книги из ГПНТБ / Диомидов М.Н. Покорение глубин

герметичности прочного корпуса при сохранении достаточного за­ паса положительной плавучести. По ряду соображений форма проч­ ного корпуса принята цилиндрической вместо традиционной для глубоководных аппаратов сферической. Это упрощает технологию изготовления корпуса, улучшает использование его объема и обес­ печивает меньшее сопротивление воды при горизонтальном пере­ мещении аппарата.

В качестве материала принят алюминиевый сплав марки 7079-16, имеющий предел текучести 4500 кгс/см2 и временное со­ противление разрыву 5450 кгс/см2 при удельном . весе менее 3000 кгс/мА. Недостатком этого сплава является то, что его нельзя сваривать, а корпус из свариваемых материалов оказался бы бо­ лее тяжелым — невсплывающим. Поэтому отдельные части проч­ ного корпуса пришлось соединять на болтах и клее. Существенным недостатком примененного сплава следует считать и его «нетерпи­ мость» к присутствию в воде других металлов: возникающая при этом электрическая пара приводит к разрушению алюминия. Для предохранения от коррозии прочный корпус из алюминиевого сплава покрыт слоем антикоррозионного покрытия. Одновременно приходится всюду, где это можно, заменять сталь и бронзу алю­ миниевыми сплавами.

При определении толщины стенок прочного корпуса (152 мм) принималось, что разрушение корпуса произойдет на глубине 6400 м. Учитывая, что предельная глубина погружения Алюминаута равна 4500 м, получим коэффициент запаса прочности 1,4. Во время постройки толщина стенок была принята 165 мм, отчего коэффициент запаса прочности увеличился до 1,5. При надеж­ ном действии системы всплытия принятый запас прочности вполне достаточен.

Несомненно, Алюминаут представляет очень интересный опыт создания глубоководного беспоплавкового аппарата. Судя по дли­ тельности проектирования и постройки, создание аппарата с такой огромной глубиной погружения — нелегкое дело. На примере этого аппарата видно, как с появлением новых прочных материалов батискаф постепенно «оттесняется» на все большие глубины, но о батискафах мы поговорим ниже.

Аппарат Алюминаут спущен на воду 1 сентября 1964 г. Алюминаут используется в качестве «плавающего стенда». На­

пример, в течение января 1967 г. было сделано пять погружений на глубину 305 м, продолжительность каждого из них не превы­ шала 10 ч. В процессе погружения были проведены контрольные сбрасывания на дно стальных шаров с целью определения сте­ пени ухудшения видимости при взмучивании ила.

В 1966 г. аппарат участвовал в поисках затонувшей у бере­ гов Испании водородной бомбы. В соревновании с Алвином он проиграл: бомба, как известно, была обнаружена Алвином. Мож­ но предположить, что Алюминаут менее приспособлен к поискам. Снабженный электродвигателями аппарат не может плавно ме­ нять скорость перемещения, как говорят, от нуля до максимума.

172

Гидродвигатели, установленные на Алвине в качестве гребных двигателей, допускают, наоборот, бесступенчатое изменение час­ тоты их вращения. Понятно, чтобы искать такой относительно не­ большой предмет, как водородная бомба, да еще частично зарыв­ шийся в грунте, необходимо идти с минимальной скоростью, ос­ танавливаясь в «подозрительных» местах. При этом сыграло роль и большое водоизмещение аппарата — 80 г против 13,5 т у А л­ вана.

Подводный аппарат, построенный для больших глубин и по­ тому имеющий большое водоизмещение из-за тяжелого корпуса, не может конкурировать на «мелком месте» с аппаратом, рассчи­ танным на существенно меньшие глубины.

Применительно к Алюминауту следует сделать поправку: на его водоизмещение повлиял и увеличенный против Алвана вес исследовательского оборудования, в состав которого входят два манипулятора и две телевизионные установки, а у Алвана при­ боры предназначены только для навигации. Общая полезная на­

Сопоставление двух указанных аппаратов со столь различной глубиной погружения представляет все же интерес, так как эти аппараты знаменуют два различных направления в аппаратостроении. Алюминаут знаменует «подлодочное» направление, А лвин—- чисто «аппаратное». И хотя для доставки к месту погружения и тому и другому необходимы специальные надводные базы, «под­ лодочное» направление проигрывает. Алюминаут из-за большого водоизмещения приходится буксировать к месту погружения, а Алвин перевозят на борту судна-носителя.

Кроме трудностей, связанных с буксировкой, особенно в пло­ хую погоду, возникает много проблем с обслуживанием оборудо­ вания аппарата, установленного за пределом корпуса и потому находящегося в воде. При обслуживании подводного аппарата по­ сле его постановки на палубу носителя перед каждым погруже­ нием можно тщательно осмотреть все системы аппарата. Наруж­ ное оборудование Алюминаута могут осмотреть лишь аквалан­ гисты. О его разборке и сборке, промывке и смазке не может быть и речи. Значит, оборудование должно иметь высокую надежность. И тем не менее, аппараты большого водоизмещения продолжают строить. Они необходимы, а способ их наивыгоднейшей эксплуа­ тации будет, несомненно, найден.

