Человек стремится проникнуть всюду. С древнейших времен можно проследить настойчивые попытки его выйти за пределы поверхности земного шара — той среды, которая наиболее удовлетворяет всем требованиям человеческого организма.
Метр за метром сдает свои высоты стратосфера. Рекорд в стремлении ввысь принадлежит американцам Стевенсу и Андерсону, которые в ноябре прошлого года на стратостате «Эксплорер-2» поднялись на высоту 22 066 метров.
В недра земли люди проникли на 2 590 метров (3 500 футов). Такова глубина одной из южноафриканских каменноугольных шахт.
Вода оказалась самой недоступной для человека стихией. Он смог опуститься в глубь океана только на 923,5 метра. Это сделал в августе 1934 года американский естествоиспытатель Уильям Биб и конструктор глубоководного аппарата — «батисфера» — Отис Бартон.
Биб совершил множество погружений в недра океана — на разные глубины. Он восторженно рассказывает о подводном царстве, его необычайных красках, о животных самых причудливых форм, освещающих свой путь собственными «электрическими лампочками», о бесконечном разнообразии подводной флоры. Биб увидел то, чего никогда до него не видели люди. Но он проник только в верхние слои подводного мира. Максимальная глубина океана — около 11 километров. Что делается там, какие формы жизни окажутся на дне батисферы — об этом еще никто ничего не может сказать.
Едва ли можно сомневаться в том, что рано или поздно человек завоюет и этот максимальный предел. Но как это будет сделано — еще трудно сказать.
Дело в том, что давление воды при погружении на каждые 10 метров возрастает на одну атмосферу. Это значит, что давление на квадратный сантиметр поверхности погружающегося тела увеличивается на 1 килограмм. Если бы человек опустился на 100 метров, его тело, поверхность которого измеряется в среднем 20 000 кв. см, испытало бы давление в 10 атмосфер, или 200 тонн! Конечно, человек был бы раздавлен этим давлением.
В простом водолазном шлеме можно спуститься на глубину до 45 метров. При этом человек через шланг вдыхает воздух с поверхности. В специальном водолазном костюме, в который воздух с поверхности накачивается под давлением, компенсирующим давление воды, можно погружаться на 90 м. Самые усовершенствованные костюмы, почти полностью бронирующие человека от давления воды, позволяют достигнуть 150-метровой глубины. Но такие «костюмы» очень громоздки, весят больше 270 килограмм, и движение в них требует огромной физической силы.
Быстрый подъем водолаза на поверхность влечет за собой смерть. Тут с кровью происходит нечто аналогичное появлению пузырьков в откупоренной бутылке газированной воды. При быстром ослаблении давления кровь водолаза вспенивается, выделяя пузырьки азота, и водолаз гибнет. Поэтому подъем, даже с небольшой глубины, должен происходить очень медленно.
*
Все эти обстоятельства привели к созданию «батисферы». Надо сказать, что название это, придуманное Бибом, неудачно. Правильнее было бы назвать аппарат батистатом, потому что батисфера и есть тот глубоководный мир, в который стремится проникнуть человек. «Батисфера», или батистат, представляет собой герметически закрывающуюся шаровую камеру. В ней человеке не подвергается никакому повышенному давлению и дышит воздухом, непрерывно обновляемым приборами, которые находятся в этой же камере. Такова идея «батисферы». Она кажется на первый взгляд легко выполнимой, но практическое осуществление ее наталкивается на огромные трудности. «Батисфера» была сконструирована и построена Бартоном в 1929 году. Предназначенная для погружения на глубину около 1 километра, она представляла собой отлитый из стали шар диаметром 1,4 метра (4 ф. 9 д.) со стенками толщиной около 3 см (1,25 дюйма). Первая отливка шара оказалась неудачной, она была слишком тяжела (около 5 тонн) для лебедок, которыми располагало экспедиционное судно Биба. Вторая отливка уже весила вдвое меньше. На боковой поверхности шара с одной стороны располагался узкий лаз, через который с трудом можно было протиснуться внутрь, с другой — три выступа, похожие на короткие дула пушек. Это — иллюминаторы, закрытые стеклами из плавленого кварца толщиной 7,5 см (3 дюйма) и диаметром 20 см (8 дюймов). Два крайние иллюминатора были предназначены для освещения подводного мира прожекторами, а средний — для наблюдения и фотографирования.
