Автономные подводные аппараты ISE

1 ИСТОРИЯ КОРПОРАЦИИ ISE
Компания ISE – признанный эксперт в области проектирования и изготовления подводных аппаратов, с опытом работы более 35 лет. В этом разделе предложения кратко описаны наши достижения и наиболее важные события в истории компании, а также упомянуты крупнейшие проекты, как современные, так и уже выполненные. Кроме того, мы рассмотрим, как организована работа компании ISE сегодня. Наши достижения за последние 35 лет отмечены многочисленными наградами различных международных океанографических организаций. Мы поставили заказчикам более 210 подводных аппаратов и 400 роботизированных манипуляторов. Важнейшим достижением можно считать то, что нами накоплены обширные знания и богатый опыт по всему диапазону требований к автономным необитаемым подводным аппаратам (AUV), которые имеются на сегодняшнем рынке.



1.1 История компании ISE

Компания ISE была основана в августе 1974 для разработки и реализации подводных аппаратов с дистанционным управлением (ROV). В то время компании, занятые в сфере морских работ, оказывали поддержку в проведении подводных операций, связанных с нефте- и газодобычей, применяя для этого водолазные колокола и обитаемые подводные аппараты. Эксплуатация обоих этих типов оборудования требовала привлечения крупных кораблей обеспечения. В начале 1970-х годов появление компактных электронных приборов и значительный рост стоимости кораблей обеспечения представили благоприятную возможность для разработки и реализации малогабаритных необитаемых аппаратов с большим радиусом действия. Для основателей компании ISE, которые являлись разработчиками обитаемых подводных аппаратов Pisces и Taurus, возможность освоения нового рынка была очевидной.

1.1.1 Заказчики и партнеры
С момента основания компании ISE мы создали прочные и долговременные связи с большим количеством разнообразных организаций по всему миру. Среди наших заказчиков и партнеров исследовательские и опытно-конструкторские организации, правительственные учреждения и коммерческие компании. В приведенной ниже таблице перечислены некоторые из наших заказчиков и партнеров.

1.1.2 Подводные аппараты с дистанционным управлением
К началу 1980-х годов компания ISE вошла в тройку лидеров в области разработки подводных аппаратов с дистанционным управлением, к этому времени наши изделия уже использовались во всем мире. Изначально все эти подводные аппараты проектировались исключительно для осмотра подводных объектов; однако, когда возможности этих аппаратов были должным образом оценены, компании, занятые в сфере морских работ, выразили потребность в более усовершенствованных, управляемых системах, которые позволяли бы выполнять разнообразные операции на больших глубинах. Поэтому разработка подводных аппаратов с дистанционным правлением сосредоточилась на задачах, связанных с проникновением на глубоководные участки моря. К 1983 году мы создали по заказу кампании Shell Oil подводный аппарат с дистанционным правлением, который имел глубину погружения 2500 м. К тому времени число ROV, введенных нами в действие, достигло 100. В 1986 году мы построили наш первый ROV с глубиной погружения 5000 м по заказу компании Comex Services из Марселя. На Рисунке 1-2 показан один из ROV, который мы создали для Научно-исследовательского института аквариума в Monterey Bay (MBARI).

1.1.3 Компания International Submarine Technology
В 1978 году мы организовали в США дочернюю компанию International Submarine Technology (IST), которая занимается разработкой гидролокаторов высокого разрешения, главным образом, для океанографических исследований и картографирования. В период между 1978 и 1986 годами компания создала некоторое количество гидролокаторов современного технического уровня по заказу компании Lamont-Doherty, Института геофизики штата Гавайи, и Институт океанографии города Бедфорд. Первая система была успешно использована при обследовании останков парохода Титаник. В 1987 году мы осознали, что наши интересы в реализации подводных аппаратов и гидроакустических станций находятся в прямой конкуренции, и продали компанию корпорации Honeywell (сейчас эта компания носит название Alliant Technologies). Поскольку мы больше не могли заниматься разработкой гидролокаторов, наш 10-летний опыт в этой области позволил нам уверенно заниматься подбором и установкой гидролокаторов на подводные аппараты

