SeaRobotics

(8) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

2.3. Характеристики источников питания

Ограниченные нелинейным сопряжением гидродинамического сопротивления и грузоподъёмности, источники питания одного типа зачастую не могут одновременно удовлетворять двум тактическим показателям АНПА - большой автономности (высокая потребность в энергии) и высокой манёвренности (высокая потребность в мощности). Поэтому, основываясь на характеристиках диаграммы Рагона (см. следующий пост), можно поделить источники энергии на энергоёмкие и мощностные типы. Кроме того, в основе проектирования гибридных энергетических систем должно лежать разумное разделение и согласование.

Энергоёмкие источники характеризуются прежде всего высокой удельной энергией и нацелены на поддержку длительных подводных крейсерских миссий и несение базовой нагрузки системы. Типичными представителями таких источников являются топливные элементы и металло-водные батареи (например, алюминий-водные и магний-водные системы) [12,28]. Топливные элементы за счёт использования высокоплотных химических топлив теоретически обеспечивают автономность, значительно превосходящую аккумуляторные батареи; металло-водные батареи используют морскую воду в качестве окислителя, что значительно снижает массу, переносимую системой. Однако такие источники питания как правило отличает медленная динамическая реакция и ограниченная пиковая выходная мощность, что затрудняет их работу при кратковременных колебаниях нагрузки [29].

Напротив, мощностные источники характеризуются высокой удельной мощностью и быстрой динамической реакцией и используются для покрытия пиковых нагрузок при запуске, разгоне, связи и гидролокационном зондировании. Литий-ионные батареи (особенно мягкие полимерные литиевые батареи) и суперконденсаторы являются типичными представителями таких источников [9]. Хотя из-за механизма интеркаляционных реакций удельная энергия литиевых батарей имеет физические ограничения, их отработанная технология и высокие скорости заряда/разряда делают их незаменимыми буферными источниками питания для АНПА при работе в сложных эксплуатационных режимах [30]. Путём разумного объединения двух типов источников в системной архитектуре можно максимизировать комплексную эффективность системы, минимизируя при этом недостатки каждой из составляющих. (..)

(7) Таблица 1. Сравнение инженерных характеристик закрытых систем и систем с уравновешенным давлением / открытых систем

Для преодоления весового ограничения прочных корпусов возникла технология компенсации давления (или открытые системы). Такие системы обычно используют маслозаполненные конструкции, гибкие мембраны или поршневые компенсаторы для поддержания внутреннего давления системы в равновесии с внешним давлением морской воды в любой момент времени [22,25].

Ключевое преимущество заключается в устранении тяжёлого жёсткого прочного корпуса, что значительно улучшает использование пространства и системную удельную энергию в глубоководных сценариях. Например, пакеты мягких аккумуляторных элементов, заполненные диэлектрическим маслом, используют несжимаемость жидкостей для передачи внешнего гидростатического давления, сохраняя тем самым структурную целостность даже на экстремальных глубинах.

Эта архитектура сталкивается с уникальными гидродинамическими и микромеханическими проблемами: высоковязкое изолирующее масло, заполняющее внутренний объём, значительно увеличивает вязкостное сопротивление движущихся частей, таких как двигатели, что приводит к скачку энергопотребления; в то же время высокое гидростатическое давление на микроскопическом уровне индуцирует механические напряжения в материалах электродов, что потенциально может приводить к разрушению частиц активного материала, снижению пористости и падению ёмкости [26,27]. Это требует, чтобы сами материалы элементов обладали крайне высокой структурной стабильностью. (..)

(6) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

Поэтому при оценке эффективности подводных энергетических систем нельзя рассматривать лишь удельную энергию (Вт·ч/кг) на уровне ячеек, но необходимо вводить показатель «системной удельной энергии». Этот показатель охватывает общий вес и объём ячеек, систему управления батареей (СУБ), герметичную конструкцию корпуса и необходимые материалы для компенсации плавучести. Исследования показывают, что с увеличением глубины доля веса герметичной конструкции возрастает экспоненциально, в результате чего системная удельная энергия оказывается значительно ниже значения на уровне ячеек [22].
 
Кроме того, глубоководная среда представляет термодинамическое противоречие «снаружи экстремальный холод, внутри накопление тепла». Температура окружающей среды 0–4 °C замедляет кинетику электрохимических реакций и увеличивает внутреннее сопротивление; и наоборот, во время высокомощных миссий внутреннее теплоизолированное пространство сталкивается с риском накопления тепла. Поэтому комплексная оценочная система должна также учитывать коэффициенты сохранения ёмкости и эффективность отдачи мощности в сложных термодинамических условиях [23].
 
