Bet kuri povandeninė pilotuojama transporto priemonė, neatsižvelgiant į jos paskirtį ir panardinimo gylį, gali būti pavaizduota kaip šie pagrindiniai elementai ir sistemos: tvirtas korpusas, lengvas korpusas, nardymo paviršiaus sistema, išlyginimo ir apdailos sistema, avarinė balasto sistema, elektrinė, varomoji ir varomoji sistema. vairavimo kompleksas, hidraulinė sistema, įgulos gyvybės palaikymo sistema, navigacija, ryšiai, apšvietimas ir prietaisai.

Tvirtas korpusas

Visų įrenginio sistemų valdymas ir pilotavimas atliekamas iš kabinos, esančios tvirtame korpuse (PC). Kompiuteris patiria išorinį vandens slėgį, kuris didėja su kiekvienu panardinimo metru. Šis slėgis yra labai didelis, užtenka prisiminti Paskalio patirtį su statine, kuri sprogo dėl vandens stulpelio smūgio į jos sienas. Povandeninių nusileidimų sėkmė ir saugumas daugiausia priklauso nuo kompiuterio patikimumo, kuris apsaugo povandeninės transporto priemonės įgulą nuo destruktyvaus vandens slėgio poveikio. Korpuso sienelių forma ir storis projektuojant povandeninę transporto priemonę nurodomas atsižvelgiant į panardinimo darbinį gylį ir medžiagos, iš kurios pagamintas korpusas, tipą. Kaip medžiaga daugiausia naudojamas didelio stiprumo plienas, titano ir aliuminio lydiniai. Optimalia korpuso forma su tam tikru tūriu ir stiprumu laikoma ta, kuri suteikia mažiausią svorį. PC svorio ir jo poslinkio santykis (tūrio sandauga su vandens savituoju sunkiu) lemia aparato plūdrumą; kuo jis mažesnis, tuo didesnis aparato plūdrumas. Šį reikalavimą geriausiai atitinka sferinė PC forma, nors yra nemažai povandeninių transporto priemonių su cilindriniais ir elipsės formos korpusais, kuriose patogiai įsitaiso įgula ir įranga. Sfera yra vienodesnės konstrukcijos ir atspari išoriniam slėgiui. Įtempis, atsirandantis sferinės formos PC medžiagoje, jei išorinis slėgis, korpuso skersmuo ir sienelės storis yra vienodi, yra du kartus mažesni nei įtempiai cilindriniame korpuse. Povandeniniai laivai su sferiniais kompiuteriais naudojami visame gylyje. Mažiau paplitę yra korpusai, susidedantys iš dviejų ar daugiau sferų, sujungtų perėjimais. Cilindrinės korpuso formos prietaisai veikia nuo 100 iki 600 m gylyje (išimtys yra Aluminaut ir Sever-2) Kitų formų tvirti korpusai, pavyzdžiui, lęšio formos Deniz korpusas, nelabai naudojo. Nepriklausomai nuo tvirtų korpusų formos, jų sandarumas priklauso nuo kruopštaus projektinio stiprumo skaičiavimo ir įtempių, atsirandančių išpjautų elementų ir liuko angų, iliuminatorių ir įvairių įėjimų kompiuterio sienelėse srityse. . Po pagaminimo kompiuteris, pakabintas su daugybe įtempių matavimo įtempių matuoklių, bandomas slėgiu bandymo kameroje. Matavimo taškuose, ypač išpjovose, atsirandantys įtempiai neturi viršyti korpuso medžiagos takumo ribos. Naudojant naujas medžiagas asmeniniams kompiuteriams, turintiems didelį specifinį stiprumą (takumo ribos ir tankio santykis), atsparumą smūgiams, atsparumą korozijai, plastiškumą, suvirinamumą ir lengvą apdirbimą, galima žymiai padidinti aparato panardinimo gylį. Pavyzdys yra povandeniniai laivai „Alvin“, „Sea Cliff“ ir „Tartle“, ant kurių tvirti plieno korpusai buvo pakeisti titano lydinio korpusais, kurie leido jiems veikti 4000 ir 6000 m gylyje. Didelis specifinis stiprumas ir mažas tankis ( 4,5 g/cm3) titano, didelio atsparumo tempimui, atsparumo korozijai ir nemagnetizmo priskiriama prie perspektyviausių medžiagų patvarių povandeninių transporto priemonių korpusų ir konstrukcinių elementų gamybai. Tuo pačiu metu kuriami ir bandomi plienai, kurie savo stiprumu ir elastingumu lenkia titaną, galintys tapti giliavandenių įrenginių korpusų gamybos lyderiais. Perspektyvūs yra plienai, pasižymintys itin aukšta takumo riba ir dideliu stiprumu. Iki šiol tokių plienų (NS 90, 10 Ni-8Co) trūkumai yra nepakankamas plastiškumas ir kietumas, o tai lemia patikimumo sumažėjimą smūgiuojant. Aliuminio lydiniai, kurie buvo naudojami ankstyvosiose povandeninių transporto priemonių statybos stadijose, dėl prasto suvirinamumo ir mažo tamprumo modulio užleidžia vietą naujoms medžiagoms.

Lengvas kūnas

Lengvas korpusas (LC) suteikia įrenginiui išbaigtą išvaizdą ir supaprastinimą, būtiną norint sumažinti hidrodinaminį pasipriešinimą. LK formą lemia pateikti povandeninės transporto priemonės matmenys, tvirto korpuso forma ir matmenys bei daugelio užbortinių sistemų, tokių kaip nardymo paviršiaus sistema, išlyginimo-trimavimo ir hidraulinės sistemos, išdėstymo principas. , akumuliatorių dėžės ir varikliai. Labiausiai paplitusios yra lašo formos ir torpedos formos LC. Kai kurie įrenginiai („Deniz“, „Deep Quest“) turi plokščią arba elipsoidinę („Beaver-4“) LC formą. Mažo gylio povandeniniai laivai, turintys cilindrinius kompiuterius, dažniausiai apsieina be LK („Deep Diver“). Kaip medžiagos LC gamybai, stiklo pluošto plastikai, daugiasluoksnės medžiagos epoksidinės dervos pagrindu, sustiprintos didelio stiprumo kevlaro pluoštu, ir sintaksinės (sintaktinė yra plūduriuojanti medžiaga, pagaminta iš sintaksinių putų, galinčių atlaikyti aukštą slėgį, sudaryta iš fenolinių mikrobalionų epoksidine užpilde ), rečiau – lengvieji aliuminio ir titano lydiniai. LC iš stiklo pluošto gamybos procesas susideda iš trijų etapų: pagal korpuso brėžinį pagaminama „bloko galvutė“, ant jos klijuojama matrica ir matrica užpildoma dervomis impregnuoto stiklo pluošto sluoksniais. LC gali sudaryti keli elementai. Viršutinė jo dalis – denis su LK liuko apsauga. Kilio dalis uždaro baterijas. LC šonuose turi nuimamus tikrinimo liukus, skirtus užbortinėms sistemoms aptarnauti.

Nardymo/paviršiaus sistema

Nardymo paviršiaus sistema užtikrina povandeninės transporto priemonės perėjimą iš paviršiaus į panardintą padėtį ir atvirkščiai dėl plūdrumo pasikeitimo. Pirmosiose bevielėse povandeninėse transporto priemonėse – batiskafuose – būtinas plūdrumas buvo pasiektas pakeitus benzino tūrį plūdėje ir šūvių kiekį bunkeriuose. Šūvis plūdrumui reguliuoti buvo naudojamas ir naujos kartos įrenginiuose (Aluminaut, Deep Quest, Dovb, Siana, Sea Cliff). Atsiradus sintaktikai, skirtai dideliems gyliams, galinčiai ženkliai kompensuoti aparato svorį, atsirado galimybė atsisakyti didelių ir nesaugių benzininių plūdžių ir labai sumažinti povandeninių transporto priemonių gabaritus. Šiuolaikiniai povandeniniai laivai aprūpinti pagrindiniais balastiniais rezervuarais (TGB), kurių vidinis tūris yra gana didelis, o panardintas užpildomas išoriniu vandeniu. Vanduo patenka per rezervuaro angas, pakeičiant orą, išeinantį per atvirus vėdinimo vožtuvus. Aparatui kylant į viršų pilotas turi galimybę iš aukšto slėgio balionų išpūsti bakus oru. Pūtimas nustoja, kai iš šulinių atsiranda oro burbuliukų. Reikėtų pažymėti, kad visiško CGB išvalymo galimybę riboja oro slėgis cilindre ir gylis, kuriame yra aparatas. Paprastai negilaus gylio aparatams naudojamas iki 200 atm suspaustas oras, giliavandeniams povandeniniams laivams oro slėgis balionuose pakeliamas iki 400 atm. Oro tiekimo cilindruose turėtų pakakti dvigubam CHB išvalymui. Išlyginimo apdailos sistema Išlyginimo apdailos sistema (UDS) leidžia tiksliai reguliuoti povandeninės transporto priemonės plūdrumą, kuris būtinas fiksuojant aparato padėtį ant žemės, tiriamo objekto, sklandant storyje, nardant ar kylant į tam tikrą aukštį. greitis. Kita UDS paskirtis – pakeisti apdailą (išlyginti aparatą arba ypatingais atvejais suteikti pasvirimą darbui). Daugumoje pilotuojamų povandeninių transporto priemonių reikiamas plūdrumas pasiekiamas atitinkamai keičiant transporto priemonės svorį, esant pastoviam poslinkiui. Svoris padidėja dėl balastinio vandens įsiurbimo, kai balasto bakai pripildomi gravitacijos būdu arba priverstinai. Svoris sumažėja dėl balasto pašalinimo, kai įjungiami siurbliai, kad siurbtų vandenį už borto. Gamta šią problemą išsprendė prieš milijonus metų sukūrusi nedidelę gyvą povandeninę transporto priemonę – Nautilus. Nautilus yra moliuskas su nuostabiu susuktu kiautu, gyvenantis gylyje iki 600. Nautilus lengvai keičia savo plūdrumą arba kabėdamas vandens stulpelyje, arba grimzdamas žemyn. Moliuskas paima arba išspaudžia vandenį iš vidinio vamzdelio, einančio per visą spiralinį apvalkalą, padalintą į sandarius skyrius. Trimavimo siurblys pumpuoja balastą (vandenį arba gyvsidabrį) iš laivapriekio bakų į laivagalio bakus ir atvirkščiai, taip pakeisdamas balasto kiekį ir aparato apdailą. UDS struktūrą, be rezervuarų ir apdailos siurblio, sudaro: jūros vandens siurbliai, vožtuvai, filtrai, vamzdynai, srauto ribotuvai ir UDS valdymo bei stebėjimo skydelis. Jūros vandens siurbliai yra UDS širdis, siurbiantys vandenį iki didžiausio povandeninio laivo darbinio gylio. Valdomi vožtuvai paima vandenį į rezervuarus ir leidžia perkelti balastą iš laivapriekio į laivagalį ir atgal, taip pat išpumpuoti vandenį iš rezervuarų. Srauto ribotuvai pradeda veikti gedus vožtuvui arba dujotiekiui, kai į rezervuarus veržiasi jūros vanduo ir dėl to aparatas nevaldomai nuskendo. Valdymo skydelyje, be perjungimo jungiklių vožtuvams ir siurbliams įjungti ir išjungti, yra vandens lygio rezervuaruose indikatorius. Kitas plūdrumo reguliavimo principas – keisti povandeninės transporto priemonės poslinkį išlaikant pastovią jos svorio vertę. Kintamo tūrio UDS ("Argus") darbas pagrįstas alyvos siurbimu iš patvarių rezervuarų į elastingus variatoriaus maišus, o tai užtikrina aparato plūdrumo padidėjimą. Teigiamas plūdrumas šiuo atveju padidėja vandens svoriu, kurio tūris yra lygus variatoriaus tūriui. Apipjaustymas atliekamas siurbiant alyvą į laivapriekio arba laivagalio dalį su apdailos sistemos siurbliu. Kai kuriuose įrenginiuose („Undinėlė“) apdailos keitimas atliekamas perkeliant krovinį horizontalioje plokštumoje, pavyzdžiui, akumuliatoriaus dėžėje naudojant hidraulinį cilindrą.

Avarinė balasto sistema

Ilgametė povandeninių pilotuojamų transporto priemonių eksploatavimo praktika parodė, kad kartais iškyla gana nemalonių situacijų, kai pilotas turi pasinaudoti avarinio pakilimo sistema. Avarinio pakilimo sistema numato avarinio balasto išleidimą tais atvejais, kai neįmanoma panaudoti elektrinės siurbliams ir varikliams eksploatuoti, kai į transporto priemonės sistemas buvo nekontroliuojamas jūros vandens srautas arba transporto priemonė įstrigo. purvinas dirvožemis, o vertikalių variklių galios neužtenka klampioms ligoms išplauti. Kaip avarinis balastas naudojamos sunkios baterijų dėžės, gyvsidabris iš apdailos bakų, inkaro šienas, kita didelės masės išorinė įranga ir galiausiai švino ar metalo apkrovos. Atstatymas atliekamas naudojant atsargines baterijas arba squibs. Prie tvirto kėbulo pritvirtintą apkrovą iš kabinos taip pat galima atleisti rankiniu būdu. Bendras avarinio balasto svoris turėtų būti apskaičiuojamas atsižvelgiant į didžiausią galimą neigiamą transporto priemonės plūdrumą. Avarinio balasto vaidmenį taip pat atlieka manevrinis šūvis, skirtas plūdrumui kontroliuoti („Trieste-2“), patalpintas į bunkerius su elektromagnetinėmis langinėmis. Dauguma prietaisų turi galimybę lengvai atskirti variklius, manipuliatorius ir atramas, išsikišusias už šviesos korpuso kontūrų, jei įsipainiotų į tinklus ar kabelius. Avarijos vietą žymi plūduras, pagamintas iš sintaksės, nudažytas ryškiai oranžine spalva, išleidžiamas į paviršių ir prijungtas prie aparato tvirtu ilgu kabeliu.

Elektrinė

Aparato judėjimas, pagrindinių elementų ir sistemų veikimas, galimybė ilgą laiką atlikti sudėtingas užduotis panardintoje padėtyje priklauso nuo elektrinės (PP) charakteristikų. Jėgainės konstrukciją sudaro energijos šaltiniai, įtampos keitikliai ir srovę nešančios dalys. Povandeninėse transporto priemonėse naudojami energijos šaltiniai skirstomi į baterijas, srovės generatorius su šilumos varikliais, kuro elementus ir atomines elektrines. Didžioji dauguma povandeninių transporto priemonių (95 proc.) turi įkraunamus akumuliatorius – švino-rūgštinius arba šarminius (sidabro-cinko, nikelio-kadmio). Švino rūgšties akumuliatoriai dažniausiai montuojami į pilotuojamas transporto priemones ir išsiskiria patikimumu (apie 1000 įkrovimo-iškrovimo ciklų), lengvu aptarnavimu ir mažomis sąnaudomis. Jų trūkumai – didelis svoris, nedidelė (30 Wh/kg) savitoji energija (energijos rezervo ir šaltinio masės santykis), veikimo sutrikimas esant dideliems įrenginio pasvirimo kampams. Sidabriniai-cinko akumuliatoriai („Sea Cliff“) yra 4 kartus efektyvesni už švino-rūgštinius, tačiau yra jautresni temperatūros svyravimams, atlaiko ne daugiau kaip 150 įkrovimo-iškrovimo ciklų ir yra daug brangesni. Nikelio-kadmio baterijų (Nautil, Bentos-5) savitoji energija yra artima švino rūgšties akumuliatorių savitajai energijai. Nikelio-kadmio akumuliatoriai, turintys daug išteklių (iki 2500 ciklų), tvirtumo ir naudojimo paprastumo, turi žemą įtampą (1,2 V vienam elementui) ir brangiai kainuoja. Baterijos, surinktos į bateriją, dedamos į patvarų dėklą („Aliuminis“) arba išorėje - dėžėse, užpildytose skystu dielektriku ir su vožtuvu, skirtu išleisti dujas, išsiskiriančias įkrovimo metu ir po jo. Išorinėje slėgio kompensavimo sistemoje naudojami membraniniai arba stūmokliniai kompensatoriai. Kai kuriuose įrenginiuose (Shinkai, Tours) akumuliatoriams įkrauti ir judėjimui paviršiuje užtikrinti naudojami dyzeliniai generatoriai. Kuro elementai, prieš lipant į povandenines transporto priemones, buvo išbandyti 10 kW instaliacijoje amerikietiškose „Apollo“ raketose. Akumuliatoriuje, kurį sudaro kuro elementai, aktyviosios medžiagos yra išoriniuose rezervuaruose ir palaipsniui tiekiamos į elektrodus, kai jos sunaudojamos. Darbo trukmę lemia aktyviųjų (anodinių) medžiagų ir oksiduojančios medžiagos (katodinės medžiagos) atsargos. Kaip veikliosios medžiagos gali būti naudojami deguonies-vandenilio, hidrazino peroksido ir hidrazino-deguonies reagentai ("Star-1", "Dean Quest"). Dėl mažo efektyvumo hidrazino elektrocheminiai generatoriai dar nebuvo plačiai pritaikyti povandeninėse technologijose. Be to, naudojant kuro elementus su skystu elektrolitu, neatmetama nuotėkis, korozija, labai toksiškų medžiagų poveikis žmonėms. Saugiausia šiuo požiūriu yra kuro elementų su kietu polimeriniu elektrolitu naudojimas elektrinėse. 130 tokių elementų baterija, kurios aktyvus plotas yra apie 4 m2, suteikia 17 kW galią esant 120 V įtampai ir 96 kW/h energijos našumą. Amerikos tyrimų povandeniniam laivui HP-1 buvo sukurta garo turbininė atominė elektrinė. Branduoliniai įrenginiai, turintys daug privalumų, vis tiek labiau tinka didelės talpos povandeniniams laivams. Naujų povandeninių transporto priemonių jėgainių kūrimo darbai atliekami mažinant matmenis ir didinant jų specifinę energiją.

Varomasis ir vairavimo kompleksas

Varomosios jėgos ir vairavimo kompleksas (DRC) užtikrina povandeninės transporto priemonės judėjimą ir manevravimą povandeninėje ir paviršiaus padėtyje. KDR sudaro varomieji įtaisai, leidžiantys judėti, ir manevriniai varomieji įtaisai, naudojami vertikaliam judėjimui, įskaitant saugų tūpimą ant žemės ir manevravimą; posūkiai, atsilikimas, judėjimo krypties keitimas atbuline eiga, judėjimas siaurose vietose. Pasyvūs vairai ir stabilizatoriai, sukuriantys valdymo jėgas dėl sąveikos su vandeniu, yra neveiksmingi dėl mažo daugumos povandeninių transporto priemonių greičio. Norint atlikti sudėtingus manevrus šiuolaikinėse povandeninėse transporto priemonėse, naudojami sraigtai ant sukamųjų kolonų ir sraigtų, sumontuoti horizontalių ir vertikalių velenų viduje lengvajame korpuse. Kaip KDR elektrinė pavara naudojami nuolatinės srovės elektros varikliai ir rečiau kintamosios srovės varikliai. Kartais jie naudoja reaktyvinius variklius, varomus elektrohidrauliniu siurbliu – paprastus ir patikimus, bet mažo efektyvumo ir greičio („Deniz“, „Tankai“). Daugelyje įrenginių yra įrengti hidrauliniai sraigtai ("MIR-1", "MIR-2"). Nuolatinės srovės varikliai yra atskirame tvirtame korpuse. Tokio variklio išėjimo velenas turi būti sandarinamas riebokšliais, esant dideliam srovės tankiui, kyla pavojus perkaisti apvijas. Ši parinktis naudojama mažo gylio povandeniniams laivams. Nuolatinės srovės elektrinės pavaros pranašumai yra paprastas greičio reguliavimas, mažas svoris, didelis efektyvumas ir patikimumas. Panardinami nuolatinės srovės varikliai dedami į korpusus, užpildytus skystu dielektriku. Išoriniam slėgiui kompensuoti korpusuose yra kompensatoriai. Skystas dielektrikas (žibalas arba alyva) turi gerą šilumos laidumą, todėl gali padidėti variklio elektromagnetinės apkrovos. Tokių variklių trūkumai yra galimybė sumažinti apvijų izoliaciją dėl šepečio dulkių prasiskverbimo kartu su skysčiu ir besisukančių dalių trinties ant dielektriko. Kitas povandeninio elektros variklio variantas yra kintamosios srovės variklis, veikiantis tiesiai vandenyje. Tokio variklio masė, palyginti su tos pačios galios nuolatinės srovės variklio mase, yra mažesnė, tačiau norint naudoti kintamąją srovę, reikalingas keitiklis, esantis kompiuterio viduje arba atskirame tvirtame korpuse, o tai žymiai padidina povandeninės transporto priemonės masė. Sraigtų skaičius ir jų montavimo vietos priklauso nuo povandeninės transporto priemonės konstrukcijos ypatybių ir paskirties. Pagrįsto pakankamumo principą tenkina schema su trimis sraigtais: laivagalio maršerio sukamajame antgaliame ir dviem borto sraigtais, kurie keičia padėtį vertikalioje plokštumoje 180° (MIR-1, MIR-2). Povandeninis pilotuojamas automobilis Pisis yra su tik dviem šoniniais sraigtais, sumontuotais ant sukamojo strypo. Nardymo aparatas „Osmotr“ turi tris poras standžiai pritvirtintų sraigtų. Du varomieji varomieji agregatai (6 kW) yra šonuose galinėje dalyje, du vertikalūs (3 kW) yra lengvo korpuso laivapriekio ir laivagalio velenuose, du vėluojantys panardinami nuolatinės srovės varikliai (1 kW) išlyginimo apdailos bakai. Propelerio sraigtai, išsikišę už LC, yra apsaugoti purkštukais, apsaugančiais sraigto mentes nuo sąlyčio su kietais kūnais. Be to, antgalis sumažina srautą ir padidina vandens, tekančio pro sraigto mentes, greitį, tai yra, padidina sraigto efektyvumą.

Hidraulinė sistema

Hidraulinę sistemą sudaro: galios siurblio blokas, užtikrinantis reikiamą slėgį sistemoje, valdymo vožtuvai, kompensatoriai, išlyginantys vidinį ir išorinį slėgį, darbinių skysčių akumuliatoriai, vamzdynai ir pavaros - hidrauliniai cilindrai ir hidrauliniai varikliai, varantys sraigtus, ištraukiami ir sukamieji įtaisai. , manipuliatoriai ir povandeniniai instrumentai. Alyva naudojama kaip darbinis skystis, kuris, be pagrindinės funkcijos – hidraulinės energijos perdavimo – užtikrina pavarų sutepimą. Siurbimo įrenginys tiekia darbinį skystį hidrauliniams varikliams ir cilindrams varyti ir susideda iš panardinamojo elektros variklio su vienu ar daugiau siurblių. Siurbliai yra uždengti korpusuose, užpildyti alyva ir gali būti valdomi pagal pajėgumą ir srauto krypties keitimą. Dažniausiai povandeninėse transporto priemonėse montuojami hidrauliniai siurbliai ir hidrauliniai varikliai, kurie išlaikė gerą aviacijos ir kosmoso technologijų testą. Darbinio skysčio tiekimo krypties, jo srauto ir slėgio reguliavimas atliekamas naudojant prietaisus, kurie informuoja apie alyvos slėgį sistemoje, temperatūrą, alyvos lygį kompensatoriuose, siurblinės elektros variklio srovę. Hidraulinių variklių veikimo metu kylančios problemos yra susijusios su alyvos klampumo ir suspaudžiamumo padidėjimu, taip pat slėgio kritimu sistemoje didėjant panardinimo gyliui. Dėl to sumažėja ir taip žemas hidraulinių variklių efektyvumas. Nepaisant to, plačiai paplitęs hidraulinių variklių naudojimas povandeninėse transporto priemonėse yra susijęs su greito paleidimo ir sustabdymo galimybėmis, plačiu greičių ir galių diapazonu. Didžioji dauguma povandeninių laivų aprūpinti manipuliatoriais arba mechaninėmis „rankomis“. Dažnai vienas iš manipuliatorių laiko prietaisą tokioje padėtyje, kuri reikalinga darbui objekte, o antrasis naudojamas kaip darbo įrankis. Patys pirmieji manipuliatoriai buvo aprūpinti rankine pavara su mechaniniais strypais, einančiomis per įėjimus tvirtame korpuse. Šiuolaikiniai manipuliatoriai turi hidraulinę pavarą ir yra valdomi jungikliais, sumontuotais valdymo rankenoje – vairasvirte. Paprasti judesiai valdomi srauto jungiklio vožtuvais, sudėtingesni – proporciniais vožtuvais, o judėjimo greitis priklauso nuo vairasvirtės rankenos nukrypimo amplitudės. Rankos judėjimas arba mechaninės „rankos“ griebimas, suspaudimas ir jo jėga valdomi elektrohidrauliniais prietaisais – servo vožtuvais, kurie užtikrina skysčio srautą, proporcingą jiems tiekiamam elektros signalui. Norint atlikti sudėtingas povandenines operacijas, manipuliatorius turi atlikti bent šešis nepriklausomus judesius. Manipuliatorių funkcionalumas plečiamas naudojant įvairių tipų povandeninius instrumentus. Hidrauliniai įrankiai turi hidraulines jungtis ir yra prijungti prie manipuliatoriaus. Šis įrankis gali būti linijinis (kabelių pjaustytuvai) ir besisukantis (įvairūs diskai ir grąžtai). Pagrindiniai reikalavimai renkantis ir projektuojant hidraulines sistemas, manipuliatorius ir įrankius yra patikimumas, didelis našumas, kompaktiškumas ir mažas svoris. Įgulos gyvybės palaikymo sistema Įgulos gyvybės palaikymo sistema (CLS) skirta užtikrinti povandeninės transporto priemonės įgulos gyvybę nardymo metu. Įprasta darbinio nusileidimo trukmė yra 10-12 valandų, o LSS avarinis aprūpinimas mažiausiai tris dienas. Standartinį sistemos komplektą sudaro: - deguonies tiekimas; - anglies dioksido ir kenksmingų priemaišų absorbcija; - palaikyti normalias temperatūros ir drėgmės sąlygas; - dujų analizė ir gyvenamosios patalpos atmosferos parametrų rodymas. Nuo to momento, kai uždaromas povandeninės transporto priemonės liukas, įgula, atskirta nuo išorinio pasaulio, lieka gyvenamajame skyriuje. Oro sudėtis skyriuje neturėtų skirtis nuo įprasto atmosferos oro, kuriuo žmogus kvėpuoja. Deguonies kiekis atmosferoje jūros lygyje paprastai yra 21%. Manoma, kad nekenksminga sumažinti deguonies kiekį iki 16%. Jei deguonies lygis nukrenta iki 10 proc., žmogus pradeda jausti hipoksija, kurios požymiai yra silpnumas, mėlynos lūpos, sutrikusi judesių koordinacija ir galiausiai sąmonės netekimas. Padidėjęs dalinis deguonies slėgis sukelia apsinuodijimą deguonimi, kurio pradžioje žmogus svaigsta, pykina, ima nevalingai trūkčioti veido raumenys. Kitas nepatogumas gresia viršyti deguonies koncentraciją. Kai deguonies tūrinė koncentracija viršija 25% ribą, medžiagos, kurios normaliomis sąlygomis yra atsparios ugniai, tampa degios. Net plienas 100% deguonies atmosferoje smarkiai degs. Todėl visos gyvenamajame pastate naudojamos medžiagos turi būti kuo atsparesnės ugniai. Žinoma, deguonies kiekis skyriuje nėra nustatomas pagal įgulos narių fiziologinius simptomus, tam naudojami specialūs dujų analizatoriai, kurie leidžia labai tiksliai nustatyti deguonies koncentraciją 0-25% ribose. Dujų analizatoriuose yra garso ir šviesos signalizacijos, kurios įspėja apie mažą arba didelę tūrio koncentraciją. Kvėpavimui reikalingas deguonis kaupiamas cilindruose. Darbinėje padėtyje esantis cilindras tiekiamas su reduktoriumi su srauto reguliatoriumi. Vidutiniškai vienas žmogus per valandą suvartoja apie 25 litrus deguonies. Taigi trijų žmonių ekipažui trims dienoms prireiks apie 5400 litrų deguonies. Dėl gyvybinės veiklos žmogaus organizmas išskiria anglies dvideginį ir kenksmingas priemaišas, tokias kaip CO, H2S ir kt. Pageidautina, kad anglies dioksido koncentracija gyvenamajame skyriuje būtų 0,03 %. Laikoma, kad leistina CO2 koncentracijos riba yra 1,5%. Povandeninėje transporto priemonėje oras valomas ventiliatoriais siurbiant orą per specialių sugeriančių cheminių medžiagų pripildytus konteinerius. Dar 1620 m. olandas Cornelius van Drebbel kalbėjo apie būtinybę atkurti „oro kvintesenciją“. Natrio arba ličio hidroksidas naudojamas kaip absorberis. Be darbinių kasečių, laive turi būti atsarginė hermetiškai supakuoto absorberio atsarga. Jo kiekis apskaičiuojamas pagal tokius parametrus kaip vidutinis žmogaus išmetamas CO2 kiekis (20 l/val.) ir 1 kg medžiagos (daugiau nei 100 l) sugeriamumas. Aktyvuota anglis naudojama kitoms kenksmingoms priemaišoms, kurios patenka į skyriaus atmosferą, sugerti. Be dujų analizatorių, dujų koncentraciją skyriaus atmosferoje galima nustatyti naudojant matavimo indikatorinių vamzdelių rinkinį, kurio užpildymas keičia spalvą, kai ore yra tam tikrų dujų. Dujų analizės įrenginių perteklius yra svarbus veiksnys užbaigiant gyvybės palaikymo sistemą. Panardinant aparatą, apgyvendintas kūnas palaipsniui atvėsta, ant sienų atsiranda kondensato lašai. Drėgmės perteklių galite sumažinti įdėdami silikagelio granules į vieną iš kasečių ir ją pakeisdami, kai ji prisisotins drėgmės. Tokie atmosferos parametrai, kaip temperatūra, drėgmė, slėgis, kontroliuojami prietaisais - termometru, higrometru ir barometru. Dažniausiai giluminio vandens nusileidimo metu aparatas atšąla, o salone nustatoma 10-12°C temperatūra. Norėdami išlaikyti patogias darbo sąlygas, hidronautai turi dėvėti vilnonius drabužius ir šiltus kombinezonus. Ką turėtų turėti hidronautai ištikus nenumatytoms ir avarinėms situacijoms? Pirma, deguonies atsargos ir absorberis, antra, geriamojo vandens ir maisto atsargos, trečia, gerai sukomplektuotas pirmosios pagalbos rinkinys ir, ketvirta, įrankių rinkiniai. Išorinis povandeninės transporto priemonės elektros įrangos perjungimas užtikrinamas kabelių riebokšlių, hermetiškų jungčių ir alyva užpildytų mazgų pagalba. Dažnai gaisro laive priežastis yra trumpasis jungimas veikiant jūros vandeniui, kuris prasiskverbė pro pažeistus slėgio sandariklių sandariklius. Siekiant išvengti gaisro, sumontuotas avarinis jungiklis, kuris nuotoliniu būdu išjungia maitinimą visiems vartotojams. Įsijungus degimui ir dūmams skyriuje, ekipažas gali naudoti anglies dioksido gesintuvus ir avarinius kvėpavimo aparatus, skirtus 4-5 valandoms veikti. Ir pabaigai – daugeliui įdomus vadinamosios ventiliatorių sistemos klausimas. Tiesą sakant, šią problemą gana paprastai išsprendžia hermetiškai uždarytos plastikinės ir polietileninės talpyklos, kurios, kaip rodo praktika, naudojamos gana retai.

