Мобильные роботы: что это такое, виды и классификация

Батискафы / автономные подводные камеры больших глубин / книга: подводный флот специального назначения / библиотека /

Батискафы

Батискаф ФНРС-2 Огюста Пикара был первой из построенных камер этого типа. Он совершил всего несколько погружений, достигнув в ходе одного из них в 1948 г. глубины 1360 м (хотя и был рассчитан на глубину погружения 4000 м).

Батискаф состоял из прочной сферы, несущего корпуса, устройства для хранения и отдачи твердого балласта, прожекторного, сигнального и некоторых других устройств.

Прочная сфера ФНРС-2 внутренним диаметром 2 м и толщиной 90 мм была рассчитана на пребывание двух человек в течение 24 ч и размещение специального оборудования. В ней имелись отверстия: большие — для входного люка диаметром 550 мм и для иллюминатора со стеклом из плексигласа толщиной 150 мм и несколько мелких — для прохода кабелей, трубки глубиномера и вентиляционного воздухопровода, через который в батискаф поступал свежий воздух в надводном положении.

Несущий корпус батискафа длиной 6940, шириной 3180 и высотой 5770 мм (вместе со сферой) состоял из одной малой и шести больших цилиндрических цистерн общей емкостью 32 м3, выполненных из алюминиевого сплава толщиной 3,5 мм и предназначенных для заполнения бензином. Вес батискафа с полным запасом бензина был равен 40 т.

Для обеспечения батискафу положительной плавучести в шести больших цистернах (диаметром 1500 и высотой 3000 мм) размещался основной запас бензина. В малой цистерне диаметром 850 мм, выполнявшей роль уравнительной, также находился бензин. Все цистерны были заключены в один обтекаемый стальной защитный корпус с толщиной обшивки 1 мм.

Во избежание разрушения цистерн при погружении, когда с резким возрастанием гидростатического давления изменяется температура воды и, естественно, объем бензина, одна из цистерн имела постоянное сообщение с забортной водой, а другие цистерны соединялись с ней системой трубопроводов для свободного перетекания бензина.

Смотрите про коптеры:  Робот-пылесос Polaris PVCR 0826

Для уменьшения плавучести батискафа в случае необходимости в его уравнительной цистерне имелся вентиль выпуска бензина. Однако при заклинивании этого вентиля в открытом положении существовала угроза утечки бензина из цистерны. На этот случай предусматривалась отдача твердого балласта, благодаря чему восстанавливалась потерянная плавучесть.

Твердый балласт весом 8 т предназначался главным образом для регулирования скорости погружения батискафа в пределах 0,1–1,0 м/сек, которая изменяется в зависимости от температуры забортной воды. Он состоял из железной дроби, помещавшейся снаружи прочной сферы в двух воронкообразных выгородках. Нижнюю часть балластных выгородок окружали витки катушек. При пропускании электрического тока через витки катушек создавалось магнитное поле, удерживавшее балласт от выхода из выгородок и создававшее как бы «пробки» из соединившихся дробинок. При размыкании тока в цепи катушек дробинки высыпались из своих выгородок, а при замыкании отдача балласта прекращалась.

Помимо твердого балласта, могла быть отдана и аккумуляторная батарея весом 360 кг, которая служила для питания двух электродвигателей, приводивших в движение два трехлопастных гребных винта. С помощью винтов батискаф мог развивать ход до 0,2 уз, делать повороты и разворачиваться на месте.

В аварийном случае для всплытия мог быть отдан также уравновешивающий трос (гайдроп) весом 80— 100 кг, основным назначением которого являлось уменьшение скорости погружения батискафа при подходе к грунту (при этом вес батискафа уменьшался на величину выпущенного уравновешивающего троса).

Для автоматического всплытия батискафа с грунта предусматривались специальные устройства с отдачей балласта. К ним относился глубиномер, заранее установленный на глубину, при достижении которой размыкалась цепь электромагнитного устройства отдачи балласта. Если по какой-либо причине батискаф достигал грунта в месте менее глубоком, чем предусмотрено глубиномером, в момент касания дна уравновешивающим тросом размыкались соответствующие контакты, удерживающие твердый балласт. На случай отказа первых двух устройств имелся часовой механизм, установленный на определенное время срабатывания.

При попадании воды внутрь прочной сферы происходило замыкание цепи устройства из-за электропроводимости соленой морской воды, что приводило к отдаче балласта.

Три последних типа устройства автоматической отдачи твердого балласта были проверены во время испытания батискафа.

Для освещения морского дна и фотографирования снаружи батискафа было смонтировано специальное прожекторное устройство. Прожектор, лампы внутреннего освещения и приборы батискафа питались от аккумуляторной батареи, установленной в несущем корпусе.

Для обнаружения всплывшего на поверхность батискафа средствами радиолокации на нем устанавливались уголковые отражатели и имелось устройство для запуска сигнальных ракет, приводившееся в действие изнутри сферы с помощью электрических замыкателей.

На батискафе были установлены механические манипуляторы («клешни») для захвата различных предметов и взятия проб с грунта и гарпунная пушка на случай встречи с крупными морскими животными. Однако из-за малого числа погружения ФНРС-2 действие манипуляторов и глубинных пушек проверить не удалось.

В процессе испытаний батискафа ФНРС-2 были выявлены существенные недостатки этой камеры. Во-первых, конструкция несущего корпуса исключала буксировку батискафа морем, что требовало наличия мощного спуско-подъемного оборудования на судне-носителе и штилевой погоды при спусках, так как даже небольшое волнение моря приводило к серьезным разрушениям несущего корпуса. Во-вторых, отсутствовала возможность входа экипажа в батискаф и выхода из него непосредственно перед погружением и после всплытия, так как крышка входного люка сферы закрывалась снаружи. В связи с последним недостатком исследователи (Пикар и Моно) были вынуждены находиться внутри сферы по нескольку часов до спуска и после всплытия в ожидании, пока задраят люк, спустят батискаф на воду, перекачают бензин с обеспечивающего судна, загрузят твердый балласт и т. д.

Батискаф ФНРС-3, построенный в 1953 г. во Франции под руководством профессора О. Пикара и корабельного инженера П. Вильма, по сути дела, является модернизированным вариантом батискафа ФНРС-2 (рис. 14).

Рис. 14. Батискаф ФНРС-3.

Рис. 14. Батискаф ФНРС-3.

Он предназначен для проведения океанографических исследований и рассчитан на глубину погружения до 6500 м с экипажем, состоящим из двух человек.

Водоизмещение батискафа 100 т, вес в воздухе без бензина 28 т, запас бензина 90 000 л, скорость хода под двумя электромоторами мощностью по 1 л. с. каждый до 0,5 уз при дальности плавания 4 мили, автономность 24 ч.

Для батискафа ФНРС-3 был создан новый обтекаемый несущий корпус (напоминавший по форме обводы подводной лодки периода второй мировой войны), к которому с помощью специальных стальных связей присоединялась прочная сфера батискафа ФНРС-2 (рис. 15).

Рис. 15. Устройство батискафа ФНРС-3: 1 — вертушка лага; 2 — компас; 3 — наружные батареи аккумуляторов; 4 — компенсационные цистерны; 5 — шахта шлюза; 6 — гребные электродвигатели и винты; 7 — носовая воздушная цистерна; 8—носовая переборка поплавка; 9 — отсеки с бензином; 10 — трубопровод для выравнивания давления в отсеке; 11— аварийный балласт; 12 — трап; 13 — маневровая цистерна; 14 — гайдроп; 15 —бункера с балластом для маневрирования; 16 — прожекторы; 17 — боковой киль-стабилизатор; 18 — направляющие для сбрасывания батарей.

Рис. 15. Устройство батискафа ФНРС-3: 1 — вертушка лага; 2 — компас; 3 — наружные батареи аккумуляторов; 4 — компенсационные цистерны; 5 — шахта шлюза; 6 — гребные электродвигатели и винты; 7 — носовая воздушная цистерна; 8—носовая переборка поплавка; 9 — отсеки с бензином; 10 — трубопровод для выравнивания давления в отсеке; 11— аварийный балласт; 12 — трап; 13 — маневровая цистерна; 14 — гайдроп; 15 —бункера с балластом для маневрирования; 16 — прожекторы; 17 — боковой киль-стабилизатор; 18 — направляющие для сбрасывания батарей.

