Батисферы, гидростаты и подводные планеры

Исключительно военное назначение подводных лодок, их громоздкость, небольшая рабочая глубина, отсутствие иллюминаторов для наблюдения под водой делали невозможными попытки ученых, изучающих океан, проникнуть в неведомые его глубины. Для этой цели необходимы были небольшие обитаемые аппараты, которые могли бы располагаться на судах и транспортироваться в любую точку океана. Исгория первых глубоководных погружений в батисферах, защищающих наблюдателей от огромного давления воды и дающих возможность достаточно долго находиться под поверхностью, начинается с 1930 года. Уильям Биб с самого детства был неравнодушен к изучению науки обо всем живом — биологии. Посте окончания Колумбийского университета он вплотную увлекся орнитологией, путешествуя по всему миру и наблюдая птиц. Из поездок он привозил крупных водоплавающих птиц для зоопарка в Бронксе. Позже его вниманием овладели насекомые и млекопитающие и, наконец, обитатели моря. Сначала Биб занимался наблюдением за морскими животными на мелководье, используя самодельную маску и фотоаппарат. Но ученого все больше тянуло в глубину, туда, где впервые можно было увидеть неведомых обитателей бездны. И такая возможность вскоре появилась благодаря конструкторскому проекту батисферы капитана Джона Батлера. Надо сказать, что еще до Батлера, появлялись проекты металлических сфер для погружений. Так, в 1848 году Ричардсон и Уолкотт представили проект сферы, которая по какимто причинам не была впоследствии построена. А вот Базен в 1865 году сумел опуститься в собственной сфере на глубину 75 м. Постройкой батисферы Батлера занялся инженер-геолог Отис Бартон. Сфера была целиком отлита из стали и весила 2,5 т. Глубоководный шар имел диаметр 1,5 м, толщину стенок чуть больше 3 см, узкий 35-сантиметровый люк, небольшие иллюминаторы из кварцевого стекла диаметром 152 мм и рули для поворота вокруг оси. Воздух внутри батисферы очищался при помощи вентилятора, который создавал воздушную тягу через кассеты с порошком хлорида кальция, а дозированные порции кислорода поступали из двух баллонов с кислородом, емкостью по 600 л. На глубину батисфера опускалась с борта баржи «Реди» на стальном тросе диаметром 22 мм, намотанном на барабан лебедки. Трос был заделан в скобу и обладал разрывным усилием в 28 т. Кроме троса, баржу с батисферой связывали: два телефонных кабеля, по которым с гидронавтами поддерживалась постоянная связь, и два электрических провода. Внутри батисферы, рядом с иллюминатором был установлен мощный светильник в 1,5 кВт. Как впоследствии оказалось, лампа очень сильно нагревалась, свет ее бил в глаза, мешая наблюдению через соседний иллюминатор. Небольшие размеры кабины не позволяли экипажу разместиться с достаточным комфортом. Бибу и Бартону приходилось во время спусков под воду сидеть на корточках. Летом 1930 года у острова Нонсач, неподалеку от Бермудских островов, началась первая серия погружений батисферы. Первый пробный спуск без экипажа закончился благополучно. После нескольких повторных испытаний Биб и Бартон решили погружаться сами. Они начали с глубины 76 м.

С каждым погружением глубина увеличивалась. Следующие погружения были на 125, 245,435,671 и 765,5 м. За это время Уильям Биб сделал записи о 370 неизвестных представителях глубоководной фауны. Вот выдержки из дневника Биба: «150 м. Здесь я впервые заметил странные, темные, призрачные формы, парившие в отдалении; впоследствии они снова появились на более значительных, более мрачных глубинах». «300 м. Только я сосредоточусь на рассматривании какого-либо существа и мои глаза начинают различать определенные очертания, как вдруг по моему маленькому подводному небосводу проносится яркая живая комета или целое созвездие, сразу же отвлекаешься на новое чудо, и глаза теряют прежний объект...». «800 м. Казалось, сама тьма сомкнулась над нами.» Наверное, 57-летний Уильям Биб был счастлив в эти минуты — сбывалась мечта его жизни. Светильник вырывал из кромешной тьмы «странные существа, прекрасные и уродливые, как порождение фантазии». После первой серии погружений, батисферу опустили на глубину 915 м. Этот спуск проходил без людей. При подъеме батисферы на борт баржи обнаружили, что она полна воды, которая сразу же после открытия люка вырвалась наружу мощной струей. Оказалось, что на глубине не выдержало давления кварцевое стекло иллюминатора. Скорее всего, из-за плохой подгонки иллюминатора сфера вернулась на поверхность с водой, находящейся под давлением около 90 атмосфер, которое соответствовало глубине погружения батисферы. В 1933 году почти все медные детали батисферы заменили стальными, произошла замена и старых кварцевых иллюминаторов. 