Сучасні підводні апарати
Загроза енергетичної кризи прискорила розвиток морських нафтопромислів. Англія, Норвегія і ФРН за кілька років освоїли нафтоносні пласти в надрах Північного моря. Розширили свої морські нафтопромисли США і Венесуела. Передбачається, що в 1977 році кількість працюючих на шельфах плавучих бурових платформ збільшиться до 400. Зростає протяжність підводних нафтогазопроводів. Очевидно, років через десять їх протяжність досягне 10 000 км. Для монтажу, обслуговування, профілактичних оглядів та ремонту підводного устаткування потрібна ціла армія висококваліфікованих легководолазів і Гідронавтів.
Для транспортування легководолазів на морське дно в режимі насичення використовуються прив`язні водолазні камери і автономні апарати, що мають два відсіки - носової (міцний корпус звичайного самохідного підводного апарата) для розміщення пілота і керівника підводних робіт і кормової для легководолазів. Тиск і склад газової суміші в кормовому відсіку змінюються в ході спуску так само, як і в звичайному водолазному дзвоні. У деяких апаратах відсіки з`єднані шлюзом, щоб в разі необхідності до легководолазів можна було прийти на допомогу.
 «Діп Дайвер» (США). |
Перший двухотсечний підводний апарат для доставки легководолазів на глибину - «Діп Дайвер» - був побудований в 1967 році американською фірмою «Перрі» за участю відомого конструктора Едвіна Лінка. Потім фірма «Перрі» побудувала ще кілька апаратів такого ж типу. Один з них, «Шелф Дайвер», успішно працював біля берегів Америки, в Мексиканській затоці, на морських нафтопромислах в Лівії. Транспортуються їм легководолазів виконували найрізноманітніші роботи: оглядали і ремонтували бурові установки та інші підводні споруди, прокладали трубопроводи, добували в прибережній зоні цінну руду, займалися Суднопідіймальні роботами.
 «Мермайд-3» (ФРН). |
Підводні апарати аналогічного призначення будує і західнонімецька фірма «Брукер-фізікс» в Карлсруе. Один з них - «Мермайд-3» - експонувався в 1975 році в Ленінграді на міжнародній виставці «Інрибпром-75».
Маса «Мермайда-3» - 10,5 т, довжина - близько 7 м, висота - 2,7 м, швидкість-4 вузли, максимальна глибина занурення - 200 м. Міцний циліндричний корпус апарату складається з трьох відсіків: носового, де розташовуються водій і оператор, середнього, що є шлюзовий камерою, і кормового, який обладнаний для транспортування і виходу в море двох легководолазів. Вхідний люк є одночасно рубкою для водія. Оператор може займати сидяче або лежаче положення. Ілюмінатори в рубці і носової перебиранні забезпечують круговий огляд забортного простору. У носовому відсіку розміщені всі прилади, електрощити і пульти управління апаратом. У кормовому відсіку знаходиться станція для підготовки дихальної суміші, водолазні костюми і спорядження, люк для виходу в море, інструменти та апаратура для підводних робіт. Ілюмінатори в відсіку забезпечують спостереження за зовнішнім середовищем і роботою водолаза в море.
«Мермайд-3» оснащений усіма характерними для сучасного населеного автономного підводного апарата системами: життєзабезпечення, управління, контролю за роботою механізмів, для навігації та зв`язку з судном-базою. Джерелом енергії для нього є акумулятори, розташовані в двох циліндричних контейнерах під апаратом. Контейнери служать кильблоках при покладка машини на дно і аварійним баластом. Балони з гелієм, киснем і повітрям розташовані також зовні апарату. Ходовий гребний гвинт, два маневрових гвинта і інші загальносуднову пристрої, системи і механізми приводяться в дію через гідросистему головним електродвигуном.
 ВІЛ-Л1 (Англія) |
Англійська підводний апарат ВІЛ-Л1 побудований в 1975 році. Прототипом його послужив апарат РС-15 (США). ВІЛ-Л1 призначений для обслуговування підводних нафтопромислів в Північному морі на глибинах до 400 м. Його маса - 16 т, довжина - 10 м, швидкість-5 вузлів.
