Сообщение на тему батискаф. Батискаф. Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова

Если вы когда-нибудь смотрели знаменитые фильмы команды Кусто про подводный мир, то вы не могли не запомнить удивительные, похожие на космические корабли подводные аппараты - батискафы. Так чем интересен батискаф, что такое можно с помощью него исследовать? С помощью этих судов человек может погрузиться в океанские пучины для научных наблюдений и познания загадочнх глубин Мирового океана.

Этимология названия

Своим названием батискаф обязан Огюсту Пиккару - изобретателю, придумавшему этот аппарат. Слово образовано от пары греческих слов, которые обозначают "судно" и "глубокий". В 2018 году "глубоководное судно" будет отмечать 80-летний юбилей.

Изобретение батискафа

Пиккар изобрел глубоководный аппарат вскоре после окончания Второй мировой войны, в 1948 году. Предшественниками батискафов были батисферы - глубоководные аппараты в форме шара. Первое такое судно было изобретено в Америке в 30-х годах ХХ века и умело погружаться на глубины до 1000 метров.

Отличие батискафа и батисферы заключается в том, что первые умеют самостоятельно двигаться в толще воды. Хотя скорость перемещения невелика и составляет 1-3 узла, но этого достаточно для выполнения возложенных на аппарат научно-технических задач.

До войны швейцарец работал над стратостатом, и ему пришла идея сделать подводное судно схожее по принципам устройства с такими летательными аппаратами, как дирижабль и аэростат. Только у батискафа вместо аэростатного баллона, который заполняется газом, баллон должен быть заполнен каким-либо веществом, имеющим плотность, меньшую, чем плотность воды. Таким образом, принцип работы батискафа напоминает поплавок.

Устройство батискафа

Как же устроен батискаф, что такое гондола и поплавок? Конструкция различных моделей батискафов схожа друг с другом и включает в себя две части:

• легкий корпус, или как его еще называют - поплавок;
• прочный корпус, или так называемая гондола.

Основное назначение поплавка - удерживать батискаф на необходимой глубине. Для этого в легком корпусе оборудуются несколько отсеков, наполняемых веществом, имеющим меньшую, чем у соленой воды, плотность. Первые батискафы наполнялись бензином, а современные используют уже другие наполнители - различные композитные материалы.

Научное оборудование, различные системы управления и обеспечения, экипаж батискафа размещаются внутри прочного корпуса. Сферические гондолы первоначально изготавливались из стали.

Современные подводные судна имеют прочный корпус, изготовленный из титановых, алюминиевых сплавов или композитных материалов. Они не подвержены коррозии и удовлетворяют требованиям по прочности.

Чем рискованно погружение на батискафе?

Основная проблема всех глубоководных аппаратов и субмарин - огромное давление воды, увеличивающееся с глубиной. Корпус сдавливает все сильннее и сильнее, а локатор батискафа равномерно погружается вниз.

Недостаточно прочный корпус подводного судна может быть деформирован или разрушен, что приведет к затоплению судна и потере дорогостоящего исследовательского оборудования и гибели людей. Недостаточно качественно спроектированные аккумуляторные батареи, большое количество сложной электроники, химических веществ и материалов от сжатия корпуса на больших глубинах повышают вероятность возгорания и возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, ограниченные возможности в обзоре пространства вокруг аппарата несут в себе угрозу столкновения батискафа со скалами или другими препятствиями. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в толщу воды, не всегда может их обнаружить в связи с особенностями распространения акустических волн в водной среде.

Так что погружение этого судна - сложная и ответственная операция, требующая тщательной и заблаговременной подготовки.

Первые батискафы

Первый батискаф, изобретенный О. Пиккаром, имел название "FNRS-2", прослужил на французском флоте 5 лет и был выведен из строя в 1953 году. В качестве наполнителя в данном аппарате был использован бензин, который имеет в 1,5 раза меньшую, чем у воды, плотность.

Кабина батискафа, как и в воздухоплавании, называемая гондола, имела сферическую форму и толщину стенок в 90 мм. В ней достаточно свободно могли расположиться два человека.

Основной недостаток FNRS-2 заключался в месторасположения люка для входа в батискаф. Он был в подводной части аппарата. Войти и покинуть гондолу батискафа можно было лишь в том случае, если аппарат находился на судне-носителе.

Второй моделью батискафа стал FNRS-3. Этот аппарат стал использоваться для глубоководных исследований с 1953 года и вплоть до 70-х годов двадцатого века. Это судно стало музеем. В настоящее время FNRS-3 находится во Франции, в г. Тулоне.

По инженерным расчётам, аппарат, как и его предшественник, мог погружаться на глубины до 4 километров. Судно имело одинаковую с FNTS-2 конструкцию гондолы, но в остальном модель была значительно доработана.

Технические характеристики

Батискафы разных поколений можно сравнить с помощью их технических характеристик.