11 августа 1934 года Уильям Биб и Отис Бартон опустились на глубину, рекордную для того времени — 923,5 м, и с тех пор заслуженно считаются пионерами океанской бездны, наблюдавшими удивительную жизнь под огромной толщей воды. «Единственная область, которую можно сравнить с изумительным подводным миром, — писал Биб, — это космическое пространство далеко за пределами земной атмосферы, среди звезд, где солнечном)' свету не надо пробиваться сквозь пыль и грязь воздуха планеты, где чернота пространства, сверкающие кометы и звезды должны создавать у потрясенного человека примерно то же ощущение, которое возникает при проникновении в океанские глубины, в полумиле от поверхности». В 1949 году у берегов Калифорнии Отис Бартон уже без Биба опустился на глубину 1006 м, а 16 августа 1949 года — на 1375 м, пробыв под водой 2 часа 19 минут. Надо было обладать необыкновенной смелостью и хладнокровием, чтобы совершить этот подвиг. В любой момент погружения мог оборваться трос, связывающий батисферу с судном-базой, тогда уже ничто не спасло бы гидронавтов, никто не смог бы прийти на помощь. Сегодня легендарную батисферу Биба и Бартона можно увидеть в одном из парков на Бермудских островах. В 1936 году в России появился проект одноместной батисферы инженеров Михайлова, Нелидова и Кюнстлера, предназначенной для океанологических и ихтиологических работ на глубинах до 600 м. Корпус батисферы состоял из двух стальных полусфер с фланцами. Внутренний диаметр собранной сферы был равен 1,75 м. В сфере имелось отверстие под входной люк и несколько отверстий под иллюминаторы. Четыре стабилизатора ограничивали вращение батисферы вокруг вертикальной оси. Наряду с батисферами, имеющими сферический корпус, для подводных погружений использовались гидростаты. Корпуса гидростатов имели форму цилиндра со сферическими днищами. Цилиндрическая форма корпуса позволяла более удобно разместить экипаж и аппаратуру. Уильям Биб поначалу носился с идеей погружения в «глубоководном цилиндре». Общим для всего семейства гидростатов было наличие системы жизнеобеспечения экипажа, включающей поглотители углекислоты и баллоны с кислородом. Все гидростаты снабжались иллюминаторами для наблюдения за подводными объектами. Первым рабочим гидростатом, опустившимся на глубину свыше 400 м, был гидростат американского инженера Ганса Гартмана. Погружение происходило в 1911 году в Средиземном море. С гидростата, опущенного на глубину 458 м, Гартман сделал несколько фотоснимков. Приведем краткую выдержку из описания Гартманом этого выдающегося события в истории подводных погружений: «Когда была достигнута большая глубина, сознание как-то сразу подсказало об опасности и примитивности аппарата, на что указывал перемежающийся треск внутри камеры наподобие пистолетных выстрелов. Сознание, что нет средств сообщить наверх и нет возможности дать тревожный сигнал, приводило в ужас!» Попытка придать гидростату некоторую свободу перемещения под водой привела к созданию «подводного танка». Гидростат Рида напоминал танк, установленный на раму с гусеничным ходом. Экипаж из двух человек управлял передвижением аппарата по грунту из кабины. В России работы по проектированию и строительству гидростатов начались в двадцатых годах. В марте 1923 года была организована ЭПРОН — Экспедиция подводных работ особого назначения. Началось все с толстой папки документов, собранной флотским инженером В. С. Языковым и раскрывающей историю гибели на прибрежных скалах Балаклавской бухты в 1854 году парусно-винтового фрегата «Черный принц» с грузом золотых монет. По заказу ЭПРОН инженер Е. Г. Даниленко построил гидростат с глубиной погружения 150 м. Гидростат был оборудован манипулятором, прожектором, телефоном и системой подъема в случае обрыва троса. Воздух для трех членов экипажа подавался с катера по гибкому резиновому шлангу. Тайна золотого груза «Черного принца» так и не была разгадана, и до сих пор ждет своего часа. Но первые погружения в Балаклавской бухте не прошли даром. Экспедиция подводных работ получила богатый опыт подводных изысканий, позволивший ей впоследствии найти и поднять 110 затонувших судов. Гидростат Даниленко успешно использовался в подводных работах на глубинах до 150 м на Белом море, с его помощью была обнаружена канонерская лодка «Русалка», погибшая в 1893 году в Финском заливе. В 1944 году по проекту инженера А.З. Каплановского был построен гидростат ГКС-6. предназначенный для аварийно-спасательных работ. Корпус гидростата выполнен из стальных цилиндров и рассчитан для погружений на глубины до 400 м. Вес гидростата вместе с грузом составил одну тонну. При отдаче груза, прикрепленного к днищу, аппарат приобретал небольшую положительную плавучесть и самостоятельно всплывал. В корпусе имелось пять отверстий для иллюминаторов, вводов для воздушных шлангов, телефонного кабеля и для входного люка. В 1953 году ГКС-6 был переоборудован для биологических исследований, передан Полярному институту рыбного хозяйства и океанографии и использовался для наблюдения за работой рыболовных тралов и рыбопоисковых эхолотов. Во время погружений гидростата были получены интересные данные о передвижении рыбы, о ее