПА позволяет вблизи от поверхности воды устанавливать радио и WiFi-связь с кораблем-носителем, а также навигацию по GPS. В дополнение к GPS, дрон использует автономную инерционную навигацию и электромагнитную систему доплеровского контроля скорости. В автономном режим работы питание электропривода производится литиевыми полимерными батареями. Для их зарядки требуется четыре часа, но возможна замена для экономии времени.

Необитаемые подводные аппараты от ATLAS Elektronik по своим возможностям относительно типичны для используемых в настоящее время НПА. Разведка и уничтожение мин, сбор данных о морском дне, состоянии воды и течений. Скрытая разведка и наблюдение (например, до высадки морского десанта или поддержки специальных сил), обеспечение безопасности своих портов и судов. Это – основные задачи для беспилотных подводных систем.

Необитаемые подводные аппараты в новых областях

В настоящее время внедряются или изучаются новые сферы применения для НПА. Во-первых, уничтожение подводных лодок, или противолодочная война (ASW — Anti-Submarine Warfare).

Центр морских исследований и экспериментов НАТО (Centre for Maritime Research and Experimentation- CMRE) с 2011г. целенаправленно разрабатывает соответствующую концепцию и технологии. Уже в настоящее время, используемый центром действующий автономный НПА «OEX Explorer» способен захватывать и отслеживать движущиеся объекты. Положение НПА, а, следовательно, и цели через акустические подводные сигналы передаются в центр управления. CMRE применяли свой НПА (и другие беспилотные системы) для тестирования систем в рамках ежегодных противолодочных учений «Dynamic Mongoose».

Одним из направлений исследований остается разработка надежной сети связи. Она должна гарантировать на больших расстояниях скоординированное использование нескольких автономных беспилотных систем, а также группу обитаемых и необитаемых аппаратов. Важным промежуточным шагом считается согласование стандарта НАТО для цифровой подводной связи (JANUS — STANAG 4748). Стандарт призван гарантировать совместимость различных национальных подходов. Кроме того, в настоящее время остается проблема разработки алгоритмов, обеспечивающих надежную классификацию обнаруженных целей.

Рассматривается возможность для обитаемых подводных лодок в будущем нести на своем борту необитаемые подводные аппараты и выслеживать с их помощью подводных лодок противника.

Пилотируемые подводные лодки обычно используют пассивный гидролокатор. Активные же гидролокаторы имеют гораздо большую дальность действия, но позволяют определять местоположение передатчик. Оснащенные активным гидролокатором НПА смогут перемещаться на достаточном расстоянии от своего пилотируемого корабля-носителя. Такая тактика значительно увеличит его возможности по обнаружению подводной лодки противника. НПА могли бы даже отвлекать на себя подводные лодки противника, способствуя тем самым, их поражению из засады кораблем-носителем.

Агентство перспективных оборонных исследований США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) в июле 2017г. подписало контракт с компанией BAE Systems на разработку для НПА соответствующей компактной активной гидроакустической системы большой дальности.

Больше и тяжелее

Ведение противолодочной войны средствами НПА в прибрежных водах или в открытом море требует значительного увеличения дальности и продолжительности работы. По этой причине США с 2015г. ведут разработку беспилотных систем с большим водоизмещением (Large Displacement UUV, LDUUV). Такие необитаемые подводные аппараты должны иметь возможность нести дополнительным аккумуляторы и быть более устойчивыми, чем предыдущие системы. Обозначаемые как НПА класса III будут иметь диаметр около 48 дюймов (122 сантиметра) и иметь модульную структуру.

LDUUV prototype
Прототип НПА тяжелого класса

Проект «Змеиная голова»

В апреле 2017г. ВМС США объявили о своем намерении уже в 2019г. начать тестирование прототипа тяжелого НПА «Snakehead» (Змеиная голова). Разработка программного обеспечения, систем управления и связи будет проходить параллельно с развитием транспортного средства. Руководство обеими направлениями работ осуществляется ВМС.

НПА такого масштаба уже используются для гражданских целей. В частности, в 2003г. управляемый дрон «Echo Ranger» от компании «Боинг» достиг глубины погружения 3000 м и находился там 28 часов. Согласно замыслу, «Snakehead» будет управляться с корабля прибрежной зоны (LCS), подводных лодок типов «Вирджиния» (SSN) и «Огайо» (SSGN), или выходить из порта самостоятельно.

Необитаемый подводный аппарат Echo Ranger
НПА Echo Ranger производства компании «Боинг»

Предполагаемый спектр возможностей должен постепенно расширяться. Наряду с общей разведкой и наблюдением он будет включать борьбу с подводными лодками и другими подводными целями, наступательные и оборонительные действия по разминированию, а также ведение РЭБ. Выводы из тестирования «Snakehead» послужат разработке будущих классов НПА.

