Ганс-Юрген Брозин - Атака на неизведанное
Проникновение на максимальные глубины
Несмотря на успешное использование водолазов для решения технических и научных задач под водой, все же для непосредственного наблюдения таким способом доступна лишь небольшая область водной оболочки нашей планеты. Как мы видели, шельф, т. е. примыкающая к континенту часть морского дна с глубинами до 200 м, занимает только 27,4 млн. кв. км. Это составляет всего 7,6 % Мирового океана. 77 % Мирового океана имеет глубины большие, чем 3000 м, а свыше половины всего океана — даже большие 4000 м. Погружение водолазов на эти глубины в ближайшем будущем, вероятно, будет невозможно. Однако давно уже стремились к тому, чтобы с помощью технических средств доставлять людей на большие глубины. За последние 20 лет в этом направлении достигнуты значительные успехи.
В первых экспериментах наблюдатели в несжимаемых контейнерах опускались на стальных тросах. Они дышали из запасных баллонов воздухом при нормальном атмосферном давлении, и выдыхаемый воздух, с помощью соответствующих химических средств, избавлялся от углекислоты и от влажности, в то время как стальная броня погруженного резервуара защищала водолаза от давления водяного столба.
В 1914 г. итальянец Галацци начал модернизацию своей водолазной башни путем выведения из водолазного колокола закрытого со всех сторон цилиндрического тела. В 1930 г. он достиг в нем глубины 210 м. Эта легко эксплуатируемая башня после второй мировой войны была использована его сыном в совместной работе с итальянским институтом рыболовства для научных наблюдений в Средиземном море, причем в 1950 г. он достиг глубины 650 м.
Следует упомянуть также создание в 1924 г. немецким инженером Галлем «панцирного водолаза». Водолазный костюм состоял из отдельных стальных колец, соединенных друг с другом водонепроницаемыми шарнирами. Обеспечение воздухом производилось в режиме замкнутой циркуляции с генерацией кислорода. Аппарат весом 400 кг был снабжен щипцеобразным захватом. Он применялся только на глубинах около 200 м, преимущественно при спасательных работах. В случае опасности погруженный на тросе водолаз мог быстро подняться, опорожнив вмонтированный в его костюм бак для воды.
Но самыми известными были погружения в батисфере, «глубинном шаре», около Бермудских островов, которые, начиная с 1930 г., предпринимал американский зоолог Биби[10] совместно с инженером Бартоном. Шар имел внутренний диаметр 1,37 м и толщину обшивки от 32 до 35 мм. С помощью паровой лебедки он опускался в море с парома, с которым был связан прочным тросом, телефонным и электрическим кабелями. Установленный в батисфере прожектор позволял вести наблюдения из бортового иллюминатора на глубинах, куда не проникал свет. При первом спуске акванавты достигли глубины 240 м, а в июне 1934 г. им удался долгое время не превзойденный рекордный спуск на глубину 923 м.
В 1948 г. Бартон, с помощью усовершенствованной батисферы, осуществил у берегов Калифорнии погружение на глубину 1372 м. Но и при этих погружениях обнаружились недостатки в методике. Так, с одной стороны, судно-носитель поднималось и опускалось при волнении, а с другой — из-за эластичности стального троса колебания испытывала и батисфера, и все время грозила опасность, что эти колебания попадут в резонанс и трос оборвется.
Несмотря на эти недостатки, батисферы применяются и в настоящее время, так как они позволяют проводить наблюдения на глубинах в несколько сотен метров при сравнительно небольших затратах.
В 1944 г. в Советском Союзе был построен гидростат «GKS-6», который мог погружаться до 400 м. Первоначально он предназначался для спасательных целей. В 1953 г. гидростат был переоборудован для биологических исследований с рыбопромысловым уклоном. В 1960 г. был введен в эксплуатацию усовершенствованный гидростат «Север I» диаметром 1,10 м, высотой 3,8 м, весом 2,6 т. Человек здесь мог вести наблюдения через пять иллюминаторов; допустимые глубины погружения до 600 м. Даже в штормовую погоду на «Севере» удавались успешные погружения в Баренцевом море. Другой вариант батисферы, также введенный в эксплуатацию в Советском Союзе в 1963 г., представляет собой буксируемый подводный глиссер «Атлант», глубина применения которого ограничена 100 м. Прочный корпус длиной 4,5 м снабжен параллельным несущей поверхности горизонтальным рулем и дополнительным вертикальным рулем. При скорости до 6 узлов аппарат, который буксируется траулером тросом длиной 1 км, с помощью этих рулей может менять свое положение. С «Атланта» прежде всего исследовалось поведение косяков рыб относительно рыболовного трала. Преимуществами аппарата являются его несложная конструкция и удобное размещение экипажа в прочном корпусе.