2.2. Классификация системной архитектуры
 
Основываясь на стратегиях адаптации к глубоководному высокому гидростатическому давлению, инженерные архитектуры подводных энергетических систем в основном делятся на две категории: замкнутые системы и системы с компенсацией давления / открытые системы.
 
Замкнутые системы представляют собой энергетические устройства, заключённые в жёсткий прочный корпус и работающие в относительно независимой среде с атмосферным давлением (1 атм). Техническая особенность этой архитектуры заключается в способности обеспечить стандартные условия работы, аналогичные наземным, для внутренних аккумуляторных ячеек и электронных компонентов, тем самым защищая их от высокого давления морской воды на глубине и от воздействия коррозионной среды.
 
Однако применение этой архитектуры в значительной мере ограничено уменьшением соотношения водоизмещения к весу на экстремальных глубинах. Исследования определяют 2000 м как критический порог. Когда глубина превышает это значение, толщина стенки прочного корпуса должна значительно увеличиваться для противостояния гидростатическому давлению, в результате чего вес конструкции занимает доминирующую долю системы. Это приводит к резкому снижению полезной грузоподъёмности и системной удельной энергии. Кроме того, как показано в таблице 1, для систем, требующих выброса продуктов реакции, таких как топливные элементы, замкнутая архитектура требует решения проблемы хранения образующейся воды в ограниченном пространстве корпуса, что увеличивает механическую сложность [24].

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(5) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

2. Глубоководные физические ограничения и проектирование системной архитектуры
 
Проектирование энергетических систем АНПА по своей сути является задачей многокритериальной оптимизации в условиях жёстких физических ограничений. В отличие от наземных электромобилей или летательных аппаратов, стремящихся к простому облегчению веса, специфика подводной среды -  особенно гидростатическое давление, линейно возрастающее с глубиной, строгие ограничения нейтральной плавучести и ограничения тепло- и массообмена в стеснённых объёмах – диктуют, что её энергетическая система должна следовать уникальному набору инженерных оценочных систем и стандартов классификации архитектур [20,21].
 
2.1. Глубоководные физические ограничения и нелинейный эффект усиления
 
Основное физическое ограничение, налагаемое глубоководной средой на энергетические системы, возникает из-за сопряжённого эффекта гидростатического давления и равновесия плавучести. Согласно фундаментальной теории параметрического анализа для проектирования подводных аппаратов, сформировавшейся в 1990 году, подводные аппараты должны строго соблюдать принцип нейтральной плавучести при проектировании, что означает, что общий вес аппарата должен равняться весу вытесняемой им морской воды.
 
Как показано на рисунке 2, добавление аккумуляторов для увеличения дальности хода АНПА запускает «порочный круг» увеличения массы, веса конструкции и сопротивления, что в итоге приводит к убывающей отдаче. Это фундаментальное физическое требование порождает критический «нелинейный эффект усиления веса». Для того чтобы выдерживать гидростатическое давление примерно 10 МПа на каждые 1000 м, энергетические системы (особенно в закрытых архитектурах) требуют тяжёлых прочных корпусов. Этот дополнительный конструкционный вес требует добавления высокоплотного синтактического пенопласта для компенсации плавучести, тем самым создавая каскадное увеличение полного водоизмещения аппарата. Это приводит к резкому увеличению площади смоченной поверхности и сопротивления движению, и в итоге энергетический выигрыш от добавленных аккумуляторов значительно нивелируется их собственным весом и дополнительным потреблением мощности на движение.
 
Рисунок 2. Схема нелинейного эффекта усиления веса в энергетических системах глубоководных автономных необитаемых подводных аппаратов.

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(4) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

Основной вклад данной работы состоит:

▸ в систематическом описании 4-х категорий технологий - от зрелых литиевых батарей до передовых ядерных - с конкретным раскрытием микроскопических механизмов влияния высокого давления и низких температур, присущих большим глубинам, на эффективность преобразования различных видов энергии;

▸в акцентировании внимания на проектировании системной архитектуры в условиях нелинейного эффекта усиления, а также на термодинамических и балансовых проблемах в стеснённых объёмах;

▸и, в сочетании с последними достижениями в области искусственного интеллекта, в анализе потенциала таких алгоритмов, как глубокое обучение с подкреплением, для обработки неопределённых подводных условий и достижения глобальной оптимизации энергоэффективности [18,19].

