Как рассказывал Даан Пол, основатель Ortega Submersibles, с которым мы познакомились в Амстердаме на выставке METS, история его компании началась с мультфильма. С его героем, юным бельгийским репортером Тинтином, случались разные приключения, в том числе ему довелось путешествовать под водой на небольшой подводной лодке в форме акулы.
«А почему бы не сконструировать такой подводный транспорт для рэк-дайверов, у которых вечно проблемы с передвижением на длинные дистанции при поиске затонувших судов?» — подумал Даан и вместе с партнерами принялся за работу.
Сначала, покопавшись в Интернете, они отыскали похожие аппараты времен Второй мировой войны, среди которых было британское моторизованное подводное каноэ «Спящая красавица», и проштудировали опубликованный спустя полвека доклад, разбиравший конструкцию, работу и слабые стороны таких устройств.
«Мы можем сделать это лучше!» — решил Даан и за две сотни евро арендовал расположенный в лесу старый ангар для истребителей F16, превратив его в конструкторское бюро и мини-верфь.
Принявшись за одноместный прототип, новаторы быстро поняли, что им придется обратить особое внимание на гидродинамические характеристики корпуса, чтобы аппарат мог эффективно двигаться на поверхности подобно обычной электрической лодке и планировать в толще воды, словно аэроплан. А ведь еще нужно каким-то образом маневрировать и поддерживать нейтральную плавучесть в состоянии покоя…
Спустя год начались первые испытания, которые быстро выявили критические недоработки. Первым делом пришлось отказаться от воздушных мешков в носу и корме, которые должны были регулировать плавучесть, но могли спровоцировать слишком быстрое погружение или всплытие. Во-вторых, оказалось, что сильный поток воды, направленный на голову дайвера при движении на высокой скорости, может сорвать снаряжение и привести к проблемам с дыханием. Кроме того, предстояло решить навигационные задачи при плохой видимости, придумать алгоритм действий в различных аварийных ситуациях и вообще заняться многоместной моделью, поскольку дайверы вообще-то не ныряют поодиночке…
К этому моменту в компании закончились деньги, и Даан, уверенный в коммерческом успехе стартапа, решил отправиться с красивыми рендерами и небольшой моделью лодки на яхтенную выставку в Абу-Даби. Там в первый же день они получили заказ, правда, толком еще не понимая, как его выполнить.
Вернувшись в Нидерланды, нашли подрядчика с достаточно крупным 3D-принтером и напечатали полноразмерные корпуса двух- и трехместного варианта. На печать каждого уходила всего неделя, и это позволяло быстро внедрять конструктивные доработки, не тратя время на производство матриц и ручную формовку стеклопластика. Команда Ortega Submersibles экспериментировала с посадкой дайверов, планировкой консолей, положением подрулек и навигационными приборами, проводя испытания в бассейне, и еще через год появилась гораздо более совершенная трехместная модель Mk. 1C.
Чтобы рассчитать оптимальные гидродинамические характеристики корпуса, разработчикам пришлось написать собственный CFD-симулятор и задействовать технологии дополненной реальности, когда компьютер, зная о положении головы дайвера, проецирует изображение лодки вокруг него и позволяет в режиме реального времени подбирать наиболее удобное место для окружающих элементов.
В итоге каждый пассажир сидит в собственном глубоком кокпите, где он, словно в кабриолете, почти полностью закрыт от набегающего потока. Поскольку у каждого дайвера может быть своя конфигурация снаряжения (один баллон, спарка или ребризер), сиденья для них тоже печатаются на 3D-принтере после предварительного сканирования человека, сидящего в удобной позе и в полном «обмундировании». Нужно это для того, чтобы дайверы могли покинуть лодку в любой момент.
Такие сиденья дают возможность свободно выскользнуть наружу, а в кокпите нет ничего, за что могло бы зацепиться снаряжение.
Сначала у разработчиков была мысль добавить пристяжные ремни, не позволяющие вывалиться на ходу, но это опасно, поэтому остановились на том, что собственная отрицательная плавучесть дайверов (порядка 1–2 кг) позволит им комфортно сидеть, корректируя положение тела ногами и локтями. Кроме того, опыт показал, что нужно отказаться от подголовников, которые могут случайно задеть и перекрыть вентили баллонов.
Специалисты Ortega Submersibles доработали батареи Tesla для использования под водой
Установленные перед каждым пассажиром навигационные экраны выводят информацию с авионики (компаса, уровня, спидометра) и дайверских приборов (глубиномера, таймера, декомпрессиметра), а также данные о состоянии аккумуляторных батарей. После серии рискованных испытаний оказалось, что привычным образом управлять Mk. 1C, особенно в незнакомой местности, сложно. Дело в том, что на высокой скорости и при плохой видимости пилот попросту не успевает следить за «дорогой» или вообще не видит дальше носа лодки.
Чтобы решить эту проблему, установили эхолоты с широким углом обзора, но считывать информацию с маленького экрана на ходу нереально… Здесь на выручку снова пришла дополненная реальность: поверх маски для подводного плавания пилот надевает специальные «очки» со стереографическими камерами, которые проецируют картинку так, будто смотришь сквозь обычное стекло. Зная точное положение лодки в пространстве, бортовой компьютер в реальном времени выводит полученную эхолотами картинку, и пилот видит трехмерную карту дна, которая помогает обнаружить искомый объект.