Navigacija ir bendravimas

Povandeninės transporto priemonės įgula nardymo metu bet kuriuo metu turi turėti galimybę nustatyti savo koordinates ir susisiekti tiek su paviršiuje esančiu pagalbiniu laivu ar valtimi, tiek su kitomis povandeninėmis transporto priemonėmis, veikiančiomis po vandeniu. Navigacinės įrangos, su kuria yra įrengtas įrenginys, sudėtį sudaro: girokompasas, magnetinis kompasas, universalus sonaras ir hidroakustinė navigacijos sistema. Kompasas leidžia pilotui judėti pasirinktu maršrutu. Sonaras reikalingas ieškant objektų ir siekiant užtikrinti saugų praėjimą per sudėtingą reljefą. Hidroakustinė sistema veikia kartu su atsakikliais ir laivo navigacijos sistema. Atsakikliai su emiteriais kartu su plūdrumo blokais, šviesos švyturėliais ir radijo švyturėliais nugrimzta į dugną pasirinkto daugiakampio srityje, kur reljefas jau gana gerai žinomas dėl matavimų iš laivo. Toliau daugiakampis kalibruojamas, kurio metu kiekvienas švyturys tardomas iš laivo iš skirtingų pusių. Duomenys apie absoliučias per švyturius plaukiančio laivo koordinates gaunami iš kelių palydovų. Kalibravimo metu gaunamos tikslios švyturių koordinatės ir srovės nuolydžio diapazonai iki jų. Transporto priemonėje sumontuotas navigacijos įrenginys matuoja laiką tarp švyturių užklausų ir atsakymų iš jų ir apskaičiuoja atstumą nuo švyturių iki povandeninės transporto priemonės. Ekrane operatorius mato švyturio nustatymo taškus ir įrenginio padėtį šiuo metu. Atsakikliai iškviečiami į paviršių iš indo arba iš prietaiso. Atsakikliai su plūdrumo blokais yra atskiriami nuo krovinio ir išplaukia į paviršių. Ryšys tarp povandeninės transporto priemonės ir pagalbinio laivo arba pakrantės bazės vykdomas naudojant VHF radijo stotį, kurios nuotolis yra didesnis nei 10 mylių. Aparate, laive ir valtyje įrengta povandeninio akustinio ryšio sistema. Informacijai sistemoje perduoti naudojamas akustinių bangų sklidimas vandenyje. Povandeninių ryšių įranga leidžia perduoti balsą ir duomenis telemetriniu kanalu Povandeniniai apšvietimo įrenginiai Saulės šviesos srautas, patenkantis į jūros vandenį, didėjant gyliui, sparčiai silpnėja. Tik šimtoji jo dalis pasiekia 100 m gylį. Net ir ryškią saulėtą dieną prieblandą 200 m gylyje pakeičia akli tamsa. Natūralu, kad povandeninė transporto priemonė, atliekanti aptikimo, stebėjimo, televizijos ir filmavimo užduotį nieko daryti dideliame gylyje be dirbtinio apšvietimo. Dar XIX amžiuje alyvos degikliai buvo naudojami kaip povandeninės lempos. Jas pakeitė elektros lempos, iš pradžių su anglies, o paskui su volframo siūlu. XX amžiaus trečiajame dešimtmetyje A. A. Geršunas sukūrė ir išbandė lempas su veidrodinėmis kolbomis. Atsiradus naujoms medžiagoms ir technologijoms, povandeniniai žibintai tapo patikimesni ir saugesni. Taigi, su kokiomis problemomis susiduria povandeninių šviestuvų dizaineriai? Pirma, tai yra specifinės optinės jūros vandens savybės, kurios turi įtakos šviesos sklidimui. Šviesos srautas, praėjęs vandens sluoksnį, išeis iš jo susilpnėjęs. Nesileidžiant į detales, pastebime, kad šviesos susilpnėjimas atsiranda dėl sugerties ir sklaidos. Absorbcija – dalies šviesos energijos srauto pavertimo šilumine ir chemine energija procesas, atsirandantis dėl vandens molekulių ir vandenyje ištirpusios medžiagos selektyvios absorbcijos. Sklaidą sukelia nevienodas jūros vandens tankis ir jame esančios suspenduotos dalelės, o šviesos srautas nukrypsta nuo pradinės krypties dėl pakartotinio susidūrimo su dalelėmis. Sugerties ir sklaidos intensyvumas priklauso nuo spinduliuotės spektrinės sudėties. Taigi ilgosios bangos ilgio (raudonoje) spektro dalyje sugertis yra didelė, o trumpųjų bangų (violetinės spalvos) diapazone sklaida yra stipresnė. Bendras sugerties ir sklaidos poveikis lemia jūros vandens šviesos pralaidumą. Perdavimo kreivės pikas yra nuo 450 iki 550 nm. Tai yra, dalis šviesos, kurios spektras yra nuo violetinės iki geltonai žalios, praeis per įprastą jūros vandenį su mažiau problemų. Didžiausia šviesos šaltinio spektrinė spinduliuotė, kuri turi būti povandeninėje transporto priemonėje, turėtų patekti į didžiausio jūros vandens šviesos pralaidumo sritį ir artėti prie 500 nm. Be šios sąlygos, pageidautina, kad šviesos srautas (lempos šviesos srauto ir energijos suvartojimo santykis) būtų kuo didesnis. 1959 m. į inertines dujas, kuriomis užpildoma įprasta kaitrinė lempa, buvo pridėta jodo. Tai užtikrino pastovų ryškumą beveik visą lempos tarnavimo laiką. Taip gimė halogeninės lempos. Dabar šios gana patikimos ir kompaktiškos lempos plačiai naudojamos povandeninių transporto priemonių apšvietimo įrenginiuose. Neigiama halogeninių lempų pusė yra maža šviesos galia (20 lm / W) ir, nors ir plati, bet vis tiek perkelta į raudonai geltoną spinduliuotės spektro sritį. Kitas lempų tipas - dujų išlydžio. Jie spindi dėl elektros iškrovos dujų užpilde. Užpildas yra gyvsidabrio garai esant slėgiui. Į burną įpylus talio jodidų ir disprozio, gaunamos didelės šviesos galios (75 lm/W) talio jodido lempos. Didžiausia tokių lempų spinduliuotė patenka į žaliąją spektro dalį. Dujų išlydžio lempų trūkumai yra paleidimo ir valdymo įrangos buvimas, ilgas įšilimo laikotarpis, būtinybė naudoti triukšmą slopinančią įrangą ir privalomas aušinimas prieš paleidžiant iš naujo. Trečias variantas – aukšto slėgio natrio lempos su plačiu spektru ir šviesos galia viršija 100 lm/W. Pasirinkus šviesos šaltinį, nustatomos šviesos įrenginio konstrukcijos ypatybės. Standartinė tokio prietaiso sudėtis: šviesos šaltinis, korpusas su kasete, atšvaitas, apsauginis iliuminatorius arba stiklo apvalkalas, sandari jungtis maitinimo kabeliui prijungti. Įrenginiuose, skirtuose nedideliam gyliui, šviesos šaltinis gali veikti tiesiai vandenyje. Įrenginių, kurių darbinis gylis didesnis nei 200 m, šviesos šaltinis yra apsaugotas nuo išorinio slėgio patvariu stiklu. Pagrindinės konstrukcinės medžiagos šviestuvų korpusams gaminti yra: aliuminis ir jo lydiniai, titanas ir nerūdijantis plienas. Esant pakankamai tvirtam prietaiso korpusui, jis turi atitikti minimalias svorio ir dydžio charakteristikas. Šviestuvo matmenys stipriai priklauso nuo atšvaitų formos ir matmenų, kurie kiekvienu atveju parenkami pagal erdvėje pasiskirstytą šviesos intensyvumo kreivę. Darbams po vandeniu reikalingi šviestuvai tiek su siaura kryptine šviesa, tiek su dideliu sklaidos kampu. Praktiškai, priklausomai nuo kiekvieno nardymo užduočių ir vandens optinių charakteristikų nardymo zonoje, jie tiesiog pakeičia atšvaitus, nenuimdami paties įrenginio iš povandeninės transporto priemonės. Kita svarbi savybė – apšvietimo prietaisų išdėstymas įrenginyje. Dėl atgalinės sklaidos miglos įtakos reikia padidinti prietaisų pagrindą, tai yra, paskleisti juos toliau nuo imtuvo. Padidėjęs lempų skaičius ir jų šaltinių galia neduoda teigiamo poveikio. Bendrą povandeninio apšvietimo įrangos eksploatavimo laiką lemia tinkamas veikimas ir periodinė priežiūra, kurios metu ypatingas dėmesys turi būti skiriamas dalių švarai ir nuodugniai sandarinimo žiedų bei tarpiklių patikrai.

instrumentai

Povandeninių transporto priemonių prietaisų įrangą sudaro fotografijos ir televizijos įranga, hidrofizinių jutiklių kompleksas ir mėginių ėmikliai. Pirmoji povandeninė nuotrauka buvo padaryta 1856 m. su paprastu fotoaparatu, įdėtu į medinę dėžutę su stiklu vietoj iliuminatoriaus. Britai Thompsonas ir Kenyonas nuleido fotoaparatą į Way River upę iki 5 m gylio.Nepaisant to, kad dėžutė buvo sustingusi, fotografinėje plokštelėje liko neryškus vaizdas. Prancūzui Bazinui pavyko padidinti kameros panardinimo gylį naudojant nardymo varpelį ir pagerinti vaizdo kokybę. Didelį indėlį į povandeninės fotografijos plėtrą įnešė jo tautietis Louisas Butanas. Savo fotodėžėse Butanas naudojo kasetes su keičiamomis fotografinėmis plokštelėmis ir nuotoliniu būdu valdomu elektriniu užraktu. 1892 m. Butanas padarė savo pirmąją povandeninę nuotrauką; tai buvo Viduržemio jūros krabo nuotrauka. Paskutinė jo ląstelė buvo patalpinta į varinę ir plieninę dėžę. Kaip paviršiuje plūduriuojančią plūdę Butanas naudojo tuščią vyno statinę. 1927 m. sausį žurnale „National Geographic“ pasirodė pirmoji spalvota povandeninė nuotrauka, kurią Martinas ir Langley padarė Dry Tortugas Shoal rajone. 1931 metais amerikietis Haroldas Egertonas iš Masačusetso technologijos instituto pasiūlė kaip šviesos šaltinį naudoti blykstę, sinchronizuotą su fotoaparatu. Nuo ketvirtojo dešimtmečio vidurio povandeninė fotografija tapo neatsiejama visų povandeninių darbų, įskaitant gelbėjimą ir tyrimus, dalimi. 1959 metais Papa Flash, kaip Egertonas buvo vadinamas Calypso, sugebėjo nufotografuoti jūros dugną 8500 m gylyje.Šiais laikais atsirado patogūs, nedideli fotokompleksai povandeninėms transporto priemonėms, kurie jau gaminami masiškai. Toks nuotraukų kompleksas susideda iš fotoaparato su objektyvu, specialiai sukurtu fotografuoti jūros vandenyje, ir blykstės. Fotoaparatas su dideliu filmų kiekiu ir blykste, kurios energija yra nuo 100 iki 1000 J, yra uždaryta šiluminėse dėžėse ir dažniausiai montuojama ant pasukamų laikiklių. Gautų vaizdų kokybė priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip jūros vandens savybės, objektyvo ir iliuminatoriaus optiniai parametrai, apšvietimo įtaiso galia ir spalvinė temperatūra, fotografinės medžiagos jautrumas, santykinė padėtis. fotoaparato ir įrenginio blykstės. Jūros vanduo neigiamai veikia fotografijos kokybę, kuriai būdingas spalvų iškraipymas, vaizdo kokybės pablogėjimas didėjant atstumui, regėjimo lauko mažėjimas ir apšvietimo trūkumas. Nepaisant šių trūkumų, povandeninė fotografija yra plačiai naudojama ir plėtojama. Norint ištirti Viduržemio jūros dugno atkarpą, kurioje įvyko laivo avarija, povandeninėje pilotuojamoje transporto priemonėje „Ashera“ buvo sumontuotos dvi 70 mm kameros, kurių židinio nuotolis vandenyje buvo 60 mm. Grotomis uždengta dugno atkarpa buvo filmuojama iš 5 m aukščio.Povandeninės kameros taip pat naudojamos povandeniniuose laivuose maršrutiniam fotografavimui ir įdomiausių objektų fotografavimui iš arti. Povandeninės televizijos sistemos pasirodė 1940 m. Tada tai buvo įprastos studijos nespalvotos instaliacijos, sudėtos į didelių gabaritų dėžutes. Prieš tapdami miniatiūriniais didelės raiškos ir jautrumo fotoaparatais, televizoriai nuėjo ilgą kelią. Šiuolaikinių povandeninių fotoaparatų „močiutė“, „Hydroprodacts“ automatinė kamera, istorinį nardymą Trieste padarė povandeniniame Marianos įduboje. Povandeninių transporto priemonių povandeninėms televizijos sistemoms keliami šie uždaviniai: objektų parinkimas fotografavimui naudojant vaizdo monitorių kaip vaizdo ieškiklį, televizinis dugno paviršiaus tyrimas atliekant geologinius ir biologinius tyrimus. Televizijos kameroje yra priartinimo objektyvas, leidžiantis padidinti vaizdą monitoriuje; tokiu atveju negalite įjungti prietaiso sraigtų, kad priartėtumėte prie tiriamo objekto. Sukamosios galvutės, kurios sukasi kameras horizontalioje ir vertikalioje plokštumose, leidžia padidinti matymo lauką. Siekiant pagerinti vaizdo kokybę ir padidinti matomumo diapazoną, be televizijos kamerų jautrumo didinimo, tinkamo objektyvo ir iliuminatoriaus parinkimo, svarbus vaidmuo tenka ir tinkamam fotoaparato išdėstymui apšvietimo prietaisų atžvilgiu. Tai gali žymiai sumažinti šviesos miglos intensyvumą, o tai labai pablogina vaizdo kokybę. Hidrofizinių jutiklių kompleksas leidžia išmatuoti, konvertuoti ir skaitmeniniu būdu įrašyti daugybę jūros vandens parametrų. Į kompleksą dažniausiai įeina temperatūros, elektros laidumo, slėgio, ištirpusio deguonies, vandenilio jonų koncentracijos, srauto greičio, garso greičio, skaidrumo, laidumo ir aukštos temperatūros jutikliai. Dauguma geologinių ir biologinių mėginių manipuliatorių pagalba patenka į povandeninės transporto priemonės bunkerius. Tinklai, tinklai ir mėginių ėmikliai tiekiami su rankenomis, kad būtų lengva suimti manipuliatoriaus šepečiu. Prietaisas gali būti komplektuojamas su mažos ir didelės talpos buteliais vandens mėginiams paimti. Minkštos nuosėdos ir biologiniai mėginiai kartu su vandeniu per plačią žarną pumpuojami į konteinerį. Tai leidžia jums gauti daug jūrų organizmų, sveikų ir nepažeistų.

Šis terminas dažnai naudojamas atskirti tokias transporto priemones nuo povandeninių laivų. Tačiau įprastai vartojama frazė „povandeninis laivas“ gali būti naudojama apibūdinti laivą, kuris pagal techninę apibrėžimą iš tikrųjų yra povandeninis laivas.

Yra daugybė tokios įrangos tipų, įskaitant ir savadarbius, ir pramoniniu būdu pagamintus laivus, kitaip vadinamus nuotoliniu būdu valdomomis transporto priemonėmis arba ROV. Jie turi daug pritaikymų visame pasaulyje, ypač tokiose srityse kaip okeanografija, povandeninė archeologija, vandenynų tyrinėjimas, turizmas, įrangos priežiūra ir restauravimas bei povandeninė videografija.

Istorija

Pirmąjį povandeninį laivą suprojektavo ir pastatė amerikiečių išradėjas Davidas Bushnellas 1775 m., kaip priemonę tiekti sprogstamuosius užtaisus priešo laivams per Amerikos nepriklausomybės karą. Prietaisas, pavadintas „Bušnelio vėžliu“, buvo ovalus indas, pagamintas iš medžio ir vario. Jame yra rezervuarai, užpildyti vandeniu (panardinimui), o tada jie buvo ištuštinti rankiniu siurbliu, kad išplauktų į paviršių. Operatorius naudojo du rankinius sraigtus, kad judėtų vertikaliai arba į šoną po vandeniu. Aparato viršuje buvo nedideli stikliniai langai ir prie korpuso pritvirtinta šviečianti mediena, kad būtų galima valdyti tamsoje.

Bushnell Turtle pirmą kartą buvo paleistas 1776 m. rugsėjo 7 d. Niujorko uoste atakuoti britų flagmaną HMS Eagle. Tuo metu seržantas Ezra Lee valdė šį povandeninį laivą. Lee sėkmingai atnešė Vėžlį į Eagle korpuso apačią, bet negalėjo nustatyti užtaiso dėl stiprių vandens srovių. Tačiau šių transporto rūšių istorija tuo nesibaigė.

Charakteristikos

Be dydžio, pagrindinis povandeninio laivo ir povandeninio laivo techninis skirtumas yra tas, kad pirmasis nėra visiškai autonomiškas ir gali pasikliauti pagalbiniu įrenginiu arba laivu, kad papildytų kurą ir kvėpuojančias dujas. Kai kurios transporto priemonės veikia su „raiščiu“ arba „bambagysle“, likdamos prijungtos prie konkurso (povandeninis laivas, antvandeninis laivas ar platforma). Jie paprastai turi trumpesnį atstumą ir dažniausiai veikia po vandeniu, nes dauguma jų paviršiuje yra nenaudingi. Povandeniniai laivai (povandeniniai laivai) gali panirti daugiau nei 10 km (6 mylių) žemiau vandens paviršiaus.

Povandeniniai laivai gali būti palyginti maži, juose gali būti tik nedidelė įgula ir be gyvenamųjų patalpų. Jie dažnai būna labai sumaniai suprojektuoti, su sraigtais ar siurbliais.

Technologijos

Povandeninių laivų projektavimui naudojamos penkios pagrindinės technologijos. Vienpoliai prietaisai turi slėginį korpusą, o jų keleiviai yra normalaus atmosferos slėgio. Jie lengvai atlaiko aukštą vandens slėgį, kuris yra daug kartų didesnis nei vidinis.

Kita technologija, vadinama aplinkos slėgiu, palaiko tą pačią apkrovą tiek indo viduje, tiek išorėje. Tai sumažina slėgį, kurį korpusas turi atlaikyti.

Trečioji technologija – „šlapias povandeninis laivas“. Šis terminas reiškia transporto priemonę, kurios salonas užtvindytas. Tiek vandens, tiek atmosferos aplinkoje nereikia naudoti SCUBA įrangos, keleiviai gali normaliai kvėpuoti nedėvėdami jokio papildomo prietaiso.

Įrašai

Dėl traukos trosu povandeninės transporto priemonės gali pasinerti į didelį gylį. Bathyscaphe Trieste buvo pirmasis, kuris 1960 m. pasiekė giliausią vandenyno vietą (beveik 11 km (7 mylių) žemiau paviršiaus) Marianos įdubos dugne.

Kinija su savo Jiaolong projektu 2002 m. buvo penktoji šalis, pasiuntusi žmogų 3500 metrų žemiau jūros lygio, po JAV, Prancūzijos, Rusijos ir Japonijos. 2012 m. birželio 22 d. rytą Jiaolong pakrovimo ir iškrovimo įrenginys pasiekė gilaus nardymo rekordą, kai trys žmonės nusileido 22 844 pėdų (6 963 metrų) aukštyje į Ramųjį vandenyną.

Tarp žinomiausių ir ilgiausiai eksploatuojamų povandeninių laivų yra giliavandenių tyrimų laivas DSV Alvin, kuriame dirba 3 žmonės ir kuris gali nardyti iki 4500 metrų (14800 pėdų) gylyje. Jis priklauso Jungtinių Valstijų kariniam jūrų laivynui, valdomas pagal WHOI sistemą ir nuo 2011 m. baigė daugiau nei 4400 nardymų.

Jamesas Cameronas 2012 m. kovo 26 d. padarė rekordinį nėrimą į Challenger Deep dugną, giliausią žinomą Marianos įdubos tašką. Camerono povandeninis laivas buvo vadinamas Deepsea Challenger ir pasiekė 10 908 metrų (35 787 pėdų) gylį.

Naujausios naujienos

Visai neseniai Floridos privačios įmonės išleido „Triton“ povandeninių laivų seriją. „SEAmagine Hydrospace“, „Sub Aviator Systems“ (arba SAS) ir olandų įmonė „Worx“ sukūrė mažus povandeninius laivus, skirtus turizmui ir žvalgybai.

Kanados kompanija „Sportsub“ nuo 1986 m. stato asmeninius pramoginius povandeninius laivus su atviromis grindimis (iš dalies užlietomis kabinomis).

Funkciniai vaizdai

Mažos nepilotuojamos povandeninės transporto priemonės, vadinamos „jūrinėmis nuotoliniu būdu valdomomis transporto priemonėmis“ arba MROV, šiandien plačiai naudojamos važiuoti vandenyje, kuris yra per gilus arba pernelyg pavojingas narams.

Tokios transporto priemonės padeda remontuoti jūroje esančias naftos platformas ir pritvirtinti prie nuskendusių laivų kabelius, kad jas pakeltų. Šios nuotoliniu būdu valdomos transporto priemonės yra pritvirtintos rišikliu (storu kabeliu, kuris tiekia maitinimą ir ryšį) prie laivo valdymo centro. Laivo operatoriai žiūri vaizdo įrašus, siunčiamus iš roboto, ir gali valdyti transporto priemonės sraigtus bei ranką. Nuskendusį Titaniką tyrinėjo būtent tokia transporto priemonė.

Batiskafai

Batiskafas yra savaeigis giliavandenis povandeninis laivas, susidedantis iš įgulos kabinos, panašios į batisferą, bet pakabinamas žemiau plūdės, o ne ant paviršiaus kabelio, kaip klasikinio batisferos dizaino atveju. Daugelis mano, kad tai savaeigė povandeninė transporto priemonė.

Jo plūdė užpildyta benzinu, lengvai pasiekiama, plūduriuojanti ir labai patvari. Degalų nesuspaudžiamumas reiškia, kad bakus galima labai lengvai sukonstruoti, nes slėgis bako viduje ir išorėje yra subalansuotas. Be to, bakai neturi užduoties visiškai atlaikyti bet kokius slėgio kritimus, o kabina sukurta taip, kad atlaikytų didžiulę apkrovą. Paviršiaus plūdrumą galima nesunkiai sumažinti pakeitus benziną vandeniu, kuris yra tankesnis.

Etimologija

Pirmojo batiskafo išradėjas Auguste'as Picardas sugalvojo pavadinimą „bathyscaphe“, naudodamas senovės graikų kalbos žodžius βαθύς batys („gilus“) ir σκάφος skaphos („laivas“ / „laivas“).

Veikia

Norėdami nusileisti, batiskafas užlieja oro rezervuarus jūros vandeniu. Tačiau skirtingai nei povandeniniame laive, jo užtvindytuose rezervuaruose esantis skystis negali būti išstumtas suslėgtu oru, kad pakiltų. Taip yra todėl, kad vandens slėgis tame gylyje, kuriam laivas buvo suprojektuotas veikti, yra per didelis.

Pavyzdžiui, Challenger Deep – povandeninio laivo, kuriuo plaukė pats Jamesas Cameronas – apkrova daugiau nei septynis kartus viršija standartinio H tipo suslėgtų dujų baliono slėgį. Šiame povandeniniame laive buvo naudojami geležiniai svoriai pusiausvyrai palaikyti. Konteineriai su jais susideda iš vieno ar kelių cilindrų, kurie yra atviri apačioje viso nardymo metu, o krovinys yra laikomas elektromagnetu. Tai gedimams atsparus įrenginys, nes jam nereikia papildomos galios.

Batiskafų istorija

Pirmasis batiskafas buvo pavadintas FNRS-2 – Nacionalinio pramoginių tyrimų fondo vardu – ir buvo pastatytas Belgijoje 1946–1948 m. Auguste'o Picardo. FNRS-1 buvo balionas, naudojamas Picardui pakelti į stratosferą 1938 m.

Pirmojo batiskafo judėjimą užtikrino akumuliatoriniais elektros varikliais. Plūdė siekė 37 850 litrų aviacinio benzino. Jame nebuvo prieigos tunelio. Sferą reikėjo pakrauti ir iškrauti ant denio. Pirmosios kelionės išsamiai aprašytos Jacques'o Cousteau knygoje „Tylus pasaulis“. Pasak istorijos, „laivas ramiai atlaikė gelmių spaudimą, bet buvo sunaikintas nedidelio škvalo“. FNRS-3 buvo naujas povandeninis laivas, kuriame buvo panaudota sugadinto FNRS-2 įgulos sfera ir nauja, didesnė 75 700 litrų plūdė.

Antrąjį Piccard batiskafą JAV karinis jūrų laivynas įsigijo iš Italijos 1957 m. Jis gabeno du balastinio vandens krovinius ir vienuolika flotacinių bakų, kuriuose buvo 120 000 litrų benzino. Vėliau buvo išrastas povandeninis automobilis „Poseidon“.

1960 metais povandeninis laivas su Picardo sūnumi Jacquesu ir leitenantu Donu Walshu pasiekė giliausią žinomą vietą Žemės paviršiuje – Challenger Deep Marianos įduboje. Oro sistemos nurodė 37 800 pėdų (11 521 m) gylį, tačiau vėliau jis buvo pakoreguotas iki 35 813 pėdų (10 916 m), kad būtų atsižvelgta į druskingumo ir temperatūros sukeltus pokyčius.

Aparatas buvo aprūpintas galingu energijos šaltiniu, kuris, apšviesdamas nedidelę žuvelę kaip plekšnę, iškėlė klausimą, ar gyvybė egzistuoja tokiame gylyje visiškai nesant šviesos. Batiskafo įgula pastebėjo, kad dugną sudarė diatominis dumblas, ir pranešė matę jūros dugne gulinčią į padus panašią plekšnę, maždaug 1 pėdos ilgio ir 6 colių skersmens.

1995 metais japonai į tokį pat gylį nusiuntė autonominę povandeninę transporto priemonę, tačiau vėliau ji buvo pamesta jūroje. 2009 metais Woods Hole okeanografijos instituto komanda į tranšėjos dugną nusiuntė robotinį povandeninį laivą Nereus.

Batisferos išradimas

Batisfera (iš graikų kalbos βαθύς, bana, „giliai“ ir σφαῖρα, sfire, „sfera“) buvo unikalus sferinis giliavandenis povandeninis laivas, kuris buvo nuotoliniu būdu valdomas ir kabeliu nuleidžiamas į vandenyną. 1930–1934 m. ji buvo nardyta prie Bermudų krantų.

Batisferą 1928 ir 1929 metais sukūrė amerikiečių inžinierius Otisas Bartonas ir išgarsėjo, kai gamtininkas Williamas Beebe'as ją panaudojo tyrinėdamas povandeninę laukinę gamtą. Pagal savo struktūrą batisfera yra artima torpedinei povandeninei transporto priemonei.

Ilgą laiką povandeniniai laivai turėjo išimtinai karinę paskirtį ir buvo tik karinio jūrų laivyno dalis. Slaptas judėjimas po vandeniu leido juos efektyviai panaudoti kovinėms operacijoms prieš antvandeninius laivus.

Šis povandeninių laivų pranašumas prieš kitų klasių karo laivus išlieka iki šiol.

Per pastarąjį pusę amžiaus technologinė pažanga prisidėjo prie spartaus povandeninio laivyno galios augimo, jo kovinių pajėgumų padidėjimo amžiname dialektiniame ginče tarp „ginklų“ ir „šarvų“. Atominių elektrinių atsiradimas povandeninius laivus pavertė tikrais povandeniniais laivais. Branduolinio povandeninio laivo pirmtakas – dyzelinis povandeninis laivas – negali ilgai išbūti po vandeniu. Išnaudojusi energijos rezervą, ji priversta išlipti į paviršių pasikrauti baterijų. Kita vertus, branduoliniai varikliai padarė povandeninį laivą tikrai autonomišką (gali neišplaukti į paviršių ištisus mėnesius) ir greitą: jo kreiserinis nuotolis yra praktiškai neribotas.

Tačiau tiek dyzeliniais, tiek branduoliniais povandeniniais laivais mažai ką praplėtė mūsų žinios apie povandeninį pasaulį. Ir tai nenuostabu, nes jie yra didelių gabaritų, tiesą sakant, akli po vandeniu ir nugrimzta į santykinai negilų gylį; pagrindinis jų tikslas – pereiti iš vieno taško į kitą.

Per savo istoriją žmonija sukūrė daugybę priemonių, leidžiančių prasiskverbti į povandeninį pasaulį – nuo ​​lengvos nardymo įrangos, kurioje žmogus gali pasinerti keliasdešimt metrų, iki batiskafo, ant kurio drąsūs tyrinėtojai pasiekė daugelio kilometrų gylį.