В данной статье сначала создаётся оценочная система и классификация архитектур, основанная на физических ограничениях глубоководной среды, после чего подробно рассматриваются ключевые технологии моделирования, имитационного моделирования и экспериментальных испытаний, лежащие в основе исследований в этой области. На этой методологической основе в статье систематически оценивается современное состояние основных технологий - включая литий-ионные батареи, топливные элементы, тепловые/ядерные источники и сбор энергии окружающей среды - и анализируются механизмы глубоководного многофизического сопряжения, ограничивающие их производительность. В заключение в статье обобщаются критические проблемы, стоящие перед общей системой, и намечаются будущие направления технологической эволюции. (..)

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(3) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

Сталкиваясь с этими физическими пределами, существующие решения в области энергетических технологий ищут компромиссы между удельной энергией, удельной мощностью и безопасностью. Электрохимическое накопление энергии (особенно литий-ионные батареи) благодаря своей зрелой производственной цепочке и быстрой динамической характеристике установило своё текущее доминирование. Однако, ограниченные механизмом интеркаляционных реакций, удельная энергия ячеек приближается к теоретическому пределу, и после учёта герметичного корпуса системная удельная энергия часто значительно снижается до 100–150 Вт·ч/кг [9,10].

В качестве альтернативы, можно назвать высокоэнергетические химические источники тока (такие как топливные элементы), которые теоретически могли бы обеспечить автономность, значительно превышающую ту, что дают литиевые батареи, за счёт разделения блоков накопления энергии и генерации. Однако отсутствие атмосферного кислорода под водой заставляет такую систему брать с собой окислители, а эффективное хранение окислителей и вопросы водно-теплового управления в закрытых режимах работы серьёзно ограничивают их системную надёжность [11,12,13].

Тепловые и ядерные технологии (такие как двигатели Стирлинга и реакторы с тепловыми трубами) обеспечивают очень высокий энергетический базис, подходящий для крупных тяжелонагруженных платформ, но их механические шумы ухудшают скрытность АНПА, а высокие затраты и риски ядерной безопасности ограничивают их широкое применение [14,15].

Технологии сбора энергии окружающей среды, такие как океанская тепловая энергия и энергия волн, нацелены на достижение «бесконечной автономности», но прерывистость и стохастичность их энерговыделения затрудняют их использование в качестве основного движителя, делая их пригодными только для маломощных глайдеров или в качестве вспомогательных источников энергии [16,17].

Хотя количество исследований в области подводной энергетики в последние годы растет экспоненциально, существующие обзорные статьи в основном ограничены каким-либо одним техническим аспектом. Например, часть литературы сосредоточена только на микроскопической модификации материалов электродов, игнорируя влияние глубоководного давления на макроскопические герметизирующие конструкции; другие работы фокусируются на алгоритмическом моделировании стратегий управления энергией (EMS), но не учитывают сложные гидродинамические условия и физические ограничения.

Настоящая статья ставит целью интеграцию знаний из материаловедения, гидродинамики и теории управления. Она представляет всесторонний обзор энергетических технологий подводных аппаратов. (..)

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(2) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

На рисунке 1 показано внутреннее устройство АНПА и приведено сравнение трёх различных энергетических систем, используемых для его питания.

Рисунок 1. Классификация основных энергетических систем для АНПА.

(a) Составные части АНПА;
(b) Батарея металл–морская вода;
(c) Топливная элементная система;
(d) Литий-ионная батарея.

В отличие от наземных электромобилей или летательных аппаратов, проектирование подводных энергетических систем сталкивается с серьёзными ограничениями многофизического сопряжения, налагаемыми глубоководной средой. Огромное гидростатическое давление, строгие требования к нейтральной плавучести и термодинамические противоречия в стеснённых объёмах создают уникальный комплекс инженерных проблем. Эти факторы действуют не изолированно, а приводят к нелинейному увеличению массы и энергопотребления системы, создавая узкое место, которое в большей степени ограничивает прорыв в характеристиках глубоководного оборудования, чем навигация и управление.

Это фундаментальное физическое требование - выдерживать гидростатическое давление примерно 10 МПа на каждые 1000 м - вынуждает размещать аккумуляторные батареи в тяжёлых прочных корпусах, что требует добавления высокоплотного синтактического пенопласта для компенсации плавучести, тем самым создавая каскадное увеличение водоизмещения аппарата [6].

