Быстрый поиск

На дне океана.

На дне океана - дополнительная плавучесть

 С увеличением заданной глубины погружения приходится из условий прочности делать корпус все толще и толще, а это, естественно, приводит к утяжелению аппарата. И если для изготовления корпуса использовать стали, применяемые сегодня в мировом судостроении, то уже для сравнительно небольших глубин погружения не удастся сохранить основное условие равновесия из-за недостатка архимедовых сил плавучести. Тем самым технологически отработанные материалы ограничивают возможные глубины погружения.

 Выход из такого положения может быть найден, если разработать специальные системы для создания дополнительных сил плавучести. При этом понятно, нужны такие системы, которым самим не страшны большие гидростатические давления.

 Именно по такому пути пошел известный французский исследователь в области аэронавтики О. Пикар, предложивший еще в 1938 году проект батискафа — своеобразного дирижабля, предназначенного для плавания не в воздушном пространстве, а в глубинах океана. Первый батискаф (ФНРС-2) был построен только в 1948 году. После подтверждения эффективности этой конструкции в 1953 году во Франции строится усовершенствованный батискаф ФНРС-3, который достиг глубины 4 050 м, а в Италии батискаф «Триест», позволивший Ж. Пикару (совместно с Д. Уолшем) в 1960 году опуститься, на предельную глубину океана — около 11000 м.

 

 Конструкция батискафа состоит из двух основных частей: прочной сферической гондолы (диаметром около 2 м и толщиной оболочки около 100 мм) и большого поплавка (толщина обшивки около 5 мм).

 Прочная гондола, рассчитанная на давление предельных глубин, имеет большой вес, значительно превосходящий архимедовы силы плавучести, определяемые ее объемом. Прикрепленный к гондоле поплавок батискафа при заполнении его жидкостью с удельным весом меньшим, чем у воды (например, бензином), обеспечивает дополнительные силы плавучести (они равны произведению объема поплавка на разность удельных весов воды и бензина), достаточные для подъема всего аппарата вместе с прочной гондолой на поверхность океана.

 В нижней части поплавка конструкция допускает сообщение, заполняющей его жидкости с морской водой. Это нужно для выравнивания гидростатического давления с внешней и внутренней сторон оболочки на любых глубинах погружения батискафа. Благодаря этому нет необходимости обеспечивать высокую прочность поплавка, и его конструкция может быть выполнена максимально легкой — только из условий удержания бензина в заданном объеме.

 И хотя прочная сфера гондолы батискафа сделана из обычных высокопрочных сталей, этому аппарату удалось достигнуть предельных глубин океана. Однако при большом объеме бензинового поплавка и малых размерах гондолы, аппарат типа батискафа имеет плохие маневренные качества, малую скорость хода, незначительное время пребывания под водой, возможности его использования ограниченны.

 Чтобы повысить технические характеристики глубоководных аппаратов, в последнее время изыскиваются возможности создания более эффективных систем дополнительной плавучести за счет заполнения поплавка легкими и мало сжимаемыми жидкостями. Ведутся работы и по созданию жестких поплавков, заполненных несжимаемым твердым материалом с удельным весом меньшим, чем у воды. В качестве таких материалов используются композиции, получившие название синтактических. Они состоят из полых стеклянных микросфер, между которыми находятся связующие синтетические смолы, выдерживающие без усадки большие давления.

 

 Применение таких материалов (с удельным весом 0,5 г/см3), а также полых алюминиевых сфер для систем обеспечения плавучести американского глубоководного аппарата «Элвин» позволило существенно повысить его технические возможности.

 Необычной конструкцией подводного аппарата с динамической силой погружения является так называемый мезоскаф, который можно рассматривать как аналог вертолета в подводных глубинах. Мезоскаф проектируется заведомо с превышением сил плавучести над силами веса. Его погружение осуществляется за счет тяги вертикального гребного винта, при остановке которого мезоскаф всплывает. В отличие от других подводных аппаратов вертикальные перемещения мезоскафа требуют дополнительных энергетических затрат, что снижает его функциональные возможности. Однако такой ценой мезоскаф приобретает высокую надежность и безопасность. В случае выхода энергетических систем из строя всплытие мезоскафа происходит автоматически, без использования систем погружения — всплытия, или систем аварийной отдачи твердого балласта.

 Краткий обзор разновидностей глубоководных аппаратов в зависимости от соотношения их веса и архимедовых сил плавучести показывает, что проникновение человека на предельные глубины океана, а тем более освоение этих глубин, связано с большими техническими трудностями. При этом, чем больше глубины погружения, тем скромнее функциональные характеристики глубоководных аппаратов, тем меньше возможностей полезной деятельности человека на этих глубинах.

