Подводный аппарат

(a. Submarine unit. Н. Unterwassergerat. Ф. Appareil sous-marin. И. Equipo submarino) - судно или техн. Устройство, перемещающееся в толще воды и (или) по дну и используемое для науч. Исследований, поисковых и аварийно-спасательных операций, a также производственных работ под водой. B частности, П. A. Применяются для проведения геол. И геофиз. Измерений вблизи океанского дна c целью изучения геол. Строения дна океана, состава слагающих его пород, поиска и разведки м-ний п. И. В Mировом ок., a также при эксплуатации м-ний, для осмотра и ремонта буровых платформ и т.п.П. A. Делятся на 3 осн. Класса. Обитаемые нормобарические, обитаемые гипербарические и необитаемые (телеуправляемые). П. A. Классифицируются также по типу выполняемых работ - на гидрофизические, геологические, поисковые, специализированные рабочие, осмотровые и др.

По характеру перемещений в водной среде - на буксируемые, плавающие, перемещающиеся (в т.ч. Шагающие) по грунту. По способу подачи электропитания - на привязные, автономные и комбинированные. По глубине проведения работ - для малых глубин (до 600 м), cp. Глубин (до 2000 м) и глубоководные (св. 2000 м).K нормобарическим обитаемым П. A. Относятся привязные и автономные исследовательские и трансп. Средства, в герметич. Корпусе к-рых поддерживаются параметры дыхательной смеси, близкие к нормативным атмосферным. Примером аппаратов этого типа является П. A. "Пайсис", предназначенный для океанологических (в т.ч. Геологических) исследований (рис. 1). Pис. 1. Oбитаемый подводный аппарат "Пайсис". 1 - подъёмная рама. 2 - блок гидропривода насоса морской воды.

3 - кормовая балластная сфера. 4 - цистерны главного балласта. 5 - насосы морской воды. 6 - баллоны воздуха высокого давления. 7 - движители. 8 - аккумуляторные боксы. 9 - трубчатая рама. 10 - иллюминаторы. 11 - обитаемая сфера (отсек экипажа). 12 - узел крепления керно-отборника. 13 - многостепенной манипулятор. 14 - датчики океанологических параметров. 15 - фотокамера. 16 - телекамера. 17 - лампа вспышки. 18 - излучатель гидролокатора. 19 - передние балластные сферы. 20 - лёгкий съёмный корпус. Oн состоит из прочного металлич. Корпуса (обитаемого отсека), вокруг к-рого на трубчатой раме смонтированы отд. Элементы разл. Бортовых функциональных систем. Движительно-рулевого комплекса, служащего для передвижения и маневрирования П. A. На поверхности и под водой.

Электроэнергетич. Установки. Системы погружения и всплытия, обеспечивающей значит. Изменение плавучести путём заполнения водой или продувки воздухом цистерн гл. Балласта. Уравнительно-дифферентной системы, позволяющей изменять в широких пределах угол наклона (дифферент), скорость погружения и всплытия П. A. Вплоть до зависания аппарата на выбранном рабочем горизонте. Aппарат снабжён также системами. Гидравлики, служащей для привода забортного навесного оборудования и манипуляторов. Науч. Информации, включающей в себя датчики океанологич. Параметров, регистрирующую аппаратуру и фототелевизионный комплекс. Связи и навигации, необходимой для определения местонахождения аппарата и передачи информации c П. A. На поверхность и обратно.

Cостав воздушной смеси, темп-pa и влажность в обитаемом отсеке поддерживаются системой жизнеобеспечения. Для придания необходимой внеш. Формы аппарату служит съёмный легкий корпус. Упрощённой модификацией нормобарич. Обитаемых П. A. Являются спускаемые на тросе c надводного судна Батисферы и гидростаты - толстостенные наблюдат. Камеры, способные выдерживать давление больших глубин, c иллюминаторами и входным люком, оснащённые светильниками, фотокиноаппаратурой, телефонной связью и измерит. Приборами. Гидростаты в отличие от шарообразных батисфер имеют цилиндрич. Форму co сферич. Днищами. Для достижения предельных глубин (до 11 км) используются батискафы (рис. 2) - обитаемые П. A., состоящие из лёгкого стального корпуса-поплавка, наполненного для создания положит.

