Подводные обитаемые аппараты. Книга рассчитана на широкий круг читателей
 Скачать 22.21 Mb.
|
|
«Сегодня мы умеем погружаться на 11000 метров. Неужели же мы должны отказаться от этого достижения Научный и технический прогресс может снизить свои темпы и даже приостановиться на какое-то время, но он редко обращается вспять». Клод Риффо Проект нового французского батискафа В с глубиной погружениям был рассмотрен 8 ноября 1955 года Комиссией комитета по батискафам. Эскизный проект представила Техническая служба поморским конструкциями вооружению. Вначале года ВМФ Франции, курирующий работы по созданию подводной техники, рассмотрел этот проект. Окончательное утверждение проекта произошло 16 июня года при содействии Национального Центра по научным исследованиям, Соглашение о постройке аппарата подписано представителями ВМФ и Национального центра по научным исследованиям. Национальный центр брался финансировать строительство. Сметная стоимость всех работ по постройке аппарата достигала 250 миллионов французских франков. Большую помощь оказал Бельгийский фонд научных исследований, предоставивший субсидию размером в один миллион бельгийских франков. 30 июня 1958 года Министерство морского вооружения поручило Арсенал де Тулон» конструкторскую разработку и проведение наладочных испытаний батискафа. «В 11 000», или. как его впоследствии назвали, — Архимед, считался батискафом нового поколения, его проектировали и строили с учетом недостатков батискафов «ФНРС-2» и Триест. Опыт, накопленный в результате многократных погружений батискафа «ФНРС-3», также пригодился при конструировании Архимеда. Создатели батискафа, среди которых были Вильм и Уо, внесли существенные изменения в конструкцию. Гондола, или обитаемая сфера, не выступала за обводы легкого обтекаемого корпуса, Скорость буксировки батискафа увеличилась до 8 узлов. Более маневренным стал аппарат и под водой. Новые более энергоемкие аккумуляторные батареи позволили установить дополнительную научную аппаратуру. К июлю 1960 года была изготовлена гондола. Она состояла из двух полусфер, соединенных при помощи полуобо- дов и скрепленных болтами. Полусферы выковывались прессом из стального листа и затем протачивались на карусельном станке. В состав стали входили хром, никель и молибден. Предел упругости этой стали приближался к 100 кг на квадратный миллиметр. Крышка люка, в отличие от крышки люка «ФНРС», которая затягивалась болтами, установлена на пружинах и могла закрываться изнутри без помощи водолазов. Общий вес сферы составил 19 т. Третью часть объема двухметровой гондолы заняли научные приборы. Связная и навигационная аппаратура, система управления, электромагниты, реле, клапаны и внутреннее освещение питаются от двух щелочных батарей, установленных в кабине. Экипаж попадает в кабину из рубки по вертикальной шахте. Как и на «ФНРС-3», шахта заполняется водой при погружении и продувается сжатым воздухом из баллона при выходе на поверхность. Поплавок разделен на 16 основных отсеков, вмещающих в общей сложности более 100 000 л бензина. Один из отсеков снабжен клапаном выпуска бензина для придания батискафу отрицательной плавучести. Двигатель с гребным винтом позволяет аппарату двигаться в подводном положении со скоростью до 2 узлов. Вертикальный электродвигатель обеспечивает перемещение вверх и вниз. Маневровые кормовой и носовой — двигатели разворачивают аппарат в горизонтальной плоскости. Железная дробь, размещенная в шести бункерах, служит маневровым балластом и может сбрасываться небольшими порциями. Общий вес дроби составляет 5 т. Не отказались конструкторы Архимеда и от гай- Дропа — гибкого троса, хотя по опыту предыдущих погружений батискафов стала очевидна негативная сторона этих устройств: из-за взмучивания осадков при подходе к грунту сильно ухудшалась видимость. Система жизнеобеспечения включала приборы газоанализа, кассеты с поглотителем углекислого газа, фильтр — поглотитель влаги с силикагелем и четыре баллона с кислородом. По индикатору пилот имел возможность отслеживать уровень бензина в поплавке и количество балласта в бункерах. Комплекс забортной измерительной аппаратуры состоял из датчиков температуры, давления, измерителей скорости течения, рН-метра и лага. Телекамеру установили в кормовой части аппарата, две кинокамеры «смотрели» в боковые иллюминаторы. Изготовление прочного сферического корпуса и легкого корпуса, испытание элементов конструкции под давлением были закончены летом 1960 года. Первое погружение состоялось сентября 1961 года. Для проведения программы научных исследований Архимед передали Национальному центру Франции по освоению Мирового океана, который совместно с ВМФ должен был обеспечивать работоспособность батискафа в процессе его эксплуатации. Военные отвечали за выполнение программ погружений, в том числе за надежность работы систем безопасности и навигации. Для работ с Архимедом было подобрано судно обеспечения Марсель ле Биан». После проведения серии контрольных погружений на глубины до 2300 м, выполненных в период с октября по март года около Тулона, в апреле 1962 года на борту транспортного судна «Архимед» был доставлен в Тихий океан к берегам Японии. Здесь в районе Курило-Камчатской впадины планировалось провести несколько глубоководных спусков. 