Povandeninis laivas „Gustave Zede“ ant paviršiaus. 1899 m. birželį šiame povandeniniame laive valstybės vadovas – Prancūzijos prezidentas Loubet – pirmą kartą istorijoje paniro po vandeniu.

Branduolinis povandeninis laivas Redutable

Čia nenagrinėsime karinių povandeninių laivų raidos. Domimės, kaip vyko mokslinių tyrimų povandeninių transporto priemonių kūrimas, kai įgulą nuo kolosalaus vandens slėgio apsaugo tvirtas plieninis korpusas ir kvėpuoja įprastu oru normaliu atmosferos slėgiu.

Pradėti galėtume nuo Leonardo da Vinci eskizų, nuo naivių viduramžių graviūrų, liudijančių ilgametę žmogaus svajonę prasiskverbti į povandeninį pasaulį. Tačiau autorius nekelia sau užduoties išsamiai papasakoti apie gelmių tyrinėjimą nuo neatmenamų laikų. Todėl grįžkime į dabartį, prie įvykių, vykusių prieš kelis dešimtmečius.

Giliavandenių nardymo povandeninėse transporto priemonėse istorija prasideda 1930 metais – nuo ​​drąsių Pasaulio vandenyno tyrinėtojų W. Beebe ir O. Barton eksperimentų. Po ilgų svarstymų dėl savo povandeninės transporto priemonės dizaino jie pasirinko jai sferoido formą. Sferoidas turėjo nugrimzti į gylį ant storo plieninio troso.

O dabar batisfera pastatyta ir pakelta ant specialiai įrengto laivo denio. Jo skersmuo – 1,45 m, sienelės storis – 3 cm. 1930 metų birželį W. Beebe ir O. Barton pasinėrė į 490 m gylį, o 1934 metais – iki 920 m. Tada 1948 metais O Bartonas pasiekė gylį 1360 m. Tai buvo nepaprasta sėkmė tuo metu, išskirtinis tyrinėtojo žygdarbis! Bet... tuo pačiu – ir gylio riba, kurią galima pasiekti naudojant pririštą aparatą: didžiulis daugelio kilometrų plieninio troso ir pačios batisferos svoris reikalauja specialaus didelio poslinkio indo ir įspūdingų finansinių išlaidų.

Kur išeitis iš aklavietės? Akivaizdu, kad reikia atsikratyti plieninio troso, ant kurio nuleidžiama povandeninė transporto priemonė, tai yra, kad ji būtų autonomiška.

Taigi, autonominė gyvenama transporto priemonė. Koks turėtų būti jo dizainas? Žinoma, galite sekti prietaisų kūrimo keliu, kurie yra miniatiūrinės karinių povandeninių laivų kopijos (ne daugiau kaip dviejų ar trijų žmonių įgula) su tvirtu korpusu, su tankais, užtikrinančiais panardinimą ir pakilimą.

Kaip žinote, yra dviejų tipų tokie bakai. Kai kurios panardintos visiškai prisipildo vandens – tai balastinės talpos. Paviršiaus padėtyje jie yra tušti, todėl išlaiko valtį. Kito tipo cisternų pagalba – jos vadinamos išlyginamaisiais – povandeniniam laivui suteikiamas nulinis plūdrumas, reguliuojant jų užpildymą vandeniu. Balastinės talpyklos, visada užpildytos vandeniu panardintos, nebijo slėgio, todėl yra lengvo korpuso ir plonų sienelių, o viršįtampio rezervuarai, kurie tik iš dalies užpildyti vandeniu, dedami į tvirtą korpusą.

Vanduo iš rezervuarų gali būti pašalintas suslėgtu oru arba išsiurbiamas. Siurbliai pumpuoja vandenį iš vieno bako į kitą – pavyzdžiui, apipjaustymui. Tačiau suslėgtas oras naudojamas tik iki tam tikros gylio ribos. Tai paaiškinama tuo, kad didėjant gyliui reikia padidinti oro slėgį, kuriuo pučiami bakai. Tačiau kuo daugiau oro suspaudžiamas, tuo mažesnį tūrį jis užima, o tai reiškia, kad valymui reikia turėti milžiniškas oro atsargas esant labai dideliam slėgiui. O 6000 m gylyje oro tankis praktiškai tampa lygus vandens tankiui, taigi, vandens išstūmimas iš rezervuarų oru nebedidina plūdrumo.

Batiskafo „Archimedas“ nusileidimas į vandenį

Apibūdinta nardymo ir iškilimo į paviršių sistema pučiant balastinius tankus suslėgtu oru tradiciškai buvo naudojama įprastuose povandeniniuose laivuose, nardančius iki 300 m gylyje.Žinoma, šiuolaikiniai kariniai povandeniniai laivai neria į didelį gylį. Tačiau toliau didinti gylių ribą – nebent randama medžiaga, lengvesnė už plieną, bet tokia pat varža – naudojant šią panardinimo ir pakilimo sistemą nebeįmanoma. Čia reikėjo rasti iš esmės naują techninį sprendimą.

Giliavandenio povandeninio laivo – batiskafo – dizainą ir specialią įrangą sukūrė profesorius O. Piccardas. Batiskafo įgula buvo įkurdinta sandarioje sferoje – gondoloje, kuri dėl storų plieninių sienelių ir joje esančios įrangos svorio turi neigiamą plūdrumą. Reikiamą batiskafo plūdrumą suteikė benzinu pripildyta plūdė. Šį plūdrumą buvo galima kontroliuoti, taigi, kai plūdrumas buvo nulinis, batiskafas sklandė vandenyje, kaip dirižablis atmosferoje. Bathyscaphe Piccard'as atliko giliausius panardinimus pasaulyje, jo rekordai nepralenkti iki šiol.

Ir nors dideli šio aparato matmenys ir dizaino ypatybės apsunkina jo veikimą, batiskafas vis dar yra vienintelis aparatas, galintis nugabenti tyrinėtojus į bet kurį vandenyno dugno tašką.

1956 metais Jacques'o-Yves'o Kusto „nardymo lėkštė“ pateko į jūros gelmes. Jo pasirodymas pažymėjo naują pilotuojamų povandeninių transporto priemonių kūrimo etapą. Tvirtas „lėkštės“ korpusas turėjo teigiamą plūdrumą. Tačiau jo panardinimo gylis neviršijo 300 m (vėliau jis padidėjo iki 350 m), tačiau prietaisas turėjo gerą manevringumą, lengvą svorį ir mažus matmenis.

Tolesnę pažangą kuriant povandenines savaeiges transporto priemones palengvino naujų medžiagų, pagamintų iš epoksidinių dervų, užpildytų stiklo karoliukais, atsiradimas. Šios medžiagos turi mažą savitąjį svorį, tačiau tuo pat metu turi didelį stiprumą. Jų naudojimas leido drastiškai sumažinti povandeninių transporto priemonių korpuso svorį.

Šiuo metu egzistuojančios povandeninės savaeigės pilotuojamos transporto priemonės, naudojamos moksliniams tyrimams ir pramoniniam Pasaulio vandenyno išteklių eksploatavimui, buvo sukurtos 1960–1970 m. remiantis pastarųjų dešimtmečių patirtimi. Šių transporto priemonių darbinis tūris svyruoja nuo 3 iki 70 tonų, tačiau, kaip taisyklė, neviršija 20 tonų.

Nelengva bent trumpai pakalbėti apie povandeninių transporto priemonių konstrukcines ypatybes ir įvairias jų atliekamas užduotis.

Nė viena iš šių transporto priemonių, kurios turi kietas medžiagas kaip balastą (kartais be kieto balasto naudojami ir suslėgtu oru prapučiami balastiniai tankai), praktiškai negali pasinerti žemiau 3000 m. Lengvos medžiagos ir taip sumažindami savo svorį, galime padidinti nardymo gylį iki 6000 m*. Taigi, plieną pravartu pakeisti lengvesniu, bet ne mažiau patvariu titanu. Mokslininkai dirba kurdami kitas konstrukcines medžiagas.

* (6 kilometrų gylis yra labai svarbus etapas, nes 98 % vandenyno dugno ploto yra mažesni. red.)

Ar mums reikia povandeninių savaeigių pilotuojamų transporto priemonių?

Šis klausimas gali pasirodyti keistas – juk per pastaruosius dešimt metų daugelyje pasaulio šalių (vis dėlto dauguma jų priklauso JAV) buvo pagaminta daugiau nei penkiasdešimt skirtingų povandeninių transporto priemonių. Lėšos, kurios buvo skirtos projektams plėtoti, statyboms ir eksperimentams, gali būti pateisinamos tik tuo atveju, jei jų panaudojimas duoda ekonominį efektą. Bet jei pabandysime išanalizuoti turimą informaciją, nustebsime pamatę, kad savaeigės pilotuojamos transporto priemonės beveik niekada nebuvo naudojamos pramonės poreikiams.

Iš tiesų, faktai rodo, kad kai kurios povandeninės transporto priemonės rūdija krante, o kitos, nors ir atlieka darbinius nardymus, pasitaiko labai retai. Bet kuriuo atveju vidutiniškai naudojama tik apie 15% šiuo metu esamų povandeninių aparatų, o esami povandeniniai įrenginiai dažnai išlaikomi darbingi tik valstybės subsidijų dėka.

Kas čia per reikalas?

Visi turbūt prisimena, kaip 1960–1965 m. Jungtines Valstijas užvaldė savotiška „vandenyno karštinė“. Verslininkai staiga nusprendė, kad mokslas yra ta burtų lazdelė, kurios prisilietimas atvers kelią į nesuskaičiuojamus Pasaulio vandenyno turtus, o po Atomo ir Kosmoso epochų ateis Vandenyno era. Todėl amerikiečiai, turėdami jiems būdingą drąsą ir tikėjimą pažanga, dėjo visas pastangas, kad sukurtų priemones skverbtis į gelmes.

Povandeninis laivas „Alvin“, skirtas okeanografiniams tyrimams. Tvarko Wood Hole okeanografijos institutas

Lenktynės prasidėjo... Įvairios kompanijos stengėsi kuo greičiau paleisti naujausiomis technologijomis aprūpintas povandenines transporto priemones. Didžiausios firmos organizavo specialius poskyrius ir skyrius okeanologinėms problemoms spręsti, kaip ir neseniai atsirado panašūs struktūriniai moksliniai padaliniai, sprendžiantys atomo ir kosmoso problemas. Dalyvavimas Pasaulio vandenyno plėtroje tapo prestižo reikalu, geriausia įmonės techninių ir mokslinių galimybių reklama.

Reikia pripažinti, kad padaryta didelė pažanga: pirmą kartą pasirodė povandeninės transporto priemonės, kuriose pagrįstu kompromisu pavyko pasiekti optimalų santykį tarp reikalingos įrangos svorio ir darbinio tūrio, greičio ir nuotolio. ir tt

Atrodė, kad šie įrenginiai buvo techninio tobulumo viršūnė. Bet, deja, paaiškėjo, kad jie tikrai nebuvo naudojami nei pramonės reikmėms, nei moksliniams tyrimams.

Neginčysime teiginio, kad nuo septintojo dešimtmečio žmonijai atėjo vandenyno era. Tačiau tai jokiu būdu nereiškė neatidėliotiną dugno išteklių eksploatavimo plėtrą, o tik ilgo ir sunkaus kelio į vis pilnesnį Pasaulio vandenyno turtų vystymąsi pradžią. Ir koks buvo nusivylimas, kai pagaliau paaiškėjo, kad puikūs povandeniniai laivai iš dugno gali surinkti tik 20 kg dugno grunto, kaip tai padarė LEM * kosmose, atnešdamas į Žemę 20 kg Mėnulio grunto.

* (LEM – amerikiečių erdvėlaivio „Apollo“, nugabenusio astronautus į Mėnulį, modulis.- Apytiksl. vert.)

Ekonominiu požiūriu tai ne kas kita, kaip nesėkmė. Tačiau vis dar yra grynai mokslinių tyrimų sritis. Kokie čia pasiekimai? Atrodytų, kad mokslininkai turėtų entuziastingai pasitikti povandeninių transporto priemonių atsiradimą, atveriant naujas perspektyvas tyrimams biologijos, geologijos ir kitų mokslų srityse. Juk pagaliau jie gavo galimybę savo akimis pamatyti tai, ką anksčiau galėjo spręsti tik pagal netiesioginius duomenis, gautus tiriant tam tikrus reiškinius iš paviršiaus.

Mezovaizdžio „Ben Franklin“ nusileidimas į vandenį

Povandeninė transporto priemonė „Star-III“

Kai kurie mokslininkai tikrai su dideliu noru ir žiniomis pasinaudojo galimybe, tačiau jų buvo nedaug. Kai kurie žmonės, suvilioti šlovės, buvo nunešti reklaminio pobūdžio kūrinių, pakenkdami moksliniams interesams. Tačiau daugumą mokslininkų sustabdė išskirtinai brangi povandeninė įranga ir povandeniniai darbai: juk ne mažiau įdomių ir vertingų rezultatų ta pačia kaina galima gauti naudojant paviršiaus tyrimo priemones.

Tačiau esmė buvo ne tik tai, kad povandeninių transporto priemonių eksploatacijai reikėjo didelių išlaidų. Tam tikras konservatyvumas, nesugebėjimas ar nenoras nešališkai, be išankstinio požiūrio vertinti naujas galimybes, atsivėrusias tyrinėjant povandeninį pasaulį, čia taip pat paveikė.

Reikia atsižvelgti į tai, kad iki šiol okeanografai visada dirbo iš paviršiaus ir daugelis tam skyrė visą savo gyvenimą. Per ilgus okeanografinių tyrimų metus techninės vandenyno tyrimo priemonės ir metodai pasiekė aukštą tobulumo laipsnį, todėl buvo gauta daug informacijos. Visose šalyse Pasaulio vandenyno mokslinių tyrimų programos buvo kuriamos remiantis ilgamete patirtimi ir iš tam turimų laivų bei įrangos. Ir staiga atsiranda daug mažiau patogūs ir patikimi įrenginiai, kurių vienintelis privalumas – galimybė dirbti vietoje. O be to, norint naudoti šiuos įrenginius, reikia gerokai peržiūrėti tiriamojo darbo organizavimą ir metodus, pertvarkyti mokslo programas.

Būtent šios aplinkybės neleido povandeninėms savaeigėms pilotuojamoms transporto priemonėms pirmaisiais metais po jų pasirodymo tapti veiksminga priemone tiriant vandenynus. Nei drąsūs pasiūlymai panaudoti povandeninius laivus, nei visuomenės, kuri tikėjosi naujų žygdarbių iš vandenyno gelmių „užkariautojų“, simpatijos nepajėgė ištaisyti situacijos. Spauda, ​​radijas ir televizija negailėjo spalvų, apibūdindami fantastiškas perspektyvas, kurios mūsų laukia netolimoje ateityje: Pasaulio vandenynas toks platus ir toks neištirtas, kad apie jį galima pasakyti bet ką – nerizikuojant būti apkaltintam šarlataniškumu! Tačiau verslininkus pirmiausia domina bet kurios įmonės ekonominis efektyvumas, o įrenginiai per brangūs... O mokslininkai laukė, nenorėdami forsuoti įvykių.

Tačiau skeptikai klydo.

Neišvengiami augimo skausmai – visa ko naujo palydovai – pagaliau buvo palikti už borto.

Kuriant povandenines transporto priemones ir su jomis eksperimentuojant buvo išspręsta daug techninių problemų, įgyta vertingos patirties. Atskiri gedimai leido kritiškai įvertinti įrenginių konstrukciją bei įrangą ir tuo remiantis atlikti jų techninio tobulinimo darbus.

Povandeninės gyvenamosios transporto priemonės kaip mokslinių tyrimų priemonė

Pažiūrėkime, kaip pilotuojamos povandeninės transporto priemonės gali būti naudojamos okeanologiniams tyrimams.

Visų pirma, reikia pasakyti, kad šie įrenginiai turėtų būti naudojami kartu su kitomis priemonėmis, kurios yra įvairios paskirties paviršinių okeanografinių laivų įrangos dalis. Pilotuojamos transporto priemonės ne pakeičia, o papildo giluminio tyrimo įrankių arsenalą, leidžiantį gauti konkrečios informacijos, kurios negalima gauti jokiu kitu būdu.

Gyvenamoji transporto priemonė leidžia tyrėjui stebėti in situ

Eksperimentų rezultatų mokslinės analizės patikimumas labai priklauso nuo gebėjimo stebėti konkretų reiškinį ar objektą tiesiogiai jo natūralioje aplinkoje.

Okeanografijos mokslininkai atlieka tyrimus tiek vandenynų paviršiuje, tiek gelmėse. Tačiau net jei jie gauna galimybę pasinerti į vandenyno gelmes, jie ten gali dirbti tik labai trumpą laiką. Fotografija ir filmavimas, televizija gerokai išplėtė mokslininkus dominančių reiškinių ar objektų stebėjimo galimybes. Tačiau nepaisant geros vaizdo kokybės, jų pagalba gaunama informacija yra labai fragmentiška – ji primena siaurą šviesos spindulį beribėje tamsoje.

Povandeninė savaeigė pilotuojama transporto priemonė yra mobili, todėl gali būti naudojama kaip mobili laboratorija stebėjimams norimame taške ir tam tikrame gylyje.

Japonijos okeanografinis povandeninis laivas „Shinkai“

„Žvaigždė-1“. Gražuolė ir bjauri

Atrankinis mėginių ėmimas

Mėginių ėmimas iš paviršinio laivo į gelmes nuleistais instrumentais jau seniai buvo okeanografijos proza. Šio metodo trūkumas yra tas, kad tyrėjas nemato, kokiomis sąlygomis imamas mėginys; imdamas, pavyzdžiui, dirvožemio mėginius, jis nemato, koks šioje vietoje yra dugno reljefas ir pan. Vadinasi, mėginių ėmimas dažniausiai yra atsitiktinis (o tai ypač nepageidautina atliekant biologinius ir mineraloginius tyrimus), o mokslininkas atsiduria pasyvaus stebėtojo vaidmenyje. .

Tyrėjas povandeninėje pilotuojamoje transporto priemonėje, naudodamas manipuliatorius, gali rinkti mėginius vėlesnei kiekybinei ir kokybinei analizei ir tuo pačiu metu atlikti vizualinį stebėjimą. Judėdami vandens aplinkoje ir turėdami galimybę pasirinkti taškus stebėjimams ir mėginių ėmimui, mokslininkai – pilotuojamos transporto priemonės ekipažo nariai tampa aktyviais eksperimento dalyviais.

Įrenginiai

Okeanologinių charakteristikų matavimo paklaidas iš paviršinių laivų nuleistais instrumentais daugiausia lemia didelis gylis, kuriame atliekami stebėjimai, ir vandens stulpelio nevienalytiškumas.

Įvairūs moksliniams stebėjimams skirti instrumentai gali būti stacionariai montuojami ant pilotuojamos transporto priemonės arba ja pristatomi į norimą vietą. Pastaruoju atveju įrenginiai įrengiami apačioje ir periodiškai stebimi. Borto prietaisų pagalba transporto priemonės ekipažas matuoja parametrus vietoje pagal nurodytą programą tame pačiame gylyje.

Taigi, povandeninė pilotuojama transporto priemonė, palyginti su paviršiniu okeanografiniu laivu, turi nemažai privalumų, leidžiančių atlikti sudėtingus tyrimus, neveikiant hidrometeorologinių veiksnių paviršiuje, atokiau nuo grubaus paviršiaus, t.y., santykinai ramiomis sąlygomis. Šie tyrimai gali apimti atrankinę objektų fotografavimą ir filmavimą, parametrų matavimus, mėginių ėmimą ir hidroakustinius eksperimentus. Visi matavimai gali būti atliekami praktiškai vienu metu ir tikslingai.

Pažiūrėkime, kaip šie pranašumai gali būti realizuojami atliekant mokslinius tyrimus vandenynų biologijos, fizikos ir geologijos srityse.

Biologija

Vis dar yra daug žmonių, manančių, kad povandeniniai nusileidimai pilotuojamose transporto priemonėse nieko vertingo vandenynų mokslui nesuteikia. Norėdami paneigti jų nuomonę, pateikiame keletą faktų.

1934 metais W. Beebe'as, pasinerdamas į batisferą į 800 m gylį, iš išorės prie jo pritvirtino omarą. Prožektoriumi apšviesti jūriniai vėžiai turėjo pasitarnauti kaip masalas povandeninio pasaulio gyventojams, kuriuos W. Beebe ketino stebėti pro iliuminatorių.

Nelaimingasis omaras turėjo mirti veikiamas milžiniško 800 m aukščio vandens stulpo slėgio – jo minkštas kūnas, W. Beebe'o nuomone, bus išspaustas iš kieto apvalkalo, kaip dantų pasta iš tūbelės.

Tačiau drąsus jūrinis vėžys grįžo į paviršių ne tik sveikas ir sveikas, bet net ir puikios sportinės formos, ką įrodė stipriais uodegos smūgiais! Taip paaiškėjo, kad omarai, sugauti negilimuose kontinentinio šelfo gyliuose, gali nesunkiai atlaikyti labai didelį hidrostatinį slėgį.

Štai dar vienas, ne mažiau įtikinamas pavyzdys – šįkart iš netolimos praeities.

1967 m. nedidelis pilotuojamas povandeninis laivas „Alvin“ nardė prie Floridos krantų. 610 m gylyje pasiekęs dugną sutrukdė smėlėtame dugne besikaitinančią kardžuvę. Nė sekundės nedvejodamas jautrus gyvūnas puolė aparatą. Kardas pramušė išorinį korpuso polistireninį apvalkalą ir įstrigo, tačiau, laimei, nepažeidė šalia einančio elektros laido.

Korpuse įstrigusį agresorių (2,45 m ilgio!) Alvinas iškėlė į paviršių.

Taigi tapo žinoma, kad durklažuvė gali gyventi daug giliau nei 300 metrų žyma, kuri anksčiau buvo laikoma jos buveinės riba, ir taip pat turi labai blogą charakterį.

Tačiau pereikime nuo kurioziškų atvejų prie rimtos diskusijos apie povandeninių pilotuojamų transporto priemonių panaudojimą biologiniams tyrimams vandenynų gelmėse.

Pavyzdžiui, iš pilotuojamos transporto priemonės lentos galima labai sėkmingai ištirti jūros floros ir faunos bentosines formas.

Žinoma, iš antvandeninio laivo nuleista fotografijos ir filmavimo įranga leidžia gauti daug informacijos. Tačiau ši informacija iš esmės yra atsitiktinė ir fragmentiška. Tačiau svarbu stebėti vieną ar kitą biologinę rūšį jos buveinėje, sąveikaujant su ją supančia flora ir fauna, palyginti ilgą laiką ir, be to, neišleidžiant tiriamos rūšies iš tyrėjo regėjimo lauko. Čia ir išryškėja povandeninės apgyvendintos transporto priemonės privalumai: biologas pats gali stebėti pro iliuminatorių, atrinkti tiriamus objektus, juos sekti ir taip vietoje padaryti preliminarias išvadas.

Povandeninis jūrų vėžlys, JAV karinis jūrų laivynas

Nepaprastai svarbu – stebėti pačiam toje aplinkoje, kurioje gyvena tiriamas objektas! Dvidešimt penkis šimtmečius prieš tai, kai šiuolaikinis mokslas, remdamasis optikos ir fiziologijos laimėjimais, nustatė, kokia didelė yra žmogaus akies skiriamoji geba, Aristotelis rašė: „Visus žmones natūraliai gaivina aistra žinioms. Malonumas, kurį mes gauname Naudodami savo pojūčius ir visų pirma, regėjimas yra to įrodymas. Nesvarbu, ar mes veikiame, ar mąstome tuščiai, akis yra jutimo organas, teikiantis mums didžiausią pasitenkinimą, nes leidžia suvokti gamtos esmę ir nesuskaičiuojamus skirtumus. dalykai..."

Būtent šie mūsų vizijos pranašumai leidžia mokslininkui, stebinčiam povandeninį pasaulį iš gyvenamojo aparato, ne tik tirti gyvų organizmų populiacijas jų dinamikoje ir statikoje, bet ir tirti jų elgesį. Reikia pasakyti, kad toks požiūris į tyrimus jau seniai būdingas biologijai, tačiau iki povandeninių gyvenamųjų transporto priemonių atsiradimo jis galėjo būti taikomas tik sausumos gyvūnams – juk iki tol mokslininkai negalėjo tiesiogiai stebėti jūrinių elgsenos. gyvi organizmai savo buveinėje.

Anksčiau, pavyzdžiui, nebuvo žinoma, kokioje padėtyje ilsisi jūros gyventojai. Stebėjimas iš povandeninių transporto priemonių leido nustatyti įdomių faktų. Paaiškėjo, kad vienos žuvų rūšys ilsisi beveik vertikalioje padėtyje, o kai kurios rūšys – galva aukštyn, kitos – žemyn. 1955 metais per batiskafo iliuminatorių buvo galima nufilmuoti bentozaurą – vadinamąją „trikoję“ žuvį, miegančią, pasirėmusi ant trijų spindulių-pelekų, kaip snūduriuojantį piemenį – ant lazdos. Taigi paaiškėjo, koks yra jos dviejų ilgų krūtinės pelekų tikslas – daugelio metų mokslininkų ginčų objektas.

Ne mažiau įdomų pastebėjimą padarė Clarke'as ir Percy, nardydami Dipstar-4000 aparatu 1968 m. Jie nustatė, kad vienoje lygiakojų rūšyje – gyvūnuose, kurie vis dar buvo laikomi bentosais – du ypatingi ilgi procesai, vadinamosios „podijos“, neprisiriša prie dugno ar juda juo, kaip manyta anksčiau, o atlieka funkciją. savotiški sparnai, kurių dėka lygiakojai lengvai sklando reikiamame gylyje, kaip sklandytuvai danguje.

Galbūt skaitytojui tokie pastebėjimai atrodys nesvarbūs, tačiau taip nėra. Juk tyrinėdami povandeninį pasaulį iš paviršiaus, mokslininkai yra priversti atkurti jo gyventojų elgesį pagal fragmentišką ir neišsamią informaciją. Stebėjimai iš pilotuojamos transporto priemonės lentos leidžia susidaryti objektyvų ir išsamų vaizdą. Jų renkama informacija taip pat labai vertinga praktiniams jūrų pramonės poreikiams.

Taigi, būdami pilotuojamame povandeniniame laive „Aluminaut“, biologai atliko šukučių išteklių tyrimą JAV vakarinės pakrantės krantuose ir nustatė jų migracijos kelius. Ši informacija buvo labai naudinga vėžiagyvių žvejams. Per ilgą kito aparato – Beno Franklino mezoscape – kelionę Golfo srovės vandenyse jo įgula išsamiai ištyrė vienos iš krabų rūšių (Cancer borealis) elgesį ir mitybą.

Bentosiniams organizmams tirti ypač patogu naudoti pilotuojamą aparatą. Prietaisas gali nuskęsti į dugną ir nejudėdamas gulėti valandų valandas, netrikdydamas aplinkos ir netrikdydamas dugno gyventojų ramybės, o tai yra neįkainojamas privalumas tiriant gyvas būtybes. Pridėkite prie šio modernaus; navigacijos priemonės leidžia labai tiksliai nustatyti mokslinių stebėjimų vietą.

Pilotuojama transporto priemonė gali skristi norimame gylyje. Tačiau šiuo atveju įrenginys turi turėti specialią stabilizavimo sistemą, kuri išlaiko jį tam tikrame horizonte. Tačiau tokios sistemos nebuvimas nesutrukdė biologams tirti vertikalaus planktono pasiskirstymo pelagialijoje ir ypač jo judėjimo dinamikos. Didelė planktono koncentracija tam tikruose vandens sluoksniuose – koncentracijos laipsnis priklauso nuo geografinės platumos ir sezono – turi įtakos garso bangų sklidimui, jas išsklaidydamos. Planktono judėjimas išilgai vertikalės turi kasdienį ir sezoninį ritmą. Atitinkamai keičiasi ir GDS – giluminio sklaidos sluoksnio – padėtis. Pilotuojamos transporto priemonės atveria naujas galimybes tirti GDS erdvines ir laiko charakteristikas, apie kurias dar mažai žinoma.

Šie tyrimai yra labai svarbūs, nes tam, kad povandeniniai laivai ir antvandeniniai laivai galėtų stebėti ir palaikyti ryšį hidroakustinėmis priemonėmis, reikia žinoti, kokiame gylyje šiuo metu yra GDS. Savo ruožtu GDS lūžio ir sklaidos savybės apibūdina planktono sudėtį ir jo pasiskirstymą. Taigi, remdamiesi hidroakustinėmis charakteristikomis, biologai taip pat gali padaryti tam tikras išvadas.

Nardydami aparate tyrėjai periodiškai ima mėginius ir fotografuoja, kirsdami įvairius planktono sluoksnius. Susumavus gautus duomenis, galima sudaryti GDS stratigrafinį žemėlapį. Tokio žemėlapio palyginimas su akustinių matavimų, atliktų iš paviršinio indo, rezultatais leidžia atskleisti įdomių koreliacijų.

Labai viliojama naudoti pilotuojamą transporto priemonę tam tikroms vandenyno rūšims užfiksuoti. Tiesa, kol kas puikiai įvaldyta tik planktoninė žvejyba (tam naudojama anksčiau aprašyta sistema: planktonas tvirtinamas ant specialiu mechanizmu traukiamos marlės juostos).

Situacija yra sudėtingesnė, jei reikia pagauti, pavyzdžiui, anksčiau nežinomos rūšies žuvį ir iškelti ją į paviršių. Juk nėra daug šansų, kad ji elgsis kaip Alviną užpuolusi kardžuvė.

Ypač sunku užfiksuoti ir iškelti į paviršių giliavandenes rūšis. Kad kylant į paviršių jie nemirtų, jie turi būti patalpinti į specialią kamerą, kurioje būtų palaikomas slėgis, atitinkantis vandens slėgį gaudymo horizonte. Tokios kameros su šiuolaikiniais įrenginiais nėra, nors ją sukurti techniškai įmanoma.

Tikiuosi, kad aukščiau pateikti pavyzdžiai įtikinamai parodo pilotuojamų transporto priemonių galimybes povandeninio pasaulio biologinių tyrimų srityje, taip pat jų pranašumus prieš antvandeninius laivus. Pirmieji šiuos privalumus įvertino japonai ir rusai. Biologiniai povandeninių laivų Kuroshio ir Severyanka tyrimai pradėti šeštajame dešimtmetyje. „Kuroshio“ buvo pastatytas specialiai moksliniams tyrimams, o „Severyanka“ buvo paverstas laboratorija iš karinio povandeninio laivo. Nepaisant jose sumontuotos įrangos netobulumo, pirmoji pilotuojamų povandeninių transporto priemonių naudojimo moksliniais tikslais patirtis pasirodė esanti sėkminga ir suteikė mokslui daug įdomių faktų.

Nuo to laiko praėjo daug metų. Dabar yra pažangesnių povandeninių pilotuojamų transporto priemonių. Jų dėka biologai dabar gali pasinerti į didelį gylį tirdami bentoso ir pelaginių gyvūnų ekologiją ir elgesį vandenynuose.

Geologija

Biologinių ir geologinių tyrimų metodikoje yra kažkas bendro – abiem mokslams būtinas tiesioginis tiriamos aplinkos stebėjimas ir atrankinis mėginių ėmimas. Geologai, dirbantys jūros dugne, taip pat sausumoje, turėtų turėti galimybę ištirti juos dominančias dugno sritis, paimti dirvožemio mėginius ir pažymėti anomalijų vietas.

Dar visai neseniai visi šie darbai buvo atliekami tik iš paviršiaus – iš antvandeninių laivų. Geologus nuo tyrimo objekto skyrė vandens storymė. Ir vis dėlto – apie tai jau kalbėjome – jiems pavyko pasiekti gerų rezultatų.

Iš tiesų, medienos ruoša iš paviršinių platformų leidžia paimti mėginius iš dugno gręžinių. Įvairių tipų dragos leidžia iš dugno surinkti uolienų ir nuosėdinių uolienų pavyzdžius. Sukurti visų rūšių fizinių ir cheminių dirvožemio parametrų jutikliai. Šiuolaikinių echolotų pagalba sudaromi daugiau ar mažiau detalūs Pasaulio vandenyno batimetriniai žemėlapiai, o šoninio skenavimo sonarų pagalba galima atlikti savotišką dugno paviršiaus topografinį tyrimą, gaunant aiškų vaizdą. jo topografijos nuotrauka. Galiausiai seismoakustiniai metodai padėjo suprasti uolienų, esančių po nuosėdomis, geologinę struktūrą.

Tačiau vis labiau įsitikiname, kad šiandien geologams prieinamo techninių priemonių arsenalo nebepakanka.

Galbūt ateis diena, kai geologai gaus visą reikiamą informaciją, atlikdami tyrimus iš paviršiaus ir analizuodami telemetrijos kanalais gaunamus duomenis. Tačiau šis laikas ateis negreitai: šiandien geologams prieinami instrumentai ir įrankiai neleidžia atsakyti į daugelį klausimų. Todėl galimybių vizualiai apžiūrėti dugną ir paimti mėginius paieška vis dar nepraranda savo aktualumo geologams.

Biologai naudoja pilotuojamas transporto priemones, kad stebėtų ir fotografuotų jūrų organizmus jų natūralioje aplinkoje ir tyrinėtų jų elgesį in situ. Jei atsižvelgsime į tiriamųjų objektų mobilumą ir netolygų jų pasiskirstymą skirtinguose regionuose, paaiškės, kad tai padaryti nėra taip paprasta. Čia daug kas priklauso nuo atvejo.

Geologams šiuo atžvilgiu lengviau: pirma, jų tiriama aplinka yra stabili (žinoma, atsižvelgiant į laiko intervalą, per kurį atliekami tyrimai), ir, antra, dugno plotas, kuriame jie dirba. jau anksčiau buvo ištirtas visais įmanomais metodais iš paviršiaus. Todėl geologai gali iš anksto parengti išsamias tyrimų programas, išsamiai išdėstyti viską, ką reikia padaryti. Ir tai yra didelis jų pranašumas prieš kitų specialybių mokslininkus.

Nenorėdami nuobodžiauti skaitytojo, mes nekalbėsime apie pilotuojamų transporto priemonių naudojimą povandeninės geologijos tikslais. Pateikime tik keletą pavyzdžių.

Iš paviršinio indo grunto mėginių ėmimas arba dugne gulinčių uolienų mėginių ėmimas atliekamas aklai, ir kuo didesnis gylis, tuo daugiau priežasčių galime tai teigti. Jei gylis yra reikšmingas, mes negalime žinoti tikslios grąžto ar dragos padėties laivo atžvilgiu, o tai reiškia, kad negalime nustatyti, iš kurios dugno vietos buvo paimtas mėginys. Kita vertus, mokslininkas, esantis povandeninėje gyvenamojoje transporto priemonėje, atlieka atrankinį mėginių ėmimą, kartu fiksuodamas aplinką (dugno reljefą, nuosėdų nuosėdų pobūdį ir kt.), o tai yra būtina geologui. Visa tai jis daro pasitelkęs į aparatą įmontuotą grąžtą ir telemanipuliatoriaus rankenas.

Taip pat atkreipiame dėmesį, kad pilotuojamos transporto priemonės pagalba galima paimti mėginius ten, kur to nebūtų įmanoma padaryti kitais būdais – pavyzdžiui, ant vertikalių ar stačių povandeninių kanjonų šlaitų. Be to, povandeniniai geologai gali tiksliau susieti savo dirvožemio mėginius su reljefu. O tai, savo ruožtu, leidžia juos palyginti su magnetometrinio tyrimo, kurį atlieka paviršinio laivo velkama įranga, duomenimis.

Jau kalbėjome apie seismoakustinio metodo efektyvumą. Tačiau jo rezultatai labai priklauso nuo dugną dengiančių nuosėdinių uolienų pobūdžio ir storio. Todėl seismoakustinius tyrimus geriau atlikti tose vietose, kur pamatinės uolienos patenka į dugno paviršių, sudarydamos savotišką uolų plokščiakalnį. Paprastai tokių zonų ieškoti siunčiamas antvandeninis laivas, aprūpintas seismoakustine įranga.

Tačiau 1971 m. mažytis povandeninis laivas Piceas, kurio įgula ilgai ir sunkiai tyrinėjo naftos telkinius Hadsono įlankoje, puikiai įrodė, kad tokio tipo aparatai yra pakankamai pajėgūs atlikti šią užduotį.

Bet kaip paimti uolienų pavyzdžius? Norėdami tai padaryti, atliekamas tiriamasis gręžimas, o šerdies metodas leidžia gauti šerdį. „Alvin“ įgula, pasinaudojusi savo grąžtu per dešimt minučių, gavo 2 skersmens ir 6 cm ilgio uolų grunto šerdį. Projektuotojai taip pat kuria pažangesnius grąžtus, kurie ištrauks 2 metrų ilgio šerdis Be to, išmatuokite uolienos temperatūrą.

Iš pirmo žvilgsnio paimti birių nuosėdų mėginius yra mažiau sunku. Tačiau gręžiant iš povandeninės pilotuojamos transporto priemonės, sunku gauti ilgas birių uolienų kolonas, nepažeidžiant jų struktūros. Todėl reikia arba gręžti iš paviršiaus (nuo platformos ar specialaus laivo), arba nuleisti į dugną gręžimo įrenginį, valdomą nuotoliniu būdu iš antvandeninio laivo, nors tai labai sunku.

Kodėl mums reikia viršutinių nuosėdinių uolienų sluoksnių pavyzdžių?

Visų pirma, nuosėdų sudėties ir pasiskirstymo analizė leidžia daryti išvadą apie jų kilmę, susieti viršutinių dirvožemio sluoksnių susidarymą su uolienų pernešimo iš sausumos į pakrančių vandenis procesais. Vertingos informacijos galima gauti naudojant ženklinimo radioaktyviais izotopais metodą – tai leidžia atsekti kritulių pasiskirstymą ir jų pobūdį. Jeigu norime sužinoti, kaip įvairiais geologiniais laikotarpiais formavosi nuosėdinės uolienos, tuomet uolienas reikia išgręžti ne mažiau kaip 3 - 4 m gylyje.Nuosėdų susidarymo amžius ir intensyvumas nustatomi naudojant organinių darinių dugno dumbluose radioanglies analizę. .

Įdomu tai, kad šis metodas leidžia ištirti ir dykumų susidarymą pakrančių zonose. Tiesą sakant, gavus nuosėdinių uolienų mėginius iš sausų upių žiočių dugno, galima nustatyti, kaip vyko dykumos formavimosi procesas. Tie patys dirvožemio mėginiai esamų upių žiotyse rodo, kaip pasikeitė klimatas ir flora srityse, per kurias jos teka savo vandenis.

Atliekant geologinius senovinių paplūdimių, į vandenyno gelmes nugrimzusių kvartero laikotarpiu, kai pakaitomis prasižengimai ir regresijos, tyrimus, patartina atlikti grunto mėginius ir žvalgomąjį nuosėdinių uolienų gręžimą iš povandeninių gyvenamųjų transporto priemonių lentos, nors jau sakėme, tai kelia tam tikrų sunkumų. Taip geologai gauna galimybę ieškoti povandeninių mineralų telkinių žemyninio šelfo dugne ir vandenyno dugne. (JAV karinis jūrų laivynas neseniai pradėjo eksploatuoti povandeninį laivą „Sea Cliff“, pastatytą specialiai tyrinėti prie Kalifornijos krantų.)

Pilotuojamos transporto priemonės ekipažas taip pat gali išmatuoti įvairius uolienų parametrus – tankį, pH ir kt...

Visos šios subtilios ir sudėtingos operacijos reikalauja privalomo asmens buvimo vietoje. Stebėtojas mokslininkas ima mėginius arba atlieka reikiamus parametrų matavimus, pasirinkdamas tam tinkamą tašką. Tokiu atveju matavimai gali būti atliekami arba nuo aparato plokštės, arba naudojant prietaisus, kurie pristatomi į dugną ir sumontuoti tam tikroje vietoje. Praėjus tam tikram laiko tarpui – kelioms valandoms ar net dienoms – įrenginys surenka įrenginius ir iškelia juos į paviršių, kad analizuotų jų užfiksuotą informaciją. Taip ant dugno pastačius seismografus bei okeanografinę įrangą (srovės greičio matuoklius, prietaisus, fiksuojančius druskingumą, temperatūrą, dugno sluoksnių cheminę sudėtį), galima gauti plačios ir įdomios informacijos.

Galiausiai, vizualinis stebėjimas, fotografavimas ar filmavimas pro pilotuojamų transporto priemonių iliuminatorius leidžia susidaryti vaizdą apie dugno topografijos detales, kurių jokiu kitu būdu nepavyks pasiekti. Be to, vadinamoji mozaikinė stereofotografija (su persidengiančiais rėmeliais) leidžia spręsti apie objektų dydį ir formą.

Kuriose Pasaulio vandenyno vietose geologiniams tyrimams tikslingiausia naudoti pilotuojamas transporto priemones? Ir kokiu tikslu?

Tiek Pasaulinio vandenyno šelfas, tiek dugnas yra geologiškai nepakankamai ištirti, todėl povandeniniams geologams atvira beveik neribota veiklos sritis. Tačiau pagrindinė šių dienų užduotis yra mineralų atradimas žemyniniame šelfe. Šios paieškos turėtų būti veiksmingesnės derinant antvandeniniuose laivuose atliekamus geologinius tyrimus su išsamiu perspektyvių dugno sričių tyrimu, atliekamu pilotuojamose transporto priemonėse.

Povandeninės pilotuojamos transporto priemonės galėtų užsiimti moksliniais Pasaulio vandenyno dugno ir, visų pirma, vis dar mažai tyrinėtų vandenyno vidurio kalnagūbrių ir juos kertančių plyšių slėnių tyrimais. Informacija, gauta tiesiogiai stebint dugną šiose zonose, leistų geriau suprasti vandenyno dugno plėtimosi procesus ir kitus tektoninius reiškinius.

1973 m. planuojama surengti prancūzų ir amerikiečių ekspediciją, kurios metu bus tiriami iki 3000 m gylyje esantys plyšių slėniai, besidriekiantys dienovidinio kryptimi. Jie taip pat apžiūrės povandeninių kalnagūbrių lūžių zoną, atliks magnetometrinius ir temperatūros matavimus ir kt. Ši ekspedicija žymės naujos giliavandenių geologinių tyrimų eros pradžią. Vėlesnės ekspedicijos, kuriose dalyvaus ir pilotuojamos transporto priemonės, padės atskleisti daugybę vandenynų paslapčių.

* (1973-1974 metais Prancūzų ir amerikiečių ekspedicija „FAMOUS“ atliko tyrimus Vidurio Atlanto kalnagūbrio Rifto slėnyje. Ekspedicijoje dalyvavę K. le Pichon ir K. Riffo parašė knygą apie šiuos darbus. Šios knygos vertimas ruošiamas spaudai Gidrometeoizdat.- Pastaba. vert.)

Apgyvendintos transporto priemonės galėtų būti labai naudingos tiriant arti dugno esančius terminius sūrymus Raudonosios jūros giliavandeniuose baseinuose, renkant po jais glūdinčių nuosėdų – dumblų, kuriuose yra sunkiųjų metalų (vario, cinko, švino, aukso) – pavyzdžius. , sidabras). Nepamirškime ir povandeninių ugnikalnių: pilotuojamų transporto priemonių pagalba geologai galės juos tyrinėti vietoje, praturtindami mokslą naujais duomenimis geotermijos ir metalogenijos srityje.

Pilotuojamos transporto priemonės yra būtinos tiriant povandeninius kanjonus, kurių formavimosi procesas dar nėra iki galo aiškus. Povandeniniai tarpekliai jau pradėti tyrinėti: batiskafas „Archimedas“ tyrinėjo kanjonus Viduržemio jūroje, o „nardomoji lėkštė“ „SP-350“ – La Jolla kanjoną prie Kalifornijos krantų. Duomenys apie srautų, pernešančių uolienų daleles, judėjimą (vadinamuosius drumstumo srautus), dugne esančių nuosėdų nuosėdų judėjimą, šlaitų stratigrafiją, gautą nardant šiais įrenginiais, prisidėjo prie kanjonų susidarymo teorijos kūrimo.

Neapsigalvosime ties pilotuojamų transporto priemonių naudojimu ieškant mazgų nuosėdų, renkant dirvožemio mėginius ir išgabenant juos į paviršių. Jų taikymo efektyvumas tokiuose renginiuose yra akivaizdus.

Pabaigoje pažymėkime, kad povandeninė pilotuojama transporto priemonė galės atlikti savo užduotis atliekant geologinius ir biologinius tyrimus tik su sąlyga, kad, pirma, ji bus aprūpinta reikiama įranga ir, antra, jos mokslinis personalas bus apmokytas. povandeninis darbas. Geriausias variantas yra tas, kai įgulos nariai – inžinieriai, mokslininkai, pilotai – jau turi bendro darbo patirties, žino vieni kitų įpročius. Kaip sako jūreiviai, įgula turi „plaustas“.

Jei visos šios sąlygos bus įvykdytos, gyvenamosios transporto priemonės reikšmingai prisidės prie mokslo.

Fizika – geofizika

Geologai ir biologai, nardantys pilotuojamose transporto priemonėse, sprendžia santykinai vietinius reiškinius, vykstančius riboto ploto ir tūrio erdvėse.

Priešingai, fizinė okeanografija tiria procesus, vykstančius vandenynuose ir jūrose pasauliniu mastu. Jo taikymo sritis apima jūros vandenų fizikinių ir cheminių savybių bei dinamikos, vandenyno ir atmosferos sąveikos, šviesos sklidimo ir akustinių virpesių pobūdžio tyrimus.

Tiek eksperimentiniai duomenys, tiek mokslinės fizinės okeanografijos išvados labai domina kitus mokslus, ypač geofiziką ir geodinamiką.

Kuo povandeninė gyvenamoji transporto priemonė gali būti naudinga mokslininkams, atliekantiems tyrimus šiose mokslo srityse? Tikriausiai jo panaudojimo efektyvumas bus kiek mažesnis, nauda mažiau akivaizdi nei atliekant biologinius ir geologinius tyrimus. Tačiau ir čia nereikėtų pamiršti povandeninės pilotuojamos transporto priemonės.

Tai įrodė povandeniniai laivai Triestas ir Archimedas, kurių įguloms pavyko gauti įdomių, nors ir neišsamių duomenų apie dugno sroves.

Mesoscape „Ben Franklin“ prieš nardymą

Povandeninis „Deep Quest“ prieš nardymą

Mezovaizde „Ben Franklin“ pirmą kartą buvo atliktas puikus eksperimentas, tiriantis Golfo srovę. Visą mėnesį Benas Franklinas dreifavo šios srovės vandenyse Vakarų Atlante. Mezoskope buvę mokslininkai pirmą kartą galėjo pažinti Golfo srovę iš vidaus, tirdami judančių vandens masių sudėtį, temperatūrą, druskingumą ir kitus parametrus.

Pilotuojamas aparatas leidžia stebėti šviesos sklidimą vandens aplinkoje. Keičiant panardinimo gylį, galima gauti vertingų duomenų apie garso bangų prasiskverbimą skirtinguose horizontuose pagal vandens temperatūros ir druskingumo duomenis bei suspensijų buvimą. Jau anksčiau minėjome, kad GDS (giliai sklaidantis sluoksnis) čia vaidina labai svarbų vaidmenį ir akustinių virpesių sklidimą tiriantis tyrėjas vienu metu turi atsižvelgti ir į fizinius, ir į biologinius veiksnius.

Labai svarbu, kad pilotuojama transporto priemonė tam tikrose vietose galėtų paimti apatinių vandens sluoksnių mėginius. Tai leidžia nustatyti vandens masių cirkuliacijos pobūdį įvairiais geologiniais laikotarpiais, matuojant natūralų jūros vandens radioaktyvumą. Tokių matavimų reikšmė kiekvienam aiškėja kitu aspektu – jei prisiminsime, kad vandenynas pernelyg dažnai naudojamas radioaktyviųjų atliekų šalinimui...

Povandeninių transporto priemonių gama spinduliuotės matavimas taip pat leidžia nustatyti vertikalaus radioaktyvumo pasiskirstymo vandens storymėje pobūdį. Kaip žinia, paviršiniame vandenyno sluoksnyje sugeriamos kosminės dalelės, o vienintelis spinduliuotės šaltinis yra vandenyje ištirpę izotopai, ypač kalio izotopai.

Povandeniniame laive taip pat galima palyginti nesunkiai matuoti povandeninį triukšmą. Tokių matavimų tikslas – nustatyti koreliacines priklausomybes tarp jų dažnio, gylio, priėmimo krypties, jūros būklės ir planktono koncentracijos.

Magnetometrinių ir gravimetrinių matavimų duomenys – apie juos jau kalbėjome anksčiau – vienodai svarbūs geologui, ir geofizikai, ir geodinamikai. Tą patį galima pasakyti ir apie matavimus, apibūdinančius garso virpesių sklidimą dugno nuosėdose.

Žinoma, geomagnetiniai matavimai atliekami pakankamai tiksliai nuo paviršiaus – iš antvandeninio laivo arba iš lėktuvo. Tačiau atliekant magnetometrinius tyrimus iš povandeninės transporto priemonės lentos, lengviau nustatyti ir atsižvelgti į vietinių anomalijų įtaką.

Gravimetriniai matavimai iš povandeninių transporto priemonių turi ilgą istoriją – pirmą kartą jie buvo atlikti 1923 metais karinio jūrų laivyno povandeniniuose laivuose. Reikėtų atsižvelgti į tai, kad gravimetriniai matavimai turėtų būti atliekami didelėse povandeninėse transporto priemonėse, kad būtų išvengta didelių klaidų. Taigi geri gravimetrinių laukų matavimų rezultatai buvo gauti iš Aluminaut, Ben Franklin ir Auguste Piccard mezoscaphes. Mažos pilotuojamos transporto priemonės šiam tikslui netinka: kaip gravimetrinės platformos, jos nėra pakankamai stabilios ir patiria per didelius pagreičius, kai sutrinka vandens aplinka ar keičiasi svorio apkrova.

Povandeniniai laivai po ledu

Taigi, trumpai kalbėjome apie povandeninių pilotuojamų transporto priemonių pranašumus prieš paviršinius laivus vandenyno gylio tyrimų srityje, naudodamiesi tų atvejų, kai stebėjimus ar darbus reikia atlikti tiesiai dugne, pavyzdžiu.

Tačiau mes nepalietėme dar vienos povandeninių pilotuojamų transporto priemonių taikymo srities, kurioje jie, kaip vienintelė priemonė prasiskverbti į povandeninį pasaulį, yra visiškai nepakeičiami. Kalbame apie didžiulius Arkties regionus, kurių ekonominė svarba kasmet auga, apie Arkties vandenyną ir poliarines jūras, kurios dar nėra pakankamai ištirtos ir laukia savo tyrinėtojų.

Geologai jau seniai manė, kad po Arkties vandenyno jūrų dugnu, už poliarinio rato esančių salų gelmėse slypi milžiniškos mineralų, ypač naftos, atsargos. Kai kurie mokslininkai netgi teigė, kad potencialūs naftos ir dujų ištekliai Arktyje yra didesni nei Persijos įlankoje arba bent jau panašūs į juos.

Šios prognozės buvo priimtos labai skeptiškai. Tačiau naujausi geologų atradimai Aliaskos arktinių regionų lentynoje patvirtino pačias drąsiausias prielaidas – ir tai, kas buvo hipotezė, tapo faktu. Sparti naftos ir dujų pramonės plėtra atgaivino seniai pamirštus Aliaskos miestelius ir miestus, mums žinomus iš Klondaiko aukso karštinės eros, taip spalvingai aprašytus Džeko Londono.

Atsirado ir naujų miestų, tūkstančiai žmonių iš viso pasaulio atvyko dirbti į žinomų naftos kompanijų Esso, Mobile Oil, Total, Shell...

Tačiau prieš pradedant pramoninę poliarinių jūrų naudingųjų iškasenų plėtrą, būtina atlikti geologinius tyrimus, kruopščiai pasiruošti statybos darbams, išspręsti pramoninės įrangos, o vėliau ir išgaunamų naudingųjų iškasenų transportavimo problemas.

Žinoma, nuo paviršiaus galima išvystyti ledo sukaustytų poliarinių jūrų dugne glūdinčias naudingųjų iškasenų telkinius, tačiau toks darbas pareikalaus fantastiškų pastangų.

Todėl naftos kompanijų viltys dėl povandeninių pilotuojamų transporto priemonių yra visiškai suprantamos. Žinoma, tokios transporto priemonės turi turėti ne tik tobulas navigacines priemones ir didelę autonomiją, bet ir geologiniams tyrimams skirtus instrumentus bei kitą tyrimų įrangą, priklausomai nuo paskirties. Visų pirma, jie turėtų būti naudojami specialiai geologiniams tyrimams, o vėliau ir periodiniam naftos ir dujų telkinių dugne įrengtos įrangos stebėjimui. Numatydami ateitį, taip pat galime numatyti povandeninių tanklaivių, skirtų naftai ir dujoms transportuoti, atsiradimą.

Arkties sąlygomis naftos ir dujų transportavimas yra ypač sudėtingas. Pradėjus jų kasybą Aliaskoje, iškilo nemažai problemų. Buvo pasiūlyti trys naftos ir dujų tiekimo į JAV ir Kanadą variantai.

Pirmasis variantas yra paviršinių indų naudojimas. 1968 metais spauda paskelbė apie sėkmingą didelės talpos ledlaužio tipo tanklaivio Manhattan praplaukimą iš šiaurinės Aliaskos pakrantės į Atlanto vandenyną per Šiaurės vakarų perėją. Bet net ir šis tanklaivis su sustiprintu korpusu (laivas buvo perstatytas iš Antrojo pasaulinio karo mūšio laivo) gavo keletą skylių ir tik labai sunkiai įveikė ledą. Taigi mažai tikėtina, kad ši galimybė gali būti laikoma perspektyvia.

Antrasis variantas – naftotiekių ir dujotiekių tiesimas, klasikinis būdas, bet ne toks paprastas, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Juk per arktinę tundrą turi būti nutiestas bent 1500 km ilgio dujotiekis. Amerikiečiai jau atliko eksperimentą tiesdami 1,2 m skersmens ir 2 km ilgio vamzdį. Vienas siūlas buvo klojamas žemėje iškastoje tranšėjoje, antrasis – ant virš žemės iškeltų atramų.

Vamzdynų tiesimas Arkties regionuose yra techniškai gana išsprendžiama užduotis. Tačiau tūkstančius kilometrų besidriekiančių vamzdynų tiesimas pareikalaus milžiniškų lėšų. Su jų veikla kils daug sunkumų. Pavyzdžiui, naftą teks kaitinti iki maždaug 60°C, o atsiradus naujam šilumos šaltiniui, besitęsiančiam šimtus kilometrų, gali būti pažeista aplinkos ekologinė pusiausvyra. Kaip žinote, JAV visuomenė labai jautriai reaguoja į tokio pobūdžio problemas.

Visa tai, kas išdėstyta aukščiau, verčia susimąstyti apie trečiąjį transportavimo variantą – povandeninių tanklaivių naudojimą. Žinoma, tai turėtų būti dideli laivai su branduoliniu varikliu. Pirmąjį tokio gigantiško, 200 000 tonų talpos laivo projektą jau sukūrė „General Dynamics“. Povandeninio tanklaivio pranašumai prieš paviršinį tanklaivį Arktyje yra akivaizdūs: jam nereikia prasibrauti per ledą – jis praplaukia po jais. Todėl branduolinio tanklaivio, skirto plaukioti Arkties jūrose, korpuso konstrukcija ir variklio galia labai nesiskiria nuo povandeninių laivų, skirtų laivybai kitose Pasaulio vandenyno vietose.

Pagal projektą į lengvąjį branduolinio laivo korpusą dedami rezervuarai naftai arba suskystintoms dujoms; taip pat numatytos specialios sistemos naftos siurbimui iš povandeninių saugyklų į tanklaivį, esantį po vandeniu, o tai turėtų supaprastinti krovinio operacijas.

Siekiant užtikrinti navigacijos saugumą, povandeniniai milžinai turėtų būti aprūpinti moderniomis elektrinėmis navigacijos priemonėmis, pirmiausia inercinėmis ir hidroakustinėmis sistemomis. Povandeninių maršrutų trasose patartina įrengti povandeninių sonarų švyturių grandinę, kuri padidins ir navigacinį saugumą.

Sukurtas milžiniško povandeninio tanklaivio projektas. Tačiau su jo statyba susiję techniniai klausimai dar neišspręsti. Pereiti iš kelių tūkstančių tonų povandeninių laivų, skirtų kovinėms operacijoms, į krovininius povandeninius laivus, kurių tūris siekia šimtus tūkstančių tonų, nėra lengva. Būtina tobulinti panardinimo ir pakilimo sistemas – juk tanklaivio krovinys turi mažesnį savitąjį svorį nei vanduo; turite įsitikinti, kad milžinas turės tinkamą stabilumą; turėsite pagalvoti, kaip prireikus užgesinti jo inerciją ...

Įgyvendinant šiuos projektus nėra nieko fantastiško. Povandeniniai tanklaiviai jokiu būdu nėra chimera. Juk praėjo vos dešimtmetis, kai iš Žemės buvo paleistos kelias tonas sveriančios raketos, o dabar į kosmosą iškeliauja 2900 tonų sveriantys laivai Saturn-V. Galima tikėtis, kad ne mažiau sėkmingai jiems iškilusias užduotis išspręs ir laivų statybos inžinieriai.

Invazija į povandeninį pasaulį

Čia patenkame į plačiajai visuomenei daug geriau žinomą sritį, todėl klausimų, kuriuos liečiame, nereikia išsamiai paaiškinti.

Šiandien povandeninėms pilotuojamoms transporto priemonėms prieinamas bet koks gylis. Žinoma, kaip ir bet kokių techninių priemonių, taip ir jų galimybes (pavyzdžiui, kalbant apie autonomiją ir greitį) riboja tam tikros ribos. Tačiau praktikoje jų ekipažai, naudodami telemanipuliatorius su griebtuvais ir įvairiais prietaisais, gali atlikti įvairiausius tyrimus ir atlikti kai kurias gamybos užduotis. Pateiksime keletą pavyzdžių.

Batiskafas „Triestas“ rado sudužusį amerikiečių branduolinį povandeninį laivą „Thresher“. Pro batiskafo iliuminatorius buvo nufotografuotos atominio laivo nuolaužos, o atskirus įrenginius ir korpuso dalis pavyko net iškelti į paviršių.

Dėl bendrų povandeninių laivų „Alvin“ ir „Aluminaut“ veiksmų bei nuotoliniu būdu valdomo kėlimo įrenginio CURV-I pavyko rasti ir iš Viduržemio jūros dugno pakelti vandenilinę bombą, kuri nukrito iš orlaivio netoli Palomareso (Ispanija). ).

1968 metais vienas naujausių tuomet apgyvendintų povandeninių laivų Deep Quest, nugrimzdęs į dugną, netyčia apvijo kabelį aplink sraigtą ir negalėjo išlipti. Mažasis „Nekton“ – paprasčiausios konstrukcijos, tačiau labai manevringas povandeninis automobilis, išlaisvino savo didįjį brolį, nukirpęs laidą manipuliatoriaus rankenoje užfiksuotu peiliu. Juokinga Lafontaine'o pasakos apie liūtą ir pelę iliustracija 180 metrų gylyje!

Tais pačiais 1968 metais Alvinui nutiko nelaimė: keldamas aparatą ant pagalbinio laivo, jis iš įgulai išvykus atsivėrusį liuką sėmė vandenį ir nuskendo 2300 m gylyje. Pasirinkimas krito ant „Aliuminio“. Operacija buvo sunki. Reikalą apsunkino tai, kad prie JAV šiaurės rytų pakrantės, kur nuskendo „Alvin“, dažnai būna audringa, o jūra retai būna rami.

