Пропонуємо до Вашої уваги доповідь – НАУКОВА ШКОЛА «ПІДВОДНА ТЕХНІКА»: ЗДОБУТКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ за авторством д.т.н професора В.С. Блінцова та д.т.н професора О.В. Блінцова
Ця тема малознайома вітчизняній спільності, а, між тим, наукова школа «Підводна техніка» Національного Університету Кораблебудування має певні досягнення та потребує державної уваги, щоб не втратити те, що напрацьовано за десятиріччя роботи. Доповідь опубліковано в збірнику «Інновації в суднобудуванні та океанотехніці. ХІ Міжнародна науково-технічна конференція. Матеріали конференції. Частина 1», Миколаїв, НУК, 2020 р. Нижче текст оригіналу доповіді:
ВСТУПНА ЧАСТИНА
Розвиток України як морської держави визначається розвитком суднобудівної галузі, у цілому, та її складових. До таких складових, без сумніву, належить розробка і створення засобів морської робототехніки. У Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова (далі –НУК) ще у часи СРСР було започатковано прикладний науковий напрямок «Підводна техніка», який успішно розвивався у трьох напрямках, характерних для потужного закладу вищої освіти –суто науковому, виробничо-технічному та навчальному.
Нижче наводяться короткі історичні відомості про зародження і становлення цього напрямку, висвітлюються основні здобутки та обговорюються перспективи подальшого розвитку в умовах тимчасової деіндустріалізації держави.
ЗАПОЧАТКУВАННЯ НАУКОВОЇ ШКОЛИ
Засновниками наукової школи були ректор Миколаївського кораблебудівного інституту імені адмірала С.Й. Макарова, доктор технічних наук, професор Александров Михайло Миколайович та кандидат технічних наук, доцент Вашедченко Альвіан Миколайович.
Рік заснування наукової школи –1988, коли було організовано «Відділення підводної техніки» науково-дослідної частини Інституту. Його першим керівником був проф. Александров М.М.
Під їх науковим та організаційним керівництвом було закладено основні наукові напрямки досліджень у галузі морської робототехніки та побудовано низку унікальних ненаселених підводних апаратів –«Акватор», «Скарус-1», «Дельта», «Adeline» та ін. (рис. 1).
Становленню та успішному розвитку наукової школи сприяли видатні науковці Миколаївського інституту кораблебудування імені С. Й. Макарова, професори Боград В.М., Бугаєнко Б.А., Магула В.Е., Романовський Г.Ф.
СТАНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТОК НАУКОВОЇ ШКОЛИ
З 1993 року і по теперішній час очолює наукову школу доктор технічних наук, професор Блінцов Володимир Степанович, проректор з наукової роботи НУК. Діяльність наукової школи здійснюється в рамках двох структурних підрозділів науково-дослідної частини НУК:
– науково-дослідного інституту підводної техніки (керівник –д.т.н., проф. Блінцов В.С.);
– морської лабораторії «Дельта» (керівник –д.т.н., проф. Блінцов О.В.).
Наукова школа розвиває проблемні питання проектування, побудови та застосування засобів підводної робототехніки в рамках спеціальностей «Суднобудування», «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» та «Управління проектами та програмами».
Головною науковою проблемою, над якою працює наукова школа, є розвиток теоретичних основ проектування та експлуатації засобів підводної робототехніки.
До найбільш вагомих теоретичних досягнень наукової школи можна віднести:
– створення теорії проектування підводних апаратів-роботів на засадах системного підходу;
– розвиток теорії автоматичного керування рухом підводних комплексів з гнучкими зв’язками, зокрема, в умовах невизначеності власних параметрів та зовнішніх збурень;
– розвиток теоретичних основ управління проектами створення та застосування підводних апаратів-роботів;
– створення нових та розвиток існуючих роботизованих технологій виконання підводних пошукових, аварійно-рятувальних, науково-дослідних, природоохоронних та спеціальних робіт.
Одночасно з проведенням наукових досліджень наукова школа розв’язує задачі:
-підготовка наукових та інженерних кадрів у галузі підводної робототехніки;
– проектування та будівництво підводних апаратів-роботів;
– морська експедиційна діяльність із застосуванням спроектованих та побудованих підводних апаратів-роботів.
За результатами наукових досліджень успішно захищено 2 докторські та 21 кандидатську дисертації, у тому числі –5 дисертацій іноземними громадянами.
Результати досліджень опубліковано у 15 наукових монографіях та навчальних посібниках, у більш ніж 500 наукових публікаціях у періодичних наукових виданнях [1-7].
До найбільш вагомих практичних досягнень наукової школи можна віднести проектування, будівництво, морські натурні випробування та передачу вітчизняним та зарубіжним замовникам більше 30 зразків підводної техніки –самохідних прив’язних підводних систем (СППС), буксируваних підводних систем (БПС) та опускних підводних систем (ОПС). З них дві підводні системи наказом Міністра оборони України поставленіна озброєння ВМС ЗС України.
На рис. 2 наведено основні створені зразки підводної техніки.
