ОСОБЛИВОСТІ АВТОМАТИЗАЦІЇ БЕЗЕКІПАЖНОГО НАДВОДНО-ПІДВОДНОГО КАТЕРА ТРАНСПОРТНОГО ТИПУ

https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.2.29.035-048

  • А. П. Бурунін Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв https://orcid.org/0009-0005-1017-9766
Ключові слова: безекіпажний надводно-підводний катер, класифікація, синтез системи керування

Анотація

Метою роботи є доповнення чинної класифікації морських безекіпажних апаратів шляхом внесення до неї безекіпажних надводно-підводних катерів, визначення їх основних особливостей як об’єктів автоматичного керування та формування генеральної множини задач синтезу систем автоматизованого й автоматичного керованими ними, а також розробка узагальненої структури системи автоматичного керування однією з ключових систем безекіпажного надводно-підводного катера – системи подачі повітря до теплового двигуна катера при його підводному русі. Для досягнення поставленої мети використано метод ієрархічної класифікації для доповнення чинної класифікації морських безекіпажних апаратів та метод системного підходу при формулюванні задач синтезу систем керування такими катерами. Результатом дослідження є доповнення класифікації морських безекіпажних апаратів, яке включає новий вид морських безекіпажних апаратів, а також їх розподіл на типи, категорії та класи згідно з призначенням. Показано, що при розробці структури системи автоматичного керування безекіпажним надводно-підводним катером доцільно розділяти її на виконавчий, програмний, адаптивний, тактичний та стратегічний рівні. Запропоновано генеральну множину задач синтезу системи керування безекіпажними надводно-підводними катерами у складі задачі керування просторовим рухом катера як твердого тіла, що може рухатись по морській поверхні та під водою, задачі керування енергетичною системою катера, задачі керування інформаційною системою катера та задачі керування морською місією катера у цілому. Для кожної задачі розроблено перелік функціональних підзадач, які охоплюють головні процеси автоматизації катера. У сукупності розроблений перелік задач утворює науково-технічне підґрунтя для розробки систем автоматизованого та автоматичного керування катером в усіх основних режимах його застосування як транспортного засобу. Наукову новизну утворюють удосконалена класифікація морських безекіпажних апаратів, вперше запропоновані генеральна множина та складові задач синтезу систем автоматичного керування морським надводно-підводним катером. Практична значущість дослідження полягає у науковій структуризації проєктних робіт щодо створення нового виду морської робототехніки, що дає можливість системно виконувати подальші проєктні роботи з розробки систем автоматичного керування безекіпажним надводно-підводним катером.

