Конечно, как машина с автоматическим управлением, приближаются корабли роботов. Флот малых беспилотных летательных аппаратов кружит над океаном, записывая климат и текущие данные. Норвежская компания планирует ввести автономные паромы в 2018 году. А Rolls Royce и другие судостроительные компании разрабатывают концепции и пишут официальные документы, которые предвидят будущее автономных судов.
Потенциал для этих лодок высок, а возможности использования различны. Как они будут выглядеть? Насколько они будут отличаться?
Ответ, это зависит. Суда уже используют навигационную помощь и начнут переоборудоваться для более автоматизированного управления, подобно тому, как автопроизводители начали с помощи полосы движения и функций автоматической парковки. Но когда судостроители начнут строить суда специально для автономного использования, множество новых функций станет доступным или необходимым, а другие исчезнут.
«Мы не ограничены теми же ограничениями, что и пилотируемое судно», - говорит Оскар Левандер, вице-президент по инновациям в Rolls Royce Marine. «То, что вы в итоге получите, - это очень компактная и эффективная машина».
Два корабля с дистанционным управлением от Rolls Royce проходят в воду. (Rolls-Royce) Это не та или иная ситуация. Будут смешаны и сопоставлены аспекты трех основных возможностей: автономный контроль или самостоятельное вождение; дистанционное управление, аналогичное пилотированию дрона; и сокращение или устранение экипажей, которые могут даже сесть на борт или покинуть судно.
По словам Левандера, один из возможных вариантов - это своего рода гибрид. Корабль в открытом море, движущийся, в основном, прямо вперед, с небольшим на своем пути, будет управляться бортовым компьютером, время от времени контролируя наземного оператора, который может одновременно управлять сотнями различных судов. Когда дело доходит до порта или входит в перегруженную зону, может произойти несколько вещей. Удаленный оператор может получить полный контроль, или экипаж может выйти и сесть на борт.
Есть ряд очевидных преимуществ, чтобы остаться без экипажа. Проекты устранят кварталы, беспорядок, лестницы, двери и почти все, что люди используют. Одним из результатов этого является множество дополнительного пространства, доступного для большего количества груза. Другой - более обтекаемая внешность. Это даже позволяет весу хорошо сбалансироваться. Традиционные корабли имеют большой вес на корме благодаря мосту. Более легкий центр плавучий, изгибается вверх и требует тяжелого балласта, часто в виде воды, который перемещается вокруг только для поддержания уровня корабля. Уберите надстройку, перераспределите вес, и он уменьшит необходимый балласт.
«Действительно, только когда вы полностью лишены возможности работать, вы можете сократить все системы», - говорит Левандер. «Когда мы складываем все это вместе, уменьшенное потребление электроэнергии, когда мы снимаем системы, меньший вес судна, меньшее сопротивление ветра, мы говорим об экономии топлива от 10 до 15 процентов для типичного грузового судна».
Ликвидация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, пищевых продуктов и воды, а также других систем жизнеобеспечения - еще одно преимущество, снижающее стоимость судна и увеличивающее пространство.
Так же, как и автомобили с самостоятельным вождением, не существует готового нормативного ландшафта. Центр морской логистики и услуг Фраунгофера - это единое целое, занимающееся как технологическими, так и юридическими аспектами. Понятно, что как на судах, так и в автомобилях автоматизация может обеспечить значительное повышение безопасности - большинство морских аварий вызвано ошибками или усталостью оператора, а в отчете под руководством Фраунгофера о морской беспилотной навигации с помощью разведки и сетей (MUNIN) ожидается, что автономия предоставит снижение риска столкновения и столкновения в 10 раз. Но регулирующим органам потребуются доказательства с дополнительной путаницей, вызванной международным характером судоходства.
Компании, работающие на автономных судах, уже обсуждают потенциальные правила, а также функции безопасности, которые потребуются как внутри, так и снаружи.