Это приводит к резкому увеличению полного водоизмещения системы, что, в свою очередь, увеличивает площадь смоченной поверхности и сопротивление движению, и в итоге энергетический выигрыш от добавленных батарей нивелируется их собственным весом и дополнительным сопротивлением. Кроме того, глубоководная среда обычно поддерживает постоянную низкую температуру 0–4 °C, что приводит к снижению активности электрохимических реакций; и наоборот, во время высокомощных миссий (например, скоростное уклонение) внутреннее теплоизолированное пространство аппарата сталкивается с риском накопления тепла. Это термодинамическое противоречие - «снаружи экстремальный холод, внутри накопление тепла» - ещё больше увеличивает сложность проектирования энергетических систем [7,8]. (..)

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🎓 Наука. Энергетические технологии для подводных аппаратов

Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

Решил для вас в развитие темы энергетических технологий сделать более подробный пересказ публикации авторов: Чжихао Линь, Дэнхуэй Цинь, Цяогао Хуан, Хуншэн Дун и Гуан Пань, Северо-Западный политехнический университет, Сиань, Китай. Источник: https://doi.org/10.3390/en19030592
Публикация будет в виде цепочки постов.

Аннотация

В качестве ключевых платформ для длительного исследования океана, автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) играют всё более важную роль в морских съёмках и стационарном наблюдении. Однако в экстремальных глубоководных условиях их энергетические системы сталкиваются с серьёзными ограничениями, налагаемыми гидростатическим давлением и термодинамическими противоречиями в стеснённых объёмах. Поэтому разработка энергетических технологий с высокой удельной энергией, внутренней безопасностью и приспособленностью к высокому давлению имеет первостепенное значение.

В данной работе представлен всесторонний обзор проблем многофизического сопряжения в глубоководных энергетических системах и современных исследований в области текущих основных глубоководных энергетических технологий.

На основе источников энергии и принципов преобразования существующие технологические пути классифицированы на 4 категории с подробной оценкой их характеристик и ограничений в глубоководных условиях.

В заключение в статье обозначены основные направления будущего развития глубоководных энергетических систем с целью предоставить справочную информацию для последующих исследований.

Ключевые слова: автономные необитаемые подводные аппараты; энергетические системы; многофизическое сопряжение; структурно-энергетическая интеграция; подводный энергетический интернет

1. Введение

Океан, покрывающий 70,8% поверхности Земли, является критической частью экосистемы планеты и содержит огромные богатства, включая биологические и минеральные ресурсы. Он представляет собой новый рубеж для человечества в решении проблем дефицита ресурсов, изменения климата и национальной безопасности. Для эффективного исследования этой сложной и суровой среды различные подводные аппараты, включая обитаемые аппараты, ТНПА и АНПА, нашли широкое применение в таких областях, как морской экологический мониторинг, картирование рельефа дна и обслуживание подводной инфраструктуры [1,2].

В условиях современной стратегической концепции «Умного океана» АНПА как основные носители для глубоководных исследований и операций претерпевают глубокую трансформацию парадигмы выполнения задач: эволюционируя от раннего режима «кратковременных, прибрежных, одиночных съёмок» (например, экспериментальное применение SPURV в 1957 году) к сложному режиму «всеглубинных, трансокеанских и кластерных» операций [3].

АНПА больше не рассматриваются просто как расходуемые средства обнаружения, но наделяются новой ролью интеллектуальных узлов, способных к «длительному функционированию в среде» [4,5]. При выполнении таких задач, как инспекция подводных нефтегазовых трубопроводов, поиск бортовых самописцев или мониторинг гидротермальных источников на срединно-океанических хребтах, АНПА часто должны работать непрерывно в течение недель или даже месяцев. Это требование длительных миссий в сочетании с интеграцией мощных целевых нагрузок, таких как гидролокаторы с синтезированной апертурой и манипуляторы, напрямую обостряет противоречие между энергоснабжением и потреблением. (..)

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

📈 Тренды. Аккумуляторные батареи для подводных беспилотников

Индустрия отказывается от герметичных корпусов

Разработчики глубоководных аппаратов всё чаще отказываются от традиционных герметичных корпусов для аккумуляторных батарей (АКБ). На глубине 2000 метров давление достигает 20 МПа (около 200 атмосфер) и, чем глубже, тем выше давление. В таких условиях металлический корпус, защищающий батарею перестает себя окупать - требуемая толщина стенок начинает доминировать в массе всей системы. Как отмечается в исследовании Northwestern Polytechnical University, опубликованном в журнале Energies, затем наступает "эффект нелинейного увеличения массы": чтобы компенсировать рост массы приходится добавлять ячейки батарей, что требует усиления конструкции, добавления элементов обеспечения плавучести, что добавляет объем и сопротивление - в итоге все это "съедает" эффект добавления ячеек.