Промежуточное положение между более или менее неподвижными батисферами и свободно перемещающимися исследовательскими подводными лодками занимает подводное судно «Куросио II», применяющееся с 1960 г. в Японии для рыболовных исследований. Речь идет о квазиавтономном подводном судне с глубиной погружений 200 м, которое может развивать скорость до двух узлов. Судно оборудовано различными приборами для измерения океанологических характеристик — температуры воды или течений. Кроме того, оно снабжено прожекторами и 16 иллюминаторами. По кабелю длиной свыше 600 м судно обеспечивается электроэнергией с корабля-матки.
Пришлось приложить много усилий, чтобы устранить малую подвижность подобных подводных судов. Так, было предложено использовать подводные лодки, ранее предназначенные исключительно для военных целей. Еще в 1856 г. Бауер, конструктор одной из первых подводных лодок, пытался через иллюминатор фотографировать морское дно. Удалось ему это или нет — в настоящее время является спорным. В 1902 г. Аншютц-Кемпфе, изобретатель гироскопического компаса, просил предоставить ему для полярных исследований подводную лодку, только что введенную в эксплуатацию военно-морским флотом. Наконец, в 1931 г. американец Вилькинс пытался достичь подо льдом Северный полюс на отслужившей свой срок в военно-морских силах подводной лодке. В этой экспедиции приняли участие также и океанологи. Лодка была оснащена ледовым буром и специальными приборами для отбора проб воды. Однако из-за повреждения горизонтального руля замысел потерпел неудачу.
В 1958 г. в Советском Союзе на «Северянке» была создана первая плавучая подводная лаборатория. «Северянка», как и все обычные подводные лодки, имеет два корпуса. Внешний корпус определяет форму лодки, тогда как внутренний, прочный корпус предохраняет от давления воды помещения, механизмы и другое оборудование. Между внутренним и наружным корпусами находятся запасы горючего и цистерны для водяного балласта. Судовой и научный экипаж составляет 60 человек.
«Северянка» имеет иллюминаторы с большим углом обзора, прожектора и аппаратуру для кинофотосъемки. Несколько горизонтальных и вертикальных эхолотов, телевизионная камера и приборы для измерения температуры и солености воды дополняют научное оборудование. Специальное устройство в днище судна позволяет проводить отбор проб грунта. Центральное место в океанографических работах занимают исследования экологии и поведения важнейших промысловых рыб, районов икрометания и вопросы рыбопромысловой техники. В многочисленных экспедициях, в ходе которых «Северянка» достигла Исландии, в северных морях были собраны ценные научные данные о жизненном цикле и поведении сельди и трески, а также и других промысловых рыб.
Однако при использовании «Северянки» и других обычных подводных лодок в научных целях обнаружились некоторые недостатки. Все возрастающие требования к подводным судам для решения задач морской техники не могут удовлетворительно выполняться обычными подводными лодками. Часто бывает необходимо быстрое маневрирование не только в водной толще, но и непосредственно у дна. Даже при небольших скоростях подводные суда должны быть очень маневренными. Кроме того, достигнутые к настоящему времени глубины погружения подводных лодок (примерно 500 м) вскоре будут недостаточными. Начиная с определенной глубины, которая колеблется в зависимости от применяемого материала и доли полезного груза, гидростатическая подъемная сила прочного корпуса не может уравновешивать его собственный вес (который очень быстро возрастает с увеличением глубины), вес оборудования, необходимого для работы подводного судна, и вес полезного груза.
Необходимо, чтобы подводное судно, предназначенное для научных и технических исследований, могло без двигателя висеть внутри водяного столба и вплотную над дном. Скорость подъема и спуска должна легко регулироваться, причем при погружении снижаться до очень малых значений. В аварийных случаях судно должно всплывать с больших глубин без вспомогательных технических средств. Наконец, подводное судно должно быть обеспечено источниками света, дистанционными устройствами для отбора проб и измерительными приборами.