Як і «Мермайд-3», ВІЛ-Л1 має носовий відсік, кормовий відсік для легководолазів з гелієво-кисневої атмосферою і шлюзовий пристрій. Вихід легководолазів може здійснюватися на глибинах до 370 м. Для виконання простих робіт на великих глибинах апарат має маніпулятор.
Основною відмінністю ВІЛ-Л1 від інших підводних апаратів є модульне виконання окремих його елементів. Його корпус складається з трьох модулів. Передній модуль - міцний відсік - розрахований на водія і оператора. Ілюмінатор відсіку діаметром 1067 мм і товщиною 51 мм захищений від набігає води і можливих пошкоджень тонким акриловим склом. Задня частина відсіку може закінчуватися або міцної півсферою, або з`єднуватися перехідною камерою з кормовим відсіком. Моторний модуль може приєднуватися і до переднього модулю (якщо немає водолазного відсіку), і до останнього. Всередині моторного модуля знаходиться двигун замкнутого циклу і генератор струму.
Акумуляторні батареї розміщуються в циліндричних скидаються контейнерах. Рубка - знімна, з ілюмінатором і вхідним люком. Для підводного апарату є знімні маніпулятори і різні науково-дослідні прилади. Все це дозволяє збирати як універсальний підводний апарат для виконання комплексних досліджень і робіт, так і спеціалізований - для монтажних робіт, прокладки трубопроводів, управління підводними машинами, обслуговування підводних нафтопромислів та інших цілей.
 «ТІНРО-2» (СРСР). |
У нашій країні за останні роки побудовано кілька населених підводних апаратів. Серед них можна відзначити, що буксирується двомісний апарат «Тетіс», створений спеціально для рибогосподарських досліджень і спостережень за роботою знарядь лову на глибинах до 300 м. Ось уже три роки успішно експлуатується автономний апарат «ТІНРО-2». З його допомогою вчені інститутів рибного господарства виконали широку програму іхтіологічних і промислових досліджень на глибинах до 400 м.
 «Оса-3-600» (CCCP). |
У 1975 році в московському відділенні Гіпрорибфлота було закінчено будівництво експериментального підводного апарату «Оса-З-600», призначеного для рибогосподарських та океанографічних досліджень на глибинах до 600 м. У 1976 році апарат пройшов в Балтійському морі всебічні випробування.
У сферичному сталевому корпусі апарату розміщуються екіпаж з трьох Гідронавтів, системи життєзабезпечення, управління і зв`язку, науково-дослідне обладнання. У легкому корпусі розташовуються забортні системи. На відміну від всіх побудованих апаратів «Оса-3-600» має форму сфероїда і чотири крильчатих рушія, що забезпечують апарату хід, маневрування і стабілізацію в товщі води.
Відео: Суперсооружения Підводний човен ВМС США Вірджинія
 «Аргус» (СРСР). |
Підводний апарат «Аргус», призначений для досліджень глибин до 600 м, створений дослідно конструкторських бюро океанологічній техніки Інституту океанології ЛН СРСР імені П. П. Ширшова. Апарат важить 9 т, його корисна вантажопідйомність - 600 кг. Акумуляторна батарея ємністю 36 кВт. ч забезпечує швидкість близько 3 вузлів.
У міцному сталевому корпусі сферичної форми розташовуються водій-механік і два дослідника. Тут же знаходяться системи життєзабезпечення, пульти управління, прилади навігації та зв`язку, океанографічне обладнання. У легкому корпусі розміщені баластних, діфферентная і інші системи і пристрої. У його кільової частини - акумуляторні батареї.
У 1976 році Південне відділення Інституту океанології АН СРСР провело успішні випробування «Аргуса» по повній програмі.