Активну роль у будівництві та випробуваннях підводної техніки відігравали учасники наукової школи: Алоба Л.Т., Бабкін Г.В., Блінцов О.В., Блінцов С.В., Буруніна Ж.Ю., Войтасик А.М., Гертов С.П., Єжов А.В., Касьянов Ю.І., Клочков О.П., КорицькийВ.І., Костенко Д.В., Красюк О.М., Кузьменко О.В., Надточій В.А., Надточий А.В., Нужний С.М., Ольшевський С.І., Роздільський В.М., Сірівчук А.С., Сухоносов В.П., Трибулькевич С.Л., Щелконогов О.О. та інші.
Характерною складовою діяльності наукової школи була і залишається експедиційна діяльність, яка дає змогу перевіряти ефективність проектних рішень і проводити унікальні підводні роботи. Починаючи з 1993 року було організовано і проведено більше 20 морських та річкових роботизованих експедицій з пошуку та обстеження підводних потенційно небезпечних об’єктів та затонулих суден, у тому числі у зоні АТО (сектор «М»).
Типові затонулі об’єкти, виявлені та обстежені членами наукової школи «Підводна техніка», та учасники морських експедицій наведені на рис. 3.
Серед найбільш значущих експедицій можна виділити наступні:
-природоохоронне обстеження очисних споруд причорноморських міст України;
-картографування й комплексне приладове обстеження стаціонарних морських платформ і морських трубопроводів на Чорному морі;
-обстеження причалів морських портів на Чорному морі та на р. Єнісей;
-обстеження підводних частин суден на плаву для Регістру судноплавства України;
-контроль стану протекторного захисту морських трубопроводів;
-пошук і обстеження аварійного газопроводу;
-підкригове обстеження трубопроводів та затонулих суден;-дослідження процесів наморожування льоду на підводний газопровід у період його зимової експлуатації;
-пошук екологічно небезпечних затонулих об’єктів;
-природоохоронне обстеження очисних споруд;
-обстеження пляжних зон і картографування небезпечних об’єктів;
-об’єктова та інформаційна безпека захищених акваторій;
-археологічна експедиція «Берег богів» на Чорному морі;
-пошук та документування підводних потенційно небезпечних об’єктів за завданнями ДСНС України.
Значні обсяги виробничих робіт, пов’язаних з виготовленням складних вузлів та систем підводних апаратів, виконуються науково-виробничим відділенням НУК (керівник –Савенко М.О.), та кафедрою проектування та виробництва конструкцій із композиційних матеріалів (зав. кафедри –доцент Бурдун Є.Т.).
На цей час кількісний склад наукової школи: 15 науковців, з них 2 доктори технічних наук (Блінцов В.С. та Блінцов О.В.), 5 кандидатів технічних наук (Бабкін Г.В., Буруніна Ж.Ю., Надточий А.В., Надточій В.А., Трунін К.С.), 2 аспіранти (Буссов Д.Є., Трибулькевич В.В.), 5 викладачів університету (Алоба Л.Т., Войтасик А.М., Клочков О.П., Корицький В.І., Сірівчук А.С.) та 1 науковий співробітник НДЧ (Куценко П.С.).
До роботи наукової школи постійно залучаються студенти магістратури, які навчаються за освітньою програмою «Морська робототехніка».
Починаючи з 2009 року наукова школа започаткувала Всеукраїнську науково-технічну конференцію з міжнародною участю «Підводна техніка і технологія», яка щорічно проводиться на базі НУК. Наукові та прикладні результати діяльності наукової школи широко відомі в Україні та за кордоном.
Члени колективу наукової школи відзначені Державною премією України в галузі науки і техніки, відзнаками Президента України та Кабінету Міністрів України, відзнаками Державної служби з надзвичайних ситуацій України, Міністерства освіти і науки України, Міністерства оборони України, Товариства польських електриків, громадських спілок та організацій України.
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ ПОДАЛЬШИХ ДОСЛІІДЖЕНЬ НАУКОВОЇ ШКОЛИ
Процеси деіндустріалізації у державі негативно впливають на подальший розвиток досліджень наукової школи «Підводна техніка», оскільки за останні роки суттєво скоротилось фінансування як за держбюджетними програмами, так і за рахунок позабюджетних джерел. Значна кількість нових проектів, виконаних науковцями школи, на цей час знаходиться у «замороженому» стані.
Зокрема, на невизначений термін призупинено роботи з проектування і побудови корабельної СППС для українського корабля класу «корвет», для якого у 2009 році вже було розроблено технічний проект.
Без ясних перспектив на продовження призупинено фінансування унікального підводно-технічного комплексу –СППС «ВСПН», хоча об’єкт знаходиться на стадії випробувань діючого зразка.
Крім того, тимчасова втрата Україною частини своїх чорноморських акваторій у 2014 році обмежила актуальність розробок підводної техніки для середніх і великих глибин. На цей час найбільш актуальними для вітчизняних організацій є підводні апарати-роботи з робочими глибинами до 100 метрів.
Вказані труднощі з’явились у період, коли світова підводна робототехніка розвивається у напрямках створення технічних засобів для роботи на надвеликих глибинах, підвищення автономності роботів та розвитку систем підводного зв’язку і навігації для роботи на великих за площами акваторіях. До традиційних світових лідерів у цій галузі –США, Канади, Франції, Німеччини, Італії та Росії –сьогодні додались Китай, Корея та інші.
У цих умовах вбачається за доцільне подальші дослідження проводити у двох основних напрямках:
-проектування, побудова та дослідна експлуатація підводних апаратів-роботів цивільного й оборонного призначення для надмалих глибин;
-пошук іноземних замовників, для яких актуальним є створення сучасних засобів підводної робототехніки для великих глибин та тривалих за часом підводних місій.
З загальнотеоретичних позицій вказані напрямки необхідно забезпечувати наступними дослідженнями:
-удосконалення існуючих та розробка нових методів проектування і побудови засобів підводної робототехніки для мілководних акваторій на основі системного підходу, що має забезпечити скорочення витрат проектних ресурсів і підвищить їх конкурентоспроможність на внутрішньому і зовнішньому ринках морської техніки;
-розробка нових технологій застосування створюваних засобів підводної робототехніки, які б забезпечували суттєве скорочення витрат ресурсів та, одночасно, підвищували б якість виконуваних підводних місій.
Суттєві теоретичні результати досліджень отримані д.т.н., професором Блінцовим О.В. [4, 7]:
-розроблено концепцію створення багатоцільових підводних комплексів з централізованим інформаційним обміном та модульною структурою;
-розвинуто теоретичні основи керованого руху прив’язного підводного апарата;
-розроблено метод математичного моделювання динаміки гнучкого зв’язку: кабель-троса, кабель-буксира тощо;
-розроблено методи автоматичного керування рухом елементів підводних комплексів та покращення їх кінематичних параметрів під час виконання підводної місії.
Отримані теоретичні результати реалізовані на практиці в підводному комплексі з гнучкими зв’язками на базі підводного апарата проекту «Гідрограф» (рис. 4).
Перший напрямок сьогодні втілюється дослідниками школи в наукову і проектну практику, зокрема, у проектах створення автономних ненаселених підводних апаратів з буксируваними радіобуями, що забезпечує режим реального часу при виконанні пошукових та інспекційних підводних місій на мілководних акваторіях (рис. 5).
Другий напрямок сьогодні пов’язується з розробкою теорії автоматичного керування групою малорозмірних автономних підводних апаратів-роботів, які здатні спільно виконувати пошукові підводні місії, коли кожний підводний апарат виконує свою частину місії узгоджено з іншими апаратами групи (рис. 6).
Проведені дослідження вказують на те, що перспективним є застосування універсальних технологічних рішень при проектуванні окремих вузлів підводних робототехнічних засобів та модульного принципу при проектуванні спеціалізованих апаратів-роботів, які б ефективно виконували конкретні підводні місії.
ВИСНОВКИ
1. Наведено основні етапи створення, становлення і розвитку наукової школи «Підводна техніка» у Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова.
2. Сформульовано основні напрямки подальшого розвитку наукової школи «Підводна техніка» в умовах скорочення фінансування наукових програм державою та змінами на зовнішньому ринку морської техніки.
СПИСОК ДЖЕРЕЛ
1.Блинцов В.С.,Магула В.Э. Проектирование самоходных привязных подводных систем. –К.: Наукова думка, 1997. –140 с.
2. Блинцов, В.С. Привязные подводныесистемы. –К.: Наукова думка, 1998. –232 с. (Для служебного пользования)
3.Створення універсальних транспортних суден і засобів океанотехніки: Монографія / С.С. Рижков, В.С. Блінцов, Г.В. Єгоров, Ю.Д. Жуков, В.Ф. Квасницький, К.В. Кошкін, І.В. Крівцун, В.О. Нєкрасов, В.В. Cеврюков, Ю.В. Солоніченко. –Миколаїв: Видавництво НУК, 2011. –340 с.
4. Блінцов, О. В. Автоматизація керування одноланковими самохідними прив’язними підводними системи: Навчальний посібник [Текст] / О. В. Блінцов, В. А. Надточій //–Миколаїв: Вид-во НУК, 2014. –124 с.
5. Блінцов, В.С. Створення та застосування засобів морської робототехніки для знешкодження підводних потенційно небезпечних об’єктів : монографія / В. С. Блінцов, О. В. Блінцов, Г. В. Бабкін, М. Г. Грицаєнко. –Миколаїв: Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, 2016. –336 с. (Для службового користування).
6. Підводна археологія північного Причорномор’я : Стан та перспективи розвитку : монографія / М. М. Ієвлев, О. В. Чубенко, В. С. Блінцов, А. В. Надточий. –Миколаїв, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, 2019. –336 с.
7. Блінцов, О. В. Автоматичне керування підводними комплексами з гнучкими зв’язками : монографія.–Миколаїв: Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, 2017. –356 с. (Для службового користування)