Из 5 выточенных кварцевых стекол два были испорчены при пригонке их к отверстиям, а третье разрушилось во время испытания батисферы внутренним давлением в 90 кг на см² (1250 футов на кв. дюйм). Такой «нажим» извне испытало бы «окно» при погружении батисферы на 900 метров.
Надо сказать, что поведение различных материалов при большом давлении воды еще мало изучено.
Через поры металла в зависимости от его плотности на глубине начинает просачиваться вода. Существуют данные о том, что прозрачное стекло, например, при внешнем давлении в несколько сот атмосфер становится мутным. Очевидно связь между его молекулами нарушается.
К сожалению, Биб, о погружениях которого много пишут в последнее время, ничего не сообщает о существенных технических подробностях конструирования «батисферы».
Таким образом эта задача оказалась совершенно новой и достаточно сложной для наших инженеров-конструкторов тт. Михайлова и Нелидова, которым Институт Рыбного Хозяйства и Океанографии поручил спроектировать батисферу для погружения на глубину 2000 метров. Проект уже готов.
Конструкторы, так же как и Биб, выбрали шаровую форму для своего батистата, несмотря на то, что цилиндр имеет значительные преимущества прежде всего в изготовлении: его гораздо легче отлить, чем шар. Зато напряжение, которое испытывает оболочка при сжатии, меньше, чем напряжение в оболочке цилиндра. Шарообразная форма таким образом позволяет максимально облегчить весь аппарат, сделав его стенки возможно тоньше.
В последнее время в печати обсуждалась идея глубоководного аппарата, автоматически сбрасывающего балласт и могущего всплывать в случае обрыва троса. Такая возможность была бы чрезвычайно выгодной, ибо опасность обрыва, как увидим далее, вполне реальна. Но возможно ли это? Наши конструкторы рассуждали так.
Шар, по известному закону Архимеда, может всплыть только в том случае, если он весит меньше, чем вытесняемая им вода. Значит, такой шар должен иметь по возможности тонкие стенки и большой объем. Создавая аппарат, могущий противостоять большому давлению воды, приходится увеличивать толщину его стенок, а следовательно, и вес его. И тут весь вопрос упирается в прочность материала оболочки. Шар, сделанный из высших сортов стали (хромоникелевой, хромомолибденовой), мог бы иметь такие тонкие стенки, что вес его позволил бы ему самостоятельно всплыть даже с глубины более 2 километров. Но технологические затруднения (необходимость последующей термической обработки огромного шара) пока не позволяют осуществить такой шаг. Приходится пользоваться менее прочной бессемеровской сталью. А это значит, что всплывающий батистат сможет погрузиться только на 760 метров. Таким образом тт. Михайлову и Нелидову пришлось отказаться от самовсплывающего аппарата.
По проекту оболочка должна быть отлита из бессемеровской стали под давлением, чтобы она оказалась достаточно плотной и не пропускала воды сквозь свои поры. Так как отлить цельную шаровую оболочку—задача чрезвычайно сложная, проект предусматривает составление ее из 12 литых секций и двух замыкающих их сегментов сверху и снизу. Каждый сектор имеет внутри ребра, которые служат каркасом, укрепляющим оболочку. Оба сегмента соединены шестью вертикальными стойками — трубами, проходящими внутри шара. Все эти части будут сварены, а сварные швы, представляющие наиболее слабое место в смысле проникновения воды сквозь поры металла, будут сверху покрыты напаянными стальными лентами. Если при испытании окажется, что оболочка пропускает воду, она будет покрыта сверху медью гальваническим способом.
С трех сторон оболочки предполагается расположить комплекты смотровых отверстий. Каждый комплект состоит из двух иллюминаторов в 12 см для наблюдений и одного (8 см) для прожектора. Отверстия закрываются закаленным стеклом «сталинит», способным выдержать напряжение свыше 40 кг на квадратный миллиметр. Еще одно небольшое отверстие в верху оболочки, закрытое кварцевым стеклом, предназначено для спектрографических наблюдений.
