Виталий Максимов - Подводный флот специального назначения
Пульт управления, размещаемый на надводном корабле, контролирует курс и глубину погружения исполнительного органа, расстояние от дна, азимут плоскости захватов, угол их наклона, обороты винтов. На пульте имеется экран телевизора.
Кабель и трос намотаны на две лебедки, действующие синхронно. Оператор, работающий на пульте управления, получает данные о скорости вращения лебедки, длине вытравленного троса, температуре, напряжении и силе тока электрогенератора, подающего электроэнергию к исполнительному органу.
Самоходная установка РУМ (подводный дистанционно-управляемый манипулятор) для производства глубоководных исследований, построенная в США, рассчитана на глубину погружения до 600 м (рис. 12).
Рис. 12. Самоходная установка РУМ.
Эта установка может нести полезную нагрузку весом до 450 кг, а без манипулятора и до 900 кг, перемещаться по грунту со скоростью 3 уз, взбираться на возвышенности, имеющие уклон до 30°, и преодолевать преграды высотой до 30 см.
Основой для корпуса и ходовой части установки РУМ послужил пехотный самоходный транспортер. Установка имеет манипулятор, четыре телевизионные камеры и гидролокатор.
Манипулятор изготовлен из легированной стали по типу манипуляторов, используемых в атомных лабораториях. Он копирует действия человеческой руки. Его «кисть» имеет два захвата, «запястье» может поворачиваться в любом направлении, «локоть» сгибаться, а «плечо» наклоняться и поворачиваться вокруг своей оси.
Стрела с гидравлическим приводом поддерживает манипулятор и дает ему возможность выдвигаться на длину 4,5 м, а также используется для подъема тяжелых предметов.
Телевизионная установка камеры имеет 4 объектива, два из которых направлены вперед, один — назад и один служит для контроля за движением манипулятора. Установка освещается ртутными лампами.
Управляется установка РУМ с берега по коаксиальному кабелю длиной 7600 м, по которому передаются 38 исполнительных команд и показаний приборов, сигналы от телевизионных камер и гидролокатора, а также электроэнергия для ламп освещения и главного электродвигателя.
Проектом предусмотрено иметь в комплекте РУМ подводный вертолет с подъемной силой 3630 кг при вертикальной скорости подъема 36,6 м/мин для преодоления непроходимых участков пути. Изменение угла поворота трех лопастей винта, скорости вращения и глубины погружения вертолета осуществляется по командам с берега.
По сообщению американской прессы, в лаборатории оружия ВМС США рассматривалось предложение промышленности о создании подводного робота, предназначенного для проведения поиска затонувших объектов в открытом море. Вес робота 500–700 кг, предполагаемая глубина погружения 600 м, размеры 1,5х1,5x3 м. Спуск робота предполагается осуществлять с надводного корабля. Управление передвижением камеры и производство работ по глубине должно производиться с поверхности по кабелю длиной 1200 м. В роботе проектируется разместить телевизионную установку, двигатель, приборы управления, манипуляторы и систему контроля. Манипуляторы робота должны весить около 45 кг; их рабочие органы, выдвинутые из корпуса на 0,6 м, будут находиться в пределах обзора телевизионной установки. Скорость движения робота в воде против течения 3 уз. Предполагается, что робот сможет управляться на глубине 300 м или на грунте С Точностью до ±7 см.
По мере изучения и освоения богатств Мирового океана будут создаваться все новые и новые подводные роботы, способные производить сложнейшие операции по заданной программе или при управлении с помощью кабеля. Но наряду с роботами будут необходимы и управляемые людьми камеры с манипуляторами, так как любая «умная» машина не сможет полностью заменить глаза и ум человека. Периодическое присутствие человека на дне моря потребуется для ремонта и наладки подводных роботов, контроля за ходом рабочего процесса и выполнения особо сложных работ. Человек должен опускаться на дно в камере, защищающей его от давления воды и позволяющей ему выполнять определенные операции под водой.
Вот как представляет инженер А. Н. Дмитриев будущую камеру, названную им батиандром, что означает глубинный человек (рис. 13).
Рис. 13. Батиандр — подводный робот: 1 — излучатель гидролокатора; 2 — входной люк; 3 — приборный щит; 4 — баллоны с кислородом; 5 — прочная сфера; 6 — захваты; 7 — энергетический блок; 8 — аварийный аккумулятор; 9 — прожектор; 10 — манипуляторы.
По форме батиандр — сфера диаметром 1,5 м, имеющая люк и иллюминаторы для наблюдения. Батиандр, обладающий постоянной положительной плавучестью, по замыслу автора, сможет погружаться за счет принятия твердого балласта в клешнях. Кроме того, он снабжен гайдропом — тросом с грузом, обеспечивающим мягкую покладку камеры на грунт. В случае аварии оператор отдаст балласт, камера получит положительную плавучесть и быстро всплывет на поверхность. Перемещаться батиандр должен с помощью двух поворотных водометных движителей, которые обеспечат ему маневрирование во всех плоскостях.
Для производства работ предполагается иметь два манипулятора с гидравлическим приводом, подводный телевизор и гидролокатор. Внутри камеры должны постоянно поддерживаться благоприятные для человека условия. В качестве источника электроэнергии предполагается использовать аккумуляторную батарею большой емкости. Следует заметить, что создание подобной подводной камеры является осуществимой задачей.
Проблемы освоения глубин Мирового океана выдвигают требования о создании универсальных подводных роботов, способных добывать со дна моря полезные ископаемые и транспортировать их на сушу или поднимать на поверхность. Темпы изучения и освоения морских глубин в наши дни позволяют думать, что эта мечта осуществится в недалеком будущем.
АВТОНОМНЫЕ ПОДВОДНЫЕ КАМЕРЫ БОЛЬШИХ ГЛУБИН
Понятие батискаф[8] появилось в октябре 1948 г. после первого погружения под воду новой подводной камеры ФНРС-2, спроектированной и изготовленной на средства Бельгийского национального фонда при непосредственном участии профессора Огюста Пикара.
Идея создания батискафа созрела у О. Пикара во время его увлечения воздухоплаванием. Пикар решил создать камеру, предназначенную для плавания под водой, подобную дирижаблю. Для этой цели баллон (поплавок) батискафа вместо легкого газа наполнялся бензином, а гондола его (сфера) изготовлялась прочной, способной выдерживать огромное давление воды на больших глубинах.
Батискаф Пикара состоял из несущего корпуса, к которому подвешивалась обладающая отрицательной плавучестью прочная сфера с размещенными в ней исследователями и оборудованием. Несущий корпус, выполненный в виде легкой металлической оболочки (цистерны), был заполнен бензином, благодаря чему подводная камера имела плавучесть, близкую к нулевой. Погружался и всплывал батискаф самостоятельно, т. е. он ничем не был связан с обеспечивающим судном.
В 1954 г. Огюст Пикар предложил новый тип подводной камеры — мезоскаф, принципиально отличающийся от батискафа как по конструкции, так и по глубине погружения.
Прочная сфера мезоскафа не имеет отрицательной плавучести, поэтому отпадает и необходимость в громоздком поплавке для подвески. Если батискаф по способу погружения и всплытия напоминает подводный дирижабль, то мезоскаф — это подводный вертолет. Для погружения мезоскафа служит винт, вращением которого вокруг вертикальной оси создается тяга, погружающая камеру на глубину более 2000 м.
Ниже приведены краткие характеристики некоторых современных батискафов и мезоскафов.
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 м3, выполненных из алюминиевого сплава толщиной 3,5 мм и предназначенных для заполнения бензином. Вес батискафа с полным запасом бензина был равен 40 т.
