книги из ГПНТБ / Диомидов М.Н. Покорение глубин

минаторов — их заменяет перископ с круговым обзором вверх и вниз.

Имеются две телевизионные камеры, а также эхолот, гидроло­ катор, звукоподводная связь, глубиномер, гирокомпас, два све­ тильника и манипулятор с шестью степенями свободы. Аппарат снабжен двумя гребными двигателями горизонтального хода и двумя двигателями вертикального хода, расположенными в носу и корме, в туннелях легкого корпуса.

Аппарат может выполнять работы по остропке и подъему за­ тонувших объектов, визуальные наблюдения за биологическими объектами.

Подводный аппарат Бивер IV

В 1968 г. фирма «Норт Америкен Авиайшен» (North American Aviation) построила подводный аппарат Бивер IV, предназначен­ ный для работ на подводных нефтепромыслах. Глубина погру­

жения аппарата — 610 м, длина — 7,6 м, ширина — 2,9 м, высо­ т а — 2,6 м. Бивер IV имеет прочный сферический корпус, в кото­ ром находятся водитель и оператор. В кормовой части располо­ жен второй корпус для трех водолазов, работающих в режиме на­ сыщения, которые могут выходить в море на глубинах до 300 м.

Бивер IV имеет четыре съемных механических руки, которые служат для закрепления аппарата на подводном объекте и вы­ полнения различных рабочих операций.

Аппарат оснащен движительным комплексом и автоматической системой управления, фискирующими его положение в толще воды.

Бивер IV может развивать максимальную скорость 5 уз и за одно погружение пройти 25 миль со скоростью 2,5 уз. Постройка первого аппарата обошлась около 3 млн. долл.

182

П о д в о д н ы й а п п а р а т Иомиури

Подводный аппарат Иомиури построен в Японии в 1964 г. Ап­ парат многоместный, рассчитан на 6 человек. При водоизмещении 35 т и значительной затесненности аппарата оборудованием— гребной двигатель и аккумуляторная батарея расположены внутри прочного корпуса аппарата — численность экипажа велика.

Научные работники Иомиури при помощи многочисленного оборудования, установленного на аппарате, решают множество задач по океанографии, геологии, изучению подводных горячих источников, поведения и скопления промысловых рыб.

Глубина погружения аппарата (305 м) обеспечивает работу на шельфе. Технические решения, заложенные в конструкцию ап­ парата, исключительно подлодочные: движение обеспечивается за счет гребного электродвигателя, получающего питание от аккуму­ ляторных батарей при подводном плавании. Для заряда аккуму­ ляторов имеется дизель-генератор.

Подводный аппарат Синкай

Этот аппарат построен в Японии в 1968 г. по заказу Нацио­ нального управления морской безопасности. После испытаний в 1968 г. аппарат достраивался и в 1969 г. был передан заказчику.

При глубине погружения 600 м водоизмещение аппарата боль­ шое— 85 г. При конструировании аппарата инженеры учли все достижения в аппаратостроении. Прочный корпус для уменьше­ ния его веса выполнен точеным, изготовлен в виде двух огромных сфер, каждая диаметром по 4 м. Сферы сообщаются между собой при помощи цилиндрической вставки. Аппарат по компоновке напоминает Дип Квест.

Энергоемкость свинцово-кислотной аккумуляторной батареи Синкая — 200 квт-ч, тем не менее автономность аппарата при экономической скорости хода 1,5 уз всего 10 ч (максимальная ско­ рость 3,5 уз). Мощность гребных двигателей также невелика:, кор­ мовой двигатель мощностью 14 л. с. сообщает аппарату горизон­ тальное движение, два двигателя по бортам мощностью по 3 л. с. поворачиваются в вертикальной плоскости на 360° для создания вертикального и горизонтального перемещений аппарата. Все дви­ гатели—’Погружные, переменного тока. Куда же расходуется энергия?

На этот вопрос отвечает перечень научно-исследовательских приборов. Их около 40.