22 мая батискаф опустился на глубину 4800 м. Из-за неисправности электрического кабеля погружение пришлось прервать. После ремонта в Японии 16 июля 1962 года Архимед, на борту которого находились пилот-лейте- нант О'Бирн и АЖ. Деоз, совершил погружение на глубину 9545 м. Всего было проведено восемь погружений, в том числе для биологических и геологических исследова- ний. В 1963 году ВМФ Франции занялся усовершенствованием батискафа и установкой новой научной аппаратуры. Осенью батискаф шесть раз погружался в районе Тулонского порта у берегов Франции. В 1964 году «Архимед» перебазируется в США для участия в франко-американской экспедиции, целью которой было изучение глубоководной впадины, расположенной в 70 милях к северу от Пуэрто-Рико в Атлантическом океане. Экспедиция, получившая название «Операция Дипскан», финансировалась Колумбийским университетом, ВМФ Франции, Французским национальным Центром по научным исследованиям, Вудс-хольским институтом и Лабораторией электроники ВМФ США. С мая по август Архимед совершил погружений на глубины свыше 5 км. В них участвовали лейтенанты Гюэ де Фро- бервиль и Марк Мене, доктор Анри Делоз руководитель Лаборатории батискафов. Погружения в Пуэрто-Риканскую впадину, в том числе и погружение на максимальную глубину — 8400 м, помогли обнаружить гигантские ступени на стенках впадины и неизвестные ранее течения на глубине 6000 м. За время экспедиции были сделаны уникальные фотоснимки, взяты образцы донных породи грунта, проведены измерения температуры, солености и акустических параметров воды. Погружения Архимеда в научных целях продолжались в Средиземном море, в Атлантике у Азорских островов и Мадейры. За 1965-1966 годы было совершено 44 по- гружения. Летом 1967 года — снова погружения в Тихом океане у берегов Японии, максимальная глубина погружениям. В году батискаф принимал участие в поисках пропавшей в Средиземном море в районе Сен-Тропе подлодки «Минерва». 1 января 1969 года Архимед поступил введение Национального центра по эксплуатации океанов. В 1970 году с помощью батискафа была обследована затонувшая подводная лодка Эвридика, было сделано подводных фотографий обломков лодки. Летом 1971 года вовремя глубоководных испытаний у Неаполя Ныряющее блюдце «SP 3000» оборвало нейлоновый трос, связывающий его ссудном, и опустилось на грунт. Местоположение «SP определили по акустическому излучателю, установленному на блюдце. Через неделю «Архимед» был доставлен к месту аварии. Точка посадки батискафа на грунт находилась в 1500 мот. По пеленгу и бортовому гидролокатору батискаф вышел к тросу, державшему блюдце на балластном якоре. Манипуляторам Архимеда удалось ухватиться за нейлоновый трос и перерезать его дисковым ножом. Освобожденное от якоря Ныряющее блюдце всплыло с глубины м на поверхность. В 1973-1974 годах Архимед участвовал в экспедиции «ФАМОУС», изучавшей рифтовую зону Срединно-Атлантического хребта. Архимед совершил 19 погружений. Основными научными итогами экспедиции «ФАМОУС» были доказательства перемещения вдоль литосферных плит, установление ширины зоны, разделяющей плиты, карти- рование глубоководных гидротермальных месторождений. Именно в этой экспедиции океанологи впервые наблюдали непрерывный процесс рождения руд на дне океана под трехкилометровой толщей воды. Водном из погружений экипажу пришлось сбросить аварийный балласт из-за пожара и сильного задымления в гондоле, возникших в результате короткого замыкания и возгорания оболочки кабеля. Произошло это 5 августа 1973 года. Члены экипажа, среди которых были Боб Баллард, спешно натянули кислородные маски. Баллард испытал несколько очень неприятных мгновений, когда понял, что начинает задыхаться в маске. Его спас пилот Арисменди, вовремя заметивший, что кран подачи кислорода в маску Балларда оставался закрытым. В этой экспедиции состоялись последние погружения Архимеда, завершающие морскую карьеру батискафа. Архимед вернулся в Тулон и больше в глубоководных операциях участия не принимал. Мезоскаф «Огюст Пикар» «Батискаф, этот «страто- стат