Слово экспертам: каким будет будущее подводной связи и навигации?

Под водой не работают привычные средства связи, а спутниковая навигация остается недоступной. Поэтому для водолазов, подводных аппаратов и морских робототехнических комплексов вопросы обмена данными и определения координат по-прежнему требуют специальных технических решений. Какие технологии сегодня применяются для обмена информацией под водой? Кто выступает основными заказчиками таких систем? Какие ограничения по-прежнему остаются главным вызовом для разработчиков и какие технологии могут определить развитие отрасли в ближайшие годы? С этими вопросами мы обратились к производителям и представителям научных организаций.

На вопросы Sudostroenie.info отвечают:

	– Артур Абеленцев, генеральный директор "Лаборатории подводной связи и навигации";
	– Игорь Кожемякин, начальник управления оборонных исследований и разработок Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ);
	– Даниил Блинов, инженер 1 категории научно-исследовательского сектора концерна "Океанприбор".

1. Расскажите немного о вашей компании. Какие системы подводной навигации и связи вы производите?

Артур Абеленцев: Наша "Лаборатория" – самостоятельная коммерческая организация, которая 11 лет разрабатывает и производит системы подводной навигации и связи. Мы предлагаем несколько видов систем подводной навигации для различных сценариев применения. Среди них две длиннобазисные системы – RedWave и RWLT, а также ультракороткобазисная – Zima2. Кроме того, есть семейство гидроакустических модемов uWave для передачи цифровых данных, а также подводная телефония RedPhone для голосового общения водолазов между собой и поверхностью. Наши основные заказчики – коммерческие организации, производящие работы под водой, а также роботостроители по всему миру.

Игорь Кожемякин: СПбГМТУ является учебным и научным центром, ориентированным на технологии судостроения и изучения океана. В первую очередь у нас разрабатываются и выпускаются малогабаритные системы гидроакустической связи (передачи данных) и навигации – водолазные станции гидроакустической связи с функцией пеленгования и определения места нахождения водолаза. Также выпускаются системы позиционирования подводных аппаратов на основе ультракороткой и длинной базы. Из новинок – малогабаритный датчик абсолютной скорости (доплеровский лаг) объёмом не более 230 мл и весом 0,5 кг для небольших подводных аппаратов различного типа.

Даниил Блинов: Концерн ОСК "Океанприбор" и дочернее предприятие АО "НИИ гидросвязи "Штиль" занимаются разработкой и производством систем гидроакустической связи и навигации. Эти решения используются как для подводных лодок, так и для надводных кораблей ВМФ России. В последние годы наши предприятия активно развивают направление по разработке систем подводной связи и позиционирования для морских робототехнических комплексов.

2. В каких группах заказчиков сейчас наблюдается наибольшая востребованность в ваших системах?

Артур Абеленцев: Основной сегмент – это производители подводных работ. Наши разработки помогают при подводном строительстве, диагностике трубопроводов, поисковых работах и пр. Вторая, не менее важная группа заказчиков – производители робототехники и различных подводных систем. В том числе, для контроля аквакультуры и экологического мониторинга.

Игорь Кожемякин: Наши заказчики – это преимущественно государственные и коммерческие организации. Среди них "Объединённая судостроительная корпорация" (ОСК), Адмиралтейские верфи, Севмаш, Судостроительная корпорация "Ак Барс".

Даниил Блинов: Наибольшая активность наблюдается среди заводов-строителей, серийно выпускающих современные корабли ВМФ России. Нашими основными заказчиками являются министерство обороны РФ, а также конструкторские бюро и судостроительные заводы разрабатывающие и строящие подводные лодки, и корабли для Военно-морского флота России.

3. В чём основные отличия от подводных систем навигации и связи от наземных, какие у них есть ограничения, и как вы их преодолеваете?

Артур Абеленцев: Радиосвязь в том виде, в котором она привычна нам на суше, под водой отсутствует. Да и вода – не самая дружелюбная среда для техники и человека. Это и определяет основные отличия от наземных систем. Преодолеваем мы эти ограничения путём использования акустических сигналов как способа передачи данных под водой. Метод не самый лучший, но, по большому счету, единственный доступный.