На Синкае есть все приборы, которые до его постройки устанав­ ливались на подводные аппараты: один только океанографический комплекс регистрирует 9 физических и химических параметров. Здесь представлены каналы для измерения скорости звука и при­ донных течений, солености, температуры и прозрачности воды. Измеряется структура грунта, радиоактивность, тепловые потоки, магнитное и гравитационное поля Земли. На аппарате имеются

1S3

Аппарат Синкай.

І84

Аппарат Дип Дивер при совместной работе с водолазами.

185

Глава III АППАРАТЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ ГЛУБИН

является наибольшей глубиной Мирового океана. Интересно дру­ гое— еще ни один аппарат беспоплавкового типа не смог даже приблизиться к этой глубине.

Итак, батискаф — старейший, самый заслуженный из подвод­ ных аппаратов, детище профессора Огюста Пикара,—с успехом трудится в глубинах океана. С 1953 г. в нем погружались сотни ученых различных специальностей и национальностей, в том числе и советские.

Глобальное наступление на глубины океана, начатое сравни­ тельно недавно, заставляет специалистов пересмотреть отноше­ ние к батискафу. Не исключено превращение этого типа подвод­ ного аппарата в машину для работы на предельных глубинах. Слово «батискаф» — греческое и в переводе означает глубинная лодка. Это слово уже стало признанным и прочно вошло в упот­ ребление во всех странах, однако батискаф мало чем напоми­ нает лодку. Скорее— это дирижабль, но сооруженный для плава­ ния не в воздушном, а в водном океане. Если обычный дирижабль поднимается со дна воздушного океана и после путешествия вновь возвращается вниз «на дно», то дирижабль-батискаф с водной

187

поверхности опускается в глубь океана, достигает его дна и воз­ вращается вверх опять на поверхность.

Коренное отличие батискафа от дирижабля состоит в том, что дирижабль, плавая в атмосфере, подвергается постоянному и сравнительно небольшому давлению воздуха (примерно равному 1 кгс/см2), тогда как батискаф, плавающий в гидросфере, подвер­ гается переменному и очень большому давлению воды (возраста­ ющему от 1 до 1000 кгс/см2 и более). Поэтому, хотя по принципу действия батискаф напоминает дирижабль, своеобразные условия плавания в гидросфере предъявляют к конструкции батискафа со­ вершенно иные и гораздо более жесткие требования, многие из которых современная техника еще не в состоянии выполнить пол­ ностью.

Батискаф, как и дирижабль, состоит из двух основных частей: легкого корпуса — п о п л а в к а , обеспечивающего положительную плавучесть, и жестко соединенного с ним прочного стального пустотелого шара—»гондолы, в которой находятся аппаратура, пульты управления и экипаж, обычно состоящий из двух человек. Подобно тому как дирижабль для создания подъемной силы за­ полняют газом, который легче воздуха, отсеки корпуса-поплавка батискафа заполняют более легким, чем вода, бензином для созда­ ния положительной плавучести.

В зависимости от грузоподъемности объем корпуса-поплавка современных батискафов составляет 100—200 м3\ оболочку его — обшивку — сваривают из стальных листов толщиной 4—5 мм. Не­ которые нетерпеливые читатели сразу же спросят: а почему дав­ ление воды на глубине не разрушает такой легкий корпус? Дело в том, что морская вода через специальные трубы может свободно

входит в поплавок при погружении и выходит при всплытии, когда наружное давление падает). Таким образом давление внутри батис­ кафа, вернее, в его поплавке, и снаружи всегда поддерживается одинаковым, и отсеки поплавка, кроме сдавливания материала стенок оболочки с обеих сторон, не воспринимают никакой на­ грузки, даже если батискаф находится в воде, сжатой до 1000 кгс/см2.

Следовательно, поплавок должен обладать такой прочностью, чтобы выдерживать удары волн на поверхности при плавании своим ходом или на буксире. Он должен также иметь устройства для крепления тяжелой стальной гондолы, для погрузки его без бензина на борт большого судна, если предстоит исследование глу­ бин в отдаленных районах океана.

А вот стенки гондолы, действительно, должны быть прочными, чтобы противостоять огромному давлению океанских глубин. По­ этому гондола выполняется в виде прочного стального толстостен­ ного шара.