Батискаф "Триест"

Чем знаменит этот батискаф, что такое это за судно можно более детально понять дале? На "Триесте" в начале 1960 года было совершено первое погружение на дно Марианской впадины в Тихом океане. Эту операцию под кодовым названием "Проект Нектон" проводило ВМС США в сотрудничестве с сыном изобретателя батискафа Жаком Пикаром.

Несмотря на штормовую погоду 26 января состоялось первое в истории человечества погружение на 10900 метров. Главное открытие, сделанное исследователями в этом день - на дне Марианской впадины есть жизнь.

Батискаф Deepsea Chalanger

Этот аппарат, названный в честь глубоководной впадины, знаменит тем, что на нём в марте 2012 года совершил Джеймс Кэмерон. Знаменитый кинорежиссер 26 марта достиг дна Бездны Челленджера - еще одно название Марианской впадины.

Это был четвертый по счету спуск в самой глубокой точке океана в истории человечества примечательный тем, что оказался самым длительным по времени и совершался одним человеком. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в пучину, обследовал дно, а режиссёр набрался вдохновения для создания продолжения фантастического фильма «Аватар».

Локатор батискафа

Гидроакустическая станция - это локатор батискафа, равномерно обследующий толщу воды и обнаруживающий скалы, дно и другие препятствия. Это, пожалуй, единственное средство, позволяющее «видеть», а точнее "слышать" под водой. Локатор батискафа, равномерно погружающегося на глубину, по сути, является ушами аппарата.

Происшествия с батискафами

В августе 2005 года у берегов Камчатки случилось затопление батискафа ВМФ Российской Федерации. Глубоководный аппарат с экипажем из семи человек запутался в рыболовецких сетях на глубине около 200 метров.

На место происшествия прибыли спасательные корабли, которые попытались переместить батискаф в меньшие глубины, чтобы затем осуществить спасательную операцию с помощью водолазов. После безуспешных попыток, российские моряки обратились к британским коллегам.

Совместная российско-британская спасательная операция с использованием глубоководного робота завершилась успехом, весь экипаж оказался спасен, а батискаф поднят на поверхность.

Мировой океан покрывает примерно три четверти поверхности Земли, однако наши сведения о нём по-прежнему остаются неполными. Поскольку для человечества очень важен вопрос эксплуатации морских ресурсов, возникает необходимость тщательно изучить подводный мир нашей планеты. Весьма значительную роль в подобных изысканиях играют субмарины и батискафы . По утверждениям историков, попытки исследования морских глубин предпринимались человеком ещё во времена античности.

Из записок Аристотеля следует, что армия Александра Великого использовала погружаемый колокол для сбора информации о подводной части защитных сооружений города Тира. Упоминания об устройствах, использовавшихся для погружения под воду, содержатся в книге венецианского инженера Роберта Вальтурия; кроме того, схемы подобных аппаратов можно обнаружить среди набросков Леонардо да Винчи. Голландский медик Корнелиус ван Дреббель сконструировал подводную лодку , состоявшую из деревянного остова, обтянутого пропитанной жиром кожей.

Эта подводная лодка была способна принять на борт до 20 человек, погружаться на глубину 4 — 5 метров и оставаться под водой в течение нескольких часов. Начиная с позапрошлого столетия, одна за другой стали появляться новые, всё более совершенные конструкции подводных аппаратов. Среди первых выдающихся создателей образцов подводных лодок следует назвать Роберта Фултона, Дэвида Бушнелла, Вильгельма Бауэра, Ефима Никонова и Степана Джевецкого. У основной массы подводных лодок два корпуса, помещённых один в другой. С увеличением глубины на 10 см давление воды возрастает. Забортная вода поступает в цистерны, масса лодки увеличивается и последняя погружается под воду. Чтобы субмарина могла вернуться на поверхность, в цистерны нагнетается сжатый воздух, вытесняющий воду за борт. Для корректировки глубины подводного положения могут наполняться водой или продуваться небольшие — маневровые — балластные цистерны.

Для изменения глубины погружения судна могут быть использованы также горизонтальные рули, однако они эффективны лишь в том случае, когда субмарина имеет ход. В движение подводная лодка приводится с помощью дизельных и электрических двигателей. Дизель используется для хода в надводном положении и может одновременно заряжать аккумуляторы, служащие источником энергии для электродвигателей, включающихся под водой. Описанная конструкция не является общей для всех типов подводных лодок. Многие современные боевые субмарины оснащены атомными двигателями и поэтому могут вообще не подниматься на поверхность до тех пор, пока не подойдут к концу запасы воздуха для экипажа или припасы: установленный на них атомный реактор постоянно вырабатывает тепло, которое с помощью паровых турбин обращается в механическую энергию.

Первая субмарина с атомным двигателем — американский «Наутилус» в течение двух лет работала без замены топлива. Батискаф — исследовательское или спасательное судно, предназначенное для работы на больших глубинах. Корпус батискафа неимоверно прочен, а для обеспечения абсолютной герметичности его фрагменты соединяют с помощью особого клея, а не сварки или заклёпок. Кроме того, этот аппарат обычно оборудуется одним или несколькими винтовыми движителями для перемещения в горизонтальной плоскости. Для сохранения возможности аварийного подъёма с глубины батискаф оборудован сбрасываемым твёрдым балластом.

