Подводные обитаемые аппараты. Книга рассчитана на широкий круг читателей
 Скачать 22.21 Mb.
|
|
УДК 629.58 ББК 26.221 В65 Общероссийский классификатор продукции ОК-005-93, том 2; 953004 — книги, брошюры Санитарно-эпидемиологическое заключение № Лот г. Подписано в печать 15.11.2001. Формат 70x90/16. Усл. печ. л. Гарнитура Гарамонд. Печать офсетная. Тираж 5000 экз. Заказ № 3601. Войтов Д. В. Вб5 Подводные обитаемые аппараты / Д. В. Войтов. — М ООО «Издательство ACT»: ООО Издательство Астрель», 2002. — 303 слил (ООО Издательство ACT») ISBN 5-271-03683-9 (ООО Издательство Астрель») В книге описывается история развития подводной обитаемой техники, а также конструктивные особенности отдельных подводных аппаратов, от первых подводных лодок до новейших глубоководных, предназначенных для погружения на глубину м. Приводится интересный материал о создателях подводных аппаратов и глубоководных исследованиях, ставших возможными благодаря этим изобретениям. Книга рассчитана на широкий круг читателей. УДК 629.58 ББК 26.221 ISBN 517-005960-4 (ООО Издательство ACT») ISBN 5-271-03683-9 (ООО Издательство Астрель») © ООО Издательство Астрель», 2002 www.infanata.org На протяжении многовековой истории развития человеческой цивилизации всегда предпринимались попытки проникнуть в глубину океана. Человек заключал себя в капсулу, защищающую от внешнего воздействия воды, которое увеличивалось с каждым метром погружения. Примером такой капсулы может служить легендарная стеклянная бочка Александра Македонского. Подобные подводные аппараты могли погружаться на 10-20 м. Лишь впервой половине XX века Уильям Биб и Оттис Бартон положили начало покорению океанских глубин. В стальном шаре они опустились на глубину 923 м. Первый значительный шаг в неизведанное был сделан. Вскоре исследователи смогли отказаться от троса, связывающего металлическую конструкцию с поверхностью. Появились суда глубин — громоздкие и неповоротливые батискафы. Жак Пикар и Дон Уолш на батискафе Триест побывали на глубине 10 916 м — на дне самой глубокой Марианской впадины. К месту погружения батискафы буксировались судном. Бензин, который заполнял поплавок и периодически выпускался наружу, конечно жене мог благотворно влиять на окружающую среду. Батискафы могли служить лишь средствами наблюдения на дне океана. Выполнять при помощи батискафов какие-либо сложные технические задачи было невозможно. Зато эти автономные лифты обладали уникальной возможностью погружаться в любой точке океана и достигать любой глубины, вплоть до предельной. Почему бы не начать подводные исследования с континентального шельфа, со средних глубин Эта идея подтолкнула Жака Ива Кусто к созданию целой серии знаменитых ныряющих блюдец — небольших, легких, маневренных и технически оснащенных подводных аппаратов. Их небольшой вес позволял обходиться без огромного поплавка с бензином. Свободное пространство под легким корпусом заполнялось пеноматериалом с большой положительной плавучестью. Успех аппаратов Кусто был огромен. Се годы повсюду в мире и особенно в США проходил бум строительства подводных аппаратов научного, промышленного и гражданского применения. Аппараты строились всюду и всеми, индивидуалами и крупными фирмами. Огромные деньги вкладывали в осуществление все новых и новых проектов. Аппараты отличались размерами и формами. Но только единицы из огромной армии разведчиков глубин по-настоящему способны были надежно работать под водой. Одной из таких рабочих лошадок стал подводный обитаемый аппарат «Алвин», созданный в середине х годов. После замены прочного корпуса, в котором размещалась кабина экипажа, «Алвин» получил возможность погружаться на глубину 4000 м. Именно из иллюминатора «Алвина» Роберт Баллард впервые увидел на дне Северной Атлантики останки легендарного «Титаника». Вначале подводные обитаемые аппараты не могли использоваться также успешно, как несложное в работе водолазное оборудование. Но теперь их оснащают манипуляторами и специальными инструментами. Человек научил технику работать под водой почти также свободно, как и на суше. Так, в 1994 и 1995 годах экипажи глубоководных обитаемых аппаратов МИР и «МИР-2» провели уникальную подводную операцию по герметизации затонувшей в Норвежском море атомной подводной лодки Комсомолец. В сентябре 2000 года аппараты МИР работали на месте гибели ракетного атомного крейсера Курск, выполнив задачи подетальному обследованию и подъему фрагментов со дна Баренцева моря. К концу XX века наблюдался некоторый спад в строительстве подводной техники. Количественный уровень явно переходит в качественный. Перед разработчиками подводных обитаемых аппаратов следующего столетия стоят задачи поиска высокопрочных