Беспилотный надводный аппарат

Беспилотный надводный аппарат (БНА) - это лодка или корабль, который работает на поверхности воды без экипажа.
Синонимы БНА:

• беспилотное надводное транспортное средство,
• беспилотное надводное судно,
• надводное судно без экипажа,
• беспилотный катер,
• безэкипажный катер,
• беспилотный корабль,
• морской беспилотник,
• uncrewed surface vessel (USV).

Уровни автономности:

• дистанционное управление, в тч. с сопровождающих судов;
• частичная автономность;
• полностью автономные надводные аппараты (АНА).

В 2020 г. впервые подготовлены Принципы и свод правил поведения в отрасли БНА в Великобритании 2020 (V4) Рабочей группой по регулированию морских автономных систем Великобритании (MASRWG) и опубликованы Maritime UK через Общество морской промышленности.
В 2021 г. впервые SEA-KIT International получила сертификат беспилотных морских систем (UMS) от Регистра Ллойда за свой 12-метровый БНА класса X.



Применение:

• коммерческое судоходство;
• мониторинг окружающей среды и климата;
• картирование морского дна;
• пассажирские перевозки;
• переправы;
• роботизированные исследования;
• осмотр состояния мостов и другой инфраструктуры;
• военно - морские операции.

Океанография, гидрография и мониторинг окружающей среды

Преимущества БНА:

• более маневренны, чем пришвартованные или дрейфующие метеорологические буи;
• намного дешевле, чем аналогичные метеорологические и научно - исследовательские суда (НИС);
• низкие эксплуатационные расходы;
• пространственно-временная эффективность;
• снижение риска для людей;
  
• точность и доступ к мелководью;

Обычно работают на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ):

• используют энергию волн для основного движения;
• используют ветер или солнечную энергию для питания электродвигателей;
• океанские БНА имеют солнечные батареи для питания своей электроники.

Срок службы БНА на ВИЭ измеряется месяцами.

БНА на фоссильном топливе:

• использование небольшого БНА параллельно с традиционными НИС позволяет:
• в 2 раза увеличить охват исследования,
• сократить время нахождения на месте.

Парусный дрон - это тип БНА, который используется в океанах для сбора данных.
Парусные дроны:

• питаются от ветра и солнца;
• несут набор научных датчиков и навигационных инструментов;
• могут следовать набору дистанционно заданных путевых точек;
• назначение:
• исследование морской экосистемы,
• рыболовство;
• исследование погоды.

Военное применение

Назначение:

• поиск мин;
• наблюдение и разведка;
• ударные операции;
• контроль зоны запрета.

Боевое применение БНА стремительно развивается в период СВО РФ на Украине:

• октябрь 2022 г. - первое использование БНА в морском сражении - атака БНА ВСУ по Севастопольской ВМБ ЧФ РФ;
• ущерб был невелик, но цель достигнута,
• корабли ЧФ РФ существенно снизили активность, практически запертые в Севастополе;
• август 2023 г. - БДК Оленегорский горняк получил удар БНА ВСУ неподалеку от ВМБ Новороссийск:
• корабль остался на плаву, но получил сильный крен на левый борт,
• буксирами доставлен в порт;
• август 2023 г. - каботажный нефтеналивной танкер Сиг - получил пробоину в правом борту от БНА ВСУ:
• жертв и разрушений нет,
• остался на плаву,
• атака имела сильный политический эффект.

Перспективы развития БНА

Двигателем развития БНА являются ВМС.
Потребности ВМС:

• создание модульных систем как средство обеспечения возможностей:
• многоцелевое использование,
• модульная структура позволяет быстро внедрять новые технологии без дорогостоящих модификаций базовой платформы.
• малогабаритные БНА для выполнения неударных функций:
• большинство БНА - меньше 14 м,
• имеют низкую радиолокационную, инфракрасную, акустическую и магнитную сигнатуры,
• растущее распространение стелс-технологий позволяет сделать БНА менее обнаруживаемыми;
• неударные функции БНА:
• обследование, разведка, наблюдение и рекогносцировка,
• противоминные меры;
• материнский корабль в качестве базы для БНА:
• в США концепция реализована на кораблях LCS, Zumwalt, Spearheadclass EPF),
• в России - это Фрегаты проекта 22350 типа Адмирал Горшков,
• в Японии - 30FFM,
• Сингапуре - Littoral Mission Vessels;
• технологии морского роя:
• сетевые БНА более эффективны для решения практически всех задач:
• наблюдения, сбора данных, ложных целей, защиты важных объектов и портов,
• траления мин,
• обнаружения подводных лодок,
• ограничения действий крупных кораблей,
• нейтрализации или уничтожения вражеских активов;
• технологические задачи:
• оптимизация источника питания:
• различаются по размеру и конструктивному назначению,
• могут работать на дизельном топливе, бензине, гибридном электричестве, аккумуляторах и ВИЭ,
• дизельные или бензиновые двигатели предпочтительнее аккумуляторных из-за их более высокой мгновенной выходной мощности для обеспечения более высокой максимальной скорости,
• полезная нагрузка:
  
• устройства связи для координации между участниками операции и предоставления дистанционно собранных данных.
• камера и оптические датчики - позволяют пользователю провести быструю оценку окружающей среды и избежать столкновения,
• гидролокаторы, включая однолучевые, многолучевые гидролокаторы, гидролокаторы бокового обзора и гидролокаторы с синтезированной апертурой, являются основными датчиками для подводного наблюдения и имеют решающее значение для противолодочной борьбы и геодезических операций,
• радары используются для навигации, обнаружения и опознавания целей, а также для целей целеуказания,
• возможность переоборудования для БНА:
• это позволяет автономно управлять любым морским пилотируемым транспортным средством, превращая его в БНА, чтобы уберечь людей от опасной среды и выполнять миссии с минимальными затратами,
• включает станцию ​​управления транспортным средством, связь и бортовые системы,
• комплекты для переоборудования могут предложить индивидуальные решения для удовлетворения требований клиента,
• технология предотвращения столкновений:
  
• обеспечивают безопасную навигацию, когда БНА используются в зоне с интенсивным морским движением, и обеспечивают автономную навигацию в ограниченных районах,
• используются различные типы датчиков, такие как датчики зрения, гидролокатор, световое обнаружение и определение дальности (LIDAR), инфракрасный, радар, чтобы избегать препятствий и безопасно перемещаться,
• чтобы компенсировать недостатки одного приложения для измерения, эти датчики можно использовать по отдельности или в сочетании,
• микропроцессоры:
• служат центрами управления БНА, предоставляя платформу для ПО управления и связи, которое интегрируется с датчиками предотвращения столкновений, камерами высокого разрешения и другими датчиками,
• достижения в разработке микросхем (создание микросхем меньшего размера с более высокой производительностью и меньшей стоимостью) помогает снизить стоимость производства БНА,
• искусственный интеллект (ИИ):
• растет спрос на все более сложный анализ данных,
• использование ИИ позволит эффективно обрабатывать поступающие данные датчиков и принимать решения для БНА,
• ИИ обеспечивает непрерывное обучение БНА, что позволяет использовать сложные функции, такие как автономная навигация, распознавание и предотвращение препятствий.