Пространство между внешним корпусом и гондолой экипажа здесь разделено на несколько герметичных сегментов и заполнено жидкостью, плотность которой меньше плотности воды, — например, бензином или керосином. Эти цистерны сообщаются с внешней средой, поэтому давление на стенки батискафа с обеих сторон всегда остаётся равномерным. Для совершения погружения экипаж батискафа сбрасывает за борт часть лёгкой жидкости, а для всплытия — высвобождает нужное количество контейнеров с твёрдым балластом. Первый батискаф был построен швейцарским профессором Огюстом Пикаром. Его сын, Жак Пикар, достиг невероятной прежде глубины -10916 метров, после ему удалось побить предыдущий рекорд, погрузившись в районе Марианского жёлоба на глубину 11521 метров.

Рассказ о подводных лодках Антей и Тайфун:

Исследования океана.

22. Батисферы и батискафы.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила".

Прежде чем познакомиться с этими устройствами, мы просим читателей проявить терпение и прочитать наш краткий рассказ об истории этого вопроса.

А история эта уходит в глубь веков, точнее в IV (четвертый) век до н.э. из древней рукописи известно, что Александр Македонский (356-323 до н.э.) однажды опустился на морское дно в водолазном колоколе, изготовленном из какого-то прозрачного материала и ослиных шкур. Детали этого погружения в летописи не приводятся. Было в действительности это событие или нет, утверждать невозможно, тем более, что в летописи говорится о неправдоподобных размерах рыбы, которая якобы проплывала мимо Александра Великого в момент его пребывания под водой. Но сам факт такого, пусть фантастического, рассказа говорит о том, что уже в те времена люди думали о погружении в воду и с использованием каких-то приспособлений, наподобие водолазных камер.

Несколько прототипов современных батисфер появились в Европе в период XVI-XIX веков. Из них большой интерес представляет водолазный колокол, созданный в 1716 году по проекту английского астронома Галлея, да, именно того самого Эдмонда Галлея, который в 1696 году открыл, что кометы, наблюдавшиеся в 1531, 1607 и 1682 годах являются одной и той же кометой. В последний раз мы любовались кометой Галлея в 1986 г. Периодичность появления её в районе Земли составляет около 76 лет. Значит, через 50 лет, в 2062 году сегодняшние наши молодые читатели смогут увидеть на небе комету Галлея. Мы надеемся, что читатели не осудят нас за этот краткий экскурс в астрономию.

Итак, что же спроектировал Галлей в 1716 году? Это был деревянный колокол , открытый у основания, который можно было опускать на глубину 16–18 м. В нём помещалось пять человек, точнее могли стоять в нём, находясь по пояс в воде. Воздух они получали из двух поочерёдно опускаемых с поверхности бочонков, откуда воздух поступал в колокол по кожаному рукаву. Отработанный воздух выпускался через кран, находившийся в верхней части колокола. Если в колоколе находился только один водолаз, то, надев кожаный шлем, он мог вести наблюдения даже за пределами колокола, получая из него воздух через второй шланг.

Главный недостаток подобных колоколов заключается в том, что их нельзя использовать на большой глубине. По мере погружения давление воды увеличивается, и воздух внутри колокола настолько уплотняется, что им становится нельзя дышать.

Следующим по логике развития этапом было испытание металлической сферы. Первое погружение в герметизированной металлической оболочке с иллюминаторами выполнил в 1865 году французский конструктор Базен. Его сфера была опущена на стальном тросе на глубину 75 метров. После благополучных испытаний определились направления дальнейшего усовершенствования подобных батисфер, но осуществить их ещё не позволяли тогдашние технические возможности.

Только спустя 65 лет, в 1930 году появилась батисфера , прочность стенок которой позволяла опуститься на значительно большую глубину. Сконструировали её американцы-натуралисты Уильям Биби и двое инженеров – Отис Бартон и Джон Батлер. Это была стальная сфера с внутренним диаметром около 135 см, толщиной стенок около четырёх см и весом 2,5 тонны. В батисфере имелись три круглых иллюминатора из кварцевого стекла диаметром 20 см и толщиной 7,6 см, а также отверстие диаметром 36 см, которое исследователи всерьёз именовали «дверью». Так сказать, на борту батисферы находились баллоны с кислородом и сосуды с химическим поглотителем углекислого газа и влаги, а также многочисленные приборы для наблюдений. В объёме, который оставался свободным, размещались, согнувшись в три погибели, исследователи У.Биби и О.Бартон. Снаружи биосферы был установлен прожектор, освещавший воду за пределами естественной освещённости, а внутри помещался телефонный аппарат для связи с судном. С корабля батисферу спускали на одном нескручивающемся стальном тросе.

