Файл: Боровиков П.А. Человек живет под водой.pdf

равление организма окисыо углерода, что было решено провести специальный анализ дыхательной смеси. И что же— несмотря на то, что перед заселением подвод­ ного дома атмосфера его была совершенно чистой, а экипаж не курил и не пользовался открытым огнем, в дыхательной смеси оказалось неожиданно большое количество угарного газа. Анализ случайно сохра­ нившихся старых проб смеси позволил установить картину его накопления. В конце концов выяснилось, что источником окиси углерода были организмы самих

накопившийся ядовитый газ. С тех пор такие устрой­ ства стали обязательным элементом контура очистки дыхательной смеси; Кроме них в современных подвод­ ных домах используются фильтры, заряженные мощ­ ными адсорбентами, например, активированным углем, а также веществами, химически связывающими мно­ гочисленные вредные примеси.

Итак, чтобы существовать в подводном мире, чело­ век должен располагать тоннами всевозможных при­ пасов— пищей и пресной водой, химпоглотителем и силикагелем, многочисленными баллонами с кисло­ родом, азотом, гелием, сжатым воздухом. Только пресной воды на горячий душ и бытовые нужды тре­ буется около 50 л на человека в сутки! Но откуда же все это взять? Проблема снабжения и запасов оказа­ лась одной из центральных проблем жизни под водой.

О СНАБЖЕНИИ И ЗАПАСАХ, ИЛИ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ АВТОНОМНОСТИ

В первые годы решение этой проблемы было одно­ значным — все, что нужно человеку под водой, доста­ влялось с поверхности, с судов обеспечения и с берега, обслуживающими эксперимент водолазами или по шлан­ гам, кабелям и трубопроводам. Шло время, увеличи­ валась глубина постановки, росло расстояние от бе­ рега, удлинялась протяженность коммуникаций, резко усложнялись водолазные спуски с поверхности.

22 4

Военно-морской флот США, располагавший огром­ ными людскими и материальными ресурсами, пошел по пути наращивания объема вспомогательных служб. Если в качестве плавбазы «Силаба-1» использовалась обыкновенная переоборудованная баржа, то экспери­ мент «Силаб-2» обеспечивался уже большим хорошо оснащенным катамараном «Беркаун», использовав­ шимся ранее на испытаниях баллистических ракет «Поларис». В третьем этапе программы должно было принять участие еще большее по размерам специали­ зированное судно «Элк Ривер», оснащенное сложным оборудованием и глубоководным водолазным комплек­ сом DDS-Mk.2. Но не только суда участвовали в эк­ спериментах по программе «Силаб». Многие каналы снабжения и связи были дублированы: гигантские «пуповины» протянулись и иа борт кораблей, и на берег, к развернутым поблизости мощным базам обеспечения.

Полное снабжение с поверхности, конечно, зна­ чительно облегчает задачу создания подводного жи­ лого комплекса, но в то же время лишает его большого преимущества — независимости от внешних условий. Суда надводного обеспечения подвержены воздействию плохой погоды даже в большей степени, чем обычное судно, — ведь они должны стоять на якорях. Сле­ довательно, и подводный дом, функционирование ко­ торого зависит от надводного обеспечения, подвер­ жен такому влиянию. Если срыв с якорей непосред­ ственно судну обеспечения не угрожает, то для неавто­ номного подводного дома это означает прекращение питания дыхательным газом, энергией, пресной во­ дой со всеми вытекающими последствиями. Кроме того, глубины, на которых будут стоять подводные дома, по всей видимости, достигнут в скором времени 200—300 м, а постановка судов на якорь над такими глубинами — сложная задача.

Другие группы исследователей стремились решить проблему снабжения иначе. На то было много причин. Свою роль сыграли ограниченность в средствах и лю­ дях, а также желание избавиться от потенциальной опасности, связанной с обеспечением с поверхности. Первым на путь автономизации подводного дома ре­ шительно встал Кусто: его стометровый дом-шар «Преконтинент-3» имел на борту практически все,

что нужно для двух-трехнедельной жизни на морском дне, за исключением энергии. Создатели лучших со­

лись придать своим детищам максимальную автоном­ ность. В значительной мере это им удалось. Красно­ речивые факты: работу «Гельголанда» на глубине 25 м в неспокойном Северном море обеспечивали 15 че­ ловек; постановку «Игера» и на глубину 4 м, и на глу­ бину 159 м обеспечивало одно суденышко «Голокаи» менее чем с двумя десятками человек на борту.

В полностью автономном подводном доме все необ­ ходимые припасы на весь срок постановки должны либо находиться на борту, либо . . . поступать из окружающего дом моря.

Как показала практика, снабжать экипаж сжатыми газами не очень сложно. Запас компонентов дыхатель­ ной смеси и воздуха для технических нужд обычно хранят в многочисленных баллонах высокого давле­ ния. Их размещают снаружи обитаемого корпуса, в лафете, на палубе, прикрепляя к опорам, подвеши­ вая прямо на корпус. Конструкция получается не­ сколько громоздкой, но с этим можно мириться.