Тяжелая стальная гондола закреплена под заполненным бензи­

188

ном легким корпусом-поплавком в его средней части. Крепление осуществлено специальной системой тяг-подвесок, связанных с прочным набором легкого корпуса. Дело в том, что, несмотря на всю прочность шара-гондолы, он под влиянием громадных давле­ ний сжимается на несколько миллиметров. Эта упругая деформа­ ция гондолы не должна передаваться на каркас корпуса-поплавка и должна компенсироваться некоторой эластичностью крепления.

Для уменьшения сопротивления воды движению батискафа легкому корпусу-поплавку придана обтекаемая форма: его обводы напоминают обводы подводной лодки и обеспечивают хороший надводный ход на буксире. Носовые образования выполнены так, что батискаф всходит на волну не зарываясь в воду. Поплавок батискафа Триест имеет цилиндрическую форму: его создатели пошли на некоторое ухудшение мореходных качеств ради упро­ щения постройки. Форма поплавка батискафа ФНРС 3 напоми­ нает подводную лодку.

Батискаф не имеет рулевого управления. Для повышения ус­ тойчивости на курсе и предохранения от бортовой качки по бор­ там ставят бортовые кили (в нижней части поплавка на средней трети его длины). У Триеста кили размещены внутри поплавка, поэтому снаружи пришлось установить специальный стабилизатор.

Легкая палуба батискафа несколько возвышается над корпу­ сом поплавка для того, чтобы в надводном положении ее меньше заливало волнами. Попадающая под настил палубы вода через вырезы — шпигаты — легко скатывается за борт. Настил палубы выполнен рифленым, чтобы было удобнее ходить по нему (конеч­ но, при надводном положении батискафа!). Вдоль палубы от рубки к оконечностям протянут стальной канат — леер, за кото­ рый можно держаться в свежую погоду; здесь же на палубе имеются рымы для крепления буксирного или подъемного троса и

вертикальной скорости. На ФНРС 3 на той же мачте установлен и магнитный компас.

Посредине палубы, как и на обычной подводной лодке, распо­ ложена рубка с застекленным иллюминатором, обеспечиваю­ щим хороший обзор. Рубка предохраняет человека, открывающего или закрывающего входной люк, от брызг и волн, которые захлес­ тывают батискаф даже при сравнительно небольшом волнении. На крышке рубки укреплена антенна. Сразу после всплытия ба­ тискаф может установить радиотелефонную связь с обеспечиваю­ щим судном или берегом.

Врубке расположен герметически закрывающийся входной люк

ввертикальную шахту, через которую экипаж спускается в гон­ долу. Здесь же в рубке находится система воздушных труб с кла­ панами, при помощи которой можно продувать воду из балласт­ ных водяных цистерн, шахты и вестибюля после всплытия бати­ скафа на поверхность или заполнять их при погружении.

189

Основная часть объема поплавка заполнена бензином. По­ плавок разделен на отсеки бензонепроницаемыми переборками, ко­ торые одновременно придают жесткость всему корпусу. Отсеки соединены между собой трубами; центральные отсеки имеют сверху отверстия для заполнения их бензином, а кроме того, все отсеки снабжены отверстиями для выпуска воздуха. Через трубу внутрь центрального отсека снизу проникает вода и подпирает снизу бензин, сжимая его до давления, равного внешнему давле­ нию воды, зависящему от глубины погружения. При всплытии и снижении внешнего давления сжатый бензин, расширяясь, выжи­ мает воду наружу.

Один из бензиновых отсеков имеет вверху управляемый из гондолы выпускной клапан, благодаря чему экипаж батискафа, находящийся в гондоле, может частично выпускать бензин в том случае, когда нужно опуститься ниже или добиться, чтобы плаву­ честь батискафа была нулевой и он «застрял». В этом же слу­ чае, только сбросив часть переменного балласта, можно обеспе­ чить движение батискафа вверх.

Внутри поплавка, в его кормовой и носовой частях имеются балластные цистерны; в надводном положении они заполнены воз­ духом и обеспечивают дополнительную плавучесть батискафу. Во время погружения обе балластные цистерны заполняются водой и позволяют батискафу погружаться под воду; совершенно оче­ видно, объем балластных цистерн должен быть строго рассчитан для правильного выполнения всех этих маневров при подводном

инадводном плавании.