Во время первого погружения около Бермудских островов У.Биби и О.Бартон достигли глубины 420 метров. В 1934 году они совершили погружение в этом же районе на глубину 923 метра. Время пребывания их под водой уже исчислялось несколькими десятками минут и даже несколькими часами и ограничивалось запасом воздуха и возможностями его регенерации. За период 1930–1934 годов они тридцать раз опускались в глубину и наблюдали через иллюминаторы диковинный мир подводных обитателей. Среди прочих результатов наблюдений Биби и Бартон получили интересные данные по спектральному составу солнечного света на различных глубинах.

Наконец, летом 1949 года Бартон в батисфере несколько изменённой конструкции один опустился на глубину 1372 метра у побережья Калифорнии, что тогда было рекордом для этого вида океанографического оборудования.

Опускаясь в глубины океана, Биби и Бартон держали связь по телефону с командой корабля, что позволяло им чувствовать себя не совсем оторванными от остального мира. Но каким мужеством должны были обладать эти люди! Они прекрасно сознавали, что их жизнь при каждом погружении зависела только от прочности троса и надёжности его закрепления. Если бы трос оборвался, их уже никто не смог бы спасти, тяжёлая батисфера навсегда осталась бы на морском дне.

Главные недостатки батисферы очевидны. Это, во-первых, сам принцип погружения и подъёма аппарата, то есть зависимость от надводного обеспечивающего корабля, невозможность самостоятельного всплытия. Во-вторых, батисфера в воде (или на дне) неподвижна, а исследователи остаются пассивными наблюдателями ближайшего от батисферы окружающего пространства.

От указанных недостатков свободен батискаф – полностью автономный глубоководный научно-исследовательский аппарат, движением которого управляет сам экипаж. С сопровождающим судном батискаф не связан никаким образом. Связь между ними осуществляется по радио, а судно используется для доставки (или буксировки) батискафа из порта в район исследования и обратно.

Идею батискафа осуществил швейцарский учёный-физик, профессор Огюст Пиккар . При конструировании и расчёте батискафа Пиккар использовал свой личный опыт конструирования и эксплуатации стратостата. Дело в том, что для решения некоторых своих исследовательских задач он решил подняться на воздушном шаре в стратосферу. Для этого он сконструировал и в 1930 году построил на средства Национального научно-исследовательского фонда Бельгии стратостат с герметичной гондолой и подъёмным баллоном, наполняемым гелием. На этом стратостате Пиккар в 1931 году поднялся в стратосферу и достиг высоты 15781 метра, а в 1932 году стратостат унёс своего конструктора на высоту 16201 метр. Если говорить о рекордах высоты, то после Пиккара, в 1933 году стратостат «СССР», которым управляли профессор Э.Бирнбаум и пилоты Г.Прокофьев и К.Годунов, поднялся на высоту 18500 метров, а годом позже стратостат «Осоавиахим» достиг высоты 22 километра. К сожалению, этот полёт закончился трагично – произошла авария, и пилоты стратостата П.Федосеенко, И.Усыскин и А.Васенко погибли.

Пиккар первым понял, что вертикальные перемещения стратостата и батискафа подчинены одной общей закономерности. При спуске и подъёме тот и другой испытывают воздействие изменяющегося наружного давления. Стратостат движется в атмосфере благодаря баллону, наполненному лёгким газом. Значит, и батискаф должен иметь баллон, своего рода поплавок, наполненный веществом более лёгким, чем морская вода. Агрегатное состояние вещества для поплавка должно быть таким же, как и окружающая среда, то есть жидкостью. В качестве наполнителя поплавка был избран бензин. При изменении давления окружающая морская вода и бензин будут сжиматься или расширяться практически в одинаковой степени, и оболочка баллона (поплавка) не будет деформироваться, так как будет испытывать одинаковое давление с обеих сторон.

Гондола стратостата лёгкая, с тонкими стенками, так как изменение давления с высотой подъёма незначительно: даже при самом высоком подъёме оно будет менее одной атмосферы. Условия работы батискафа совершенно иные: его гондола на большой глубине подвергнется воздействию давления воды в несколько тысяч атмосфер. Отсюда требования к прочности её стенок.

Таким образом, батискаф, как и стратостат, состоит из двух основных частей: баллона (поплавка), наполненного бензином, и соединённый с ним сферической гондолы из прочной стали. В этой стальной сфере, где воздух имеет нормальное атмосферное давление, размещается экипаж. Для погружения батискафа из баллона выпускается часть бензина. Во избежание удара о дно, акванавты сбрасывают часть балласта, который представляет собой стальную дробь. Для горизонтального перемещения служит небольшой гребной винт, приводимый в действие электромотором. Чтобы всплыть, нужно снова сбросить балласт. Батискаф оснащается необходимым оборудованием для систем жизнеобеспечения и управления, а также приборами для проведения подводных исследований. Разумеется, соотношения масс и объёмов стальной сферы, деталей управления, балласта, бензина в баллоне и так далее строго рассчитываются для обеспечения вертикального маневрирования и надёжного всплытия батискафа.

