Прив’язний підводний апарат (англ. tethered submersible) — підводний апарат, з’єднаний із поверхнею, судном забезпечення або підводною спорудою кабель-тросом чи тросом.
У 2024 році Міжнародна організація зі стандартизації (англ. International Organization for Standardization, ISO) затвердила міжнародний стандарт ISO 5411 «Судна та морські технології — Підводні апарати — Термінологія» (англ. Ships and marine technology — Submersibles — Vocabulary), який містить основні терміни та поняття, пов’язані з підводними апаратами. Наведене визначення відповідає пункту 3.1.3 стандарту.
Водночас у структурі визначень стандарту існує термінологічна неузгодженість: поняття «прив’язний підводний апарат» визначається через термін «підводний апарат», який у пункті 3.1.1 описується як тип самохідного судна, здатного пересуватися та маневрувати під водою. На практиці ж прив’язні підводні апарати можуть бути як самохідними, так і несамохідними.
Таким чином, у стандарті виникає логічна суперечність: формальне визначення підводного апарата передбачає самохідність, тоді як не всі прив’язні підводні апарати цю здатність мають.
Поділ прив'язних підводних апаратів У науковій і технічній літературі всі підводні апарати поділяють на пілотовані та безпілотні..
Пілотовані прив'язні підводні апарати Оскільки стандарт ISO 5411 визначає пілотований підводний апарат як самохідний, історичні несамохідні апарати з екіпажем — зокрема батисфери та буксировані підводні камери — формально не належать до пілотованих підводних апаратів у сучасному розумінні стандарту. Разом з тим за конструктивними ознаками вони можуть бути віднесені до прив’язних або буксированих підводних апаратів відповідно до пунктів 3.1.3 та 3.1.9 ISO 5411, хоча стандарт прямо не визначає можливість наявності екіпажу в несамохідних апаратах таких типів.
Класифікація ISO 5411 містить певну неоднозначність щодо ознаки самохідності. З одного боку, пілотований підводний апарат (п. 3.1.2) визначається як самохідний. З іншого боку, сухий водолазний дзвін (п. 3.1.11) визначається як пілотований і прив’язний підводний апарат, хоча сухі водолазні дзвони є несамохідними та зазвичай переміщуються за допомогою тросової системи судна забезпечення.
До пілотованих прив'язних підводних апаратів за конструктивними ознаками належать такі типи:
прив'язний підводний апарат (англ. tethered submersible) — підводний апарат, з’єднаний із поверхнею, судном забезпечення або підводною спорудою кабель-тросом чи тросом (п. 3.1.3); буксирований підводний апарат (англ. towed submersible) — прив’язний підводний апарат, що буксирується самохідним судном і має можливість регулювання глибини та просторового положення (п. 3.1.9); сухий водолазний дзвін (англ. dry diving bell) — пілотований і прив’язний підводний апарат, оснащений напівсферичною рамою та спеціалізованим обладнанням для переміщення осіб між підводним об’єктом і палубою або палубною барокамерою судна забезпечення з метою виконання робіт, рятування або інших операцій (п. 3.1.11).
Пілотовані прив'язні підводні апарати Історично за конструктивними ознаками до пілотованих прив'язних підводних апаратів можуть бути віднесені батисфери. Батисфера мала два ілюмінатори та підводні світильники, проте не була оснащена рушіями або засобами аварійного спливання. Сталевий трос для утримання обмежував глибину занурення батисфери та ускладнював її стабілізацію під час вертикальної хитавиці судна. У разі обриву троса екіпаж батисфери не мав можливості самостійно повернутися на поверхню.
Пілотовані буксировані підводні апарати Історично за конструктивними ознаками до пілотованих буксированих підводних апаратів можуть бути віднесені підводні спостережні камери буксировані (ПСКБ) «Атлант-1» і «Тетіс». Під час буксирування зі швидкістю понад 1 вузол ПСКБ «Тетіс» занурювався за рахунок створення диференту на ніс горизонтальними кермами, внаслідок чого гідродинамічні крила створювали занурювальну силу. Маневрування в горизонтальній площині здійснювалося за допомогою вертикального стерна. При довжині кабель-троса 800 м максимальне відхилення апарата від напряму руху буксирного судна під час повного перекладання вертикального стерна становило 20 м. Маневрування у вертикальній площині забезпечувалося горизонтальними кермами в діапазоні глибин до 200 м.
Перебуваючи поблизу рухомого трала, гідронавти спостерігають за процесом його роботи, ведуть записи та здійснюють фотознімання. Отримані спостереження згодом були використані для вдосконалення риболовецького промислу.
Сухий водолазний дзвін Водолазні дзвони застосовувалися під час будівництва підводних об'єктів і для рятування людей. Модернізовані водолазні дзвони використовуються також у наш час для підводних досліджень та океанологічних робіт. До переваг водолазного дзвона належать простота та надійність конструкції, а до недоліків — обмежена глибина занурення та залежність від судна забезпечення під час переміщення.
Безпілотні прив'язні підводні апарати
Згідно з міжнародним стандартом ISO 5411 до безпілотних прив'язних підводних апаратів належать такі типи технічних засобів:
прив'язний підводний апарат (англ. tethered submersible) — підводний апарат, з’єднаний із поверхнею, судном забезпечення або підводною спорудою кабель-тросом чи тросом (п. 3.1.3); буксирований підводний апарат (англ. towed submersible) — прив’язний підводний апарат, що буксирується самохідним судном і має можливість регулювання глибини та просторового положення (п. 3.1.9).
Безпілотні прив'язні підводні апарати Незважаючи на затвердження міжнародного стандарту, в англомовній науковій і технічній літературі щодо безпілотних прив’язних підводних апаратів і надалі використовується усталений термін «дистанційно керований підводний апарат» (абр. ДПА, англ. Remotely Operated Vehicle (ROV)).
В англомовних джерелах термін «дистанційно керований підводний апарат» також має такі відповідники:
Remotely Operated Underwater Vehicle (ROUV); Underwater Robotic Vehicle (URV).
В українській науковій літературі ще до затвердження у 2024 році міжнародного стандарту вживався термін «прив’язний підводний апарат», а згодом — «самохідний прив’язний підводний апарат» (СППА).
Дистанці́йно керо́ваний підво́дний апара́т — це підводний робот, який дає змогу досліджувати океан без безпосереднього занурення оператора на глибину. ROV під’єднані до судна за допомогою довгого кабель-троса (tether), який передає команди з поверхні, тоді як сам апарат надсилає назад дані, зокрема відео в реальному часі свого оточення.
У певному сенсі ROV є проміжним етапом розвитку між пілотованими підводними апаратами (ППА), які з’явилися раніше, та безпілотними автономними підводними апаратами (АПА, англ. Autonomous Underwater Vehicle (AUV)), що нині є центром найважливіших інновацій у цій галузі. Станом на 2016 рік у світі експлуатувалося від 700 до 800 ROV для промислового та наукового використання, без урахування менших апаратів, призначених для хобі та рекреаційного застосування.
Класифікація ROV Станом на 2020-ті роки дистанційно керовані підводні апарати (ROV) не мають уніфікованої системи класифікації, тому різні автори застосовують відмінні підходи до їх поділу.
У деяких джерелах ROV поділяють на три основні класи:
клас I — апарати, призначені лише для спостереження; клас II — апарати для спостереження з можливістю використання корисного навантаження (до цього класу належить більшість наукових ROV); клас III — апарати робочого класу, призначені для виконання складних підводних робіт.
Інші джерела пропонують більш деталізовану класифікацію ROV:
клас 1 — апарати виключно для спостереження; клас 2 — спостережні апарати з можливістю транспортування корисного навантаження; клас 3 — робочі апарати; клас 4 — донні апарати або ті, що буксируються; клас 5 — спеціалізовані прототипи або експериментальні апарати. Також існує класифікація, запропонована комітетом ROV Товариства морських технологій (англ. Marine Technology Society ROV Committee (MTS ROV)), яка враховує конструктивні особливості, функціональні можливості та сферу застосування апаратів. Згідно з цим підходом, виділяють такі категорії:
малі ROV (англ. Small Vehicles); низьковартісні ROV (англ. Low Cost ROVs); кабелекеровані ROV (англ. Wire-Guided ROVs); електричні ROV високої потужності (англ. High Capability Electric ROVs); ROV середнього розміру (англ. Medium Sized Vehicles); великогабаритні ROV (англ. Large Sized Vehicles); ROV великого класу (англ. Large Class ROVs); надглибоководні ROV (англ. Ultra-Deep Vehicles);
Опис класів ROV
Малі ROV (англ. Small Vehicles)
Клас малих ROV охоплює більшість відносно недорогих апаратів, переважно з електричним приводом, здатних працювати на глибинах понад 300 метрів. Такі апарати використовуються переважно для інспекційних і спостережних завдань.
В останні роки спостерігається активний розвиток малих ROV, зумовлений насамперед удосконаленням технологій електричних систем живлення. Ці технологічні покращення забезпечили розширення функціональних можливостей, підвищення продуктивності та досягнення робочих глибин, які раніше були недоступними для апаратів цього класу.
Низьковартісні ROV (англ. Low Cost ROVs (LCROVs)) Клас ROV, який визначається як низьковартісний, характеризується меншою вартістю порівняно зі складнішими моделями, хоча ціна таких апаратів може коливатися від трохи понад 10 000 до більш ніж 100 000 доларів США.
Дешевші системи спочатку використовувалися переважно для рекреаційного морського застосування, тоді як дорожчі апарати призначалися для інспекції внутрішніх водойм і прибережних зон. Деякі ранні моделі фактично являли собою герметичні корпуси для відеокамер, оснащені рушіями.
Сучасні низьковартісні ROV широко застосовуються в наукових дослідженнях, пошуково-рятувальних операціях, інспекції дамб, водних шляхів і портової інфраструктури, навчанні, судноплавстві, а також під час інспекції ядерних об’єктів.
Кабелекеровані ROV (англ. Wire-Guided ROVs) Цей клас ROV зазвичай застосовується в умовах, де джерело живлення може розміщуватися безпосередньо на борту апарата, наприклад у вигляді акумуляторів або паливних елементів. Завдяки бортовому живленню для керування апаратом потрібен лише тонкий оптоволоконний кабель, який забезпечує передачу команд і даних.
Технологія кабелекерованих апаратів походить від дротово керованих торпед і програм розроблення одноразових оптоволоконних мікрокабелів, створених у військовій сфері.
Багато автономних підводних апаратів використовують оптоволоконний кабель під час випробувань або для передачі даних, однак зазвичай він не є постійно закріпленим елементом конструкції. Прикладом кабелекерованого ROV є Archerfish — апарат, розроблений компанією GEC-Marconi для одноразового знешкодження морських мін.
Електричні ROV високої потужності (англ. High Capability Electric ROVs) Ці апарати оснащені сучасними технологіями, включно з безщітковими двигунами постійного струму, рушійними системами, комп’ютерним керуванням і волоконно-оптичними системами телеметрії. Електричні ROV можуть занурюватися на глибину до 6 100 метрів при відносно невеликій потужності.
Можливість виконувати важку роботу обмежена через необхідність використання електрогідравлічних маніпуляторів та інших робочих систем, проте такі апарати здатні виконувати численні завдання за значно меншу вартість порівняно з гідравлічними аналогами.
ROV середнього розміру (англ. Medium Sized Vehicles) Цей клас ROV зазвичай є електрогідравлічним і має потужність від 15 до 74 кВт. Вони здатні перевозити помірне корисне навантаження, однак вантажопідйомність обмежена конструкцією рами. Маса апаратів становить від 1 000 до 2 200 кг, а типове корисне навантаження — 100—200 кг. Зазвичай вони оснащені одним маніпулятором, проте більші моделі можуть мати два, а деякі здатні піднімати через раму понад 450 кг.