В результате удельная энергоемкость литий-ионной ячейки с учетом корпуса, электроники управления и компенсации сокращается до 100-150 Вт.ч/кг. Есть решение - отказ от корпуса в пользу легкой конструкции с компенсацией давления, что может экономить 18.3% массы системы на глубине 6000 м.

Масло или полимер?

Традиционный способ создания бескорпусных батарей - заполнение блока с ячейками диэлектрическим маслом. Жидкость практически не сжимается и передает внешнее давление равномерно, предотвращая локальные деформации.

Канадская Kraken Robotics в своей линейке SeaPower использует запатентованную заливку ячеек и электроники в кремний-органическую полимерную матрицу. Kraken испытала свои изделия под давлением, соответствующим 6000 м. Компания заявляет, что такая герметизация обеспечивает на 200% более высокую энергоемкость и на 46% меньшую массу на кВт.ч по сравнению с масло-компенсированными или корпусными батареями.

Решение Kraken оказалось востребованным - заказчики закупают решения SeaPower, причем несколько производителей АНПА перешли на их использование с других производителей.

Аналогичные разработки ведет General Dynamics Mission Systems с батареей Bluefin мощностью 1.5 кВт.ч на Li-Pol ячейках, устойчивых к давлению и рассчитанных на прямое погружение без корпуса. Компания утверждает, что в эксплуатации находятся уже сотни таких батарей.

Чем приходится платить за решение?

Удаление корпуса не отменяет давления - при длительной гидростатической нагрузке полимерные сепараторы и пористые электроды внутри ячеек деформируются, что приводит к снижению пористости. Меньшая пористость проявляется в росте внутреннего сопротивления. При циклических нагрузках частицы активного материала деформируются и разрушаются, что ускоряет деградацию емкости.

При температурах 0-4°C, электролит литиевых ячеек становится заметно более вязким. В обзоре утверждается, что потенциальная потеря полезной емкости превышает 50%.

При этом, при интенсивной работе (гидролокатор или быстрое движение) тепло, выделяемое батареей, не может быть отведено, поскольку отсек по сути теплоизолирован. Температура может подниматься выше 60°C.

Альтернативы

Вместо хранения электроэнергии можно хранить топливо. Cellula Robotics в начале 2026 года провела испытания AUV Envoy на водородном топливном элементе. Аппарат прошел 2023 км в подводном положении за 385 часов. Аналогичные разработки ведет Пентагон.

В более отдаленной перспективе - применение твердых электролитов, которые достаточно механически жесткие, чтобы противостоять давлению. В теории батарея с твердым электролитом может играть роль несущей конструкции, а не груза, который должен защищать корпус. Но когда такие батареи станут коммерчески доступными пока что не ясно.

Отдельно можно поговорить о металло-водяных батареях, но уже не в этом посте.

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇫🇷 Подводная археология. Франция

Летом 2026 года завершилось обследование затонувшего торгового корабля XVI века - Camarat 4 в Средиземном море

Объект нашли в марте 2025 года. Специалисты французского флота проводили съемку морского дна в районе Раматюэля, недалеко от Сен-Тропе и заметили аномалию с помощью высокоточного гидролокатора.

В апреле 2026 года к месту находки направили экспедицию, в которой участвовали специалисты Центра подводных операций французского флота (Cephismer) и отдела подводной археологии Министерства культуры (DRASSM). Для детальных обследований использовали ROV C 4000 (фото).

Camarat 4 лежит на глубине 2500 м. Аппарат специально разработан для глубоководных исследований. Миссия продолжалась трое суток. ROV сделал около 86 тысяч снимков высокого разрешения (@8 кадров/с). На основе этих снимков позднее была построена детальная 3D-модель места крушения для дальнейшего изучения. С помощью манипуляторов, робот захватил и поднял несколько артефактов: керамические кувшины и тарелку. Манипуляторы были модифицированы с тем, чтобы минимизировать создаваемые ими усилия, чтобы не повредить находки.

Были обнаружены пушки, якоря и множество украшенной керамики, около 200 керамических кувшинов. Большая глубина надежно защитила судно от разграбления.

Название судна - условное, по мнению исследователей, это торговое судно XVI века, которое предположительно следовало из Северной Италии (предполагают, что из Генуи или Савоны).

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇷🇺 Встречи. Соревнования. Беларусь

В Бресте открылись 5-е международные соревнования по подводной робототехнике WUURC-2026

Ну, как международные, участвует 10 команд из Китая, 4 из России и 1 из Беларуси.

