НЕАВТОНОМНЫЕ ПОДВОДНЫЕ КАМЕРЫ БОЛЬШИХ ГЛУБИН
Неавтономные подводные камеры, связанные с обеспечивающим судном тросом или трос-кабелем, подразделяют на гидростаты, батисферы и подводные роботы.
Известно, что прочность корпуса любой подводной камеры, выдерживающей огромное давление воды, зависит не только от материала и толщины стенок корпуса, но также и от его формы. Наименее прочны при больших гидростатических давлениях корпуса камер с плоскими стенками, более прочны круговые цилиндрические корпуса и очень прочны сферические корпуса.
Подводные камеры с оболочками круговой цилиндрической формы называют гидростатами, а камеры, имеющие сферическую форму корпуса, — батисферами.
К неавтономным подводным камерам относятся также подводные роботы, управляемые на расстоянии по кабелю или действующие по заранее заданной программе и предназначенные, как правило, для производства работ на больших глубинах.
Ниже приведены некоторые конструкции отечественных и зарубежных гидростатов, батисфер и подводных роботов.
Гидростаты
Гидростат ГКС-6 (рис. 4) был построен в СССР в 1944 г. по проекту инженера А. 3. Каплановского.
![]()
Рис. 4. Подъем гидростата ГКС-6 на борт судна-базы.
Рассчитанный на размещение одного человека, этот гидростат состоял из двух стальных цилиндров: верхнего диаметром 800 мм и нижнего диаметром 680 мм, между которыми был вставлен пояс в виде усеченного конуса. Гидростат высотой 2,635 м и весом 1120 кг имел грушеобразную форму со сферическими днищами, что придавало ему хорошую остойчивость, особенно при погружении.
Наблюдатель размещался внутри ГКС-6 на вращающемся стуле и мог вести обзор через пять иллюминаторов, прорезанных в корпусе. При аварийном всплытии достаточно было отдать прикрепленный к днищу груз, чтобы сообщить гидростату положительную плавучесть, равную 60 кг.
Параллельно держащему стальному тросу к гидростату подводились электрический и телефонный кабели. Единственным потребителем электрической энергии был прожектор, установленный снаружи корпуса. Регенерационная установка ГКС-6 состояла из запаса кислорода, хранившегося в баллоне, и поглотителя углекислоту.
При проектировании гидростат рассчитывался на глубину погружения 400 м, однако использовался только на глубинах до 70 м.
С помощью гидростата ГКС-6 были получены важные сведения о жизни рыб, о строении и форме косяков, о реагировании трески и пикши на различные источники шумов, ультразвук и свет прожекторов, а также проведены ценные наблюдения за работой рыболовных тралов. Так, было установлено, что тралы имели малое вертикальное раскрытие, равное всего 2,5 м, в то время как высота рыбного косяка достигает 12 м.
Гидростат ГГ-57 Гипрорыбфлота (рис. 5) был спроектирован в СССР в 1957 г. и ныне находится в эксплуатации.
![]()
Рис. 5. Внешний вид гидростата ГГ-57 Гипрорыбфлота.
Его постройка связана с тем, что гидростат ГКС-6 не мог погружаться на необходимую для научных исследований глубину и не имел современного оборудования.
Основные характеристики гидростата ГГ-57: расчетная глубина погружения 600 м, объемное водоизмещение (при аварийном всплытии) 2,21 м3, вес с балластом (аварийным грузом) в воздухе 2,37 т, положительная плавучесть при аварийном всплытии 70 кг, отрицательная плавучесть при нормальной эксплуатации 103 кг, вес балласта 246 кг, наибольшая высота 3,35 м, наибольший диаметр 1,25 м, начальная метацентрическая высота в надводном положении без балласта 6 см.
Корпус гидростата, изготовленный из прочной легированной стали, выполнен в виде двух поставленных друг на друга цилиндров: верхнего диаметром 1,10 м и нижнего диаметром 0,80 м, соединенных между собой усеченной конической вставкой. Днища гидростата выполнены в виде полусфер. В корпусе толщиной 12–16 мм имеется 5 иллюминаторов диаметром 140 мм, изготовленных из органического 60-мм стекла. Для осмотра морского дна иллюминаторы размещены в конусной части корпуса на равных расстояниях друг от друга под углом к горизонтали 75° и направлены в сторону дна.
