Підводний апарат (абр. ПА, ; ) — тип самохідного судна, що може пересуватися та маневрувати під водою
У 2024 році Міжнародна організація зі стандартизації ( (ISO)) затвердила міжнародний стандарт ISO 5411 «Судна та морські технології — Підводні апарати — Термінологія» (), який визначає основну термінологію та поняття, пов'язані з підводними апаратами. Визначення, наведене вище, відповідає пункту 3.1.1 цього стандарту.
В англомовній науковій і технічній літературі термін «підводний апарат» має такі відповідники: submersible; underwater vehicle; undersea vehicle
Поділ підводних апаратів за міжнародним стандартом Термін «підводний апарат» за міжнародним стандартом ISO 5411 застосовується виключно до самохідних пристроїв і не є узагальнювальним щодо інших термінів, що містять це словосполучення
У науковій і технічній літературі всі підводні апарати поділяються на пілотовані і безпілотні.
Пілотовані підводні апарати Відповідно до міжнародного стандарту ISO 5411, до пілотованих підводних апаратів належать такі типи: підводний апарат (англ. submersible) — тип самохідного судна, що може пересуватися та маневрувати під водою (п. 3.1.1); пілотований підводний апарат (англ. manned submersible) — підводний апарат, у міцному корпусі якого перебуває одна або більше осіб, оснащений одним або кількома доступними входами з поверхні або підводними герметичними чи негерметичними входами (п. 3.1.2); автономний (неприв’язний) підводний апарат (англ. untethered submersible) — підводний апарат без кабель-троса або троса (п. 3.1.4); транспортний підводний апарат (англ. transport submersible) — пілотований підводний апарат, призначений для перевезення вантажів, обладнання або пасажирів під водою, крім екіпажу, з метою відпочинку, наукових експедицій, рятувальних чи інших операцій (п. 3.1.5); пасажирський підводний апарат (англ. passenger submersible) — мобільне судно для перевезення пасажирів, яке переважно експлуатується під водою та потребує забезпечення з поверхні (п. 3.1.6); глибоководний рятувальний апарат (англ. deep submergence rescue vehicle, DSRV), рятувальний підводний аппарат (англ. submarine rescue vehicle), SRV) — пілотований і автономний підводний апарат, спеціально призначений для евакуації осіб з аварійного або пошкодженого підводного човна шляхом стикування під водою для створення однієї чи кількох сухих конструкцій передавання персоналу в нормобаричних або гіпербаричних умовах (п. 3.1.7); підводний апарат із шлюзовою камерою (англ. lock-out submersible) — пілотований і автономний підводний апарат, оснащений шлюзовою камерою входу/виходу та люком для входу, виходу й перебування водолаза або водолазів з можливістю регулювання робочого тиску (п. 3.1.8); морська лабораторія (англ. seabed laboratory) — підводний апарат, призначений для проведення польових досліджень і забезпечення довготривалого підводного перебування людей або інших організмів для виконання досліджень безпосередньо на місці (in situ) (п. 3.1.13).
Оскільки стандарт ISO 5411 визначає пілотований підводний апарат як самохідний, історичні несамохідні апарати з екіпажем — зокрема батисфери та буксировані підводні камери — формально не підпадають під це визначення. Водночас за конструктивними ознаками вони можуть бути віднесені до прив’язних або буксированих підводних апаратів відповідно до пунктів 3.1.3 та 3.1.9 стандарту, хоча ISO 5411 прямо не враховує можливість наявності екіпажу в таких апаратах.
Водночас у класифікації ISO 5411 існує певна термінологічна неоднозначність. З одного боку, пілотований підводний апарат (п. 3.1.2) визначається як самохідний. З іншого боку, сухий водолазний дзвін (п. 3.1.11) визначається як пілотований і прив’язний підводний апарат, хоча на практиці такі дзвони є несамохідними. Це ускладнює однозначне трактування самохідності як обов’язкової ознаки пілотованого підводного апарата в усіх випадках.