Первая опытная модель батискафа FRNS-2 была построена в 1950 году и принадлежала французским военно-морским силам. Аббревиатура FRNS в переводе означает «Национальный фонд научных изысканий». Опытная модель батискафа FRNS-2 , изготовленная в натуральную величину, испытывалась без экипажа. Затем были построены батискафы FRNS-3 и «Триест» . Все три батискафа имели гондолу одинаковой конструкции. Стальная гондола, иными словами, кабина батискафа имела внутренний диаметр в два метра. В ней удобно располагаются два человека, которым не нужно сидеть согнувшись в три погибели в позе эмбрионов в материнском чреве. Толщина литой стенки равна 9 см, а в районе расположения иллюминаторов увеличена до 15 см. Согласно расчёту, такая гондола может выдержать давление столба воды высотой 16 километров. Батискаф с такой гондолой может опускаться на дно в любой точке Мирового океана: глубины более 12 км в океане нет. Корпус поплавка и стенки бензиновых баков изготовлены из листовой стали, они не рассчитаны на высокое давление: морская вода свободно проходит через отверстие в дне, уравновешивая давление внутри и снаружи поплавка. Опасность смешивания воды и бензина отпадает, так как бензин легче воды и всегда остаётся над водой в верхней части поплавка. Вместо хрупкого стекла для иллюминаторов батискафа применяется совершенно прозрачный полированный плексиглас. Вес гондолы с оборудованием в воздухе составляет 11 тонн, в воде – примерно наполовину меньше и может быть уравновешен 15 кубометрами бензина. Но с учётом собственного веса оболочки поплавка и стенок бензиновых баков, а также необходимого запаса бензина для вертикального маневрирования и на случай утечки, в поплавки батискафов FRNS-2 и FRNS-3 заправляли по 30 кубометров бензина, а в поплавки «Триеста» – свыше 100 кубометров. К поплавкам прикреплялись по два прожектора для освещения подводного ландшафта.

Батискаф «Триест» был сконструирован Огюстом Пиккаром с учётом собственного опыта при проектировании батискафа FRNS-2. Активную помощь в постройке «Триеста» оказал его сын, Жак Пиккар. Батискаф «Триест» был спущен на воду в августе 1953 года. В период 1953–1957 гг. состоялось несколько погружений в Средиземном море. Основным пилотом при этом был Жак Пиккар, а первые погружения он совершил вместе со своим отцом, которому тогда уже исполнилось 69 лет. Так, в 1953 году они вместе погрузились в Средиземном море на рекордную для того времени глубину 3150 метров.

Год спустя на батискафе FRNS-3 французские офицеры Жорж Уо и Пьер Вильм опустились в Средиземном море на глубину более 4 тысяч метров. Завоевание глубины началось.

В 1958 году батискаф «Триест» был куплен военно-морскими силами США, а затем конструктивно доработан в Германии на заводе Круппа. В основном доработка заключалась в изготовлении более прочной гондолы. В течение 1958–1960 гг. основным пилотом батискафа «Триест» оставался Жак Пиккар, к тому времени уже ставший профессором и получивший большой опыт глубоководных погружений. И вот в самом начале 1960 года Жак Пиккар решил своё очередное, 65-е, погружение совершить в самом глубоком месте Мирового океана – в Марианской впадине.

В 1959 году в районе острова Гуэм, вблизи самого глубокого места Марианского жёлоба, работало советское научно-исследовательское судно «Витязь», эхолоты которого зафиксировали глубину 11022 метра. Именно сюда направилась глубоководная экспедиция Жака Пиккара в составе вспомогательных судов «Люис» и «Уонденкс». Последний буксировал за собой батискаф «Триест» . После того, как место нахождения одиннадцатикилометровой глубины было с максимально возможной точностью определено, началось погружение. 23 января 1960 года в 8 часов 23 минуты «Триест» стартовал на дно Марианского желоба. Вместе с Жаком Пиккаром в гондоле батискафа находился лейтенант ВМС США Дон Уолш. Оба акванавта понимали ясно степень риска, которому они подвергаются. Они знали, что к моменту достижения дна суммарное давление воды на стенки гондолы составит 170 тысяч тонн. Под воздействием этой чудовищной нагрузки диаметр стальной сферы уменьшится на 3,7 миллиметра. А если появится хотя бы небольшая трещина, то под давлением 1100 атмосфер внутрь гондолы ударит струя, разрушительная сила которой превзойдёт силу пулемётной очереди. К счастью, всё прошло благополучно, хотя и не без шероховатостей. На глубине около четырёх километров перестал работать ультразвуковой передатчик, обеспечивавший связь с кораблём, но вскоре связь заработала снова. На восьмом километре глубины лопнуло окно в соединительном тамбуре, но это не представляло опасности. Как эти неприятности перенесли Жак и Дон – легко догадаться. В час дня Д.Уолш доложил, что «Триест» опустился на дно. Это было ровное плотное дно Марианского жёлоба. Достигнутая глубина оказалась равной 10919 метрам. Этот рекорд никогда не будет побит, потому что в каком-то новом рекорде никакого смысла нет, ведь предельная глубина океана всего на 103 метра больше. Погружение «Триеста» заняло 5 часов, подъём – около 3 часов, время пребывания на дне составило около 20 минут. На глубине около 11 километров акванавты успели увидеть небольшую рыбу, похожую на камбалу, а также креветку.