Для аварийного всплытия гидростата предусмотрены два варианта устройств отдачи балласта с одновременным обрезанием троса и кабеля. Первый вариант устройства— гидравлический, работающий за счет гидростатического давления столба воды, которое при принятых размерах конструкции устройства (точнее, при выбранном диаметре поршня) на глубине 600 м создает силу в 1500 кг. Второй вариант устройства — механический, предусматривающий аварийную отдачу балласта с помощью специального шпинделя.
На гидростате установлены мощный прожектор (0,75 квт при силе света ламп ближнего и дальнего действия 50 000 и 10 000 свечей) и лампа-вспышка с автоматическим включением для фотографирования. Для удобства работы и наблюдения из любого иллюминатора прожектор и лампа-вспышка установлены на кронштейне, который может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 400°. Все повороты и наклоны осветительных приборов (вниз на 62° и вверх на 22°) производятся с помощью электрогидропривода. Для подачи электроэнергии в камеру и телефонной связи с поверхностью использован единый кабель с разрывным усилием 1000 кг. Диаметр спускового стального троса 25 мм. Диаметр входного люка 450 мм; уплотнение между крышкой и комингсом люка выполнено в виде резинового кольца. Для смягчения рывков, которые передаются гидростату при качке судна-носителя на волнении, в систему подвески камеры включен пружинный амортизатор.
Для создания условий, обеспечивающих нормальную работу исследователей в течение 6 ч, в камере гидростата установлено следующее оборудование: фотометр для измерения горизонтальной освещенности воды, шкала Фореля-Ула для определения цвета воды, термометр, газоанализатор для определения содержания кислорода и углекислоты, психрометр для определения влажности воздуха в гидростате, барометр для определения давления воздуха, глубиномер для определения глубины погружения, электромагнитный компас, регенератор воздуха для поглощения углекислоты и выделения кислорода, а также фото- и киноаппараты. Последние установлены на кольцевом направляющем полозе таким образом, чтобы можно было вести киносъемку против любого из пяти иллюминаторов (рис. 6).
![]()
Рис. 6. Внутреннее устройство гидростата ГГ-57 Гипрорыбфлота: 1 — сварной корпус с наружными ребрами жесткости; 2 — входной люк; 3 — поворотный прожектор и лампа-вспышка; 4 — устройство для отдачи троса; 5 — масляный электронасос гидравлической системы поворота прожектора; 6 — компас; 7 — киноаппарат на кольцевой направляющей; 8 — иллюминатор; 9— поворотный стул; 10 — устройство для отдачи балласта; 11 — балласт (чугунная плита).
В отечественной литературе гидростат Гипрорыбфлота ГГ-57 иногда называют батистатом «Север-1».
Гидростат «Куро-Сио» построен в Японии в 1951 г. Он рассчитан на двух наблюдателей и может погружаться на глубину до 200 м (рис. 7).
![]()
Рис. 7. Схематическое изображение гидростата «Куро-Сио»: 1 — вертлюг; 2 — «уздечка» подъемного троса; 3 — наблюдательная камера; 4 — воронка для биологических проб; 5 — шасси с грузом; 6 — вращающийся прожектор.
Камера гидростата имеет диаметр 1,48 м и высоту 1,58 м, толщина ее стенок 14 мм, толщина сферических днищ 26 мм, вес в сборе 3,38 т. Стальной трос диаметром 20 мм крепится к вертлюгу, предохраняющему трос от закручивания.
В отличие от других гидростатов «Куро-Сио» снабжен четырехлопастным гребным винтом и рулями, что дает ему некоторую самостоятельность в перемещении, например при покладке на дно. Для обеспечения кругового обзора камера может поворачиваться относительно деревянного шасси. Для аварийного всплытия отдаются шасси с балластом и рули, имеющие отрицательную плавучесть. Кроме того, гидростат может быть поднят при помощи запасного троса, прикрепленного к плавающему на поверхности моря бую.