Игорь Кожемякин: Главные отличия – это среда распространения сигнала. В силу высокой плотности воды по отношению к воздуху, затухание сигнала идёт значительно быстрее и на более коротком расстоянии. Под водой до сих пор чаще всего применяется аналоговый звук, ведь гидроакустика – это использование ультразвука для передачи полезного сигнала. Основные ограничения накладываются гидрологией водной среды. Гидроакустика представляет собой сложное научное направление, в котором специалисты и ищут способы, если не обхода ограничений, то хотя бы снижения их значений.

Даниил Блинов: Основным отличием систем гидроакустической связи от наземных систем является использование разных физических принципов для передачи информации через среду. В наземных системах связи используется преимущественно радиоканал, обладающий большой пропускной способностью. Он позволяет передавать информацию с высокой скоростью и обеспечивать множественный доступ к этим данным. Системы гидроакустической связи используют акустический канал связи, так как другие виды волн не могут распространяться в воде на необходимые расстояния. Использование акустического канала накладывает серьёзные ограничения на пропускную способность канала и, соответственно, на скорость передачи информации.

4. Какие технологии подводной связи вы считаете наиболее перспективными – акустические, оптические или еще какие-либо?

Артур Абеленцев: Говоря откровенно, ни один из существующих методов я не могу считать перспективным. Все они имеют различные ограничения, по которым мы уже практически уперлись в потолок возможностей.

Игорь Кожемякин: Я убеждён, что каждое направление связи будь то оптическая (лазерная или светодиодная) или гидроакустическая (аналоговая и цифровая) будет иметь свои области применения. Это как телевидение, которое не отменило кинематограф и театр.

Даниил Блинов: Сейчас активно разрабатываются системы передачи информации по гидроакустическому каналу с использованием сетевых принципов. Это позволяет перейти от построения систем связи по принципу "точка-точка" к построению единого информационного поля. Появляется возможность обмениваться информацией под водой сразу нескольким корреспондентам, находящимся в одном районе. Также за последние несколько лет достигнуты серьёзные успехи в увеличении информационной ёмкости сигналов гидроакустической связи и увеличению скорости передачи информации от нескольких десятков бит/сек до нескольких кбит/сек.

5. Что в ближайшие годы будет являться основным драйвером развития технологий для подводной связи?

Артур Абеленцев: Сейчас и люди, и роботы в большинстве подводных работ "привязаны проводом" к поверхности. Будущее за автономными системами, способными выполнять работу под водой без этой привязки. Таким системам нужно дать понимание, где именно они находятся, нужны "глаза" и "уши". Это и будет обеспечиваться нашими технологиями.

Игорь Кожемякин: Считаю, что ключевым драйвером станет рост потребности конечных пользователей в использовании подводной робототехники, а также стремление к оперативному общению с водолазами при проведении подводно-технических работ. Кроме того, положительное влияние окажет развитие технического дайвинга.

Даниил Блинов: Основным драйвером для развития подводной связи станут совершенствование вычислительных систем, позволяющих реализовывать более сложные алгоритмы обработки информации; развитие элементной базы позволит повышать надёжность разрабатываемых систем и уменьшать их габариты, что очень важно при построении систем для морской робототехники. Также стремительное развитие наземной связи позволяет перенимать опыт коллег в части использования современных технологий, позволяющих повышать скорость и надёжность передачи информации. Расширение круга задач, решаемых морскими робототехническими средствами, также выдвигает новые требования перед системами гидроакустической связи и позиционирования, стимулируя их развитие.

Текст: Евгений Зайцев
Заглавное фото: Pexels.com

Другие материалы цикла "Слово экспертам":

• Как решать кадровые проблемы в судостроении
• Как российской отрасли ЛКМ для судостроения стать полностью самостоятельной
• Как ускорить цифровизацию российского флота
• Как производители дельных вещей адаптируются к новым реалиям рынка
• Как российские производители металлопроката справляются с новыми вызовами судостроения
• Что стимулирует, а что тормозит рынок кабельной продукции для судостроения
• Ждёт ли рынок судовых противопожарных систем технологический скачок
• Как меняется рынок судовой связи в условиях технологической конкуренции и киберугроз?