Биб в своей «батисфере» сидел скрючившись: встать на ноги, выпрямиться ему было невозможно. Кроме того он мог смотреть только в одном направлении.
 |
| Помещение батисферы Биба было тесный и неудобным. В ней люди вынуждены сидеть скрючившись: встать на ноги, выпрямиться невозможно. |
Советский батистат будет гораздо более удобным. Внутренняя кубатура этой подводной лаборатории (4,8 кубометров) в четыре раза больше кубатуры бибовской «батисферы». Тут могут встать во весь рост и свободно двигаться два и даже три человека (высота свободного пространства около 2 метров). Они могут переходить от одного окна к другому, наблюдая подводный мир во всех направлениях.
*
Чтобы предотвратить опасность проникновения воды в гнезда люка, иллюминаторов и вводов для электрических проводов, конструкторы использовали внешнее давление, которое будет только способствовать уплотнению прокладки и более равномерному распределению опорного давления стекла на фланец. Смотровые отверстия, имеющие наибольший диаметр и потому подвергающиеся большей опасности разрушения, снабжены предохранительными крышками, расположенными снаружи и опирающимися тонкой стойкой на стекло. Если иллюминатор будет продавлен, крышка моментально захлопнется и закупорит отверстие.
Внутри по горизонтальному экватору батистата устроен кольцевой стол для приборов и работы наблюдателей. Против смотровых отверстий на вертикальных стойках укреплены откидные сидения. Внизу — деревянный пол.
Под столом — аккумуляторы и воздухоочистительные приборы. На столе расположен кислородный аппарат, непрерывно пополняющий израсходованные запасы кислорода в воздухе. Аппарат вмещает 3 литра жидкого кислорода или 2400 литров газообразного. Этого запаса хватит трем человекам на 6-5 часов. Когда запас кислорода в аппарате истощится, люди смогут просуществовать без вреда для себя еще около часа, пользуясь кислородом, содержащимся в воздухе батистата.
Таким образом все путешествие вглубь должно продолжаться не более 7-8 час. при экипаже в три человека и не более 10 ч. 30 м. при двух участниках погружения.
Для поглощения углекислоты (СО₂), выделяемой при дыхании человеком (около 0,5 литра в минуту), служит специальная установка, которая снабжается таким количеством поглощающего препарата, какое необходимо, чтобы в воздухе вовсе не оставалось СО₂.
Весь процесс очищения воздуха производится при помощи электромотора и небольшого вентилятора, который непрерывно прогоняет воздух сквозь все эти приборы со скоростью 10—12 литров в минуту. Таким образом воздух батистата целиком «обновляется» 10—20 раз в час.
Перед иллюминаторами на откидных кронштейнах укреплены фотоаппараты. На «стене» — щиток со шкалами от приборов, находящихся вне батистата — манометра, термометра и др. Против щитка — кинамо, аппарат, который периодически фиксирует на кадрах киноленты показания приборов.
Кабельная проводка соединяет подводников с поверхностью, моря телефоном. Внутри батистата, перед каждым рабочим местом, укреплены микрофоны, а репродуктор — один общий.
 |
| Советский батистат будет значительно удобнее батисферы Биба. Обратите внимание, какое просторное помещение нашей глубоководной лаборатории. Тут могут встать во весь рост и свободно двигаться два и даже три человека. Они располагают всеми удобствами для спокойной научной работы. |
Таково внутреннее оборудование будущего советского батистата. Все это, вместе взятое, весит около 9 тонн, считая и экипаж из трех человек. В воде батистат (объем его равен 5,55 куб. метров) потеряет в весе 5550 килограмм. И, следовательно, будет весить в воде около 4,5 тонн. Ясно, что о самостоятельном всплывании не может быть и речи и что придется обратить самое серьезное внимание на трос, который должен быть некрутящимся и выдержать нагрузку, на много превышающую вес батистата. У Биба трос мог выдержать вес двенадцати его «батисфер». Главную опасность представляют тут толчки, получающиеся от колебаний судна на волне. Спуск батистата возможен только в тихую погоду. Возможность внезапного шквала, способного разрушить все спускное устройство на судне, должно быть учтено со всем вниманием.
*
Таков проект первого советского батистата. Он еще не утвержден окончательно и, может быть, подвергается каким-либо изменениям, если творческая мысль наших научно-технических работников найдет необходимым такие изменения внести. Возможно также, что придется сперва построить меньший батистат, чтобы на нем проверить все расчеты и приобрести опыт, необходимый для создания надежной «глубоководной лаборатории».
Комментариев нет:
Отправить комментарий