В начале февраля 2021 г. Управление перспективных оборонных исследований министерства обороны США DARPA заключило контракты с компаниями Northrop Grumman Systems Corp. и Martin Defense Group на изготовление демонстрационных образцов нового необитаемого подводного аппарата (НПА) «Manta Ray».
Отдельный контракт заключен с компанией Metron (Франция) на создание наиболее важного компонента НПА – энергоустановки, обеспечивающей возможность его работы в течение нескольких месяцев и даже лет без дозаправки и возвращения на базу. Это уже второй этап финансирования разработки НПА (после заключения контрактов в 2020 г.), что свидетельствует об успешном продвижении работ. По заявлению Управления DARPA НПА «Manta Ray» будет демонстрировать ключевые технологии, которые позволят создать «подводную лодку-робот, способную действовать в течение продолжительного времени на больших расстояниях и несущую разнообразную полезную нагрузку» – от небольших буксируемых гидроакустических антенн для обнаружения ПЛ и гидроакустических датчиков для размещения их на морском дне.
НПА «Manta Ray» будет оснащен системами искусственного интеллекта для идентификации и реакции на присутствие надводных кораблей или ПЛ, а также новыми датчиками. Среди других технологий отмечается разработка противообрастающих средств, что особенно важно для подводных систем продолжительного действия.
Наибольшие проблемы при разработке НПА связаны с созданием энергоустановки. Если новый крупногабаритный НПА «Orca», который должен быть принят на вооружение в 2023 г., будет иметь автономность 90 сут. при использовании существующих энергоустановок, то НПА «Manta Ray» со значительно бóльшей автономностью предполагается оснастить энергоустановкой, использующей энергию моря. Этим же отчасти объясняется и необычная форма корпуса НПА, поскольку при ограниченных резервах мощности требуется минимально возможное сопротивление движению. Одновременно обеспечивается высокая скрытность НПА. Концепция использования энергии моря уже демонстрировалась на безэкипажных надводных средствах ВМС США, в частности, на катерах «Wave Glider», использующих для хода и питания электронных систем комбинацию энергию солнца и морских волн.
В 2020 г. «Wave Glider» прошел путь от Сан-Франциско до Австралии длиной 16 000 км более чем за 365 сут. Такие средства используются для патрулирования с целью поиска ПЛ на больших расстояниях и выполнения других скрытных операций. Питание подводных средств представляет собой более сложную задачу, поскольку они не имеют доступа ни к солнечной энергии, ни к энергии волн.
Наиболее отработанным методом считается использование термальных двигателей (thermal engine). Подобный метод был разработан в начале 2000-х годов компанией Teledyne Webb и финансировался Управлением научных исследований ВМС США ONR (Office of Naval Research). Принцип его действия заключается в том, что за счет тепла окружающей воды происходит нагрев баллонов с воском, расположенных на НПА. Воск расширяется, что создает силу, достаточную для сжатия резервуара, заполненного азотом. Этот эффект может быть использован для изменения плавучести (применяется на планерах) или для генерирования электрического тока. Сообщается также еще об одном методе получения энергии с помощью термоэлектрических модулей, продемонстрированном специалистами Университета в Глазго, когда для генерирования тока используется разница температур между различными частями НПА.
#автономность
#необитаемый подводный аппарат
#беспроводные технологии
#датчики
#термальный двигатель