Следует отметить, что подобное крепление несущего корпуса и прочной сферы не исключало опасности задевания последней за острые выступы скалистого дна или лежащие на грунте затонувшие суда.

Несущий корпус, разделенный плоскими водонепроницаемыми переборками на 13 отсеков, заполненных бензином, имеет длину 16 м и диаметр 3,45 м. Повышенная прочность его конструкции и мореходные обводы допускают буксировку батискафа в надводном положении даже при свежей погоде.

Сквозь несущий корпус проходит шахта со скоб-трапом, позволяющая экипажу спускаться в прочную сферу при нахождении батискафа на поверхности воды в крейсерском положении.

Крышка входного люка, весящая 140 кг, задраивается изнутри.

Под бензиновыми цистернами несущего корпуса размещены балластные цистерны, улучшающие мореходные качества батискафа. При заполнении водой балластные цистерны придают батискафу небольшую отрицательную плавучесть, что позволяет ему в отличие от ФНРС-2 начинать погружение без дополнительного приема твердого балласта.

Твердый балласт в виде дроби диаметром 3 мм предназначен для уравновешивания камеры при погружении с целью компенсации веса батискафа, возрастающего на величину веса объема воды, вливающейся в уравнительную цистерну из-за сжатия бензина. Весь твердый балласт расположен в четырех бункерах-цилиндрах, которые заканчиваются воронками с электромагнитными затворами.

Кроме того, имеется еще и аварийный балласт, состоящий из 2 т дроби и размещенный в специальных бункерах. Его отдают при поступлении воды в бензиновые отсеки или при закупорке дроби. В случае необходимости могут быть отданы две аккумуляторные батареи весом по 600 кг каждая, размещенные снаружи корпуса на специальных спусковых полозьях и удерживаемые четырьмя электромагнитами, а также цепь-гайдроп весом 150 кг и длиной 10 м.

На батискафе установлены два прожектора мощностью по 2000 вт, лампа для фотографирования, радиотелефон, работающий только на поверхности, ультразвуковые приборы для определения расстояния до грунта или до поверхности моря и ультразвуковой телеграф для подводной связи. Остальные специальные устройства аналогичны установленным на батискафе ФНРС-2.

Батискаф «Триест» (рис. 16, 17) был построен О. Пикаром в 1953 г. в Италии, а в 1957 г. его купили ВМС США.

Рис. 16. Батискаф «Триест».

Рис. 16. Батискаф «Триест».

магнитный клапан отдачи гайдропа; 15 — магнитный клапан отдачи бункера; 16—клапан стравливания бензина; 17 — устройство для подачи воздуха; 18 — винт.” target=’_self’ type=’internal’>Рис. 17. Схематический продольный разрез батискафа «Триест»: 1— носовая балластная цистерна; 2 — цистерна с бензином; 3 — лампа для освещения дна; 4 — бункер для дроби; 5 — магнитный клапан отдачи дроби; 6 — электронная Вспышка; 7 — иллюминатор; 8 — прочная сфера; 9 — входной люк; 10—шахта; 11 — гайдроп; 12 — кормовая балластная цистерна; 13 — клапан вентиляции; 14 — <a href='https://sanitarywork.ru/publications/ventili-i-zadvizki/klapan-elektromagnitnyi-solenoidnyi-dlya-vody-cto-' target='_blank' rel='external'магнитный клапан отдачи гайдропа; 15 — магнитный клапан отдачи бункера; 16—клапан стравливания бензина; 17 — устройство для подачи воздуха; 18 — винт.” loading=”lazy”>

Рис. 17. Схематический продольный разрез батискафа «Триест»: 1— носовая балластная цистерна; 2 — цистерна с бензином; 3 — лампа для освещения дна; 4 — бункер для дроби; 5 — магнитный клапан отдачи дроби; 6 — электронная Вспышка; 7 — иллюминатор; 8 — прочная сфера; 9 — входной люк; 10—шахта; 11 — гайдроп; 12 — кормовая балластная цистерна; 13 — клапан вентиляции; 14 — магнитный клапан отдачи гайдропа; 15 — магнитный клапан отдачи бункера; 16—клапан стравливания бензина; 17 — устройство для подачи воздуха; 18 — винт.

Этот батискаф получил широкую известность после того, как исследователи Пикар и Д. Уолт в 1960 г. достигли на нем рекордной глубины 10 919 м в районе Марианской впадины.

Батискаф «Триест» конструктивно похож на ФНРС-3. Он обладает удовлетворительной мореходностью, позволяющей буксировать его даже в небольшой шторм, что достигнуто благодаря форме поплавка (несущего корпуса), выполненного в виде цилиндра с заостренными оконечностями. Длина поплавка 15,24 м, диаметр 3,5 м, толщина стальных листов обшивки 5 мм, вес без бензина 15 т. Внутри поплавок разделен на отсеки двенадцатью поперечными жесткими гофрированными переборками толщиной 3 мм. Его оригинальной особенностью являются внутренние кили, погруженные в бензин. Их эффективность, как показали испытания, оказалась выше, чем у наружных скуловых килей, так как бензин оказывает сопротивление бортовой качке, в то время как сами внутренние кили (в отличие от обычных наружных килей) никакой качки не вызывают, ибо они не подвержены непосредственному воздействию волн.

В средней части корпуса поплавка расположена вертикальная цилиндрическая уравнительная цистерна.

Концевые цистерны (каждая объемом по 6 м3) являются балластными, а остальные двенадцать цистерн бензиновыми.

Шесть средних цистерн, соединенных одна с другой системой отверстий и трубопроводов, связаны с цистернами концевых групп, сообщающимися также между собой. Сечения отверстий и трубопроводов обеспечивают быстрое перетекание бензина в любых эксплуатационных случаях.

Наибольшая из бензиновых цистерн — уравнительная (объем бензина 4,35 м3); посредством специального трубопровода она сообщается через вентиль с забортной водой. Связанная с остальными цистернами, она служит для автоматического выравнивания давления во всех бензиновых цистернах с забортным.

В нижней части уравнительной цистерны имеется отверстие для сообщения с забортной водой, а в верхней части — вентиль для выпуска бензина за борт при необходимости увеличения отрицательной плавучести поплавка.

Уравнительная цистерна представляет собой стальную трубу диаметром 1,25 м с толщиной стенок 10 мм и является стержневой конструкцией батискафа. Снизу к ней крепится прочная сфера, а сверху поперечная балка с рымом для подъема батискафа без бензина (вес 30 т).

Для повышения устойчивости батискафа в движении снизу в носовой части поплавка имеется вертикальный киль (стабилизатор).

Входная шахта батискафа «Триест» диаметром 650 мм позволяет входить в прочную сферу, погруженную на 4 м. В нижней части шахты имеется иллюминатор из плексигласа высотой 850 мм, шириной 600 мм и толщиной 30 мм; верхняя часть шахты с крышкой закрыта специальным ограждением рубки.

Погружение и всплытие батискафа происходит всегда с заполненной шахтой. После всплытия вода из шахты может быть продута как средствами самого батискафа, так и сжатым воздухом обеспечивающего судна.

Твердый балласт состоит из 9 т железной дроби, заключенной в два специальных бункера весом 2 т, которые также являются балластом. Отдача балласта регулируется магнитными клапанами, расположенными в нижней части бункеров. Последние могут быть отданы в аварийном случае размыканием цепи тока в удерживающих электромагнитах. Кроме того, в случае выхода из строя магнитных клапанов или для экстренного всплытия батискафа можно сбросить сразу весь балласт с бункерами.

Прочная сфера батискафа «Триест», как и батискафа ФНРС-2, выполнена из двух полусфер и имеет те же размеры. Ее вес 10,5 т. Она изготовлена не из литой, а из кованой легированной стали (с временным сопротивлением на разрыв 9000 кг/см2), что повысило физико-механические свойства материала корпуса. Для уменьшения концентрации напряжений у вырезов иллюминатора и входного люка при сжатии сферы толщина стенки корпуса увеличена до 150 мм. Полная герметичность уплотнения между полусферами достигнута точной пригонкой стыка фланцев, прижатых специальными кольцами.