В 1967 г. Алюминаут работал по определению прозрачности и видимости в воде. На плато Блейк с помощью Алюминаута были подняты образцы железомарганцевых конкреций весом около 90 кг. В 1969 г. на глубине 1880 м ученые проводили комплекс­ ные геологические, биологические и ихтиологические исследова­ ния.

Не все шло гладко и у этого аппарата. В мае 1969 г. Алюми­ наут лишился блока приборов, который сорвался на глубине около 300 м. Продемонстрировав профессиональную выучку, командир

173

аппарата, используя приборы, в частности гидролокатор бокового обзора, нашел потерянные приборы и, захватив 127-килограммо- вый блок манипулятором, поднял его на поверхность. В июне 1969 г. Алюминаут остропил потерпевший аварию Алвин, после чего Алвин был поднят на поверхность.

Подводные аппараты Стар

Семейство подводных аппаратов Стар состоит из пяти аппа­ ратов, рассчитанных на разную глубину погружения. Четыре из

174

Аппарат Стар I.

Аппарат Стар III.

Аппараты Стар строит американская судостроительная компа­ ния «Электрик Боут Дивижн», длительное время занимающаяся строительством подводных лодок. Очевидно, это обстоятельство наложило отпечаток на внешний облик аппаратов. Если самый

175

мелководный из них — Стар /, служивший для испытаний топлив­ ных элементов, имел оригинальные «аппаратные» обводы, то по­ следующие аппараты Стар выглядят, как маленькие подводные лодки с корпусами веретенообразной формы.

Гребные установки аппаратов Стар электрические, источники энергии — погружные аккумуляторные батареи. Стары вооружены манипуляторами, для наблюдения за подводным миром в проч­ ном корпусе аппаратов имеются иллюминаторы.

Стар II ведет работу в Атлантическом океане, связанную с хо­ зяйственными интересами. В декабре 1966 г. Стар II провел под водой около 100 ч и сделал 75 погружений. Он успешно был ис­ пользован для проверки подводного трубопровода в Мексикан­ ском заливе. За два дня было выполнено 11 погружений, во время которых инженеры могли визуально исследовать нефтепро­ вод высокого давления, проложенный от подводной скважины к берегу.

Стар III был передан акустической лаборатории. С помощью этого аппарата в районе Бермудских островов изучались различ­ ные аспекты распространения звука в воде. Только в декабре 1966 г. Стар III совершил 90 погружений; общее время подвод­ ного плавания аппарата за один месяц составило 200 ч.

Основные характеристики подводных аппаратов Стар приве­ дены в таблице.

Имеется проект самого глубоководного из аппаратов Стар — Стара IV на рабочую глубину погружения 3650 м. Известно, что прочный корпус аппарата будет состоять из двух сфер. В кормо­ вой сфере предусмотрен люк для выхода аквалангистов.

Подводные аппараты Дипстар

Семейство подводных аппаратов Дипстар представлено пятью аппаратами: Дипстар СП-300, Дипстар 2000, Дипстар 4000, Дип­ стар 12 000, Дипстар 20 000.

Аппараты имеют индексы, обозначающие глубину погружения в футах. Таким образом, речь идет о глубинах 300 (СП-300 — бывшая Дениза, индекс составляет исключение), 610, 1220, 3965 и 6100 м.

Все аппараты имеют небольшое водоизмещение, достигнутое благодаря небольшому весу оборудования и научной аппаратуры, применению легкого заполнителя, а также использованию сменной аппаратуры для исследований.

Родоначальник Дипстаров — Дениза, «детище» Ж- И. Кусто,— задала тон всему семейству. Сотрудничество Кусто с фирмой «Вестингауз Электрик Корпорейшн» оказалось удачным. Опыт и интуиция француза, помноженные на техническую мощь фирмы, строящей военно-морской флот и крайне заинтересованной в отра­ ботке новинок на подводных аппаратах, моделирующих подвод­ ные лодки, позволили сделать Дипстар одним из самых совершен­ ных аппаратов, хотя, на наш взгляд, не без недостатков.

176

ствует рубка, ее заменяет надувной резиновый «воротник» вокруг люка. Установленные по бортам два гребных двигателя мощно­ стью по 4,5 л. с., в отличие от установленных на Денизе, электри­ ческие, а не водометные. Применение гребных электродвигателей стало возможно, поскольку фирмой «Вестингауз» разработаны ма­ логабаритные погружные электродвигатели с большой глубиной

лей. Следует добавить, что оба двигателя с преобразователями ве­ сят не более 200 кг. Выдвижные устройства Дипстар — манипуля­ тор, светильник, а также ртутная дифферентная система — приво­ дятся в действие маслом, подаваемым масляным насосом системы гидравлики.

