:: Батискаф
Батиска́ф – это небольшое подводное судно, предназначенное для погружения на экстремальные глубины. Основное отличие подводного батискафа от подводной лодки заключается в его конструкции: батискаф оснащен более легким корпусом сферичной формы и поплавком, стенки которого заполнены жидкостью, масса которой меньше воды, как правило, это бензин. Ход подводного батискафа осуществляется за счет вращения грибных винтов, приводящихся в движение электромоторами.
История создания батискафа
Впервые идея построить подводный батискаф возникла у швейцарского ученого Огюста Пикару еще до Второй мировой войны. Он первым предложил заменить баллоны со сжатым кислородом на поплавок с жидкостью, масса которой меньше массы воды. Инженерная мысль Пикару имела успех, и уже в 1948 году на воду был спущен первый прототип батискафа.
На создание аппарата подобного класса повлияла потребность в исследовании дна морей и океанов на большой глубине. Классические подводные лодки способны опускаться только на определенную ограниченную глубину. Что примечательно, конструкторы способны построить достаточно прочный корпус, даже для большой субмарины, который смог бы выдержать давление на экстремальной глубине. Однако до сих пор невозможно решить другую проблему, не позволяющую субмаринам опускаться на значительную глубину.
Для всплытия на поверхность воды традиционные подводные лодки используют сжатый кислород, который вытесняет воду из отсеков. Однако во время погружения более, чем на полторы тысячи метров, под воздействием тяжести воды кислород в баллонах теряет свои свойства, иными словами перестает быть «сжатым».
Существуют субмарины, способные опускаться на глубину в 2000 метров. Тем не менее, глубина погружения батискафа намного больше.
Погружение батискафа
Поплавок, заполненный бензином или другой жидкостью, дает возможность подводному батискафу удерживаться на поверхности воды и всплывать. После того, как цистерны наполняются водой, запускается процесс погружения батискафа на глубину.
В тех случаях, когда подводный батискаф зависает из-за чрезмерной плотности воды, чтобы опустить судно на дно, из поплавка выпускают выталкивающую жидкость. После этого процесс погружения батискафа возобновляется.
Опустить на дно батискаф не так сложно, но как его поднять обратно наверх? Для этого в подводных батискафах предусмотрены специальные отсеки, заполненные стальной дробью. Когда судну необходимо всплыть, дробь скидывается, и поплавок тянет батискаф на поверхность. Также на борту имеются баллоны со сжатым кислородом, чтобы ускорить всплывание батискафа на поверхность воды.
Глубина погружения батискафа
Как упоминалось выше, глубина погружения батискафа, намного больше, чем у других подводных аппаратов. Еще в 1960 году модифицированному батискафу "Триест" удалось погрузиться на рекордную глубину в 10919 метров . На удивление экипажа судна, даже на такой глубине они увидели рыбу.
Еще один интересный факт, касающийся погружения батискафа: первым человеком, опустившимся на самое дно мирового океана, является всем известный режиссер Джеймс Кэмерон.
Нашим судостроителям тоже есть, чем похвастаться. Сконструированный российскими инженерами подводный батискаф «Мир» опустился на дно Ледовитого океана. Глубина погружения батискафа составила 4261 м. После этого судно и его экипаж провели около часа на дне самого холодного и опасного океана на земле.
Возможностью погрузиться на дно морское исследователи подводных глубин обязаны швейцарскому учёному-изобретателю Огюсту Пиккару. Будучи профессором физики в университете Брюсселя, Пиккар активно занимался исследованиями атмосферы, приняв активное участие в подготовке и осуществлении нескольких полётов на стратостатах.
Первый полёт состоялся 27 мая 1931 года с площадки в Аугсбурге, его участником, кроме Огюста Пиккара, стал Пауль Кипфер. Учёные впервые в истории поднялись в стратосферу. Высота, которой им удалось достичь составила 15 785 метров.
Второй полёт состоялся в 1932 году, 18 августа. На этот раз в полёт с Пиккаром отправился Макс Козинс. Стратостат старт был произведён из Цюриха, а достигнутая высота составила 16 200 метров. Всего Огюст Пиккар принял участие в 27 полётах, достигнув максимальной высоты 23 000 метров.