Вырезы для иллюминатора и входного люка расположены в диаметрально противоположных сторонах сферы. Коническая форма иллюминатора и крышки люка обеспечивает их плотное прижатие к стенкам сферы давлением воды и создает необходимую водонепроницаемость. Диаметр внутренней кромки выреза входного люка 430 мм, внешней кромки 550 мм; диаметр внутренней кромки иллюминатора 100 мм, внешней кромки 400 мм. Большая конусность иллюминатора создает угол обзора изнутри сферы до 150°.

Для прохода кабелей и труб различного назначения вокруг иллюминатора просверлено 12 отверстий наружным диаметром 50 и внутренним 20 мм каждое. Отверстия уплотнены специальной синтетической смолой.

Крышка входного люка весит 160 кг. Для облегчения ее отдраивания и задраивания применено шарнирное крепление со специальной пружиной. В центре крышки имеется второй иллюминатор.

Прочная сфера подвешена к несущему корпусу на двух стальных полотенцах шириной 100 мм и толщиной 10 мм, охватывающих прочную сферу крест-накрест. В верхней части полотенца крепятся к петлям, приваренным на уравнительной цистерне. Специальные замки соединяют прочную сферу с несущим корпусом. Кроме того, полотенца подкреплены стальным тросом. Для придания эластичности соединению сферы с полотенцами между ними проложена листовая резина.

Для освещения батискафа используются наружные прожекторы мощностью по 1000 вт каждый; два из них установлены в носу и один в корме. Лампы прожекторов заключены в прочные оболочки с иллюминатором из плексигласа. Для охлаждения ламп используются вода и экран из специального стекла, поглощающего инфракрасные лучи.

Внутри сфера освещается шестью лампами накаливания 1х30 и 5х5 вт, расположенными в верхней части сферы. Кроме того, имеются две переносные аккумуляторные лампы.

В качестве источника электроэнергии использованы две серебряно-цинковые аккумуляторные батареи емкостью 900 а•ч и весом около 300 кг, размещенные внутри сферы. Одна из них напряжением 6—12–25 в служит для внутреннего освещения и питания приборов, другая напряжением 250–500 в питает прожекторы и два гребных реверсивных электродвигателя мощностью по 2 л. с. каждый.

В качестве движителей применены два трехлопастных гребных винта, которые позволяют батискафу развивать скорость хода 0,25 уз в течение 16 ч. Гребные винты, установленные на палубе несущего корпуса, работают только под водой; в надводном положении батискаф надо буксировать.

Электродвигатели гребных винтов сообщаются с забортной водой посредством специальной изолирующей среды — триолина, представляющего собой жидкость тяжелее воды. Это позволило обойтись без обычного уплотнения места выхода вала электродвигателя.

На батискафе «Триест» имеется уравновешивающая цепь весом 250 кг, которая крепится к прочной сфере и отдается с помощью электромагнитного устройства. Остальное оборудование батискафа «Триест» в основном сходно с оборудованием батискафа ФНРС-2.

В 1958 и в 1961 г. батискаф «Триест» прошел модернизации в США, в результате которых глубина его погружения была увеличена до максимальных глубин Мирового океана, а автономность стала равна 24 ч.

На батискаф была поставлена новая прочная сфера с толщиной стенок 120 мм и толщиной металла в районах вырезов 180 мм вместо 150 мм. Мощность аккумуляторной батареи возросла с 33 до 60 квт, что позволило повысить скорость хода до 1 уз. Усовершенствование электродвигателей, установка руля и трех дополнительных гребных винтов для движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях значительно улучшили также и мореходные качества батискафа. В связи с модернизацией длина несущего корпуса увеличилась до 17,7 м, а объем принимаемого бензина до 113,3 м3. Резко возрос и удельный вес научно-исследовательской аппаратуры, установленной на батискафе. Если в 1958 г. он составлял 226 кг, то в 1961 г. он уже равнялся 700 кг. В 1961 г. на «Триесте» были установлены манипуляторы грузоподъемностью 22,6 кг.

Наряду с улучшением ходовых качеств «Триеста» была создана также специальная система, обеспечивающая нулевую плавучесть батискафа при движении возле грунта. Эта система представляет собой трос из нержавеющей стали, опущенный на 2,2 м ниже прочной сферы, к нижнему концу которого прикреплен шар весом около 70 кг. Во время движения батискафа вблизи грунта шар перемещается непосредственно по морскому дну, что значительно уменьшает вероятность повреждения прочной сферы.

Батискаф «Архимед», построенный в 1961 г. во Франции инженером П. Вильмом, предназначен для проведения комплексных океанографических исследований на предельных глубинах Мирового океана (рис. 18).

Рис. 18. Батискаф «Архимед».

Рис. 18. Батискаф «Архимед».

Батискаф имеет следующие основные тактико-технические элементы:

— длина наибольшая 21,3 м;

— ширина наибольшая 4,0 м;

— высота наибольшая 7,8 м;

— осадка в надводном положении 5,2 м;

— вес без бензина 60,5 т;

— полное подводное водоизмещение 198,8 м3;

— максимальная скорость хода 3 уз;

— мощность гребного электродвигателя 30 л. с.

Кроме основного электродвигателя и гребного винта, обеспечивающих движение в горизонтальном направлении, установлены два электродвигателя мощностью по 5 л. с. каждый и соответственно два гребных винта для обеспечения движения батискафа в вертикальном и поперечном направлениях.

Для поворотов батискафа применен винт, поскольку на малых скоростях хода обычные рули обладают низкой эффективностью.

Питание гребных электродвигателей и остальных потребителей электроэнергии обеспечивает установленная вне прочного корпуса аккумуляторная батарея, состоящая из двух групп: напряжением 110 в для питания гребных электродвигателей и напряжением 24 в для питания бортовой аппаратуры.

Для обеспечения погружений и всплытий на батискафе имеется 19 т балласта в виде дроби, удерживаемой, как и на «Триесте», с помощью электромагнитов.

В несущем корпусе батискафа, помимо бензиновых цистерн, размещены балластные цистерны, все три электродвигателя (каждый в своей выгородке) и прочее оборудование.

В целях улучшения мореходности батискафа в надводном положении над его несущим корпусом установлена надстройка для прохода экипажа и имеется легкое ограждение рубки высотой в 1900 мм.

Прочная сфера наружным диаметром 2100 мм и толщиной стенок 150 мм изготовлена из специальной никельхромомолибденовой стали с пределом текучести 10 500 кг/см2, что при принятой конструкции корпуса обеспечивает глубину погружения до наибольших глубин Мирового океана. Сфера имеет вырез для входного люка диаметром 450 мм и три выреза под иллюминаторы из плексигласа диаметром 100 мм каждый. Два иллюминатора размещены побортно и один в носовой части сферы. Внутри прочной сферы могут разместиться два человека и находиться в ней в течение 20 ч.

Батискаф оборудован специальной аппаратурой для производства замеров и регистрации изменений температуры, солености, радиоактивности и содержания кислорода в воде, распространения ультразвуковых волн, изучения характера придонных течений. На батискафе смонтированы две фотосъемочные лампы мощностью по 1000 вт каждая. Кроме того, имеются специальные насосы и фильтры для отбора планктона и 22 размещенных снаружи металлических сосуда для взятия проб воды.

В остальном оборудование, системы и устройства батискафа «Архимед» ничем не отличаются от тех, что были установлены на батискафах ФНРС-3 и «Триест».

К настоящему времени батискаф «Архимед» совершил десятки погружений. В 1962 г. на нем была достигнута глубина 9400 м в районе Японской впадины.

Батискаф «Сетасе» был спроектирован в 1959 г. в США и рассчитан на глубину погружения 6000 м. Его водоизмещение 53 т, длина 13 м, высота борта 5 м.

Для надводного плавания на батискафе установлены два дизеля, позволяющие развивать скорость хода до 10 уз. Запас топлива для дизелей рассчитан на дальность плавания более 3000 км. Для движения под водой используются два гребных электродвигателя с питанием от аккумуляторной батареи. Подводная скорость хода батискафа 7 уз, дальность плавания 40 миль. Экипаж батискафа состоит из пяти человек, в том числе из двух кинооператоров.

Батискаф фирмы «Дуглас» (рис. 19), проект которого разработан в США в 1961 г., рассчитан на погружения на максимальные глубины Мирового океана.