Для огляду навколишнього середовища кожен підводний жило апарат має ілюмінатори, кількість і розмір яких залежить від призначення апарату і складу екіпажу. На знову проектованих апаратах для поліпшення огляду конструктори збільшують число ілюмінаторів і їх діаметр. З 1970 року за кордоном стали застосовувати напівсферичні ілюмінатори з силікатного скла, а в 1971 році в передній півсфері почали встановлювати один великий ілюмінатор, що забезпечує хороший огляд досліднику і водієві. З таким ілюмінатором були зроблені апарати ПС8Б, «Діп Вьго», «Нарвав» та інші. Але найкращу видимість забезпечує повністю прозорий корпус. Над його створенням американські вчені та інженери почали працювати в 1960 році. Через два роки були виготовлені і успішно випробувані дві моделі сферичного міцного корпусу з прозорого акрилового пластика.
 «Кумукахі» (США). |
Перший підводний апарат з прозорим корпусом, названий «Кумукахі», був побудований в США в 1969 році. Чотири сферичні секції його корпусу виконані з акрилового пластику товщиною 28 мм. Секції з`єднані за допомогою сталевих фланців, що замикаються вгорі на комінгс вхідного люка, а внизу - на кільце, до якого приєднаний кільової контейнер. Металевий каркас забезпечує загальну міцність апарату.
«Кумукахі» призначений для підводних спостережень і досліджень на глибинах до 100 м. Його вага всього 1,68 т, повна висота - 2,28 м, довжина - 1,83 м, діаметр міцного корпусу - 1,42 м. Але незважаючи на невелика вага і розміри, апарат дає можливість двом дослідникам працювати під водою 6-8 годин.
У кільової частини апарату знаходиться свинцево-кислотна батарея, баласт та рушійні комплекс, що складається з п`яти гребних гвинтів, що працюють від електродвигунів. Рушії забезпечують швидкість 2 вузла і хороше маневрування.
У 1970 році лабораторія ВМС США побудувала підводний апарат «Немо», аналогічний «Кумукахі». Важить апарат 3,63 т, він розрахований для досліджень на глибинах до 200 м.
У прозорому корпусі, що має діаметр 1,68 м і товщину оболонки 63 мм, розміщуються дослідник і водій, системи життєзабезпечення, управління, зв`язку, навігації та наукові прилади. У кільової циліндричної частини апарату розташовані балони зі стисненим повітрям, баластних цистерна і акумуляторна батарея. Два гребних гвинта, що приводяться в рух електродвигунами, повідомляють підводному апарату швидкість до 3 вузлів. Поза міцного корпусу також розміщені деякі океанографічні прилади.
Одночасно з «Немо» за проектом Едвіна Лінка був побудований ще один підводний апарат з прозорим корпусом - «Джонсон Сі Лінк», призначений для океанографічних досліджень і робіт на глибинах до 300 м. Апарат має вагу 8 т, довжину 7 і ширину 2,4 м. рушійних комплекс забезпечує йому швидкість 5 вузлів, високу маневреність і стабілізацію в товщі води. Запасів повітря і дихальних газів вистачає для перебування екіпажу під водою протягом 48 годин.
Відео: Телекеровані підводні апарати
 «Джонсон Сі Лінк» (США). |
Джерелом електроенергії служить свинцево-кислотна батарея ємністю 195 А · год, розташована в окремому герметичному контейнері під прозорим корпусом.
«Джонсон Сі Лінк» - апарат двухотсечний. Його прозора сфера (діаметр-1,68 м, товщина стінки - 100 мм) розрахована на водія-механіка і керівника підводних робіт. Кормової корпус, виконаний з алюмінієвого сплаву, призначений для двох легководолазів.
 «Макакаі» (США). |
Влітку 1972 року гавайської лабораторією підводного дослідного центру ВМС США була завершена споруда апарату «Макакаі», що по-гавайски означає «Око». У прозорому сферичному корпусі (діаметр - 1,68 м, товщина стінки - 63 мм) розташовуються два Гідронавт, система життєзабезпечення і пульти управління. Більшість приладів управління, контролю і науково-дослідного устаткування розташовані зовні, в спеціальних міцних контейнерах. Сигнали-команди зовнішнім приладів екіпаж подає спрямованим світловим променем. Таке технічне рішення дозволило знизити нагрів корпусу, поліпшити умови роботи екіпажу і звести до мінімуму кількість електровводи через стінку корпусу, підвищивши тим самим його надійність.
