В составе подводных технических средств исследования и освоения Мирового океана большое место занимают глубоководные буксируемые комплексы (подводные робототехнические системы -ПРТС), работающие на глубинах свыше 2000 м. С их помощью можно проводить исследования и работы в придонной области океана. Визуальный осмотр больших площадей океанского дна с помощью видеосистем, измерения аномалий геомагнитного поля, проведение гидролокационного профилирования морского дна, проведение разрезов на больших площадях в толще воды с целью измерения океанографических параметров, взятие проб грунта, разведку и разработку подводных месторождений полезных ископаемых. По существу, буксируемый комплекс представляет собой систему двух тел с гибкой связью -буксирным тросом. Причем управляющие силы приложены к одному из тел -судну, а другое тело -буксируемый аппарат -должно двигаться по заданной траектории. Управление движением механической системы такого типа представляет собой довольно сложный процесс. При проектировании и создании подводных робототехнических систем ПРТС и в связи с необходимостью проведения дорогостоящих натурных экспериментов, существенное значение приобретает компьютерное моделирование поведения исследуемого объекта. Компьютерное моделирование при наличии адекватных натуре математических моделей позволяет в значительной мере сократить сроки и стоимость разработки. При составлении уравнений движения и их решении для простейшего случая (известная задача двух тел с гибкой связью) возникают существенные затруднения. Имеется возможность упростить задачу путем сведения неголономных связей к голономным, что позволит широко применить аппарат аналитической динамики системы твердых тел. Ключевые слова: глубоководные буксируемые комплексы, математическая модель, механическая системаAmong the underwater technical means of exploration and development of the World Ocean, a great place is occupied by deep-sea towed systems (underwater robotic systems -UWRS) operating at depths over 2000 m. With their help, a number of studies and works can be carried out. Large areas of the ocean floor survey with the help of video systems, geomagnetic field anomalies measurements, sonar sea bottom surface profiling and investigation, conducting routes on large areas in the water column to measure oceanographic parameters, taking soil samples, exploration and development of underwater mineral deposits. In essence, the towed complex is a system of two bodies with a flexible connection -a tow line. Moreover, the control forces are attached to one of the bodies -the ship, and the other body -the towed vehicle -must move along a given trajectory. The control of the motion of a mechanical system of this type is a rather complex process. In the design and construction of deep-sea towed systems (underwater robotic systems-UWRS) and in connection with the need for costly in-situ experiments, computer simulation of the behavior of the object under study becomes essential. Computer modeling in the presence of adequate mathematical models in nature can sig...

Придонная область Мирового океана, несмотря на интенсивное изучение, является пробелом в системе наших знаний о процессах, протекающих на больших глубинах в пограничной зоне вода-дно. Состав, строение и динамическая структура придонных процессов определяются сочетанием физических, химических, биологических, геологических и геофизических явлений и требуют комплексного подхода при ее изучении. Самое общее представление обо всем многообразии явлений и процессов в придонной области дает изучение гидрофизических и гидрохимических характеристик в широком диапазоне спектра масштабов пространственно-временной изменчивости. Многообразие процессов и явлений требует постановки широкомасштабных и комплексных исследований с использованием современной измерительной и вычислительной техники, разработки и создания глубоководных средств доставки и установки аппаратуры в придонной зоне и на дне, обладающей высокой надежностью, автономностью и эффективностью. Новые задачи и проблемы придонной океанологии требуют пересмотра сложившейся методики натурных наблюдений с целью удовлетворения условий оптимальности научного эксперимента по заданным вероятностным критериям эффективности исследований. В статье рассмотрены принципы построения технических средств и организации наблюдений с помощью буксируемых носителей аппаратуры, особенности измерения гидрологических параметров в режиме набегающего потока водной среды. Обсуждаются вопросы методики буксировки аппаратов в придонной области при фото-и видеообследовании донной поверхности. Особое внимание уделено выбору режимов работы буксируемых комплексов аппаратуры при исследовании поверхности дна и подводных объектов с помощью гидроакустической аппаратуры, в том числе гидролокаторами бокового обзора.

Многообразие структур донного рельефа, а также условий, в которых ведутся исследования подводных объектов, в том числе опасных искусственного происхождения и поверхности дна водоемов, требуют внимательно подходить к организации процесса исследований с использованием метода и технических средств гидролокации. При работах на больших глубинах применяются научно-исследовательские суда большого водоизмещения, поскольку они должны нести мощные лебедки и грузоподьемные устройства для операций с длинными кабельными линиями и оборудованием, рассчитанным на функционирования в условиях высокого гидростатического давления. В зависимости от детальности проводимых исследований применяются системы, в разных диапазонах несущей частоты гидролокационных сигналов. Подводные носители, несущие гидролокационную аппаратару, буксируются на разных отстояниях от дна, что определяет методические аспекты реализации таких работ. Гидролокаторы, использующие средние и высокие частоты, применяются для исследований морфологии рельефа и подводных объектов на мелководье и материковой окраине. Как правило, плавсредства, используемые на таких акваториях для научных и прикладных исследований, имеют малое водоизмещение. На малых глубинах длина буксирной линии мала и место прибора практически совпадает с местом судна, что значительно упрощает навигационное обеспечение работ и не требует использования подводных навигационных систем и заглубителей. На реках для исследований используются легкие суда и катера, СПУ отсутствуют, а погружаемое оборудование компактно. Работы осложняются течением, что требует специального планирования маршрута съемок. Каждый комплекс условий работ требует разработки специальных методик. Решение этих проблем чисто техническими средствами часто менее эффективно, чем разработка специальных научно обоснованных методик.