🔸 Несколько фото можно посмотреть здесь.
🔸 Больше фото - здесь

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇷🇺 USV. БНС. Россия

Безэкипажный катер до Соловков в 2026 году отработает маршрутную сеть для дальнейшего использования - Цыбульский.

((источник: korabel.ru))

Интересно, это будет «Странник 575» или «Оркан»?

🇷🇺 Участники рынка. Россия

ОСК представила концепцию малых автономных подводных аппаратов для работы на шельфе

Объединённая судостроительная корпорация (ОСК) разработала концепцию автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) малого класса массой от 50 до 300 кг.

В линейке корпорации уже есть роботы разных классов - от малых («Амулет», «Юнона», «РИФ») до тяжёлого («Витязь»), а также телеуправляемые аппараты.

Новые комплексы предназначены для океанографических исследований, картографирования дна, мониторинга подводной инфраструктуры, геологоразведки и ликвидации последствий бедствий.

Концепция предусматривает групповое применение аппаратов на разных глубинах для создания распределённых систем наблюдения.

Прорабатываются энергетические решения, включая литий-ионные батареи и системы ВНЭУ (воздухонезависимые энергетические установки) для увеличения автономности, а также технология резидентной робототехники - с возможностью длительного нахождения в районе работ и бесконтактной подзарядки.

В 2024 году ЦКБ МТ «Рубин» уже подготовило документацию для серийного выпуска аппаратов «Амулет-С» и «Талисман-С»; по оценкам Российского морского регистра судоходства, в течение 10 лет в России могут появиться сотни подводных роботов разных типов.

((жаль, что мало конкретики по концепции))

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇪🇺 Резидентные роботы. Стартапы. Швейцария

Швейцарская BubbleRobotics строит интегрированную резидентную систему

Компания занимается разработкой линейки резидентных морских роботов, которые смогут месяцами работать в море без участия человека, обеспечивая проведение инспекций, мониторинга и сбора данных. Безэкипажность и резидентность решения должны обеспечить его коммерческую привлекательность – компания утверждает, что по сравнению с обычными миссиями, основанными на использовании людей, расходы могут быть снижены на 70%.

🔹 У компании есть платформа BubbleDock – она выступает как «материнский корабль», который остается на объекте, обеспечивая подводных роботов энергией. Энерговооружение платформы гибридное, часть энергии поступает от возобновляемых источников, в итоге платформа может более полугода выполнять свои функции. Как и положено «доковой станции», она обеспечивает автономные операции спуско-подъема, подзарядку и обмен данными с подводными аппаратами.

Подводные аппараты компании (ROV и AUV) – BubbleBots, могут оснащаться набором сенсоров, которые можно настраивать под конкретную задачу. Это, например, камеры, сонары и многолучевые эхолоты для визуального осмотра и картографирования дна. На роботах могут быть установлены гидрофоны. А также специализированные экологические датчики, включая сенсоры для анализа внеклеточных ДНК (eDNA). Такие роботы могут использоваться для различных задач – от инспекции подводных кабелей и трубопроводов до поиска мин и мониторинга морской среды.

У BubbleRobotics есть также собственная операционная система на базе ИИ для обработки собираемых данных.

Команду в октябре 2025 года основали выходец из NASA и ETH Zürich и опытный бизнесмен. В апреле 2026 года стартап привлек $5 млн в ходе pre-seed раунда. До этого команда работала в инкубаторе Entrepreneur First в Лондоне. У компании есть подписанные «письма о намерениях» от ряда клиентов на сумму $4 млн, в основном, работающих в сегментах офшорной ветрогенерации, морской безопасности и подводной инфраструктуры.

BubbleRobotics уже разработала прототипы и провела ряд испытаний, но пока что рано говорить о достижении «промышленного уровня» или коммерческой доступности решений. В планах компании – предоставление услуг по модели RaaS. Прямые конкуренты BubbleRobotics – Saildrone, Saronic и Sea Machines Robotics.

Коммерческие развертывания компания планирует на «ближайшее время», вероятно можно говорить о 2027 годе.

((рендеры интегрированного решения, USV-докстанция; ROV и AUV - с сайта компании BubbleRobotics))

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇺🇸 Судостроение. Автоматизация. Физический ИИ. Тренды. США

Американский судостроительный гигант внедряет системы физического ИИ

Крупнейший судостроитель США HII (Huntington Ingalls Industries) подписал производственные соглашения с двумя американскими робототехническими компаниями GrayMatter Robotics и Path Robotics для развития и внедрения систем физического ИИ в программы судостроения. В ближайшие 7 лет HII выделит партнерам до $900 млн при условии выполнения контрольных показателей эффективности.
 