Не исключено, что в будущем необходимый для дыхания кислород станут добывать из окружающей дом среды. Электролиз морской воды может стать не­ исчерпаемым источником его получения, но только при условии, что экипаж подводного дома будет рас­

опыты с тончайшей пленкой из кремнийорганической резины толщиной всего несколько микрон. Такая пленка может работать как искусственная легочная ткань: не пропуская воду, она в то же время позво­

зован когда-нибудь этот эффект в водолазном деле? Пока что такое предположение граничит с фантазией.

2 2 6

Очень большие трудности при подводной жизни вызывает проблема снабжения . . . водой. Первую по­ пытку взять с собой запас пресной воды под воду сделал экипаж «Преконтннента-3». На лафете дома был установлен мягкий резиновый бак объемом в не­ сколько кубических метров. Однако вода, находив­ шаяся в нем под большим давлением, приобрела сильный привкус резины и годилась только для бы­ товых целей. Для приготовления пищи и питья аква­ навты использовали воду, законсервированную в же­ стяных банках, а также соки и другие напитки. Рацио­ нально ли пытаться решить проблему водоснабжения таким способом? Вероятно, нет. Если в отношении питьевой воды он не вызывает возражений, то добы­ вать пресную воду для бытовых нужд, наверное, сле­ дует прямо из окружающего моря.

Есть два сравнительно простых выхода из поло­ жения. Первый — выбрасывать за борт использован­ ную воду и опреснять морскую. Самые различные про­ мышленные установки для опреснения воды давно разработаны и успешно эксплуатируются, однако, поскольку давление атмосферы подводного дома в де­ сятки раз превышает нормальное, вероятно, потре­ буется решить эту проблему заново. Другой путь — очистка уже использованной воды и ее многократное использование. При этом потребуется лишь сравни­ тельно небольшой начальный запас пресной воды. Но и в том и в другом случае для получения пресной, пригодной к употреблению воды необходима энергия.

Много энергии требуется также для обогрева самого подводного дома, для освещения, приготовления пищи. По-видимому, придется решить в пользу энергоемких

'способов и вопросы очистки и осушки дыхательной смеси. Короче говоря, нормальное функционирование всех систем дома и постоянное пополнение его запасов в конечном итоге — проблема энергии. По подсчетам американских специалистов, изучавших эту проблему, мощность, потребляемая всеми системами и службами автономного подводного дома, составит около 60 кВт.

Какие же источники энергии могут быть применены в подводном доме? Аккумуляторы, бесспорно, непри­ годны для этой цели. Их потребуется слишком много. Для подводного дома неприемлем способ, который

используют для подзарядки аккумуляторов дизельэлектрические подводные лодки: всплытие на поверх­ ность и получение энергии от дизель-генераторной установки. Однако подводный дом, стоящий на грунте, может получать энергию от дизель-генератора, раз­

кого рода устройств уже получен: оригинальные энер­ гобуи снабжали электричеством подводную лаборато­ рию ФРГ «Гельголанд» и американский дом «Ги-

дролдб».

Плясавший на волнах Северного моря «Фюстхен» был не просто энергобуем — это сооружение пред­ ставляло собой совершенную комплексную систему автономного питания подводного жилища электроэнер­ гией, пресной водой и сжатыми газами. Запасы такого плавучего склада-базы можно пополнять периодически с большими интервалами с небольшого судна-заправ­ щика. Чтобы выполнять эту операцию даже в штор­ мовой сезон, достаточно кратковременного затишья. Думается, что такой способ решения проблемы снаб­ жения весьма перспективен.

Ну а если автономный подводный дом будет само­ ходным?

Неужели придется ему таскать энергобуй за собой на буксире? Есть неплохое решение и этой проблемы.

Практически неисчерпаемый источник энергии, ко­ торый можно было бы установить прямо на борту подводного дома, известен — это ядерный реактор. Существующие атомные установки имеют самые раз­ личные мощности и применяются в разных отраслях техники. Реакторы мощностью в несколько ватт, на­

электростанциях. Когда будет создан нужный доста­ точно дешевый реактор, подводный дом окажется на полном «самообслуживании». Энергию он будет полу­ чать от ядерного котла, кислород для дыхания — из окружающей воды, пресную воду — очищая перво­ начальный запас и опресняя по мере необходимости морскую воду. Даже часть пищи поступит в дом из моря (рыба, планктон и др.). Подводный дом будет

228

представлять собой гибрид атомной подводной лодки и стационарного подводного дома.

Может быть уже в недалеком будущем в глубины Мирового океана отправятся мирные атомные подвод­ ные корабли, в число членов экипажей которых вой­ дут акванавты — ученые-океанологи, подводные неф­ тяники и горняки, подводные фермеры и рыбоводы.

Глава 7. АКВАНАВТ РАБОТАЕТ В ВОДЕ

Акванавт, ступивший за порог своего жилища, сразу попадает в окружение чуждой среды. С этого момента его жизнь, здоровье и трудоспособность в полной мере зависят от надежной работы ряда спе­ циальных средств. Эти средства различны по назначе­ нию: одни из них обеспечивают жизнедеятельность орга­ низма в водной среде, другие помогают человеку ориен­ тироваться в пространстве, третьи позволяют ему легко и быстро перемещаться в водной толще, четвертые делают производительным его труд и т. д.