«Закон, регулирующий беспилотные транспортные средства на суше, в воздухе и на море, все еще находится в процессе развития. Это своего рода серая область, поскольку различные законодательные органы начинают свои законодательные процессы, и я полагаю, что море отстает », - говорит Ричард Дженкинс, основатель и генеральный директор Saildrone, который отправляет парк небольших автономных водных транспортных средств по всему миру. Несмотря на большой охват - Saildrone уже пробежал более 70 000 миль - компания начинает с малого с точки зрения транспортных средств. Дженкинс сравнивает эти 23-футовые лодки с мобильными буями, которые следуют по заранее определенным маршрутам с помощью спутников Иридиум. Бортовой компьютер передает 2000 параметров в режиме реального времени через эти спутники от различных датчиков, включая такие измерения, как температура и влажность, а также физическое состояние транспортного средства, включая центральный процессор [CPU] и состояние аккумулятора, и даже навигационные факторы такие как скорость ветра и угол.
Это не сильно отличается от того, что делают большие корабли. Там, где когда-то был мост, меньшие башни с установленными на них банками датчиков будут собирать и передавать информацию об окрестностях кораблей. Радар - классический пример, но ЛИДАР уже внедряется. Там, где радар просто отображает точки на экране, LIDAR может отображать окружение в 3D. Инфракрасные камеры, обычные камеры и радар ближнего приближения также будут включены, и вместо того, чтобы отправлять каждое представление обратно на базу, компьютер объединит их в один рендеринг среды корабля.
Видение MUNIN для автономных кораблей (MUNIN) «Чтобы использовать все эти более продвинутые алгоритмы и более совершенные системы, вам потребуется лучшее разрешение данных», - говорит Вилко Брюн, научный сотрудник Fraunhofer, работавший над MUNIN. «Если раньше у вас мог быть только один радар, может быть, у вас было бы два, и, конечно, у вас будет больше высокотехнологичных радаров на корабле. Это все тот же датчик, это радар, он работает по тому же общему подходу, но будет гораздо более высокого качества ».
Ликвидация экипажа дает много преимуществ, но также требует некоторых дополнительных функций в дополнение к расширенным датчикам. Прежде всего, когда нет никого, кто мог бы что-то починить, судостроителям придется строить системы для обеспечения надежности и резервирования систем, а операторам придется сосредоточиться на профилактическом обслуживании - даже с небольшими беспилотниками на борту большинство ремонтных работ будет невозможным.
Вместо одного двигателя, приводящего в движение один винт, на судах будет два или даже четыре. По словам Левандера, дизельное топливо уступит сжиженному природному газу. Фактически, это уже так - в сжиженном природном газе используется более простая система, где давление из бака направляет газ через ряд клапанов к двигателю, при этом не требуются насосы или топливные инжекторы. Или дизельные двигатели с разделением на части (и резервные) будут питать аккумуляторы, которые будут работать с электродвигателями. Rolls Royce разработал одну конструкцию, в которой дизельные генераторы размещаются в транспортировочных контейнерах на палубе, поэтому их легко снимать для ремонта или замены.
MUNIN представляет центр управления берегом. (Munin) «Когда у вас нет людей на борту, вы можете по-разному заняться вопросами пожарной безопасности. Вы можете сказать, нужен ли мне кислород в машинном отделении, или я могу подавить это и сделать так, чтобы что-то пошло не так? »- говорит Левандер.
Многое из этого будет опробовано в первую очередь в коротких рейсах и на небольших судах, где правила регулируются одним правительством. Далее мы увидим большие суда, совершающие длительные рейсы с сухогрузом, что является наименее разрушительным в случае инцидента.
«Есть ли у нас технологии, которые нам понадобятся для такого корабля? Можем ли мы его построить? »Брюн говорит, что отчет MUNIN должен был оценить. «Технология уже намного более продвинута, чем мы ожидали… мы уже ближе к этому автономному кораблю, чем мы думали вначале».