Для увеличения скорости погружения аппарат опускают при большом угле дифферента — 60°; во время подъема угол диффе­ рента сохраняется. Спуск и подъем аппарата осуществляется по спирали, почти без затраты электрической энергии: аппарат по­ гружается за счет твердого балласта, всплывает при его сбрасы­ вании. Для плавания на заданной глубине сбрасывают половину балласта.

Дипстар 4000 эксплуатируется очень интенсивно. В 1967— 1968 гг. в аппарате сделано 500 погружений. За это время 160 научных работников провели под водой 2000 ч. Из этих данных

ного корпуса менее 2 м троим в аппарате должно быть очень тесно. На одного человека приходится чуть больше 1 м3 про­ странства!

Полезная нагрузка аппарата невелика. Однако в результате применения сменных научно-исследовательских приборов конст­ рукторам Дипстара удалось «вписать» в аппарат целую серию измерительных комплексов:

океанографическую аппаратуру — батометры для взятия проб воды, измеритель течения, устройство для измерения малых ско­

устройства, установленного на корме. Водоизмещение носителя — 120 т. Носитель оборудован средствами надводной и подводной связи с аппаратом, радиолокатором, зарядными устройствами для заряда аккумуляторных батарей и компрессором для наполнения баллонов сжатым воздухом.

Спущен на воду Дипстар 20 000. Этот аппарат можно рас­ сматривать как конкурента батискафов. Применение легкого за­ полнителя с удельным весом 580 кгс/м3 из знакомого нам синтактика позволило ограничить водоизмещение аппарата 40 т. Для глубины более 6000 м это фантастически малый вес. Прочный кор­ пус аппарата представляет сферу, которая при диаметре 2,26 м имеет толщину стенок всего 37,9 мм. Запас прочности составляет 10%. Только токарная обработка сферы и тщательный контроль металла позволили снизить запас прочности, который для проч­ ных корпусов аппаратов равен 40—50%•

Еще раз напомним, что для достижения глубины 3000—4000 м в батискафах Триест 1 и ФНРС 3 потребовалось заполнить по­ плавки 100 т бензина. Через 18 лет конструкторы благодаря усо­ вершенствованию технологии изготовления прочных корпусов, при­ менению пластмасс и миниатюризации оборудования подошли к созданию беспоплавковых аппаратов для погружения на макси­ мальную глубину.

178

На Дипстаре 20000 установлены: гидролокаторы бокового об­ зора, эхолоты, направленные вверх и вниз, навигационная акусти­ ческая система, гидролокатор для определения препятствий по курсу, станция звукоподводной связи, радиостанция и радиолока­ тор, две телевизионные камеры и наружные светильники общей мощностью 3850 er.

Экипаж аппарата состоит из трех человек. При автономности по запасам электроэнергии 16 ч пребывание на рабочей глубине планируется в течение 10 ч, погружение и всплытие — по 2 ч. Остальное время предусматривается на операции по спуску и подъему аппарата.

Основные характеристики подводных аппаратов Дипстар при­ ведены в таблице.

Характеристики подводных аппаратов Дипстар

Подводные аппараты Пайсиз

В 1967 г. в Канаде был построен первый подводный аппарат Пайсиз 1. Высокие эксплуатационные качества аппарата, прояв­

и подъеме затонувших торпед, привели к созданию целого семей­ ства Пайсиз. В 1969 г. построены Пайсиз II и Пайсиз III, а в 1970 г. Пайсиз IV и Пайсиз V. Начиная с Пайсиза II, все модификации построены Канадой совместно с английской фирмой «Викерс».

Характерной особенностью этих аппаратов являются два сфе­ рических корпуса: обитаемый для экипажа и приборный. Кор­ пуса разного диаметра крепятся на общей раме, легкая обшивка которой выполнена из стеклопластика.

Аппарат Пайсиз.

Сп)ск аппарата Пайсиз с кормы судна-носителя,

180

Х арактеристики подводны х ап п арато в П айсиз

Подводный аппарат ДОВБ

ДОВБ построен в 1968 г. фирмой «Дженерал Моторе Корпорейшн». Исключительно малогабаритный аппарат — его вес 7 т! Небольшой вес прочного корпуса достигнут за счет минималь­ ного запаса прочности. Корпус сферической формы имеет толщи-

Аппарат Д О В Б ведет подводные работы.

ну стенки 23,8 мм (при рабочей глубине 1980 м), диаметр кор­ пуса 2,08 м. Напряжение в стенке корпуса принято 8500 кгс/см2, т. е. равно пределу текучести стали НХ-100, примененной для из­ готовления корпуса.

Корпус имеет мало вырезов, что, конечно, способствует на­ дежности. Достаточно сказать, что у аппарата ДОВБ нет идлю-

181