Taigi, reikėjo apačioje rasti nuskendusią transporto priemonę, kažkaip prie jos prikabinti trosu, o tada nutiesti šio troso einamą galą į paviršių, į gelbėjimo laivą. Bet kaip užkabinti virvę? Nuspręsta, jei „Alvinas“ dar nebuvo padengtas dugno dumblu ir jo liukas liko atviras, tuomet reikia pabandyti į liuką įnešti specialiai tam skirtą plieninį strypą su tarpikliu. Kai paviršinis gelbėjimo laivas pradeda sukti trosą, statramstis turi įstrigti velene.

Jūros dievai buvo dosnūs „Alvinui“: liukas pasirodė atidarytas, o pats aparatas gulėjo tokioje padėtyje, kad buvo galima bandyti įkišti meškerę į liuką. Tačiau pirmiausia Aluminaut įgula turėjo išvynioti nailoninį kabelį ir ištiesti jį išilgai dugno, kad galėtų laisvai manevruoti. Tada, laikydamas meškerę manipuliatoriaus rankenoje, „Aliuminautas“ ėmė artėti prie atviro „Alvino“ liuko. Įkišti į jį strypą su pritvirtintu kabeliu tikriausiai buvo ne lengviau, nei tamsoje su geležinėmis pirštinėmis ant rankų įverti adatą!

Po kelių nesėkmingų bandymų ir daug valandų varginančio darbo ekipažo atkaklumas buvo apdovanotas: meškerė su tarpikliu buvo įnešta į liuką, kur įstrigo. Netrukus „Aluminaut“ išnešė į paviršių kabelį, ir prasidėjo nuskendusios transporto priemonės kilimas.

„Alvinas“ beveik metus išgulėjo vandenyno dugne. Tačiau visų nuostabai jo metalinės dalys nesurūdijo. Net sumuštiniai, kuriuos ekipažas paliko mašinoje, nebuvo sugadinti. Jie, žinoma, sušlapo, bet liko tinkami valgyti. Šis faktas rodo labai mažą mikrobiologinį aktyvumą dideliame gylyje, kuris anksčiau nebuvo žinomas. Čia yra dar viena perspektyvi mokslinių tyrimų sritis...

Pabaigoje pakalbėsime apie dar vieną neįprastą giliavandenę operaciją naudojant pilotuojamas transporto priemones – „narimo lėkštės“ „SP-3000“ gelbėjimą.

1971 metų vasarą, atlikus įvairias modifikacijas, SP-3000 pagalbiniame laive buvo atgabentas į Neapolio rajoną, kur jam turėjo būti atlikti giluminiai bandymai. Pirmasis nardymas buvo atliktas be įgulos. Jie nusprendė nuleisti įrenginį iki 3300 m gylio ant nailoninio troso, suvynioto ant galingos gervės.

Nusileidimo metu - matyt, dėl vibracijos ir įrenginio trūkčiojimų - nuo jungiamojo laikiklio buvo atsuktas varžtas, kurio pagalba buvo pritvirtintas laidas prie tvirto korpuso "SP-3000" ąselės. Nebesiejama su atraminiu laivu, „lėkštė“ ėmė sparčiai skęsti, į dugną nunešta 500 kilogramų balasto.

15 m atstumu nuo apačios aparatas tarsi buvo pritvirtintas - balastas tarnavo kaip inkaras, pritvirtintas prie tvirto korpuso 20 mm skersmens kabeliu. Šis „inkaras“ išlaikė hermetišką ir teigiamai plūduriuojančią „lėkštę“ šalia dugno. Jo vieta visą laiką išliko žinoma dėl borto akustinio skleidėjo – vadinamojo pingerio (energijos rezervas leido jam veikti mėnesį).

Po savaitės į avarijos vietą buvo atgabentas batiskafas „Archimedas“, kuris nugrimzdo į dugną 1500 m nuo „lėkštės“. Suradęs pingerio signalus, „Archimedas“ priėjo prie prietaiso ir 500 m atstumu surado „paskendusį žmogų“ su sonaru. Praėjo dar pusvalandis, ir „Archimedo“ stebėtojų akiratyje atsirado laidas, jungiantis balastą su „lėkšte“. Meistriškai manevruodamas povandeninis laivas priėjo arčiau, telemanipuliatoriumi sugriebė laidą, o apskritas besisukantis peilis, pritvirtintas manipuliatoriaus rankenoje, nupjovė nailoninį trosą. „SP-3000“ pakilo į paviršių. Taigi pirmą kartą pasaulyje iš 3300 m gylio buvo iškelta nuskendusi transporto priemonė.

Galėtume pateikti daug daugiau sėkmingo gyvenamųjų transporto priemonių naudojimo pavyzdžių. Tačiau to, kas pasakyta, pakanka įtikinti skaitytoją, kad tokie prietaisai gali atlikti įvairius darbus po vandeniu, jei jie yra ginkluoti patikimomis navigacijos priemonėmis, efektyviais telemanipuliatoriais ir priemonėmis aptikti povandeninius objektus pakankamai dideliu atstumu. atstumas. Tuo pačiu metu pageidautina, kad prietaisai nebūtų pernelyg sudėtingos konstrukcijos ir lengvai valdomi. Tačiau jie neturi „galėti“ nieko daryti.

Tokių prietaisų universalumas yra ne kas kita, kaip mitas, vardan kurio atsiranda per daug brangios įrangos, kurią tada niekas nežino kur ir kaip pritaikyti. Naudoti tokius įrenginius pramoniniam Pasaulio vandenyno išteklių naudojimui yra tas pats, kas naudoti Rolls-Royce žemės ūkio darbuose.

Laikas, kai firmos dėl prestižo sumetimų varžėsi kurdamos povandenines transporto priemones, ginkluotas kuo didesniu kompleksinių techninių priemonių rinkiniu, jau praėjo.

Dabar jie nebekuria bendrosios paskirties povandeninių transporto priemonių – „vandenyno vystymuisi“, kaip sakydavo. Tiek sveikas protas, tiek praktinė patirtis leido daryti išvadą, kad būtina kurti specializuotas transporto priemones: pirma, tai duos didelį ekonominį efektą, antra, praplės jų panaudojimo darbams ir tyrinėjimams vandenyno gelmėse galimybes.

Pavyzdžiui, išilgai dugno nutiestų vamzdynų apžiūrai vis dar reikalingos iki 300 m panardinimo gylio pilotuojamos transporto priemonės, kurios yra nesudėtingos eksploatuoti, tačiau turi didelį veikimo spindulį. Gali būti, kad jie neturės autonominio energijos šaltinio, o gaus ją kabeliu nuo paviršiaus; juk tokiems įrenginiams nereikia ypatingo manevringumo ir mobilumo, nes jie daugiausia juda tiesia linija. Telemanipuliatoriaus jiems greičiausiai irgi neprireiks – ekipažo tikslas yra ne remontuoti dujotiekį, o jį stebėti.

Bet povandeninių kabelių ir vamzdynų tranšėjų klojimui dugno grunte reikia jau apgyvendintų transporto priemonių su visai kitais techniniais duomenimis: jos turi judėti žeme bėgiais, gaudamos energiją iš paviršiaus kabeliu, turi turėti darbui reikalingus įrankius.

Povandeninių naftos telkinių plėtra skatina plačiai naudoti priemones, skirtas techninės priežiūros personalui transportuoti iš paviršiaus į šulinių galvutes ir kitą dugne įrengtą įrangą. Jie nereikalauja didelės autonomijos ar didelio diapazono, tačiau jie turi būti patogūs. Šiuose įrenginiuose bus įrengti specialūs įrenginiai, skirti prijungti prie povandeninių namų, telemanipuliatoriai, pritaikyti įvairiems darbams su hidrauliniais ir elektriniais įrankiais, taip pat griebtuvai vamzdynų vožtuvams valdyti.

Apibendrinant tai, kas pasakyta, reikia pastebėti, kad prieš pradedant projektuoti povandeninę gyvenamąją transporto priemonę, reikia aiškiai suprasti, kokias pramonines ar mokslines problemas ja siekiama išspręsti.

Kai kurios techninės problemos

Kaip pasirinkti povandeninės transporto priemonės tipą?

Pakalbėkime apie tai, kaip pasirinkti povandeninės transporto priemonės tipą.

Iš karto pasakykime, kad tai padaryti yra sunkiau nei išsirinkti automobilį, lėktuvą ar buldozerį. Prieš užsisakydami povandeninę transporto priemonę, turite tiksliai žinoti, kam ji skirta.

Klientas gali elgtis kitaip. Pirmas variantas – klientas visiškai pasitiki dizaineriu. Deja, šiuo atveju yra visos galimybės gauti universalios povandeninės transporto priemonės projektą, skirtą fotografuoti ir filmuoti, moksliniams tyrimams ir povandeniniams darbams, gelbėjimo operacijoms ir narų pervežimui.

Antras variantas – klientas turi savo idėjų ir apgalvoja konkrečią aparato paskirtį. Tai geriausias pasirinkimas, jei visos užduotys ir tikslai yra tiksliai apibrėžti.

Tačiau bet kuriuo atveju reikia atsiminti, kad idealios povandeninės transporto priemonės nėra. Ir tai nepasirodys ateityje. Statant bet kurią povandeninę transporto priemonę, visada reikės priimti pagrįstą kompromisą, kad būtų pasiektas optimalus jo poslinkio, reikiamos įrangos svorio ir matmenų, darbinio panardinimo gylio, greičio ir autonomijos santykis ...

Poslinkis

Kurdami povandeninės gyvenamosios paskirties transporto priemonės techninį projektą, neišvengiamai susiduriame su dilema: ar ji išplaukti iš uosto ir grįžti į jį savarankiškai (kaip karinių jūrų pajėgų povandeniniai laivai), plūduriuoti paviršiuje ir po vandeniu, apsieiti be priemonių. parama, t.y. ar jis turėtų būti tikrai savarankiškas, ar apsiriboti nardymu šalia pagrindinio laivo? Prieš pasirenkant, reikia pagalvoti apie galimą poslinkį, energijos atsargas ir, galiausiai, finansinę pusę.

Kiekvienas, norintis įsiskverbti į povandeninio pasaulio paslaptis, jau seniai svajojo apie didelės talpos okeanografinį povandeninį laivą. Sukurti tokį laivą nėra ypač sunku. Galite tiesiog perstatyti karinį povandeninį laivą: sumontuoti papildomus sraigtus judėti vertikalioje ir horizontalioje plokštumose (kad būtų manevringesnis), suteikti galimybę vizualiai stebėti po vandeniu, montuoti telemanipuliatorius. Toks laivas gali pasitarnauti ir mokslui, ir pramonei. Ši idėja buvo įgyvendinta Jungtinėse Amerikos Valstijose: šalies karinėms jūrų pajėgoms priklauso branduolinis povandeninis laivas NR-1. Jo techniniai duomenys ir paskirtis yra karinė paslaptis.

„Submaray“ - „dviejų arklio galių“

Autonominės povandeninės pilotuojamos transporto priemonės tūris turi būti ne mažesnis kaip 500 tonų.Tačiau ilgą buvimą po vandeniu ir laivo mobilumą gali užtikrinti tik galingas energijos šaltinis. O tokiu šaltiniu gali būti tik atominė elektrinė. Žinoma, povandeninio atominio laivo vandentalpa gerokai viršija mūsų duotą minimalią ribą. Tokia povandeninė transporto priemonė toli gražu nėra prieinama kiekvienam ...

Ir vis dėlto, matyt, kai kuriose išsivysčiusiose šalyse atsiras branduolinių tyrimų povandeniniai laivai, rodantys nuolatinį susidomėjimą Pasaulio vandenyno plėtra dar iki 1985 m.

Jų įgulas sudarys kvalifikuoti okeanografai. Beje, pastebėkime, kad darbingą mokslinę komandą suformuoti daug sunkiau nei karinio povandeninio laivo įgulą.

Bet grįžkime prie tikrosios padėties. Nė viena šalis nepasekė JAV pavyzdžio ir mažai tikėtina, kad artimiausiais metais atsiras didelių okeanografinių povandeninių laivų. Žinoma, skaitytojas gali paklausti: ar ne geriau statyti mažiau povandeninių raketnešių ir daugiau povandeninių pilotuojamų transporto priemonių, skirtų mokslo ir pramonės poreikiams? Kaip atsakyti į tokį klausimą? Tai senos diskusijos apie tai, kas svarbiau – ginklai ar nafta...

Taigi, jei nėra galimybės naudotis dideliais povandeniniais okeanografiniais laivais, teks rinktis povandenines transporto priemones, kurioms reikalingas antvandeninis laivas. Tokia antvandeninė laivų bazė pristato povandeninę transporto priemonę į tam tikrą zoną savo denyje (kaip gabenamos iki 20 tonų sveriančios transporto priemonės) arba velkama (kaip, pavyzdžiui, velkami Aluminaut ir Ben Franklin).

Paviršiaus palaikymas

Projektuojant pilotuojamą povandeninę transporto priemonę, skirtą moksliniams tyrimams ir atliekant užduotis pramonės poreikiams, būtina vadovautis tuo, kad tai tik sudėtingo komplekso dalis. Šį kompleksą sudaro antvandeninis pagalbinis laivas, ryšio ir navigacijos priemonės bei apsaugos sistemos. Visos komplekso dalys yra tarpusavyje susijusios, viena dalis priklauso nuo kitos. Todėl, jei projektuosite ir statysite pilotuojamą transporto priemonę negalvodami apie visą kompleksą, ateityje turėsite skubėti ieškoti tinkamo antvandeninio laivo ir galvosi, kaip jį paversti baziniu laivu.

Deja, daugeliu atvejų jie būtent tai ir padarė.

Būkime, pripažinkime, ne pats geriausias. Juk tam, kad povandeninė transporto priemonė ir bazinis laivas būtų patikimas ir efektyvus tandemas, turi būti užtikrinta gerai koordinuota jų sąveika tiek eksploatacijos metu, tiek plaukiant jūra paviršinėje padėtyje bet kokiu oru, taip pat paleisti ir pakelti transporto priemonę jį ant denio. Gali būti, kad bangoje atsitrenkus į pagalbinio laivo bortą, povandeninės transporto priemonės korpusas bus pažeistas ir ta pati banga audringu oru nuplaus povandeninius laivus, bandančius atidaryti liuką ir užlipti ant denio. Tai reiškia, kad tandemas „laivas-bazė-povandeninis“ turėtų užtikrinti prisišvartavimą sunkioje jūroje ir vėlesnį įgulos perkėlimą tiesiai iš transporto priemonės liuko į laivo šliuzų kamerą.

Bazinis laivas, savo denyje gabenantis iki 20 tonų sveriančią pilotuojamą transporto priemonę, negali užtikrinti tinkamo saugumo lygio nei įgulai, nei pačiai transporto priemonei. Tiesa, aparatui pakelti laive tokie laivai turi galingus kranus su hidrauliniais griebtuvais, kurie neleidžia aparatui siūbuoti. Didelis žingsnis į priekį buvo pasiektas dėl katamaranų naudojimo kaip pagalbinių laivų, kurie turi didelių pranašumų prieš įprastus bazinius laivus.

Paprastai kiekvienas povandeninis laivas turi savo pagalbinį laivą. Taigi, „Alvin“ (tūris 30 tonų) neria iš katamarano „Lulu“, kuris, kaip pamenate, jam nesutrukdė nusileisti į dugną, o „Deep Quest“ (tūris 50 tonų) veikia, todėl kalbėti, suporuotas su katamaranu „Trans Quest“ (tūrinis 450 tonų), kurio korpusas pagal planą primena pasagą. Išplaukęs į paviršių po nardymo įrenginys patenka į tarpą tarp katamarano korpusų ir atsiduria ant 3 m panardintos kėlimo įrenginio platformos. Po jo pakėlimo įrenginys standžiai pritvirtinamas prie katamarano korpuso.

Reikia manyti, kad ateityje katamaranai daugiausia bus naudojami kaip pagalbiniai laivai. JAV karinis jūrų laivynas šiuo metu bando didelio tūrio katamaraną.

Yra ir kitų pagalbinių laivų projektų. Taigi, aparato nuleidimo ir pakėlimo sistema gali būti suprojektuota kaip pasvirusi plokštuma - rampa, kuri yra denio, besileidžiančio į vandenį, tęsinys. Tokiu atveju aparatas patraukiamas į jam skirtą vietą arba nuleidžiamas į vandenį hidrauliniu kranu arba ant specialaus vežimėlio, judančio palei rampą nutiestais bėgiais.

Ateityje, kai povandeniniams darbams vis dažniau bus naudojamos pilotuojamos transporto priemonės, tikrai bus ir kitų pagalbinių laivų modifikacijų. Tikėtina, kad tarp jų bus savaeigės pusiau povandeninės platformos ir pusiau povandeniniai laivai.

„Nardymo lėkštės“ „SP-350“ nusileidimas į vandenį

Okeanografinio povandeninio laivo charakteristikų nustatymas

Kuriant povandeninę gyvenamąją transporto priemonę, inžinierius visada yra ribojamas tam tikromis ribomis, kurias lemia daugybė tarpusavyje susijusių sąlygų. Paprastai šias sąlygas projektuotojui suteikia užsakovas techninės užduoties forma.

Štai pagrindiniai:

Įgulos dydis (įskaitant keleivius);

Maksimalus panardinimo gylis;

Savarankiškumo laipsnis;

Greitis;

Reikalingos įrangos svoris ir matmenys;

Darbo, kurį aparatas turi atlikti apačioje, pobūdis;

Aparato pristatymo į nardymo vietą būdas ir, remiantis tuo, reikalavimai pagalbiniam laivui ir pačiam aparatui.

Projektavimą reikia pradėti nuo bandymo rasti kompromisą tarp prieštaraujančių techninių specifikacijų reikalavimų, kad bendrais bruožais būtų galima nustatyti, koks turi būti aparatas.

Tai labai svarbu, nes prietaisą charakterizuojančių duomenų diapazonas yra itin didelis: juk jis gali nardyti iki 300 ar 4000 m, plaukti didelius atstumus ar veikti ribotoje dugno atkarpoje, į laivą paimti du ar šešis žmones, ir sudaryti galimybę tik stebėti pro iliuminatorių arba taip pat atlikti įvairius darbus telemanipuliatorių pagalba, būti gabenamam orlaiviu ar tempiamam pagalbiniu laivu. Projektuotojo – projekto vadovo sprendimas priklausys nuo konkrečių techninių reikalavimų.

Priėmus tokį preliminarų sprendimą, pradedama kurti pagrindinių aparato komponentų konstrukcija: tvirtas korpusas, lengvas korpusas, jėgainė, sraigtai ir įranga.

Tvirtas korpusas

Slėgio korpuso korpuso lakštų forma ir storis parenkami atsižvelgiant į naudojamas medžiagas ir panardinimo darbinį gylį, taip pat į viso aparato konstrukciją. Tvirtas korpuso matmenys nustatomi atsižvelgiant į įrangą, kurią reikia įdėti į jį. Nustačius korpuso stiprumą apibūdinančius parametrus, jie dauginami iš saugos koeficiento, siekiant kompensuoti galimą stiprumo charakteristikų sumažėjimą dėl naudojamų medžiagų struktūros nevienalytiškumo, korozijos ir projektinių skaičiavimų klaidų. Paprastai dideliems gyliams koeficientas yra lygus 1,5, o sekliems - 2 arba 3.

Tvirtas korpusas turi sėkmingai atlaikyti du milžiniško hidrostatinio slėgio poveikius – lenkimo deformacijas ir per didelius įtempius, atsirandančius dėl korpuso medžiagos gniuždymo. Pageidautina, kad abiejų poveikių kritinio slėgio vertės atitiktų viena kitą. Jei to pasiekti nepavyksta, problemą reikia spręsti kitaip. Pavyzdžiui, galima pagaminti plieninį korpuso korpusą, bet tada jo komplektą sustiprinti standikliais pagal maksimalių įtempių linijas.

Atsižvelgiant į didžiausio stiprumo užtikrinimo reikalavimus, parenkama ir patvaraus korpuso forma. Tvirtas kūnas gali būti sferinis, elipsoidinis, cilindrinis arba gali būti sudarytas iš kelių sferų, sujungtų cilindriniais perėjimais. Patvaraus korpuso apvalkalo lakštai „susiūti“ elektriniu suvirinimu, kurio patikimumas jau ne kartą buvo išbandytas nardant giluminėje jūroje.

Trys sferos, sudarančios „DSRV“ tvirtą korpusą

„Gimda“ „Gili Questa“

Sfera, kurios skersmuo iki 2,5 m, nepaisant gamybos sunkumų, yra geriausias konstruktyvus tvirto kėbulo sprendimas gyvenamajai transporto priemonei: būtent sfera užtikrina optimalų svorio ir tūrio santykį. Skaičiuodami tvirto korpuso konstrukciją, jie užtikrina, kad šis santykis būtų kuo mažesnis, nes tai užtikrina teigiamą aparato plūdrumą.

Kuo didesnis povandeninio laivo veikimo gylis, tuo storesnė turi būti slėgio korpuso oda. Jei, padidėjus svoriui, aparatas įgauna neigiamą plūdrumą, būtina naudoti užpildą, kurio savitasis svoris mažesnis nei vandens, pavyzdžiui, įvairių sintetinių medžiagų. Galima daryti prielaidą, kad 1 kg mažo tankio (0,5) medžiagos kompensuoja 0,5 kg neigiamo plūdrumo. Tačiau tai padidina aparato tūrį ir jo svorį už vandens ribų. Dėl to reikia didinti variklių galią, o tai reiškia, kad baterijų – energijos šaltinio – svoris auga. Tikrai grandininė reakcija!

Tai leidžia daryti išvadą, kad povandeninei transporto priemonei reikalingos naujos konstrukcinės medžiagos – metalai ar nemetalai, kurie būtų lengvesni už plieną, tačiau nenusileidžiantys jam savo stiprumu, o svarbiausia – tiktų didelių detalių gamybai. aparato korpuso. Be to, šios medžiagos neturėtų būti labai brangios.

Trumpai apsistokime ties kai kurių konstrukcinių medžiagų fizinėmis ir mechaninėmis savybėmis.

Visų pirma, plačiai naudojamas įvairių rūšių didelio stiprumo ir itin tvirtas plienas, kurio takumo riba nuo 70 iki 175 kg/mm2 – „vascojet-90“ (80 kg/mm2), „mar kanteliai“ (100 ir 140). kg/mm2).

Aliuminio lydiniai buvo naudojami patvariam Aluminaut korpusui. Šio aparato korpusas yra cilindro formos, o laivagalis ir laivapriekis baigiasi pusrutuliais. Pagal Aluminaut projektą jis gali pasinerti į 4000 m gylį, tačiau per visą eksploatavimo laikotarpį nenuskendo daugiau nei 2500 m.

Aliuminio lydinių privalumas – mažas jų tankis (2,7 g/cm3) ir veiksmingos antikorozinės apsaugos (vadinamoji anodo apsauga) galimybė.

Tačiau perspektyviausia medžiaga giliavandenėms transporto priemonėms dabar laikomas titanas, kuris, būdamas pakankamai mažo tankio (4,5 g/cm3), pasižymi dideliu atsparumu korozijai * , dideliu tempimo stiprumu ir dideliu takumo ribu. Yra įvairių titano lydinių su aliuminiu, alavu, vanadžiu, molibdenu ir chromu, iš kurių galima išlieti reikalingas detales, ritininius lakštus korpuso dengimui. Titano ir jo lydinių lakštų suvirinimas jau gerai įvaldytas. Plačiam titano naudojimui trukdo kai kurie techniniai sunkumai, ypač statant didelės talpos laivus. Ir vis dėlto modernizuoto „Alvin“ korpusui bus naudojami titano lydiniai.

* (Titano korozija esant aukštam slėgiui dar nėra pakankamai ištirta.- Apytiksl. red.)

Kartu su patikrintais metalų lydiniais pradėjo atsirasti nemetalinės medžiagos – vienalytės arba sudėtinės. Tačiau kol visi jie yra testuojami ir dar nebuvo plačiai naudojami.

Keista, bet viena iš šių medžiagų yra stiklas. Jis turi didelių pranašumų prieš kitas medžiagas, iš kurių gaminami giliavandenių transporto priemonių korpusai. Jo tankis yra mažas (2,5 - 4 g / cm3), o atsparumas gniuždymui yra didelis. Labai svarbu yra šios medžiagos skaidrumas. Deja, stiklas nėra tokio didelio smūgio stiprumo, kokio norėtume, o esant dideliam standumui, jo atsparumas lenkimui yra nepakankamas (tačiau atsparumą lenkimui galima padidinti grūdinant). Konstrukcinės medžiagos gamyba iš stiklo yra sudėtingas dalykas.

„Nardymo lėkštės“ „SP-3000“ „stuburas“

Stiklo panaudojimo galimybes povandeninių transporto priemonių statybai JAV kompleksiškai ištyrė bendrovė „Corning Glass“. Eksperimentinę dviejų asmenų akrilo plastiko panardinamą sferą jau bando JAV karinis jūrų laivynas. Jis skirtas nardymui į 200 m gylį Aparatą sukonstravo Linko įmonė (Perry projektas). Manoma, kad puikios vizualinio stebėjimo galimybės suteikia šiai povandeninei pilotuojamai transporto priemonei reikšmingų pranašumų prieš konstrukcijas iš nepermatomų medžiagų. Tačiau jo naudojimą labai apsunkina tai, kad, nors akrilo dėklas yra apsaugotas metaliniu rėmu, su juo reikia elgtis labai atsargiai.

Dow Chemical sukūrė aukštos stiprumo charakteristikas pasižyminčią medžiagą - tai pirokeramo-9606 stiklas, galintis atlaikyti daugiau nei 250 kg/mm2 dviašius gniuždymo įtempius.

Tam tikras perspektyvas povandeninei laivų statybai taip pat atveria laminuotas plastikas, kuris jau rado pritaikymą automobilių kėbulų gamyboje, ir kompozitinės kompozicijos, tokios kaip stiklas-aliuminis.

Domina dizaineriai ir tokios medžiagos kaip "sumuštinis": plastikas - metalas ir metalas - metalas. Jie turi didesnį atsparumą lenkimui nei to paties svorio homogeninės medžiagos, kuri pasiekiama klojant korinę struktūrą, kuri gerai atspari gniuždymui tarp metalinių (plastikinių) korpusų.

Povandeninėms konstrukcijoms pravartu naudoti iš anksto įtemptą gelžbetonį. Ši medžiaga yra nebrangi, o statybos įmonės jau gerai įsisavino jos gamybą ir pritaikymą. Didelio stiprumo betonas nėra atsparus korozijai, todėl yra plačiai naudojamas povandeninių platformų statybai. Kalifornijos pakrantės vandenyse bandoma iš gelžbetonio pastatyta povandeninė pilotuojama laboratorija.

Ar vieną gražią dieną pasirodys gelžbetoninis povandeninis laivas?

Švedijoje pasirodė tokios povandeninės transporto priemonės projektas. Bendras jo svoris – su sąlyga, kad aparatas bus naudojamas santykinai nedideliame gylyje – matyt bus tame pačiame diapazone kaip ir metalinio aparato svoris.

Tvirtas povandeninio laivo korpusas yra jo šerdis. Jame yra įgula ir navigacijos priemonės. Visa kita - varikliai, generatoriai ir akumuliatoriai, suslėgto oro tiekimas ir gyvsidabrio apdailos sistema, balastas ir mėginių dėžės - pagal projektą yra lengvoje dėžutėje, taip pat kietas užpildas (stiklo karoliukai, kurių skersmuo nuo 20 iki 130 mikronų , užpildytas epoksidine derva), užtikrinantis teigiamą plūdrumą.

Energijos šaltiniai

Povandeninės transporto priemonės greitis ir nuotolis, galimybė atlikti tam tikrus darbus priklauso nuo jos jėgainės galios. Vizualiniam prožektoriumi apšviestos apatinės dalies stebėjimui patartina turėti ne didesnį nei 3 mazgų greitį, antraip objektai stebėtojo regėjimo lauke atsidurs per trumpai. Be to, didelio greičio nereikia ir saugumo sumetimais: eidamas arti dugno, įrenginys gali atsitrenkti į akmenį ar kitą povandeninę kliūtį.

Aparatas turi būti suprojektuotas taip, kad bent dvi valandas galėtų plaukti panardintas. Maži povandeniniai laivai, kuriuose nėra sąlygų įgulai ilsėtis, panardinami ne ilgiau kaip aštuonias-dešimčiai valandų – tai yra jų autonomijos riba.

Įrenginio jėgainė taip pat turi užtikrinti telemanipuliatoriaus ir gamybinės įrangos, su kuria jis aprūpintas (įvairūs įrankiai povandeniniams darbams, grąžtai ir kt.), veikimą. Norint dirbti po vandeniu nuo dviejų iki dešimties valandų, reikia turėti maždaug 30–100 kWh energijos rezervą. Projektuodamas povandeninę transporto priemonę, dizaineris parenka jėgainės tipą pagal svorį, matmenis, galią, patikimumą ir kainą.

Paprastai baterijos naudojamos kaip energijos šaltinis. Jie dedami arba į tvirtą korpusą (kaip ant povandeninių laivų ir ant Aluminaut), arba išimami iš jo, kad būtų išvengta baterijų išskiriamo vandenilio sprogimo. Pastaruoju atveju baterijos dedamos į alyva užpildytą talpą, kuri apsaugo jas nuo hidrostatinio slėgio ir saugo elektrolitą nuo sąlyčio su jūros vandeniu. Dujoms išleisti ant talpyklos sumontuotas apsauginis vožtuvas.

Dauguma povandeninių laivų turi švino rūgšties akumuliatorius, kartais net to paties tipo, kaip ir įprastose transporto priemonėse. Jų savitoji energija, t.y., energijos rezervo ir šaltinio masės santykis yra nedidelis: tik 25 - 30 Wh/kg, tačiau tokios baterijos yra pigios, lengvai naudojamos ir lengvai įkraunamos. Sidabriniai-cinko akumuliatoriai yra daug efektyvesni, jų savitoji energija yra tris ar keturis kartus didesnė nei švino baterijų, tačiau jie yra daug brangesni ir reikalauja daugiau kvalifikuotos priežiūros.

Daug žada ir kitų tipų baterijos, tarp jų ir naudojamos palydovuose: nikelio-kadmio ir sidabro-kadmio (specifinė energija atitinkamai 25 ir 70 Wh/kg). Didžiąsias galimybes atveria sieros – vario sulfato poros panaudojimas baterijose, kurių savitoji energija yra 300 Wh/kg, tačiau tokios baterijos vis dar bandomos laboratorijose.

