ПОДВОДНАЯ ТЕХНИКА

Увеличить

«Чтобы понять море, океанограф должен попасть в него. Биолог должен посмотреть на рыб в естественной среде обитания, геолог — взять пробы грунта, акустик — проверить загадочное поведение звуковых импульсов». Так объясняет стремление ученых проникнуть в глубины океана известный швейцарский исследователь Ж. Пиккар, побывавший на дне глубочайшей на планете Марианской впадины в Тихом океане.

Интерес человечества к океану растет с каждым годом. Ведь океан — это «кухня» погоды на планете и кладовая минералов, неосвоенный источник энергии и источник пищи. Чтобы исследовать океан и разумно распорядиться его богатствами, нужно войти в него, обеспечить там условия жизни и деятельности человека. Этим целям и служит техника подводных исследований.

Одно из самых древних приспособлений для спуска человека под воду — водолазный колокол. Сначала он походил на большую деревянную бочку, подвешенную на веревке вверх дном и опущенную в таком положении в воду. Воздух, остающийся в бочке, дает возможность дышать сидящему в ней водолазу. По преданиям, в таком устройстве опускался под воду еще Александр Македонский (IV в. до н. э.). Со временем водолазный колокол совершенствовался, оснащался различными приспособлениями, облегчающими работу человека под водой. Он применяется для доставки водолазов к месту работы и поныне.

Колокол используется также в спасательных работах при авариях подводных лодок. В этом случае он после спуска прикрепляется к аварийному люку лодки, лежащей на грунте. Подводники открывают аварийный люк и переходят в колокол, а спасательное судно поднимает его на борт. Причем быстро поднимать его на поверхность нельзя: при подъеме с большой глубины у находящихся в нем людей может развиться кесонная болезнь — болезненное состояние, возникающее у человека при быстром изменении давления окружающей среды. А поднимать колокол медленно часто не позволяет обстановка, допустим, надвигается шторм и т. п. Поэтому современные колокола делаются двухэтажными. Через люк в нижнем этаже спасаемые люди или водолазы входят и выходят, а верхний — служит декомпрессионной камерой. Камера обычно имеет форму большого цилиндра, сделанного из толстой стали, с массивным входным люком и иллюминатором. Внутри нее — койка и столик для обеспечения минимального комфорта людям, снаружи — баллоны с дыхательной смесью.

Декомпрессионная камера в разных вариантах имеется на всех судах, с борта которых ведутся работы с участием водолазов. Изменение давления дыхательной смеси в ней не зависит от глубины погружения колокола в данный момент, а регулируется автоматически по заданной программе. Нередко камера монтируется отдельно на палубе судна, производящего подводные работы.

Колокол ограничивает возможность передвижения под водой. Зато созданный в конце XIX в. водолазный скафандр позволил человеку более свободно работать на глубине. Скафандры бывают двух типов — мягкие и жесткие. Последние вышли из употребления. Мягкий скафандр состоит из резинового костюма и металлического шлема со смотровым окном — иллюминатором. Свежий воздух для дыхания подается с поверхности по резиновому шлангу, присоединенному к шлему, отработанный — выпускается через специальный клапан в воду. В таком скафандре человек может работать под водой на глубине до 100 м.

Но водолазный скафандр имеет и свои недостатки: водолаз находится в очень сильной зависимости от источника дыхания, с которым он связан резиновым шлангом ограниченной длины.

В начале 40-х гг. XX в. известными французскими учеными Ж. И. Кусто и Э. Ганьяном был изобретен акваланг. Он открыл дорогу в море самому широкому кругу людей: спортсменам-подводникам, археологам, исследователям морской флоры и фауны, геологам и океанологам. Однако в акваланге нельзя погружаться на большие глубины.

Начать освоение больших глубин помогла батисфера — прочная стальная камера шарообразной формы с Герметичным входным люком   и   несколькими   иллюминаторами   из прочного стекла. Она опускается с надводного судна на прочном стальном тросе. Запас воздуха хранится в баллонах, а углекислый газ и водяные пары поглощаются специальными химическими веществами.

В конце 40-х гг. швейцарский ученый О. Пик-кар построил новый подводный аппарат — батискаф, который мог самостоятельно погружаться, всплывать с больших глубин и передвигаться во всех направлениях. Состоит батискаф из двух частей: легкого корпуса-поплавка, заполненного бензином, и прочного стального шара-гондолы. Бензин в батискафе играет ту же роль, что гелий или водород в воздушном шаре, — создает подъемную силу. Если выпустить часть бензина из поплавка, подъемная сила батискафа уменьшится — и он начнет опускаться. Для подъема наверх предусмотрены емкости с балластом — стальной дробью, которая удерживается электромагнитами и может сбрасываться по мере надобности. Под водой батискаф приводят в движение электродвигатели, которые питаются от аккумуляторных батарей.

В 1953 г. О. Пиккар и его сын Ж. Пиккар опустились в батискафе «Триест» на глубину 3160 м. А в январе 1960 г. Ж. Пиккар и американец Д. Уолш в том же, только усовершенствованном, батискафе достигли дна Марианской впадины в Тихом океана на глубине 11 022 м. Батискаф пока остается единственным средством исследования предельных глубин океана, где, несмотря на огромное давление (до ПО МПа), существует жизнь.

Но широкое освоение океана — это не только рекордные погружения на большие глубины. Таких точек в Мировом океане немного. Главные его богатства скрыты на глубинах до 2—3 км. И здесь вместо малоподвижных батисфер и батискафов нужны маневренные аппараты, оснащенные современными комплексами приборов и механизмов.

Начало положила советская подводная лодка «Северянка». Она сменила свой боевой номер на это имя и стала работать по программе рыбохозяйственных исследований. Лодка была хорошо приспособлена для ведения боевых действий во время Великой Отечественной войны, и ее трудно было переделать для научно-исследовательской работы. Практически ее конструкция осталась неизменной.

Удивительные открытия в глубинах Мирового океана в наше время связаны с подводными обитаемыми аппаратами (ПОА). Так называются миниатюрные подводные лодки, предназначенные для выполнения научно-исследовательских работ в океане. Один из таких аппаратов — «Аргус», построенный в Южном отделении Института океанологии имени П. П. Ширшова АН . На снимке вы видите его перед погружением. После его всплытия на поверхность трос специальной лебедки стащит тележку с «Аргусом» в воду и акванавты отпустят талрепы, с помощью которых растяжки удерживают егс та тележке. «Аргус» всплывет, а тележка останется на дне бухты. Когда «Аргус»  вернется  из  очередного  прибрежного плавания, весь процесс повторится в обратном порядке: «Аргус» опустится на тележку, акванавты спустятся в воду и закрепят растяжки, а лебедка вытащит ПОА на берег, где при необходимости в специальном ангаре ему сделают профилактический осмотр или подзарядят аккумуляторы.

«Аргус» успешно изучал шельф Кубы и работал на подводной горе Ампер в Атлантическом океане в поисках следов древней цивилизации. Туда он доставлялся на борту научно-исследовательского судна.

А пока «Аргус» стоит на берегу, можно познакомиться с ним немного подробнее. В носовой части аппарата (там, где написано его название) виден красный корпус одного из вертикальных электродвигателей мощностью 1500 Вт. На его валу находится гребной винт, позволяющий «Аргусу» перемещаться по вертикали или зависать в нужной точке. Самого винта не видно, так как он закрыт насадкой (см. в нижней части, под корпусом электродвигателя). Второй такой же двигатель для перемещения (или зависания) по вертикали виден в кормовой части. Носовой и кормовой вертикальные двигатели всегда работают вместе. Это необходимо для сохранения устойчивости аппарата в горизонтальной плоскости. В низу носовой части хорошо видна механическая рука, или манипулятор, с помощью которого исследователи могут брать пробы донного грунта и собирать образцы животного и растительного мира.

В кормовой части корпуса «Аргуса» виден также маршевый электродвигатель, предназначенный для движения в горизонтальной плоскости (т. е. вперед или назад). Его мощность — 3000 Вт. Второй такой же двигатель имеется на противоположном борту аппарата (он не виден на фото).

Все электродвигатели питаются от одной общей аккумуляторной свинцовой батареи емкостью 200 А • ч (ампер-часов) с напряжением 27 В. Вес «Аргуса» 9 т. Автономность по системе жизнеобеспечения равна 216 человеко-часов. Эта цифра означает, что 3 члена экипажа «Аргуса» могут пробыть под водой без пополнения запаса воздуха 72 ч. Максимальная глубина погружения «Аргуса» — 600 м.

На другой фотографии вы видите обитаемый аппарат «Пайсис-XI». Два подобных аппарата построены канадской фирмой по техническому заданию Института океанологии имени П. П. Ширшова. «Пайсис-XI» сфотографирован в момент спуска в океан с борта одного из научно-исследовательских судов Института. Поэтому он кажется летящим в воздухе. ПОА типа «Пайсис» отличается рядом интересных технических особенностей. Максимальная глубина его погружения — 2000 м. Он имеет всего два электродвигателя по 5000 Вт. На валу каждого электродвигателя есть гребной винт. Так же как и винты «Аргуса», он окружен насадкой, — т. е. находится в обтекателе. На фотографии виден электродвигатель правого борта, такой же есть и на левом борту.

Оба двигателя — поворотные. Это позволяет использовать их для перемещения ПОА в любом направлении: вперед или назад, вверх или вниз.

В нижней части аппарата имеются две лыжи для удобства постановки на грунт (на фото видна одна из лыж). В передней части, внизу видна корзинка для складывания образцов, собираемых в океане с помощью манипулятора, расположенного несколько выше. В носовой части аппарата вы видите иллюминаторы передающих телевизионной и кинокамер, а также осветительные приборы. Аппарат имеет многочисленные датчики для измерения физических параметров вод океана, в том числе температуры, электропроводности, скорости течения и др. Запись всей информации производится на пленке видеомагнитофона, одновременно с записью сигналов изображения.

«Пайсисы» имеют мощную аккумуляторную батарею емкостью 400 А • ч при напряжении 120 В. Автономность по системам жизнеобеспечения обеспечивает экипажу из 3 человек работу в продолжение 3 суток.

ПОА этого типа широко применяются для различных исследований Мирового океана. И не только океана. Так, эти аппараты были с успехом использованы советскими исследователями для изучения озера Байкал.

А с помощью ПОА «Алвин» (США) проводились научные исследования на дне Тихого, океана.

 



Следующее: ПЛОТИНА Предыдущее: ПЕРЕГОННЫЙ АППАРАТ

Похожее: ВИБРАЦИЯ, ВИБРОТЕХНИКА

ПОДЕЛИСЬ!