реакции на воздействие шума и электрического света. В большинстве случаев, гидростат работал на глубинах, не превышающих 70 м. Всего около 200 погружений совершил ГКС-6, опускаясь на тросе с борта научно-исследовательского судна «Персей-2». В 1960 году в СССР на Балтийском заводе построили гидростат «Север-1». Конструкторскую документацию разработал Государственный проектный институт рыбопромыслового флота. Корпус «Севера-1», так же, как и корпус ГКС-6, состоял из двух цилиндров, соединенных переходным конусом. Материалом для корпуса была выбрана прочная легированная сталь. Расчеты показали, что гидростат может погружаться на глубину до 750 м. В конической части корпуса расположены пять иллюминаторов из органического стекла. Над входным люком на поворотной головке закреплены прожектор и фотовспышка, срабатывающая одновременно с открытием затвора фотокамеры. Кинокамера установлена на кольцевой направляющей внутри гидростата, наблюдатель может развернуть ее к любому из пяти иллюминаторов. В нижней части гидростата с помощью винта закреплена чугунная балластная плита, которая сбрасывается в аварийной ситуации. В случае аварийного всплытия предусмотрена возможность перерезания кабеля и сброс каретки с тросом. Спуски гидростата «Север-1» велись с экспедиционного судна «Тунец» в начале шестидесятых годов в районах Норвежского и Баренцева морей. Всего в гидростате совершено более 600 погружений, позво ливших получить данные о составе косяков рыб, провести наблюдения за изменением поведения рыбы в зависимости от сезона и времени суток, изучить распределение водорослей в Белом море. Двадцать лет верой и правдой служил гидростат ученым и после этого стал музейным экспонатом в городе Мурманске. Малые серии одноместных гидростатов для глубин 300 и 600 м строились итальянской фирмой «Роберто Галеацци». Первое погружение гидростата Галеацци произошло в 1957 году. Гидростаты имели небольшой вес — 800 и 1600 кг и достаточно высокую надежность.

В августе 1951 года в бухте Сегаши был испытан японский трехместный гидростат «Куросио». Роль первых гидронавтов выполнили обычные воробьи. В отличие от батисферы, «Куросио» может отклониться от среднего положения при помощи рулей и четырехлопастного чугунного винта, приводимого в движение электродвигателем мощностью в 2 л. с. Прекрасная аппаратурная оснащенность гидростата не скрашивает важный недостаток — глубина погружения «Куросио» всего 200 м. Конструкторами клайпедского отделения института Гипрорыбфлот в 1963 году был спроектирован буксируемый аппарат «Атлант-1». Аппарат — одноместный, рабочая глубина — 100 м, скорость буксировки — 5 узлов. Электропитание подается по буксирному кабель-тросу. Управление по курсу и глубине производится вертикальными и горизонтальными рулями. Для погружения и всплытия аппарата служат балластные цистерны, этим он отличается от гидростатов. Вес аппарата — 1840 кг, его длина — 4,5 м. В небольшом цилиндрическом корпусе диаметром мог поместиться только один человек, совмещая функции наблюдателя и пилота. Испытания в Рижском заливе осенью 1963 года прошли успешно. Затем «Атлант-1» принимал участие в рейсах судна «Муксун» в Атлантическом океане. Находясь рядом с движущимся тралом, гидронавты наблюдали за процессом работы трала, делали записи и съемку. Ценные замечания, сделанные учеными, потом здорово помогли рыбакам. «Атлант-2», спроектированный и построенный в Ленинграде при участии Гипрорыбфлота, имеет экипаж 2 человека. Глубина погружения была увеличена до 300 м. Аппарат имеет положительную плавучесть 60 кг. При остановке буксирующего судна «Атлант-2» всплывает на поверхность, а при движении со скоростью до 6 узлов крылья, установленные под небольшим отрицательным углом атаки к набегающему потоку, помогают аппарату уйти под воду. В режиме гидростата «Атлант-2» опускается с твердым балластом, который затем отдается. Судно-носитель "Атлантик" оснащено стрелами для спуска — подъема и мощной лебедкой для буксировки. С 1963 по 1967 год было проведено более 130 погружений для изучения работы трала и поведения рыбы в зоне его действия. Несомненно, погружения в батисферах, гидростатах и буксируемых аппаратах обогатили науку о море новыми сведениями, касающимися жизни морских обитателей, однако невозможность свободного перемещения под водой, ограничения, связанные с жесткой привязкой к обеспечивающему судну и небольшой глубиной погружения, заставляли задумываться о созда нии новых типов обитаемых глубоководных аппаратов. Попытки освободить аппарат от троса осуществлялись уже в конце XIX века. В 1889 году итальянец Бальзамелло погрузился в сфере диаметром 2,2 м на глубину 165 м. Аппарат имел устройство для передвижения с ручным приводом и руль. Всплывал аппарат, освободившись от балласта. И все же прошло полвека, прежде чем появились настоящие действующие автономные обитаемые подводные аппараты.

Источник: Подводные обитаемые аппараты / Д. В. Войтов.