1.1.4 Обитаемые подводные аппараты
Не забывая о своем наследии, компания ISE сохранила курс на разработку обитаемых подводных аппаратов. В 1981 году мы изготовили опытный образец одноместной системы погружения и всплытия для ВМС Канады. В период между 1983 и 1990 годами мы построили восемь «прогулочных» подводных аппаратов. Кроме того, мы взяли на себя обязательства по проведению периодического технического обслуживания и обновления двух обитаемых подводных аппаратов ВМС Канады: Pisces IV и SDL-1. Pisces представляет собой небольшой аппарат с глубиной погружения 2000 м, тогда как SDL-1 – это более крупный аппарат, который имеет глубину погружения 600 м, и снабжен шлюзовой камерой для выхода водолаза. Оба этих аппарата были выведены из эксплуатации в 1997 году, после 25 лет службы.
В период между 2004 и 2007 годами компания ISE разработала и изготовила частную подводную лодку для заказчика из США – компании Vulcan Inc. Эта подводная лодка способна брать на борт восемь пассажиров и членов экипажа, и может погружаться на глубину до 400 м. Лодка называется Octosub, она показана на Рисунке 1-3.

 
1.1.5 Автономные необитаемые подводные аппараты
К 1981 году возник интерес к автономным необитаемым подводным аппаратам (AUV). Наша первоначальная программа по разработке и созданию AUV основывалась на требованиях правительства Канады. Мы начали разработку AUV для того, чтобы разнообразить направления нашей деятельности и использовать наш богатый опыт, полученный при создании обитаемых подводных аппаратов и подводных аппаратов с дистанционным управлением.
  Наш первый AUV представлял собой автономную подводную лодку с дистанционным управлением (ARCS), она показана на Рисунке 1-4. Мы начали разработку ARCS в конце 1981 года вместе с организацией Canadian Hydrographic Survey (CHS). Аппарат был предназначен для выполнения исследований в высокоширотной арктической зоне. Первые исследования прошли в местных водах в 1984 году, а первое погружение в Арктике произошло в 1986 году. В 1988 году ARCS был передан Министерству обороны Канады (DND). В 1990-е годы аппарат был модернизирован, после чего использовался для испытания различных опытных образцов, с целью проверки новых конструктивных решений. Среди таких испытаний можно назвать проверку навигационных алгоритмов, методов противоминной борьбы, отработку боевых задач на участках большой протяженности, практические испытания топливных элементов. После этого ARCS использовался для разработки системы картирования и профилирования айсбергов, а также для оценки новых датчиков AUV, включая масс-спектрометр.
Наш второй проект AUV – это Dolphin, полупогружной аппарат, который изначально предназначался для использования в качестве стабилизированной платформы для морских гидрографических исследований. Благодаря успеху этой конструкции, были получены дополнительные заказы на аппараты такого типа от Канадской гидрографической службы (CHS), ВМС США, компании Boeing North American, и ВМС Канады. Начиная с 1982 года, мы построили 13 таких аппаратов. Dolphin эволюционировал в Dorado – полупогружной аппарат для поиска мин, оборудованный нашей системой датчиков Aurora Towfish.
В 1988 году к нам обратились специалисты Массачусетского технологического института (MIT) в рамках программы Sea Grant с просьбой оказать содействие в разработке автономного необитаемого подводного аппарата, который можно бы было использовать для демонстрации технологии всплытия AUV. В течение лета и осени компания ISE обеспечила конструкторскую помощь и предоставила некоторые материалы, что позволило Массачусетскому технологическому институту собрать небольшой AUV, который получил название Sea Squirt. Этот AUV стал прообразом созданных Массачусетским технологическим институтом AUV класса Odyssey.
  Флагманским проектом AUV в 1990-е годы стал Theseus (Рисунок 1-5). Он был предназначен для прокладки оптоволоконных кабелей в Арктике для ВМС Канады и США. В 1995 году Theseus был спущен на воду в Арктике для прохождения испытаний. А в 1996 году он приступил к работам по прокладке кабелей. До самого последнего времени Theseus представлял собой самый крупный эксплуатируемый автономный необитаемый подводный аппарат, и кроме того, он держал рекорд по самому длинному маршруту среди AUV. Этот маршрут состоял из двух переходов с укладкой кабеля подо льдом, протяженностью 360 км каждый, на глубине до 800 м.

