بحث حول اتجاهات تطوير المركبات المستقلة تحت الماء في أعماق البحار (AUVs)

ومع تركيز البلدان في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد على الحقوق والمصالح البحرية، فإن المعدات البحرية، بما في ذلك الأجهزة المضادة للغواصات والألغام، تتطور نحو التحديث، وتحقيق الكفاءة من حيث التكلفة، وتقليل الخسائر البشرية. ونتيجة لذلك، أصبحت الأنظمة القتالية غير المأهولة تحت الماء نقطة محورية لأبحاث المعدات العسكرية على مستوى العالم، وتمتد إلى تطبيقات أعماق البحار. برزت المركبات ذاتية الدفع في أعماق البحار، التي تعمل في المياه العميقة ذات الضغط العالي ذات التضاريس والبيئات الهيدرولوجية المعقدة، كموضوع ساخن في هذا المجال بسبب الحاجة إلى تحقيق اختراقات في العديد من التقنيات الرئيسية.

تختلف مركبات AUV في أعماق البحار بشكل كبير عن مركبات AUV في المياه الضحلة من حيث التصميم والاستخدام. وتشمل الاعتبارات الهيكلية مقاومة الضغط والتشوه المحتمل الذي يؤدي إلى مخاطر التسرب. تنشأ مشكلات التوازن مع تغير كثافة المياه في الأعماق المتزايدة، مما يؤثر على الطفو ويستلزم تصميمًا دقيقًا لتعديلات الطفو. تشمل التحديات الملاحية عدم القدرة على استخدام الأساليب التقليدية لمعايرة أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي في المركبات ذاتية القيادة في أعماق البحار، مما يتطلب حلولاً مبتكرة.

الحالة الحالية وخصائص AUVs في أعماق البحار

1. التنمية العالمية مع تقدم تقنيات هندسة المحيطات، شهدت التقنيات الرئيسية في المركبات ذاتية القيادة في أعماق البحار اختراقات كبيرة. تقوم العديد من الدول بتطوير مركبات ذاتية القيادة في أعماق البحار للأغراض العسكرية والمدنية، مع أكثر من عشرة أنواع على مستوى العالم. وتشمل الأمثلة البارزة مجموعة ECA الفرنسية، وHydroid الأمريكية، وسلسلة HUGIN النرويجية، وغيرها. تجري الصين أيضًا أبحاثًا نشطة في هذا المجال، مع إدراكها للأهمية المتزايدة والتطبيق الواسع النطاق للمركبات ذاتية القيادة في أعماق البحار.
2. نماذج محددة وقدراتها
   • ريموس6000: مركبة ذاتية القيادة في أعماق البحار من إنتاج Hydroid قادرة على العمل على أعماق تصل إلى 6000 متر، ومجهزة بأجهزة استشعار لقياس خصائص المياه ورسم خرائط لقاع البحر.
   • بلوفين-21: مركبة ذاتية القيادة معيارية للغاية من شركة Tuna Robotics، الولايات المتحدة الأمريكية، مناسبة لمختلف المهام بما في ذلك المسح، والإجراءات المضادة للألغام، والاستكشاف الأثري.

• • سلسلة هوجين: مركبات AUV نرويجية معروفة بقدرتها الكبيرة وتكنولوجيا الاستشعار المتقدمة، وتستخدم بشكل أساسي في الإجراءات المضادة للألغام والتقييم البيئي السريع.

• • فئة إكسبلورر AUVs: تم تطويرها بواسطة ISE الكندية، وهي عبارة عن مركبات AUV متعددة الاستخدامات بعمق أقصى يصل إلى 3000 متر ومجموعة من إمكانيات الحمولة.

• • CR-2 مركبة في أعماق البحار: نموذج صيني مصمم للمسوح البيئية والموارد تحت الماء، قادر على العمل على عمق 6000 متر.

• • بوسيدون 6000 أعماق البحار AUV: مركبة صينية ذاتية التشغيل للبحث والإنقاذ في أعماق البحار، مجهزة بمصفوفات السونار المتقدمة وتقنيات الكشف الأخرى.

التقنيات الرئيسية في تطوير AUV في أعماق البحار

1. تقنيات الطاقة والطاقة: تعد كثافة الطاقة العالية والسلامة وسهولة الصيانة أمرًا بالغ الأهمية، مع استخدام بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع.
2. تقنيات الملاحة وتحديد المواقع: الجمع بين الملاحة بالقصور الذاتي ومقاييس السرعة دوبلر وغيرها من الوسائل المساعدة لتحقيق دقة عالية.
3. تقنيات الاتصالات تحت الماء: يركز البحث على تحسين معدلات الإرسال والموثوقية على الرغم من الظروف الصعبة تحت الماء.
4. تقنيات التحكم في المهام المستقلة: يتضمن التخطيط الذكي والعمليات التكيفية، وهو أمر بالغ الأهمية لنجاح المهمة.

الاتجاهات المستقبلية في AUVs في أعماق البحار

يتجه تطوير مركبات AUV في أعماق البحار نحو التصغير والذكاء والنشر السريع والاستجابة. يتضمن التطور ثلاث مراحل: إتقان تقنيات الملاحة في أعماق البحار، وتطوير تقنيات الحمولة والتكتيكات التشغيلية، وتحسين المركبات ذاتية القيادة (AUVs) لعمليات تحت الماء متعددة الاستخدامات وفعالة وموثوقة.