Vehículo submarino autónomo Explorer

El vehículo submarino autónomo (AUV) Explorer (Tan Suo Zhe, 探索者) es un AUV chino desarrollado en la República Popular China (RPC), ^{[ 1 ]} que entró en servicio por primera vez en noviembre de 1994. No debe confundirse con otros dos AUV angloamericanos que comparten el mismo nombre: el AUV American Autonomous Benthic Explorer (ABE) construido por la Institución Oceanográfica Woods Hole , ^{[ 2 ]} y el AUV Canadian Explorer construido por International Submarine Engineering, con sede en la Columbia Británica, ^{[ 3 ] que se basa en su AUV ARCS anterior. [} 5 ] ^{Muchos AUV chinos} desarrollados ^{posteriormente , como} Wukong, WZODA, la serie CR , la serie Exploration, la serie Micro Dragon, la serie Sea Whale y ^{la serie} Submerged Dragon , se basan en la experiencia adquirida con el AUV Explorer.

Explorer AUV es uno de los proyectos del subprograma 863-512 del Programa 863 en la República Popular China, desarrollado por un equipo conjunto de establecimientos educativos y de investigación, incluido el 702nd Research Institute ^{[ 6 ]} (中国船舶重工集团公司第702研究所) de China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC), Shenyang Institute of Automation. ^{[ 7 ]} (沈阳自动化所) de la Academia China de Ciencias (CAS), Instituto de Ingeniería de Construcción Naval ^{[ 8 ]} (船舶工程学院) de la Universidad de Ingeniería de Harbin (HEU), Instituto de Ingeniería Subacuática ^{[ 9 ]} (水下工程研究所) de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (SHJTU) y otros establecimientos que suman más de una docena. Feng Xisheng (封锡盛), profesor del Instituto de Ingeniería de Construcción Naval ^{[ 8 ]} de HEU, fue nombrado diseñador general del Explorer AUV, mientras que Xu Huangnan (徐芑南), profesor de la Escuela de Arquitectura Naval, Ingeniería Civil y Oceánica ^{[ 10 ]} (船舶与海洋工程学院) de SHJTU y diseñador general de la clase 8A4. ROUVs , fue nombrado diseñador general adjunto del Explorer AUV. Explorer AUV es el primer AUV de la República Popular China.

El cerebro del AUV Explorer consta de tres ordenadores: un ordenador de control central, un ordenador de posicionamiento y un ordenador de procesamiento de imágenes. Además de controlar la interfaz que traza la trayectoria y la interfaz que controla la vigilancia del sistema, el ordenador de control central controla la interfaz que controla el módulo operado remotamente, de modo que, además de poder operar como un AUV, el Explorer también puede operar como un vehículo submarino operado remotamente (ROUV). Para proporcionar con precisión los parámetros de posición del Explorer en el agua, como cabeceo, giro, guiñada, profundidad, distancia y ubicación, el sistema de navegación del Explorer utiliza varias metodologías, incluyendo GPS, medición de velocidad Doppler, giroscopio direccional, posicionamiento de línea de base corta, posicionamiento de línea de base ultracorta, seguimiento visual y brújula de flujo magnético. La información proporcionada por estos subsistemas es enviada y procesada por el ordenador de navegación a bordo. Las imágenes de televisión submarinas comprimidas son gestionadas por el ordenador de procesamiento de imágenes. Estos dispositivos electrónicos de a bordo se alimentan del sistema de propulsión principal, que consta de baterías de plomo-ácido con  corriente continua de 120 V, la cual se convierte en  corriente alterna de 220 V para alimentar los equipos electrónicos.

El sistema de comunicación del AUV Explorer consta de un subsistema de comunicación de superficie y un subsistema de comunicación subacuática, ambos conectados mediante un módulo de comunicación acústica. Este módulo transmite la información recibida del ordenador de comunicación subacuática al ordenador central. El ordenador de control central analiza esta información, incluyendo el envío de señales de imágenes de televisión comprimidas al ordenador de procesamiento de imágenes, que a su vez convierte la información para mostrar la imagen en la pantalla. La comunicación entre el ordenador de control central y el ordenador de posicionamiento se realiza mediante la interfaz RS-232 , mientras que la información GPS se recibe del ordenador de posicionamiento mediante la interfaz EIA-422 . Además de enviar la información para controlar el AUV, el ordenador central también está diseñado para comunicarse e interactuar con la consola de operaciones del buque nodriza cuando sea necesario. El sistema de comunicación subacuática del AUV Explorer consta de dos componentes principales: el módulo de control del sonar y el ordenador de comunicación (a través de la CPU). El módulo de control del sonar se encarga de controlar el módulo de comunicación acústica, el sonar Doppler, el sonar de barrido lateral y otros sonares, mientras que el ordenador de comunicación actúa como interfaz entre los distintos subsistemas a bordo. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