К середине 1930-ых годов Пиккар пришёл к мысли о возможном использовании баллона с герметичной гондолой (именно так выглядели стратостаты) для исследования недоступных человеку океанских глубин. Увы, начавшаяся Вторая Мировая война не позволила ему довести до логического завершения разработки, начатые в 1937 году.
Пиккар вернулся к ним в 1945 году, когда война закончилась. Получившийся в итоге аппарат назвали батискафом, образовав слово от греческих корней со значением "глубокий" и "судно". Выглядело творение Пиккара следующим образом: герметичная стальная гондола для экипажа, к которой крепился большой поплавок, для обеспечения плавучести наполненный бензином. Чтобы можно было всплыть после погружения использовалось несколько тонн стального балласта. Балласт во время погружения удерживали электромагниты. Такая конструкция обеспечивала всплытие батискафа даже в случае возможного отказа оборудования.
Первые глубоководные аппараты
Первый батискаф получил кодовое название FNRS-2, его испытания состоялись в 1948 году, а уже два года спустя аппарат был передан французскому флоту. До 1954 года на FNRS-2 провели несколько доработок. В итоге батискаф с экипажем на борту совершил погружение на глубину 4 176 метров.
Следующим аппаратом, над которым Огюст Пиккар работал уже совместно со своим сыном Жаком, стал батискаф "Триест", собранный на верфях итальянского города Триеста, в честь которого и был назван. Именно на этом аппарате Жак Пиккар совместно с лейтенантом ВМС США Доном Уолшем совершили первое в истории погружение на дно Марианской впадины - глубочайшего места в мировом океане. Исследователем покорилась глубина 10 916 метров.
Собственно батискафов (с бензиновым поплавком) в истории насчитывается всего пять, два из них (FNRS-2 и "Триест") были сконструированы Огюстом Пиккаром. Прочие прибыли созданы в США ("Триест-2"), Франции ("Архимед") и СССР ("Поиск-6").
История дальнейших подводных исследований связана уже с глубоководными обитаемыми аппаратами, которые формально не являются батискафами, так как в их конструкции отсутствует поплавок, наполненный бензином. Об одном из этих аппаратов и пойдёт речь дальше.
Глубоководные аппараты "Мир"
Аппаратов вообще существует два. Сегодня оба используются Российской Академией Наук и базируются на борту научно-исследовательского судна "Академик Мстислав Келдыш". История аппаратов "Мир" началась в начале 1980-х, когда академия наук СССР решила получить в своё распоряжение аппараты для глубоководных исследований.
Создать такие аппараты на территории СССР возможности не было и была предпринята попытка заказать их за рубежом. В результате этого возник дипломатический кризис, между США и Советским Союзом. Возник он в связи с международным договором, согласно которому ряд стран, в том числе Канада, с которой первоначально велись переговоры о строительстве аппарата, не имеют права "экспортировать передовые технологии в СССР".
В итоге строительство аппаратов "Мир" производилось в Финляндии. Однако и в этом случае не обошлось без дипломатических неурядиц. Как бы то ни было, аппараты в итоге не только были построены, но и успешно введёны в эксплуатацию.
Идея аппаратов и их разработка - полностью заслуга советских учёных и конструкторов. Аппараты "Мир" были изготовлены в 1987 году финской компанией Rauma Repola (Раума Репола) и установлены на базовом судне. Базовое судно - "Академик Мстислав Келдыш" - сошло со стапелей финской верфи Hollming в городе Раума в 1981 году. Сегодня судно и аппараты принадлежат Институту океанологии им. П.П. Ширшова РАН.
Устройство "Мира"
Корпус аппарата - сферическая гондола, изготовленная из мартенситовой, сильно легированной стали, с содержанием никеля, составляющим 18%. В качестве силовой установки используются никель-кадмиевые аккумуляторы 100 кВт*ч.
На борту предусмотрены места для трёх членов экипажа: пилота, инженера и ученого-наблюдателя. Наблюдатель и инженер лежат на боковых банкетках, пилот сидит или стоит на коленях в нише перед приборной доской. Предусмотрена и система аварийного спасения.
Сфера применения
Предельная глубина , доступная аппаратам "Мир" составляет 6 000 метров. Это позволяет проводить исследования, ориентированные на различные результаты. К примеру, аппараты использовались для обследования места затопления подводной лодки "Комсомолец".