и легких материалов, новейших технологий и источников энергии с высокой удельной энергоемкостью. Аппараты будущего необходимо оснащать уникальными приборами и инструментами прогрессивные разработки в области теле- и светотехники, систем навигации и связи помогут сделать более чувствительными их глаза и уши Кому и зачем необходимы подводные обитаемые аппараты Нужно ли вкладывать колоссальные средства в развитие подводной техники Ответ прости заключается в жизненной необходимости освоения ресурсов Мирового океана ради удовлетворения растущих потребностей цивилизации. Исследование океанов только начинается. Океан может дать все то, что мы получаем на суше. Принимая во внимание то, что с каждым десятилетием проблема освоения земных недр становится все более сложной, следует, наверное, поближе познакомиться с огромной, практически неисчерпаемой кладовой Мирового океана. Всего лишь от всего добываемого объема составляет нефть, получаемая с морских буровых платформ, эта цифра явно должна увеличиваться. Запасы подводных руд, содержащих марганец, железо, никель, медь и кобальт, оцениваются специалистами в десятки биллионов тонн. В два-три раза больше при умелом и грамотном подходе можно ловить и рыбы. В этой трудной, но необходимой работе важную роль должны играть и подводные обитаемые аппараты. Сейчас много споров ведется по поводу использования подводных обитаемых аппаратов. Многие специалисты считают, что применение необитаемых подводных роботов в исследованиях океана экономичнее и безопаснее. Не вдаваясь в подробности всех плюсов ими- нусов использования обитаемой и необитаемой техники, отмечу, что, вероятнее всего, будущее — за комплексными методами глубоководных работ, когда водной экспедиции работают и роботы, и обитаемые аппараты как последовательно, таки совместно. Читатель этой книги сможет познакомиться с историей развития подводной обитаемой техники, с конструктивными особенностями подводных аппаратов, сих создателями, узнать о некоторых подводных операциях с участием обитаемых аппаратов. Естественно, что описать все существующие подводные аппараты невозможно многие находятся в частном владении и публикаций о них просто не существует, но наиболее известные, начиная с первых подводных лодок до последних глубоководных аппаратов, рассчитанных на глубину погружениям, попали на страницы этой книги Из древней истории известно, что самыми первыми транспортными средствами, скорее всего, были конструкции, способные перемещаться по поверхности воды сначала просто бревна, затем человек научился связывать бревна в плоты и, наконец, начал строить лодки. Возможность передвижения по морями океанам открыла перед человечеством новые горизонты. Желание же проникнуть в глубины океана было ограничено запасом воздуха в легких ныряльщика и длиной дыхательной трубки. Прошли века, прежде чем люди создали специальные средства для проникновения под воду. Первыми были водолазные колокола. Из глубины времени — V века до нашей эры до нас дошло упоминание Геродота о том, что его современники использовали водолазный аппарат, опускавшийся на дно рек. В 332 году до нашей эры, по свидетельству Аристотеля, Александр Македонский вовремя осады финикийского города Тира опустился на дно в водолазном колоколе — перевернутом сосуде, наполненном воздухом. В средневековой рукописи Истинная история Александра говорится о том, что он «видел много рыб, имевших обличье животных, живущих на земле и передвигающихся на ногах, а также множество других чудес, в которые трудно поверить. Насмотревшись вдоволь, Александр подал знак, стоявшим наверху, для того, чтобы те тянули железные цепи, закрепленные на колоколе. Чудеса Божьи изумления всяческого достойны — произнес царь Македонии, вновь оказавшись на суше. О первой подводной атаке с помощью водолазных колоколов, произошедшей в веке нашей эры, когда защитники Византии напали на блокирующие гавань галеры римского императора Люция Септимия Севера, рассказывал Дион Кассий. В своем труде Военная архитектура» Франческо де Марчи описывает водолазный колокол, построенный в ЗО-е годы XVI века Гульельмо де Лорено. Сосуд цилиндрической формы со стеклянными иллюминаторами держался на плечах водолаза с помощью двух опор. Лорено в своем колоколе погружался на дно озера Неми. Целью погружения, длившегося целый час, был поиск затонувших галер Калигулы. В 1538 году толпы зрителей собирались в Толедо на представление двух греческих акробатов. Два смельчака опускались в собственном колоколе с горящей свечой. Изумление зрителей вызывала финальная часть, когда водолазы появлялись из воды, и один держал в пуке продолжавшую гореть свечу Водолазными колоколами прошлого служили открытые