Убатискафа ФНРС 3 в специальных нишах по обоим бортам поплавка, закрытых откидными дверцами, расположены две акку­ муляторные батареи, которые служат основным источником элек­ троэнергии. Батареи, имеющие значительный вес, выполняют так­ же роль аварийного балласта. Не исключен случай, когда бати­ скаф потеряет возможность всплыть со дна океана; это может произойти, например, из-за частичной потери бензина или если нижняя часть батискафа увязнет в илистом дне. Тогда благодаря действию специального дистанционно управляемого электромаг­ нита держ< тели батарей будут освобождены, под тяжестью соб­ ственного веса батареи скользнут по направляющим вниз и упадут на дно, а облегченный батискаф устремится вверх.

Вцентральной части легкого корпуса размещены бункеры для маневрового балласта, представляющие (на ФНРС 3) вертикально расположенные цилиндрические цистерны. Дно этих цистерн имеет конусообразную форму с выпускным отверстием в центре, а на па­ лубе предусмотрены горловины, через которые и происходит за­ грузка балласта. Маневровый балласт постепенно сбрасывают во время погружения для того, чтобы замедлить его. Сбросив опре­ деленную порцию балласта, можно остановить погружение, и бати­ скаф неподвижно повиснет в воде. Как указывалось выше, чтобы осуществить дальнейшее погружение, нужно выпустить часть бен­ зина.

180

Переменный балласт представляет металлические (чугунные или стальные) шарики в виде дроби. Круглые частицы делают балласт «текучим», что и позволяет сбрасывать его малыми пор­ циями, регулируя скорость погружения. Основные бункеры с пе­ ременным балластом размещены над гондолой (на ФНРС 3), по­ этому дробь, высыпающаяся из бункера, грохочет по гондоле и тем самым дает знать экипажу о нормальном сбрасывании бал­ ласта.

На случай аварии, когда батискаф не может всплыть, преду­ сматривается сбрасывание контейнеров с балластом нажатием кнопки, находящейся на пульте управления, или автоматически — при прекращении тока в электромагнитах.

В середине поплавка, в его диаметральной (средней продоль­ ной) плоскости, из рубки вниз проходит шахта, через которую эки­ паж с палубы по вертикальному трапу спускается в гондолу, на­ ходящуюся под водой. Внутри шахты, кроме трапа, проходят трубы для заполнения ее водой перед погружением и продувания воздухом после всплытия.

На всех построенных батискафах шахта не связана непосред­ ственно с гондолой, а оканчивается под водой специальным поме­ щением — вестибюлем, которое присоединено к гондоле. В перед­ ней стенке вестибюля имеется иллюминатор. Массивный входной

болтами. Люк должен обеспечивать абсолютную водонепроницае­ мость, поэтому его конструкция выполнена по принципу устрой­ ства иллюминаторного стекла, в виде конической пробки, водоне­ проницаемость которой возрастает с увеличением внешнего дав­ ления. В центре люка также имеется небольшой иллюминатор 1 из плексигласа. Хотя вестибюль вместе с шахтой при погружении заполняется водой, навигационное окно в люке и легкий иллюми­ натор вестибюля позволяют хорошо просматривать пространство, что совершенно необходимо при движении вперед кормовой ча­ стью батискафа.

Входная шахта и вестибюль представляют легкую тонкостен­ ную конструкцию. Они сообщаются с водой, поэтому, как и об­ шивка поплавка, уравновешиваются наружным давлением.

Батискаф приводят в движение два гребных винта, вращаемых электродвигателями, расположенными снаружи по бокам по­ плавка. Как уже упоминалось, батискаф не имеет руля, и его по­ ворот осуществляется работой гребных винтов: если один винт бу­ дет работать на ход вперед, а другой— на задний ход, батискаф развернется почти на одном месте. Поворот осуществляется сни­ жением частоты вращения того винта, в сторону которого хотят повернуть батискаф.

Электродвигатели имеют особую конструкцию, обеспечивающую бесперебойную работу на любой глубине. Они могут противостоять

1 Иногда он называется н а в и г а ц и о н н ы м о к н о м .

191