Необитаемые подводные аппараты класса «Касатка»

Но имеется еще одна ступень больше. Под обозначением Extra Large UUV (XLUUV) ВМС США хотят запустить производство НПА еще больших размеров, чем до сих пор. Такие аппараты, под обозначением «Orca» (Касатка), должны действовать не с кораблей, а стартовать от пирса и проводить месячное патрулирование автономно. Предполагаемая дальность действия около 2000 морских миль.

Ряд задач в значительной степени соответствует оперативному спектру LDUUV. Дополнительно рассматриваются: поддержка специальных сил, а также наступательные операции против наземных целей. Потенциальная полезная нагрузка включает в себя мины, торпеды, а также ракеты для поражения морских и наземных целей.

Распределение задач по разработке XLUUV ожидается в текущем 2017г. Хорошие перспективы для контракта имеет «Боинг», который уже представил по собственной инициативе в 2016г. соответствующий прототип. Подводная лодка под названием «Echo Voyager» имеет длину 16 м и водоизмещение 50 т. Аппарат достигает глубины 3400 м и может оставаться в море в течение шести месяцев, покрывая 7 500 морских миль. Тем не менее, НПА «Echo Voyager» требует всплытия каждые три дня для загрузки батарей.

Необитаемый подводный аппарат Echo Voyager
НПА сверх тяжелого класса Echo Voyager от компании «Боинг»

Параллельно с программой XLUUV, под руководством DARPA, реализуется проект «Гидра» (Hydra). В рамках проекта ведется разработка большого НПА, который действовал бы, как корабль-матка для НПА и беспилотных летательных аппаратов меньшего размера. «Гидра» должна скрытно проникать в водоем, который запрещен для прохода обитаемых кораблей и запускать там разведывательные беспилотники. Сообщается, что компании «Боинг» и Huntington Ingalls должны представить к 2019г.  совместные прототипы.

Проекты НПА за пределами НАТО

Разработка высокопроизводительной технологии НПА не является привилегией стран НАТО. Япония с 2014г. развивает новую технологию привода для больших НПА. Ее топливные элементы должны увеличить дальность действия и продолжительность работы перспективных систем ВМС США.

ВМС Индии в настоящее время также используют разработанный в стране автономный подводный аппарат AUV-150. НПА имеет длину 4,8 м и достигает глубины 150 м. В прибрежных водах он используется для разведки и наблюдения, а также для разведки мин.

Автономный подводный аппарат AUV-150
Автономный подводный аппарат AUV-150

Студенты индийского технологического института в г. Мумбаи с 2011г.в свободное время разрабатывают названный в честь морского бога Матсья (Matsya) НПА с передовыми характеристиками по производительности. Если AUV-150 строго придерживается запрограммированных задач, то «Матсья» должен иметь более высокую степень автономии.

Круг задач в интересах  ВМС Индии  планируется расширить. НПА «Матсья», как ожидается, будет способен  — наряду с ведением визуальной и акустической разведки  — устанавливать и извлекать объекты с помощью манипулятора, а также поражать торпедами подводные лодки противника. Однако на данный момент студенты тестируют свои концепции и системы на тестовом НПА. Его длина составляет всего один метр. Тестирование оперативного реалистичного прототипа ожидается примерно через четыре года.

Исследователи университета Тяньцзиня (Китай) в 2014г. тестировали подводный планер «Хайян» (Haiyan). Автономный НПА мог работать в течение 30 дней, покрывая около 2600 морских миль. Официально «Хайян» разрабатывается для гражданских исследовательских целей. Вместе с тем, он пригоден для проведения гидрографических исследований до глубины 1090 м в интересах ВМС. Государственные китайские СМИ также сообщили о возможной модернизации НПА «Хайян» для отслеживания мин и подводных лодок.

Необитаемый подводный аппарат Хайян
НПА «Хайян»

Российское ЦКБ «Рубин» в 2015 г. представило новый НПА «Клавесин-2Р». Объявленная глубина погружения составляет 6000 м. НПА может дистанцироваться  от корабля-носителя на расстояние до 50 км. Отмечается, что ЦКБ «Рубин», который разрабатывает в основном пилотируемые военные подводные лодки, в настоящее время работает над дроном «Витязь» с рабочей глубиной погружения 11 000 м.

Необитаемый подводный аппарат Клавесин-2Р
НПА Клавесин-2Р производства ЦКБ «Рубин»

Уже в 2015г. поступали сообщения о русском НПА с ядерной двигательной установкой и ядерным вооружением. Обозначенный спецслужбами США, как «Каньон» (Kanyon), дрон  должен доставляться в открытое море пилотируемыми подводными лодками. Далее он способен развивать скорость 56 узлов и имеет дальность действия около 6 200 морских миль. Вероятной целью этого НПА, по оценкам западных экспертов, могло быть уничтожение военно-морских портов США в преддверии войны. Однако, по тем же оценкам, сообщение несет в себе признаки российской кампании дезинформации.


По материалам журнала «MarineForum»

Статьи по теме:

Надводные необитаемые аппараты — положение дел и тенденции

Применение БПЛА в интересах военно-морских сил за рубежом

Ваши комментарии

Loading Facebook Comments ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *