Беспилотный океан: в море выходят корабли-«призраки»

Yara Birkeland

Первый в мире автономный грузовой корабль планируют спустить на воду уже в этом году. Это будет небольшой по размерам электрический контейнеровоз, предназначенный для перевозки 100–150 контейнеров. Но его появление может стать знаковым моментом для мировой судоходной отрасли, которая стоит поистине перед революционными изменениями.

Yara Birkeland – такое название получит корабль, совместный проект одного из крупнейших в мире поставщиков минеральных удобрений, норвежской компании Yara International, и норвежской же группы компаний Kongsberg Gruppe, одним их направлений бизнеса которой являются навигационные системы.

Планируется, что уже в 2019 году контейнеровоз начнет перевозить удобрения по 37-мильному маршруту у южного побережья Норвегии от производственной площадки Yara International в Порсгрунне до порта Ларвик. Как сообщают в компании, ожидается, что судно позволит отказаться от использования грузовых автомобилей, ежегодно делающих 40 000 рейсов через городские районы на юге страны.

Постройка корабля обойдется в 25 миллионов долларов, что примерно в три раза больше, чем стоит обычный корабль такого же размера. Однако беспилотное судно способно сэкономить до 90% годовых эксплуатационных расходов за счет исключения затрат на топливо и оплату экипажа.

Несмотря на то, что судно проектируют как автономное, на первом этапе его эксплуатации экипаж на борту все-таки будет присутствовать. Вначале пост управления расположат на судне. Затем он переместится на берег и станет центром дистанционного управления. В конечном итоге корабль будет передвигаться самостоятельно под наблюдением с берега. Для этого контейнеровоз будет использовать глобальную систему позиционирования, радар, камеры и датчики. Он сможет самостоятельно плавать по маршруту, маневрировать среди других кораблей и швартоваться к причалу.

К тому времени, как Yara Birkeland достигнет полной автономности, уже, как ожидается, будут установлены правила, регулирующие использование автономных судов. И как только это случится, по словам Петтера Остбо, руководителя производства Yara, возглавляющего проект, компания приступит к постройке более крупных судов, которые могли бы работать уже на протяженных маршрутах. Например, перевозить минеральные удобрения компании из Голландии в Бразилию через Атлантический океан.

Svitzer Hermod

В июне этого года Rolls-Royce и датская буксирная компания Svitzer успешно продемонстрировали в порту Копенгагена первое в мире дистанционно управляемое судно. В качестве демонстрационного образца выбрали построенный в прошлом году на турецкой верфи Sanmar 28-метровый буксир Hermod.

Буксир оснащен системой динамического позиционирования Rolls-Royce Dynamic Positioning, которая является ключевым звеном в системе дистанционного управления. На борту Hermod установлены радары и датчики, которые позволяют находящемуся в удаленном операционном центре диспетчеру с помощью специального программного обеспечения надежно и безопасно управлять судном. Впрочем, во время демонстрации возможностей системы на борту судна были и капитан, и экипаж, чтобы в случае сбоя системы обеспечить безопасное возвращение буксира к берегу.

Проект AAWA

Создание управляемого с берега буксира – всего лишь эпизод в реализации далекоидущих планов Rolls-Royce. Британская компания, чье имя стало известно в первую очередь благодаря автомобилям класса люкс, некогда ею производившимся (сейчас Rolls-Royce Motor Cars Ltd принадлежит BMW AG), является вторым по величине в мире производителем авиационных двигателей и одним из крупнейших производителей корабельных двигателей и энергетического оборудования.

Сегодня Rolls-Royce Holdings также возглавляет программу Advanced Autonomous Waterborne Applications, объединяющую университеты, судостроительные компании, производителей оборудования и многие другие компании, работающие над тем, чтобы сделать автономные корабли реальностью. Проект был открыт в марте 2015 года и реализуется по сей день. К 2020 году, по оценке компании, первые автономные и дистанционно управляемые суда уже выйдут в море.

В прошлом году Оскар Левандер, вице-президент Rolls-Royce Marine, отвечающий в компании за инновации, выступая на симпозиуме по автономным судовым технологиям, прошедшем в Амстердаме, отметил, что технологии, которые необходимы для создания удаленно управляемых и полностью автономных кораблей, уже существуют. Проект AAWA испытывает массивы датчиков в различных эксплуатационных и климатических условиях у берегов Финляндии. «К концу десятилетия мы увидим корабль с дистанционным управлением в коммерческой эксплуатации», – заявил Левандер. Проект также имеет поддержку судовладельцев и операторов. Испытания сенсорных массивов проводят на борту 65-метрового парома Stella компании Finferries, который работает в Балтийском море.

Но кроме оснащения беспилотных кораблей многочисленными камерами и датчиками, призванными заменить глаза и уши оператору, находящемуся в удаленном пункте управления, требуется решить и задачу передачи собранной информации на берег. Единственный подходящий для этого способ связи с кораблем в океане – спутниковая связь. Но в этом случае требуется передавать значительные объемы данных, а современные спутниковые средства связи пока не обладают каналами достаточной пропускной способности, что, соответственно, является существенным сдерживающим фактором для применения дистанционно управляемых судов. Спутники нового поколения могут решить эти проблемы и снизить соответствующие затраты на связь. Так, в прошлом году спутниковая компания Inmarsat, также участвующая в проекте AAWA, запустила для морских грузоперевозчиков сервис Fleet Xpress, обеспечивающий им более надежную связь и возможность передачи больших объемов данных.

Но кроме отработки технологий, для появления роботизированных судов требуется решить еще ряд проблем, связанных с безопасностью, навигацией и юридическими вопросами. Современные морские правила запрещают эксплуатацию кораблей без экипажа, хотя сторонники автоматизации ожидают их смягчения. Не ясен и вопрос с оказанием помощи терпящим бедствие на море судам и людям. Такая обязанность вменена капитанам всех судов, находящихся вблизи места кораблекрушения. Стоит и вопрос возмещения ущерба от столкновений с участием роботизированных судов. Все эти задачи планируют решить в рамках проекта AAWA.

Sea Hunter

Было бы странно, если бы беспилотные технологии развивались только в гражданском мореплавании. В военной сфере также идут подобные разработки, и где-то они даже опережают гражданские. В прошлом году в США спустили на воду полномасштабный прототип автономного корабля, предназначенного для самостоятельного несения патрульной службы в течение нескольких месяцев. Корабль-демонстратор разработан DARPA и оборонной компанией Leidos в рамках программы Anti-Submarine Warfare Continuous Trail Unmanned Vessel (ACTUV) и построен компанией Vigor Industrial в Портленде.

Водоизмещение корабля, получившего название Sea Hunter («Морской охотник»), составляет 145 тонн. Собственный его вес – 135 тонн, в том числе 40 тонн топлива. Конструкция представляет собой тримаран (центральный корпус с двумя аутригерами) длиной 40 метров.

Предназначен Sea Hunter для отслеживания дизель-электрических подводных лодок и способен к самостоятельному плаванию в течение нескольких месяцев с минимальным вмешательством человека. Он оснащен бортовыми датчиками для обнаружения других кораблей и препятствий, а бортовой компьютер позволяет судну маневрировать между другими судами и иными препятствиями, соблюдая при этом базовые правила судоходства.

Как заметил Скотт Литтлфилд, руководитель проекта от DARPA, одной из самых сложных задач было оснастить судно автономной системой управления. Ведь корабль обязан придерживаться Конвенции о международных правилах предупреждения столкновений судов в море. Автоматизированная система должна четко понимать, когда кораблю следует уступить путь другим судам, а когда оставаться на своем курсе. При этом смена курса должна производиться с таким расчетом, чтобы ее заметили и правильно интерпретировали на встречном судне. «В какой-то степени нам надо, чтобы маневр выглядел так, будто его выполняет человек», – говорит Литлфилд.

На момент спуска на воду Sea Hunter оборудовали съемной станцией управления для размещения персонала, которая будет находиться на корабле в течение всего периода тестирования. Ее снимут, когда станет понятно, что «Морской охотник» способен работать самостоятельно.

Противолодочному кораблю стоимостью 23 миллиона долларов предстоят два года тестирования, прежде чем он будет введен в эксплуатацию ВМС США. Стоимость эксплуатации Sea Hunter, как ожидается, составит лишь незначительную часть расходов на эксплуатацию эсминца с экипажем.
Если испытания пройдут успешно, в будущем такие суда смогут оснащать вооружением и использовать для противолодочных и противоминных задач. Но если на корабль будет установлено вооружение, то, как пояснил заместитель министра обороны США Роберт Ворк, человек всегда будет удаленно принимать решение об его использовании.

Беспилотные катера от CASC

Китайский военный флот также старается не отставать в этом направлении и планирует поставить на вооружение беспилотные катера. Корпорация China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) на проходившей в этом сентябре выставке International Ocean Science and Technology представила линейку беспилотных катеров. Правда, показаны они были не в море, а пока только на выставочном стенде компании. Линейка включает в себя три модели, предназначенные для выполнения различных задач в составе военно-морского флота Поднебесной.

Младшая в линейке модель – 8,8-метровый катер B850, предназначенный для проведения высокоскоростных морских патрульных и экспедиционных операций. Он может развивать скорость до 40 узлов и выполнять автономные операции на протяжении суток. A1150 больше: он имеет длину 11,5 метров и может применяться в качестве гидрографического судна. 15-метровый C1500 предназначен для борьбы с подводными лодками.

Основным вооружением беспилотных катеров является боевой модуль с 7,62- или 12,7-мм пулеметом. На стенде макет катера B850 показан с дополнительным вооружением в виде ракетных установок различных калибров. Кроме этого, на беспилотнике размещено разведывательное оборудование, гидролокатор и штатный квадрокоптер, позволяющий существенно расширить радиус обзора. Различным стрелковым, ракетным и торпедным вооружением также могут оснащать катера A1150 и C1500. Благодаря новейшим беспилотным катерам, по мнению их разработчиков, ВМС Китая смогут эффективно отслеживать угрозы в воде, над водой и в воздухе, а также нейтрализовать их без риска для моряков.

Elbit Systems Seagull

Израильская оборонная компания Elbit в прошлом году представила 12-метровый беспилотный катер Seagull («Чайка»), предназначенный для различных миссий, но в первую очередь для обезвреживания морских мин и поиска подводных лодок.

Катер оснащен системой планирования операций и может автономно находиться в море в течение 96 часов, поддерживая при этом связь с диспетчерским центром. «Чайкой» можно управлять как с материнского судна, так и с береговой станции. Связь с наземным пунктом управления осуществляется по каналу спутниковой или обычной радиосвязи.

Катер оснащен торпедами для противодействия подводным угрозам и системой радиоэлектронной борьбы. На борту размещается подводный беспилотный аппарат, используемый для поиска мин. Некоторые из морских мин, плавающие на поверхности или небольшой глубине, Seagull способен уничтожать с помощью дистанционно управляемого 12,7-мм пулемета в носовой части.

Размещенные на катере сонары, радары и датчики позволяют обнаружить под водой как небольшие объекты, например водолазов, так и огромные атомные субмарины, даже если они используют технологии малозаметности. Компьютерная система на борту катера содержит базу данных с характеристиками 135 типов атомных и 315 дизельных подводных лодок.