Pastaraisiais metais buvo sukurta keletas kuro elementų tipų, kurie gali būti naudojami mažos galios elektrinėse. Tokia elektrinė, kurios galia siekė tik 10 kW, veikė amerikiečių „Apollos“ laive.

Kuro elementų naudojimas leis ateityje padidinti povandeninių transporto priemonių kreiserinį diapazoną, nors tam dar reikės išspręsti daugybę techninių problemų. Tokios jėgainės pranašumas prieš baterijas yra ir sutrumpėjęs įkrovimo laikas, mažesnis svoris. Kuro elementų tarnavimo laikas priklauso nuo elektrodų eksploatavimo trukmės, kuri gali viršyti 1000 valandų.

Ilgą laiką jų naudojimas buvo ribojamas dėl didelės platinos kainos (jau yra sukurti pigesni kuro elementai, kuriems nereikia naudoti šio tauriojo metalo). Be to, prekyboje parduodamiems vandenilio-deguonies kuro elementams reikalingas temperatūros, slėgio ir elektrolitų tankio stabilumas, o tai sunku pasiekti povandeninėje transporto priemonėje. Kuro elementai, kurių pagrindą sudaro hidrazinas ir deguonis, šio trūkumo neturi. Tačiau hidrazinas yra brangus.

Pirmieji rimti kuro elementų kaip energijos šaltinio panaudojimo galimybės Švedijoje buvo atlikti karinio jūrų laivyno povandeniniuose laivuose. Pagal ACEA projektą vandenilis turėjo būti gaunamas krekinguojant amoniaką, tačiau tokiai jėgainei būtinos įrangos matmenys ir svoris pasirodė per dideli. Todėl projektas nebuvo įgyvendintas.

Jau kalbėjome apie atominių elektrinių privalumus, tačiau esant dabartiniam technologijų išsivystymo lygiui, jos tinka tik didelės talpos povandeniniams laivams.

Varomosios jėgos rūšys

Tiek povandeniniams laivams, tiek antvandeniniams laivams sraigtai ir toliau yra efektyviausias varymo būdas. Tiesa, reaktyviniai varomieji įrenginiai suteikia aparatui didesnį manevringumą, tačiau jų efektyvumas mažas. Matyt, artimiausiu metu iš esmės naujų judėjų neatsiras.

Povandeninių transporto priemonių sraigtus varo elektros varikliai. Kartais naudojami ir hidrauliniai varikliai. Paprastai jie abu yra lengvame korpuse, nes dideliame gylyje labai sunku užtikrinti sraigto veleno sandariklių sandarumą.

Sraigtų sraigtų velenų padėtis leidžia įrenginiui judėti aukštyn arba žemyn, pirmyn arba atgal ir apsisukti vietoje. Kai kuriuose įrenginiuose yra numatyta speciali sraigto velenų ašies padėtį valdanti sistema, leidžianti naudoti tuos pačius sraigtus judėjimui tiek horizontalioje, tiek vertikalioje plokštumose.

Paprastai nuolatinės srovės elektros varikliai naudojami povandeninėse transporto priemonėse. Tačiau kintamosios srovės varikliai leidžia sklandžiau reguliuoti sraigto veleno apsisukimų skaičių, be to, jie neturi srovės kolektorių ir kolektorių. Tačiau kadangi baterijos ir kuro elementai teikia nuolatinę srovę, kintamajai srovei gauti reikalingi keitikliai. Keitikliai paprastai turi būti patalpinti tvirtame korpuse. Pastaraisiais metais pasirodę tiristorių pagrindu veikiantys srovės keitikliai yra lengvesni nei įprastiniai umformeriai, tačiau jie turi nemažai trūkumų, tačiau jie visiškai pašalinami.

Vis dėlto lengviau naudoti nuolatinės srovės variklius, kurių du ar trys greičiai perjungiami reostatu. Būtina tik užkirsti kelią greitam šepečių ir komutatorių užteršimui, kuris yra susijęs su variklių išdėstymu alyva užpildytose talpyklose, kurios, kaip jau minėjome, yra sumontuotos už tvirto korpuso. Šis užterštumas, ribojantis varomųjų variklių eksploatavimo laiką, atsiranda tuo greičiau, kuo giliau veikia aparatas (šio reiškinio priežastis kol kas neaiški – galbūt dėl ​​slėgio padidėjimo pasikeičia vidinė grafito struktūra).

Komutatorių ir šepečių užteršimo galima išvengti įdėjus elektros variklius į kapsulę, užpildytą inertinėmis dujomis, kurios slėgis turi nuolat susilyginti su išoriniu hidrostatiniu slėgiu nardant ir kylant į transporto priemonę. Galite pritaikyti ir kitus techninius sprendimus, tačiau tai pareikalaus papildomų išlaidų.

Taigi, mes darome išvadą, kad geriausias sprendimas yra nuolatinės srovės variklis be šepetėlių ...

Iliuminatoriai

Iliuminatoriai dažniausiai gaminami iš organinio stiklo. Jie turi nupjauto kūgio formą, kurio mažesnis pagrindas yra tvirto kūno viduje. Aplink skylutes, į kurias įstatomas iliuminatorius, korpusui sutvirtinti sumontuoti specialūs žiediniai standumo briaunos. Vizualiai stebint pro iliuminatorių, labai svarbi stebėtojų padėtis jo atžvilgiu – pilotas, manipuliatoriaus operatorius ir kt.

„Nardymo lėkštės“ tipo įrenginiuose pilotas valdo gulėdamas – tokia padėtis suteikia jam maksimalų matomumą. Stebėtojas – jis taip pat yra manipuliatoriaus operatorius – taip pat dirba gulėdamas ir turi tą patį regėjimo lauką. Taigi tokio tipo įrenginiuose ir pilotas, ir operatorius vienu metu stebi situaciją už borto.

Kituose įrenginiuose ekipažas dirba sėdėdamas. Tai, žinoma, mažiau vargina ir yra patogiau nei kelias valandas dirbti gulint. Tačiau tai sumažina matymo lauką. Be to, šviesos spindulių lūžimas ir sklaida vandens ir oro aplinkos ribose taip pat pablogina stebėjimo sąlygas.

Vizualinio stebėjimo po vandeniu galimybes galima praplėsti naudojant specialią optinę įrangą, uždaros grandinės televizijos sistemas (jos montuojamos ypač povandeniniuose laivuose DSRV ir Deep Quest), periskopus, su kuriais įgula gali matyti, kas vyksta aukščiau. ir po transporto priemone (įdiegta ant "DOWB") įvairių tipų prožektoriai ir atšvaitai, šviesolaidis...

Apskritai reikėtų išnaudoti visas galimybes pagerinti vizualinio stebėjimo po vandeniu sąlygas.

Atmosferos sudėties stebėjimas povandeninėje transporto priemonėje

Atmosferos sudėties kontrolė iš tikrųjų susideda iš anglies dioksido ir įvairių kvapų pašalinimo iš jos, tiekiant reikiamą deguonies procentą, taip pat sumažinant drėgmę.

Paprastai anglies dvideginio pašalinimas pasiekiamas sumontavus reikiamą skaičių kasečių su absorbentu – kalcinuota soda. Kvapus sugeria aktyvuota anglis. Kitos medžiagos taip pat gali būti naudojamos kaip absorbentai. Silikagelis naudojamas drėgmės lygiui sumažinti.

Povandeninės transporto priemonės atmosfera deguonimi papildoma automatiškai arba rankiniu būdu, tam atidaromi atsarginių cilindrų su suspaustu deguonimi pavarų dėžių vožtuvai. Deguonies tiekimas priklauso nuo duotos autonomijos. Mažoms povandeninėms transporto priemonėms jis skirtas maždaug parai.

Pastaruoju metu povandeninės transporto priemonės regeneracijai pradeda naudoti kalio peroksidą. Ši cheminė medžiaga, nuo seno naudojama kariniuose povandeniniuose laivuose, turi savybę sugerti anglies dioksidą ir išskirti lygiavertį kiekį deguonies. Prieš kurį laiką jo buvo atsisakyta dėl vykstančios reakcijos nestabilumo, sukelto jo granulių sukepinimo. Dabar prancūzų firma Air Liquide gamina šį chemijos produktą tablečių pavidalu, kuris, kaip parodė bandymų rezultatai, užtikrina anglies dioksido įsisavinimo ir deguonies išsiskyrimo reakcijos stabilumą.

Telemanipuliatoriai

Telemanipuliatoriai plačiausiai naudojami branduolinių tyrimų centruose atliekant įvairius darbus su objektais, esančiais radiacijos pavojingoje zonoje. Per pastaruosius penkiolika metų jie gerokai pagerėjo. Dizaineriai sukūrė telemanipuliatorius, kurie per atstumą – per storą apsauginį ekraną – atkuria operatoriaus rankos ir pirštų judesius.

Ko reikia norint sukurti „teleranką“?

Norint suteikti judesių galimybę trijų koordinačių sistemoje, būtina atkurti judėjimo ir sukimosi judesius (tai yra šeši laisvės laipsniai), taip pat suspaudimą ar fiksavimą (septintasis laisvės laipsnis). Žinoma, visai nebūtina, kad kiekvienas manipuliatorius turėtų visus išvardintus laisvės laipsnius. Paprasčiausias manipuliatorius yra cukraus žnyplės, kurios turi tik vieną laisvės laipsnį sugriebti. Norėdami pereiti prie kitų rūšių judėjimo, turime naudoti šarnyrinius sąnarius, kurie imituoja mūsų rankos sąnarius.

Telemanipuliacijos sistemos paprastai skirstomos į du tipus.

Pirmoji iš jų yra vadinamosios „valdytojo-vergo“ sistemos (kopijavimo manipuliatoriai), kurios plačiai naudojamos darbui radiacijai pavojingose ​​zonose. Jie susideda iš „švarioje“ zonoje esančios „komandinės rankos“ ir „nešvarioje“ zonoje veikiančios „verginės rankos“, atkuriančios visus „komandos“ judesius. Perkeliant valdymo judesį iš „komandinės rankos“ į „pavaldinį“ veiksmą – jei yra poreikis – pranešama apie reikiamą stiprinimą. Komandas iš vienos zonos į kitą duoda kabeliai, einantys per skiriamąjį apsauginį ekraną. Būtent dėl ​​šios priežasties povandeninėms transporto priemonėms netinka „šeimininko-pagalbos“ sistemos, nes kabeliai, prasiskverbę į tvirtą korpusą, apsunkina jo sandarinimą ir mažina stiprumą.

Povandeninėse transporto priemonėse buvo naudojami antrojo tipo telemanipuliatoriai, kurie neatkuria rankų judesių, o tiesiog leidžia atlikti daugybę elementarių judesių: judėjimą erdvėje, sukimąsi, fiksavimą. Jie valdomi specialiu nuotolinio valdymo pulteliu, esančiu tvirtame korpuse. Manipuliatoriaus darbiniai korpusai yra varomi hidraulinėmis arba elektrinėmis pavaromis, o valdymo komandų vykdomieji varikliai ir stiprintuvai yra lengvame korpuse.

Šiuo atveju per tvirtą korpusą praeina tik vienas kabelis, per kurį perduodami komandų signalai.

„Rankos“ telemanipuliatorius veikia

Pramonė dar negamina masinės gamybos manipuliatorių. Tiesą sakant, kiekvienai povandeninei transporto priemonei sukuriamas originalus dizainas, kartais paprastas, kartais labai sudėtingas (tačiau pastarasis visai nekalba apie jos pranašumus ar efektyvumą).

Visi šie modeliai labai skiriasi savo galimybėmis. Kai kurie iš jų sugeba atlikti tik pačias paprasčiausias operacijas – pavyzdžiui, pakelti lengvą objektą, o įrenginys tam turi atlikti manevrą, kompensuodamas ribotas manipuliatoriaus galimybes. Kiti dirba įvairiausius darbus. Sudėtingi manipuliatoriai gali pakelti 100 kg krovinį ir tuo pačiu paimti kiaušinį ne mažiau atsargiai nei žmogaus ranka.

Manipuliatorius, atkuriantis žmogaus rankos judesius, yra sudėtingo dizaino, todėl kainuoja daug pinigų. Todėl dabar jie nebesistengia užtikrinti, kad jis tiksliai atkartotų žmogaus rankos judesius. Valdančiojo-pavaldžios sistemos manipuliatoriaus ranka negali atlikti daug to, ko reikia povandeniniams darbams atlikti, nes ji gali atlikti tik gana paprastus veiksmus – paimti mėginį, pritvirtinti laidą... Norint atidaryti arba uždaryti povandeninių vožtuvų vamzdynus, tvirtinti konstrukcijas ir kitus povandeninius darbus – ir visos šios operacijos reikalauja didelių pastangų – reikia turėti galimybę nuotoliniu būdu pakeisti vieną įrankį kitu. Visas šias operacijas gali atlikti telemanipuliatoriai, skirti atlikti ribotą operacijų skaičių ir naudojami labai specifinėms problemoms spręsti.

Navigacija ir bendravimas

Povandeninis laivas juda vandens stulpelyje trimis matmenimis – kaip lėktuvas ore. Ir kaip orlaivis, povandeninis laivas turi turėti instrumentus, kurie bet kuriuo metu leistų nustatyti jo koordinates, taip pat palaikyti ryšį su baze, su kitais povandeniniais laivais ir objektais paviršiuje.

Trumpam nardant į negilius gylius, kur saulės šviesa prasiskverbia iki pat dugno, kraštutiniais atvejais galima apsieiti be navigacijos įrangos. Tokio įrenginio įgula gali vizualiai naršyti pagal iš anksto dugne nustatytus etalonus (pavyzdžiui, pagal plūdurus). Tačiau taip naršyti po vandeniu leistina tik fotografuojant ar filmuojant povandenines grožybes. O gyventi tinkamų transporto priemonių ekipažas, atliekantis mokslines ar gamybines užduotis, turi tiksliai žinoti jų koordinates.

Hidroakustinės navigacijos sistemos leidžia greitai ir pakankamai tiksliai nustatyti povandeninės transporto priemonės buvimo vietą (tokia įranga sumontuota, pavyzdžiui, „DSRV“ ir „Deep Quest“ laivuose). Šis įrenginys leidžia gauti grafinį nueito kelio vaizdą, kuris nupieštas specialioje planšetėje; be to, jis užtikrina automatinį povandeninio laivo valdymą.

Naudojant hidroakustines navigacijos sistemas, povandeninės transporto priemonės padėtis nustatoma santykinėje koordinačių sistemoje, sudarytoje iš iš anksto įdiegtų hidroakustinių etalonų. Tokie etalonai gali veikti arba nuolatinio emiterio režimu, tam tikru dažniu tam tikru dažniu tiekdami hidroakustinius signalus (vadinamieji signalai), arba kaip hidroakustiniai atsakikliai (vadinamieji atsakikliai), skleidžiantys signalą tik tada, kai gautas prašymas iš povandeninės transporto priemonės sonaro. Turėdami signalinį signalą, galite nustatyti jo kryptį ir eiti į vietą, kurioje jis sumontuotas. Todėl dažniausiai jie naudojami kaip vietos nustatymo švyturiai, padedantys apačioje rasti norimą objektą, mokslinius instrumentus ir pan.. Realiems navigacijos tikslams dažniausiai naudojami atsakikliai, kurių atsakymas į užklausą leidžia nustatyti tiek guolis ir atstumas tarp jo ir povandeninės transporto priemonės, o tai leidžia gauti savo koordinates.

Paėmę kelių skirtingais dažniais veikiančių atsakiklių guolius, galite dar tiksliau nustatyti savo vietą.

Tačiau povandeninei transporto priemonei reikalingos ne santykinės, o absoliučios, t.y., geografinės koordinatės. Norėdami tai padaryti, hidroakustinių etalonų išdėstymo taškai susiejami su žemėlapiu, o tai daroma naudojant pakrantės navigacijos orientyrus, jei pakrantė yra arti, arba pakrantės ar palydovinės radijo navigacijos sistemas. Tokį surišimą daro antvandeninis pagalbinis laivas, veikiantis kartu su povandenine transporto priemone.

Paviršiaus atraminis laivas, kaip taisyklė, yra virš hidroakustinių etalonų, jais valdydamas savo padėtį. Povandeninė transporto priemonė ir antvandeninis laivas palaiko nuolatinį ryšį vienas su kitu per hidroakustinį kanalą. Iš įrenginio jie periodiškai praneša paviršiui apie savo veiksmus, kursą, greitį, atstumą iki žemės ir panirimo gylį.

Praktiškai padaryti viską, apie ką ką tik kalbėjome, nėra taip paprasta. Povandeninio laivo įgula turi turėti didelę navigacijos ir sąveikos su paviršiniu pagalbiniu laivu patirtį, kad galėtų efektyviai naudoti hidroakustinius etalonus ir kitas hidroakustinio ryšio priemones.

Netęsime įvairios įrangos, įtrauktos į okeanografinės povandeninės transporto priemonės borto navigacijos sistemą - echoloto ir gylio matuoklių, girokompaso, Doplerio sonarų, leidžiančių matuoti greitį dugno atžvilgiu, paieškos sonarų ir kt., aprašymo.

Visa tai jau gerai žinoma.

Pakalbėkime išsamiau apie kai kurias povandenines transporto priemones.

Batiskafų išradėjas profesorius Auguste'as Piccardas pasiekė puikių rezultatų panaudodamas aeronautikos principus, žinomus nuo oro balionų laikų, kurdamas giliavandenes gyvenamąsias transporto priemones. Daugelis jau pamiršo, kad oro balionai ir dirižabliai leido žmonėms įvaldyti apatinius atmosferos sluoksnius, o stratosferiniai balionai padėjo pasiekti erdvės slenkstį. 1932 metais O. Piccardas ir M. Cosinsas stratosferos balione „FNRS“ *, kurį Piccard pastatė globojant Belgijos nacionaliniam mokslinių tyrimų fondui, pasiekė 16 900 m aukštį.

* (FNRS yra santrumpa, sudaryta iš Belgijos nacionalinio tyrimų fondo pavadinimo pradinių raidžių.- Pastaba. vert.)

30-ųjų viduryje Piccardas nusprendė nusileisti iš dangaus į jūros gelmes. Tačiau iš esmės naujo tipo giliavandenių transporto priemonių projektas nebuvo iš karto įgyvendintas – karas tam sutrukdė. Tačiau jau 1945 metais Pikaras pradėjo statyti batiskafą.

Principas

Pikkara projekto idėja yra nepaprastai paprasta.

Kad žmonės nusileistų į vandenyno gelmes, reikalinga sandari kapsulė, kuri atlaikytų didžiulį spaudimą. Tokia kapsulė neišvengiamai bus labai sunki, todėl turės didelį neigiamą plūdrumą. Taigi, jos svorį reikia kompensuoti prie kapsulės pritvirtinant plūdę su lengvesniu už vandenį skysčiu. Todėl Piccard nusprendė naudoti ... benziną. Benziną būtų galima įdėti į elastingą apvalkalą, tačiau, atsižvelgiant į poreikį užtikrinti aparato manevringumą, patogumą jį prižiūrėti eksploatacijos metu, taip pat bangų poveikį paviršiui, plūdė buvo pagaminta iš plonos. plieno lakštų.

Plūdė – jos neapleista ir šiandieniniuose batiskafuose – vamzdžiais bendrauja su aplinkiniu jūros vandeniu. Tai kompensuoja benzino tūrio pokytį veikiant hidrostatiniam slėgiui. Kadangi vanduo ir benzinas turi skirtingą savitąjį svorį, jūs negalite bijoti, kad jie susimaišys.

Kaip kinta batiskafo plūdrumas panirimo ir pakilimo metu? Reikiamas plūdrumas pasiekiamas atitinkamai keičiant benzino tūrį ir balasto – šūvio – svorį, laikomą bunkeriuose elektromagnetais.

Panardintas veikiant hidrostatiniam slėgiui, taip pat sumažėjus aplinkos temperatūrai, benzinas susispaudžia. Todėl didėjant gyliui, aparato svoris didėja. (Tiesa, tuo pat metu didėja jūros vandens tankis ir benzino kaitimas jį suspaudžiant, tačiau šie „veiksniai nekompensuoja batiskafo svorio padidėjimo.) Todėl, jei nardymas yra per greitai, jūs turite numesti dalį balasto, išjungiant tam tikras elektromagnetų grupes. Gali atsitikti taip, kad balasto jie nukrenta daugiau nei reikia, ir nardymas per daug sulėtės arba visai sustos. nuotoliniu būdu valdomas vožtuvas, dalis benzino išleidžiama iš plūdės, sumažėja aparato plūdrumas ir jis vėl pradeda skęsti.

Pirmieji batiskafai ant dugno „nutūpė“ kreipiamojo – inkaro grandinės ar ant troso kabančio krovinio – pagalba. Kai tik grandinė ar krovinys palietė žemę, bendras aparato svoris sumažėjo, jo plūdrumas tapo teigiamas – ir batiskafas „prisirišo“.

Tačiau kreipiamųjų lašų naudojimo teko atsisakyti: kreiptuvui prisilietus prie žemės, iš dugno pakyla krituliai, o matomumas smarkiai pablogėja.

Šiuolaikiniai batiskafai „nutūpia“, vadovaudamiesi echoloto rodmenimis. Artėdamas prie dugno, pilotas sumažina skendimo greitį ir sustabdo įrenginį tam tikru atstumu nuo dugno. Batiskafui nesuteikęs nulinio plūdrumo, jis veda jį aukščiau dugno, manevruodamas vertikalių vairų pagalba išvengdamas povandeninių kliūčių. Atlikęs suplanuotą darbo programą, pilotas išjungia elektromagnetus, numesdamas balastą į dugną, o lengvasis aparatas išskuba į paviršių.

Batiskafo evoliucija

Pirmoji karta

Pirmasis batiskafas „FNRS-II“* buvo pastatytas Belgijoje. Jo bandymai buvo atlikti 1948 m., dalyvaujant Prancūzijos karinėms jūrų pajėgoms.

* (O. Piccardas batiskafą pavadino „FNRS-II“, nes jo stratosferinis balionas turėjo * pavadinimą „FNRS-I“.- Pastaba. vert.)

Jau pirmieji nusileidimai parodė, kad aparatas, puikiai pritaikytas plaukiojimui po vandeniu, yra bejėgis net esant šviesioms bangoms paviršiuje, o plūdės, kuri yra lengva konstrukcija, pritvirtinta prie tvirto kūno sferos, forma nesikeičia. atitinka pagrindinius hidrodinamikos reikalavimus ...

Taip pat paaiškėjo, kad parengiamosios operacijos prieš nardymą užima daug laiko, o pačios operacijos yra labai sudėtingos. Taigi, įgula turėjo užimti savo vietas batiskafe dar prieš tai, kai laivo kranas jį iškėlė iš triumo ir nuleido į vandenį. Tada aparatas buvo prišvartuotas prie laivo borto ir specialia žarna plūdė pradėta pildyti benzinu, o tai užtruko kelias valandas. Padidėjęs jaudulys gali sutrikdyti nardymą.

Patyrę buriuotojai puikiai žino, kaip dažnai tai, kas atrodė absoliuti dizaino tiesa, neatlaiko išbandymų jūroje, kaip ne tokie reikšmingi dizaino trūkumai esant geram orui per audrą virsta nelaime.

Su šiomis gerai žinomomis tiesomis teko susidurti ir pirmojo pasaulyje batiskafo kūrėjui.

Kai visi parengiamieji darbai buvo atlikti, batiskafas pirmą kartą nardė. Įrenginys be įgulos nusileido į 1380 m gylį ir saugiai pakilo į paviršių. Tuo tarpu stiprus vėjas perskyrė bangą. Neatlaikiusi bangų smūgio, plūdė įtrūko ir nutekėjo. Dar šiek tiek – ir katastrofa būtų buvusi neišvengiama. Laimei, pagalbiniam laivui pavyko nutempti smarkiai apgadintą povandeninį laivą į Dakarą.

Pirmojo povandeninio laivo karjera buvo gana trumpa, o jo bandymų vandenyne rezultatai kiek nuvylė gelmių užkariavimo entuziastus, nes W. Beebe batisferos rekordas nebuvo viršytas. Tačiau jie ir toliau dėjo viltis į tokio tipo aparatą, nes suprato, kad nors batiskafo bandymai baigėsi nesėkmingai ir aparatas tikrai neatitiko visų būtinų reikalavimų, pats Pikaro principas vis dėlto buvo nepriekaištingas.

Batiskafas "Triestas"

Antroji karta

Pagal susitarimą su Belgijos nacionaliniu mokslinių tyrimų fondu Prancūzijos laivynas pradėjo tobulinti batiskafą. Komandos leitenantas J. Wuo užsiėmė projektavimo tobulinimu, vadovaujamas inžinieriaus J. M. Temp, o vėliau inžinieriaus P. Vilmos.

Dizaino pakeitimai buvo tokie reikšmingi, kad batiskafas gavo naują pavadinimą – „FNRS-III“. Po trijų sėkmingų nardymų jis prisijungė prie Prancūzijos laivyno.

„FNRS-III“ iš savo pirmtako paveldėjo tvirtą korpusą, tačiau jo lengvo korpuso ir plūdės kontūrai buvo gerokai patobulinti. Patobulinta degalų papildymo sistema dabar leido tempti batiskafą su užpildyta plūde. Taigi, nereikėjo kaskart prieš nardymą plūdės užpildyti benzinu, o paskui vėl nusausinti, pumpuojant benziną į laivą, kai batiskafas išplaukė į paviršių. Batiskafo denyje, kaip ir kariniuose povandeniniuose laivuose, atsirado kabina, iš kurios per plūdę einantį šachtą įgula nusileido į slėginio korpuso liuką. Panardinant šachta buvo pripildoma vandens, o iškilus į paviršių, buvo prapučiama suslėgtu oru. Taigi įgula dabar galėjo įeiti į batiskafą prieš pat nardymą ir išeiti iš jo pakilusi, nelaukdama, kol aparatas bus pakeltas į pagalbinį laivą.

1954 metais J. Wuo ir P. Wilmas „FNRS-III“ skrido netoli Dakaro į 4050 m gylį. Galiausiai batiskafas įsiskverbė į jūros gelmes. Nuo tada jie tapo prieinami moksliniams tyrimams.

Netrukus Pikaras išsiskyrė su Prancūzijos laivynu: jis priėmė užsakymą Italijoje statyti naują batiskafą, pavadintą Triestas.

1953 m. rugsėjį netoli Neapolio Auguste'as Piccardas kartu su sūnumi Jacques'u pasinėrė į Triestą į 3150 m gylį, o 1956 m. Jacques'as Piccardas pasiekė 3700 m gylį.

1954–1961 m. Atlanto vandenyne, Viduržemio jūroje ir prie Japonijos krantų FNRS-III moksliniais tikslais padarė 94 nardymus į didelį gylį. Tais pačiais metais sėkmingai nardė ir Triestas, kuris iki 1958 metų Viduržemio jūroje nusileido 48 kartus. 1958 metais batiskafą įsigijo JAV karinis jūrų laivynas.

trečioji karta

Antrosios kartos batiskafai sėkmingai užkariavo dideles gelmes. Tačiau kartu išryškėjo ir kai kurie reikšmingi jų trūkumai – negalėjimas išdėstyti moksliniams tyrimams reikalingos įrangos, transporto priemonių netinkamumas ilgalaikiam vilkimui ir paties vilkimo sudėtingumas, ribotas spindulys. judėjimas apačioje. Priduriame, kad antrosios kartos batiskafai pirmajame etape pagal savo techninius duomenis negalėjo pasiekti giliausių vandenyno bedugnių lygumų įdubų.

Visa tai lėmė, kad 1958 m. Prancūzijos karinis jūrų laivynas pradėjo statyti naują batiskafą, kuris buvo pavadintas „Archimedu“. Teisingumas reikalauja, kad mes išsamiai papasakotume apie šį nuostabų aparatą. Tuo pat metu mes jokiu būdu neginčijame Auguste'o Piccardo pasiekimų ir jo viršenybės praktiškai taikant aeronautikos principus giliavandenėms transporto priemonėms.

Batiskafas „Archimedas“, tempiamas „Marseille le Bian“

Sprendimas sukurti naują batiskafą taip pat buvo priimtas Jungtinėse Amerikos Valstijose.

Pagal projektą nauji batiskafai – tiek prancūziški, tiek amerikietiški – buvo skirti nerti į kraštutines vandenyno gelmes – 11 000 m.

1961 metų liepą pradėtas gaminti „Archimedas“ prieš antrosios kartos batiskafus turėjo nemažai pranašumų: padidėjo baterijos talpa, pagerėjo įrenginio manevringumas panirimo padėtyje, atsirado daugiau erdvės mokslinei įrangai montuoti sferos viduje ir už jos ribų. Ženkliai pagerėjo Archimedo lengvojo korpuso hidrodinaminės savybės: jo sfera buvo „paskandinta“ plūdėje, todėl batiskafą buvo galima tempti lengvose jūrose iki 8 mazgų greičiu.

1959 metų spalį „Trieste“ buvo atgabentas į Ramųjį vandenyną, kur po keleto bandymų nuniro į fantastišką 10919 m gylį.

1962 metų kovą jis nuvyko ten – prie Ramiojo vandenyno – ir „Archimedas“. Nuspręsta pasiekti giliavandenės Kurilų įdubos dugną, kurios gylis, sovietų okeanografų matavimais, buvo 10 50Q m.. Ši sritis pasirinkta ir dėl to, kad šalia buvo Japonija, kur esant reikalui , būtų galima gauti reikiamą pagalbą.

Mokslininkų žemėlapyje pažymėtos gelmės niekada nebuvo rastos. Ir Archimedas, kuriame buvo pilotas leitenantas O. Byrne'as ir CNRS atstovas A. J. Delozas, nėrė į 9545 m gylį. Natūralu, kad tai šiek tiek nuvylė prancūzus, kurie ketino, jei ne viršyti, tai bet kuriuo atveju pakartokite amerikiečių nusileidimo rezultatus.

Žinoma, niekas neorganizavo varžybų siekiant didžiausio gylio, nors taip atvejį bandė pristatyti laikraščiai, informaciją apie batiskafų nardymą talpindami po didžiulėmis antraštėmis. Atlikęs giluminį nardymą, „Archimedas“ sėkmingai baigė bandomąjį etapą. Va, Vilmai, o kartu su jais mokslo pasaulis turėjo visas priežastis būti patenkintas pasiektais rezultatais.