Рис. 19. Батискаф фирмы «Дуглас»: 1 — прочная сфера; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — устройство для покладки на грунт; 4 — электродвигатель; 5 — бункер с дробью; 6 — телевизионная камера; 7 — устройство для взятия проб грунта; 8 — подводный телеграф; 9 — гидроакустическая станция.

Рис. 19. Батискаф фирмы «Дуглас»: 1 — прочная сфера; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — устройство для покладки на грунт; 4 — электродвигатель; 5 — бункер с дробью; 6 — телевизионная камера; 7 — устройство для взятия проб грунта; 8 — подводный телеграф; 9 — гидроакустическая станция.

Основные тактико-технические данные батискафа:

— длина 20,3 м;

— диаметр поплавка 3,05 м;

— высота батискафа 5,0 м;

— вес 33–45 т;

— скорость хода 5 уз;

— дальность плавания 100 миль;

— автономность плавания 36 ч;

— экипаж 2 человека.

Прочную сферу батискафа предполагается выполнить сварной, что, по мнению проектировщиков, позволит значительно увеличить надежность конструкции и снизить ее вес за счет отказа от больших утолщений в районе входного люка и иллюминаторов. Относительный вес сферы (отношение веса сферы к объему вытесняемой ею воды) должен снизиться с 4 до 2 при незначительном уменьшении запаса прочности, равного 2 вместо 2,2 для батискафов прежних конструкций. Изготовление поплавка из сваривающегося алюминиевого сплава заметно уменьшит его вес при сохранении большого объема легкой жидкости (150 м3).

Для увеличения свободного объема прочной сферы батискафа и уменьшения ее отрицательной плавучести аккумуляторная батарея и электродвигатели батискафа фирмы «Дуглас» выносятся в поплавок, причем они будут размещены в специальных контейнерах, заполненных трансформаторным маслом. В контейнерах на всех глубинах должно поддерживаться постоянное избыточное давление, создаваемое специальным многоступенчатым насосом.

Приборы управления и контроля должны монтироваться в прочной сфере с таким расчетом, чтобы каждый член экипажа в любой момент мог взять на себя управление батискафом.

Впервые предусматривается установка на батискаф системы кондиционирования воздуха весом 14,5 кг и потребляемой мощностью 1 квт, которая позволит вместе с системой регенерации поддерживать нормальные условия обитаемости экипажа в течение 36 ч.

Для уменьшения сопротивления воды при плавании в подводном положении и улучшения пропульсивных качеств поплавку батискафа придается обтекаемая форма, напоминающая обводы корпуса современной подводной лодки. Большая часть прочной сферы должна находиться внутри поплавка, и лишь ее незначительная часть будет выступать за килевую линию.

Предусматривается прикрытие шахты входного люка легким ограждением обтекаемой формы.

Для увеличения маневренности и надежности эксплуатации батискафа на нем проектируют установить двухвальную энергетическую установку. Каждая линия вала состоит из свинцово-кислотной батареи, электродвигателя постоянного тока мощностью 10 л. с., редуктора и винта в насадке.

Применение телевизионной аппаратуры позволит расширить район наблюдения и проводить выборочные наблюдения в отдельных узких секторах. Для автоматической регистрации замеров будет использована разнообразная современная аппаратура.

В нижней части конструкции батискафа предполагается установить специальные полозья для безопасной покладки камеры на морское дно. Среди аварийно-спасательных средств предусмотрен радиобуй, который отделяется от камеры и всплывает на поверхность воды при аварии.

Использование батискафа предполагается со специального судна-дока (рис. 20), которое сможет одновременно перевозить в трюме до десяти батискафов и обеспечивать проведение всех необходимых работ по их обслуживанию.

Рис. 20. Судно — носитель батискафов фирмы «Дуглас».

Рис. 20. Судно — носитель батискафов фирмы «Дуглас».

Фирма «Дуглас Эйркрафт» выдвинула идею создания флотилии из десяти батискафов. Полагают, что такая флотилия батискафов, базирующихся на судно-док, будет способна не только выполнять обычные океанографические исследования, но и обслуживать глубоководные установки и устройства, используемые в системах противолодочной обороны ВМС США.

Батискаф ДРВ, проект которого разработан на испытательной станции Чайна-Лейк в штате Калифорния (США), предполагается использовать для проведения океанографических работ на глубине 6500 м.

По форме он напоминает торпеду диаметром 2,8 м. Его водоизмещение 80 т, экипаж 3 человека, скорость хода 6 уз, дальность плавания 200 миль. Двигатель мощностью 40 л. с., размещенный вне прочного корпуса, питается от химической серебряно-кадмиевой батареи, рассчитанной на работу в течение 48 ч. Для смягчения возможных ударов батисферы о грунт предусматривается тормозная цепь.

Батискаф ДРВ должен обладать рядом преимуществ по сравнению с батискафом «Триест»; он будет иметь в два раза большую полезную площадь прочной сферы, легко передвигаться как самостоятельно, так и при буксировке, иметь более эффективную систему балласта.

В отличие от существующих батискафов в батискафе ДРВ вместо дроби в качестве основного твердого балласта проектируется использовать обыкновенную соль, а вместо бензина, играющего роль жидкого балласта, — водный раствор аммония (70 %), который на глубине сжимается в меньшей степени, чем бензин. Для компенсации положительной плавучести аммония, потерянной при сжатии, будет применена растворяющаяся в морской воде соль.

Батискаф конструктора В. Потапова (рис. 21), созданный в лаборатории Клайпедского института Гипрорыбфлота, предназначен для наблюдения за новыми конструкциями тралов, за поведением промысловых рыб в зоне траления и выполнения океанографических исследований.

Рис. 21. Батискаф лаборатории Клайпедского института Гипрорыбфлота перед спуском на воду.

Рис. 21. Батискаф лаборатории Клайпедского института Гипрорыбфлота перед спуском на воду.

Вес подводной камеры около 2 т, глубина погружения до 200 м. Она обладает положительной плавучестью и в случае аварии самостоятельно всплывает на поверхность. В небольшой кабине прочного корпуса батискафа размещается один человек, который управляет камерой, ведет наблюдение через иллюминаторы и производит фотокиносъемку.

Батискаф успешно прошел серию производственных испытаний в Балтийском море и в Атлантическом океане.

§

Мезоскафы

Мезоскаф О. Пикара, проект которого был предложен в 1954 г., рассчитывался на глубину погружения 2000 м (рис. 22).

Рис. 22. Огюст Пикар рисует внешний вид своего мезоскафа.

Рис. 22. Огюст Пикар рисует внешний вид своего мезоскафа.

Согласно проекту мезоскаф в подводном положении должен обладать положительной плавучестью. Для его погружения предполагается использовать вращение гребного винта; всплытие же должно происходить сразу после выключения двигателя вертикального хода.

Для горизонтального маневрирования мезоскафа, а также с целью устранения его вращения под влиянием реакции винта предусматривалась установка двух пар боковых уравновешенных винтов, насаженных на горизонтальные оси и вращающихся в противоположных друг другу направлениях. Обе пары винтов Пикар предлагал сбалансировать с одним большим винтом, аналогично тому, как это делается у вертолетов.

Для уменьшения скорости погружения мезоскафа (например, при подходе к грунту) предусматривалось отделение небольшого количества балласта; при экстренном всплытии сбрасывался весь балласт.

Полностью готовый к погружениям мезоскаф должен был весить не более 5 т, что, по замыслу автора проекта, облегчало его спуск, подъем и транспортировку судном-носителем.

Прочную сферу предполагалось изготовлять из стали или легкого сплава алюминия с магнием. Пикар рекомендовал также изготовить всю прочную сферу из плексигласа. Он считал, что при удельном весе плексигласа 1,19 г/см3 сфера будет обладать большей подъемной силой, чем стальная сфера той же прочности и диаметра, а следовательно, сможет нести более мощные электродвигатели и аккумуляторную батарею. Кроме того, плексиглас прозрачен, и наблюдателю не нужно будет смотреть в маленький глазок иллюминатора — перед ним откроется вся панорама вокруг мезоскафа.

Следует заметить, что интересный по замыслу проект О. Пикара так и не был осуществлен.