Подобная интеграция избавляет от необходимости постоянно смотреть на приборы, и, чтобы воплотить ее в жизнь, программистам Ortega Submersibles пришлось самостоятельно написать весь софт, ибо существующие решения потребовали бы слишком глубокой переработки.
Несколько вопросов Даану Полу, основателю Ortega Submersibles
Как устроена система поддержания плавучести?
Когда мы построили и испытали одноместный прототип, то сразу поняли: необходимо еще много работать над его конструкцией. Дайверам жизненно важно постоянно конт-ролировать глубину, время и положение тела в пространстве, поэтому мы создали систему автоматического поддержания нейтральной плавучести закрытого цикла. Пилот задает необходимую глубину, и лодка самостоятельно ее выдерживает.
Сейчас мы получаем патент на изобретение, поэтому я не могу раскрыть подробности работы этой системы. Скажу только, что она компактная, состоит из двух баллонов, небольшого насоса, не нуждается в сжатом воздухе извне и не производит пузырей. Конечно, в ней используется обычный воздух, но по иному принципу, и система сама моментально (за счет fly-by-wire) подстраивает нейтральную плавучесть на любой глубине, позволяя лодке зависать неподвижно, как рыба.
В динамике поддерживать заданную глубину достаточно просто с помощью передних рулей глубины, но мы уделили особое внимание тому, чтобы лодка могла уверенно маневрировать и на малом ходу. Для этого добавили горизонтальное и вертикальное подруливающие устройства в носу, которые не только поворачивают корпус, но также помогают при посадке и отрыве от дна. Кроме того, маршевые электромоторы могут работать в режиме реверса, поэтому лодка умеет поворачиваться вокруг своей оси, зависнув в одной точке даже на сильном течении.
Аппаратом управляет один человек?
Каждый из дайверов может перевести управление на себя, а если вдруг все трое одновременно столкнулись с проблемами (не получается продуться, затекла маска, вторая ступень регулятора встала на свободную подачу газа и т. д.), у каждого под рукой аварийный тумблер, который переводит лодку в аварийный режим: она зависает на месте и начинает медленный самостоятельный подъем со скоростью 2 м/мин. Бортовой компьютер постоянно следит за декомпрессионным статусом пассажиров (используется алгоритм GUE), и лодка в аварийном режиме сама делает нужные остановки.
Могут ли бортовые эхолоты заметить опасный объект вроде рыболовной сети?
Один из используемых сонаров обладает чрезвычайно высокой детализацией: он может обнаружить и сеть, но только вблизи, поскольку с увеличением расстояния детализация падает, и обойти этот физический принцип пока невозможно. Поэтому мы рекомендуем проявлять большую осторожность в этом плане.
А как с задним ходом?
У электромоторов высокий крутящий момент, который достигается сразу же по включении; благодаря этому лодка может резко остановиться и начать движение кормой. Если вы внимательно посмотрите на нее, то заметите, что двигатели расположены достаточно высоко — на той же высоте, что и центр тяжести судна, поэтому при внезапном полном реверсе дифферент не меняется, и лодка, находясь на поверхности, не выходит на глиссирование.
Насколько безопасны батареи под водой?
Мы использовали открытые патенты Tesla и добавили второй предохранитель на каждую батарею. Сами батареи при контакте с морской водой не взрываются, но безопасно выпускают выделяющийся в ходе химических реакций газ. Особая система мониторинга по прозвищу Терминатор следит за «здоровьем» элементов, контролирует их заряд, время от времени проверяет емкость ячеек и перераспределяет энергию между ними, даже когда лодкой не пользуются.
На борту установлены четыре не связанных друг с другом аккумулятора, а для работы судну достаточно лишь одного. Система плавучести сконструирована так, что можно вручную открыть клапан и осуществить контролируемое всплытие, если вдруг все батареи вышли из строя (такую ситуацию мы тоже отрабатывали на испытаниях). А если все совсем плохо, то можно просто покинуть судно и подняться на поверхность самостоятельно.
Сколько денег в таком случае останется под водой?
Сейчас Mk. 1C стоит 700–800 тысяч евро. Мы позиционируем ее где-то между дорогими нормобарическими мини-субмаринами и простыми подводными буксировщиками. Большинство наших заказчиков не хотят ограничиваться базовой комплектацией и требуют установить полный навигационный пакет наряду с другими опциями.
Как выглядят процедуры спуска и подъема?
Снаряженная лодка с пассажирами весит около 900 кг, и на корпусе имеются две точки крепления. Замечу, что Mk. 1C можно спускать, как обычную лодку, в которую потом садятся дайверы, или сразу с ними. Чтобы уйти под воду, достаточно открыть клапан, через который вода начнет поступать внутрь, а когда лодку вытаскивают на сушу, воду (около 2000 л) из корпуса за 4–5 минут посредством помпы откачивают собственные электромоторы.
Как обстоят дела с точки зрения закона?
Не исключаю, что военным эта лодка может не понравиться, ведь на ней дайверы в ребризерах могут оставаться под водой по 8–9 часов и преодолевать большие расстояния. На борту есть разъемы для подключения обогрева костюмов, поэтому холодная вода не помеха. По факту это продукция двойного назначения, и мы обязаны согласовывать экспорт Mk. 1C с контролирующими органами, которые в последнее время часто меняют правила, но до сих пор нам ни разу не отказывали.
Что касается глубины погружений, то мы не рекомендуем превышать установленные для спортивного дайвинга пределы, хотя конструкция лодки позволяет без проблем погружаться на сто и более метров. Кстати, мы даже нашли компанию, готовую страховать Mk. 1C!