Посилання

1. Wang, Guo, Song, Wang, Wenqiang, Dun (2015). The Design of a Control System for an Unmanned Surface Vehicle. The Open Automation and Control Systems Journal, 7(1). Pp. 150–156. https://doi.org/10.2174/1874444301507010150. https://www.researchgate.net/publication/ 275230076_ The_Design_of_a_Control_System_for_an_Unmanned_Surface_Vehicle.
2. Marine Control Systems for USV, UUV, ROV. Overview (2023). Technology Editor. https://www.unmannedsystemstechnology.com/expo/marine-control-systems/.
3. Universal Autonomous Control and Management System for Multipurpose Unmanned Surface Vessel (2019). Polish Maritime Research, 26(101). Pp. 30–39. https://doi.org/10.2478/ pomr-2019-0004. https://www.researchgate.net/publication/331988419_Universal_Autonomous_ Control_and_ Management_System_for_Multipurpose_Unmanned_Surface_Vessel.
4. Hyunjoon Cho, Sang-Ki Jeong, Dae-Hyeong Ji, Ngoc-Huy Tran, Mai The Vu, Hyeung-Sik Choi (2020). Study on Control System of Integrated Unmanned Surface Vehicle and Underwater Vehicle. Sensors, 20(9), 2633; https://doi.org/10.3390/s20092633.
5. Fernando Sotelo-Torres, Laura V. Alvarez and Robert C. Roberts (2023). An Unmanned Surface Vehicle (USV): Development of an Autonomous Boat with a Sensor Integration System for Bathymetric Surveys. Sensors, 23, 4420. https://doi.org/10.3390/s23094420.
6. Xiangen Bai, Bohan Li, Xiaofeng Xu, Yingjie Xiao (2022). A Rewiew of Current Research and Advances in Unmanned Surface Vehicles. Journal of Marine Science and Application. 21, 47–58. https://doi.org/10.1007.
7. Innespace Seabreacher. https://en.wikipedia.org/wiki/Innespace_Seabreacher.
8. Semi-submersible Jet Shark takes multiple passengers on a thrill ride. https://www.startupselfie.net/2023/02/08/jet-shark-semi-submersible-multiple-passengers-thrill-ride/.
9. DRIX SERIES UNCREWED SURFACE VEHICLES. https://www.ixblue.com/wp-content/uploads/2023/03/brochuredrix-series-webcompressed.pdf.
10. Navy Large Unmanned Surface and Undersea Vehicles: Background and Issues for Congress (2023). https://sgp.fas.org/crs/weapons/R45757.pdf.
11. U sviti ye 134 typy morskykh droniv, to chym osoblyvi nashi katery-kamikadze. https://defence-ua.com/weapon_and_tech/u_sviti_je_134_tipi_morskih_droniv_to_chim_osoblivi_ nashi_kateri_kamikadze-12842.html.
12. Doktryna Viiskovo-Morskykh Syl Zbroinykh Syl Ukrainy. VKP 7(3)-00(13).01 (2021). Zatverdzhena Holovnokomanduvachem Zbroinykh Syl Ukrainy 19.01.2021 r. https://ivms.mil.gov.ua/wp-content/uploads/2021/12/doktryna_vijskovo-morski-syly-zbrojnyh-syl-ukrayiny.pdf.
13. Tymchasova klasyfikatsiia morskykh bezekipazhnykh aparativ (system, kompleksiv) u Viiskovo-Morskykh Sylakh Zbroinykh Syl Ukrainy, yaki pryimaiutsia chy ye na ozbroienni Viiskovo-Morskykh Syl Zbroinykh Syl Ukrainy (2023). Zatverdzheno Nakazom komandyra viiskovoi chastyny A0456, 10.05.2023 r., №73.
14. Kurdiuk, S. V., Havryliuk, T. K., Sokolyk, Ya. M., Dzhezhulei, O. V. (2023). Osoblyvosti klasyfikatsii morskykh bezekipazhnykh pidvodnykh aparativ u Viiskovo-Morskykh Sylakh Zbroinykh Syl Ukrainy. Vyprobuvannia ta sertyfikatsiia, № 2(2). P. 30–36. https://doi.org/10.37701/ts.02.2023.04.
15. Pahl, G., Beitz, W., Feldhusen, J., Grote, K. H. (2006). Engineering Design: A Systematic Approach. Third Edition. Springer. https://www.amazon.co.uk/. Engineering-Design-Systematic-Approach-Pahl/dp/1846283183.
16. Blintsov, V. S., Sokolov, V. V. (2016). Suchasni zadachi avtomatyzatsii keruvannia bezekipazhnym nadvodnym katerom. Avtomatyka-2016: Materialy KhKhIII mizhnarodnoi konferentsii z avtomatychnoho upravlinnia, m. Sumy, 22–23 veresnia 2016 roku. Sumy : Sumskyi derzhavnyi universytet. P. 201–202.
17. Military Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) Market Research Report Provides thorough Industry Overview, which offers an In-Depth. https://www.linkedin.com/pulse/military-electronic-chart-display-information-system-ecdis-jhpvc/.
18. Toru Katayama, Koji Suzuki (2003). A NEW SHIP MOTION CONTROL SYSTEM FOR HIGH-SPEED CRAFT. FAST2003: Proceedings of 7th International Fast Sea Transportation, Vol. 3. 7th–10th October, 2003, Ischia Italy. 9 Papers. https://www.researchgate.net/publication/318418286_A_NEW_SHIP_MOTION_CONTROL_SYSTEM_FOR_HIGH-SPEED_CRAFT.
19. Kantubhukta Dinesh, Joddumahanthi Vijaychandra, Seshasai Brundavanam, Kakinada Vedaprakash (2021). A Review on Control of the Underwater Vehicles. International Journal of Scientific Research in Engineering and Management (IJSREM), Volume 05, Issue 05. 6 pages. https://www.researchgate.net/publication/351371540_A_Review_on_Control_of_the_Underwater_Vehicles.
20. Fan Gao, Astrid H. Brodtkorb, Mehdi Zadeh, Sigrid Marie Mo (2024). Power management and optimization of marine hybrid propulsion systems: A combinator surface methodology. Ocean Engineering, Volume 309, Part 2, 2024, 118354. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.118354.
21. Albert M. Bradley, M. D. Feezor, Hanumant Singh, F. Yates Sorrell (2001). Power systems for autonomous underwater vehicles. IEEE Journal of Oceanic Engineering, November. 26(4). Papers 526–538. https://doi.org/10.1109/48.972089.
Опубліковано
2025-01-24
Розділ
АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