1.1.6 Научно-исследовательские и конструкторские работы по AUV
Для того, чтобы гарантировать соответствие наших AUV требованиям сегодняшнего дня, мы уделяем большое внимание научно-исследовательским и конструкторским работам. Мы создали специальную программу научно-исследовательских и конструкторских работ, в реализации которой участвуют наши конструкторы и инженерно-технические работники. Наши опытно-конструкторские работы проводятся в партнерстве с университетами, правительственными организациями и специализированными компаниями. Начиная с 1984 года, нами разработаны датчики, источники питания для решения специальных задач, аппараты для экологических исследований, малогабаритные AUV, управляющие устройства, кроме того, проведены гидродинамические исследования.
Совместно с Университетом Британской Колумбии и DND, мы разработали один из самых совершенных гидродинамических испытательных стендов. Он был закончен в 2002 году и откалиброван с помощью данных по всем нашим AUV. Благодаря этому стенду мы можем довольно точно предсказать рабочие характеристики новых конструкций AUV.
Результатом нашего долгосрочного сотрудничества с Лабораторий подводных исследований (URL) Университета Симона Фразера в Ванкувере стала разработка трех малогабаритных AUV, которые используются в озерах и защищенных от волнения водах для проведения исследований. В рамках нашего партнерства лаборатории URL поручено разработать недорогие акустические датчики, которые подходили бы для использования в AUV. В период между 1996 и 2002 годами нами созданы базовые технологии SARA и CAATI, которые применяются в гидролокаторах формирования 3-мерных изображений, которые менее дороги и имеют меньшие размеры по сравнению с современными многолучевыми эхолотами, но, в конечном счете, обеспечивают равные функциональные характеристики. Эта технология использована в гидролокаторе бокового обзора C3D, который в настоящее время реализует компания Benthos.

1.1.7 Роботехника
Помимо развития разносторонней технологической базы для создания подводных аппаратов, в 1980-годы мы разработали новые области применения для манипуляторов ROV. Двумя основными областями применения роботов были космос и промышленное производство. В свою очередь, эти сферы деятельности привели к созданию технологии, которая нашла применение в наших проектах AUV.

Наши проекты в области робототехники включают в себя:
• SmartPump™ – автономная бензозаправочная станция для заправки легковых автомобилей, для компании Shell Oil Company (Рисунок 1-6).
• Система роботизированной заправки на сборочном конвейере (RALF) – предназначена для заправки топливом автомобилей, сходящих со сборочного конвейера.
Кроме того, мы принимаем участие в различных проектах роботизации, совместно с Канадским космическим агентством. Мы разработали робот-манипулятор для наземных испытаний и подготовки, а также комплексный робот-манипулятор Canadarm. В настоящее время мы заняты разработкой автоматической наземной заправочной системы для военно-воздушных сил США.

1.2 Компания ISE сегодня
Наша деятельность в настоящее время сосредоточена в двух ключевых областях: подводные аппараты и промышленные роботы.