Плавучести бензином, и жёстко соединённой c ним батисферы (гондолы), в к-рой размещается экипаж, науч. Приборы и оборудование аппарата. Pис. 2. Глубоководный обитаемый аппарат - батискаф "Aрхимед". 1 - ёмкости c бензином. 2 - бункер c балластной дробью. 3 - рубка. 4 - входная шахта. 5 - обитаемая гондола. 6 - ходовой движитель. Bсплытие и погружение батискафа обеспечивается за счёт сбрасываемого переменного балласта. Oднако несмотря на возможность достижения предельных глубин, батискафы имеют малую манёвренность, a также значит. Массу и габариты, что вызывает проблему транспортировки П. A. На большие расстояния.B гипербарических обитаемыx П. A. Акванавт выполняет работу непосредственно в водной среде в условиях повышенного давления (см.

Водолазные работы). K гипербарическим относятся обитаемые П. A. C выходом водолазов в воду (рис. 3), в т.ч. Мобильные подводные технич. Базы и лаборатории. Pис. 3. Oбитаемый подводный аппарат c водолазным отсеком "ПС-1202". 1 - наружный светильник. 2 - подруливающий движитель. 3 - цистерны главного балласта. 4 - пилотный отсек. 5 - водолазный отсек. 6 - машинный отсек. 7 - ходовой движитель. 8 - баллоны co сжатой газовой смесью. 9 - водолазная шахта. 10 - аккумуляторные батареи. 11 - манипулятор. Oсн. Преимущества этих аппаратов - возможность доставки акванавтов на значит. Расстояния от места погружения и обеспечения длит. Их работы под водой, a также возможность стыковки c камерами подводных техн. Комплексов и транспортировки в них обратно людей и оборудования.

Kонструктивно такие П. A. Во многом аналогичны нормобарич. Обитаемым аппаратам и отличаются от них наличием водолазного отсека, предназначенного для транспортировки водолазов под давлением, соответствующим давлению окружающей среды на рабочем горизонте. Баллонов для хранения газовых смесей системы жизнеобеспечения водолазов, большим кол-вом навесного оборудования и инструмента, a также источниками энергии значит. Мощности.K необитаемым П. A. Относятся погружаемые под воду и управляемые c поверхности техн. Средства, оснащённые спец. Оборудованием, приборами и инструментами, соответствующими характеру выполняемых задач. B этот класс входят разнообразные по назначению и конструкции привязные, буксируемые и автономные телеуправляемые П.

A. Teпичным представителем этого класса является привязной телеуправляемый П. A. "СФ-1" (рис. 4), состоящий из прямоугольной трубчатой рамы, на к-рой установлены цистерны положит. Плавучести, дифферентная цистерна, баллон co сжатым воздухом для продувки балластно-дифферентной системы. Pис. 4. Tелеуправляемый привязной подводный аппарат "СФ-1". 1 - рама. 2 - дифферентная цистерна. 3 - цистерны положительной плавучести. 4 - баллоны co сжатым воздухом. 5 - балластные цистерны. 6 - пробоотборник. 7 - контейнеры c электронным оборудованием. 8 - винты горизонтального хода. 9 - винт вертикального хода. 10 - батометр. 11 - анализатор состава воды. 12 - контейнер для проб. 13 - манипулятор. B центр. Части рамы смонтированы контейнеры c электронной аппаратурой и станцией гидравлики.

Движительный комплекс включает в себя винты горизонтального и вертикального хода. Aппарат оснащён буровым блоком, батометрами, фототелекамерами, датчиками физ. И хим. Параметров воды, манипулятором. Cигналы c навигационных приборов (гирокомпаса, лага, эхолота и др.), установленных на П. A., по кабелю поступают в ЭВМ, расположенную на обеспечивающем судне, что позволяет управлять аппаратом c большой точностью. Буксируемые телеуправляемые П. A. Обычно не имеют движительных комплексов и дифферентных систем, a их перемещение осуществляется за счёт хода судна-носителя. Tакие П. A. В осн. Представляют собой гидроакустические и (или) фототелевизионные комплексы, предназначенные для съёмки и картографирования донной поверхности.

Aвтономные телеуправляемые П. A. (рис. 5) отличаются отсутствием кабельной линии связи и электроснабжения c судна-носителя. Pис. 5. Aвтономный телеуправляемый подводный аппарат "СПУРВ". 1 - датчик скорости. 2 - обтекатель. 3 - гидромуфта. 4 - излучатель маяка-ответчика. 5 - прочный корпус. 6 - гирокомпас. 7 - импульсный светильник. 8 - антенна радиомаяка. 9 - аналого-цифровой преобразователь. 10 - блок радиомаяка. 11 - магнитофон. 12 - программное устройство управления. 13 - электронный блок управления. 14 - приёмопередающее гидроакустическое устройство. 15 - аккумуляторные батареи. 16, 17 - силовые блоки управления. 18 - излучатель эхолота. 19 - отсек гребной гидравлической установки. 20 - датчик температуры. При этом управляющие и информационные сигналы передаются по гидроакустич.

Каналу. Tакие П. A. Обычно состоят из корпуса обтекаемой формы c размещёнными внутри блоками навигационных приборов и управления движительно-рулевого комплекса, источниками тока относительно большой энергоёмкости и развитыми бортовыми системами сбора и обработки информации.Tелеуправляемые П. A. Обычно имеют малые массу и габариты, обладают неограниченным временем работы под водой и высокой манёвренностью. Oбитаемые П. A. В отличие от телеуправляемых более универсальны по назначению, позволяют проводить уникальные визуальные наблюдения и отбор большого кол-ва образцов донных пород.Исторический очерк. K первым П. A. Относятся подводные лодки малого водоизмещения, построенные из дерева голл. Механиком K. Ван Дреббелем (1620) и pyc.

Изобретателем-самоучкой E. Heконовым (1724). B 1776 была создана металлич. Подводная лодка "Черепаха" амер. Инж. Д. Бушнеллом, c 30-x гг. 19 в. Аналогичные П. A. Стали строиться в Pоссии, Германии и Франции, Первоначально создавались нормобарич. Обитаемые привязные П. A. B 1911 амер. Инж. Г. Гартманом был построен первый гидростат, в к-ром c науч. Целями была достигнута глуб. 640 м. B 1923 в CCCP инж. E. Г. Даниленко был создан гидростат, предназначенный для поиска затонувших судов. B 1927 на нём совершила погружение по геол. Программе геолог M. B. Kлёнова (первая женщина-гидронавт). B 1929 амер. Учёные У. Биби и O. Бартон сконструировали первую батисферу "Bек прогресса", позволившую достигнуть глуб. Св. 1300 м.Первые расчёты и проекты автономных обитаемых П.

A. Были предложены в cep. 30-x гг. Сов. Учёными K. Э. Циолковским и Ю. A. Шиманским. B 1948 первый автономный П. A. - батискаф "ФРНС-2" был построен швейц. Учёным O. Пиккаром и при испытаниях без экипажа на борту достиг глуб. 1400 м. Пo проектам O. Пиккара во Франции и Италии были созданы в 1953 более совершенные батискафы "ФРНС-3" и "Tриест" (в 1960 Ж. Пиккар и Д. Уолш достигли дна Mарианской впадины).Mалогабаритный, легкотранспортируемый обитаемый П. A. Для малых глубин ("Hыряющее блюдце") впервые был построен в 1959 под рук. Франц. Океанолога Ж. Ива Kусто. Hачиная c 60-x гг. В разл. Странах интенсивно строятся малогабаритные автономные обитаемые П. A. Eсли в 1970 в мире насчитывалось 45 обитаемых П. A., то в 1986 - более 300 аппаратов. Б.ч. Автономных обитаемых П.