С момента ввода в эксплуатацию и до 1991 года аппараты "Мир" приняли участие в 35 исследовательских экспедициях в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Уже после распада СССР аппараты "Мир" использовались для исследования озера Байкал , состоялась эта экспедиция в 2008 году. В 2011 году аппараты работали в Швейцарии на исследованиях Женевского озера.
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Батискаф".
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Глубоководный обитаемый аппарат "FNRS-2"
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Триест (батискаф)"
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Мир (глубоководные аппараты)".
- Юрнев А.П. Необитаемые подводные аппараты.
Зачем нужны глубоководные суда
Глубина погружения подводной лодки ограничена. Для исследователей моря необходимы специальные глубоководные аппараты. В их ряду особое место занимают батисферы и батискафы.
Что такое батискаф
Батискаф (bathys - глубокий и skaphos - судно) состоит из стального шара-гондолы, в котором размещается экипаж 2-; 3 человека, аппаратура, средства связи и жизнеобеспечения и поплавка-корпуса, заполненного более легкой, чем вода жидкостью (обычно бензином). Плавучесть аппарата, а стало быть и
глубина погружения, регулируется сбросом балласта или выпуском части бензина.
Перемещается батискаф с помощью гребных винтов, приводимых в движение электродвигателем, который питается от аккумуляторных батарей.
Что такое батисфера
Батисферой (от греческого bathys - глубокий и sphaira - шар) называется глубоководный аппарат в форме шара (из стали или титанового сплава). Под воду он опускается с судна на тросе. Внутри шара помещаются 1-2 человека, запасы воздуха, научная аппаратура и телефон для связи с поверхностью. Максимальная глубина погружения, достигнутая с помощью батисферы в 1948 г., составляет 1360 м.
В настоящее время батисферы практически перестали строить, заменив их более маневренными и безопасными батискафами.
Кто изобрел батискаф
Первый батискаф был построен в 1948 г. известным французским исследователем глубин, профессором Огюстом Пикаром. Стальная оболочка сферы, служащей гондолой для экипажа, имела толщину около 9 см. В этом защитном панцире были проделаны два конусообразных отверстия (иллюминаторы), заделанных толстыми усеченными конусами из плексигласа. В районе иллюминаторов толщина оболочки достигала 15 см. Поплавок, разделенный на шесть танков, был заполнен легким бензином.
Эта необычная конструкция существенно отличалась от всех предшествующих аппаратов для завоевания глубин моря: она мргла действовать совершенно автономно, без каких бы то ни было тросовых или кабельных соединений с надводным судном. Рекорд глубины, установленный Пикаром во время второго погружения в Средиземном море, составил 3140 м.
Какой аппарат стал следующим
Следующим глубоководным судном был ФНРС-3. При его конструировании позаботились о более высоких мореходных качествах судна: ФНРС-3 не нуждался в «кенгуровой сумке» (судне-матке) для транспортировки к месту погружения; посадку и выход экипаж мог теперь производить самостоятельно, без помощи извне.
15 февраля 1954 г. на этом аппарате французы опустились на глубину 4050 м. Произошло это в Атлантическом океане западнее Дакара.
Что может батискаф
В 1960 г. на батискафе «Триест-2» сын Огюста Пикара- Жак Пикар и лейтенант военно-морского флота США Дон Уолш «пощупали» дно впадины Тихого океана возле острова Гуам. Глубиномер показывал 10 916 м. Этот аппарат превосходил первые батискафы как в техническом отношении, так и по оснащению приборами.
В нашей стране для исследования глубин до 12 тыс. м применяют управляемый на расстоянии батискаф-автомат. Эти аппараты предназначены для наблюдения за косяками рыбы и разведки новых рыболовных районов, а также для исследования морских течений.
Глубоководные аппараты пока еще, к сожалению, весьма тихоходны. Поэтому целью конструкторов является разработка и внедрение больших по размерам и более скоростных глубинных судов. Неплохо зарекомендовали себя, например, наши «Миры», в частности, использовавшиеся при обследовании места гибели «Титаника» и нашей подлодки «Курск», но и они пока не отвечают полностью тем требованиям, что предъявляют к ним исследователи океанских глубин.
