Что такое батискаф. Что такое батискаф и батисфера История батискафа

Энциклопедичный YouTube

• 1 / 5

  Отвечая на вопрос, почему после стратостата он стал конструировать батискаф, Огюст Пиккар отмечал, что

  эти аппараты чрезвычайно сходны между собой, хотя их назначение противоположно.

  Со свойственным ему чувством юмора он пояснял:

  Возможно, судьбе было угодно создать это сходство именно для того, чтобы работать над созданием обоих аппаратов мог один учёный…

  Конечно, конструирование батискафа - не забава для детей. Необходимо решить бесконечное множество сложнейших задач. Но ведь не бывает непреодолимых трудностей!

  Огюст Пикар

  Конструкция

  Конструкция батискафа FNRS-3 Весьма перспективно использовать в качестве наполнителя поплавка литий - металл с плотностью почти в два раза меньшей, чем у воды (точнее 534 кг/м 3), это значит, что один кубический метр лития может удерживать на плаву почти на 170 кг больше, чем один кубический метр бензина. Однако литий - щелочной металл , активно реагирующий с водой , следует каким-то образом надёжно разделить эти вещества, не допустить их контакта. Механические свойства некоторых конструкционных материалов

  Электропитание батискаф получает от аккумуляторов . Изолирующая жидкость окружает аккумуляторные банки и электролит , на неё через мембрану передаётся давление забортной воды. Аккумуляторы не разрушаются на огромной глубине.

  Батискаф приводится в движение электрическими двигателями , движители - гребные винты . Электродвигатели защищаются таким же способом, как и аккумуляторные батареи. Если у батискафа отсутствует судовой руль - тогда поворот производился включением только одного двигателя, разворот почти на месте - работой двигателей в разные стороны.

  Скорость спуска и подъём батискафа на поверхность регулируется сбрасыванием основного балласта в виде стальной или чугунной дроби , находящейся в воронкообразных бункерах. В самом узком месте воронки стоят электромагниты , при протекании электрического тока под действием магнитного поля дробь как бы «затвердевает», при отключении тока она высыпается.

  Батискаф с поплавком, заполненным литием , будет иметь интересную особенность. Так как литий практически несжимаем, то при погружении относительная плавучесть батискафа будет увеличиваться (на глубине плотность морской воды возрастает), и батискаф «зависнет». Батискаф должен иметь компенсирующий отсек с бензином; для того, чтобы продолжить спуск, необходимо выпустить часть бензина, тем самым уменьшив плавучесть.

  Система аварийного всплытия представляет собой аварийный балласт, подвешенный на раскрывающихся замках. От раскрытия замки удерживаются электромагнитами, для сброса достаточно отключить электрический ток. Аналогичное крепление имеют аккумуляторные батареи и гайдроп - длинный расплетённый свободно свисающий стальной канат или якорная цепь . Гайдроп предназначен для уменьшения скорости спуска (вплоть до полной остановки) непосредственно у морского дна. Если аккумуляторы разряжаются - автоматически происходил сброс балласта, аккумуляторов и гайдропа, батискаф начинает подъём на поверхность.

  Погружение и всплытие батискафов

  • На поверхности батискаф удерживается за счёт отсеков, заполненных бензином и благодаря тому, что цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполнены воздухом.
  • После того, как цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполняются водой, начинается погружение. Эти объёмы сохраняют постоянное сообщение с забортным пространством для выравнивания гидростатического давления во избежание деформации корпуса.
  • Так как бензин (при высоком давлении) сжимается больше, чем вода, выталкивающая сила уменьшается, скорость погружения батискафа увеличивается, экипаж должен постоянно сбрасывать балласт (стальную дробь).

  Определим массу полого шара: G = 1 6 π (D 3 − d 3) γ m {\displaystyle G={\frac {1}{6}}\pi (D^{3}-d^{3})\gamma _{m}}

  Определим массу вытесненной шаром воды (при полном его погружении): V = 1 6 π D 3 γ v {\displaystyle V={\frac {1}{6}}\pi D^{3}\gamma _{v}} , где

  D {\displaystyle D} - наружный диаметр батисферы;

  D {\displaystyle d} - внутренний диаметр батисферы;

  - удельный вес материала, из которого сделан корпус батисферы;

  γ v {\displaystyle \gamma _{v}} - удельный вес морской воды ;

  π {\displaystyle \pi } - число «Пи» .

  Нас интересует толщина стенки батисферы, при которой возможно плавание в толще воды: S = D − d 2 {\displaystyle S={\frac {D-d}{2}}}

  Поэтому приравняем оба уравнения (так как V = G {\displaystyle V=G} ) :

  1 6 π (D 3 − d 3) γ m = 1 6 π D 3 γ v {\displaystyle {\frac {1}{6}}\pi (D^{3}-d^{3})\gamma _{m}={\frac {1}{6}}\pi D^{3}\gamma _{v}}

  Теперь разделим обе его части на произведение 1 6 π D 3 {\displaystyle {\frac {1}{6}}\pi D^{3}} , после чего получим: (γ m − d 3 D 3) γ m = γ v {\displaystyle (\gamma _{m}-{\frac {d^{3}}{D^{3}}})\gamma _{m}=\gamma _{v}}

  Теперь определим отношение d D {\displaystyle {\frac {d}{D}}} , разделив предыдущее равенство на γ m {\displaystyle \gamma _{m}} , получим d D = 1 − γ v γ m 3 {\displaystyle {\frac {d}{D}}={\sqrt[{3}]{1-{\frac {\gamma _{v}}{\gamma _{m}}}}}}

  Примем: удельный вес морской воды γ v = 1 , 025 {\displaystyle \gamma _{v}=1,025} , удельный вес стали γ m = 7 , 85 {\displaystyle \gamma _{m}=7,85} , тогда d D = 0 , 9544 {\displaystyle {\frac {d}{D}}=0,9544} , отсюда S = D − d 2 = D 1 − 0 , 9544 2 = 0 , 0229 D {\displaystyle S={\frac {D-d}{2}}=D{\frac {{1}-{0,9544}}{2}}=0,0229D}

  Таким образом, для того, чтобы стальная полая сфера плавала в толще воды, толщина её стенки должна составлять 0 , 0225 {\displaystyle 0,0225} наружного диаметра. Если стенка будет толще - батисфера утонет (ляжет на дно), если тоньше - всплывёт на поверхность.

  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.

  :: 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.

  
  
  

  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"

  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 м 3 , 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.

  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.

  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.

  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. 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 м 3) 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 м 3); 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/см 2), 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 м 3 . 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».

  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 м 3;

  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/см 2 , 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.

  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 м 3).

  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».

  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.

  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.