снизу деревянные ящики или большие бочки с платформой для водолазов. При погружении вода поступала в колокол снизу и сжимала воздух до тех пор, пока не устанавливалось состояние равновесия. Время погружения определялось запасом воздуха в колоколе. Подобный колокол успешно использовался в 1663 году при подъеме пятидесяти орудий с затонувшего у берегов Швеции военного корабля «Ваза». В 1717 году английский астроном Галлей предложил использовать дополнительные воздушные резервуары для подачи воздуха в водолазный колокол. Для выпуска отработанного воздуха в корпусе колокола устанавливался выпускной клапан. Галлей лично испытал колокол вместе с четырьмя водолазами он опустился на глубину 18 м, погружение продолжалось полтора часа. Само название колокол, видимо, появилось, когда подводные сосуды стали принимать конусообразную форму. Колокол в виде усеченного конуса наиболее устойчиво ведет себя при погружении, а столб воды, заходящей снизу, оказывается сравнительно невысок. Водолазные колокола нашли применение при строительстве подводных объектов и даже для спасения людей. 23 мая года у побережья Америки в нескольких милях от островов Шоал из-за отказа впускного клапана двигателя затонула американская подводная лодка «Сквалус». В операции спасения тридцати трехчленов экипажа лодки, лежащей на глубине 73 муча- ствовало спасательное судно «Фалькон». С «Фалькона» точно на люк лодки был опущен 10-тонный подводный колокол с двумя отделениями конструкции Ч. Момсена и А. Маккана. Спасатели продули сжатам воздухом колокол для того, чтобы вытеснить воду, и открыли люк лодки. Часть команды «Сквалуса» перешла в колокол, который затем благополучно подняли на поверхность. Еще три раза опускался колокол, пока все члены экипажа небыли спасены. Широко используются модернизированные колокола ив наше время для подводной разведки и океанологических работ. Достоинство колокола в простоте и надежности, недостаток в ограниченной глубине погружения и невозможности маневрирования под во- дой. Мечты о свободном перемещении привели к идее создания подводного судна, но прошло очень много времени, прежде чем подводные обитаемые аппараты стали такими, какими мы привыкли их видеть. Еще в эпоху Возрождения великий Ле- онардо да Винчи (1452-1519) создал чертеж подводной лодки овальной формы с рубкой, в которой находился входной люк. Перед этим Леонардо пришла в голову идея о создании двух видов страшного оружия для защиты Венеции от турецкого флота. Это были судно, которое могло уходить под воду, и человек, экипированный для действия под водой, — водолаз. Леонардо даже лично хотел участвовать в атаке и потопить первую вражескую галеру. Как и многие далеко опередившие свое время изобретения Леонар- до да Винчи, эта идея осталась невоплощен- ной и не дошла до нас даже на бумаге в виде эскиза. Уничтожая рисунок, изобретатель сделал заключение Изобретенный мной метод работы человека под водой я не стану ни разглашать, ни публиковать. К этому решению я пришел, слишком хорошо зная натуру людей. Уверен, что мои открытия были бы использованы во зло, для убийства и потопления торговых кораблей со всеми, кто находится у них на борту. Да, люди настолько злобны, что готовы были бы убивать друг друга даже и на дне морском. Мечта о подводных кораблях таки осталась мечтой. Блистательный замысел на целых четыре столетия остался сокрытым. Дона- шего времени сохранился рисунок военного техника Роберто Вальтурио. На нем изображено подводное судно цилиндрической формы с четырехлопастным гребным колесом. Француз Фурнье писал в конце XVI века: «В Константинополе мне рассказывали совершенно необыкновенные истории она- падении северных славян на турецкие города и крепости — они являлись неожиданно, поднимались прямо со дна моря и повергали в ужас береговых жителей и воинов. Мне и раньше рассказывали, будто славянские воины переплывают море под водой, ноя почитал рассказы выдумкой. А теперь я лично говорил с теми людьми, которые были свидетелями подводных набегов славян на турецкие берега. Соотечественник Фур- нье — историк Монжери предполагал, что славяне пользовались челнами, обшитыми кожей и с герметичной палубой. Через рубку проходил воздух при движении на поверхности. Некоторое время челны при помощи весел, проходящих через кожаные манжеты, могли двигаться под водой и оставаться незамеченными для неприятеля. Скорее же всего, наши предки просто переворачивали свои лодки вверх дном, превращая их в подобие водолазного колокола. Небольшого количества воздуха подлодкой хватало для того, чтобы в темноте незаметно пройти по просматриваемой акватории. В конце XVI — начале XVII веков появились первые действующие подводные