За конструктивними ознаками до пілотованих прив’язних підводних апаратів можуть бути віднесені такі типи: прив’язний підводний апарат (англ. tethered submersible) — підводний апарат з кабель-тросом або тросом, з’єднаним із поверхнею, судном забезпечення або підводною спорудою (п. 3.1.3); буксирований підводний апарат (англ. towed submersible) —- прив’язний підводний апарат, що буксирується самохідним судном і має можливість регулювання глибини та просторового положення (п. 3.1.9); сухий водолазний дзвін (англ. dry diving bell) — пілотований і прив’язний підводний апарат, оснащений напівсферичною рамою та спеціалізованим обладнанням для переміщення осіб між підводним об’єктом і палубою або палубною барокамерою судна забезпечення з метою виконання робіт, рятування або інших операцій (п.3.1.11).
Безпілотні підводні апарати = До типу «підводний апарат» (п. 3.1.1 ISO 5411) належать безпілотні самохідні підводні апарати. У межах цієї категорії розрізняють такі типи: прив'язний підводний апарат () — підводний апарат з кабель-тросом або тросом, з’єднаним із поверхнею, судном забезпечення або підводною спорудою (п. 3.1.3); автономний (неприв'язний) підводний апарат () — підводний апарат без кабель-троса або троса (п. 3.1.4).
Незважаючи на затвердження міжнародного стандарту ISO 5411, в англомовній науковій і технічній літературі безпілотні підводні апарати за способом керування зазвичай поділяють на такі типи: автономний підводний апарат (АПА; англ. Autonomous Underwater Vehicle (AUV)); дистанційно керований підводний апарат (ДПА; англ. Remotely Operated Vehicle (ROV)). У межах цієї класифікації використовуються різні конструктивні рішення, зокрема системи з обмеженою або відсутньою самохідністю. Наприклад, буксировані дистанційно керовані апарати (англ. Remotely Operated Towed Vehicle (ROTV)), що належать до ROV-подібних систем, не мають власного рушія. Підводні планери (англ. underwater gliders), що належать до AUV, здійснюють рух за рахунок зміни плавучості та не використовують традиційну рушійну установку.
Залежно від конструкції та способу руху такі апарати можуть не повністю відповідати визначенню «підводний апарат» (п. 3.1.1 ISO 5411), яке передбачає самохідність.
Історична довідка
Розвиток пілотованих підводних апаратів
Розвиток у XX столітті У міжнародному стандарті ISO 5411 підводний апарат (п. 3.1.1) визначається як самохідний. У сучасній технічній класифікації до пілотованих самохідних підводних апаратів зазвичай відносять апарати, що з’явилися починаючи з етапу розвитку батискафів.
Батискафи, що використовувалися в період з 1948 по 1982 рік, протягом тривалого часу залишалися єдиними апаратами, здатними досягати найбільших глибин, зокрема 10 916 метрів у Маріанській западині Перший батискаф під назвою FNRS-2, створений за проєктом Огюста Піккара, був збудований у 1948 році в Бельгії.
У 1952 році Піккар розпочав будівництво батискафа «Трієст». Апарат було спущено на воду 1 серпня 1953 року. У 1958 році його придбали ВМС США. У 1960 році «Трієст» став першим пілотованим підводним апаратом, що досяг дна западини Челленджера в Маріанському жолобі — найглибшої точки океанічного дна Землі.« Після етапу розвитку батискафів розпочався етап створення мезоскафів. Мезоскаф — підводний апарат, призначений для занурень на середні глибини. Перший мезоскаф «Огюст Піккар» було збудовано в 1963—1964 роках для Швейцарської національної виставки 1964 року, що проходила в Лозанні.
