Коллектив авторов - Океанография и морской лед

К числу факторов, повышающих экономический эффект использования платформы и не имеющих в настоящее время количественного выражения, следует отнести:

– возможность существенного расширения круга научных исследований;

– использование нового оборудования, которое по своим техническим параметрам не может быть использовано в условиях дрейфующей льдины;

– качество и скорость обработки результатов наблюдений;

– условия работы и жизни полярников.

Ю.П. Гудошников, Г.К. Зубакин, А.В. Чернов. Вопросы обеспечения безопасности морских инженерных сооружений от айсбергов. //«Морская Биржа», № 3 (25), 2008. С. 70–73.

Ю.П. Гудошников, В.А. Лихоманов, А.В. Чернов, Н.А.Крупина. Натурные исследования ледовых нагрузок. // «Oil&Gas Journal Russia», № 6 (30), 2009. С. 28–34.

В.А. Лихоманов, Н.А. Крупина. Инженерные аспекты в задачах оценки воздействия льда на суда и другие сооружения. //«Морская Биржа», № 2 (20), 2007. С. 66–68.

Правила классификации и постройки морских судов. Российский морской регистр судоходства. СПб.: 2010. Том 1. 480 с.

Abstract

The feasibility study for design and construction of floating engineering structures for long-term location of research observatories similar the North Pole was carried out based on analysis of organization and work results of drifting stations North Pole. Main dimensions and displacements that are necessary and sufficient for life support and successful research activity of 3 variants of such structures were defined at the beginning stage of designing after detailed analysis. The variants of the general arrangement of living areas and staff rooms that give optimal conditions for scientists’ life and work were proposed. New prospective lines of investigation which possibility are provided by design features of a self-propelled floating platform were considered.

В последнее десятилетие в области исследований морского ледяного покрова широко внедряются не только новые приборы, но также и разные методы и технологии, позволяющие наряду с традиционными контактными измерениями осуществлять высокоинформативные дистанционные наблюдения. Очень важно, что информация о ледяном покрове и ряде других параметров природной среды с этих комплексов поступает в цифровом виде. Эот дает возможность оперативно ее обрабатывать, отображать и усваивать. Применять новые методы и технологии в области исследования ледяного покрова позволяют следующие аппараты и приборы: беспилотные летательные аппараты (БЛА), магниторезонансные измерители толщины льда, ледовые масс-балансовые буи (ЛМБ – Ice Mass Balance Buoy), мобильные телеуправляемые подводные комплексы. В настоящей работе рассматриваются основные результаты применения различных новых приборов, методов и технологий на научно-исследовательских дрейфующих станциях «Северный Полюс».

В настоящее время в ААНИИ накоплен большой опыт по применению беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Основным полигоном для их использования являлись научно-исследовательские дрейфующие станции «Северный полюс» (СП). Использование БЛА началось с весны 2007 г. В начальный период данные системы применялись в экспериментальном варианте на дрейфующем льду в ходе сезонных экспедиций СП-35 и СП-36. Но уже на дрейфующей станции СП-37 аппараты применялись практически круглогодично для решения целого ряда практических и исследовательских задач.

ААНИИ располагает двумя БЛА производства фирмы «Эникс» (г. Казань). На рис. 1 представлен общий вид БЛА. Полётная масса аппарата составляет около 6 кг; размах крыльев – 1,2 м; средняя скорость в полёте – около 60 км/час; максимальная высота полёта – около 3000 м; дальность полета – 10–15 км; продолжительность полета – до 2 часов. Запуск аппарата производится с помощью резиновой или пневматической катапульты. Посадка аппарата производится с помощью парашюта в ручном или автоматическом режимах на планировании.

Рис. 1. Общий вид БЛА

Для применения в светлое и тёмное время года в условиях высокоширотной Арктики используются БЛА модели «ЭЛЕРОН». Они оснащены телекамерами двух видов – для видимого и для ИК-диапазонов. Для видимого диапазона используется телевизионная телекамера «MTV-54G10HP», а для ИК-диапазона – инфракрасная камера «Photon-320». На аппарате, оснащённом телекамерой в видимом диапазоне, дополнительно установлена фотокамера, которая используется для проведения аэрофотосъемки. Характеристики фото– и телекамер приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики оборудования БЛА Т23Э «Элерон»

В настоящее время БЛА «ЭЛЕРОН» используется для решения следующих задач:

– видео и фотосъемка подстилающей поверхности;

– получение картированной информации по основным элементам ледовой обстановки в районе полета;

– выполнение специальных метеорологических измерений.

С помощью БЛА выполняются следующие работы:

– облет районов с целью составления детализированных ледовых карт;

– профильные измерения скорости ветра, температуры и влажности воздуха.

На основании полученных фото– и видеоматериалов выполняется программная сшивка отдельных снимков для детализированного картирования элементов ледяного (подстилающего) покрова.

Измерения метеорологических параметров среды осуществляются с помощью встроенного в БЛА аэрологического комплекта датчиков производства фирмы «VAISALA». Метеорологическая информация принимается на приемную станцию Диджикора.

Дальность действия данной модели БЛА в реальных условиях Арктики не превышает 10 км. Она ограничивается исключительно энергоемкостью аккумуляторных батарей аппарата. Эффективность батарей, в свою очередь, зависит от температуры окружающего воздуха. В условиях морозной погоды, с температурой воздуха ниже −20° С, радиус действия аппарата снижается.

В связи с указанными ограничениями по дальности полета, применение аппарата и получаемые им данные, представляют интерес при изучении мезомасштабных особенностей в распределении льда и для выполнения профильных измерений по температуре и влажности воздуха над подстилающей поверхностью разных типов. Получаемые материалы наблюдений используются для детализации и углублённого изучения процессов тепло и влагообмена над океаном с реальным неоднородным покрытием в виде дрейфующего льда.