 По этой причине проблема освоения Мирового океана потребует интенсивной работы не только в области создания новых высокопрочных конструкционных материалов, но и в области создания специальных технических средств, в том числе средств энергетики и жизнеобеспечения, связи и ориентации, средств точной навигации, освещения, обстановки, манипуляторов большой грузоподъемности, дистанционной и телеуправляемой аппаратуры. Ко всем этим видам глубоководной техники предъявляются требования очень высокой надежности при минимальном весе, что сближает их с аналогичными видами космической техники. Можно полагать, что общий научно-технический прогресс в развитии космических средств поможет и в решении сложного комплекса проблем освоения глубин Мирового океана.

Рекомендуем почитать!

kak-okhotyatsya-bogomol-kobra-i-bryzgun
"Снайперы" в мире животных.  Богомолы, Кобры и Брызгуны....ДАЛЕЕ .....1258
perenoschiki-sil-v-materii
Прежде чем перейти к рассмотрению материи на субъядерном...ДАЛЕЕ .....349
kosmicheskij-lift-i-nanomaterialy
Концепция космического лифта была разработана в 1895 году...ДАЛЕЕ .....1039
rimskaya-respublika
В Поздней республике расцветает городское строительство....ДАЛЕЕ .....643
polet-reaktivnogo-snaryada-v-vozdukhe
Неуправляемые турбореактивные снаряды при полете в воздухе...ДАЛЕЕ .....932
kak-drozhzhevye-gribki-plesen-smogut-nakormit-vsyu-planetu
Да, плесневые грибки могут угрожать здоровью человека, в тоже...ДАЛЕЕ .....716
zagadochnye-kvazary
Факты о квазарах Космос хранит великое множество загадок....ДАЛЕЕ .....918
protiv-morskoj-bolezni-korabl-bessemer
Позже по совету главного конструктора британского флота Р. Й....ДАЛЕЕ .....829
tsar-boris-godunov
Годы правления 1598-1604    Борис Годунов...ДАЛЕЕ .....997
kak-i-kto-delaet-prognoz-pogody
О погоде Организации ответственные за мониторинг...ДАЛЕЕ .....745
kak-plesen-smogla-pomoch-cheloveku-v-borbe-s-mikrobami-antibiotiki
Мы живем среди микроорганизмов с которыми человечество...ДАЛЕЕ .....902
silur-tretij-period-paleozoya-ekspansiya-zhizni
Силур - третий период палеозоя - начался около 440 млн лет...ДАЛЕЕ .....839
samyj-bolshoj-slon-v-mire
Речь пойдет о самой большой скульптуре, изображающей слона,...ДАЛЕЕ .....954
lemuriya-kolybel-tsivilizatsij
Многие люди, наверное не раз слышали об очень древней и...ДАЛЕЕ .....735
interesnye-fakty-o-krokodilakh
Самый большой крокодил -...ДАЛЕЕ .....997
gornyj-baran-kuropatka-berkut-chto-ikh-ob-edinyaet
Это животные живущие в горах Со скалы на скалу. В горах всё...ДАЛЕЕ .....1075
pochemu-u-kita-net-nog
Всякий, кому приходилось бывать в палеонтологическом музее и...ДАЛЕЕ .....452
samyj-samyj-krokodil
  Самые большие крокодилы   Отличить...ДАЛЕЕ .....942
kak-voznik-mir
Христиане, евреи и мусульмане верят в единого бога, для...ДАЛЕЕ .....339
kak-zapomnit-bystro-i-mnogo
Учимся запоминать. В наше время запоминание большого...ДАЛЕЕ .....955
rol-tochnogo-vremeni-v-istorii-cheloveka
В середине XVIII в. английский парламент назначил премию в 20...ДАЛЕЕ .....424
skolko-stoit-termoyadernyj-reaktor
Уже в наши дни стоимость термоядерного реакторы сопоставима...ДАЛЕЕ .....539
chto-takoe-lyubov-i-kakie-ee-parametry
Параметры любви. Любовь одно из самых сильных...ДАЛЕЕ .....987
puti-obmena-veshchestv
Химические реакции, катализируемые очищенными индивидуальными...ДАЛЕЕ .....411
kakie-funktsii-vypolnyaet-nash-nos
Функции носа. Исследование носа Дыхательная функция...ДАЛЕЕ .....1079
kogda-chelovek-kupil-pervoe-moyushchee-sredstvo
Чтобы помыть руки, есть вода и мыло, а если нужно постирать,...ДАЛЕЕ .....872
morskoj-robot-pozharnik
Огонь представляет собой смертельную опасность для...ДАЛЕЕ .....737
kakie-zhivotnye-samye-bystrye
Самые быстрые животные на земле.   Некоторые из них летают по...ДАЛЕЕ .....1103
dublirovanie-dvukhstvolnaya-bombarda-i-drugoe
Дублирование во время войны и в мирное...ДАЛЕЕ .....890
strannaya-gibel-imperii-inkov-versiya
Инки – это не только золото, это еще и древняя...ДАЛЕЕ .....1377