наоборот, имел только две функции — опускаться вниз и подниматься вверх. Мезоскафу была придана и третья функция — плыть по течению аналогично свободному аэростату и даже иметь небольшой собственный ход». А. С. Монин 2 октября 1953 года можно считать днем рождения мезоскафа. Название «мезоскаф» состоит из двух частей «мезо» — средний, «скаф» — легкое судно. Произошло это событие вовремя возвращения в Неаполитанский залив буксира с батискафом «Триест», после погружения на глубину 3150 м в Ти- ренском море. На кормовой палубе буксира находились Огюст Пикар и его сын Жак. «С современными марками стали, да хоть бы с плексигласом, — говорил Огюст Пикар, — можно сделать корпус, который будет легче воды ив тоже время позволит погружаться на приличную глубину, я говорю о средних глубинах. Для ухода на глубину ведь аппарат будет легче воды — можно, скажем, снабдить его винтом наверти- кальной оси. Заодно будет обеспечена и полная безопасность если двигатель или винт выйдут из строя, аппарат сам собой всплывет, в силу того что он легче воды. Конечно, такая подводная лодка не сможет погружаться очень глубоко, но ведь это и ненужно. Очень важную, полезную и плодотворную работу можно проделать на глубине десятков или сотен метров. Я бы назвал новый аппарат «мезоскаф», сразу понятно, что речь идет о судне для средних глубин». После того как были сделаны начальные проработки конструкции мезоскафа, Жаку Пикару удалось убедить одного из директоров будущей Всешвейцарской выставки в целесообразности постройки сорокаместно- го мезоскафа для подводных прогулок по Женевскому озеру. В декабре 1961 года оргкомитет Выставки подготовил документ о строительстве аппарата. За полгода заводом «Братья Джованьола» в Монте был изготовлен цилиндрический корпус. Длина корпуса определялась количеством пассажирских мест, всего на борту мезоскафа планировалось возить 40 туристов. В Монте поступало оборудование. За зиму 1963-1964 годов под руководством Жака Пикара и его помощников Эрвина Эберсолда и Христиана Блана была проведена сборка аппарата. Наконец мезоскаф принял свой окончательный вид. Внешне он напоминал подводную лодку. Прочный корпус с кольцевыми шпангоутами мог выдержать давление на глубине 1500 м. Побор там корпуса были установлены иллюминаторы. Над иллюминаторами располагались балластные цистерны, по шесть секций с каждого борта. Для продувки цистерн на мезоскафе имелся запас сжатого воздуха. Аккумуляторы были изготовлены фирмой «Электрон» в Невшателе. Аккумуляторы позволяли аппарату пройти в подводном положении км со скоростью 4 узла. Для точной балластировки на мезоскаф установили две уравнительные цистерны. Система аварийного сброса балласта состояла из бункеров с электромагнитными затворами. Автором этой системы был Огюст Пикар. С поверхности мезоскаф, даже имея небольшую положительную плавучесть, мог уходить за счет совместного действия двигателей и горизонтальных рулей. Горизонтальные рули приводились в движение сервомоторами фирмы «АЭГ». На палубе возвышалась алюминиевая рубка, служащая защитой от дождя и волн. По трапу можно было попасть в просторную кабину с рядами кресел, установленных у иллюминаторов. Над креслами размещались светильники внутреннего освещения и телемониторы, позволяющие наблюдать затем, что происходит вводе снаружи аппарата. В носовой части находилась пилотская кабина стремя креслами для командира, пилота и штурмана. Пульт управления мезоскафом, аппаратура и расположенные полукругом индикаторы находятся перед пилотом. В феврале 1964 года полностью собранный мезоскаф установили на низкие железнодорожные платформы, и локомотив со скоростью 15 км/ч перевез необычный состав из Монте в Бувр, где уже была построена специальная аппарель для спуска аппарата на воду. В долгожданный день спуска протестанский и католический священники благословили белоснежный с яркой оранжевой полосой мезоскаф. Мадам Пикар разбила традиционную бутылку шампанского о нос аппарата, названного «Огюст Пи- кар. Для пилотирования аппарата былина- браны две сменные команды — французская и итальянская. Вовремя работы Выставки больше двадцати тысяч пассажиров побывали на дне Женевского озера. После закрытия Выставки мезоскаф еще 400 раз выходил из Види и погружался на стометровую глубину. В 1965 году «Огюст Пикар» был продан всего за 100 000 долларов и переоборудован для выполнения научно-иссле- довательских работ. Оснащенный новыми приборами мезоскаф использовался для поиска месторождений нефти и газа, атак- же для геофизических исследований. Мезоскаф «Бен Франклин» «Живя так долгов толще моря, мы смогли узнать его ближе, чем когда-либо». Жак Пикар Появление первого мезоскафа упростило задачу по строительству второго аппарата Жака Пикара — «Бен Франклин». В году Жак Пикар выступил в Национальном научном фонде в Вашингтоне, изложив свою идею о путешествии вводах Гольфстрима. Доклад вызвал сенсацию в США. Американская фирма «Граммен эркрафт инджини- ринг корпорейшн», специализирующаяся в области космонавтики и строительства гидропланов и торпедных катеров, пришла к выводу, что ей пора завоевывать позиции и под водой. Пикар получил предложение фирмы «Граммен» о строительстве на заводе «Джованьола» в Монте мезоскафа — подводной обсерватории. Проект получил название «РХ-15». Суть идеи Пикара заключалась в том, чтобы на новом мезоскафе с экипажем численностью шесть человек опуститься в Гольфстрим и дрейфовать по воле течения подводной реки. Несколько недель мезоскаф должен был оставаться в подводном положении, не поднимаясь к поверхности и лишь поддерживая ультразвуковую связь с кораблем сопровождения. В 1893 году норвежский океанограф Фритьоф Нансен намеренно позволил своему судну «Фрам» вмерзнуть в арктический лед. Трехлетний дрейф «Фрама» во льдах подтвердил гипотезу Нансена о существовании западного Арктического течения. Нечто подобное, только под водой, решил повторить Жак Пикар. Первое письменное упоминание о Гольфстриме относится к 1513 году, когда три судна под командой Понсе де Леона едва не погибли во Флоридском проливе, сносимые мощным подводным течением. В семидесятые годы XVIII века, на основании изучения вахтенных журналов и карт китобоев Нан- такета, Бенджамин Франклин составил карту Гольфстрима. Система течений Гольфстрима изучена сравнительно подробно, но все еще недостаточно понятна и представляет для океанологии большой интерес. Учитывая заинтересованность океанологов, метеорологов, навигационных служб и военных в изучении Гольфстрима, и особенно у восточных берегов Северной Америки, Пикар мог рассчитывать на значительную финансовую поддержку своего проекта. Основные отправные характеристики мезоскафа выглядели следующим образом: глубина погружения — дом, коэффициент прочности — 2, общий вес оборудования на борту —2 т, экипаж — 6 человек, сжимаемость корпуса меньше сжимаемости воды. От последнего условия зависела стабильность зависания аппарата на постоянной глубине. Для изготовления прочного корпуса была выбрана сталь марки «Вель- монил» фирмы «Крупп», обладающая хорошей ковкостью и отличными сварными свойствами. Вначале года началось строительство «РХ-15». В Монте на завод «Джованьола» стали поступать металлические листы. Они прокатывались, формовались и сваривались в цилиндрические секции. В разогретые в печи секции вставлялись кольцевые шпангоуты. Большая длина корпуса не позволяла осуществить такую операцию, как отжиг в печи. Решено было сделать корпус мезоскафа сборным из двух отдельных секций, каждая из которых оканчивалась кольцевым фланцем. После завершения всех сварочных работ обе секции корпуса были обработаны в печи, покрашены и отправлены из Монте в Веве. Наступил этап сборки аппарата. Зимой 1967 года были подогнаны по месту алюминиевые панели и койки для членов экипажа. Цилиндрические секции соединили и скрепили болтами. Можно было устанавливать киль, изготовленный компанией «Эгли». Кожух киля из металла и пластика получился легкими достаточно объемными для размещения в нем аккумуляторных батарей. Пластиковые цистерны водяного балласта изготовили на фирме Грамме, выпускающей подобные цистерны для атомных субмарин. Несмотря на большой вес — около 3 т и крупные затраты, цистерны были доставлены транспортным самолетом и сразу же установлены на мезоскаф. Вообще, работа по сборке проходила без заминок. Аппарат оснастили четырьмя погружными электродвигателями фирмы «Плейгер». Двигатели свободно поворачивались вокруг своей осина Для питания двигателей трехфазным переменным током немецкая фирма АЭГ поставила преобразователи переменной частоты. Энергоемкость аккумуляторных батарей составила 756 кВт/ч. На каждую аккумуляторную банку устанавливался индивидуальный резервуар со слоем изолирующего масла. Газ, выделенный при сжатии, особенно вначале погружения, выходил по трубкам в газосборник, снабженный клапаном выпуска вводу апреля 1968 года из распахнутых ворот сборочного цеха «Джованьолы» тепловоз вытащил платформу с мезоскафом, сирена известила о завершении работ. Европейское путешествие по железной дороге закончилось в Антверпене. После демонтажа килевых опор, балластных и уравнительных цистерн, рубки и руля мезоскаф был опущен на палубу теплохода «Анвера» и надежно раскреплен стропами. Все остальное оборудование, упакованное в ящики, разместилось в трюме «Анвера». |