— Дмитрий Олегович, расскажите, пожалуйста, как появилась идея создать глубоководный аппарат «Витязь-Д»? Почему было решено сделать именно беспилотник? В чём уникальность аппарата?
— В 2015 году «Рубин» испытывал в море подводные аппараты, способные погружаться на глубины до 6 тыс. м. Поскольку экономическая деятельность человека крутится вокруг этой отметки, аппараты, работающие на этой глубине, наиболее востребованы. Однако изучение океанских глубин, ранее недоступных человеку, представляет большой научно-исследовательский интерес, а также позволяет создать и развить технологии, которые затем найдут широкое применение в робототехнике.
Оценив потенциал нашего предприятия, к нам обратился Фонд перспективных исследований (ФПИ) и предложил принять участие в проекте создания автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), рассчитанного на погружение в Марианскую впадину — на предельную глубину до 12 тыс. м.
Этот проект и одноимённый аппарат получили название «Витязь» — в честь советского научно-исследовательского судна, которое выполнило в 1957 году серию уникальных измерений глубин в Тихом океане в районе Марианских островов. Индекс «Д» в названии комплекса означает «демонстратор».
Когда мы приступили к разработке технического проекта, стало ясно, что традиционный подход к проектированию прочных конструкций не подойдёт: нужно было выработать новые решения. Основным материалом был выбран высоколегированный титановый сплав, что позволило снизить вес конструкций, сохранив прочность. Были созданы уникальные основные комплектующие аппарата: сверхпрочный сферопластик, обеспечивающий плавучесть, системы освещения и гидроакустической связи, сохраняющие работоспособность при давлении до 127 МПа. При создании комплекса широко применялись самые современные методы 3D-моделирования.
Мы провели большое количество экспериментов, чтобы подтвердить работоспособность аппаратуры и прочность элементов конструкций при воздействии максимального гидростатического давления. «Витязь-Д» был спроектирован, построен и испытан всего за 33 месяца.
Выбор именно необитаемого аппарата был очевиден для «Рубина». К моменту начала проекта «Витязь-Д» мы уже давно работали в области подводной робототехники, пусть и не очень долго по сравнению с 120-летней историей проектирования подводных лодок. Однако к тому времени мы создали семейство малых АНПА — аппараты лёгкого и среднего классов с высокой автономностью. Так что создание роботизированного комплекса для сверхглубоких погружений стало логичным развитием наших возможностей.
— В 2020 году «Витязь-Д» совершил погружение на дно Марианской впадины с борта спасательного судна Тихоокеанского флота «Фотий Крылов». Это стало большим событием. Что вы можете сказать о результатах той миссии? Что она дала науке?
— Работа, которую наш аппарат проделал в Марианской впадине, уникальна тем, что это было не просто беспилотное погружение, а первая в мире автономная миссия. Она заняла сутки: суммарно немногим менее 20 часов ушло на погружение и всплытие, поскольку это огромные глубины, и оставшееся время «Витязь-Д» барражировал относительно дна
Марианской впадины. Аппарат провёл картографирование, фото- и видеосъёмку морского дна, собрал информацию о параметрах морской среды. Созданные в рамках проекта «Витязь» технические решения и собранные научные данные — отправная точка для дальнейших систематических исследований аквасферы на глубинах более 6 тыс. м, которые ранее были недоступны для российских исследовательских организаций.
Проект позволил создать новые конструкционные материалы, средства навигации и связи, управления. Создание «Витязя-Д» и его успешное погружение — прорыв в отечественной науке и технике, который открыл дорогу к широкому исследованию ранее недоступных человеку уголков Мирового океана. Этот проект демонстрирует готовность отечественной промышленности к созданию перспективной глубоководной техники.
— Ранее конструкторы планировали доработать аппарат перед его передачей заказчику. Сейчас эти работы завершены — сообщалось, что беспилотник получил расширенные функциональные возможности. Расскажите, пожалуйста, об этом подробней — как именно удалось усовершенствовать аппарат?
— В рамках проекта «Витязь» было создано два аппарата для сверхглубоководных погружений. После экспедиции 2020 года они прошли модернизацию систем технического зрения, навигации и связи. Оба аппарата были проверены глубоководными испытаниями в прошлом году в акватории Японского моря. На глубинах до 3 тыс. м «Витязи-Д» выполняли работы по съёмке морского дна с помощью сложной видеосистемы высокоскоростной съёмки в паре с распределённой системой наружного освещения. Среди прочей многообразной информации мы получили видеоизображения морского дна кинематографического качества.
Оба аппарата многократно погружались в различных морских районах, в том числе в сложных гидрометеорологических условиях. Тем самым мы проверили надёжность всех систем «Витязей-Д» и работу аппаратов на глубине с высокоточной навигационной привязкой.
— Работа аппарата на большой глубине координируется по гидроакустической связи, хотя изначально были сомнения, что её дальности хватит. Какие выводы это позволяет сделать?
— Действительно, задача обеспечить связь под водой на сверхглубине была одной из главных в проекте. Глубины Мирового океана в основном не превышают 6 тыс. м, и связь на этих глубинах технологически освоена. Нам же предстояло обеспечить связью глубины вдвое большие — до 12 тыс. м, притом что в то время мы не обладали исчерпывающей информацией об условиях распространения звука в океане на глубинах более 6 тыс. м.
Чтобы минимизировать риски, совместно с нашими давними партнёрами, отечественными разработчиками систем связи, мы создали комплекс гидроакустической связи повышенной мощности. Все гидроакустические антенны конструктивно вынесены за корпус аппарата, чтобы максимально обеспечить проникновение гидроакустического сигнала. С уверенностью скажу, что мы ни на минуту не теряли с «Витязем-Д» гидроакустического контакта. Это была технология, работу которой мы могли подтвердить только в ходе проведения эксперимента, и мы убедились, что всё функционирует успешно.
— Планируется ли наладить массовый выпуск таких аппаратов, есть ли для них практические задачи?
— Это тот случай, когда высокотехнологичный проект даёт импульс решению ряда фундаментальных вопросов: внедрению новых конструкционных материалов, алгоритмов управления, навигационного обеспечения. Очень важно развитие систем управления, потому что они позволяют решать задачи в динамически меняющихся условиях окружающей среды.
Сейчас, как правило, эти задачи решаются с участием человека. Но если аппарат находится длительное время в подводном положении без контакта с оператором, нужны новые системы управления, в том числе с использованием так называемого искусственного интеллекта. Эти системы могут эффективно управлять аппаратом, когда по курсу следования возникает препятствие, если отказывает система или оборудование или если аппарат обнаружил объект, который был задан к поиску.
Опыт, наработанный проектом «Витязь», позволил нам сделать существенный шаг в этом направлении. Наши наработки нашли и ещё найдут применение в проектировании аппаратов, интересных широкому кругу заказчиков.
— Влияют ли как-то на работу санкции? Задействуются ли в аппарате импортные технологии и комплектующие?
— «Витязь-Д» полностью состоит из комплектующих отечественного производства. В этом новаторском проекте участвовал целый ряд российских предприятий, у которых есть необходимые компетенции: ИПМТ ДВО РАН, ЦНИИ РТК, АО «НИИ гидросвязи «Штиль», ООО «ИПТ», АО «Предприятие «ЭРМА», АО «АК «Ригель» и другие. Реализовав миссию в Марианской впадине, российская промышленность ещё раз доказала, что нам под силу самые современные высокотехнологичные проекты.