Seagull вскоре может поступить на вооружение флота Израиля, о чем было заявлено после испытательных торпедных стрельб в районе Хайфы. «Испытания показали уникальную способность катера обнаруживать и поражать подводные лодки в дополнение к возможности находить и уничтожать морские мины», – отметил Офер Бен-Дов, вице-президент компании Elbit по военно-морским системам. Также он заметил, что до сих пор подобные операции могли проводить только пилотируемые корабли. Военно-морские силы Израиля смогут использовать такие беспилотные катера для защиты буровых установок в Средиземном море от мин «Хезболлы» или иранских подлодок. В компании заявляют, что всего несколько таких катеров-роботов смогут легко заменить собой противолодочный корабль с экипажем из 40 человек.
При создании морского беспилотника инженеры компании Elbit Systems опирались на свой опыт в создании беспилотных летательных аппаратов, разработкой и эксплуатацией которых компания занимается уже длительное время, и беспилотного катера Silver Marlin, выпущенного компанией в 2007 году.

Перспективы

Итак, если раньше корабли без экипажа на борту были предметом морских баек, то в ближайшем будущем это – вполне себе реальность. Человеку не придется выходить в море, чтобы управлять судном и обслуживать его системы. «Капитаны» будущего будут одновременно контролировать движение нескольких судов, находящихся в разных точках Мирового океана. И все это не выходя из центра управления. А вечером уходить после смены домой. Никакой романтики. Впрочем, уже сейчас работа, предполагающая долгое нахождение вне дома и вдалеке от семьи, становится все менее привлекательной. Во всяком случае, для людей в развитых странах.

Отсутствие экипажа на борту сулит существенные экономические выгоды. Посчитайте, сколько помещений и систем на корабле предназначено для проживания и работы экипажа. Если от всего этого избавиться, то удастся сократить затраты на постройку и эксплуатацию судна, в том числе расходы на топливо. При этом для груза останется больше места. Если беспилотные корабли будущего и будут иметь помещения для размещения людей, то только для временного – на период тестовой эксплуатации или аварийного ремонта в море.

Снизить расход топлива можно, не только уменьшив массу корабля за счет сокращения оборудования, необходимого для нахождения людей на борту. Судно без экипажа может находиться в море намного дольше, чем с людьми. Домой никто не спешит, расходы на питание и оплату труда экипажа отсутствуют. Многие же грузы не требуют спешной доставки. А значит, можно выбирать оптимальную скорость движения судна, на которой расход топлива на каждую морскую милю пути будет минимальным.

Тем самым не только стремление сократить затраты на оплату труда экипажа движет разработчиками беспилотных судов. Хотя и оно тоже. По данным Moore Stephens LLP, компании, осуществляющей бухгалтерские и консалтинговые услуги в сфере морских грузоперевозок, содержание экипажа большого грузового судна составляет около 44% от общего объема ежедневных операционных расходов.

Преимущества безэкипажных кораблей для военного флота еще более очевидны. И пусть здесь также присутствует экономия на расходах, но главная задача – сохранить жизнь моряков. Кроме того, задачи, которые ставят военные перед такими кораблями, гораздо шире. Военные корабли-роботы могут применяться не только для разминирования, борьбы с подводными лодками, но и для разведки, радиоэлектронной борьбы, обнаружения, отслеживания и уничтожения целей различной степени удаленности. Неоспоримое преимущество беспилотные корабли имеют в качестве боевой платформы для размещения вооружения. Кроме того, беспилотные роботы могут действовать как поодиночке, так и вместе. Рой дешевых беспилотников-камикадзе может стать настоящим кошмаром для флота противника. Отсутствие экипажа дает существенное преимущество как в бою, так и при длительных миссиях без захода на базу.

Вывод человека «за борт», как предполагают в компании Rolls-Royce, начнется с портовых буксиров, либо паромов, перевозящих автомобили с одного берега на другой. И появятся они на рынке уже в ближайшие пару лет. Автономные океанские корабли это уже дело 10–15 лет. Впрочем, будущее не всегда приходит сразу ко всем. Автономные корабли еще долго будут делить море с привычными, но экипажи последних все чаще станут наблюдать на горизонте медленно идущие своим курсом корабли без единого человека на борту. Конечно, где-то экипажи останутся. Вряд ли, например, круизные лайнеры с пассажирами начнут выходить в океан без команды. Но и они будут максимально автоматизированы.