Соглашения подписаны в рамках инициативы HYPR (High-Yield Production Robotics) и охватывают автоматизацию ряда работ при сооружении авианосцев, подводных лодок, десантных кораблей, эсминцев, фрегатов и надводных дронов.
 
📌 Реализация соглашения разбита на два этапа

▫️ На первом компании будут работать с HII над созданием и тестированием автоматизированных процессов сварки, пескоструйной обработки, шлифовки, нанесения покрытий, сборки и инспекций, объединяя технологии в полностью автономные производственные линии.

▫️После прохождения квалификации, HII направит партнерам судостроительные заказы – начиная с изготовления малых стальных компонентов и постепенно переходя к передаче им заданий на производство более крупных узлов и модулей.
 
HYPR предусматривает развитие компаниями-участницами совместного управления и структур совместной разработки. В 2026 году гигант готовится вынести свыше 2,5 млн человеко-часов судостроительных работ за пределы собственных верфей – на 30% больше, чем в 2025 году.

Сотрудничество призвано укрепить устойчивость промышленной базы, расширить мощности распределительного судостроения, обеспечить верфи и персонал критически-важными материалами и повысить эффективность производства.
 
HII расширяет производственную сеть по сборке USV ROMULUS в Луизиане – новыми партнерами выступят Breaux Brothers Enterprises в Слайделе и Halimar Shipyard в Морган-Сити.
 
Новость отражает общие тренды на рост инвестиций в физический ИИ, распределение и аутсорсинг производств под давлением дефицита мощностей, рост оборонных заказов по всему миру, а также поэтапную сертификацию автономных производственных линий.

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(4) Надводные аппараты. Жесткий парус. USV

Еще вам фоточек и подробностей по теме.

Аппарат - C-Star британской Oshen.
Длина - около 1 метра; вес - менее 45 кг. Несмотря на игрушечный вид, этот миниатюрный парусник способен работать в экстремальных условиях, включая ураганы 5-й категории, и находиться в море до 100 дней.

Недавно ВМС США задействовали один такой аппарат в миссии, которую стараются не поручать традиционным кораблям. C-Star PD1 провёл две недели у острова Кэт-Айленд в штате Миссисипи, занимаясь картографированием прибрежной зоны - мелководья с сильными течениями

Течения оказались даже сильнее, чем прогнозировалось. Тем не менее, небольшой «парусник» прошёл необходимые трансекты в зоне наклонного морского дна, используя однолучевой гидролокатор, расположенный на киле, что позволило установить приливные кривые.

По словам доктора Стэйси Джонсон, ведущего научного сотрудника Naval Oceanographic Office, «модульная архитектура платформ Oshen позволяет бесшовно интегрировать датчики ВМС, такие как используемый в этих испытаниях однолучевой гидролокатор».

В рамках совместных с военными моряками США испытаний технологии были проверены маневренность решения - точность следования по маршрутным точкам и по курсу, а также медленные зигзагообразные передвижения, предназначенные для поисково-спасательных операций.

Эксперты также рассматривают концепцию «созвездий C-Star» для одновременного охвата обширных территорий. Как пояснил офицер Кристофер Маккинстри: «подход "созвездия" фундаментально меняет наше представление об океанском зондировании: используя несколько платформ C-Star, мы можем динамически рассредоточивать сеть для широкого охвата или концентрировать их в одной области интереса».

Параллельно прорабатывается модель «данные как услуга»: гидрографы могли бы получать непрерывный поток данных с морского дна, не занимаясь операциями по спуску-подъёму судов и управлением роем USV.

((на фото - Oshen C-Star, фото - компании Ocean Science & Technology))

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(3) Надводные аппараты. Жесткий парус. USV

Морские надводные беспилотники (USV), использующие жёсткое аэродинамическое крыло вместо традиционного мягкого паруса или двигателя внутреннего сгорания, формируют новый класс автономных судов. В отличие от яхтенного вооружения, жёсткий парус представляет собой профилированную конструкцию (часто - асимметричный аэродинамический профиль, аналогичный крылу самолёта), установленную на вертикальной вращающейся мачте. Он работает не как «мешок» для ветра, а как высокоэффективный ветровой двигатель: поток воздуха обтекает профиль, создавая подъёмную силу, которая преобразуется в тягу. Такая конструкция в разы эффективнее мягкого паруса на единицу площади и позволяет аппарату двигаться даже при слабом ветре.