Мезоскаф Гартунга (рис. 23), спроектированный в 1961–1962 гг. в ФРГ, рассчитан на глубину погружения до 7000 м.

Рис. 23. Мезоскаф Гартунга.

Рис. 23. Мезоскаф Гартунга.

На этом мезоскафе проектом предусматривается пустотелый поплавок, заполненный бензином, что должно придать ему нулевую плавучесть.

Для горизонтального перемещения мезоскафа предполагается использовать гребной винт, установленный на горизонтальной оси, а для всплытия и погружения — ринты на вертикальных осях.

Для аварийного всплытия мезоскаф будет снабжен аварийным балластом в виде специальных быстро отдающихся блоков.

Мезоскаф Гартунга, оборудованный манипуляторами, должен использоваться для поиска и подъема затонувших судов и самолетов. Кроме того, считают, что он сможет принять широкое участие в проведении сверхглубинного бурения и в океанографических работах.

§

Научно-исследовательские подводные лодки

Идея использования подводных лодок для изучения глубин океанов и морей зародилась у ученых давно. Действительно, подводные лодки могут удаляться от баз на большие расстояния и находиться длительное время под водой, проводя исследования как при хороших, так и при неблагоприятных гидрометеорологических условиях (шторм, ледовый покров), когда использование надводных судов затруднено, а иногда и невозможно.

Кроме того, на подводных лодках может быть размещен более обширный комплекс научно-исследовательской аппаратуры, чем. на небольших подводных камерах.

Естественно, подводные лодки с атомными энергетическими установками дают еще более широкие возможности для проведения исследований, чем обычные дизель-электрические. Практически они могут неограниченное время находиться под водой и проходить десятки тысяч миль без пополнения запасов горючего.

Об огромных возможностях атомных подводных лодок ярко свидетельствует поход советской атомной подводной лодки «Ленинский комсомол» подо льдами Северного полюса.

Научно-исследовательская подводная лодка «Наутилус». В 1931 г. американский исследователь Хьюберт Уилкинс сделал первую попытку использовать подводную лодку в научно-исследовательских целях для плавания подо льдами Арктики к Северному полюсу. Его подводная лодка «Наутилус» была переоборудована из старой боевой американской подводной лодки. В экспедиции X. Уилкинса принял участие известный норвежский океанограф Харальд Свердруп.

19 августа 1931 г. «Наутилус» вошел в паковые льды. При осмотре корпуса лодки экипаж обнаружил, что льдом срезаны кормовые горизонтальные рули, а погружаться без них было немыслимо. Все попытки Уилкинса и Свердрупа пробиться через льды в подводном положении ни к чему не привели; «Наутилус» возвратился в Норвегию.

Так закончилась первая попытка использовать подводную лодку для научных исследований. Только спустя 26 лет мечта многих поколений исследователей глубин была осуществлена в нашей стране, когда Советское правительство приняло решение о переоборудовании одной из новых боевых подводных лодок Северного флота в подводную научно-исследовательскую лабораторию.

Научно-исследовательская подводная лодка «Северянка» была создана по инициативе Всесоюзного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (рис. 24).

Рис. 24. «Северянка» выходит в море.

Рис. 24. «Северянка» выходит в море.

Проблема увеличения улова рыбы, неразрывно связанная с определением районов нереста, откорма и скопления рыб, с изучением поведения рыб в различные времена года и суток, а также с возможностями создания новых методов и средств лова, — вот что интересовало наших ученых в первую очередь.

14 декабря 1958 г. «Северянка» вышла в свой первый поход.

Подводная лодка состоит из двух корпусов: наружного— легкого и внутреннего — прочного, рассчитанного на большую глубину погружения (рис. 25).

Рис. 25. Продольный разрез подводной лодки «Северянка»-1 — телевизионная камера с прожектором; 2—верхний эхолот; 3 — койки, 4 — второй отсек; 5 — рубка; 6—ходовой мостик; 7— четвертый отсек; 8 — камбуз; 9 — шестой отсек; 10— седьмой отсек; 11 — пятый отсек; 12—аккумуляторная батарея; 13 — центральный пост; 14 — аккумуляторная батарея; 15—устройство для взятия проб грунта; 16 —первый (научный) отсек; 17 — нижний эхолот, 18 — гидролокатор.

Рис. 25. Продольный разрез подводной лодки «Северянка»-1 — телевизионная камера с прожектором; 2—верхний эхолот; 3 — койки, 4 — второй отсек; 5 — рубка; 6—ходовой мостик; 7— четвертый отсек; 8 — камбуз; 9 — шестой отсек; 10— седьмой отсек; 11 — пятый отсек; 12—аккумуляторная батарея; 13 — центральный пост; 14 — аккумуляторная батарея; 15—устройство для взятия проб грунта; 16 —первый (научный) отсек; 17 — нижний эхолот, 18 — гидролокатор.

Между легким и прочным корпусами располагаются цистерны главного балласта. Заполненные водой во время погружения, они придают подводной лодке плавучесть, близкую к нулевой.

Прочный корпус «Северянки» разделен поперечными переборками на семь отсеков, сообщающихся между собой герметически закрывающимися дверями. Собственно исследовательским отсеком является первый отсек, где размещены основные приборы, устройства и механизмы для научной работы. Для зрительного наблюдения за подводным миром и производства фото- и киносъемок с каждого борта этого отсека и на его подволоке имеется по одному иллюминатору, освещающемуся снаружи мощными прожекторами (рис. 26).

Рис. 26. Киносъемка подводного мира через верхний иллюминатор «Северянки».

Рис. 26. Киносъемка подводного мира через верхний иллюминатор «Северянки».

При включенных прожекторах через иллюминаторы можно увидеть рыбу на расстоянии до 15 м, однако при плавании лодки в мутной воде прожекторы дальности видимости не увеличивают, и поэтому с правого борта первого отсека установлена четырехметровая откидывающаяся стрела со светильником мощностью 1000 вт.

В носу лодки расположена камера подводного телевизора, освещающаяся собственным прожектором. В носовой части установлен гидролокатор, который посылает сигналы в горизонтальной плоскости и дает возможность обнаруживать косяки рыб на большом расстоянии. Для этой же цели служат и эхолоты, посылающие сигналы вверх и вниз.

В первом отсеке размещены термосолемер для определения температуры и солености воды, фотометр для определения освещенности среды, измерители подводных течений, содержания растворенного в морской воде кислорода, видимости предметов под водой, радиоактивности воды и многие другие приборы. На подводной лодке имеются устройства для взятия проб забортной воды и грунта.

В нижней части второго и четвертого отсеков «Северянки» размещены источники электроэнергии — кислотные аккумуляторы; верхняя часть этих отсеков используется как жилые помещения для экипажа. Во втором отсеке находятся также радиорубка и каюта командира, а в четвертом отсеке камбуз с электрической плитой. Здесь же расположен компрессор для пополнения баллонов сжатым воздухом высокого давления, который необходим для продувания цистерн главного балласта при всплытии, для запуска двигателей надводного хода и работы многих механизмов, устройств и систем подводной лодки.

Управление подводной лодкой осуществляется из центрального поста, которым является третий отсек. Тут определяют курс и скорость корабля, отсюда руководят его погружением и всплытием, управляют горизонтальными и вертикальным рулями.

В пятом отсеке расположены двигатели надводного хода — два мощных дизеля и обслуживающие их механизмы.

Двигатели подводного хода — электромоторы, питающиеся от аккумуляторных батарей, находятся в шестом отсеке. В этом же отсеке с линиями валов соединены менее мощные электромоторы экономического хода, которые обеспечивают движение лодки под водой с малой скоростью, но в течение длительного времени.

В седьмом отсеке размещены вспомогательные механизмы.

За первые шесть экспедиций (три в Баренцево море и три в Северную Атлантику) «Северянка» находилась в плавании 118 дней, прошла свыше 14,5 тысяч миль, произвела 130 специальных погружений на глубины от 70 до 170 м. Ее вклад в решение важнейшей задачи увеличения добычи рыбы очень велик. Многие загадки морских глубин, интересующие рыбаков и ученых, решены, многие ждут своего разрешения с помощью первой исследовательской подводной лодки «Северянка».

Советские ученые и конструкторы накопили немалый опыт использования подводной лодки в научно-исследовательских целях и ныне думают о создании более совершенной научно-исследовательской подводной лодки. Какой же она должна быть, по их мнению?

