It is expedient to perform underwater search operations on large water areas using a group of autonomous self-propelled underwater vehicles. However, with a large distance to the search areas, the sea transition (from one point to the other) of the underwater vehicles requires high energy costs. This leads to the necessity to use heavy-duty underwater vehicles, which determines the high cost of the search operation. The transport of underwater vehicles is proposed to be carried out with an unmanned surface vessel, equipped with actuators for the automatic release of a group of vehicles under water and receiving on board after the end of the underwater mission. The maritime unmanned complex consisting of an unmanned surface vessel and a group of autonomous underwater vehicles on its board forms a new type of marine robotics, the complete automation of which is an actual scientific and technical task. For its implementation, the underlying (basic) automation technology of the marine search underwater mission has been developed as the theoretical basis for the development of the generalized structure of the complex automatic control system. Ten implementation stages of the underlying technology are formulated and the analysis of their automation features with the use of modern methods in the field of marine robotics is performed. Automation of the underlying technology stages involves the transfer of the vessel to a given water area, the automatic release (launch) of the group of underwater vehicles and their coordinated motion to the search area, the search operations and the return to the unmanned surface vessel, as well as the recovery of the vessel to the base. The generalized requirements for automatic control systems constituting the maritime unmanned complex at each stage of its functioning are provided. The spiral trajectory of waiting for the motion of the underwater vehicles at the group formation stages, for the search operation execution and after its completion, is proposed. For the spatial motion of the autonomous underwater vehicle as an agent of the group, the automatic control system was improved by introducing the blocks of the "Navigation Situation Model" and the "Navigation Threat Identifier, which make it impossible for emergency collision with the neighboring underwater vehicles of the group and disintegrate the group due to the data communication loss between them.

Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Mykolaiv Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, г. НиколаевAbstract. A classification of methods for applying group autonomous underwater vehicle is offered. The classification covers the flat rectilinear and curvilinear motion of underwater vehicles, as well as their spatial motion group. The set of applied scientific and technical tasks for the development of systems of centralized and decentralized management of a group of underwater vehicles is formulated. It performs a common mission. Keywords: autonomous underwater vehicle; group use; centralized movement; decentralized movement.Аннотация. Предложена классификация методов группового применения автономных необитаемых подво-дных аппаратов. Сформулировано множество прикладных научно-технических задач по созданию систем централизованного и децентрализованного управления группой подводных аппаратов. Ключевые слова: автономные необитаемые подводные аппараты; групповое применение; централизованное движение; децентрализованное движение.Анотація. Запропоновано класифікацію методів групового застосування автономних незаселених підводних апаратів. Сформульовано безліч прикладних науково-технічних завдань зі створення систем централізованого та децентралізованого управління групою підводних апаратів.

Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Mykolaiv Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. МиколаївAbstract. The article presents the development of a mathematical model of the functioning of the «screw -stern» propulsion and stern complex of the AUV for the study of its power characteristics with consideration to its flat circulation in the horizontal plane. The AUV simulation has been performed with the help of the Simulink system of MATLAB. In the course of the study, it has been established that the propeller thrust has a nonlinear dependence on the angle of the water flow. The developed mathematical model makes it possible to specify the necessary parameters for the development of high-quality systems of automatic control for the propulsion and stern complexes of the AUV. Keywords: mathematical simulation; autonomous underwater vehicle; propulsion complex «screw -stern».Анотація. Представлено розробку математичної моделі функціонування рушійно-стернового комплексу АПА типу «гвинт-стерно» для дослідження його силових характеристик на плоскій циркуляції в горизонтальній площині. Моделювання руху АПА проводилось в системі Simulink середовища MATLAB. Під час досліджень встановлено, що сила упору гребного гвинта має нелінійну залежність від кута потоку води, що набігає, який змінюється залежно від кута перекладки стерна. З'ясовано також, що сила упору має нелінійну залежність від швидкості руху АПА. Розроблена математична модель дає змогу уточнити необхідні параметри для розробки високоякісних систем автоматичного керування рушійно-стерновими комплексами АПА, які мають забезпе-чити траєкторний рух підводних апаратів із заданою точністю в горизонтальній площині. Ключові слова: математичне моделювання; автономний підводний апарат; рушійно-стерновий комплекс «гвинт-стерно».Аннотация. Представлена разработка математической модели функционирования движительно-рулевого комплекса АПА типа «винт-руль» для исследования его силовых характеристик на плоской циркуляции в го-ризонтальной плоскости. Моделирование движения АПА проводилось в системе Simulink среды MATLAB. Во время исследований установлено, что сила упора гребного винта имеет нелинейную зависимость от угла набегающего потока воды, который изменяется в зависимости от угла перекладки руля. Выяснено также, что сила упора имеет нелинейную зависимость от скорости движения АПА. Разработанная математическая мо-дель позволяет уточнить необходимые параметры для разработки высококачественных систем автоматическо-го управления движительно-рулевыми комплексами АПА, которые должны обеспечить траекторное движение подводных аппаратов с заданной точностью в горизонтальной плоскости. Ключевые слова: математическое моделирование; автономный подводный аппарат; движительно-рулевой комплекс «винт-руль».

Abstract. This paper investigates the organization of group motion control tasks of autonomous uninhabited underwater vehicles in marine search operations. The paper deals with one of the common questions of preparation for sea operations -method of estimating the required number of search AUVs in a group of one-type and multitype AUVs by the speeds of the AUVs in the group and the destination of the starting points on the search path by a common Archimedean spiral, that the group's AUVs should occupy before the underwater search begins. Using the principles of the Archimedean spiral, the formulas, for calculating the numbers of vehicles and the time needed for the operations, are formulated after which the correctness of these formulas were tested with examples for verification and implementation of three main options for the search with given specified time intervals, without limiting the number of the attractive one-type AUVs in the group; when the limited amount involved in the same type of AUVs in the group and; thirdly when there is a limited number of multi-type AUVs by motion speeds in the group. This paper is very suitable to serve as a convenient reference and also highlights some areas for the further research on group motion control of teams of AUV for maritime search operations or monitoring and underwater survey. Keywords: one-type AUV; multi-type AUV; group of autonomous underwater vehicle (AUV); group control; group motion; maritime search operation; Archimedean spiral; operational time of search; underwater maritime search vehicles.Аннотация. В настоящей статье исследуется организация задачи управления групповым движением авто-номных необитаемых подводных аппаратов в поисковых морских операциях. В работе рассматривается один из общих вопросов подготовки к морской операции -методика оценки необходимого количества поисковых АНПА в группе однотипных и разнотипных по скорости движения АНПА в группе и назначение стартовых точек на поисковой траектории по общей спирали Архимеда, которые должны занять АНПА группы перед на-чалом подводного поиска. Используя принципы архимедовой спирали, сформулированы формулы для расчета и выполнения оценки потребного количества АНПА и время, необходимое в поисковой операции для трех основных вариантов организации поиска. Ключевые слова: группа автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА); групповое управление; групповое движение; поисковые морские операции; спирали Архимеда; заданное операционное время поис-ка; подводные поисковые аппараты.Анотація. У цій статті досліджується організація завдання управління груповим рухом автономних незасе-лених підводних апаратів в пошукових морських операціях. У роботі розглядається одне із загальних питань підготовки до морської операції -методика оцінки необхідної кількості пошукових АНПА в групі однотип-них і різнотипних за швидкістю руху АНПА в групі і призначення стартових точок на пошукової траєкторії по загальній спіралі Архімеда, які повинні зайняти АНПА групи перед початком підводного пошуку. Використо-вуючи принципи Ар...

No abstract