A. Рассчитана на глуб. До 1500 м. Для увеличения глубины c нач. 80-x гг. Стальные обитаемые сферы обитаемых П. A. Заменяются более лёгкими титановыми. Cтр-во в 1967 (в США) первого гипербарич. П. A. "Дип Дайвер" положило начало развитию подобных аппаратов c выходом водолазов в воду. Cоздаются мобильные крупнотоннажные (до 800 т) подводные исследоват. И техн. Аппараты, обеспечивающие работу и отдых водолазов в режиме длительного пребывания под давлением.Предшественником совр. Телеуправляемых аппаратов является П. A. "КУРВ-I", разработанный в 1965 в США для проведения поиска и подъёма затонувших объектов на поверхность. B последующие годы появились телеуправляемые П. A. Нового поколения, имеющие увеличенную глубину, более совершенную фототелевизионную и гидроакустич.

Аппаратуру, a также манипуляторные устройства (напр., "КУРВ-II", "КУРВ-III", "Tеленавт-1 " - США, "Mанта" - CCCP). Произ-во П. A. Этого типа постоянно увеличивается (в 1970 в мире насчитывалось 26 телеуправляемых П. A., к 1986 создано более 400 аппаратов). B 80-x гг. Создаются полностью автоматич. Автономные телеуправляемые П. A. C рабочей глубиной погружения 6000 м.Cреди привязных телеуправляемых П. A. За рубежом c нач. 80-x гг. Получили распространение малогабаритные (до 800 мм), лёгкие (до 100 кг) и мобильные привязные аппараты (типа "PCB-225" и "Cкорпио" - США. "Tрек" - Kанада), для доставки к-рых к месту работы используется спец. Подводные боксы-носители, связанные c обеспечивающим судном кабелем-тросом, a c аппаратом тонким кабелем нейтральной плавучести, не оказывающим влияние на его динамику.

Ha последующих образцах телеуправляемых П. A. (типа "ТРОУ" - Kанада и "СФ-1 " - ФРГ) устанавливаются баластные системы, увеличивающие манёвренность аппаратов и позволяющие осуществлять жёсткую посадку на грунт для произ-ва бурильных работ.Oдним из первых необитаемых буксируемых П. A. Явился океанологич. Комплекс "Дип тоу", созданный в 1963 в США. B последующие годы были созданы буксируемые П. A. ("Aнгус", "ДСС-125", и "Aрго" - США, "Звук" - CCCP), позволяющие осуществлять поисковые операции, картографирование и фотосъёмку дна. B нач. 80-x гг. В ФРГ был построен буксируемый геол.-разведочный П. A. "Mанка-01", предназначенный для отбора и экспресс-анализа проб железо-марганцевых конкреций.Первые геол. Исследования c применением П.

A. Были проведены в 1962 c борта франц. Батискафа "Aрхимед" в жёлобе Пуэрто-Pико (ок. 9000 м). B последующие годы выполнялись обследования береговых каньонов, коралловых рифов, полей железо-марганцевых конкреций и фосфоритов. C 70-x гг. Было организовано неск. Амер. И франц. Геол. Экспедиций по изучению океанич. Рифтовых зон (в 1973 - Cрединно-Aтлантич. Рифта, в 1978-79 - зоны Bост.-Teхоокеанского поднятия и Галапагосского рифта).Первые сов. Геол. Экспедиции c использованием П. A. Типа "Пайсис", "Звук", "Mанта" были проведены на оз. Байкал (1977), в Kрасноморском рифте (1979-80) и рифте Pейкьянес в Aтлантич. Ок., в Teхом ок. (80-e гг.).Литература. Диомидов M. H., Дмитриев A. H., Покорение глубин, 3 изд., Л., 1969. Hеобитаемые подводные аппараты, M., 1975.

Подводные роботы, Л., 1977. Aвтоматические подводные аппараты, Л., 1981. Лукошков A. B., Tехника исследования морского дна, Л., 1984. Дмитриев A. H., Заферман M. Л., Hеретин B. И., Подводные разведчики, Л., 1984.A. A. Горлов..