Управление жёстким парусом полностью автоматизировано. Бортовой компьютер на основе данных с датчиков ветра, GPS и инерциальных навигационных систем непрерывно корректирует угол атаки и ориентацию крыла, обеспечивая максимальную скорость при минимальных энергозатратах.

Развитие алгоритмов искусственного интеллекта позволяет таким аппаратам самостоятельно прокладывать маршруты галсами против встречного ветра, огибать штормовые зоны и возвращаться в порт без участия человека.

Главное преимущество таких систем -  радикальная экономия топлива (или полный отказ от него), что позволяет судам находиться в море месяцами без дозаправки и технического обслуживания двигателей. В отличие от традиционных парусников, жёсткое крыло снижает центр тяжести и уменьшает качку, обеспечивая стабильность работы научной аппаратуры, радаров и оптико-электронных станций даже в открытом океане.

Дополнительный бонус - экологическая чистота и низкая акустическая заметность, что критически важно для военных применений.

Сегодня эта технология уже активно используется для глобального мониторинга климата, сбора океанографических данных, оценки рыбных запасов и охраны морских биоресурсов. В коммерческом секторе такие аппараты служат плавучими метеостанциями и ретрансляторами связи.

Крупный мировой оператор - американская Saildrone - эксплуатирует флот из сотен таких USV, а их аппараты класса Voyager и Surveyor уже используются ВМС Дании и других стран для патрулирования и наблюдения.

Интерес к жёсткокрылым беспилотникам проявляют и военные: они рассматриваются как платформы для противолодочной обороны (аппараты с длительной автономностью позволяют создавать непрерывные акустические барьеры), разведки и ретрансляции связи в удалённых районах. Появление таких систем знаменует переход от эпизодических экспедиций к постоянному автономному присутствию в океане - без топлива, без экипажа и без остановок. Но массовое внедрение сдерживается высокой стоимостью сенсоров и спутниковых каналов связи. 

((на фото - Ocius Bluebottle, фото - компании Ocius Technology))

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

(2) Надводные аппараты. Жесткий парус. USV

За рубежом проекты парусных USV уже вышли за рамки экспериментальных прототипов: появились коммерческие платформы, крупные серийные заказы и реальные военные программы.

🇺🇸 Одной из первых на рынок парусных USV вышла американская компания Saildrone с ее моделями Voyager, 10м; Surveyor, 20м используют жесткий аэродинамический парус. Voyager, в частности, используется/испытываются военно-морскими флотами нескольких стран. Еще больше по размеру модель Spectre Silent Endurance. Во всех этих аппаратах парус может использоваться как вспомогательная деталь (wing assist) для повышения автономности. То есть двигательная установка - гибридная.

🇦🇺 Bluebottle - проект австралийской компании Ocius Technology. На сегодня это, возможно, лидер (или один из лидеров) рынка по количеству произведенных USV. У компании - контракт с ВМС Австралии. Энергоустановка комбинированная - аппарат способен использовать для движения энергию волн, ветра и Солнца.

🇬🇧 C-Star, ~1m, совсем небольшие роботы-парусники от британской компании Oshen. По задумке флот таких аппаратов будет использоваться для создания распределенной сенсорной сети. Тесты уже идут, два аппарата совершили переход от Великобритании к Исландии и около месяца там работали.

🇺🇸 Triton AUSV американской компании Ocean Aero - многосредный аппарат, который может действовать и как надводный парусник и как подводный аппарат (UUV). 4 аппарата получили ВМС Филиппин.

🇺🇸 Проект грузового судна компании Clippership, 24m, два жестких крыла, для океанских миссий, грузовой трюм на 75 европалетт. Сооружается в Нидерландах, планируется спуск на воду в конце 2026 года. Это уже новый класс аппаратов.

((на фото - Spectre Silent Endurance, фото - компании Saildrone))

► SeaRobotics в Telegram | на RoboTrends | в Max

🇷🇺 Надводные аппараты. Жесткий парус. USV. Россия

В ДГТУ ведут разработку БНА с жестким парусом

Разрабатывается автономный беспилотный надводный аппарат. Использование жесткого паруса - один из возможных сценариев применения естественной силы для перемещения судна по акватории.

Испытания беспилотной надводной платформы проведут совместно с Институтом исследований и инжиниринга Приазовья и Азовского моря.

В перспективе такие дроны могут использоваться для обследования акваторий, оценки донного рельефа и выявления зон заиленности. Проект разрабатывается в рамках программы «Приоритет 2030».

((картинка - пресс-службы ДГТУ))