1963 m., atsižvelgdami į nardymo prie Japonijos krantų patirtį, prancūzai pradėjo tobulinti Archimedo dizainą. Tuo pat metu JAV nusprendė suprojektuoti naują Triesto plūdę, padidinti akumuliatorių galią ir sumontuoti papildomus propelerinius variklius.

Tačiau tų pačių metų balandį įvyko katastrofa su amerikiečių branduoliniu povandeniniu laivu Thresher... Triestas buvo skubiai pristatytas į jos žūties vietą, nespėjus atlikti suplanuoto modernizavimo. Kai tik „Thresher“ nuolaužas aptiko antžeminių laivų paieškos įrenginiai, batiskafas pradėjo nerti į Atlanto dugną. „Triesto“ įgula atidžiai ištyrė apačioje gulinčius branduolinio laivo likučius. Kai kurios nuolaužos iškeltos į paviršių batiskafas.

Šis darbas buvo atliktas audringame Atlanto regione, o Triesto plūdė buvo rimtai apgadinta. Batiskafas buvo išmontuotas ir išsiųstas į San Diegą. 1963-64 metų žiemą vyko jo modernizavimo darbai, pagaminta nauja plūdė. Dabar batiskafas tapo žinomas kaip „Triestas-II“.

Neaktyvus ir „Archimedas“.

Po nardymo prie Japonijos krantų jis sėkmingai atliko įvairias užduotis mokslo labui. 1964 m. batiskafas buvo atvežtas į JAV dalyvauti bendroje prancūzų ir amerikiečių ekspedicijoje tirti Puerto Riko giliavandenę tranšėją. Paskui nardymai Viduržemio jūroje, dalyvavimas ekspedicijose prie Graikijos krantų, netoli Tulono... Ir vėl Atlantas – Madeiros sala, Azorų salos. 1967 m. vėl neria į vandenyno dugną Japonijos salų srityje ir naujos įdomios informacijos. 1968 metais „Archimedas“ dalyvauja dingusio povandeninio laivo „Minerva“ paieškose. Tačiau nebuvo įmanoma pakankamai tiksliai nustatyti valties žuvimo vietos, o Archimedo nardymai neatnešė sėkmės.

Nuo 1969 m. Archimedas buvo perkeltas iš CNRS į Nacionalinį vandenynų eksploatavimo centrą (CNEXO). 1970 metais batiskafas dalyvavo apžiūrint nuskendusį povandeninį laivą „Eurydice“.

Jau pasakojome apie nuostabią „nardymo lėkštės“ „SP-3000“ gelbėjimo operaciją 1971 m.

Batiskafo ateitis

1961 m. dėl techninių priežasčių didžiausias Triesto batiskafo nardymo gylis buvo apribotas iki 4000 m. Ir nuo to laiko prancūziškas Archimedo batiskafas tapo vienintele giliavandene transporto priemone, galinčia bet kurioje vietoje pasiekti Pasaulio vandenyno dugną. .

„Archimedo“ trūkumai – taip sakant, vaikiškos jo augimo ligos – buvo įveikti. Tačiau batiskafo tobulinimo darbai tęsiami.

Kiekvienais metais, žiemą, kai audros trukdo nardyti giluminiuose vandenyse, Archimedas kruopščiai apžiūrimas, remontuojamas jo korpusas ir įranga. Kartu kažkas atnaujinama ir tobulinama aparate – batiskafas turi atitikti augančius okeanologų reikalavimus.

O dabar „Archimedas“ talpina jau 4,5 tonos mokslinės įrangos – pagrindinis jos pranašumas prieš kitus įrenginius.

Kokie dar Archimedo pranašumai?

Visų pirma, tai itin patikimas įrenginys, užtikrinantis ekipažui absoliutų saugumą.

Toliau. Jame sumontuoti navigacijos prietaisai, leidžiantys tiksliai nustatyti savo buvimo vietą, bei stebėjimo ir paieškos įrankiai, leidžiantys aptikti dugne esančius objektus iki 500 m. Neseniai Archimedas gavo darbinę įrangą, kuri gerokai praplėtė jo panaudojimo galimybės - telemanipuliatorius ir gręžimo įrenginys uolienų mėginiams imti.

Taigi Archimedas yra puikus darbinis laivas. Tačiau tai labai didelis ir sunkus aparatas, jo veikimas reikalauja didelių išlaidų. Ar šiuo pagrindu galima sakyti, kad jis neturi ateities? Mes taip nemanome.

Visų pirma dėl to, kad dabar tai yra vienintelis pasaulyje giliavandenis pilotuojamas aparatas, galintis pasinerti į 11 000 m gylį; tik „Archimedas“ gali pakelti sunkius krovinius iš apačios į paviršių. Tai leidžia batiskafą naudoti tiek moksliniais, tiek pramoniniais tikslais.

Be to, joks kitas įrenginys negali priimti tiek mokslinės įrangos, kiek paima Archimedas. Žinoma, moksliniams tyrimams svarbu ne tik tai, kiek mokslinės įrangos talpinama laive, bet ir kaip efektyviai ji naudojama.Tačiau tokie reikalavimai taikomi ne tiek batiskafui, kiek jį eksploatuojantiems asmenims.

Dažnai kaip bene pagrindinis jo trūkumas įvardijamas poreikis tempti batiskafą iki nardymo taško. Žinoma, tai yra vienas iš tokio tipo įrenginių trūkumų. Bet esant batiskafo matmenims ir svoriui, jo transportavimui reikėtų labai didelės talpos laivo, be to, jame būtų speciali įranga aparatui nuleisti ir pakelti.

Žinoma, būtų galima drastiškai sumažinti aparato svorį apribojant maksimalų jo panardinimo gylį iki 6000 m.

Ar verta ar ne? Ginčytis šia tema galima iki begalybės, ypač jei šį klausimą nagrinėsime iš ekonomistų, inžinierių ir mokslininkų pozicijų vienu metu. Tačiau tiesa tikriausiai slypi tame, kad nuo jau užkariautų sienų trauktis neįmanoma.

Šiandien galime pasinerti į 11 000 metrų. Ar turėtume atsisakyti šio pasiekimo? Mokslo ir technologinė pažanga gali sulėtėti ir kuriam laikui net sustoti, tačiau ji retai pasikeičia.

Tokiam požiūriui pritaria daugelis mokslininkų ir inžinierių. Tačiau tiems, nuo kurių priklauso mokslinių tyrimų finansavimas, tai neatrodo įtikinama. Kapitalo savininkai nori iš anksto būti tikri, kad moksliniai eksperimentai duos praktinės naudos, nori iš anksto žinoti, kokių investicijų iš jų prireiks.

Esu giliai įsitikinęs, kad ir 1948 m., ir 1972 m. nardymas į vandenyno dugną turėjo tą pačią praktinę reikšmę, nes pirmajame etape iš šių nardymų galima gauti tam tikros praktinės naudos. Žinoma, prieš pusantro dešimtmečio batiskafų techninės galimybės buvo aplenkusios mokslo poreikius. Tačiau jie buvo puiki priemonė suprasti Pasaulio vandenyną ir davė galingą postūmį spartesnei okeanologinių tyrimų plėtrai. Įvykiai sparčiai juda, o dabar vandenynų tyrimai kartu su mokslo rezultatais atneša vis daugiau apčiuopiamos ekonominės naudos.

Ramiojo vandenyno dugne besimėtantys polimetaliniai mazgeliai pramonės įmonių dar nedomina tiek, kiek povandeniniai naftos telkiniai. Tačiau jie vis labiau domina okeanologus ir kai kuriuos toliaregius pramonininkus.

1973 m. CNEXO planuoja atlikti Vidurio Atlanto kalnagūbrio tyrimus. * Tai bus išskirtinai svarbus mūsų planetos sandaros suvokimo etapas, praturtinsiantis geologiją ir geofiziką naujais duomenimis. Apsiginklavę žiniomis, įgytomis tyrinėjant paslaptingus Atlanto plyšių slėnius, geologai ir geofizikai tikrai norės leistis žemyn, taip sakant, asfaltuotu taku į Ramiojo vandenyno giliavandenes griovius, kad pamatytų jų pačių akių ženklai, liudijantys apie lėtą milžiniškų žemės plutos plokščių nykimą palei giliavandenes griovius. Geofizikas K. Le Pichonas rašė: „Būtent todėl, kad žmonės iki šiol nedėjo pakankamai pastangų tyrinėdami vandenyno platybes, jie buvo pasmerkti visiškam žemynų, kuriuose gyvena, struktūros nesupratimui“.

* (Šie tyrimai jau buvo paminėti pastaboje 180 puslapyje. – Red.)

Batiskafas padės atlikti tokius tyrimus.

„Nardomos lėkštės“

Tokio tipo povandeninės pilotuojamos transporto priemonės pasirodė beveik kartu su batiskafu. Jų kūrimo iniciatorius buvo Jacques-Yves Cousteau.

„Nardomosios lėkštės“ projekto idėjos yra ne mažiau originalios nei idėjos, kurių pagrindu buvo sukurtas batiskafas.

Pirmiausia Kusto nusprendė, kad jo pilotuojamas povandeninis laivas neturėtų būti miniatiūrinė karinio jūrų laivyno povandeninių laivų kopija. Jo nepatenkino tai, kad povandeniniai laivai daugiausia skirti judėjimui horizontalioje plokštumoje, kad jų korpuso kontūrai būtinai turi būti skirti ilgiems perėjimams paviršiuje arba kreiserinėje padėtyje, kad be elektroninių ir akustinių prietaisų jie neturi kitų prietaisų vizualiniams stebėjimams.ir tiriamieji darbai apačioje.

Kusto taip pat nesiekė sukurti aparato, kuris galėtų užsiimti povandeniniais darbais: 1956 metais tokia užduotis dar nebuvo aktuali. Jis norėjo, kad gylio tyrinėtojai gautų aparatą, kuris leistų jiems laisvai judėti ir manevruoti po vandeniu, atlikti vizualinį stebėjimą, fotografuoti ir rinkti dugno uolienų pavyzdžius giliuose, kurie narams nepasiekiami. Tuo pat metu Kusto norėjo, kad aparato matmenys ir svoris leistų jį nugabenti ne tik į bet kurį Pasaulio vandenyno tašką, bet net į tokias egzotiškas vietas kaip, pavyzdžiui, Titikakos ežeras ar požeminis Vaucluse šaltinis. ..

Ir galiausiai Kusto norėjo, kad jo aparatas būtų mobilus, galima sakyti, laike ir erdvėje, t.y., kad jį būtų galima gabenti nedidelio tūrio atraminiu laivu, kuris greitai nugabentų į nardymo zoną.

Cousteau aparato techniniai duomenys – jis pavadino jį „nardomąja lėkšte“ – yra savotiškas kompromisas tarp visų minėtų reikalavimų.

Kusto nusprendė, kad „lėkštės“ poslinkis ir svoris turi būti minimalūs; įrenginio kaina taip pat turėtų būti minimali, kad neatbaidytų mokslininkų ir visų tų, kurie nuomos aparatą moksliniams tyrimams su nepaprastai didele nuoma. Todėl reikėjo atsisakyti pernelyg sudėtingos ir sunkios įrangos. Tačiau nepaisant to, kad ši „lėkštė“ turėtų turėti puikų manevringumą ir judėti po vandeniu taip pat lengvai ir tiksliai, kaip ir povandeninis plaukikas. Kusto norėjo, kad aparato valdymas labiau atitiktų naro, o ne profesionalaus povandeninio laivo, įpratusio plaukioti povandeniniais laivais, kurių tūris siekia šimtus ir tūkstančius tonų, įgūdžius. Cousteau idėjos buvo įkūnytos penkiuose „nardomosios lėkštės“ tipo povandeniniuose laivuose:

- "SP-350"; dvivietis 350 m;

- "SP-500" (du įrenginiai); vienvietis 500 m;

- "SP-3000"; trivietis 3000 m;

- „Gili žvaigždė“; trivietis 1200 m;

„SP-350“ ir „SP-500“ priklauso Kusto grupei, „SP-3000“ – CNEXO, „Deep Star“ – įmonei „Westinghouse“.

Charakteristikos

Nepaisant skirtumų dėl skirtingo darbinio panardinimo gylio, „nardymo lėkštės“ turi nemažai bendrų savybių.

Jų konstrukcijos pagrindas yra tvirtas korpusas, turintis pusiau elipsoido („SP-350“), cilindro („SP-500“) arba pusrutulio („SP-3000“, „Deep Star“) formą. . Propelerio varikliai, akumuliatoriai, apšvietimo įtaisai ir apdailos sistema yra už tvirto korpuso. Visa ši įranga patalpinta į lengvą neslėgį polistireno korpusą, todėl jai veikia išorinis hidrostatinis slėgis. Pagal projektą visos „nardomosios lėkštės“ vandenyje neturi plūdrumo – perteklinis svoris kompensuojamas beveik nesuspaudžiamu kietu užpildu, turinčiu teigiamą plūdrumą.

Šio tipo įrenginiai nėra skirti navigacijai paviršiuje. Į paviršių išplaukianti „lėkštė“ horizonto „nemato“. Taigi, esant paviršiaus padėčiai, aparatas gali atlikti tik akluosius perėjimus, todėl jį turi lydėti paviršinis indas.

Gerai žinomi 1956 m. pastatyta ir apie tūkstantį panirusių „lėkštė“ „SP-350“, taip pat prietaisai „SP-500“ (vadinamosios „jūros blusos“), pradėti eksploatuoti 1966–1967 m. skaitytojui. Todėl plačiau papasakosime tik apie paskutinę „lėkštę“ – „SP-3000“.

"SP-3000"

Šis mažas aparatas daugiausia skirtas stebėti povandeninių gelmių gyventojus ir tyrinėti vandenyno dugną.

Maži matmenys (ilgis - 5,7 m; plotis - 3,4 m; aukštis - 2,1 m) ir svoris (7,5 tonos) leidžia gabenti „SP-3000“ nedidelio poslinkio laivu ir net lėktuvu. Tiekimo indas taip pat gali būti mažas.

Tvirtas „lėkštės“ korpusas pagamintas iš plieno „vascojet“ (takumo stiprumas – 90 – 95 kg/mm2), 30,5 mm storio. Įrenginyje yra du organinio stiklo iliuminatoriai, pagaminti nupjauto kūgio pavidalu (vidinis skersmuo - 11 cm, storis - 10 cm), ir dar vienas iliuminatorius, kurio vidinis skersmuo - 4,6 cm. Pirmieji du langai skirti vizualiniam stebėjimui, o trečiasis skirtas filmavimui. Įgulos nariai į aparatą patenka per 40 cm skersmens liuką, esantį viršutinėje tvirto korpuso dalyje.

„SP-3000“ varo du sraigtai, kuriuos suka du panardinami asinchroniniai sraigtiniai varikliai, kurių galia siekia 3 AG. Su. kiekviena. Jų sraigto velenai sujungti su elektros variklių rotoriais be pavarų dėžių. Prietaiso maitinimo šaltinis yra švino rūgšties akumuliatoriai, susidedantys iš šešiasdešimt dviejų elementų, kurių bendras svoris yra 1400 kg. Baterijos panardinamos į indus, užpildytus alyva; jų galia yra 350 Ah esant 125 V įtampai.

Nuolatinės srovės konvertavimas į kintamąją srovę atliekamas dviem statiniais tiristorių keitikliais, kurie sukuria stabilią įtampą, kurios dažnis yra nuo 2 iki 65 Hz ir galia 5 kWh. Tokia schema reikalauja gana sudėtingo reguliavimo, tačiau ji užtikrina sklandų greičio pokytį.

Tvirto korpuso ir visos įrangos su neigiamu plūdrumu (baterijos, elektros variklių keitikliai, balastas ir kt.) svorį kompensuoja kietas užpildas su teigiamu plūdrumu – sintaksinės putplasčio medžiagos.

Nusileidimas „SP-3000“ ant vandens

Gyvenamojo skyriaus kvėpavimo takų mišinio regeneravimas - anglies dioksido pašalinimas - atliekamas absorberio pagalba iš granuliuotų sodos pelenų; deguonis pagal poreikį tiekiamas iš cilindro, esančio patvaraus korpuso viduje.

Įrenginio autonomija kvėpavimo mišinio tiekimo atžvilgiu yra 48 valandos, elektros energijos atžvilgiu - apie 8 valandas (tai priklauso nuo to, kiek prietaisas turi manevruoti po vandeniu).

„SP-3000“ komplektuojama su įvairia įranga – giroskopiniu kompasu, echolotais, kurių gylio matavimo diapazonas yra iki 570 ir iki 3000 m, chronometru, registratoriumi, fiksuojančiu aplinkos vandens temperatūrą ir panardinimo gylį kaip funkciją laikas, povandeninis garso ryšys, panoraminis sonaras, krypties nustatymo pinger "lėkštės" iš laivo teikiančios ir naudojant hidroakustinę navigacinę telemetrijos sistemą, radijo stotis ryšiui paviršiuje. Taip pat yra galingos lempos, foto ir filmavimo įranga. Be to, aparate sumontuotas nuotoliniu būdu valdomas hidraulinis griebtuvas, kuris pakelia mėginius iš apačios ir deda į specialų konteinerį.

„Nardymo lėkštės“ valdymas

„SP-3000“ nuo atraminio laivo denio nuleidžiamas ant vandens kranu – pageidautina hidrauliniu – su rankena, neleidžiančia įrenginiui siūbuoti ir riedėti. Dėl nuimamo 150 kg svorio balasto "nardymo lėkštė" grimzta į dugną 1 m/sek greičiu. Gavęs 50–60 ° kampą, aparatas spiraline trajektorija eina į apačią. Tai leidžia „lėkštei“ nuskęsti beveik statmenai tiekimo indui. Ekipažas užima vietas aparate dar prieš jį paleidžiant į vandenį.

Nusileidimą galima pagreitinti įjungus variklį.

Kai „lėkštė“ pasiekia dugną, pilotas atiduoda balastą, dėl kurio vyksta nusileidimas, ir pradeda balansuoti įrenginį, numesdamas mažas švino plokšteles ir pripildydamas vieną iš keturių šviesos korpuse esančių balasto bakų. . Cisternos skirtos aukštam slėgiui, todėl yra pagamintos iš titano. Apipjaustymas baigiamas pumpuojant gyvsidabrį iš laivapriekio į laivagalį arba atvirkščiai (gyvsidabrio apdailos sistema yra lengvame korpuse).

Balastas numestas, apdaila baigta – įrenginys paruoštas plaukioti. Jo maksimalus greitis panardinant yra 3 mazgai, o kreiserinis nuotolis yra apie 20 mylių. Įrenginys daro posūkius su dviem varomaisiais varikliais. Reguliuodamas dešiniojo ir kairiojo varžtų apsisukimų skaičių, pilotas išlaiko „lėkštę“ norimame kurse.

Įvykus avarijai, iš apdailos sistemos išleidžiamas gyvsidabris (120 kg), atiduodama lanko baterija (470 kg) – ir prietaisas, gavęs teigiamą plūdrumą, lygų 590 kg, greitai išplaukia į paviršių. Balastą ir lanko akumuliatorių galite duoti tiek naudodami hidraulinę valdymo sistemą, tiek rankiniu būdu – toks „dubliavimas“ garantuoja maksimalų pakilimo patikimumą.

Įprasto pakilimo metu balastinis svoris atleidžiamas. Atsisakęs balasto, aparatas, kaip ir nardymo atveju, įgyja 50 ° kampą. Įjungus variklius, „lėkštė“ gali padidinti pakilimo į paviršių greitį iki 0,75 m/s.

Paviršiaus padėtyje viršutinė „SP-3000“ dalis tik šiek tiek išsikiša iš vandens. Todėl esant stiprioms bangoms yra numatyta pneumatinė vairinė, per kurią parenkamas ekipažas iš transporto priemonės. Jis prisipildo oro, kai ekipažas vis dar yra „lėkštėje“, ir nuo bangų uždengia liuką, vedantį į gyvenamąjį skyrių.

Tai užtikrina gana saugų įgulos išėjimą ir sumažina tikimybę, kad vanduo pateks į slėgio korpuso vidų.

„SP-3000“ yra puiki priemonė moksliniams tyrimams. Į aparatą galima montuoti įvairius įrenginius (žinoma, atsižvelgiant į jų svorį, matmenis ir energijos sąnaudas) – priklausomai nuo kiekvienu konkrečiu atveju nustatytų užduočių.

„SP-3000“ galimybės dar labiau padidės, kai mėginių ėmimo rankeną ant jo pakeis pažangesnis telemanipuliatorius – įrenginys galės pakelti krovinius iš apačios iki 3000 m gylyje.

Tiesa, „mechaninės rankos“ keliamoji galia bus nedidelė – mažesnė nei 20 kg, nes su didesne apkrova įrenginys tiesiog negali plaukti.

Po modernizavimo – planuojama pagaminti 1972 m. – pagrindinė „SP-3000“ užduotis bus prie keliamo objekto prijungti trosą, aprūpintą kablio suėmimo sistema, automatiškai užsidarančiomis žnyplėmis, spaustuku ir kt.

Puikus manevringumas, puikios navigacijos ir aptikimo priemonės ir, galiausiai, naujas telemanipuliatorius leidžia naudoti SP-3000 ne tik moksliniams tyrimams, bet ir aktyviam žmogaus skverbimuisi į Pasaulio vandenyno gelmes, siekiant plėtoti jo galimybes. išteklių.

"Alvinas"

„Alvin“ – povandeninis laivas, kurio poslinkis apie 15 tonų, administruojamas Woods Hole okeanografijos instituto; pirmiausia skirti moksliniams tyrimams. Prietaisas veikia su viena intensyviausių programų pasaulyje.

Mokslininkai – okeanologai, geologai ir biologai – užsiima moksliniais tyrimais prietaise, glaudžiai bendradarbiauja su Alviną aptarnaujančiais inžineriniais ir techniniais darbuotojais. Tokia „simbiozė“ yra raktas į sėkmingą įrenginio naudojimą.

Kaip ir visi okeanografiniai povandeniniai laivai, Alvinas savo karjerą pradėjo neturėdamas konkretaus tikslo – nardyti tik dėl nardymo. Tačiau ateityje bendromis „išnaudotojų“ ir mokslininkų pastangomis buvo sukurti aiškūs jos taikymo principai. Pagrindiniai taktiniai ir techniniai aparato duomenys yra tokie.

Matmenys

Ilgis - 6,6 m; plotis - 2,4 m; aukštis - 4 m.

Alvinas savo tiekimo laive Lulu

Įgula

Du ar trys žmonės – du lakūnai ir mokslininkas.

Naudinga apkrova

650 kg. Bus atvežtas iki 1 tonos 1972 m.

gyvenamasis skyrius

Rutulys, kurio išorinis skersmuo 2,1 m; pagamintas iš plieno markės "NU-100", 3,4 cm storio.

Greitis

Maksimalus - 2 mazgai.

autonomija

Kalbant apie elektros atsargas - 7-8 valandos; ant kvėpavimo mišinio atsargų - 24 val.

Darbinis gylis

2000 m. Bus padidintas iki 4000 m 1972 m., kai plieno rutulys bus pakeistas titanu.

Iliuminatoriai

4 12,5 cm skersmens iliuminatoriai.Vienas 5 cm skersmens iliuminatorius skirtas filmuoti.

Energijos šaltinis

Švino-rūgšties akumuliatoriai alyvos inde; galia - 36 kWh.

Varikliai

Alyvos elektriniai siurbliai užtikrina dviejų 5 litrų talpos hidraulinių variklių veikimą. Su. kiekviena. Pagrindinis varžtas, dėl kurio prietaisas atlieka transliacinį judėjimą, yra uždengtas antgaliu su vertikaliu stabilizatoriumi. Prietaisas manevruoja dviejų mažų sraigtų, esančių jo šonuose, pagalba. Visi varžtai turi sukimosi ašis.

Apkarpymo ribos ±20°

Telemanipuliatorius su šešiais laisvės laipsniais. "Mechaninės rankos" ilgis - 90 cm, keliamoji galia - 25 kg;

Nuosėdinių uolienų atrankos kolonėlė;

Pakreipiami termometrai;

Uolienų grąžtas, galintis paimti 10 ilgio ir 2 cm skersmens mėginius.Atliekama automatinio grąžto eksperimentinė patikra, kuri leis gauti 2 m ilgio pavyzdžius.Į prietaiso įrangą jis nebus įtrauktas , bet bus pristatytas tik į dugną;

Gaki, rankenos, kaltai, kuriuos galima pritvirtinti manipuliatoriaus darbiniame korpuse.

Fototechnika ir apšvietimas

Septynios išorinės lempos;

Dvi 35 mm kameros;

Dvi filmavimo kameros, sumontuotos ant lengvo korpuso.

Navigacinė įranga

Sonaras su nuolatinės moduliuotos spinduliuotės tipo CTFM; diapazonas - 500 m (dirbant su atsakikliais ir signalizatoriais);

Giroskopas;

Gylio matuoklis;

Alvino nardymą užtikrina 350 tonų sveriantis vežėjas-katamaranas „Lulu“ (ilgis 33 m). Įrenginys nuleidžiamas į vandenį ir pakyla į katamarano denį naudojant kėlimo platformą. Priklausomai nuo ekspedicijos tikslo, į atraminį laivą paimami įvairūs konteinerių moduliai – remonto dirbtuvės, okeanologijos laboratorija, fotolaboratorija ir kt. Katamarano įgulą sudaro 11 žmonių.

Prisiminkite, kad būtent Alvinas, kuris paprastai naudojamas grynai taikiems tikslams, 1966 metais Viduržemio jūros dugne aptiko atominę bombą, kuri nuskendo netoli Palomareso.

"aliuminautas"

Pagrindinis „Aluminaut“ bruožas yra tas, kad jo patvarus korpusas pagamintas iš aliuminio lydinio.

Matmenys

Ilgis - 13,2 m; plotis - 2,7 m; aukštis - 4 m.

Įgula

4-6 žmonės.

Tvirtas korpusas

Korpuso storis - 16,5 cm; jis susideda iš vienuolikos varžtais pritvirtintų cilindrinių sekcijų, kurios baigiasi dviem pusrutuliais. Bendra balastinių tankų talpa – 5 tonos.

Greitis

Nuo 2 iki 3,8 mazgų.

autonomija

Kalbant apie elektros atsargas - 32 valandos 3 mazgų greičiu; kalbant apie kvėpavimo mišinio atsargas – 72 val.

Darbinis gylis

Teoriškai – 4000 m, tačiau iš tikrųjų įrenginys nė karto nėrė giliau nei 2500 m.

Iliuminatoriai

4 iliuminatoriai stebėjimui; apšvietimo prožektoriai.

„Aliuminautas“ gelbėjimo darbų „Alvin“ metu

Energijos šaltinis

Sidabrinė-cinko baterija, patalpinta tvirtame korpuse.

Varikliai

Du irklavimo elektros varikliai horizontaliems judesiams, kurių galia 5 litrai. Su. kiekvienas; dedama į indus, pripildytus aliejaus. Elektros variklis, užtikrinantis judėjimą vertikaliai, kurio galia 5 l. c, taip pat dedamas į indą, pripildytą aliejaus.

Povandeninė įranga

Du telemanipuliatoriai su keičiamais įrankiais.

Navigacinė įranga

Sonaras, girokompasas, automatinis braižytuvas ir kt.

"DSRV"

„DSRV“ (Deep Submergence Rescue Vehicle) – JAV karinio jūrų laivyno giliavandenė pilotuojama transporto priemonė, skirta gelbėti sudužusių povandeninių laivų įgulas.

Po 1963 m. balandį įvykusios „Trader“ nelaimės, per kurią žuvo 129 žmonės, JAV karinis jūrų laivynas nusprendė sukurti gelbėjimo mašiną, galinčią evakuoti povandeninio laivo įgulą į paviršių – jei tik nelaimė įvyktų tokiame gylyje, kuriame laivo korpusas. povandeninis laivas gali atlaikyti slėgį. Šis gylis yra įslaptintas, tačiau vis dėlto visi žino, kad jis neviršija 1000 m.

Ketverių metų programa paragino pastatyti dvylika DSRV. Jai įgyvendinti buvo skirta 36,5 mln. Statybos prasidėjo 1964 m.

Tačiau sukurti tokią giliavandenę transporto priemonę pasirodė taip sunku, kad statybos užsitęsė dešimt metų, o išlaidos siekė ne 36,5, o maždaug 463 mln. 1100 proc.). Be to, už šias lėšas buvo galima pastatyti ne dvylika, o tik šešis įrenginius ...

Toks didelis finansinis klaidingas skaičiavimas yra labai pamokantis.

Pirmasis šios serijos aparatas buvo išleistas 1970 m. ir vis dar kuriamas. Neturime pakankamai informacijos apie šį įrenginį. Tačiau jo techniniai duomenys ir bandymų jūroje rezultatai leidžia daryti išvadą, kad „DSRV“ yra išskirtinis dizaino laimėjimas.

Jo ilgis – 16 m, svoris – 38 tonos.Galima gabenti S-141 tipo krovininiu lėktuvu. Būtent šį reikalavimą – galimybę įrenginį gabenti oru – dizaineriui pateikia karinės jūrų pajėgos, ir tai yra viena iš finansinių išlaidų padidėjimo priežasčių.

„DSRV“ darbinis gylis yra 1500 m, t.y. jis pakankamai viršija esamų branduolinių povandeninių laivų korpusų atsparumą tempimui.

Tvirtas įrenginio korpusas susideda iš trijų sferų (plieno markė "NU-140"), sujungtų suvirintomis siūlėmis. Šviesos korpusas pagamintas iš polistirolo, sustiprinto stiklo pluoštu. Pagrindinis sraigtas yra didelio skersmens ir apsaugotas gaubtu. Be to, laivagalio šonuose yra du mažo skersmens sraigtai. Kėlimas ir panardinimas atliekamas naudojant vertikalų varžtą. Energijos šaltinis yra sidabro-cinko įkraunamos baterijos, įdėtos į tvirtą dėklą. Jie skirti 12 valandų kelionei 3 mazgų greičiu; maksimalus greitis – 5 mazgai.

Automatizuota integruota navigacijos sistema specialiame indikatoriuje pateikia apibendrintus duomenis apie įrenginio vietą ir kryptį.