Полагают, научно-исследовательская подводная лодка должна совмещать в себе и некоторые функции надводного судна, чтобы в надводном положении с нее можно было спускать трал, брать пробы грунта и планктона, вылавливать рыб и морских животных. Глубина погружения новой подводной лаборатории достигнет 600 м. Для того чтобы человек побывал на еще больших глубинах, с лодки, находящейся в подводном положении, можно будет спускать гидростат. Иллюминаторы в отсеках лодки позволят видеть широкую панораму подводного мира, а устройства, аналогичные перископу, создадут лучшие условия для наблюдения из разных отсеков за движущимися в воде предметами и морским дном. Мощные прожекторы осветят воду в районе иллюминаторов; совершенные гидроакустические приборы позволят обнаруживать на больших расстояниях косяки рыб и преграды, быстро и точно определять дистанцию до грунта и до поверхности воды. Установка шлюзовой камеры обеспечит выход и возвращение внутрь лодки членов ее экипажа с аквалангами.

Подводная лодка будет оснащена новейшей научно-исследовательской аппаратурой. На ней сможет отправиться в дальние экспедиции большее число научных работников.

Научно-исследовательская подводная лодка ГА-2000, спроектированная коллективом общественного конструкторского бюро Государственного проектного института рыбопромыслового флота, рассчитана на глубину погружения 2000 м, дальность плавания 50 миль и автономность 24 ч (рис. 27).

Рис. 27. Внешний вид подводной лодки ГА-2000.

Рис. 27. Внешний вид подводной лодки ГА-2000.

Ее главные размерения: длина 6,5 м, ширина 1,8 м, высота 3,0 м. Размеры прочного стального корпуса: длина 4,5 м, диаметр 1,5 м.

В соответствии с проектом подводная лодка должна состоять из прочного корпуса — стального цилиндра, помещенного внутрь легкого корпуса, изготовленного из стеклопластика. В средней части прочного корпуса имеется рубка цилиндрической формы с входным люком, крышка которого открывается специальным приводом как снаружи, так и изнутри прочного корпуса. Рядом с люком располагается верхний рубочный иллюминатор, немного ниже — иллюминатор штурмана для навигационных целей. В носовой части прочного корпуса имеются еще два обзорных иллюминатора, один из которых направлен вперед, а другой вперед и вниз.

В наружном корпусе из стеклопластика предполагается установить гидронасос, работающий от электродвигателя. Насос подает струю воды в гидродвигатель и тем самым приводит во вращение винты горизонтального и вертикального хода. В легком корпусе должны быть размещены ловушка для рыб и морских животных, гарпунная пушка для охоты на крупных зверей и пружинное ружье для боя рыб. В корпусе из стеклопластика будет находиться также постоянный балласт, состоящий из твердой дроби, и аварийный балласт в виде отдаваемого стального киля весом 350 кг.

По обоим бортам прочного стального корпуса расположены балластные цистерны. Для всплытия они продуваются сжатым воздухом, при погружении заполняются забортной водой.

Для сбора проб с грунта предусмотрены два манипулятора, управляемые с помощью электромагнитных золотников. Собранные манипуляторами образцы складываются в специальный ящик, укрепленный с правого борта ГА-2000.

Управляют подводной лодкой штурман и наблюдатель, сидящие в удобных самолетных креслах. Для лучшего обзора через нижнюю группу иллюминаторов наблюдатель может лечь, сложив свое кресло, возле которого находятся киноаппарат и кнопки управления манипуляторами, прожекторами и лампой-вспышкой. Кроме того, здесь же предполагается разместить эхограф, телефон подводной связи, указатели скорости хода, репитер гирокомпаса и другие приборы. В прочном корпусе будет находиться также аккумуляторная батарея, являющаяся источником тока для освещения и питания двигателей мощностью по 1,5 квт каждый.

Научно-исследовательская подводная лодка «Алюминот» строится фирмой «Рейнолдс Метал Компани» (США) (рис. 28).

Рис. 28. Модель подводной лодки «Алюминот».

Рис. 28. Модель подводной лодки «Алюминот».

Ее основные данные: полное подводное водоизмещение 63 м3, рабочая глубина погружения 4580 м, наибольшая длина 15,4 м, наибольшая ширина 2,44 м (без боковых килей), внутренний диаметр прочного корпуса 2,14 м, внутренний объем прочного корпуса 40 м3, вес корпусных конструкций 43,7 т, время нахождения подводной лодки в подводном положении: рабочее 36 ч, в аварийных случаях 72 ч, максимальная скорость подводного хода 5 уз, радиус действия около 100 миль. Доставка подводной лодки к месту погружения осуществляется на обеспечивающем судне или буксировкой со скоростью до 10 уз при волнении моря не более 4 баллов. Экипаж «Алюминот» — два наблюдателя и штурман-рулевой.

Прочный корпус подводной лодки изготовляется из листов стали толщиной 150 мм в форме цилиндра со сферическими концевыми переборками. Отдельные секции корпуса соединяются болтами; для обеспечения непроницаемости стыки секций склеиваются специальным клеем. В целях исключения коррозии на стальные конструкции корпуса наносится тонкий слой специального алюминиевого сплава, затем их поверхности грунтуют и окрашивают.

Для уменьшения поперечной качки на подводной лодке устанавливаются боковые кили. Маневрирование в вертикальной плоскости будет осуществляться с помощью кормовых горизонтальных рулей.

В качестве движителей «Алюминот» используются три винта: два горизонтальных и один вертикальный. Последний служит для регулирования скорости всплытия и погружения, а также для обеспечения остановки подводной лодки на любой промежуточной глубине (рис. 29).

Рис. 29. Продольный разрез подводной лодки «Алюминот»: 1 — съемное ограждение над кормовым люком; 2 — надувной спасательный плот; 3 — баллоны со сжатым воздухом; 4 — поглотитель углекислоты; 5 — винт для удержания глубины; 6 — научное оборудование; 7 — иллюминаторы; 8 — носовая дифферентная цистерна; 9 — научное оборудование; 10 — кормовая дифферентная цистерна; 11 — ввод кабеля; 12 — кормовая секция с гребным электродвигателем; 13 — гребной винт; 14 — сбрасываемый свинцовый киль; 15 — рундуки; 16 — кислородные баллоны; 17 — аккумуляторная батарея; 18 — уравнительная цистерна; 19 — распределительный щит; 20 — центральный пост; 21 — гидроакустическая станция; 22 — трюмная помпа; 23 — зарядный щит; 24 — рабочий стол.

Рис. 29. Продольный разрез подводной лодки «Алюминот»: 1 — съемное ограждение над кормовым люком; 2 — надувной спасательный плот; 3 — баллоны со сжатым воздухом; 4 — поглотитель углекислоты; 5 — винт для удержания глубины; 6 — научное оборудование; 7 — иллюминаторы; 8 — носовая дифферентная цистерна; 9 — научное оборудование; 10 — кормовая дифферентная цистерна; 11 — ввод кабеля; 12 — кормовая секция с гребным электродвигателем; 13 — гребной винт; 14 — сбрасываемый свинцовый киль; 15 — рундуки; 16 — кислородные баллоны; 17 — аккумуляторная батарея; 18 — уравнительная цистерна; 19 — распределительный щит; 20 — центральный пост; 21 — гидроакустическая станция; 22 — трюмная помпа; 23 — зарядный щит; 24 — рабочий стол.

Приводами к винтам являются три электродвигателя мощностью по 5 л. с., размещенные вне прочного корпуса в специальных контейнерах, заполненных кремнийорганической жидкостью. Через расширительную цистерну контейнеры постоянно сообщаются с забортной водой. Расположение гребных электродвигателей вне прочного корпуса дает возможность сократить его объем и избавляет от необходимости обеспечивать уплотнение в местах прохода гребных валов. В качестве источника электроэнергии намечается использовать серебряно-цинковую батарею, состоящую из двух групп по 154 элемента в каждой, общим весом около 2,8 т.