Среди других погружений «Триеста» , частично модернизированного, отметим его погружения в Атлантическом океане в апреле 1963 года для поиска пропавшей атомной подводной лодки ВМС США «Трешер» (USS Tresher SSN-593). Осенью 1963 года батискаф «Триест» был разобран.

После реконструкции этот батискаф получил название «Триест-II» . Эта модификация имела более прочную гондолу наружным диаметром 2,16 м, с толщиной стенок 127 мм, весом 13 тонн в воздухе и 8 тонн – в воде. Полезной конструктивной доработкой батискафа была установка внутренних килей в корпусе поплавка и наружного стабилизатора. Сделано это было с целью предупреждения возникновения бортовой качки или её снижения – ведь течения и волны в океане существуют, как известно, не только в верхних слоях воды, но и в глубине.

«Триест-II» в 1964 году также совершил несколько погружений в поисках подводной лодки «Трешер», но они были безуспешными.

Глубоководный аппарат другой модели сконструировали французские военные инженеры Жорж Уо и Пьер Вильм. В 1962 году их трёхместный батискаф «Архимед» со смешанным французско-японским экипажем опустился на дно Идзу-Боннинского желоба у берегов Японии на глубину 9180 метров. В 1964 году с помощью этого батискафа французские специалисты исследовали в Атлантическом океане дно одного из глубочайших желобов Пуэрто-Рико, опустившись на глубину 8550 м.

С помощью глубоководных аппаратов исследователи разных стран имели возможность увидеть собственными глазами морское дно и его обитателей в самых глубоких местах Мирового океана типа Марианского или Пуэрториканского желобов. Это было тем более важно, что до середины ХХ века многие учёные подвергали сомнению возможность какой-либо жизни на глубине более 7 тысяч метров, где царит полная темнота и вечный холод. Например, на дне Марианской впадины, на глубине около 11 км, куда в январе 1960 года опускались Жак Пиккар и Дон Уолш, температура воды, зафиксированная забортным термометром, составляла всего 3,4°С.

Всё это так. Но, с другой стороны, глубины океана в 10–11 км – это всё же скорее исключение, чем правило. Площадь океанского ложа с такой глубиной составляет очень незначительную часть общей площади океанского дна. Наибольшую площадь занимают участки океанского ложа глубиной до 4–6 км, а глубина шельфа ещё значительно меньше. Для решения большинства научных задач океанологии совсем нет необходимости опускаться в самые глубокие точки океана. Аппараты, предназначенные для работы на предельных глубинах (10–12 км), требуют очень больших материальных и денежных затрат на всех этапах жизненного цикла: при проектировании, изготовлении, испытаниях и эксплуатации. Такие затраты оцениваются многими сотнями миллионов долларов. Разумеется, глубоководные аппараты должны соответствовать самым высоким требованиям надёжности. Для работы на глубине до 4–6 километров спроектированы и построены менее дорогостоящие и вполне надёжные аппараты. Для погружения на такую глубину баллон-поплавок может отсутствовать, а гондола, испытывающая меньшие нагрузки, изготовляется из менее прочного материала и имеет увеличенные размеры, создающие лучшие условия для работы экипажа.

В 1965 году американский конструктор Э.Венк построил батискаф «Алюминаут» для работ на глубинах до 4500 метров. Этот батискаф не имеет поплавка, а изготовленный из алюминиевого сплава корпус рассчитан на троих гидронавтов, для работы и отдыха которых созданы оптимальные условия: откидные койки, приборы отопления и другие. Экипаж может работать на батискафе непрерывно в течение суток.

В том же (1965) году был построен батискаф «Алвин» , названный так по имени конструктора, американского океанографа Аллена Вайне. Аппарат рассчитан для работы на глубине до 1800-2000 метров. Экипаж в составе трёх человек может находиться на борту аппарата целые сутки. С помощью аппарата «Алвин» («ALVIN» ) был выполнен ряд успешных гидрологических и биологических исследований. Расскажем об одном из таких исследований.

В 1977 году американские геологи и геохимики проводили обследование участка дна Тихого океана недалеко от берегов Эквадора. В том районе находятся отроги Тихоокеанского подводного хребта. Выходя из океана, они поднимаются над водой в виде вулканических Галапагосских островов. На «Алвине» были установлены приборы, которые непрерывно регистрируют температуру забортной воды и позволяют брать её пробы для последующего анализа. Имелось также оборудование в виде механической руки для забора образцов донного грунта и неподвижных животных. Среди безжизненных пространств океанского дна, покрытых застывшими натёками лавы, среди горных ущелий, заваленных огромными камнями, наблюдатели увидели широкое белое кольцо диаметром около 50 метров, потом ещё несколько таких же колец диаметром от 50 до 100 метров. Кольца эти оказались живыми: их составляли тысячи крупных моллюсков с толстыми белыми раковинами. Раковины некоторых двустворчатых моллюсков достигали 30–40 см в длину. Здесь же шевелились белые крабы и какие-то другие ракообразные. Вокруг этих колец плавали рыбы. Когда «Алвин» зависал над центром колец, наружный термометр показывал температуру воды до 22°С. Вода в небольшом окружающем пространстве нагревалась до такой температуры гидротермальными источниками, бившими через щели из-под океанского дна. Глубоководные обитатели океана непривычны к тёплой воде. Поэтому они располагались на определённом удалении от мест выхода горячих струй, образуя кольца вокруг трещин в океанском дне. Температура воды, в которой находились эти существа, не превышала 3–4 градусов. Погружения «Алвина» привели сразу к нескольким открытиям. Во-первых, выявлено наличие гидротермальных источников в этом районе океанского дна, обеспечивающих здесь условия для существования разнообразных животных, большинство из которых, по заключению зоологов, раньше науке не были известны. Во-вторых, был открыт источник и способ питания этих животных на большой глубине (2000–3000 метров). Оказалось, что пищей для моллюсков и червей вблизи этих подводных термальных источников служат серобактерии, которые синтезируются из поступающих из недр Земли углекислоты и сероводорода. Моллюски и черви, в свою очередь, являются пищей для рыб и крабов.

Начиная с 1960-х годов в России, США, Канаде, Японии, Германии, Франции и других странах сконструированы и построены сотни подводных аппаратов для выполнения различных работ в пределах шельфа. Расчётная глубина погружения таких аппаратов различна: от 200 до 2000 метров.

Что касается аппаратов, способных погружаться на предельные глубины Мирового океана, то в настоящее время во всём мире их насчитывается не более десятка.

В заключение темы о глубоководных аппаратах научного назначения отдельно отметим российский научно-исследовательский комплекс под названием «Мир» .

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

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.

Три четверти поверхности нашей планеты покрыты океаном. В его глубинах от нашего взора скрывается сказочный мир населенный удивительными, неповторимыми существами.

Считается, что первый шаг к покорению океана человек сделал в своем воображении. Однако первыми обитаемыми подводными аппаратами как теперь считается, были батисферы и батискафы. В 1934 году американские исследователи Виллиам Биби и Отис Бартон достигли глубины 1 км в своей батисфере, положив начало покорению океанических глубин человечеством. Рекорды погружений батисферы Биби и Бартона: 1930 год - 244 м, 1934 год - 925 м, 1949 год - 1375 м.

батисфера Биби и Бартона

Родоначальником автономных глубоководных обитаемых аппаратов считают ученого и изобретателя Огюста Пикара. Интересно, что к созданию своего первенца - батискафа (в переводе с греческого означает глубинная лодка) FRNS-2 Огюст пришел, увлекаясь воздухоплаванием, и занимаясь изучением космических лучей. В 1931 году Пикар построил стратостат) FRNS-2 названный в честь бельгийской организации, финансирующей оба проекта, и в 1932 году первым в мире поднялся на рекордную для того времени высоту 16300 м.

Если стратостат поднимается ввысь благодаря легким газам гелию и водороду, наполняющим его оболочку, то у батискафа эти функции выполняет бензин, который, как известно, значительно легче воды. Шесть отсеков батискафа FRNS-2 заполнялись 32000 л бензина, которые ему давали возможность всплыть в нужный момент. Сам подводный аппарат представлял собой стальной корпус или подъемный резервуар, заполняемый бензином (иначе называемый поплавком) и подвешенную к нему стальную гондолу, способную выдержать давление на любой глубине Мирового океана. Сначала аппарат был опробован на глубине 25 м, а затем без экипажа достиг глубины 1400 м. Однако его испытания выявили много конструктивных недоделок, и в 1953 года был построен новый батискаф FRNS-3, в котором в 1954 году французские инженеры Жорж Уо и Пьер Вильм впервые в мире совершили погружение на глубину 4050 м.

В 1952 года профессор Огюст Пикар и его сын Жак приняли предложение города Триеста сконструировать батискаф, который должен был носить имя этого города. Он строился одновременно с подводным аппаратом FRNS-3, но не во Франции, а в Италии и конструктивно мало чем отличался от своего французского «собрата». Корпус ТРИЕСТА имел цилиндрическую форму, разделенную на 12 отсеков, вмещавших 86000 л бензина. Батискаф совершил множество погружений на глубины до 3700 м.

С 1957 года TRIESTE участвовал во многих испытаниях и научных проектах, включая 10 погружений. Наиболее важным из них был проект НЕКТОН, в котором батискаф совершил серию из 7 погружений, включая 3 глубоководных. Кульминацией проекта было погружение в Марианской впадине на глубину почти 11 км, которое было осуществлено 23 января 1960 года. На борту батискафа находились Жак Пикар и лейтенант ВМФ США Дон Уопш.

Впервые в истории подводный аппарат (независимо от того, обитаемый он или нет) достиг Марианской впадины на глубине 10990 м, глубочайшей точки Мирового океана. Спуск занял 5 часов, 2 человека провели коло 20 минут на дне, перед тем как подняться на поверхность за 3 часа 15 минут. Они наблюдали небольших камбалообразных рыб и обратили внимание на то, что дно было покрыто диатомовыми известковыми отложениями. Рекорд глубину погружения, поставленный в тот день, не побит и сейчас. Для той серии погружений TRIESTE был оснащен новой прочной сферой, спроектированной для глубин до 36000 футов и изготовленной немецкой компанией Krupp Werke.

В дальнейшем батискаф ТРИЕСТ использовался военно-морским ведомством США, которое приобрело этот аппарат у Огюста Пикара для различных целей, в том числе и для поисков затонувшей американской атомной подводной лодки «USS Thresher». Всего на батискафе было совершено более 100 погружений.

Жорж Уо и Пьер Вильм сконструировали и построили в 1961 году новый батискаф Archimede (Архимед), схожий и по устройству и по внешнему виду на FRNS-3. На подводном аппарате в 1962 году было совершено погружение у берегов Японии на глубину 9200 м. За 5 лет этот батискаф совершил 57 погружений в основном на глубины свыше 6000 м для изучения геологии, биологии, акустики больших глубин океана.

Ни один подводный аппарат не может взять на борт столько научной аппаратуры, сколько размещается на Архимеде - 4,5 тонны. Этот очень надежный глубоководный аппарат не лишен недостатков, среди которых - его громоздкость и огромная масса - 60 тонн без топлива и достаточно дорогая эксплуатация.

Конечно, батискафы прекрасное средство для изучения Мирового океана, но их отрицательные стороны, о которых упоминалось выше, заставили инженерно-техническую мысль работать в направлении создания более легких, маневренных и, главное, более дешевых в эксплуатации автономных подводных аппаратов. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев батискафы использовались только в научных целях и на глубинах свыше 6000 м, а ведь известно, что такие глубины занимают немногим более 2 процентов всей площади Мирового океана. Необходимо было создавать более универсальные автономные подводные аппараты для меньших глубин.

В 1959 году Жак Ив Кусто испытывал собственное «самоходное ныряющее блюдце» DENISE (SP-300) с максимальной глубиной погружения 420 м. В период с 1959 по 1970 годы батискаф SP-350 погружался 750 раз, что составляет около 2000 часов.

За два дня до старта экспедиции Аполлон-11 на Луну в 1969 году батискаф «BEN FRANKLIN», известный также под наименованием Grumman/Piccard PX-15, погрузился в воды Гольфстрима у побережья Пальм Бич, штат Флорида. Его экипаж состоял из 6 человек во главе с Жаком Пикаром. Оставаясь на глубине 1000 футов, батискаф дрейфовал с течением в северном направлении более 4 недель, преодолев расстояние около 1444 миль.

Дальнейшими вехами были американский подводный аппарат SEA CLIFF, DSV-4 построенный в конце 60-х годов, его максимальная глубина погружения составляла 6000 м. Французский батискаф CYANA созданный в начале 70-х годов имел глубину погружения 3000 м.

Серия подводных аппаратов PISCES с глубиной погружения 1500-2000 м была построена компанией International Hydrodynamics of Vancouver для Гавайской лаборатории подводных исследований в 1973 году и для Института океанологии имени Ширшова в 1975 году.

Лидером среди современных подводных аппаратов с глубиной погружения 6500 м является японский обитаемый автономный аппарат SHINKAI 6500.

Не менее известными подводными аппаратами стали МИР-1 и МИР-2 с максимальной глубиной погружения 6000 м, построенные финской компанией Rauma-Ripola. Данные глубоководные аппараты приобрели настоящую популярность в середине 90-х - начале 2000-х годов после того, как они были использованы американским режиссером Джеймсом Камероном для съемок легендарного фильма «Титаник», затонувшего в Северной Атлантике и покоящегося на глубине 3821 м.

В августе 2007 года глубоководные аппараты МИР впервые в истории достигли дна океана на Северном полюсе нашей планеты. Это событие стало кульминацией высокоширотной глубоководной экспедиции в составе атомного ледокола «Россия» и научно-исследовательского судна «Академик Федоров».

В период с 15 июня по 30 августа 2009 года данные подводные аппараты совершили 69 погружений в озере Байкал с максимальной глубиной 1590 м. Подводные аппараты МИР олицетворяют технологические достижения СССР в области подводных исследований. Действительно, они были построены во времена холодной войны. Первоначально разработка проекта осуществлялась АН СССР и Центральным конструкторским бюро ЛАЗУРИТ - лидирующей в этой отрасли советским предприятием, созданным в 1953 года. Позднее постройка аппаратов была заказана финской компании Rauma-Repola Oceanics.