Разрабатывается высокоманевренный многосредный амфибийный роботизированный комплекс с применением гибридного движителя нового типа "Aквавил"

Ключевая технология:
Аквавил — это гибридный движитель, совмещающий функции колеса и лопастного крыльчатого движителя. Движители размещаются по бортам аппарата аналогично колёсам наземных транспортных средств. В диске движителя встроены гидродинамические лопатки с циклически изменяемым углом атаки. При вращении движителя, лопатки эффективно прокачивают внешнюю среду (воду, воздух, водовоздушную смесь), создавая строго направленную гидродинамическую тягу, перпендикулярную оси вращения.

Маневренность:

Движитель Aквавил поддерживает функцию управления вектором тяги (УВТ), т.е. позволяет оперативное (<0,5с) изменение направления гидродинамической тяги в плоскости вращения ротора на ±180 градусов без изменения оборотов и ориентации ротора. Благодаря этому, двигаясь в водной среде аппарат способен:

- мгновенно переходить к торможению реверсированием тяги;
- разворачиваться на месте по всем трём осям;
- точно управлять курсом, креном, дифферентом аппарата и удерживать их;
- динамически компенсировать качку, подводное течение и другие возмущения внешней среды;
- оперативно регулировать положение аппарата относительно поверхности воды – удерживать в надводном, полупогружном, подводном, донном режиме движения и оперативно переходить между этими режимами.

При наличии на борту всего 4-х движителей Аквавил аппарат получает до 6 степеней свободы (конкуренты используют от 6-ти до 10-ти движителей).

Критически важным преимуществом аппарата в схеме 4 движителя с УВТ является возможность использования всей (100%) бортовой мощности на создание направленного усилия или управляющего момента необходимого для выполнения текущей задачи.

Многосредность:
Бортовое расположение гибридных движителей и наличие полужёсткого обода на внешней части ротора позволяют использовать Аквавил как полноценное колесо при движении по дну, отмели, берегу, пирсу, палубе и другим твёрдым поверхностям.
Переход между режимами плавание → качение → плавание происходит бесшовно, без потерь времени и энергии: при касании поверхности движители работают как колёса; при потере контакта аппарат автоматически переходит к гидродвижению.
При недостаточной твердости грунта (песок, грязь, водо-песчаная суспензия) и проваливании ободов в грунт лопатки движителя служат как дополнительные опорные поверхности движителя.
С независимыми электрическими приводами на всех четырех движителях робот движется в режиме полного привода (4WD) во всех средах, что обеспечивает его высокую проходимость.

Таким образом, аппарат способен уверенно перемещаться:
- по суше;
- по мелководью;
- по дну;
- у поверхности воды;
- в толще воды.

Назначение и области применения:
Комбинация маневренности, многосредности и способности к бесшовному переходу между средами позволяет использовать аппарат на основе движителей Аквавил для широкого круга задач:

- обследование и охрана гидротехнических сооружений (гидроэлектростанций, портов, шлюзов, плотин, опор мостов, морских ветряных турбин) с получением непрерывных цифровых данных на границе сред, включая зону заплеска (область максимального износа);
- охрана и мониторинг подводной, шельфовой и прибрежной инфраструктуры (буровые платформы, манифольды и т.д.);
- охрана и мониторинг стратегических подводных линейных объектов (трубопроводы, кабели) аппаратами сочетающими высокую маршевую скорость с высокой точностью маневрирования при осмотре обнаруженных артефактов;
- досмотр корпусов судов (выше и ниже ватерлинии) высокоманевренными аппаратами с пятью–шестью степенями свободы;
- поисковые и спасательные мероприятия в прибрежной зоне, во внутренних водоемах, на мелководье, в зонах подтопления;
- доставка грузов с берега на море или с берега на морское дно (зонды, датчики, маяки и др.);
- доставка грузов с моря на берег и в глубину территории.
- батиметрия мелководных акваторий и акваторий переменной глубины, включая работу у самого уреза воды;
- экологический мониторинг прибрежной зоны, малых и мелководных рек и водоемов.

В сценариях применения, требующих полной автоматизации подводных, надводных, донных, наземных работ амфибийность и многосредность «Амфибота» позволяет ему самостоятельно (без участия человека) пересекать границы сред, выходить из воды на берег, пирс, аппарель судна-носителя или морскую платформу, самостоятельно перемещаться в сухой док для зарядки батарей и передачи данных.

При решении комплексных межсредных задач, более крупный аппарат на движителях Аквавил способен выступать материнским судном-носителем для доставки и поддержки надводных, подводных и авиационных беспилотных систем.

На страницу проекта