Файл: Сочивко В.П. Человек и автомат в гидросфере очерки системотехники.pdf

нально четвертой степени скорости и характерно только для надводных судов, можно добиться увеличения ско­ рости подводных судов при меньших по сравнению с над­ водными судами затратах мощности. У судов сверхболь­ шого водоизмещения (дедвейтом 1 более 100 000 т) кон­ струкция корпуса проще и надежнее, чем у надводных судов такого же водоизмещения. Однако сопротивление трения, пропорциональное квадрату скорости, у подвод­ ного судна больше, чем у надводного, и подводное пла­ вание будет экономически выгодным только для быстро­ ходных подводных судов со скоростью свыше 30—40 узлов.

Большое количество интересных проектов подводных аппаратов, сооружений и судов описано в литературе последних лет [25, 26].

В заключение параграфа рассмотрим рис. 18, иллю­ стрирующий этапы освоения морских глубин.

Ныряльщики Японии и ряда слаборазвитых стран Океании издавна занимаются' морским промыслом губок, раковин-жемчужниц, кораллов. Здоровые люди могут достигать при этом глубин погружения 25 м и более. В последние годы в ряде зарубежных стран проходят соревнования по глубинному нырянию (в нашей стране этот вид соревнований запрещен, как создающий угрозу здоровью и жизни спортсмена). Рекорд погружения на большую глубину без специального снаряжения давно перевалил 50-метровую отметку, хотя в соответствии с данными физиологии дыхания и кровообращения предел глубинного ныряния находится между 30 и 40 м. По послед­ ним сообщениям зарубежной печати, зафиксированы успеш­ ные попытки преодолеть 70-метровый рубеж. Таким обра­ зом, по-видимому, можно говорить о принципиальной возможности кратковременного погружения человека без специального снаряжения на глубины, исчисляемое десят­

без движения — I мин. При соответствующей тренировке оно может быть увеличено. Так, на соревнованиях 1954 г. Ж- Мадина пробыл под водой без движения 3 мин 14 с. Рекорд принадлежит французу Пуликену, который перед погружением дышал чистым кислородом, и равен 6 мин

25 с.

1 Дедвейт — полная грузоподъемность торгового судна.

25

Быстрое плавание, особенно в ластах, резко сокращает время пребывания под водой. Вместе с тем известны иссле­ дования Сколэндером австралийских ловцов жемчуга,

70м Без снаряжения

200м Жесткий скафандр

2 5 0 м Подводная лодка

Ч

10919м Батискаф

Рис. 18. Предельные глубины погружения.

которые в поисках раковин ныряли на глубину 40 м и находились под водой до 3—4 мин.

Существенно расширяют возможности пребывания чело­ века под водой аппараты на сжатом воздухе, в частности изобретенный Ж--И. Кустоакваланг.- Он рассчитан на плавание при глубине погружения до 40 м, однако отдель­ ные подводные исследователи погружаются в таких аппаратах на значительно большие глубины. Уже в 1948 г.

26

француз Дюма опустился на глубину 93 м. В 1958 г. его соотечественник М. Фарг достиг 120-метровой глубины, но погиб при этом эксперименте. Летом 1969 г., группа подводников — Ч. Ольджани, Новелли и А. Фалько — побывали на глубине 132 м. В 1962 г. канадцы Р. Барх и Р. Гуткинс достигли глубины погружения в 143 м.

Спуски на глубины, превышающие 150 м, в основном производились в аппарата« на газовой смеси гелия и кислорода. В начале 50-х годов была достигнута глубина

180 м.

Швейцарский профессор математики Г. Келлер, соста­ вивший новые таблицы декомпрессии1 и открывший новый способ попеременного дыхания газовыми смесями на раз­ ных глубинах, в 1960 г. осуществил погружение в колоколе на 156 м, а в 1961 г. — на 222 м. В 1962 г. Г. Келлер сов­ местно с англичанином Смоллом достигли глубины 311 м. При этом эксперименте Смолл погиб. В ближайшее время Г. Келлер намерен погрузиться на глубину 1000 м!

Большим достоинством акваланга является значитель­ ное увеличение времени безопасного пребывания под водой, которое теперь зависит от количества запасных баллонов аквалангиста. Правда, остается в силе ограни­ чение, связанное с необходимостью декомпрессии. Но, во-первых, если до открытия Г. Келлера на подъем, например, со 180-метровой глубины требовалось 12 ч, то Г. Келлер с 220-метровой глубины поднимался всего 53 мин. Во-вторых, использование подводных домов позво­ ляет обойти эту трудность подводных погружений на большие глубины — возвращаясь для отдыха не на поверх­ ность, а в подводное жилище, аквалангист не нуждается в декомпрессии.

Таким образом, гидронавт, вооруженный аквалангом, может длительное время работать на глубинах в 300 м и более. Ч

Задолго до изобретения акваланга были созданы раз­ нообразные конструкции жесткого скафандра, которые давали возможность водолазу часами находиться на‘мор­

1 Декомпрессия— постепенное снятие внешнего давления. Таблицы декомпрессии определяют последовательность и продолжительность ступенчатого изменения давления..

27

конечностей. Водолаз в жестком скафандре сравнительно легко движется и работает на мелководье, но уже на глу­ бине около 100 м он не может пошевелить ни рукой, ни ногой. Создатели скафандров так и не сумели придумать конструкцию шарниров, которая при полной герметич­ ности скафандра обеспечивала бы достаточную подвиж­ ность водолаза на больших глубинах. Жесткие скафандры, позволяя человеку опуститься на дно на глубину до 200 м, имеют крайне ограниченное практическое применение.

