Алвин – Вики

Алвин - Вики Конструкторы

Подводные обитаемые аппараты больших глубин

«Алюминаут»
«Эта подводная лодка откроет людям глубины моря, покрытые мраком неизвестности с самого начала образования нашей планеты». Пауль А. Нице. 2 сентября 1964 года
Прежде чем на свет появился «большой рулон фольги» — так в шутку называют подводный обитаемый аппарат «Алюминаут», американскому ученому Эдварду Венку пришлось проделать большую работе В опытном бассейне Дэвида Тэйлора он изучал возможности создания глубоководного аппарата. В Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио Венк знакомился с особенностями постройки корпусов для
больших глубин. В результате Национальной Академии наук и Национальному исследовательскому совету была представлена работа «Прочные корпуса глубоководных аппаратов». Венк предлагал снизить общий вес и, следовательно, увеличить плавучесть аппарата за счет выбора материала и формы прочного корпуса. Лучшая проверка это эксперимент. В 1957-1958 годах небольшие модели прочных корпусов, изготовленные из различных материалов, продавливались в камере высокого давления. Лучше всего себя зарекомендовал алюминиевый сплав марки 7079-16 с пределом текучести 4500 кг/см2. Этот сплав и послужил впоследствии материалом для изготовления прочного корпуса «Алюминаута». Второй человек, благодаря которому подводный аппарат появился на свет, — Дж. Луис Рейнольдс, председатель концерна
«Рейнольдс Интернэшнл компани». Еще во время Второй мировой войны он думал о создании легких алюминиевых подводных лодок для транспортировки грузов. Несколько фирм получили заказы концерна «Рейнольдс Интернэшнл компани». Изготовлением корпуса занималось отделение «Электрик боут» фирмы «Дженерал дайнэмикс». Киль, две балластные цистерны и кормовую оконечность делали в Портленде. Манипуляторы длиной 2,5 м разрабатывала «Дженерал Электрик компани». Сложности возникли при изготовлении прочного корпуса. Алюминиевый сплав плохо сваривался, швы получались некачествен
ными. Задачу решили следующим образом: 11 цилиндрических секций и 2 полусферы стянули болтами, предварительно проклеив прочным клеем фланцы. Общая длина, получившегося прочного корпуса составила 9,15 м, внутренний диаметр — 2,13 м. В носовой сферической оконечности — 4 иллюминатора. Давление, которое может выдержать корпус, — 492 кг/см2. Рабочая глубина погружения — 4580 м. Рубка расположена в корме. Крышку люка открывает электродвигатель. Второй люк находится в носовой части. Внутри прочного корпуса: кубрик для гидронавтов, распределительные щиты, приборы, пульты управления, койки,
умывальники, шкафы и даже плитка для подогрева пищи. Вдоль бортов — боксы с серебряно-цинковыми аккумуляторами. В средней части корпуса располагаются кресло пилота и пульт управления. Рядом с пилотом нет иллюминаторов, и поэтому ему приходится управлять движением аппарата «вслепую», исключительно по приборам. В носовой части у иллюминаторов располагаются наблюдатели. Здесь для них установлены кресла, мониторы телекамер, гидролокаторы, пульты включения светильников и управления манипуляторами. Обычно на борту находятся два пилота и два наблюдателя, но можно разместить и шесть человек. В движение аппарат приводят гребные электродвигатели постоянного тока мощностью по 5 л. с, размещенные в маслозаполненных контейнерах. В средней части палубы расположен электродвигатель мощностью 6 л. с, обеспечивающий вертикальное перемещение «Алюминаута». На кормовых стабилизаторах установлены вертикальный и горизонтальный рули. Скорость движения аппарата под водой 4 узла. Источник энергии — серебряно-цинковая аккумуляторная батарея 200 кВт/ч размещена внутри прочного корпуса. Общая емкость балластных цистерн составляет 5 тонн. Бункеры переменного балласта вмещают 1,8 т дроби. Аварийным балластом служит киль весом 3160 кг, подвешенный при помощи магнитов. Водоизмещение аппарата — 80 т. Система жизнеобеспечения рассчитана на 72 часа. Экипаж — 6 человек. Впервые на воду «Алюминаут» был спущен 1 сентября 1964 года. Ходовые испытания начались в проливе Лонг-Айленд. Аппарат показал хорошую устойчивость и маневренность. Затем на буксире аппарат
отправился к Майами, где в действии проверялись забортные системы, камеры, светильники, гидролокаторы. Плато Блейка — плоская терраса на глубине 900 м, площадью 15 000 кв. миль, протянувшаяся вдоль побережья Северной Флориды, Джорджии и Северной Каролины. С помощью «Алюминаута» океанологи смогли совершить подводное путешествие по плато. На дне была обнаружена «асфальтовая» площадка, состоящая из окиси марганца. «Алюминаут», пользуясь отсутствием какого-либо движения, на своих трех самолетных колесах свободно разъезжал по гладкому плотному дну. Добычей ученых на этот раз оказался образец грунта, весящий 0,5 кг и состоящий на 40% из марганца и на 24% из фосфата. В середине июля 1965 года аппарат совершил 25-мильный дрейф в водах Гольфстрима на глубине 300 м. 11 ноября 1965 года в районе Багамских островов «Алюминаут» опустился на глубину 1900 м. Погружение продолжалось 8 часов. На борту аппарата находились: Арт Маркел, Роберт Серфас, Роберт Кенари, Деннисон К. Бриз, Роберт Кендал, Джимм Коней и Ал Разерфорд. Роберт Кендал вспоминал: «Все мое внимание было сосредоточено на том, какую форму примет корпус лодки, я определял места концентрации напряжений, следил за показаниями тензодатчиков. Это было очень интересно». В 1 час 10 минут аппарат достиг максимальной глубины. Эхолот не показывал дна, «Алюминаут» повис над бездной. Через 33 минуты аппарат начал подниматься. Коней приник к иллюминатору и смотрел на падающий планктон: «Ничего подобного я прежде не видел: буйство сверкающих красного, желтого, зеленого, синего тонов. Поблизости от лодки все было красным, а даль
ше виднелись россыпи зеленого и синего. Микроскопические обитатели толщи воды свивались в цветные гирлянды самой причудливой формы». Следующее погружение на 820 м продолжалось 33 часа. 70 миль прошел под водой аппарат со средней скоростью 3,5 узла. Во время операции по поиску водородной бомбы у берегов Испании Артур Маркел увидел на дне галеон XV века. Судно Колумбовских времен лежало на глубине 105 м, и сначала было обнаружено гидролокатором «Алюминаута». Перед погружениями у Виргинских островов, Пуэрто-Рико и
Флориды, ставились такие задачи, как инспекция кабеля, донная разведка, измерение температуры и скорости течений. Экипаж «Алюминаута» обнаружил несколько затонувших судов, проводил наблюдение за редкими глубоководными рыбами. Недалеко от Майами из аппарата впервые видели дельфина, плывущего на глубине 180 м. Между Майами и Форт-Лодердейлом на глубине 600 м под Гольфстримом «Алюминаут» нашел кладбище дюгоней, возраст их останков составлял 25 млн лет. В районе НьюСмерна-Бич на глубине 52 м было обнаружено гигантское скопление морского
гребешка с плотностью 60 особей на 1 м2. В августе 1968 года во время погружения в Атлантике на глубине 1880 м, в результате короткого замыкания потеряло герметичность резиновое кольцо кабельного ввода. Внутрь аппарата стала поступать вода. В этом случае необходимо было срочно всплывать. Экипаж сбросил аварийный балласт, и через некоторое время аппарат вышел на поверхность. В июне 1969 года «Алюминаут» был главным действующим объектом в операции подъема затонувшего на глубине 1500 м, глубоководного обитаемого аппарата «Алвин». «Алвин» затонул без экипажа в октябре 1968 года. С конца 1969 года базой «Алюминаута» становится Гамбург, Немецкие ученые арендовали аппарат для проведения океанологических исследований.
«Алвин»
«Наиболее достоверным станет исследование только тогда, когда человек, проникнув в подводный мир, будет непосредственно наблюдать за ним». А. Ват
Создание легкого, маневренного и быстроходного подводного аппарата для средних глубин стало возможно в начале 1960-х годов. Этому способствовали богатый опыт постройки подводных лодок и эксплуатации батисфер и батискафов, достижения в космической технике, появление новых материалов и технологий. Проектирование и строительство нового аппарата началось в 1962 году, когда доктор Аллен Вайн из Вудсхольского институ
та объединил группу инженеров и конструкторов из Отделения прикладных наук фирмы «Литтон Индастриз», разрабатывающих подводную технику. Эскизный проект под названием «Си Пап» был подготовлен Гарольдом (Бадом) Фроехличем. Постройку аппарата «Алвин», названного так в честь руководителя работ Аллена Вайна, финансировало Управление научных исследований ВМФ США, а Управление кораблестроения принимало участие в разработке технического задания. Строительство, стоившее 600 тысяч долларов, закончилось в мае 1964 года. Новоиспеченный аппарат крестили, его крестной стала жена Вайна Аделаида. Сначала в Вудс-Холе выполнялись кратковременные погружения на глубины до 25 м. Первые два погружения провели пилот Билл Рэйни, Аллен Вайн и Бад Фроехлич. Весной 1965 года «Алвин» был доставлен в порт Канаверал, Флорида, где на мелководье проводились дальнейшие испытания. В следующую серию погружений у Багамских островов вошло погружение на 2290 м, которое длилось 12 часов. Проверка на прочность обитаемой сферы закончилась благополучно. Правда, в этом случае «Алвин» вместе с полутонным грузом опускался на полипропиленовом тросе с баржикатамарана без экипажа. Место погружения у Багамских островов было выбрано не случайно. Здесь в 120 милях к юго-востоку от полуострова Флорида расположена загадочная впадина Тонга. Остров Андрос, самый большой из Багамских островов, рядом с которым предполагалось опустить «Алвин», с востока защищен огромным рифом, сравнимым лишь с Большим Барьерным рифом Австралии. Судно обеспечения за четверть часа доходит от причала до места, где глу
бина превышает 2000 м. 20 июля 1965 года в 10.37 «Алвин» спустили на воду. Экипаж аппарата — Уильям О. Рэйни и Марвин Дж. Маккэмис — приступил к погружению в каньон Язык Океана, окруженный с трех сторон островами и отмелями. Третий пилот — Валентин Вильсон остался на борту судна. Первые проверки всех систем аппарата Рэйни выполнил на глубине 300 м. И дальше, через каждые 300 м, пилоты внимательно следили за приборами. На глубине 1370 м произошел отказ главного кормового двигателя, но в запасе оставались боковые поворотные двигатели, и аппарат продолжал погружаться. В 13.37 «Алвин» коснулся серого каменистого грунта на глубине 1830 м. В свете прожекторов над каменными россыпями пилоты увидели бентозавра — рыбу, опирающуюся на длинные брюшные и хвостовой плавники. Полчаса ушло на съемку и проверку аппаратуры. Почему-то перестали работать боковые двигатели; решено бьио возвращаться на поверхность. Рэйни перекачал масло в резиновые мешки, и аппарат пошел вверх. При подходе к поверхности сжатый воздух вытеснил воду из балластных цистерн. Пилот попробовал включить двигатели — при отсутствии давления
они заработали. Несмотря на грозу, сильный ветер и волнение, «Алвин» удалось поднять на баржу. Второй раз «Алвин» опустился около острова Святого Давида на глубину 1830 м. После доработки двигатели работали безукоризненно. Следующие четыре успешно проведенных глубоководных погружения во впадине Тонга и у острова Андрос позволили сделать замену; с Маккэмисом на погружение пошел научный сотрудник из Вудсхольского океанографического института Роберт Хаслер. На глубине 1770 м манипулятор «Алвина», оснащенный двумя планктонными сетками, взял образцы у самого грунта. «Впервые мы рассмотрели скалистое ложе, которое подстилает материковый шельф, — заявил Джим Трамбалл из геологического управления США после погружения в Каньон Океанографа. — Стена каньона была совершенно отвесной, словно у небоскреба. Чтобы ее осмотреть, «Алвину» пришлось осуществлять точные маневры. Развернувшись носом к скале, он, по воле пилота, передвигался на несколько футов». Сантиметр за сантиметром, осматривая стены и собирая манипулятором образцы по
род, аппарат поднялся с глубины 1517 м до 632 м. Позже, недалеко от Вудс-Хола, «Алвину» пришлось совершить три незапланированных спуска на глубину 1310 м, после того как в штормовую погоду при ударе о суднобазу «Лулу» у аппарата отломился и затонул манипулятор вместе с бункерами для образцов. Обследовав около двух квадратных миль донной поверхности, экипаж обнаружил «механическую руку» и поднял ее на поверхность. Во время 202 погружения на плато Блейка 6 июня 1967 года произошел случай, ставший первым в истории нападения обитателей моря на подводные аппараты. Спокойную работу по отбору геологических образцов на глубине 600 м прервали странные звуки. «Решив, что аппарат начал дрейфовать и со скрипом трется о дно. я взглянул вниз, но убедился, что мы прочно сидим на грунте, — вспоминал Е. Зарудский — сотрудник океанографического института. — В это время второй пилот Вильсон, место которого находилось у иллюминато
ра по правому борту, отпрянул от него. «Нас атакует рыба!» — воскликнул он. И в самом деле, мы увидели за иллюминаторами огромную рыбу, по-видимому, зацепившуюся за какую-то деталь на аппарате. Рыба изо всех сил старалась освободиться, и при каждом ее рывке на корпусе оставались куски мяса и кожи с ее спины, а вода вокруг окрашивалась кровью». Скорее всего, крупную меч-рыбу привлек свет иллюминатора, потому что удар ее меча был явно нацелен на него. Удар был настолько силен, что рыба, вогнав меч в паз на корпусе аппарата, никак не могла его вытащить. Уже во время подъема на «Лулу» рыба обломала меч, и ее дальнейшая судьба была решена на камбузе. С большим трудом удалось вытащить меч, застрявший всего в нескольких сантиметрах от жгута электрических проводов. Еще одно нападение на «Алвин» произошло у острова Большой Багама в 1971 году во время 364 погружения. Аппарат атаковал большой голубой марлин. Результатом столкновения стало повреждение рубки и подводных про
жекторов, но больше все же пострадала сама рыба. В этом же году впервые на борту подводного обитаемого аппарата работала женщина — наблюдатель Рут Тернер. О том, как «Алвин» искал водородную бомбу в 1966 году и о том, как он затонул. был вновь восстановлен и работал на «Титанике», будет рассказано отдельно. А сейчас немного о конструкции «Алвина» — наиболее удачного из глубоководных обитаемых аппаратов. Прочный корпус «Алвина» диаметром 2,1 м сварен из двух катанных стальных полусфер в Хьюстоне фирмой «Хон энд Клей» в декабре 1962 года. Пять иллюминаторов диаметром 12,5 и 5 см из оргстекла расположены перед пилотом, по бортам и внизу сферы и в крышке люка. Вес сферы — 3,8 т. Электрические вводы окружают центральный иллюминатор. Через нижнее отверстие в сфере заведен привод аварийной отдачи носовой части аппарата. Обитаемая сфера с блоками синтактика, обладающая положительной плавучестью, в случае аварии может отделиться от корпуса и всплыть на поверхность. Всего «Хон и Клей» изготовила три прочных корпуса, позже два оставшихся использовались для подводных аппаратов ВМС «Си Клифа» и «Тартла». Под водой аппарат развивает скорость до 2,5 узлов и может осуществлять любые маневры в трехмерном подводном пространстве. «Алвин» оснащен тремя винтами. Маршевый пятилопастный винт диаметром 1219 мм защищен насадкой, установлен в корме и может отклоняться от нейтрального положения в горизонтальной плоскости на 50°. Для полного разворота на месте аппарату требуется всего 45 секунд. Два маневровых реверсивных винта диаметром по
356 мм, тоже в насадках, располагаются по бортам позади пластиковой рубки высотой 1,5 м и создают упор, направленный вверх или вниз, а при повороте общей штанги сообщают дополнительное усилие при движении вперед или назад. Управление всеми винтами осуществляется при помощи одной рукоятки самолетного типа из кабины пилота. Источник электроэнергии — три свинцово-кислотных батареи емкостью 36 кВт/ч в маслозаполненных аккумуляторных боксах. В крайнем случае боксы могут быть сброшены пилотом; к сбрасываемым частям относятся манипулятор и ртуть дифферентной системы. За счет перекачки ртути из носа в корму и обратно создается дифферент ±30°. Две носовые и одна кормовая дифферентные сферы наполовину заполнены маслом, наполовину ртутью. При перекачке масла по трубопроводу, связывающему верхние части дифферентных сфер, в движение приходит ртуть и перемещается по нижнему трубопроводу в нос или корму. Перед погружением в балластные цистерны поступает более 600 л морской воды, а при подходе к поверхности сжатый воздух вытесняет воду из балластных цистерн. Система балласта переменного объема состоит из шести алюминиевых сфер, связанных трубопроводом с резиновыми мешками-вариаторами, способными изменять свой объем. Чтобы придать «Алвину» дополнительную отрицательную плавучесть, масло из мешков перекачивают в алюминиевые сферы, уменьшается объем аппарата, он идет вниз. Чтобы понять физическую сущность процесса погружения и всплытия подводного аппарата, рассмотрим математическое выражение плавучести аппарата: ; где V — объем аппарата, у — удель
ный вес воды, Р — вес аппарата. В случае равенства левой и правой частей этого выражения аппарат находится, как говорят, нейтральной плавучести, то есть будет неподвижно висеть в водной толще. Равенство нарушается — значит, аппарат начал всплывать или погружаться. В случае с «Алвином», когда перекачивается масло из вариаторов, уменьшается объем аппарата и, соответ
ственно, левая часть выражения плавучести. Для всплытия помпой перекачивают масло в вариаторы, и «Алвин», увеличивая свой общий объем, приобретает положительную плавучесть. В «плюс» работают и блоки синтактика, заполняющие свободные пространства под легким корпусом. Основное назначение «Алвина» — океанологические исследования, такие, как изу
чение глубоководных течений, оптика океана, установление природы звукорассеивающих слоев, картирование дна, сбор образцов, биологические наблюдения и многие, многие другие. «Алвин» зарекомендовал себя как прекрасный инструмент в подводных научных работах. Аппарат, помимо различных сменных датчиков и измерителей, оснащен навигационным и постоянным навесным оборудованием: гирокомпасом, магнитным компасом, гидролокатором с дальностью действия 500 м, глубиномером, эхолотом, десятком светильников, фото- и телекамерами, манипулятором. Единственным недостатком «Алвина» являлось ограничение до 2 км рабочей глубины погружения, что намного меньше средней глубины океана (3600 м). Положение изменилось в корне, когда весной 1973 года стальная прочная сфера «Алвина» была заменена на титановую, которая увеличила предел рабочих глубин до 4500 м. В это время только два подводных обитаемых аппарата — «Архимед» и «Триест» — могли работать на такой глубине. Но в отличие от гибкого и маневренного «Алвина» «подводные лифты» были громоздкими, ненадежными и тяжелыми в управлении. Модернизация коснулась и движителыюго комплекса, изменился внешний вид «Алвина». Титановая обитаемая сфера, по расчетам конструкторов, могла быть разрушена на глубине 5720 м. Вторая сфера — запасная, она тестирована до давления, соответствующего глубине 6850 м. Обе сферы имеют диаметр 2080 мм. В сферах по пять иллюминаторов, один из них — в крышке люка, второй закрыт пайолом и обычно не используется для наблюдений. После серии испытаний сферы в камере «Алвин» был сер
тифицирован как аппарат, способный погружаться на глубину 12 000 футов. Питание основных и вспомогательных потребителей осуществляется от батарей 120 и 26 В. Три кормовых двигателя обеспечивают движение вперед и реверс, два из них разворачиваются вниз и помогают двум вертикальным двигателям, установленным в средней части аппарата. Еще один двигатель — кормовой, служит для поворота аппарата в горизонтальной плоскости. Эти небольшие электродвигатели были установлены на «Алвин» в 1986 году взамен большого кормового и боковых вертикальных двигателей. Переменный балласт на аппарате — морская вода. Дифферентовка осуществляется путем перекачки 230 кг ртути из носовой в кормовую цистерну и обратно. Фото- и видеоаппаратура представлена двумя 35-миллиметровыми фотокамерами «Бентос» и четырьмя наружными видеокамерами NTSC. Для съемок и наблюдения используется комбинация подводных светильников с кварцево-йодистыми газоразрядными, таллиевыми и HMI-источниками. С 1983 года по настоящее время носителем «Алвина» является самое крупное судно Вудс-хольского института «Атлантис» с 2000-сильной дизельной установкой и скоростью хода в 12 узлов. Команда «Атлантис» — 20 человек, из них 10 человек — пилоты и техники «Алвина». На палубе судна установлена А-рама для спуска и подъема аппарата. Сам «Алвин» находится в ангаре на главной палубе. С модернизацией «Алвина» ученые-океанологи получили великолепную возможность изучать абиссальную зон)’ Мирового океана — наиболее пустынную и неизвестную, лежащую на глубинах от 2000 м. В 1970 году американская экспедиция
обнаружила расположенную в осевой зоне подводного Галапагосского хребта впадину. Через два года, во время восьмого рейса судна Института океанологии «Дмитрий Менделеев», драга, опущенная в этом районе, подняла образец, относящийся к редкой ассоциации минералов. После его исследования в работе Т. В. Розановой появилось заключение: “Подобные геологические образования преобразовались из осадков в гидротермальных растворах с температурой более 350 °С”. Горячие источники можно обнаружить на дне океана, там, где гигантские участки земной коры расходятся, освобождая путь расплавленной магме. Магма, разогретая до 1200°С, со временем остывает и образует новую земную кору. В результате взаимодействия с магмой химический состав воды
меняется, почти полностью поглощается магний, в океан поступают большие порции лития, рубидия, марганца, кремнезема и еще 30 элементов. Морская вода в зонах гидротермальных источников для множества живых организмов, от бактерий до гигантских трубчатых червей-погонофор, становится питательным раствором. Поиск районов с гидротермальной активностью был одной из главных задач экспедиции ФАМОУС. Работы начались в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта. С 30 июня по 6 августа 1974 года «Алвин» совершил 17 погружений на глубины от 2000 до 3000 м. Впервые с помощью подводного аппарата тщательно исследована рифтовая зона, доказано перемещение вдоль границ литосферных плит. Ученые непосредственно стали свидетелями рожде
ния руд в недрах океанского дна в районах гидротермальных месторождений. Вместе с «Алвином» в этой экспедиции принимали участие французские аппараты «Сиана» и «Архимед». 17 июля во время погружения № 526 пилот «Алвина» Джек Доннелли сообщил на поверхность: «Нас заклинило в трещине, кажется, нам не всплыть…» Для того чтобы взять пробу воды и замерить температуру, Джек попытался опуститься в расселину гьяра — узкого подводного каньона. При движении вдоль стенок эхолот давал очень неравномерную картину; расстояние до дна менялось от единиц до десятков метров. Под аппаратом находилось нагромождение крупных глыб, обрушившихся со склонов. «Присев» на одну из глыб, ученые начали проводить измерения. Температура не отличалась от общих фоновых значений, было решено поискать другой гьяр. Но на включение вертикального двигателя аппарат никак не реагировал. Зазор между стенками трещины и бортами аппарата был не меньше метра, и непонятно было, что могло удерживать «Алвин». Пилот выключил электропитание всех потребителей, лишь аварийная лампа слабо освещала кабину. Что можно было предпринять в такой ситуации? Во-первых — сбросить аккумуляторные боксы, то есть освободиться от значительного груза. Но в этом случае «Алвин» оставался полностью обесточенным и беспомощным. Во-вторых, конструкция «Алвина» позволяла «отстрелить» обитаемый корпус вместе с рубкой от остальной части аппарата. Но не было никакой гарантии, что не застрял сам корпус. Наконец, можно было дождаться помощи «Архимеда», который работал в этом же районе. И все же, прежде
чем прибегнуть к этим экстраординарным мерам, нужно было попробовать выбраться собственными силами. В течение двух часов Джек, поочередно включая двигатели, пытался вырвать аппарат из каменной ловушки. Но все было тщетно; «Алвин» ни на сантиметр не продвинулся с мертвой точки. Оставалось только одно — вырываться вперед по оси гьяра, навстречу подводному течению, которое, скорее всего, и стало виновником пленения аппарата, затащив его в узкую часть трещины. Включение бортовых двигателей, развернутых в горизонтальное положение, и главного двигателя в максимальный режим дало наконец положительный результат — аппарат задрожал и стал рывками продвигаться вперед. Развернутые вниз боковые двигатели вытолкнули «Алвин» к верхней границе гьяра. Через 2,5 часа плена экипаж подводного аппарата продолжил работу на прерванном маршруте. В 1975 году в районе южнее мыса Горн «Алвин» покорил сертификационную глубину — 3660 м. В 1976 году аппарат сертифицировали уже на 4000 м. После этого была проведена серия геологических погружений Кайманового желоба. Продолжение глубоководных работ в Тихом океане в 1977 году было достаточно успешным. Здесь, в 300 км к северо-востоку от Галапагосских островов, располагается Галапагосская трещина, образованная литосферными плитами Кокос и Наска. В своих исследованиях ученые-океанологи из Вудс-Хола использовали 1,5-тонный буксируемый аппарат «Ангус», оснащенный цветными телекамерами с широким обзором, фотоаппаратурой, сонаром и навигационным акустическим повторителем. «Ангус»
буксировался научно-исследовательским судном «Кнорр» со скоростью около 1,5 миль в час на расстоянии 20 м от грунта. Из множества полученных фотоснимков было отобрано несколько. На каждом на фоне застывшей в виде лежащих столбов и подушек базальтовой лавы ярко выделялись крупные двустворчатые моллюски. Руководитель работ Роберт Баллард принял решение спуститься к одной из этих точек, К «Кнорру» присоединилось судно-база «Лулу» с «Алвином» на борту. Полтора часа «Алвин» опускался до глубины 2500 м. Слегка увеличив плавучесть, пилот повел аппарат над причудливо застывшими языками лавы. Унылые базальтовые поля бурых подушек не радовали глаз многообразием жизни. Через полчаса подводной разведки стали попадаться одиночные, окрашенные в темно-красные цвета актинии. Еще несколько метров, и перед учеными предстал новый сказочный мир — оазис в мрачной подводной пустыне. В свете прожекторов через марево колеблющейся воды цветными россыпями проявлялись актинии, крабы, крупные рыбы, гряды двустворчатых моллюсков. Теплые струи воды пробивались прямо из морского дна. Восемь часов пролетели незаметно, батареи «Алвина» сильно разрядились. Балласт остался на дне, аппарат устремился к поверхности, неся в своих бункерах множество представителей фауны оазиса. Всего «Алвин» выполнил 15 погружений. За это время были обнаружены выходы геотермальных вод с температурой 17°С и необычный мир живых организмов. Встречались и несколько видов макрурид и угрей, креветок и крабов. Нитевидные существа длиной до 1,5 м — погонофоры — живут в
хитиновых трубках, напоминающих бамбуковый лес. Необычны погонофоры тем, что не имеют пищеварительную систему. А живут они за счет растворенного в воде сероводорода, который образуется при выходе воды в местах разломов земной коры. В течение ] 978 года «Алвин» успел поменять старую раму на новую — титановую и принять участие во второй экспедиции в район Срединно-Атлантического хребта. В ноябре 1979 года, когда обследовался Калифорнийский залив, на фотоснимках донной поверхности, полученных с буксируемого аппарата «Ангус», обнаружили клубы черного дыма. Под воду ушел «Алвин». Черный дым оказался фонтанами черной воды, бьющей из высоких конических построек на дне океана. Мощное придонное течение долго не давало «Алвину» подойти к одной из труб, напоминающей гигантский термитник Наконец удалось ввести датчик электротермометра прямо в жерло постройки. На дисплее появилась цифра «350», Стоящие рядом «черные курильщики» также извергали фонтаны черной воды с температурой не ниже 350°С. Учитывая то, что иллюминаторы «Алвина» могли расплавиться при температуре около 100°С, работа непосредственно у горячих струй была сопряжена с большим риском. Нагретая вода, просочившаяся сквозь дно и выходящая в океан через разломы, создает эти необычные постройки. При охлаждении вода отдает часть выносимых из глубин веществ, которые осаждаются и образуют трубу «курильщика». Сера, выпадающая при охлаждении, окрашивает воду в черный цвет. Частички пирротина, взвешенные в воде, отражают свет светильников, поблескивают и придают всей этой необычной картине еще более торжественный вид.
В 1980 году манипулятор «Алвина» вытащил кусок породы вместе с многощетинистым червем, обитающим в нижней части «курильщиков». Червя, для которого комфортной является температура 260°С, назвали в честь Аллена Вайна — Альвинелла помпейяна. В 1982 году «Алвин» погрузился на глубину 2650 м в Тихом океане, в районе Галапагосского рифта. Американцам Дж. Бэрросу и Дж. Демингу посчастливилось взять пробу воды из гидротермального источника с температурой более 300°С. В пробе были найдены новые живые бактерии. Ученые наблюдали за ними при температуре воды 250°С. Более жесткая конструкция белковых молекул тела бактерий позволяет им существовать при такой температуре и давлении. Кроме бактерий, в зонах гидротерм было обнаружено более 30 новых видов живых организмов. Огромное количество животных, обитающих в районах «курильщиков», питаются органическими веществами, которые при помощи химического синтеза производят серные бактерии. Многочисленные обитатели оазисов — креветки — не имеют глаз, зато под их панцирем находится специальный «термодатчик», не позволяющий приближаться близко к высокотемпературным зонам. Населению гидротерм не нужен солнечный свег и фотосинтез, оно полностью отделилось от биосферы и будет продолжать нормально существовать, даже если на поверхности наступит вечная ночь и произойдет повсеместное оледенение. В 1983 году в качестве судна-носителя «Алвина» стало использоваться судно Вудсхольского института «Атлантис-2», оборудованное кормовой А-рамой для спуска-подъема аппарата. На «Алвин» установили Т-об
разное подъемное устройство, на которое водолазы заводили мягкую петлю подъемного фала. В 1984 году Алвин участвовал в нескольких научных программах, в том числе в серии погружений в районах хребтов Хуан де Фука и Горда. «Алвин» вышел на активные «Черные курильщики» в зоне северного спредингового центра. 1986 год прошел для «Алвина» под знаком «Титаника». После весенних погружений в районе Срединно-Атлантического хребта, где были обнаружены новые подводные источники горячей воды, «Атлантис-2» отправился к месту гибели «Титаника», обнаруженного в 1985 году с помощью буксируемых аппаратов. Здесь «Алвин» совершил 12 погружений к обломкам легендарного лайнера.
5 июня 1994 года в Вудс-Холе прошла церемония, посвященная 30-летнему юбилею подводного аппарата «Алвин». Практически это был уже новый аппарат; все части, включая прочный корпус и раму, были заменены на новые в процессе многолетней работы аппарата во многих районах Мирового океана. Летом 1996 года «Алвин» «поменял» судно-носитель; с «Атлантис-2», переименованного в «Антарес», на новое судно «Атлантис» было переставлено СПУ — большая кормовая А-рама. В 1997 году «Алвин» принимал участие в программе научных погружений в районе гидротерм Срединно-Атлантического хребта. В составе экспедиции были английские ученые и телевизионная группа БиБиСи. Впервые во время подводных работ и съемок на океанском дне встретились американский «Алвин» и французский «Наутил». В 1998 году «Алвин» выполнил в общей сложности 56 погружений у побережья Флориды, в бассейне Гуаймос, в районе СевероВосточной Тихоокеанской возвышенности, где пилоты американского аппарата обнаружили и подняли на поверхность установленные годом раньше «Шинкаем 6500» океанологические станции с записывающей аппаратурой. Аппаратура, оставленная на дне у гидротермальных источников, определяла химический состав флюида. Общее количество погружений, совершенных «Алвином» к концу 1998 года, составило 3327, средняя продолжительность каждого спуска — 7 часов. В подавляющем большинстве это были погружения в научных целях: геологических, биологических и химических.
«Си Клифф», «Тартл» (Аутек-2, Аутек-1)
Удачная конструкция «Алвина» стала примером для тиражирования нескольких подводных аппаратов. В 1965 году крупная американская компания «Дженерал Дайнэмикс» получила заказ от ВМС США на строительство двух подводных аппаратов. В декабре 1968 года на свет появились два аппарата для работ на глубинах до 1080 м — «Аутек-1» и «Аутек-2». В свое время для «Алвина» было изготовлено три прочных корпуса, два из них и использовались для новых аппаратов. Прочные корпуса, изготовленные из стали, были опрессованы до давления, соответствующего глубине 2740 м. Сферы имеют диаметр 2,1 м, в них могут разместиться три члена экипажа. Вес аппаратов около 20 т. Скорость хода до 3 узлов обеспечивали три двигателя. Кормовой винт с насадкой, поворачивающийся на 100° в горизонтальной плоскости, имеет привод от гидромотора. Два боковых движителя, установленные по бортам аппаратов за рубкой, могут делать полный оборот вокруг своей оси. В 1969 году «Аутек-2» и «Аутек-1», переименованные в «Си Клифф» и «Тартл» («Морская скала» и «Черепаха»), испытывались недалеко от Багамских островов в Атлантическом океане. Одно из погружений аппаратов, по вине экипажей, чуть было не закончилось трагедией. Неожиданно мощное подводное течение, не обозначенное на карте, отнесло аппараты на значительное расстояние от судна обеспечения. Подводная звуковая связь прервалась, но, несмотря на это, гидронавты продолжали движение под

Смотрите про коптеры:  Военные роботы и их разработчики. Часть 2 / Хабр

водой. Запас энергии в аккумуляторах быстро уменьшался, достигнув критического уровня. В результате «Си Клифф» и «Тартл» всплыли с полностью разряженными батареями. С большим трудом, в условиях штормовой погоды, по сигнальным ракетам с судна обнаружили всплывшие аппараты. После того как был успешно испытан модернизированный и переоборудованный «Алвин», получивший возможность погружаться на 4000 м, руководство Военно-морских подводных исследований принимает решение увеличить до 6000 м глубину погружения «Си Клиффа». Для этого в 1981 году пришлось стальную обитаемую сферу аппарата заменить на титановую. Старую масляную дифферентную систему заменили на ртутную. Насосы низкого давления позволили перекачивать 270 кг ртути из носа в корму, и наоборот, а также менять угол дифферента аппарата на 14°. Стальной баллон для продувки цистерны сжатым воздухом уступил место более легкому и прочному — титановому. Система точной балластировки вместо резиновых маслонаполняемых емкостей стала состоять из двух титановых цистерн, в которые можно принимать и откачивать морскую воду. Придание аппарату положительной плавучести осуществляется полным или частичным сбросом 270-килограммовых стальных пластин, а в аварийной ситуации и сбросом аккумуляторных батарей и на небольших глубинах — освобождение от манипуляторов. В 1992 году в юго-западной части Тихого океана проходила экспедиция Национального Географического общества и американских ВМФ с целью исследования ги
гантского подводного кладбища кораблей, погибших во время кровавой битвы на Гвадаканале в 1942 году. Под руководством Роберта Балларда с помощью «Морской скалы» экспедиция обнаружила и идентифицировала 14 затонувших судов. Во время погружения к «Квинси» — первому судну, ушедшему на дно пролива «Железное дно», экипаж подводного аппарата пережил несколько очень неприятных часов. На глубине 915 м Роберт Баллард заметил, что стрелка датчика измерителя углекислого газа зашла в «запретную зону». Уровень углекислого газа повышался, запасной индикатор также показывал на непрерывный рост углекислоты. Кислорода становилось все меньше, возникла ситуация, когда людям просто нечем было дышать. Подъем к поверхности занял бы не менее часа. Пилот сообщил наверх о прекращении спуска из-за аварийной ситуации и начал экстренное всплытие. Экипаж вынужден был достать индивидуальные дыхательные приборы. Но одна из масок оказалась неисправной. Трем членам экипажа пришлось пользоваться только двумя приборами. «Морская скала» медленно поднималась к поверхности, минуты казались часами. Наконец гидронавты почувствовали легкую качку — аппарат всплыл, и к нему приближалось судно обеспечения. Когда «Си Клифф» подняли на борт судна и экипаж выбрался из кабины, Роберт Баллард произнес: «Я рад, что мы остались в живых!»
В настоящее время вес «Си Клиффа» составляет 29 т. Энергоемкость серебряноцинковых батарей — 60 кВт/ч, максимальная скорость под водой — 2 узла. Глубина погружения «Тартла» увеличилась до 3000 м.
«Наутил»
Гордостью французского научного подводного флота, несомненно, является построенный в 1984 году глубоководный обитаемый аппарат «Наутил». Этот ярко-желтый, с черной надписью «Наутил» на борту аппарат — один из пяти обитаемых аппаратов, способных работать на глубине 6000 м. «Нашим ученым необходимо предоставить возможность непосредственно изучать объекты своих исследований и делать это по край
ней мере 200 раз в году» — заявлял директор Технического департамента изучения океана Жан Кучурон. Океанологи из французского института «ИФРЕМЕР» получили такую возможность. Правда, строительство глубоководного аппарата обошлось недешево — в общей сложности было затрачено около 25 млн долларов. Прочный обитаемый корпус аппарата сделан из титанового сплава. Диаметр сферы составляет 2,1 м. Экипаж — три человека. Пилот-командир располагается на лежа
ке у левого иллюминатора. Над ним в кресле сидит второй пилот. Место у правого иллюминатора занимает наблюдатель. Перед вторым пилотом находятся дисплеи двух мониторов. К мониторам подключены наружные телекамеры, одна из них предназначена для обзора закрытых для визуального наблюдения зон, в том числе и зоны действия манипулятора. Изображение с подводных видеокамер периодически передается на судно обеспечения через акустический канал. Акустическая система сигнала, известная как TIVA, передает сигнал на компьютерную судовую систему со скоростью один кадр в минуту. После обработки изображение с морского дна появляется на мониторе. Аппарат оснащен пяти- и семифункциональными манипуляторами. Правый манипулятор предназначен для жесткого захвата тяжелых образцов. Левая «рука» более прецизионна; с ее помощью пилот может подбирать с океанского дна хрупкие или легко деформируемые предметы. За прочным корпусом, под верхней половиной легкого корпуса находится большой блок синтактика — плавучего пеноматериала. Изменение угла дифферента осуществляется путем перекачки воды из носовой цистерны в кормовую цистерну, и в обратном направлении. В центральной части аппарата находится цистерна переменного балласта и бункер с маневровой дробью. Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи напряжением 230 В и энергоемкостью 50 кВт/ч закреплены в нижней части «Наутила» и могут быть при необходимости сброшены. Движительный комплекс аппарата представлен пятью движителями. Самый большой — маршевый двигатель расположен в корме
под хвостовым оперением, его винт защищен насадкой и может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Два лаговых двигателя — в носовой наделке и в хвостовом оперении — нужны для быстрых реверсных разворотов аппарата и точного подхода к объектам. Аппарат оснащен и вертикальными двигателями, установленными в вертикальных шахтах, проходящих через легкий корпус. Максимальная скорость аппарата под водой достигает 2,5 узлов. Обычно аппарат движется со скоростью около 1 узла. Габариты «Наутила» — 8×2,7×3,45 м. Вес – 19,5 т. Под водой «Наутил» работает в паре с роботом «Робин». «Робин» располагается в бункере в носовой части аппарата. Робот, оснащенный телекамерой и светильниками, может удаляться от «Наутила» на длину кабеля, это около 60 м. Выполнив видеосъемку или просто передав изображение на экран монитора из труднодоступных для самого аппарата мест, «Робин» возвращается в свою корзину, словно послушный щенок. Погружения «Наутила» начинаются с постановки навигационного полигона. На морское дно ставится три транспондера. Затем кормовая А-рама судна-носителя «Надир» опускает «Наутил» на поверхность воды. Средняя продолжительность каждого погружения — 10 часов. Всплывает подводный аппарат после того, как выгрузит часть балласта на дно. Совместный франко-японский научный проект исследований Тихоокеанских впадин Кайко стал первой пробой сил «Наутила». Перед учеными стояли задачи изучения процессов в литосфере, определения и исследования зон субдукции. 27 погружений аппарата с учеными на борту на глуби
ны от 3000 до 6000 м помогли сделать значительный вклад в науку о Земле. Помимо участия в научных рейсах «Наутил» и научно-исследовательское судно «Надир» работали в пяти экспедициях, организованных компанией RMS «Титаник» совместно с «ИФРЕМЕР». Об этих работах будет рассказано в отдельной главе.
МИР-1 И
Научно-исследовательское судно Института океанологии Академии наук им. П.П. Ширшова «Академик Мстислав Келдыш», предназначенное для комплексных океанологических исследований, в этот раз легло в дрейф в районе котловины Зеленого Мыса в Центральной части Атлантического океана. Глубина океана в этом месте превышает 6000 м. В открытый люк стоящего на палубе судна оранжево-белого каплевидного аппарата по очереди спустились трое людей в одинаковых голубых комбинезонах. Люк закрылся, и могучий гидравлический кран приподнял подводный аппарат на толстом тросе. Перенеся уже отрезанных от внешнего мира стальной сферой гидронавтов через борт, кран развернул аппарат и, придерживая лапами-подушками оранжевую палубу, осторожно опустил на воду. Водолазный десант с «Зодиака» освободил захват, и катер Льва Симагина потащил аппарат в точку погружения. Отдан буксир, и теперь глубоководный аппарат «МИР-1» связывает с «Келдышем» и катером только УКВ-связь: — Клапан вентиляции открыт. Сообщайте нашу ватерлинию. — Ваша ватерлиния — 20 см… 10 см. — Ушли с поверхности.
— Глубина 10 м… Все вышеописанное происходило 13 декабря 1987 года, глубоководный обитаемый аппарат «МИР-1» в первом океанском спуске погружался на предельную для себя глубину. В кабине перед правым иллюминатором расположился научный руководитель проекта и инициатор советско-финской программы «МИР» профессор Игорь Евгеньевич Михальцев. На месте второго пилота — заведующий лабораторией научной эксплуатации глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии Академии наук, доктор технических наук Анатолий Михайлович Сагалевич. В течение всего периода строительства аппаратов «МИР-1» и «МИР-2» он находился в качестве представителя заказчика на фирме «РаумаРепола», а до этого более ста раз погружался на аппаратах «Пайсис» на Байкале, в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. На месте командира, перед центральным иллюминатором на пилотском кресле сидел финский пилот Пекка Лааксо, представитель «Раума-Реполы», бывший летчик ВВС Финляндии, проходивший курс подготовки гидронавтов во Франции. — Глубина 100 м. За иллюминаторами сумерки, скорость погружения около 17 м/мин. — Глубина 200 м. Солнечный свет уже не проходит сюда. Около шести часов в кромешной тьме падал «МИР-1» вниз. На дисплее глубиномера менялись красные цифры, обозначающие реальную глубину. Давление, сжимающее прочный корпус, росло с каждым метром. Красные цифры медленно подкрадывались к значению «6000», ни пи

Смотрите про коптеры:  История советской робототехники. История России.

лоты, ни аппарат еще не были там, все происходило в первый раз. 27 лет назад батискаф «Триест» достиг дна Марианской впадины на глубине 10 916 м. В отличие от громоздкого и неманевренного батискафа, «МИРы» задумывались как целые научные лаборатории, имеющие значительный запас хода под водой. Их рабочая глубина — 6000 м, это достаточно для того, чтобы работать практически в любой точке Мирового океана; лишь незначительные участки донной поверхности лежат на глубинах свыше шести километров. Несколько лет потребовалось для того, чтобы доказать целесообразность постройки подобных аппаратов в правительственных и государственных учреждениях, чтобы инженерно-технический проект, разработанный российскими и финскими инженерами из Института океанологии и фирмы Раума-Ошеаникс, начал воплощаться в металле и пластике. Строительство глубоководных аппаратов велось в Финляндии на заводе известной во всем мире судостроительной фирмы «Раума-Репола» с мая 1985 года по ноябрь 1987 года. По соглашению между СССР и Финляндией, ответственность за всю научную программу, от технического задания до проведения испытаний, брала на себя Академия Наук СССР. Средняя скорость погружения аппаратов «МИР» составляет 30 м/мин, но в тот день, 13 декабря, гидронавты не спешили, придирчиво осматривали приборы, вводы в корпус, прислушивались к каждому звуку. — Глубина 6000 м. — Это максимальная рабочая глубина аппарата, правда, прочная сфера уже выдержала испытательное давление 735 атмосфер в камере. Через несколько минут в динамиках на
«Келдыше» раздалось: «Мы на грунте! Глубина 6170 м». Люди и техника выдержали испытание огромной глубиной. Пройдет еще 6 часов, прежде чем откроется люк и уставшие, но счастливые гидронавты выберутся из кабины и будут заключены в объятия коллег, получая поздравления. — Что вы видели на дне? — Дно на шести километрах илистое, и никаких диковин там не увидели, — отвечает Анатолий Михайлович Сагалевич. — Но надежда есть? — Раз есть аппараты и есть дно, то будут и открытия. 14 декабря тот же экипаж, но уже на «МИР-2» опустился на дно Атлантики, покорив глубину 6120 м. «Мы были воодушевлены — в отличие от авиаконструкторов, не имеющих возможности испытать свое детище самим, нам довелось первым опуститься так глубоко на собственном творении. И оно оказалось достойным надежд, — рассказывал И.Е. Михальцев. — Хорошо работали две системы ультразвуковой подводной связи с поверхностью, телевидение, широкоформатные стереофотоаппараты. Два манипулятора, имеющие по семь степеней свободы, поднимают под водой груз по 80 кг. В то же время они оснащены столь совершенной системой обратной связи, что при испытаниях на суше удавалось легко перекладывать с места на место сырое куриное яйцо, не повредив его. Энергетическая установка рассчитана на передвижение на глубине со скоростью до 5 узлов. По расчету, запасов кислорода хватает на 246 человеко-часов подводной работы. Это значит, что экипаж из трех человек может находиться в автономном плавании трое суток. Впрочем, при
нужде это время может быть легко доведено до девяти суток. «МИРы» легко маневрируют и по горизонтали, и по вертикали. Словом, оба аппарата — вожделенный инструмент любого ученого. Нужно ли объяснять, зачем человек уходит в океан? Его толща, недра хранят несметные сокровища, уже сейчас в Мировом океане не только ведут промысел рыбы, водорослей и морских животных, но и добывают полезные ископаемые, выращивают урожаи. Однако гигантские водные пространства, гидрокосмос исследованы куда хуже, чем космос открытый. «Гомо акватикус» — «человек подвод
ный» — делает пока что первые шаги. Мы получили уникальную возможность для исследования океана. Но как лучше использовать аппараты? Само название символично — все наши исследования ведутся с грифом «СН» — «Совершенно несекретно», и мы готовы к сотрудничеству в мирных целях с учеными любой страны». Не считая давно «вышедших в отставку» батискафов «ФНРС-3», «Триест» и «Архимед», на глубину 6000 м могут погружаться лишь три подводных обитаемых аппарата: переоборудованный в 1984 году американский «Си Клиф», французский «Наутил», по
строенный в 1984 году, и японский «Шинкай 6500», построенный в 1987 году. Имея с этими аппаратами приблизительно одинаковые габариты, «МИРы» отличаются большей энергоемкостью аккумуляторных батарей и большей скоростью хода. На одну и ту же подводную операцию «МИР» затратит одно погружение, а другие шеститысячники — два, а то и три спуска. Попробуем более подробно разобраться в технических особенностях ГОА «МИР». Обитаемый прочный корпус и балластные сферы изготовлены из никелевой стали специального назначения. Сферы собраны из полусфер, созданных путем непрерывного литья в форму и затем обработанных на станке. Обитаемая сфера имеет внутренний диаметр 2,1 м. Центральный пилотский иллюминатор имеет диаметр 200 мм, а два боковых — 120 мм. Балластные сферы могут вместить около тонны воды. Рама из нержавеющей стали связывает четыре сферических корпуса в единую конструкцию. Верхняя усиленная часть рамы оканчивается подъемным устройством, которое стыкуется с захватом троса спуско-подъемного устройства (СПУ). Внизу рама опирается на лыжи из синтактика и стеклопластика. Легкий корпус, в форме вытянутой капли, закрывает раму и всю внутреннюю начинку аппарата. Половинки корпуса выклеены из синтактика и кевлара. В корме установлено хвостовое оперение, его крыло поворачивается в горизонтальной плоскости, обеспечивая курсовую стабилизацию. Под легким корпусом расположены цистерны главного балласта, продуваемые сжатым воздухом. Движительный комплекс представлен тремя гидромоторами с винтами, защищенными насадками. Отличная маневренность
аппаратов обеспечивается возможностью поворота насадки маршевого движителя в диапазоне ±60° и поворотом в диапазоне 110° – -60° боковых движителей. Управление частотой оборотов и поворотом всех движителей осуществляется из кабины при помощи джойстика управления движением. За счет кормового движителя аппарат развивает скорость до 5 узлов. Боковые движители обеспечивают скорость хода около 1 узла. Энергетический комплекс состоит из 3 маслозаполненных аккумуляторных боксов. Из железо-никелевых аккумуляторов емкостью 700 А/ч собраны две батареи: с напряжением 120 В и запасом энергии 84 кВт/ч, питающая электромоторы 1 и 2-й систем гидравлики, наружные светильники и вспышку; и с напряжением 24 В и запасом энергии 17 кВт/ч, предназначенная для питания аппаратуры связи, навигации, фотокамер, измерительных датчиков. Аварийная никель-кадмиевая батарея установлена в прочной обитаемой сфере и питает электромотор 3-й системы гидравлики, которая используется для аварийного сброса боковых и кормового движителей, кистей манипуляторов, нижнего аккумуляторного бокса весом 1200 кг и отдачи аварийного буя с кевларовым тросом проводником. Твердый балласт — никелевая дробь — удерживается электромагнитами в стеклопластиковых бункерах. Все подвижные забортные устройства работают от гидропривода. Система жизнеобеспечения аппаратов «МИР» не отличается от стандартных систем других аппаратов и включает: вентиляторы, прогоняющие воздух через кассеты с гидроокисью лития или натрия, кислородные баллоны с регуляторами расхода и приборы контроля атмосферы кабины, «МИР-1»
и «МИР-2» оборудованы системами надводной и подводной связи, навигации, обеспечивающей точную привязку аппаратов относительно донных маяков, измерительными комплексами, в состав которых входят до 9 гидрофизических датчиков, эхолотами, профилографами, магнитометрами, локаторами кругового и секторного обзора, телеи фотосистемами, прожекторами и светильниками. Резервные вводы позволяют устанавливать на аппараты дополнительные комплексы и аппаратуру. Общий вес аппаратов составляет 18,5 т. После проведения испытаний в Центральной Атлантике «МИРы» на борту науч
но-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в конце января 1988 года отправились в научно-исследовательский рейс к полигонам ТАГ и Снейк Пит. Погружения аппаратов на глубины до 5,5 км позволили установить, что «Черные курильщики» в районе 26° с. ш. на пересечении Срединно-Атлантического хребта и Трансатлантического геотраверза представляют собой конические постройки высотой до 70 м, содержащие сульфидные руды. Атлантические «курильщики» значительно превосходили по размерам своих Тихоокеанских «родственников». Океанологи смогли определить химический состав воды, харак
теристики руд и донных осадков, их микрофлору и микрофауну. Выдающийся ученый-геолог Лев Павлович Зоненшайн именно здесь установил, что существуют вертикальные перемещения блоков океанической коры в рифтовых зонах. Словом, первый же рейс показал, что ученые получили отличные инструменты для непосредственного изучения тайн моря, практически в любых районах Мирового океана. Более 200 погружений совершил каждый из аппаратов «МИР» в 24 рейсах научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш», побывав на дне Тихого и Атлантического океанов. С1989 года проводились подводно-технические работы с участием «МИР-1» и «МИР-2» в Норвежском море на затонувшей атомной подводной лодке «Комсомолец». 70 погружений было проведено с целью обследования лодки, лежащей на глубине 1700 м, и герметизации ее носовой части. В общей сложности более 800 часов находились аппараты под водой. В 1991 и 1995 годах с аппаратов проводились съемки фильмов на затонувшем на глубине 3800 м в 1912 году трансатлантическом лайнере «Титаник». Интересные исследования провели ученые в многочисленных погружениях в районах с гидротермальной активностью, где на больших глубинах «Черные курильщики» выбрасывают из недр вместе с горячей водой соли сероводородной кислоты различных металлов. Работы велись в районах Восточно-Тихоокеанского поднятия, СрединноАтлантического хребта, Калифорнийского залива, Берингова моря, залива Монтерей, Гавайских островов, бассейнов Лау, Манус и Вудларк (Юго-западная часть Тихого океана). В 39 рейсе научно-исследовательско
го судна «Академик Мстислав Келдыш» «МИРы» повторно обследовали и запечатлели на фото- и видеопленку «курильщики» Брокен-Спура, находящиеся на 24° с. ш. в Атлантическом океане. В одном из двойных погружений, когда «МИР-1» уже находился на грунте и работал на «курильщиках», с «МИР-2» произошла неприятная ситуация, из которой экипаж вышел с честью. После проведения предспусковых проверок аппарат был спущен на воду и отбуксирован к месту погружения. Аппарат нормально ушел с поверхности. Проведенные в 12.47 проверки на борту аппарата показали удовлетворительную работу всех систем. В 12.53 на глубине 2170 м резко стало падать напряжение батареи. Батарея 120 В на аппарате «МИР» состоит из двух блоков аккумуляторов по 60 В каждый. Причиной резкого падения напряжения батареи могла стать разгерметизация одного из аккумуляторных боксов. Хуже, что при пониженном напряжении не работал насос морской воды, откачивающий водяной балласт. Командир аппарата Е. Черняев предпринял попытку коммутации третьей батареи 24 В с одной из батарей 60 В. Операция эта проводилась внутри обитаемого корпуса во время бесконтрольного погружения аппарата. Положение усугублялось еще и тем, что вода, попадавшая в аккумуляторный бокс, способствовала увеличению отрицательной плавучести аппарата. К 13.21 «МИР-2» опустился на глубину 2622 м. К этому времени удалось запустить насос морской воды. Насос очень медленно начал откачивать воду из уравнительнодифферентных цистерн. В 14.43 «МИР-2» поднялся до глубины 1976 м. И только к 18 часам экипаж появился на поверхности.
Виновником аварийной ситуации оказался стравливающий клапан нижнего аккумуляторного бокса, потерявший герметичность и открывший доступ воды в бокс. В результате короткого замыкания выгорела почти вся батарея, оплавились перемычки и провода. Батарея и клапан были заменены, и «МИР-2» вместе с «МИР-1» продолжил работу на курильщиках.
Последние экспедиции 1998-2001 годов с аппаратами проходили в Атлантическом океане, Норвежском и Баренцевом морях. «МИРы» снова работали на гидротермальных полях, на обломках «Титаника», на АЛЛ «Комсомолец» и «Курск». Моральный и технический ресурсы аппаратов далеко еще не исчерпаны, и есть надежда, что они принесут большую пользу исследователям.

Смотрите про коптеры:  Гоночный квадрокоптер: как выбрать, для чего нужен, комплектующие

Источник: Подводные обитаемые аппараты / Д. В. Войтов.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector