Введение
В мире существует огромное количество глубоководных аппаратов, как обитаемых, так и необитаемых (телеуправляемых, роботизированных и пр.), и других глубоководных систем, котрые решают самый обширный спектр задач на самых больших глубинах. При этом под глубоководными понимаются погружения свыше 400 метров. Очень многие государства проектируют, строят и активно применяют глубоководных аппараты различных типов. Среди них США, Канада, Великобритания, Франция, ФРГ, Италия, Норвегия, Швеция, Исландия, Япония, а в последние годы Китай и Индия. Ведутся такие работы и в Российской Федерации. Попытаемся проанализировать историю их развития, современное состояние и дальнейшие перспективы.
Часть 1. Развитие обитаемых глубоководных аппаратов за рубежом
Первым глубоководным аппаратом, достигшим глубины погружения 458 м., был аппарат американского инженера Ганса Гартмана, построенный в 1911 году. Аппарат представлял собой стальной цилиндр, рассчитанный на одного человека, и работал по принципу гидростата
В 1930 году, опять-же в США была построена батисфера по проекту инженера Джона Батлера. Сфера была отлита из стали и весила 2,5 т., имела диаметр 1,44 м., толщину стенок 3,2 см, 35-сантиметровый люк, иллюминаторы диаметром 152 мм и рули для поворота вокруг оси (рис. 1). В 1934 году гидронавты Вильям Биб и Отис Бартон с её помощью достигли глубины 923.5 м. В 1949 году эта же батисфера достигла глубины 1 375 м. Подобные аппараты были построены в Японии («Куросио» – 1951 г.), в Италии («Галевацци» – 1957 г.).
Построенный в 1953 году по проекту Огюста Пикара батискаф «Триест» (Франция – Швейцария – США) достиг в 1960 году дна впадины Челенджера – 11 080 м. «Триест», в отличии от батисферы, не был связан тросом с надводным судном, и представлял собой сваренный из стали цилиндр, разделенный переборками на несколько отсеков и имеющий в кормовой и носовой частях по водяной балластной цистерне. Поплавок весил 15 тонн и вмещал 90 000 литров бензина. Под поплавком размещалась гондола – стальная сфера диаметром 2,0 м. и сбрасываемый балласт. Перемещение батискафа осуществлялось по вертикали, путем регулирования объема бензина в цистернах,
и сбросом балласта.
С 1964 по 1971 годы во Франции и США были построены подводные аппараты нового типа. В отличии от батискафа, который перемещался под водой только по вертикали, новые аппараты могли перемещаться и по горизонтали, планируя в морских глубинах. Прототипом этих аппаратов является аппарат SP-350 (т.н. «Ныряющее блюдце»), созданный по проекту Жака Ива Кусто. В 1966-1967 годах были построены два двухместных аппарата SP-500, являвшихся улучшенным вариантом SP-350 .
В мае 1964 года в США был построен аппарат «Алвин», названный в честь руководителя работ Аллена Вайна. Строительство аппарата обошлось в 600 тысяч долларов и финансировалось Управлением научных исследований ВМС США. Прочный корпус «Алвина» диаметром 2,1 м был сварен из двух катанных стальных полусфер в Хьюстоне фирмой «Хон энд Клей» в декабре 1962 года. Пять иллюминаторов диаметром 12,5 и 5 см из оргстекла были расположены перед пилотом, по бортам и внизу сферы и в крышке люка. Вес сферы составлял 3,8 т. Была предусмотрена аварийная отдача носовой обитаемой сферы с блоками синтактика, которая обладала положительной плавучестью, и в случае аварии могла отделиться от корпуса и всплыть на поверхность. Всего «Хон и Клей» изготовила три прочных корпуса, позже два оставшихся использовались для подводных аппаратов ВМС США «Си Клифа» и «Тартла».
Удачная конструкция «Алвина» стала примером для тиражирования нескольких подводных аппаратов поисково-обследовательского назначения («Си Клиф», «Тартл» – ВМС США, «Наутил» – Франция). Аппарат «Наутил» – один из пяти обитаемых аппаратов, способных работать на глубине 6 000 м., то есть способен исследовать 97% дна Мирового океана. Прочный обитаемый корпус аппарата сделан из титанового сплава. Диаметр сферы составляет 2,1 м. Экипаж – три человека.
Япония в 1982 г. построила научно-исследовательскую субмарину «Шинкай – 2000». Ее длина – 9,3 м, она погружается на 2 000 метров с двумя пилотами и одним ученым на борту. А в 1988 году, в соответствии с программой расширения глубоководных исследований научно-технического управления Японии, фирма «Мицубиси Дзюкого» построила новый глубоководный ОПА «Шинкай-6500». На сегодняшний день «Шинкай-6500» чемпион по глубине погружения среди аппаратов с ручным пилотированием. Рекорд – 6 527 м – был установлен в 1989 г. в Курило-Камчатском желобе.
С 1965 по 1978 год канадская компания «Интернэшнл Хайдродайнэмикс» – «ХАНКО» (г. Ванкувер) построила 11 аппаратов типа «Пайсис». Общим в конструкции «Пайсисов» было наличие двух сферических прочных корпусов — обитаемого и приборного. Прочный обитаемый корпус «Пайсиса-1», построенного в 1965 году, изготовлен из стали «Алагома-44» и имеет диаметр 1,94 м.
В октябре 1969 г. в состав ВМС США была введена небоевая атомная ПЛ NR-1, водоизмещением 366 тонн, с глубиной погружения 900 м. Она предназначалась для выполнения подводно-технических работ и исследований в интересах ВМС и разведывательных служб. Для максимальной прочности количество отверстий в прочном корпусе было минимальным, поэтому почти все оборудование, в том числе гребной электродвигатель и телевизионный перископ, располагались снаружи, и управлялось дистанционно.
В КНР в 2009 году научно-исследовательский центр кораблестроения (China Ship Scientific Research Center) при участии около 100 китайских организаций и компаний построил уникальный трёхместный батискаф «Цзяолун» (Jiaolong), с глубиной погружения до 7 000 метров (99,8% дна мирового океана). В течение весны и лета 2010-го «Цзяолун» выполнил 17 спусков, в их числе четыре – глубже трёх километров.
В 2016 году инженерная компания Oceangate Inc (США), которая занимается конструированием ПЛ, заявила о том, что в ближайшее время она приступит к строительству инновационного ОГА под названием «Cyclops» («Циклоп»). «Циклоп» будет иметь карбоновый прочный корпус в форме пули. Толщина корпуса составляет 17 см, толщина полутораметрового переднего обзорного стекла – 10 см. Оно позволит пассажирам, сидящим внутри купола, располагать углом обзора в 180 градусов. Для изучения прочности карбонового корпуса, находящегося под давлением, сотрудники Oceangate Inc. и ученые Вашингтонского университета привлекли специалистов компании Boeing. По словам разработчиков, при создании конструкции корпуса «Cyclops» применяется особая технология, обеспечивающая предельно точное размещение каждой полосы углеродного волокна, а также композитного материала. Поэтому появление на корпусе слабых мест или каких-либо зазоров исключено.
Таков краткий обзор развития обитаемых глубоководных аппаратов в различных странах мира. Далее мы рассмотрим историю развития подводных обитаемых аппаратов в России.
Продолжение следует.