Gelbėjimo operacijų schema yra tokia.

Lėktuvas pristato aparatūrą į nelaimės zoną. „DSRV“ dedamas ant branduolinio povandeninio laivo denio, kuris kartu su juo skęsta toje vietoje, kur įvyko avarija. Tada DSRV atskiria ir priartėja prie sudužusios valties, siųsdama signalus iš atsakiklių arba signalų. Paskutinis, sunkiausias manevras – prijungimas prie avarinio povandeninio laivo liuko. Tai atliekama naudojant automatinę arba rankinę valdymo sistemą. Prisijungus atsidaro povandeninio laivo ir DSRV liukai, o gelbėjimo mašina yra paruošta priimti dvidešimt keturis žmones. Jei reikia, operacija kartojama keletą kartų.

"DSRV"

„DSRV“ galima gabenti oru

"Nereusas"

"Nereusas"

„Nereus“ yra naujausias pasaulio okeanografinio povandeninio laivyno papildymas *; pastatytas COMECH užsakymu. „Nereus“ yra vienvietis aparatas, skirtas vizualiniam stebėjimui po vandeniu. „Nereus“ užima ypatingą vietą didelėje povandeninių pilotuojamų transporto priemonių šeimoje dėl keturių būdingų savybių:

Aparatas yra palyginti pigus;

Sukurta labai specializuotoms užduotims atlikti (vamzdynų priežiūra);

Jis nesavarankiškas, energiją iš paviršiaus gauna per kabelį;

Jame yra didelis iliuminatorius, suteikiantis pilotui platų matymo lauką.

* (Ši informacija susijusi su 1972 m. – apytiksliai. vert.)

Tokio tipo įrenginiai yra labai perspektyvūs.

Mes nekėlėme sau užduoties sukurti savotišką povandeninių laivų parko enciklopediją ir tuo užbaigsime tolesnį povandeninių pilotuojamų transporto priemonių sąrašą. Aprašėme būdingiausius šiandien egzistuojančius jų tipus.

Robotai

Esamus robotų tipus – negyvenamas povandenines transporto priemones – galima suskirstyti į keturias grupes:

Savaeigės plūduriuojančios transporto priemonės, valdomos kabeliu;

Autonominės plūduriuojančios savaeigės transporto priemonės, valdomos automatiškai pagal tam tikrą programą arba hidroakustinį kanalą;

Savaeigės dugninės transporto priemonės, valdomos kabeliu;

Panardinami prietaisų blokai, skirti konkrečioms problemoms spręsti tam tikrame apatinio arba beveik apatinio sluoksnio taške.

Pirmajai grupei priklauso „CURV“ tipo amerikietiškos transporto priemonės, kurių viena netoli Palomareso iš dugno iškėlė bombą; prancūzų „Telenavt“ (Naftos institutas) ir „ERIC“ (laivynas).

Telenaut yra savaeigė transporto priemonė, valdoma kabeliu iš antvandeninio laivo. Jo svoris yra 1t; ilgis - 4 m; plotis - 1,8 m; aukštis – 1,8 m.. Iš esmės tai iš lengviausio lydinio pagaminta konstrukcija, ant kurios tvirtinami įvairūs įrenginiai, įskaitant televizorių, plačiakampę 16 mm filmavimo kamerą, „mechaninę rankeną“. Tai itin manevringas įrenginys – tikras povandeninis sraigtasparnis. Telenaut turi du hidraulinius variklius, kurių vienas užtikrina judėjimą horizontalioje, o kitas vertikalioje plokštumoje. Elektra, tiekiama į aparatą nuo paviršiaus per kabelį varo elektrohidraulinius siurblius.

Magnetinio kompaso, echoloto ir gylio matuoklio „Telenavt“ duomenys perduodami į paviršių į valdymo tašką. Stebėdamas savo pulte esančią indikatorių sistemą, operatorius bet kada žino, ką įrenginys veikia, kokiu kursu jis eina ir pan.

Prieš nardydamas telenautas paprastai pravažiuoja „nulinio plūdrumo ženklą“. Jis neturi nuolatinio balasto, teigiamą plūdrumą užtikrina plastikiniai rutuliai. Svorio reguliavimas atliekamas prieš pat nardymą – pridedamos arba pašalinamos švino plokštės. Maksimalus darbinis gylis – 1000 m, tačiau praktiškai aparatas buvo naudojamas tik 100 - 150 m gylyje.

„Telenavt“ – Prancūzijos naftos instituto povandeninis negyvenamas robotas aparatas

„CURV“ – negyvenama robotizuota povandeninė transporto priemonė (JAV karinis jūrų laivynas), ta pati transporto priemonė, kuri iškėlė atominę bombą iš jūros dugno netoli Palomareso.

„ERIC“ yra pažangesnis roboto įrenginio tipas. Jo darbinis gylis – 500 m.. Roboto varžtai varomi elektros varikliais. Įrenginys turi didesnę keliamąją galią nei „Telenaut“, todėl jame buvo galima įdiegti papildomus įrenginius, ypač šoninio nuskaitymo sonarą.

Robotų transporto priemonių pranašumas yra tas, kad jos valdomos komandomis iš antžeminės stoties taip pat lengvai ir suteikia tokias pat stebėjimo galimybes, lyg operatorius būtų transporto priemonės viduje (darant prielaidą, kad „vidaus“ sąvoka jiems egzistuoja!).

Povandeninės negyvenamos transporto priemonės leidžia išplėsti darbų spektrą jūros dugne. Kaip ir povandeninės pilotuojamos transporto priemonės, robotai gali nusileisti į nepalyginamai didesnį gylį nei naras. Jas paprasta naudoti, tačiau jų apimtys ribotos: tai nuskendusių objektų paieška (kai apytiksliai žinoma jų vieta apačioje), fotografavimas ir filmavimas, iki 50 kg sveriančių objektų kėlimas iš apačios.

Žinome tik vieną autonominį (be laidų) savaeigį „taikųjį“ robotą – „Sea Drone“. Neturime pakankamai informacijos apie jos techninius duomenis ir pritaikymą. Tačiau žinoma, kad jis skirtas moksliniams tyrimams ir yra aprūpintas įvairiais davikliais fiziniams ir biologiniams parametrams matuoti tam tikrame gylyje.

Taip pat yra nemažai „šliaužiančių“ savaeigių dugnų nuotoliniu būdu valdomų transporto priemonių.

Du povandeniniai robotai su įvairiais įrankiais (sukūrė General Electric). Skirta šulinio galvučių įrangos priežiūrai

Kai kurie iš jų naudojami moksliniams tyrimams, pavyzdžiui, „RUM“ – savotiškas povandeninis traktorius, aprūpintas manipuliatoriumi ir televizijos sistema (Scripps institutas Kalifornijoje). Kiti skirti eksploataciniams povandeniniams darbams – kalbame apie povandeninius ekskavatorius, galinčius kasti nedideliame gylyje. Tokio tipo povandeninės transporto priemonės, sukurtos remiantis antžeminėmis vikšrinėmis transporto priemonėmis, atliekančiomis tą patį darbą, jau naudojamos Japonijoje; tikėtina, kad jie plačiai išplis.

Robotiniai įrenginiai, apie kuriuos kalbėjome, iš tikrųjų yra nuotoliniu būdu valdomos transporto priemonės, tai yra nešikliai, galintys „matyti“ ir perduoti „ką mato“ į paviršių. Kiekvienas toks aparatas, išskyrus povandeninius ekskavatorius, paprastai gali atlikti įvairius darbus.

Dėl plačiai paplitusio jūros dugno išteklių, pirmiausia naftos, o vėliau ir mineralų, eksploatavimo, greičiausiai atsiras naujų specializuotų robotų transporto priemonių „šeimų“, kurios atliks konkrečias užduotis. Kaip ir panardintų transporto priemonių atveju, plėtra vyks didėjančios naudojamų įrankių įvairovės ir specializacijos keliu. Tai bus labiau kaip įrankiniai robotai, o ne į vežėjus...

Kabeliniais arba hidroakustiniais telemetrijos kanalais nuo paviršiaus valdomi specializuoti robotai galės atlikti įvairius veiksmus: atidaryti arba uždaryti vamzdynų vožtuvus, prijungti ar atjungti įvairių įrenginių elementus, įjungti ir išjungti, traukti ir stumti, nuleisti ir pakelti. naudodamiesi hidrauliniais kėlikliais pasinerkite į jūros dugną paimti mėginių ar fotografuoti. Tai nebus tokie „protingi“ robotai, bet, kita vertus, jie atliks kelias paprastas „įprastas“ manipuliacijas, visada vienodas, aiškiai ir užtikrintai bet kokiame gylyje.

Tokie prietaisai taps nepakeičiamais žmonių padėjėjais grandioziniuose ateities povandeniniuose laukuose. Laikui bėgant robotai, galbūt, pakeis savo kūrėjus šiose pramonės šakose, tačiau ilgą laiką, bent dešimt–penkiolika metų, jie liks tik pagalbiniu įrankiu.

Bent jau mes taip manome.

Senovės graikų istoriko Herodoto (V a. pr. Kr.) raštuose aprašomas tam tikras povandeninis kostiumas, kuriuo jo amžininkai nerdavo į upės dugną. Pasak senovės graikų filosofo Aristotelio (384–322 m. pr. Kr.), užkariaujant finikiečių Tyro miestą (332 m. pr. Kr.), Aleksandro Makedoniečio kariuomenė naudojo nardymo varpą. Senovės graikų rašytojas Plutarchas viename iš savo raštų, datuojamo 35 m.pr.Kr. e., mini Levantino narus, o Dionisijus Kasijus aprašė primityvią povandeninę įrangą, kurią naudojo Bizantijos povandeninių laivų būrio puolime prieš imperatoriaus Septimijaus Severo (III a. po Kr.) Romos laivų eskadrą.

Vėliau, 1538 m., Ispanijos mieste Tolede buvo atlikti eksperimentai ir su nardymo varpu. Istorijoje yra daug pavyzdžių, kaip kvėpuoti po vandeniu naudojami nendriniai vamzdžiai, taip pat tuščiaviduriai nendrių stiebai.

Tačiau šios įvairios adaptacijos negalėjo padėti žmonijai prasiskverbti į jūros gelmes. Tik vystantis pramonei ir mokslui, atsiradus naujoms metalų gavybos ir apdirbimo technologijoms, atsirado galimybė sukurti povandeninį laivą, galintį užkariauti vandenyno gelmes.

Pirmieji užsienio povandeniniai laivai pasirodė XVII a. Olandų gydytojas Kornelijus van Drebelis, Anglijos karaliaus dvariškis, 1620 metais buvo panardintas į vandenį medinėse statinėse, aptrauktose alyvuota oda. Didžiausias iš jų buvo skirtas 20 žmonių ir buvo skirtas dvariškių pramoginiams pasivaikščiojimams. Po išradėjo mirties 1634 m. neliko įrašų apie jo eksperimentus.

1718 m. dailidė iš Pokrovskojės kaimo netoli Maskvos Efimas Nikonovas Petro I vardu pateikė peticiją, kurioje patikino, kad gali pastatyti „paslėptą laivą“. Caras gabiu savamoksliu patikėjo, išsikvietė į Peterburgą ir įdėmiai klausėsi. Jau 1721 m., dalyvaujant Petrui I, staliaus projektas buvo išbandytas virtuvės kieme.

Ji buvo panardinta į vandenį su odiniais maišeliais, kurie buvo užpildyti vandeniu. Laivą varė keturios poros irklų. Tačiau neaišku, kaip jis iškilo, nes laive nebuvo siurblio ar panašias funkcijas atliekančios konstrukcijos.

Karo už amerikiečių nepriklausomybę prieš britus metais (1775–1783) buvo išbandytas amerikiečių mechaniko Davido Bushnelio išrastas povandeninis laivas Turtle.

Povandeninė transporto priemonė savo forma priminė graikinį riešutą ir susideda iš dviejų varinių pusių. Jis buvo skirtas vienam asmeniui ir buvo perkeltas propelerio, varomo rankinio pavaros sukimosi pagalba. Pildant vandens balasto baką, laivas buvo panardintas antruoju sraigtu. Laive buvo parako kasykla su laikrodžio mechanizmu, skirta pritvirtinti prie priešo laivo dugno. Tam tikslui viršutinėje valties korpuso dalyje, prie antrojo sraigto, buvo įrengtas specialus kvadratinis lizdas, į kurį buvo įkištas iš vidaus besisukantis grąžtas, o prie jo stipriu sraigtu pririšta parako mina. plona virvė (shtert). Priešo laivo puolimo metu grąžtas buvo pritvirtintas prie medinio laivo dugno pamušalo ir liko ant jo kartu su mina, kuri sprogo nuėmus valtį.

Nepaisant to, kad „Vėžlys“ turėjo gerus ginklus, panaudotas jis savęs nepateisino. Pirmą kartą povandeninis laivas priešinosi 64 patrankų britų laivui „Eagle“, kurio dugnas buvo aptrauktas variu, todėl grąžto nepavyko įsukti. Antrosios atakos objektas buvo anglų fregata Cerberus. Šį kartą povandeninis laivas net nespėjo jo pasiekti, nes buvo apšaudytas priešo ir nuskendo.

1834 metais Sankt Peterburgo Aleksandro liejykloje buvo pastatytas šešiais raketų paleidimo įrenginiais ginkluotas povandeninis laivas.

Projektui vadovavo karo inžinierius A. A. Šilderis. Povandeninėje padėtyje konstrukcija pajudėjo dėl specialių smūgių, padarytų anties pėdų pavidalu. Jie buvo išdėstyti už konstrukcijos korpuso poromis kiekvienoje pusėje. Juos varė irkluojantys jūreiviai. Paviršinėje padėtyje valtis plaukė ant sulankstomo stiebo. Schilderio povandeninis laivas turėjo pailgą kiaušinio formos korpusą, šiek tiek suplotą iš šonų. Jo ilgis buvo 6 m, plotis - 1,5 m, aukštis - 2 m. Beveik 16 tonų talpos kateris judėjo ne didesniu kaip 1,5 km/h greičiu. Pažymėtina, kad išradėjas savo palikuonis sukūrė iš geležies tuo metu, kai užsienyje šios medžiagos naudojimas laivų statyboje dar nebuvo praktikuojamas.

Pirmą kartą pasaulyje ant Schilderio povandeninio laivo buvo sumontuotas optinis vamzdis jūros paviršiui stebėti. Jis buvo išdėstytas pagal M. V. Lomonosovo horizonto principą. Tuo metu užsienyje povandeniniai laivai tokio įrenginio neturėjo.

Užsienio išradėjai prie savo konstrukcijų pritvirtino specialias kajutes su apžvalgos langais. Tačiau šviesa, kaip žinote, prasiskverbia per vandens stulpelį. Dėl to katerio įgula, būdama net sekliame gylyje, nieko negalėjo įžiūrėti jūros paviršiuje. Orientacijai jie turėjo išlįsti į tokį gylį, kad kirtimas su iliuminatoriais būtų virš vandens lygio. Dėl to povandeninis laivas demaskavo save ir prarado pagrindinį pranašumą – slaptumą. Schilderis pirmasis povandeniniame laive praktiškai panaudojo optinį vamzdelį – šiuolaikinių periskopų pirmtaką, be kurio šiandien neapsieina nė vienas povandeninis laivas.

Schilderio projektas buvo pradėtas kurti 1834 m. liepos pradžioje. Nevoje buvo atlikti bandymai pagal plačią programą. Jį sudarė manevravimas paviršinėse ir povandeninėse pozicijose, veiksmai prieš apsimestinio priešo laivus ir jų apšaudymas raketomis. Netrukus povandeninis laivas buvo nugabentas į Kronštatą ir toliau vykdė eksperimentus jau Suomijos įlankoje. Dėl to išradėjas įgijo patirties, kuri leido jam sukurti pažangesnio povandeninio laivo projektą.

Karo ministerija, skirdama lėšas Schilderiui dar vieno povandeninio laivo statybai, iškėlė jam nemažai sąlygų, pagal kurias naujasis projektas turi turėti pakankamą tinkamumą plaukioti ir autonomiją, tai yra galimybę palikti bazę daugiausiai tris dienas jūroje ir patogu gabenti sausuma arklių traukiamą, susidedantį iš šešių arklių. Pastarąjį reikalavimą įvykdyti reikėjo tam, kad vadovybė ateityje galėtų vykdyti slaptus povandeninių laivų perkėlimus iš vieno pakrantės taško į kitą.

Antrasis laivas buvo pastatytas 1835 m. Jis buvo ilgai bandomas tiek Nevoje, tiek Kronštato reide. Trejus metus išradėjas nenuilstamai tobulino savo dizainą. 1841 m. dėl blogo oro Schilderio povandeninis laivas neatliko užduoties. Dėl to jam buvo atsisakyta skirti finansavimą tolesniems eksperimentams, o Aleksandro Andrejevičiaus darbai buvo užmiršti. Tačiau po septyniolikos metų vokietis Baueris Rusijos vyriausybės pinigais pastatė povandeninį laivą „Sea Devil“, kuris buvo tiksli Schilderio povandeninio laivo kopija.

1866 metais pagal rusų išradėjo I.F.Aleksandrovskio projektą buvo suprojektuotas povandeninis laivas, ant kurio buvo sumontuotas suslėgtu oru varomas variklis.

Jis užtikrino ne didesnį nei pusantro mazgo greitį ir tik trijų mylių kreiserinį atstumą. Tai buvo pirmasis povandeninis laivas, patekęs į Rusijos karinį jūrų laivyną. Tai buvo originali plūduriuojanti konstrukcija, kurios ilgis apie 30 m, o plotis apie 4 m. Bendras valties tūris buvo 65 tonos.

Korpuso apvalkalas buvo pagamintas iš 12 mm storio lakštinio plieno. Jis buvo pritvirtintas kniedėmis prie septyniolikos rėmų, kurie buvo metalinis povandeninio laivo rėmas. Aleksandrovskio konstrukcijos lankas, kuriame buvo vadavietė ir buvo sumontuotas magnetinis kompasas, buvo aptrauktas variu. Tai apsaugojo navigacijos įrenginį nuo didelių geležies masių įtakos ir užtikrino jo rodmenų tikslumą.

Povandeninio laivo laivagalyje išradėjas vieną virš kito pastatė du sraigtus. Juos varė du trijų cilindrų septyniasdešimties velenų pneumatiniai varikliai, kurie veikė suslėgtu oru. Konstrukcijos viduje Aleksandrovskis įrengė tris rezervuarus, kad gautų vandens balastą, kai panardinamas. Jų bendra talpa buvo apie 10 tonų vandens. Be to, povandeninio laivo laivagalio ir laivapriekio dalyse buvo po vieną mažą tanką. Jų pagalba valties apdaila buvo reguliuojama panirusioje padėtyje. Cisternos buvo pripildomos vandeniu per priėmimo vožtuvus (kingstones), kurie atsidarė ir užsidarė konstrukcijos viduje.

Povandeninis laivas pakilo į paviršių suspausto oro pagalba. Tam prie balasto cisternų iš suslėgto oro balionų buvo prijungtas specialus oro vamzdynas. Jei reikėdavo kilti aukštyn, per jį aukštu slėgiu leisdavo orą, kuris patekdavo į rezervuarus ir išstumdavo iš jų vandenį. Šis Aleksandrovskio atradimas vis dar naudojamas visų pasaulio laivynų povandeniniuose laivuose.

Povandeninis laivas buvo išbandytas 1866 metų liepos 19 dieną Kronštate. Jie buvo labai sėkmingi, tačiau pats išradėjas buvo nepatenkintas eksperimentų eiga. Prieš parodydamas savo kūrybą atrankos komisijai, jis nusprendė atlikti keletą laivo dizaino patobulinimų. Nauji povandeninio laivo bandymai įvyko tik po metų. Rezultatai pranoko visus dizainerio lūkesčius.

Netrukus į povandeninį laivą buvo paskirta dvidešimt trijų žmonių karinė komanda. 1869 metais povandeninis laivas buvo perkeltas tolesniems bandymams į Tranzundą, kur ji sėkmingai įvykdė užduotį – įveikti 0,5 mylios atstumą 5 m gylyje.

Po kurio laiko Jūrų departamentas pasiūlė specialiai komisijai iš naujo išbandyti Aleksandrovskio išradimo kovines ir technines galimybes. Tam tikslui netoli Kronštato buvo paskirtas pusantros mylios maršrutas. Įveikęs numatytą atstumą, povandeninis laivas negalėjo išlikti tam tikrame gylyje. Dizaineris manė, kad valtis neatliko paskirtos užduoties dėl to, kad bandymų vieta nebuvo giliavandenė. Geometriškai uždaras povandeninis laivas buvo paleistas be personalo į dvidešimt penkių metrų gylį. Po trisdešimties minučių jis buvo pakeltas ir kruopštus tyrimas parodė, kad korpusas puikiai atlaikė spaudimą ir nepraleido nuotėkio.

Tais pačiais metais Maskvos departamentas paskelbė, kad reikia patikrinti povandeninio laivo stiprumą 30 m gylyje.Aleksandrovskio nuogąstavimai pasiteisino. Bandymų metu korpusas neatlaikė vandens slėgio, laivas nuskendo. Tik po dvejų metų dizaineriui pavyko organizuoti darbą ir iškelti savo išradimą į paviršių. Tačiau tolesni eksperimentai su povandeniniu laivu buvo sustabdyti.

1877 m. pagal Stepano Karlovičiaus Dževetskio projektą Rusijoje buvo pastatytas pirmasis nykštukinis povandeninis laivas.

Talentingas inžinierius-išradėjas sukūrė projektą miniatiūrinei povandeninei valčiai, kurios ilgis siekė 4 m. Projekte buvo įdėtas tik vienas žmogus, kuris kojiniais pedalais įjungė sraigtą, dėl kurio valtis pajudėjo.

Metalinį povandeninio laivo korpusą sudarė dvi dalys. Apačioje buvo kamera su suslėgtu oru, reikalinga vandeniui iš balasto bako išstumti, kai valtis išplaukia į paviršių. Viršutinėje dalyje buvo įvairių mechanizmų ir speciali sėdynė povandeninio laivo vadui. Vyras valtyje buvo taip, kad jo galva buvo po permatomu storo stiklo dangteliu, išsikišusiu virš indo. Jei kateris plaukė paviršiuje arba pusiau paniręs, vadas galėjo stebėti jūros ir pakrantės orientyrus.

Dževetskio povandeninis laivas buvo ginkluotas mina su specialiais guminiais siurbtukais ir saugikliu, kurį uždegė galvaninio akumuliatoriaus srovė. Kad povandeninio laivo vadas prie priešo laivo dugno pritvirtintų sprogstamąjį įtaisą, išradėjas povandeninio laivo korpuse įrengė dvi apvalias skylutes, iš kurių kyšojo ilgos lanksčios guminės pirštinės. Įrengus kasyklą, povandeninis šaulys pasitraukė į saugų atstumą, palaipsniui iš ritės vyniodamas laidą, jungiantį sprogstamąjį įtaisą su galvaniniu akumuliatoriumi. Povandeninio laivo vadas bet kuriuo patogiu momentu galėjo susprogdinti priešo laivą.

1879 metais Drzewieckis sukūrė povandeninę transporto priemonę, kuri nuo ankstesnės skyrėsi ne tik dydžiu, bet ir daugybe patobulinimų. Laive jau tilpo keturi žmonės, sėdintys poromis nugaromis. Du sraigtai, laivagalis ir laivapriekis, kojiniais pedalais sukasi visą įgulą. Nuo kojos pavaros veikė oro ir vandens siurbliai. Pirmasis tarnavo kaip oro valytuvas valties viduje, antrasis siurbė vandenį iš rezervuarų. Vietoj permatomo kupolo ant povandeninės transporto priemonės buvo sumontuotas optinis vamzdis.

Kaip ginklas buvo naudojama mina, kuri buvo sumontuota naudojant originalų įrenginį. Jį sudarė dvi tuščios guminės pūslės, sujungtos viena su kita plonu stipriu laidu. Jiems buvo pakabinta mina. Kai povandeninis laivas pasivijo priešo laivą, į guminius kamuoliukus buvo paleistas oras ir jie kartu kaip mina nuplaukė į priešo laivo dugną. 1879 metais Drzewieckio povandeninė transporto priemonė buvo išbandyta. Jie buvo tokie sėkmingi, kad Karo departamentas užsakė penkiasdešimt tokio tipo povandeninių laivų.

1884 m. Drzewiecki sukūrė valtį su 1 AG elektros varikliu. Su.

Baterija buvo naudojama kaip energijos šaltinis. Per bandymus Sankt Peterburge povandeninis laivas plaukė prieš Nevą 4 mazgų greičiu.

1906 metais povandeninis laivas buvo paguldytas į Sankt Peterburgo Metalo gamyklos atsargas. Jo ilgis – 36,0 m, plotis – 3,2 m, tūrinis – 146 tonos.Kateris buvo judinamas dviem benzininiais varikliais, kurių kiekvieno darbinis tūris – 130 litrų. Su. Bandymų metu povandeninis laivas parodė gerus rezultatus. Tačiau jo nebuvo įmanoma panaudoti karinėse operacijose. Judėdamas po vandeniu, povandeninis laivas demaskavo, nes paliko burbulo pėdsaką. Be to, Pašto interjeras buvo užgriozdintas įvairių mechanizmų ir prietaisų, o tai pablogino personalo gyvenimo sąlygas.

Baterijų ir gana patikimų vidaus degimo variklių atsiradimas leido sukurti elektrinę povandeniniams laivams. Išradėjams pavyko įgyvendinti šiandien gerai žinomą schemą: akumuliatorių, elektros variklį-generatorių, vidaus degimo variklį.

Kartu su elektrinėmis tobulėjo ir povandeninių laivų ginkluotė. 1865 metais dizaineris Aleksandrovskis sukūrė pirmąją pasaulyje savaeigę torpedų miną. Vėliau Drzewiecki išrado torpedų vamzdžius, kurie buvo montuojami ant povandeninio laivo korpuso. Daugelį metų jie buvo pagrindiniai vidaus laivų ginklai. Tačiau statyti XIX a. kovinis povandeninis laivas buvo nerealus, nes elektros inžinerijos ir šiluminių variklių išsivystymo lygis buvo žemame vystymosi etape.

- tai speciali techninė įranga, skirta povandeniniams moksliniams tyrimams, paieškos operacijoms, visų rūšių remonto ir gelbėjimo darbams.

Giliavandeniams povandeniniams laivams priskiriami povandeniniai laivai, kurių panardinimo gylis didesnis nei 600 m.

Pagal savo funkcinę paskirtį giliavandenės povandeninės transporto priemonės gali būti padalintas į okeanografinis tyrimų stebėjimams ir paieškos ir gelbėjimo bei surinkimo ir išmontavimo darbų prietaisai.

Priklausomai nuo paskirties, juose sumontuotos paieškos ir taikymo sistemos, įvairūs griebtuvai ir įrankiai darbams atlikti.

Giliavandeniai povandeniniai laivai yra pilotuojami ir negyvenami

Pilotuojami giliavandeniai povandeniniai laivai yra valdomi ekipažo (2-6 žm.), išsidėstę tvirtame hermetiškame korpuse, turi gyvybės palaikymo sistemas, ryšio ir navigacijos priemones, manipuliatorių valdiklius, maitinimo įrenginius (baterijas) ir avarines gelbėjimo priemones. Stipraus giliavandenio povandeninio laivo korpuso forma, priklausomai nuo panardinimo gylio ir paskirties, yra cilindro formos (hidrostatai) su išorine danga sutvirtinta rėmais, sferinės arba pusrutulio formos (batisferos). Kaip kėbulo medžiagos naudojamas plienas, aliuminis, titanas, taip pat armuotas stiklo pluoštas. Tvirtas giliavandenio povandeninio laivo korpusas turi įėjimo liuką, iliuminatorius, o gelbėjimo mašinos turi doką ir oro užraktą apatinėje korpuso dalyje. Didėjant giliavandenio povandeninio laivo naudojimo gyliui, keičiasi tvirto korpuso konstrukcija ir forma, o jo masė didėja. Iki 2000 m gylio korpuso korpusas sutvirtintas rėmais. Giliavandeniai povandeniniai laivai, skirti dideliam gyliui, turi storasienį, patvarų korpusą, pagamintą iš legiruoto plieno kalimo būdu. Taigi Triesto batiskafo, ant kurio 1960 metų sausio 23 dieną buvo pasiektas rekordinis 10919 m gylis, sienų storis yra 105 mm. Norint suteikti teigiamą plūdrumą tvirtam giliavandenio povandeninio laivo, skirto nardyti į daugiau nei 6000 m gylį, korpusui, reikalingas papildomas tūris, užpildytas lengvu užpildu (dažniausiai benzinu, kurio tankis yra 0,7–3).

Pilotuojamų giliavandenių povandeninių laivų autonomiškumas yra nuo 8–12 valandų iki 2–4 savaičių, greitis yra 6–12 km / h, kai kurie turi iššokančią vairinę avarinei įgulai gelbėti. Tvirtas giliavandenio povandeninio laivo korpusas iš išorės uždarytas pralaidžiu šviesos korpusu, kuris suteikia įrenginiui hidrodinamines charakteristikas, talpina varymo ir vairavimo kompleksą, manipuliatorių pavaras, lempas, televizorių ir mokslinę įrangą. Tarp tvirtų ir lengvų korpusų yra balasto tankai ir avarinėse situacijose išleidžiamas balastas.

Negyvenami giliavandeniai povandeniniai laivai - pririštas, velkamas - valdomas kabeliu iš nuotolinio valdymo pulto, esančio gabenimo laive. Jie juda vandens stulpelyje arba juda išilgai dugno. Juose įrengta televizijos aparatūra, lempos, yra gylio stabilizatorius, manipuliatoriai, jų navigacinė sistema prijungta prie laivo vežėjo navigacijos sistemos, energijos perdavimas yra kabeliu-lynu (panardinamas iki 100 m). Savaeigėse transporto priemonėse sumontuotos varymo ir vairavimo sistemos, valdomos pagal tam tikrą programą. Negyvenami giliavandeniai povandeniniai laivai daugiausia naudojami ieškant ir apžiūrint nuskendusius objektus bei povandeniniams gręžiniams. Giliavandenių povandeninių laivų kūrimas seka specializuotų negyvenamų transporto priemonių kūrimo keliu.