лодки. Правда, детище Магниуса Петиллиуса не могло передвигаться под водой и только погружалось в неглубоком месте и даже умудрялось всплывать на поверхность, то есть делало тоже самое, что и подводный колокол. Отличие между лодками и колоколом заключалось в способе погружения подводу. Если колокол погружался под действием собственного веса и вытягивался обратно на тросе, то первые подводные аппараты уже имели собственную систему погружения и всплытия. Способ изменения веса подводного аппарата, имеющего постоянный объем, предложил в 1578 году англичанин Уильям Боурн, который, может быть, даже и не был знаком с известным сегодня любому школьнику законом Архимеда. Тем не менее Боурн на листе бумаги изобразил подводный аппарат, оснащенный балластной цистерной — обычным кожаным мешком, помещенным внутри корпуса. Приза- полнении мешка водой аппарат становился тяжелее и уходил подводу. Для того чтобы всплыть, достаточно было деревянным прессом выдавить воду из кожаного резер- вуара. В 1624 году бьио построено судно для подводных путешествий по реке Темзе. Его создал голландец Корнелиус Ван Дреббель для увеселения короля Иакова и английских придворных. Деревянный каркас судна был обернут кусками промасленной кожи и усилен железными обручами. Система по- гружения-всплытия состояла из нескольких кожаных резервуаров, заполняемых водой. В подводном положении судно передвигалось при помощи шеста, которым отталкивались от дна. Позже шест был заменен веслами, продетыми в корпус через кожаные уплотнения. Судно опускалось нами всплывало после отдачи балласта. Конструкция Корнелиуса Ван Дреббеля не обеспечивала достаточной герметичности, и поэтому судно не могло долго находиться под водой. Похожий проект подводного аппарата предложил итальянец Джованни Альфонсо Борелли. Он писал Нетрудно нам построить судно, которое, полностью закрытое, как рыба, может неподвижно покоиться под водой, тонуть или всплывать на поверхность. Достигается это тем, что в днище судна проделывают отверстия и мешки из козьих шкур горловинами прибивают мелкими гвоздями по краям этих отверстий. Для того чтобы всплыть на поверхность, воду из мешков нужно было выдавить наружу через отверстия в днище. Революционным в развитии подводных аппаратов стал проект французского монаха Мерсена. В 1634 году он предложил построить подводное судно с корпусом из меди. Жаль, что судно Мерсена таки не было построено. Первое подводное судно из железа бьио построено французом Дени Папином в 1695 году по специальному заказу немецкого принца Чарлза. В 1648 году на свет появилась небольшая книга епископа из Честера Джона Вилкинса, в которой, пожалуй, впервые появился термин подводная лодка. Француз Де Сон предложил в году конструкцию двадцатиметровой подводной лодки, которая, как он утверждал, способна была за один день уничтожить до сотни боевых кораблей, еще за один день — доплыть от Роттердама до Лондона, а за 6 недель совершить путешествие в Восточную Индию. Возможности этой деревянной лодки проверить не удалось, она таки не коснулась воды. В первой четверти XVIII столетия плотник из Девоншира Джон Летбридж проводил опыты с обычной дубовой бочкой из- под сахара, обтянутой пропитанной маслом кожей. Входное отверстие закрывалось крышкой, в бочку был вставлен иллюминатора через манжеты в двух отверстиях водолаз мог просунуть наружу руки. Аппарат опускался подводу в горизонтальном положении. В своем аппарате Летбридж мог оставаться на небольшой глубине более получаса, а в 1733 году подобная бочка помогла достать золото с судна, затонувшего в Марсельской гавани. В России идея создания подводного судна возникла только во времена царствования Петра I, всячески поощрявшего развитие судостроения и создавшего практически с нуля кадры моряков и кораблестроителей. Автор первого в России потаенного огненного судна Ефим Никонов родился в подмосковном селе Покровское-Рубцово в семье крепостного крестьянина. По указу Петра I часть крепостных в то время приписывалась к государственным заводам. Никонов попал на одну из верфей, строивших первые корабли для Российского Балтийского флота. Летом 1719 года, уже хорошо освоивший корабельное дело, Никонов направил царю тайную челобитную грамоту. Он писал К военному случаю на непри- ятелей угодное судно берусь построить, которым в море в тихое время будет из снаряду разбивать корабли, хотя б десять или двадцать, и для пробы тому судну учинит образец Война со шведами не дала возможности Петру ознакомиться с первой челобитной, он ответил на вторую, в которой Ефим Никонов сообщал, что сделает судно, идущее под водой потаенно и способное подбить военный корабль под самое дно. Изобретатель прибыл в строящийся |