Большие подводные лодки погружаются на глубины 250 м и более. Находящийся в лодке исследователь может при этом вести наблюдение через иллюминаторы и выпол­ нять некоторые операции с помощью манипуляторов. Огромным достоинством подводной лодки является воз­ можность длительного нахождения на глубине, возмож­ ность «бреющего полета» над обследуемым участком дон­ ной поверхности и быстрого перехода в другой район при относительно высоком комфорте трудовой деятельности и отдыха гидронавтов.

Гидростаты появились как результат работ по усовер­ шенствованию жестких скафандров. Отказавшись от мысли сделать хорошие шарнирные соединения конечностей, конструкторы пошли на значительное увеличение внут­ реннего объема аппарата, что дало возможность наблю­ дателю расположиться внутри него с некоторыми удоб­ ствами. Имея большую глубину погружения, гидростаты широко используются в качестве наблюдательных камер при осуществлении спасательных работ на затонувших

•судах и для научных исследований на глубинах до 600 м и более. В табл. 2 дана общая характеристика отечествен­ ных и зарубежных гидростатов.

Батисферы образуют особую группу привязных аппа­ ратов, предназначенных для исследования больших глу­ бин. Повышенная прочность их корпуса дает возможность погружаться на глубины, превышающие километровую отметку.

Наконец, для батискафа характерно сочетание манев­ ренности и транспортабельности подводных лодок и повышенной прочности батисферы, что позволяет достичь наибольших глубин Мирового океана и обследовать поверхность дна на этих глубинах.

Вернемся к проблематике малых глубин.

В ближайшие годы будут продолжены программы сооружения подводных жилищ, устанавливаемых на глу-

28

Таблица 2

ч

бинах до 200 м и более, из которых гидронавты смогут выходить и плавать, погружаясь на глубину до 400 м. Имеются проекты сооружения подводных жилищ на глу­ бине до 1000 м. Практически это означает освоение всего континентального шельфа — затопленной морем мате­ риковой отмели, которая простирается от береговой кромки воды до линии резкого спада вниз континентального склона.

Известно, что шельф является зоной самого интенсив­ ного рыбного промысла, промышленной добычи нефти, природного газа, алмазов и ряда других полезных иско­ паемых. Если гидронавты освоят континентальный шельф,- на максимальных глубинах которого давление превышает 20 кгс/см2, то промышленное использование богатств Мирового океана сделает резкий количественный и качест­ венный скачок.

Решение проблемы обеспечения работы оборудования и людей в воде под давлением до 600 кгс/см2 сделает доступным 98% поверхности Мирового океана, что прак­ тически будет означать полное освоение его глубин. Недоступными останутся отдельные впадины как остаются неосвоенными отдельные труднодоступные места на поверх­ ности суши — центральные районы некоторых пустынь, наиболее высокие горные вершины и т. п. Считается, что эта проблема может быть решена в течение ближайших десяти лет.

В последние годы во всех странах мира стремительно увеличиваются капиталовложения в океанологические науки и технику. Так, если в 1966 г. расходы США на океанологические исследования составили 333 млн. дол­ ларов, то в 1969 г. они возросли до 516 млн. долларов (150 млн. долларов из этой суммы прямо предназначены на военные цели по программе Министерства обороны США). Англия и Франция в последние годы выделяют из своего бюджета суммы, сравнимые в процентном отношении ко всему бюджету с теми, которые выделяются на океано­ логические исследования в США. Через десять лет капи­ таловложения в океанологические работы в СШАдостигнут, по оценкам специалистов, современного бюджета Нацио­ нального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) — 5 млрд, долларов в год.

Более 600 американских фирм и около 75 научных учреждений США уже сегодня специализируются на произ­ водстве океанологического оборудования и технических

зо

средств промышленного освоения океана. Оптимистичны прогнозы специалистов и по поводу достижений, ожидае­ мых в ближайшие годы. Экономический подкомитет специального комитета, созданного ООН для изучения вопроса об использовании в мирных целях морского дна, заявил, что через десятилетие будет удвоена глубина, достигнутая современными подводными транспортными средствами. Специалисты уверяют, что к 1975 г. на дне океана на глубинах около 1000 м будут жить и работать колонии акванавтов.

Итак, начало 60-х годов нашего столетия отмечено двумя выдающимися событиями: космонавт Юрий Гагарин впервые достиг космических высот и совершил орбиталь­ ный космический полет, а гидронавты Жак Пикар и Дең Уолш впервые достигли предельных глубин гидрокосмоса, погрузившись на океаническую глубину 10 919 м. Ре­ корды погружения в гидрокосмосе фактически исчерпаны; началась эра планомерной хозяйственной деятельности человека в гидросфере.

N

§ 2.

От промысла к управляемым морским хозяйствам

•

Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очереди—совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значения первых.

Ф. Э нгельс

Три трески смогли бы прокормить Англию и Америку, если суметь сохранить их мальков.

}Кюль Верн

Океан издавна кормит людей. Трудно перечис­ лить все те продукты питания, которые разные народы в разное время научились получать из рыбы, морских животных, ракообразных, беспозвоночных, водорослей, планктона. С каждым годом возрастают уловы рыбы. Совершенствуются способы лова рыбы и промысла мор­ ского Зверя, строятся специальные суда, механизируются и автоматизируются многие операции, на судах появля-

31