El módulo de control del sonar también se encarga de procesar los datos de las imágenes, comprimirlos y comunicarse con el ordenador de comunicaciones. Se instalaron numerosos sensores a bordo del AUV Explorer para proporcionar la información necesaria para su funcionamiento. Estos subsistemas ambientales consistían en cámaras subacuáticas y un sonar. La información recopilada se graba a bordo del AUV y se transmite simultáneamente a la consola del operador en el buque nodriza. La cámara tiene capacidad para almacenar 250 fotografías de alta resolución. La información recopilada para la navegación también se utiliza para controlar el AUV. Un sistema de diagnóstico integrado y avanzado puede solucionar automáticamente problemas menores y alertar al buque nodriza sobre averías mayores que no se pueden solucionar automáticamente, al tiempo que dirige al AUV a la superficie. El éxito del AUV Explorer sienta las bases para la cooperación entre China y Rusia en el desarrollo conjunto del próximo AUV chino, el WZODA.

Al igual que su predecesor Explorer AUV, el WZODA AUV forma parte del Programa 863 y es desarrollado conjuntamente por Rusia y varias instituciones chinas, incluyendo el Instituto de Investigación 702 (Instituto 702) y el Instituto de Automatización de Shenyang (SIoA), desarrolladores del Explorer AUV. ^{[ 13 ]} El diseño general sigue el del Explorer AUV anterior, con muchos cambios de diseño para lograr el nuevo requisito de profundidad, que es de 6000 metros. Las nuevas tecnologías y características de diseño adoptadas por el Instituto 702 y acordadas por los socios rusos incluyeron los propulsores de túnel contrarrotatorios , que brindan una ventaja para que el AUV ascienda pendientes submarinas. Después de que se completó una sola unidad, el equipo conjunto sino-ruso pasó al siguiente diseño, el CR-01 AUV.

El CR-01 AUV es el sucesor del WZODA AUV, también desarrollado por los mismos desarrolladores, el equipo conjunto sino-ruso que incluyó al Instituto 702 de China y al SIoA. El CR-01 puede sumergirse a la misma profundidad que su predecesor, el WZODA AUV, pero con mayor precisión de posicionamiento gracias al sistema de navegación asistida por GPS incorporado. El CR-01 cuenta con múltiples microprocesadores y es reprogramable; además de ser autónomo, también puede ser pilotado remotamente a través de un enlace de datos de ocho canales. ^{[ 14 ]} La caja negra del CR-01 se basa en la de una aeronave, y en situaciones de emergencia, como la pérdida de control, el CR-01 emergería automáticamente y liberaría marcadores, luces y señales de radio para facilitar el rescate. Especificaciones:

• Longitud: 4,374 m
• Ancho: 0,8 m
• Borrador: 0,93 m
• Peso: 1305,15  kg
• Profundidad máxima: 6000 m
• Velocidad máxima: 2 nudos
• Resistencia: 10 horas
• Precisión de posicionamiento: de 10 a 15 m

El AUV CR-01A es el desarrollo del AUV CR-01. Tras despliegues exitosos, se recomendó modificar el CR-01 para solucionar las deficiencias detectadas durante su uso. Después de una extensa remodelación que duró más de un año y medio, volvió a entrar en servicio como CR-01A . Las dimensiones externas son generalmente similares a las de su predecesor CR-01, pero el CR-02 también puede realizar funciones de rescate, con capacidad de detección para penetrar capas de lodo de hasta 50 metros de espesor. ^{[ 15 ]} Debido al éxito de la serie de AUV CR-01, su diseñador general, Feng Xisheng (封锡盛, 17 de diciembre de 1941—), fue ascendido a académico de la Academia China de Ciencias en 1999.

El CR-02 es una evolución del CR-01A y se ha desplegado en prospecciones de minerales oceánicos. Además del sonar de prospección, el AUV CR-02 cuenta con un total de ocho sonares miniatura para evitar obstáculos. Especificaciones: ^{[ 16 ]}

• Longitud: 4,5 m
• Diámetro: 0,8 m
• Peso: 1,5 t
• Velocidad: 2,3 nudos
• Resistencia: 25 horas
• Profundidad: 6000 m
• Alimentación: batería de plata-zinc
• Capacidad fotográfica: 3000 fotos
• Capacidad de grabación: más de 4 horas continuas
• Alcance del sonar de evitación de obstáculos: 60 m
• Precisión del sonar de evitación de obstáculos: 1%
• Alcance del sonar de reconocimiento: 12  km
• Precisión del sonar de reconocimiento: mejor que 20 m
• Penetración en el fondo: 50 m (lodo blando)

Basándose en la experiencia adquirida con el AUV Explorer, HEU ha desarrollado un AUV muy poco conocido, Sea Clever (Hai-Ling, 海灵). ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Sea Clever se desarrolló como un AUV de clase 300 kg diseñado principalmente para desarrollar varios componentes críticos de AUV que están embargados por países extranjeros, por lo que China tuvo que desarrollar estas piezas autóctonamente por su cuenta. ^{[ 17 ]} El desarrollo exitoso de Sea Clever ayudó a los futuros AUV chinos nacionales a reducir la dependencia de componentes extranjeros. Especificación: ^{[ 17 ]}

• Peso: 300  kg

El AUV Sea Whale (Hai-Jing, 海鲸) 1000 es un AUV de larga duración, desarrollado conjuntamente por SIA, la Universidad Oceánica de China , la Universidad Jiao Tong de Shanghái , la Universidad Sun Yat-sen , el Segundo Instituto del Ministerio de Recursos Naturales de la República Popular China y el Instituto de Oceanografía del Mar de China Meridional de la CAS, con SIA como líder del equipo de desarrollo. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} El AUV Sea Whale 1000 adopta un diseño modular que le permite transportar diversos equipos para diferentes misiones, y entró en servicio a finales de 2020. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

El AUV Sea Whale 2000 es un desarrollo del anterior AUV Sea Whale 1000, con el mismo equipo de desarrollo, ^{[ 1 ] [ 23 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} y al igual que su predecesor Sea Whale 1000, el Sea Whale 2000 también es capaz de realizar diversas misiones de investigación y exploración científica. ^{[ 23 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} Especificaciones: ^{[ 23 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

• Peso: 200  kg
• Velocidad: 2 nudos
• Alcance: > 2000  km
• Duración: > 1 mes
• Profundidad operativa: de 1500 a 2000 metros.

La serie Micro Dragon (Wei-Long, 微龙) de AUV es una serie de AUV experimentales desarrollados a partir de la experiencia obtenida con el AUV Explorer por HEU, ^{[ 1 ]} y se desarrollaron principalmente para investigar el tema de la miniaturización de AUV, de modo que los futuros AUV puedan reducir drásticamente su tamaño para poder operar en espacios confinados bajo el agua, o cuando los futuros AUV se construyan con el mismo tamaño, la miniaturización de los componentes a bordo dejaría más espacio para más baterías que permitan al AUV tener un mayor alcance, o más espacio para alojar carga útil adicional. Se han desarrollado un total de dos modelos de AUV de la serie Micro Dragon: Micro Dragon 1 ( WL-I ), Micro Dragon 2 ( WL-II ), ^{[ 33 ]} y Micro Dragon 3 ( WL-III ). ^{[ 1 ]}

El AUV Wukong (悟空, que significa Goku ) es un UUV desarrollado por HEU basado en la experiencia adquirida en los AUV de la serie Explorer anteriores. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} El AUV Wukong está diseñado para operar a una profundidad de más de 10 000 metros y se ha desplegado con éxito en misiones de investigación científica chinas en la Fosa de las Marianas , alcanzando una profundidad de 10 896 metros. ^{[ 41 ] [ 42 ]} El diseñador general es el Sr. Li Yejiao (李晔教) y el diseñador general adjunto es el Sr. Cao Jian (曹建) y el Sr. Li Yueming (李岳明), todos ellos profesores de HEU. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]} Especificación: ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

• Longitud: 2 metros
• Ancho: 1 metro
• Peso: 1,3 toneladas
• Profundidad máxima de operación: > 10.000 metros