1.2.1 Последние проекты в области AUV
Автономный необитаемый подводный аппарат Explorer был хорошо принят научным сообществом. К настоящему времени научным учреждениям в Европе, Канаде и США поставлено четыре аппарата Explorer, которые имеют глубину погружения 3000 м. Аппарат Explorer с глубиной погружения 5000 м был поставлен Университету города Бремен в Германии.
Наша деятельность, связанная с AUV, включает в себя важный контракт на разработку AUV для осмотра, технического обслуживания и ремонта (IMR), предназначенного для использования на морских нефтепромыслах. Наша деятельность в области дистанционно-управляемых аппаратов для поиска мин сосредоточена на полупогружном аппарате Dorado, и является продолжением той работы, которую мы ведем, начиная с 1987 года совместно с ВМС США, Канады, и Франции. Нынешняя конфигурация включает в себя гидролокатор бокового обзора высокого разрешения, широкополосную систему измерения глубины, систему сбора данных, буксируемую капсулу с активным управлением, и систему передачи данных по радио в пределах локальной сети. В 2000 году были успешно проведены испытания аппарата на глубине 200 метров, со скоростью буксировки 10 узлов. С тех пор в Соединенных Штатах, Франции, Италии, и Канаде было проведено двенадцать эксплуатационных испытаний аппарата.


1.2.2 Аппарат Explorer для министерства природных ресурсов Канады
Наш самый последний проект AUV класса Explorer был реализован по заказу Министерства природных ресурсов Канады. Осенью 2009 года мы поставили канадскому правительству два аппарата Explorer с глубиной погружения 5000 метров. Они будут введены в действие в Арктике для сбора данных в рамках иска Канады по статье 76 Конвенции ООН по морскому праву. Спуск этих аппаратов на воду будет произведен через ледяную полынью, после чего они будут проводить исследования в течение 80 часов.
  Это крупнейшие аппараты класса Explorer, построенные до сих пор: их длина составляет 7,3 метра, а вес более 2000 кг. Они снабжены системой вспомогательного балласта, и в случае необходимости позволяют автономному необитаемому подводному аппарату остановиться на нижней стороне льда.
Explorer Министерства природных ресурсов Канады снабжен высокоточной инерциальной системой навигации, которая пригодна для работы в высоких широтах. Эти аппараты рассчитаны на перезарядку в подводном положении, и способны оставаться подо льдом в течение всего времени погружения.

1.2.3 Герметичная спасательная модульная система
ISE стала также основным подрядчиком компании Oceanworks International по разработке и проектированию оборудования системы управления для герметичной спасательной модульной системы (PRMS). В 2000 году начались работы по проектированию и строительству PRMS для ВМС США, в качестве основного средства спасения экипажей подводных лодок.
Система PRMS представляет собой привязной ROV, предназначенный для дистанционной стыковки с люком терпящей бедствие подводной лодки. После стыковки с подводной лодкой ее экипаж перебирается в подводный аппарат, и с его помощью поднимается на борт спасательного судна. Новая система заменила собой спасательную глубоководную систему, которая состояла на вооружении ВМС США с 1970-х годов. В рамках этого проекта компания ISE поставила систему управления, а также подруливающие устройства, источники питания, и другие разнообразные компоненты. Опытный образец системы был передан заказчику летом 2007 года. В дальнейшем он осуществил более 55 успешных погружений.

1.2.4 Поставки ROV
Компания ISE сохраняет свои позиции лидера в проектировании и изготовлении самых высокотехнологичных ROV. За последнее время мы поставили 2 аппарата ROV с глубиной погружения 3000 м для Японского агентства науки и технологий по изучению морских недр (JAMSTEC), и один аппарат ROV с глубиной погружения 2500 м для Германской судостроительной компании в Бремене. Наш последний аппарат ROV был разработан в апреле 2009 года, и предназначался для компании Guang Zhou Marine Geological Survey (GMGS) в Китае.
 
1.3 Активы компании ISE
Компания ISE располагается примерно в 35 км от Международного аэропорта Ванкувер, и в 20 км от центральной части города. Мы находимся в непосредственной близости от глубоководных участков, которые идеально подходят для проверок и испытаний.