Основной элемент снаряжения акванавта-водолаза— дыхательный аппарат, обеспечивающий подачу ему газовой смеси. Возможность использовать аппараты того или иного типа определяется глубиной постановки дома. В мелководных опытах акванавты дышали из самых обыкновенных аквалангов обычным сжатым воздухом. Однако при погружении дома на большие глубины, где приходится дышать искусственными сме­ сями, акваланг уже непригоден. Акванавты могут пользоваться либо шланговыми аппаратами с подачей газовой смеси из дома, либо автономным снаряжением с полузамкнутым или замкнутым циклом дыхания. И та и другая аппаратура широко применялась в под­ водных экспериментах: шланговые аппараты исполь­ зовались для работы вблизи от дома, автономные — для дальних вылазок.

Американские акванавты программы «Силаб» ра­ ботали в шланговых аппаратах «Хуке» с питанием по

229

двойной системе шлангов. Дыхательная смесь с по­ мощью компрессора, установленного в доме, подавалась водолазу по одному шлангу*, а выдыхаемый газ по дру­ гому шлангу отсасывался в дом, очищался, обога­ щался кислородом и таким образом подготавливался к повторному использованию. Шланговые аппараты, которые применялись в «Преконтиненте-3», по прин­ ципу действия не отличались от американских. Од­ нако для повышения безопасности французские аква­ навты имели за спиной резервную кассету заря­ женных дыхательной смесью баллонов с легочным автоматом «Аквилон». В случае неисправности шлан­ говой системы они могли вернуться в дом, используя аварийный запас смеси.

Шланговые аппараты питают акванавта дыхатель­ ной смесью неограниченно долго, но шланги, тянущиеся к дому, сильно стесняют движения и- могут быть по­ вреждены. Тем не менее шланговое снаряжение сей­ час весьма распространено и наверняка будет приме­ няться и в дальнейших опытах по длительному пре­

обеспечивают акванавту полную свободу перемещения, но запас дыхательной смеси в них ограничен. Аппараты с полузамкнутым циклом широко использовались в эк­ спериментах «Силаб». Американские акванавты приме­ няли стандартный флотский аппарат Mk.VI, который находился на вооружении команд боевых пловцов США. Дыхательная смесь в этих аппаратах составляется заранее, до погружения, и не меняется с изменением глубины. Аппараты акванавтов «Силаба-2» были заря­ жены смесью 95% гелия и 5% кислорода; их пере­ зарядка производилась от баллонов, размещенных под корпусом дома.

Совсем недавно акванавты начали использовать ды­ хательные аппараты замкнутого цикла, состав смеси в которых регулируется автоматически с помощью малогабаритного датчика парциального давления кис­ лорода. Такой аппарат (модель GE, Mod. 1400) был создан, например, американской корпорацией «Дженерал Электрик»; он успешно опробован акванавтами «Тектайта-2». Как явствует из описания, аппарат обе­ спечивает дыхание человека в течение 12 ч на любой

230

Температурные условия, в которых проводились подводные эксперименты, были весьма разнообразными. «Преконтинент-2», например, проводился летом в тро­ пическом Красном море на малых глубинах. Аква­ навты работали в обычных мокрых костюмах типа «Супер-Калипсо» из микропористой резины, и жалоб на переохлаждение не было. «Преконтинент-3» прово­ дился уже на гораздо больших глубинах, свыше 100 м. Температура воды в районе постановки была около 10°. Выходя из дома на рабочее место, акванавты надевали специально изготовленные костюмы из двойной резины с теплоизоляционной прокладкой между слоями из мелких стеклянных пустотелых шариков. Они прово­ дили в воде более трех часов подряд, однако на холод тоже не жаловались.

Большинство акванавтов американского флота были оснащены стандартными мокрыми костюмами из микро­ пористой резины толщиной 9,5 мм. Как оказалось, теп­ лоизолирующие свойства костюмов оставляли желать много лучшего. При температуре воды в районе дома, равной 9°, акванавты могли пробыть в воде максимум 70—90 мин. Столь малое время работы объяснялось неподходящей для таких температур конструкцией костюмов и тем, что уже после суточного пребывания в искусственной атмосфере микропористая резина про­ питывалась гелием, а это во много раз снижало ее теп­ лоизолирующую способность.

Анализируя уроки «Силаба-2», американские спе­ циалисты были вынуждены отметить, что их гидроко­ стюмы по качеству уступают французским. Акванавты «Силаба» одевались полчаса и работали в воде до 90 мин;

В эксперименте «Силаб-2» прошли испытания ко­ стюмы с принудительным электрообогревом. Эти ко­ стюмы, заказанные компании «Раббер», должны были обеспечивать в течение трех часов нормальные темпе­ ратурные условия для работы на глубине до 70 м при температуре воды 4°. Компания поставила флоту двух­ слойные костюмы с обогревом электрическим током от серебряно-цинковых аккумуляторов, размещенных на поясе, причем мощность, расходуемая на обогрев, достигала 350 Вт. По желанию акванавт мог регули-

2за