В процессе трехнедельных учений ВМС США ICEX 2020 в марте 2020 г. опробованы результаты научно-исследовательской работы, касающиеся использования комбинированной системы связи и навигации для информирования об окружающей среде в условиях работы подо льдом Арктики.
В работе принимали участие лаборатории LAMSS (Laboratory for Autonomous Marine Sensing Systems) nASL (Navy's Arctic Submarine Laboratory), а также институты MIT (Massachusetts Institute of Technology) и WHO I (Woods Hole Oceanographic Institution), компании Goby Soft LLC и GDMS (General Dynamics Mission Systems), а также подразделение необитаемых надводных средств ВМС США UUVRON (Unmanned Undersea Vehicle Squadron).
Учения ICEX проводятся с 2007 г. раз в два года под руководством Управления подводных ВМС США в 200 милях к северу от побережья Аляски в море Бофорта.
Это дает возможность оценить боевую и тактическую готовность к длительным операциям в сложных условиях Арктики, выполнять тренировки с различными службами, странами-партнерами и союзниками, а также проводить тестирование боевых систем и вооружения, систем связи и навигации.
Ведущая лаборатория ASL обеспечивает координацию, планирование и учения с участием пяти стран. В учениях принимали участие атомная подводная лодка «Connecticut» SSN-22 (типа «Seawolf») и «Toledo» SSN-769 (типа «Los Angeles»).
Специально для учений в Северном Ледовитом океане был построен временный лагерь Seadragon, служивший командным центром при проведении подводных операций и подводных навигационных учений. В лагере находились 45 чел.
Существуют определенные проблемы, связанные с развертыванием необитаемых подводных аппаратов (НПА) подо льдом и вокруг него в полярных регионах. Одно из ограничений - отсутствие наземных коммуникаций или спутниковой подсветки, что особенно важно для систем, которые часто обновляют свои координаты с помощью системы GPS.
Для демонстрации новых технологий, позволяющих НПА определять свое местоположение подо льдом, использовался аппарат «Macrura», созданный специалистами института MIT США на базе НПА «Bluefin Robotics» диаметром 533 мм компании General Dynamics.
Для преодоления ограничений, связанных С устойчивым ледяным покровом, не позволяющим всплыть на поверхность для определения местоположения с использованием системы GPS, исследовалась система связи и навигации ICEX, или Icex-Tracker, включающая сеть надводных буев, оснащенных небольшими акустическими модемами и датчиками, подвешенными подо льдом, и имеющих радиосвязь с ледовым лагерем Seadragon.
Каждый элемент системы Icex-Tracker состоит из установленного на поверхности льда радиобуя, имеющего связь с лагерем, к которому подключены подводные устройства - профилографы морского дна, датчики температуры и солености воды, двигатель, модем для обмена данными с НПА, а также груз.
Четыре таких элемента были установлены на льду на расстоянии около 2 000 м друг от друга. Подводные устройства опускались в воду на металлическом тросе через просверленные во льду лунки.
Различные модемы располагались на глубинах 30 и 100 м, чтобы учитывать разницу температуры и солености воды, которая влияет на скорость распространения звука. Это позволяет движущемуся НПА адаптивно переключаться между модемами в зависимости от глубины и дальности для обеспечения надежной акустической связи и получения данных.
По разнице времени прохождения сигналов определялось местоположение НПА.
Система связи и навигации Icex-Tracker полностью масштабируема, при необходимости может использовать большее количество буев, чтобы обеспечить более широкую площадь обследования и позиционирования всех типов НПА.
Для опускания НПА под воду в условиях ледяного покрова толщиной 1,8 м гидробуром прорезалась полынья шириной 0,9 м и длиной 4,5 м.
Система связи и навигации показала свою надежность при поиске НПА, возвращение которого к месту подъема было приостановлено из-за погодных условий. Через несколько дней с помощью системы буев было успешно определено местоположение аппарата, вырезана лунка, и он был извлечен на поверхность льда.
Проведенные исследования по использованию системы связи и навигации Icex-Tracker продемонстрировали возможность развертывания НПА в сложных условиях Арктики с точным позиционированием и определением местонахождения подо льдом.
#Арктика #необитаемый подводный аппарат #лед #навигация #подводная лодка #северный ледовитый океан #подводные технологии #наука #учения вмс сша #исследования