Завдання практичного освоєння Світового океану спричинили розвиток маневрених підводних апаратів, оснащених сучасними комплексами приладів та механізмів. З середини 1960-х років розпочалося будівництво безпоплавцевих пілотованих підводних апаратів (ППА), причому найбільший розвиток цей напрямок отримав у США, Канаді та Франції: У США були побудовані пілотовані підводні апарати «Трієст-ІІ» (1964), «Алвін» (1964), «Алюмінаут» (1964), «Тартл» і «Сі Кліф» (1968); У Канаді було побудовано серію ППА «Pisces» (1965—1976), «Deep Rover» (1984); У Франції було побудовано пілотовані підводні апарати «FNRS-3» (1953), «Архімед» (1961), «» (1966), «Cyana» (1969), «Nautile» (1984)
Пілотовані підводні апарати СРСР У звіті Національної дослідницької ради США 1996 року зазначалося, що в колишньому СРСР налічувалося понад 30 пілотованих підводних апаратів — більше, ніж у будь-якому іншому регіоні світу, а значна частина з них перебувала на території України, у Севастополі — головній базі підтримки таких апаратів.
У той же період розвиток пілотованих підводних апаратів у СРСР характеризувався обмеженою кількістю апаратів, здатних працювати на великих і надвеликих глибинах. Для порівняння, занурення на глибину близько 10 916 м у Безодню Челленджера було здійснено американським батискафом «Трієст» у 1960 році, тоді як радянський батискаф «Поіск-6» досяг глибини лише 6 000 м через 25 років — 19 серпня 1985 року. Це наочно ілюструє наведена нижче таблиця пілотованих підводних апаратів, створених у колишньому СРСР: +Назва ППАПроєктКількість ППАРоки виробництваРобоча глибина занурення (м)«Сєвєр-2»182521970—19762 000«ТІНРО-2»160221974—1975400«Бентос-300»160321976—1983320«Поіск-2» 183241975—19902 000«Поіск-6»1906119836 000«Риф» («Морж»)«Риф»21985—198685«Омар» («Лангуст») «Омар»21986—1987540
Розвиток пілотованих підводних апаратів у XXI столітті Пілотовані підводні апарати залишаються важливим засобом дослідження морських глибин. Відновлення інтересу до досягнення найглибших ділянок Світового океану, а також розвиток технологій сприяють створенню нових і модернізації наявних апаратів, що фінансуються як приватними особами, так і державними установами.
Усі пілотовані апарати, створені у XXI столітті, є самохідними та належать до типу «підводний апарат» (п. 3.1.1). У цей період у світі було розроблено значну кількість пілотованих апаратів для роботи на малих і середніх глибинах, тоді як кількість апаратів, призначених для експлуатації на великих глибинах, залишається обмеженою.
Наведена нижче таблиця містить перелік пілотованих глибоководних підводних апаратів, створених у XXI столітті: +Назва ППАКраїна-виробникРік виробництваРобоча глибина занурення (м)«Цзяолун»КНР20107 500«Deepsea Challenger»Австралія201211 000«Limiting Factor»Австралія201811 000«Fendouzhe»КНР202111 000
Розвиток безпілотних підводних апаратів
Дистанційно керовані підводні апарати Дистанційно керований підводний апарат ( (ROV)) — прив'язний підводний роботизований апарат, який зазвичай керується оператором або групою операторів з надводного судна. Вони є проміжним етапом розвитку між пілотованими підводними апаратами, що з'явилися раніше, та безпілотними автономними підводними апаратами, які нині є центром основних інновацій у галузі.
Історія дистанційно керованих підводних апаратів бере свій початок у 1960-х роках, коли з'явилася потреба підвищити безпеку та зменшити витрати порівняно з
тодішніми пілотованими підводними апаратами (ППА) та глибоководними комерційними дайвінг-операціями на стисненому повітрі, які широко використовувалися в офшорній нафтовій промисловості.
Спочатку технологія ROV розроблялася для військових цілей, але на початку 1970-х років приватні компанії почали вдосконалювати її для цивільного застосування у відповідь на потреби нафтової промисловості, яка виходила на великі глибини. ROV стали важливим чинником, що дозволив офшорній промисловості працювати поза межами глибин, доступних водолазам.
Наразі у світі існує понад десяток великих компаній, які виробляють і постачають ROV переважно для офшорної промисловості. Крім того, понад сто компаній постачають спеціалізовані компоненти для дослідницьких груп і виробників ROV. Наприклад, компанія Schilling Robotics постачає значну частину нових маніпуляторів для ROV.
Дистанційно керовані підводні апарати в Україні