Рис. 5. Макет роботизированной профилирующей океанологической станции донного базирования: слева – общий вид, справа – верхняя часть зонда при всплытии к поверхности моря во время натурных испытаний в Черном море в июне 2017 года
так, чтобы поддерживать постоянное натяжение троса. Это важно, когда под воздействием морского волнения возникает переменное ускорение.
Блоки плавучести расположены в верхней части аппарата AMP. Центры масс и плавучести разнесены по вертикали, чтобы обеспечить момент достаточный для удержания изделия в вертикальном положении. Обтекатель обеспечивает ориентацию профилографа AMP в течении.
Система телеметрии профилографа AMP включается, когда носитель достигает так называемой радиоглубины. В состав системы телеметрии входят УКВ-радиопередатчик, CDMA-терминал мобильной связи и аппаратура связи Wi-Fi.
Модель профилографа AMP стала прототипом для аппарата Thetis, который предназначен для мелкого моря – глубиной не более 100 м( создан компанией WetLabs, входящей в корпорацию Sea-Bird Scientific, США). Аппарат может работать в условиях течений со скоростями до 0,65 м / с, хотя на нем отсутствует обтекатель. Скорость профилирования регулируется в пределах 0,1 – 0,3 м / с. Зонды и датчики до 8 штук крепятся на массивную металлическую раму. Общий вес аппарата без датчиков примерно 100 кг. Автономную работу Thetis в течение 30 суток обеспечивает одна батарея Bluefin Robotics емкостью 1,5 кВт • час. Aппарат оснащен средствами передачи данных, включая системы радио- и спутниковой( Iridium) связи, а также мобильной телефонной связи.
Профилирующие носители измерительной аппаратуры, оснащенные лебедками, имеют те же ограничения, что и системы с донными лебедками:
• эффективны только при небольших скоростях течений,
• диапазон профилирования не превышает 100 м,
• автономность ограничена из-за энергозатрат на работу лебедки.
В 2017 году в рамках НИОКР Программы № 3 РАН в Институте океанологии был создан макет малогабаритной
надежной и удобной роботизированной профилирующей станции с ресурсом электробатареи для автономной работы в течение как минимум 1 месяца. Эта станция позволяет получать вертикальные профили характеристик водной среды от горизонта 100 м до поверхности моря и передавать оперативно данные измерений потребителю. Разрабатываемая станция автоматического зондирования водной толщи предназначена для контактных измерений в автоматическом режиме вертикальных распределений гидрофизических и биооптических параметров водной среды( например, солености, температуры, давления, взмученности, флуоресценции хлорофилла а) в заданной точке исследуемой акватории морского шельфа или внутреннего водоема.
Основной задачей указанной НИОКР было устранение плохой обтекаемости профилирующей станции в потоке воды. Станция имеет минимальные габариты для уменьшения гидродинамического сопротивления и, как следствие, для минимизации энергетических затрат на свое перемещение под водой, и соответственно, для увеличения ресурса автономной работы. Причем роботизированная профилирующая станция состоит не из двух или более частей, соединенных под водой кабелем, что снижает надежность системы в целом, а из одного самодостаточного аппарата, в прочном корпусе которого располагается электропривод лебедки, блок батарей, электронный модуль управления, электронные модули датчиков окружающей среды, модем связи.
Станция имеет положительную плавучесть в воде, находясь в вертикальном положении датчиками вверх. Аппарат оснащен лебедкой, причем верхний конец троса намотан на барабан лебедки, а нижний крепится к якорю, установленному на дне, или к притопленной плавучести( рис. 4). При погружении и подъеме он проводит измерения водной среды с помощью СТД-зонда. По достижении
72 Морские информационно-управляющие системы, 2018 / No. 1( 13)