«Алюминот» имеет три вида балласта: водяной (1,35 т), принимаемый в килевую часть легкого корпуса; твердый в виде стальной дроби (1,8 т), находящийся в бортовых цистернах, и сбрасываемый свинцовый киль (3,2 т). Продувание водяного балласта рационально только на глубинах менее 1450 м. Поэтому для всплытия с больших глубин используется вертикальный винт, сбрасывается дробь, удерживаемая электромагнитом, и в аварийных случаях для обеспечения экстренного всплытия отдается свинцовый киль. Время аварийного всплытия с глубины 4580 м 22 мин.

Для наблюдения прямо по курсу подводной лодки и вниз имеются иллюминаторы. Предусмотрена также установка гидролокатора с излучателями, направленными вперед, вверх и вниз, подводного телевизора, мощных осветительных ламп, средств надводной и подводной связи и различного научного оборудования общим весом около 2 т. Для взятия проб грунта и производства подводных работ устанавливается манипулятор.

Экспериментальная подводная лодка «Долфин», постройка которой начата в 1962 г. в Портсмуте (США), предназначается для участия в работах, связанных с созданием боевых глубоководных подводных лодок, выполнения океанографических исследований и использования в качестве движущейся цели при проведении противолодочных учений.

Длина «Долфин» 61 м, диаметр корпуса 5,5 м, предполагаемая глубина погружения не менее 1200 м. Корпус подводной лодки цилиндрической формы со сферическими концевыми переборками, изготовляется из стали с пределом текучести 7000–7700 кг/см2. Для движения «Долфин» предполагается использовать обычную дизель-электрическую энергетическую установку.

По данным зарубежной печати, постройка подводной лодки должна быть закончена в 1964 г.

Научно-исследовательская подводная лодка «Олвин» строится компанией «Дженерал Милз» (США) по заказу океанографического института в Вудс-Холле (рис. 30).

Рис. 30. Научно-исследовательская подводная лодка «Олвин».

Рис. 30. Научно-исследовательская подводная лодка «Олвин».

Длина подводной лодки 6,1 м, вес около 10 т, максимальная скорость хода 6 уз, радиус действия 30 миль, автономность 24 ч, предполагаемая глубина погружения не менее 1850 м, экипаж 2 человека, вес научно-исследовательской аппаратуры более 500 кг.

Прочный корпус лодки с толщиной листов обшивки 30 мм размещается внутри легкого корпуса и имеет сферическую форму. «Олвин» будет иметь три винта: один для движения в горизонтальной плоскости и два для движения в вертикальной плоскости. Приводами к винтам служат электродвигатели, обладающие следующей мощностью: электродвигатель кормового винта 15 л. с., электродвигатели вертикальных винтов по 7,5 л. с. Источник электроэнергии — аккумуляторная батарея.

Регулирование плавучести и всплытия подводной лодки осуществляется с помощью балласта — стальной дроби, удерживаемой в бункере электромагнитом. Для получения положительной плавучести при аварийном всплытии предусмотрена отдача дифферентных цистерн, заполненных рабочей жидкостью — ртутью.

Для выполнения некоторых простых подводных работ на подводной лодке устанавливается манипулятор.

Малая научно-исследовательская подводная лодка «Сипан-IV», проект которой разработан компанией «Дженерал Милз» (США), рассчитана на глубину погружения 1830 м и продолжительность пребывания под водой до 12 ч. Проектный вес «Сипан-IV» 5,7 т, полезная нагрузка 91 кг, экипаж 2 человека, энергетическая установка— электродвигатель, работающий от аккумуляторной батареи.

По данным зарубежной прессы, в США в ближайшем будущем предполагают довести глубину погружения научно-исследовательских подводных лодок до 5500 м. Ведутся также работы по проектированию и строительству малых подводных лодок с автоматическим управлением.

Малая исследовательская подводная лодка «Порпоиз» с автоматическим управлением, проектируемая в США, предназначается для измерения температуры воды на различных глубинах (рис. 31).

Рис. 31. Научно-исследовательская автоматическая подводная лодка «Порпоиз».

Рис. 31. Научно-исследовательская автоматическая подводная лодка «Порпоиз».

Ее длина 3,7 м, диаметр корпуса 0,533 м.

Перед погружением «Порпоиз» спускают с корабля-носителя на воду, запускают двигатель и заполняют водой балластные цистерны. После достижения заданной глубины цистерны автоматически продуваются и подводная лодка всплывает на поверхность.

Научно-исследовательская подводная лодка «Дениза» французского конструктора Жака Моллара создана по идее известного французского исследователя глубин Жака Ива Кусто (рис. 32, 33, 34).

Рис. 32. «Ныряющее блюдце» Кусто под водой.

Рис. 32. «Ныряющее блюдце» Кусто под водой.

Рис. 33. «Ныряющее блюдце» поднимают на французское исследовательское судно «Калипсо».

Рис. 33. «Ныряющее блюдце» поднимают на французское исследовательское судно «Калипсо».

Рис. 34. Расположение оборудования и экипажа в «ныряющем блюдце» (стрелкой показан фотоаппарат, которым был сфотографирован зеркальный шар, отражающий внутренность «ныряющего блюдца»).

Рис. 34. Расположение оборудования и экипажа в «ныряющем блюдце» (стрелкой показан фотоаппарат, которым был сфотографирован зеркальный шар, отражающий внутренность «ныряющего блюдца»).

Она предназначена для изучения рельефа дна, установки и обслуживания океанографической аппаратуры, сбора образцов грунтов и воды, осмотра подводных кабелей и трубопроводов.

«Дениза» способна погружаться на глубину 300 м и находиться на этой глубине в течение 24 ч, так как на это время рассчитан бортовой запас кислорода, предназначенный для дыхания экипажа, состоящего из двух человек.

Подводную лодку «Дениза» иногда называют «ныряющим блюдцем», так как по своему внешнему виду она напоминает два наложенных одно на другое блюдца диаметром около 3 м и общим весом около 3,5 т. Ее прочный корпус изготовлен из стали, легкий — из стеклопластика. Подводная лодка не имеет больших балластных цистерн; плавучесть ее регулируется твердым балластом, а также приемом и откачкой забортной воды из специальной балластной цистерны малых размеров. Быстрое всплытие осуществляется отдачей части твердого балласта. Для изменения дифферента подводной лодки перегоняют 75 кг ртути из одного цилиндра в другой давлением масла. Время перегонки ртути 2 сек.

Значительная часть оборудования «Денизы», в том числе электромотор, насос, аккумуляторная батарея, расположена вне прочного корпуса. Подобное размещение позволило уменьшить размеры прочного корпуса и обезопасить экипаж от вредных и взрывоопасных газов, выделяемых аккумуляторами. При проведении испытаний лодки дважды происходили взрывы аккумуляторной батареи, но люди и оборудование не пострадали.

Для движения подводной лодки применен водометный движитель, состоящий из насоса и двух сопел, приводимый в действие электродвигателем мощностью 2 л. с. Сопла сделаны поворотными, и это дало возможность избавиться от рулей. При повороте сопел создается упор водяной струи в нужном направлении, и подводная лодка совершает поворот вправо или влево, движется вперед, назад, вверх или вниз.

Для наблюдения и кино- и фотосъемки в корпусе лодки прорезаны два иллюминатора. На «Денизе» имеются навигационное оборудование, установка для очистки воздуха, фото- и кинокамеры, лампа-вспышка для освещения при фотографировании и киносъемке, гидролокатор, манипулятор типа «механическая рука» для взятия проб грунта, растений и производства некоторых несложных работ.

После серии полуторагодичных испытаний со спусками на тросе без людей, затем без троса с людьми Жак Ив Кусто заявил, что лодка превзошла все ожидания проектировщиков и строителей, прекрасно управляется и даже планируется погружение в ней подо льдами Арктики.

Для обеспечения погружений «Денизы» с участием Ж. Кусто было спроектировано и построено специальное надувное судно-носитель «Амфитрида». Длина этого судна 19,8 м, ширина 8,8 м, вес 6 т, запас топлива на 2000 миль пути, для движения используются водометные движители. Экипаж судна состоит из пяти человек. Корпус «Амфитриды» сделан из нейлоновой оболочки, наполняемой сжатым воздухом, палуба — из стеклоткани и пенопласта. В средней части судна имеется рама из алюминиевого сплава для размещения «Денизы». Чтобы судно не утонуло при повреждении корпуса, последний разделен переборками на девять изолированных один от другого отсеков.

