книги из ГПНТБ / Сочивко В.П. Человек и автомат в гидросфере очерки системотехники
.pdfволны измеряют уже на протяжении длительного вре
мени и |
известно, что' максимальная |
высота их дости |
гает 20 |
м и более (зарегистрирована высота волны 33,5 м), |
|
а длина |
волны доходит до 300 м, то |
подводные волны |
пока фактически не измерены, но предположительно их высота может превышать 100 м, а длина — несколько миль.
Многообразен животный мир гидросферы. Это и мик
роскопические существа |
зоопланктона \ и многометро |
вые представители фауны |
моря. Разнообразны и формы |
тела, и поведение обитателей Гидросферы (см. [68]). Множество фундаментальных наук посвящено изу
чению гидросферы: океанология, гидрография, гидро динамика, гидроакустика, биофизика морей, гидробио ника и многие другие. В сотнях книг — строго теорети ческих и научно-популярных — излагается вопросы, близ кие к тому, о чем пойдет речь в данной главе. Фактиче ский материал для этой главы подобран так, чтобы он мог иллюстрировать наступление четвертой фазы покорения водных просторов человеком — гидронической фазы, когда человек перейдет к активной колонизации всей толщи Мирового океана.
§ 1. |
^ |
|
/ |
Основные вехи проникновения человека в гидросферу
•
Рано или поздно человек поселится на дне моря. . . В океане появятся города, больницы, театры. . . Я вижу новую расу — «Homo aquaticus» — грядущее поколение, рожденное в подвод ных деревнях и окончательно приспособившееся к новой окру жающей среде. . .
Ж .-И . Пусто
Существует множество причин, стимулирующих проникновение человека в гидросферу. Первым, но теперь уже далеко не самым мощным стимулом является стрем-1
1 Зоопланктон — совокупность мелких организмов, обитающих в толще воды и не обладающих способностью к быстрым активным пере движениям на большие расстояния (исключение составляют переме щения, связанные с суточными и сезонными Изменениями глубины погружения). Вместе с фитопланктоном — микрорастениями воды — зоопланктон образует планктон гидросферы.
7
ление познать неизведанное. Именно это побуждало людей в давние времена предпринимать отчаянные по своей смелости погружения, история которых не заканчива ется и в наши дни. Оценивая экономические возможности гидросферы, обычно учитывают "такие ее ресурсы, как рыба, морские звери, водоросли, планктон, донные неф тяные и газовые месторождения, россыпи тяжелых метал лов, хромовые руды подводных хребтов, растворенные в морской воде редкие элементы и другие богатства.
Нельзя сбрасывать со счетов то обстоятельство, что гидросфера оказывает мощное воздействие на многие
I'---'Щ.' ’---■Со«*
Рис. 3. Фрагмент ассирийского барельефа с изображением подводных пловцов, подплываю щих к вражеской морской крепости (Британ ский музей).
процессы в атмосфере. Поэтому огромное практическое значение имеет исследование процессов взаимодействия гидросферы и атмосферы для долгосрочных и краткосроч ных прогнозов погоды.
Несколько неожиданными оказались точки сопри косновения космонавтики и гидронавтики. Это и некото рая общность физических условий, позволяющая отра батывать программы работ, учитывающие воздействие невесомости на трудовую деятельность человека в гидро сфере. Это и сходные по трудности условия созидательной деятельности, например при сборке станции. Это и сов падающие в известном смысле требования автономности, ограниченный комфорт и многое другое.
Нельзя не сказать об использовании гидросферы в воен ных целях. Истоки этого лежат в глубокой древности (рис. 3), а тенденции сохраняются и в наши дни (рис. 4).
8
Очень многие современные программы глубоководных исследований, широко обсуждаемые на страницах зару бежной печати, также носят откровенно милитаристский характер. Как пишет С. Херш (США), «все элементы предстоящей гонки подводных вооружений встают на свои места: университеты предоставляют научные кадры; кор порации, прельщенные потенциально баснословными при былями, вкладывают средства в научные исследования;
Рис. 4. Боевые пловцы специального ди версионного подразделения времен второй мировой войны.
военно-морской флот, стремящийся получить свою долю военного бюджета, проталкивает свои подводные ракетные системы. 'Надежды на то, что удастся остановить Джаг гернаута 1 таких размеров, поистине ничтожны. Для этого пришлось бы изменить все, чем живет Америка»-21.
Читатель может вспомнить о попытках международ но-правового ограничения милитаризации глубин и дна морей и океанов. Однако, несмотря на некоторые успехи в этом направлении, определяемые главным образом мирной дипломатической инициативой Советского Союза,
1 Джаггернаут — божество американских индейцев, под колес ницу которого бросали людей, приносимых в жертву.
2 С. Х е р ш . 20 000 пушек под водой. — «Лит. газета», 1960, 8 окт.
9
пути милитаризации гидросферы окончательно не закрыты. Поэтому сохраняет силу стремление империалистических держав к военному освоению морских глубин. По аналогии с авиацией, где преимущества находятся на стороне лета ющих быстрее и выше, в гидросфере сильнее тот, кто может плавать быстрее и глубже.
Рис. 5. Глубоководный город (проект американ ских инженеров).
В дополнение к плавсредствам в океанах могут раз мещаться донные, поверхностные и глубинные стационар ные сооружения, плавучие острова, монтируемые из при буксированных отдельно секций, гигантские дрейфу ющие и заякоренные буи. Известны программы подвод ных и надводных сооружений, своей грандиозностью^ превосходящие самые большие проекты сооружений на суше. Так, японский архитектор К. Танге разработал проект морского плавучего города — спутника перена
10
селенного Токио — в виде множества плавучих пирамид. В этой' же стране К. Китукаке спроектировал плавучий остров-город на 500 000 человек. Английский архитек тор Д. Джеликоу предложил проект города в Северном мо ре. Французский изобретатель и исследователь гидросферы Ж.-И. Кусто участвовал в проектировании искусствен ного острова-города у берегов Монако. Среди проектов подводных сооружений наиболее значительными явля ются проект глубоководного города, который американ ская фирма «Дженерал электрик» намеревается строить
на одной из подводных вершин Атлантического океана, а также ряд проектов подводных заводов и нефтехранилищ. 4На рис. 5 и 6 показаны два проекта, подробное описание которых можно найти в литературе [26].
Некоторые морские державы по ряду причин склонны были бы воздержаться от широкого развертывания работ в гидросфере (из-за необходимости реализации более важных и легче осуществимых проектов на суше, из-за неразведан ное™ или относительной бедности шельфа 1 и др.). Однако спорность ряда положений международного права, опре деляющего государственную принадлежность морского
1 Шельф — материковая отмель, прибрежная область морского дна, окаймляющая материки, с глубиной моря от 0 до 200 м (местами в углуб лениях до 500 м.) Занимает 7,7% площади дна Мирового океана. Яв ляется областью наиболее богатой морской флоры и фауны, местом нахождения огромных запасов полезных ископаемых.
11
дна, а также соображения престижа страны вынуждают эти государства уделять программам исследования гидро сферы серьезное внимание.
В США одной из крупных фирм разработана методика «Паттерн» (название методики, переводимое как слово «образ», является на самом деле аббревиатурой словосо четания Planning Assistance Through Technical Evaluation of Relevance Number, что можно перевести как «плани рование путем оценки уместности технических проблем»).
Методика «Паттерн» служит для перспективного пла нирования научно-исследовательских и опытно-конструк торских работ в общегосударственном масштабе. Она позволяет оценить относительную необходимость решения нескольких десятков основных задач, направленных на достижение трех важнейших национальных целей: на обес печение выживания страны, демонстрацию ее авторитета
ина создание благоприятного общественного мнения. Методика «Паттерн», учитывающая не только важность
проблемы, но и степень ее разработанности на данный момент времени, позволила расположить 46 основных задач в следующем порядке: 1) изучение и использование гидросферы; 2) изучение и использование планет Солнеч ной системы; 3) разработка мер по защите стратегических ресурсов и т. д.
Итак, на первом месте стоит проблема изучения и использования гидросферы.
Следуя этим и некоторым другим рекомендациям, президент США Д. Ф. Кеннеди определил освоение гидро
сферы как национальную цель. В |
1966 г. эта проблема |
в законодательном порядке была |
переведена в сферу |
деятельности правительства США и возведена в ранг государственной политики. В соответствии с принятым законом о морских ресурсах был создан Совет по морским ресурсам и техническому обеспечению их использования. Председателем Совета является вице-президент США.
Отсюда понятно, что успехи США в освоении гидро сферы являются не случайными. Достаточно назвать программу «Силэб» (аббревиатура от sea laboratory — морская лаборатория). Три варианта подводных лабора торий («Силэб-1», «Силэб-2» и «Силэб-3»), достаточно под робно описанные в специальной и научно-популярной лите ратуре, составляют экспериментальную часть программы ВМС США «Человек и море», которая в свою очередь является составной частью еще более обширной военной
12
программы «Глубоководные системы». На рис. 7 и 8 дан внешний вид двух станций, созданных по программе «Силэб».
Как сообщалось в печати, главная задача, которую ставят ВМС и Министерство обороны США в программе «Человек и море», — это обеспечение поисковых и спаса тельных операций, эксплуатация построенных на дне сооружений, использование континентального шельфа как вспомогательного полигона для военных операций, связанных с противоминной обороной и комбинированными
Рис. 7. Подводная лаборатория «Силэб-1».
подводно-наземными атаками. Все прочие задачи про граммы, носящие мирный характер, относятся к числу второстепенных. Военно-морские силы США планировали уже в начале 70-х годов иметь команды водолазов-гидро- навтов, живущих в подводных домах-убежищах на кон тинентальном шельфе на глубинах до 200 м в течение 30 су ток и более без подъема на поверхность.
Чтобы представить себе степень доступности такого рода исследований, можно указать стоимость проекти рования «Силэб-3», которая составила десять миллионов долларов.
Американские исследователи гидросферы, достигли ряда крупных успехов. Однако было бы ошибочным счи тать, что в решении такой многоаспектной, серьезной проблемы, как изучение и освоение гидросферы, может длительное время лидировать какое-либо одно государство. Проблема носит планетарный, глобальный характер, и
13
действительное ее решение лежит только на путях интер национальной научно-технической кооперации.
Серьезный вклад в гндронавтику внесли французские исследователи гидросферы. Кроме известных исследований Ж.-И. Кусто по программе «Преконтинент» (рис. 9),
скоторыми мы знакомы по ряду кинофильмов и описаниям
вкнигах и журналах, французские ученые самостоятельно
ив содружестве с представителями других стран про
должают широким фронтом работы по исследованию Мирового океана.
Италия может быть названа страной, которой принадле жит приоритет в области военной (боевой) гидронавтики.
Рис. 8. Подводная лаборатория «Силэб-2».
Если судить по мемуарам бывшего командира специаль ной флотилии итальянского ВМФ, а ныне реакционного политического деятеля князя В. Боргезе, именно вИталии, задолго до появления на флотах других стран широко использовались боевые пловцы [14] (сейчас их часто называют в зарубежной печати «фрогмены» — людилягушки). Первые подразделения итальянских боевых пловцов были сформированы еще в годы первой мировой войны. Особенно активно они действовали в период вто рой мировой войны, когда фашистская Италия предпри няла ряд диверсионных актов против наиболее крупных кораблей Великобритании в условиях их кажущейся неуязвимости — на внутреннем рейде Гибралтара и в дру гих хорошо охраняемых морских базах. Боевые пловцы использовались также для активной разведки в тылу противника и для других военных акций.
14
Заметим, что воспоминания В. Боргезе [14] содержат много интересных фактов, которые, несмотря на нх военный аспект, могут оказаться полезными при иссле довании гидросферы в мирных целях. Действительно, очень многие опасные ситуации под водой, подробно рас смотренные в мемуарах, были обусловлены отказами снаряжения пловцов, потерей ориентиров, возникновением препятствий природного происхождения, несогласован
Рис. 9. Глубинная станция «Преконтинент»,
ностью действий и т. п. Интересен опыт подготовки плов цов, отдельные рекомендации по предупреждению несчаст ных, случаев.
О мирных исследованиях итальянских гидронавтов известно сравнительно немного. В широкой печати сооб щалось об операции «Атлантида».' Первое погружение состоялось в 1970 г. в воды озера Каваццо близ Удине (Северо-Восточная Италия). Двенадцать итальянских аква лангистов спустились на глубину 60 м, с тем чтобы про жить в подводном городке из пяти домов-контейнеров, не поднимаясь на поверхность в течение месяца. Цель экспе римента была как чисто научной — исследование челове ческого организма в условиях длительного пребывания под водой, так и практической — изучение возможностей
15
использования оборудования, которым вооружена «Атлан тида», для разведки и разработки подводных нефтяных и других месторождении.
Японские военно-морские силы также имеют большой опыт практического использования боевых пловцов и че- ловеко-торпед (рис. 10), что достаточно убедительно было продемонстрировано в годы второй мировой войны.
По сообщениям периодической печати, в настоящее вре мя завершается строительство первого в Японии под водного дома. Главный его отсек имеет форму цилиндра длиной 10,9 м и диаметром 6,5 м. Глубина погружения
Рис. 10. Японская человекоуправляемая торпеда.
1 — зарядное отделение; 2 — рым; 3 — приборный щиток с органами управления; 4 —цистерна быстрого погружения; 5 —ящик с инструментами; 6 — рули; 7 — гребной винт, 8 — корпус торпеды; 9 — взрыватель.
дома — около 110 м. Подводный дом рассчитан на четырех человек, которые могут жить в нем довольно комфорта бельно на протяжении месяца. Для дыхания используется газовая смесь из 95% гелия и 5% кислорода. В связи с высокой теплопроводностью гелиево-кислородной среды, в помещении установлены электрические грелки, которые поддерживают внутреннюю температуру в пределах 28—
32° С. Подобного рода |
исследования |
проводят |
также |
|
гидронавты в Болгарии, |
Польше, |
Чехословакии |
и дру |
|
гих странах. |
разное |
время |
были построены |
|
В Советском Союзе в |
и успешно испытаны подводные сооружения типов «Садко», «Черномор», «Ихтиандр», «Спрут» и др. (рис. 11). Про граммы подводных исследований значительно различа ются. Одни из них преследуют цель испытать возможность
16