1.3.1 Инженерно-техническое обеспечение компании ISE
Наше промышленное предприятие, которое занимает площадь 4200 квадратных метра, состоит из шести зданий, расположенных на двух акрах земли за городской чертой Ванкувера (Британская Колумбия). На нашей территории имеется опытный бассейн с пресной водой. Этот бассейн используется для предварительных испытаний новых аппаратов. Изготовление крупных частей и механическую обработку деталей по договору субподряда осуществляют местные поставщики, некоторые из которых работают с нами уже более 30 лет. Наши цеха полностью оборудованы для реализации проектов AUV, ROV, и робототехнического оборудования. В наших цехах имеется полный спектр электронного испытательного оборудования для разработки и тестирования аппаратов AUV и ROV.

1.3.2 Исследовательское судно и участки ходовых приемо-сдаточных испытаний компании ISE
В собственности компании ISE имеется исследовательское судно (Researcher) длиной 25 м и водоизмещением 120 тонн, которое мы используем для проведения ходовых испытаний наших аппаратов ROV и AUV. На Рисунке 1-10 показано, как судно Researcher в процессе ходовых испытаний спускает на воду самый последний аппарат ROV, построенный для компании GMGS. Судно Researcher способно выполнять операции спуска-подъема аппаратов весом до 9000 кг, и снабжено защищенным рабочим пространством для обслуживания аппаратов между погружениями. Судно базируется в прибрежной части Ванкувера, недалеко от прохода во фьорд Indian Arm. Фьорд Indian Arm является нашим основным испытательным участком, и он находится в 45 минутах хода от места докования судна Researcher в Ванкувере, и примерно в 30 минутах хода от нашей основной производственной площадки. Фьорд протяженностью 15 км защищен со всех сторон горами, и глубина воды в нем варьируется от 30 м до 250 м.
  Если нам нужна бóльшая глубина, мы отправляемся в защищенную от волнения акваторию губы Jervis Inlet, которая находится примерно в восьми часах хода от места докования судна Researcher в Ванкувере. Глубина в губе Jervis Inlet достигает 730 м. Для испытаний по 3-мерному позиционированию, или для проведения управляемых работ мы используем полигон ВМС США и Канады в бухте Nanoose Bay острова Vancouver Island, где глубина достигает 400 м. Этот полигон, который может быть закрыт для прохода грузовых и прогулочных судов, снабжен средствами слежения, которые позволяют точно определять местоположение подводных аппаратов.

1.4 Обеспечение качества
Программа обеспечения качества (QA) аппаратов AUV, производимых компанией ISE, сертифицирована на соответствие стандарту ISO 9001:2000. С момента своего внедрения более 25 лет назад программа эволюционировала. Ее началом стало требование канадского правительства обеспечить соответствие стандартам НАТО при реализации военных проектов. В 1994 году мы внедрили у себя модель ISO для программ QA, и добились первоначальной сертификации с первой попытки в 1996 году.
Ежегодно мы подвергаемся проверке со стороны SAI-Global – международной организация, проводящей сертификацию на соответствие ISO. Мы получили сертификат ISO 9001:2000 в мае 2003 года, а в этом году успешно, с первой попытки, обновили сертификацию на соответствие ISO 9001:2008. На Рисунке 1-11 показан наш самый последний сертификат на соответствие ISO 9001:2000.
 
Каждый проект выигрывает, благодаря программе QA, охватывающей все компоненты и технологические процессы.
Программа QA нашей компании направлена на дальнейшее совершенствование, с целью удовлетворить запросы наших заказчиков и снизить себестоимость продукции.

1.5 Персонал
В компании ISE занято около 25 высококвалифицированных сотрудников, посвятивших себя реализации наших программ AUV. Мы очень горды минимальным процентом ухода сотрудников, и их разнообразным и богатым опытом. На Рисунке 1-12 показана часть нашей группы AUV вместе с их творением –аппаратом Explorer, построенным для Мемориального университета Ньюфаундленда (MUN).

_____________________________________________________________________

Передача этого документа или содержащейся в нем информации третьим лицам запрещена без письменного разрешения компании ISE Limited.