Научно-исследовательская подводная лодка «Дипстар», строящаяся фирмой «Вестингауз Электрик Корпорейшн» (США), является дальнейшим развитием подводной лодки «Дениза» (рис. 35).

Рис. 35. Подводная камера «Дипстар».

Рис. 35. Подводная камера «Дипстар».

Предельная глубина погружения этой лодки 3650 м. Ее прочный корпус выполнен в виде сферы диаметром 1,8 м, изготовленной из высококачественной легированной стали толщиной 32 мм (рис. 36).

Рис. 36. Размещение экипажа в подводной камере «Дипстар».

Рис. 36. Размещение экипажа в подводной камере «Дипстар».

Длина легкого корпуса, имеющего форму крыла, 5,2 м, ширина 3,7 м, высота 2,4 м. Общий вес подводной лодки 7 т, дальность плавания 20 миль, автономность по емкости аккумуляторной батареи 24 ч, запас средств регенерации обеспечивает пребывание под водой экипажа из трех человек в течение 48 ч.

Для предотвращения попадания воды в прочную сферу через входной люк при нахождении подводной лодки в надводном положении надувается резиновый тубус, обычно сложенный вокруг люка. Быстрое всплытие в случае аварии обеспечивается отдачей твердого балласта и части оборудования. Для подачи сигналов бедствия под водой могут использоваться гидроакустические станции, а над водой радиостанция и пиротехнические средства.

Движение лодки со скоростью 3,5 уз обеспечивается движительным комплексом, состоящим из двух электродвигателей переменного тока, в роторы которых вмонтированы гребные винты, а статоры имеют форму насадок. Маневрирование подводной лодки осуществляется за счет изменения числа оборотов электромоторов и поворота насадок. «Дипстар» сможет управляться как рулевым, так и автопилотом. Вся аппаратура и приборы питаются от аккумуляторной батареи, установленной в носовой части подводной лодки; гребные электродвигатели получают питание от отдельной аккумуляторной батареи через специальный преобразователь.

«Дипстар» проектируется снабдить совершенной навигационной и научно-исследовательской аппаратурой, в том числе гирокомпасом, эхолотами, телевизионной установкой, радиостанцией, кинокамерой и т. д. Для производства подводных работ предусматривается установка манипуляторов с длиной захватов около двух метров.

Научно-исследовательская подводная лодка «Куро-Сио» построена в Японии в 1960 г. для проведения биологических исследований и бурения морского дна. В настоящее время передана для проведения подводных исследований университету в Хоккайдо.

Основные данные «Куро-Сио»: длина 11,8 м, ширина 2,2 м, диаметр прочного корпуса 1,5 м, водоизмещение без учета веса кабеля и экипажа 12,5 т, время пребывания в подводном положении около 24 ч, скорость хода под водой 2 уз, глубина погружения 200 м, экипаж 4 человека.

Прочный корпус подводной лодки, рассчитанный на разрушающее давление 42 кг/см2, разделен на два отсека: носовой, в котором располагается экипаж, и кормовой, где установлены гребной электродвигатель мощностью 3,7 квт, перекачивающий насос и вентилятор мощностью 100 вт. Собственно прочный корпус длиной 5,6 м состоит из носовой сферической переборки, цилиндрической части, конусообразного кормового окончания и прочной рубки. В прочном корпусе и рубке имеется 16 иллюминаторов для наблюдения, фото- и киносъемки.

«Куро-Сио» приспособлена для покладки на грунт. Для этой цели на ее корпусе смонтирована специальная металлическая рама, отдаваемая при аварийном всплытии. Смягчение ударов во время покладки на грунт и удержание неизменного расстояния до него при плавании над дном обеспечиваются цепью-гайдропом длиной 3 м, диаметром 30 мм и весом 50 кг. Гайдроп наматывается на барабан, установленный на корпусе лодки и удерживаемый с помощью стального троса.

Оригинально решена проблема подачи электроэнергии на подводную лодку. Электрический ток напряжением 400 в подается на движущуюся подводную лодку с идущего позади обеспечивающего судна по кабелю длиной 600 м, диаметром 36 мм и весом в воздухе 2,05 кг/м, а в воде 0,75 кг/м. Кроме токопередающего канала, в кабель включены каналы телевизионной и телефонной связи, а также несущий стальной трос диаметром 9 мм. На «Куро-Сио» установлен понижающий трансформатор; получение постоянного тока обеспечивается применением селеновых выпрямителей.

Особенностью «Куро-Сио» является то, что для всплытия вода из внутренних цистерн откачивается за борт насосом и лишь после всплытия в надводное положение производится продувание наружных балластных цистерн сжатым воздухом, подаваемым с обеспечивающего судна.

С небес в пучину морскую

Всякое рекордное техническое достижение имеет длительную предысторию. В данном случае сюжет уложился лишь в два человеческих поколения. Все началось с Огюста Пикара (, 1884–1962), швейцарского физика и изобретателя, отца одного из покорителей бездны Челленджера.

Будучи профессором университета в Брюсселе , в 20-е годы прошлого века он занимался исследованиями в области геофизики и геохимии, изучал радиоактивные свойства урана . В 1930 году, «оторвавшись от почвы», переключился на исследование верхних слоев атмосферы , для чего сконструировал уникальный для своего времени стратостат .

Стратостат, построенный при поддержке Бельгийского национального фонда научных исследований (), получил название FNRS-1. В мае 1931 года Огюст Пикар вместе с ассистентом Паулем Кипфером (Paul Kipfer) совершил первый в истории полет в стратосферу, достигнув высоты 15 785 м. Штурм воздушного океана на FNRS-1 продолжался до середины 30-х годов, а рекорд высоты подъема был доведен до 23 000 м.

А в 1937 году Пикар, вдохновившись идеей погружения в пучины морские, начал разрабатывать принципиально новый тип подводного плавcредства, получившего название батискафа. Дело в том, что субмарины в надводном положении имеют «положительную» плавучесть, батискаф — всегда только «отрицательную».

Подводная лодка погружается за счет того, что открываются клапаны вентиляции в балластных системах, воздух замещается забортной водой, и положительная плавучесть становится отрицательной. Для перемещения по вертикали рулями создается дифферент (наклон продольной оси относительно горизонтали), а воздух в балластных системах либо стравливается, давая место воде, либо расширяется, выдавливая воду наружу.

Батискаф же плавает по принципу утюга. В надводном состоянии его удерживает находящийся над гондолой с экипажем громадный поплавок, заполненный бензином. Поплавок имеет и еще одну важную функцию: в подводном положении он стабилизирует батискаф по вертикали, предотвращая раскачивание и переворачивание.

Когда из поплавка начинают медленно выпускать бензин, который замещается водой, батискаф начинает погружение. С этого момента у аппарата только один путь — вниз, на дно. При этом, естественно, возможно и перемещение в горизонтальном направлении при помощи приводимых в движение двигателем гребных винтов.

Для того чтобы подняться на поверхность, в батискафе предусмотрен металлический балласт, который может быть дробью, пластинками или болванками. Постепенно освобождаясь от «избыточного веса», аппарат поднимается. Металлический балласт удерживается электромагнитами, так что если с системой энергоснабжения что-то случается, то батискаф сразу, словно стартующий в небо аэростат, «взмывает» вверх.

С конструированием своего первого океанического детища, которое было названо FNRS-2, Пикар провозился до 1946 года, что было связано с бушевавшей в Европе мировой войной. А спустя два года он был изготовлен. FNRS-2, рассчитанный на экипаж из двух человек, весил 10 т.

Ввиду принципиальной новизны аппарата и опасения за прочность гондолы довольно долго проводились его испытания в Дакаре без экипажа на борту. Вначале батискаф опустился на 25 м. А через год глубину погружения довели до 1380 м. Однако на этом все и завершилось: во время буксировки батискафа тросом был серьезно поврежден поплавок.

Предстояло не только его отремонтировать, но и продолжить доработки по результатам испытаний. Однако Бельгийский национальный фонд научных исследований отказался от дальнейшего финансирования проекта. И в 1950 году FNRS-2 передали французскому ВМФ. Французские инженеры в итоге добились, чтобы в 1954 году модернизированный батискаф, получивший новое имя FNRS-3, погрузился на 4176 м с экипажем на борту.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий