Конкуренция на международном рынке оказывает огромное давление на судоходные компании и приводит их к необходимости сокращения расходов, связанных с перевозочным процессом. Одной из существенных статей расходов являются расходы на техническое обслуживание судов, в том числе очистку подводной части корпуса. Вот почему проблема биологического обрастания выходит на– первый план. В воде присутствует множество микроорганизмов, которые самостоятельно прикрепляются к медленно движущимся или неподвижным объектам, образуя биологическую пленку, которая в дальнейшем разрастается в колонии более крупных организмов, например таких, как балянусы. Биологическое обрастание оказывает негативное влияние на объекты и сооружения водного транспорта. Его следствием становятся уменьшение скорости хода судов, увеличение расхода топлива, увеличение веса объектов, ухудшение акустической маскировки, нарушение экологических норм.
Исследования показали, что затраты, связанные с биологическим обрастанием морских судов торгового флота, ежегодно составляют более 3 млрд долл.
Для борьбы с последствиями биологического обрастания применяется очистка корпусов судов механическим путем. Традиционно это осуществляется в сухих доках или водолазами. Однако такие технологии имеют ряд недостатков, а именно:
необходимость наличия сухого дока на базе или в составе подвижной группы; длительность времени обработки (особенно в доке);
повреждение лакокрасочного защитного слоя водолазами и, как следствие, возникновение коррозии.
В настоящий момент для предотвращения биологического обрастания применяются специальные покрытия и краски, а также вибро акустические установки. Наиболее эффективными покрытиями являются вещества на основе ТВТ (трибутилтина), но вместе с тем они наиболее токсичны, в связи с чем на них с 2008 г. наложен полный запрет Международной морской организацией (IMO).
Вот почему в последнее время одним из направлений развития мобильных технологических роботов является создание роботов для очистки корпусов судов от биологических обрастаний.
В качестве примеров можно привести такие мобильные технологические роботы, как Octopus (производство Cybernetix), Ultrastrip (Ultrastrip Systems), CleanHull (Sperre AS), AHMV (NSWCC). Среди отечественных следует отметить прототипы, разработанные коллективом под руководством профессора В. Градец-кого. Преимуществом таких систем является возможность автоматизации процесса очистки и мониторинга корпусов судов, что ведет к уменьшению времени работ и повышению качества выполнения соответствующих операций. Постоянство качества очистки при этом достигается путем автоматического контроля технических параметров системы — например, скорости перемещения робота, а также силы взаимодействия рабочего инструмента (чистящей системы) с поверхностью корпуса судна. Тем не менее существующие на данный момент автоматизированные устройства обладают существенным недостатком — неспособностью автономной работы. Под автономностью здесь подразумевается возможность работы робота на корпусе судна без участия человека-оператора.
Автономный робот для очистки корпусов судов HISMAR создан в рамках выполнения одноименного международного проекта, профинансированного Европейским Союзом. Целью проекта HISMAR явилось повышение автономности мобильных роботов для очистки корпусов судов от биологического обрастания. Общая структура системы включает следующие компоненты: систему очистки; систему крепления к корпусу судна; транспортный модуль — несущую раму и приводные модули; сенсорную систему; систему управления; энергетическую систему.
Данная задача была успешно реализована в рамках проекта HISMAR. Внешний вид прототипа во время испытаний в доке представлен на рисунках.
В апреле 2009 г. успешно завершены лабораторные испытания созданного прототипа.