На цьому експериментальному апараті перевірялися багато технічні нововведення: незвичайний спосіб установки прозорого корпусу, розміщення в понтонах акумуляторних батарей, баластних цистерн та інших загальносуднових систем, крильчасті рушії, що забезпечують хід і маневрування. Оригінальна стикування і розстикування «Макакаі» с. судном-базою. Вони здійснюються за допомогою спеціальної платформи, що опускається на глибину 15 м.
За кордоном ведеться проектування і будівництво підводних апаратів з прозорим корпусом для роботи на більш значних глибинах - понад 600 м.
Разом з перевагами прозорі корпуси мають свої недоліки. Висока теплопровідність корпусу викликає концентрацію вологи і запотівання, прозорі пластики мають властивість старіти, до того ж їх складно поєднувати з металевими деталями. Тому в останні роки за кордоном побудовано кілька підводних апаратів з одним великим ілюмінатором, який заміняє у деяких з них всю передню перегородку. Ілюмінатор виготовляють з акрилового пластику або литого силікатного скла.
 «Діп В`ю» (США). |
У 1972 році були закінчені випробування американського апарату «Діп В`ю». Його носової півсферичний ілюмінатор вперше був виготовлений з литого силікатного скла. Товщина ілюмінатора - 3,1 см, діаметр - 113 см, вага - 126 кг.
«Діп В`ю» призначений для досліджень на глибинах до 450 м. Незважаючи на відносно малу вагу (6 т), апарат має швидкість 5 вузлів, корисну вантажопідйомність - 600 кг і автономність по енергії 4-6 годин.
«Діп В`ю» зарекомендував себе надійним, маневреним і зручним для підводних досліджень апаратом. Його пити гребних гвинтів, що діють від електродвигунів постійного струму, забезпечують передній і задній хід, вертикальне переміщення зі швидкістю до 2 вузлів і лагом - зі швидкістю до 1 вузла.
Становить великий інтерес і канадський тримісний апарат «Нарвав», побудований в 1973 році спеціально для вивчення структури льоду і процесу його утворення в арктичних водах Канади. Наукова програма розроблена для вирішення завдань підлідної навігації і освоєння північного шельфу.
«Нарвав» володіє значною підводною автономністю. Запас електроенергії і повітря дозволяє пройти під льодом 30 миль і працювати, не спливаючи на поверхню, дві доби. Два гребних гвинта, що приводяться електромоторами постійного струму, забезпечують швидкість 4,5 вузла і хороше маневрування. Глибина занурення апарату - до 300 м. Вага 8 т.
Крім автономних самохідних апаратів для підводних досліджень будуються Гідростат з напівпрозорим корпусом і подачею електроенергії по кабель-тросу. До них, зокрема, відноситься японський гідростат «Удзусіо», побудований в 1973 році.
«Удзусіо» використовується для наукових досліджень, оглядів підводних споруд і виконання робочих операцій за допомогою маніпулятора на глибинах до 200 м. Верхня частина його сферичного корпусу діаметром 1,94 м зроблена зі сталі, а нижня - з оргскла. Місце з`єднання півсфер закрито кільцем з гумовою оболонкою, яка виконує роль Кранца.
«Удзусіо» має балластную систему, маніпулятор, зовнішні світильники і гідрореактівние рушії, що забезпечують маневрування і переміщення апарата зі швидкістю 2 вузли.
Всі згадані апарати є експериментальними, в даний час проводиться їх дослідна експлуатація, відпрацьовуються конструкції. Деякі з них, такі як «Джонсон Сі Лінк», ВІЛ-Л1, «Мермайд-3», «Діп В`ю» будуються малими серіями.
Нові матеріали і оригінальні технічні рішення з часом незмірно розширять можливості підводних апаратів.
