Файл: Истошин, Ю. В. Морские течения.pdf

Заякоренные буи в открытом океане

До сих пор, говоря о наблюдениях над морскими течениями, мы ограничивались описанием поплавочных способов. Даже навига­ ционный способ, описанный нами выше, можно отнести к разряду поплавочных, если рассматривать судно как поплавок. Поплавочные методы применяются главным образом для изучения «постоянных течений», имеющих особо важное значение в практике кораблевож­ дения. Наиболее грубые из поплавочных методов (бутылочная почта, дрейф естественных предметов) позволяют составить общую схему течений водоема и судить о возможном итоговом сносе судна. Сов­ ременные поплавочные методы (аэрофотосъемка, радиобуи, поплав­ ки нейтральной плавучести) дают истинную картину течений на плоскости путем почти непрерывного прослеживания путей (траек­ торий) частиц воды. В этом случае место наблюдений все время ме­ няется и течения изучаются в так называемых координатах Лагран­ жа или в океанографических координатах.

Однако в океанографической практике существует много других методов измерений и определений морских течений. Расскажем об одном из них. Он характерен тем, что течение изучается в данной точке океана с заякоренного судна или специального буя с по­ мощью прибора — измерителя течений. Первым измерителем тече­ ний была так называемая морская вертушка, общая идея которой предложена М. В. Ломоносовым (1759 г.) и осуществлена адмира­ лом С. О. Макаровым (1881 г.), создавшим рабочий экземпляр вер­ тушки. Главной частью вертушки С. О. Макарова (он назвал свой прибор флюкмометром) служил двухлопастный винт. Для того чтобы прибор устанавливался против течения, он был снабжен па­ русиновым хвостом — флюгером. Прибор опускался на заданную глубину на тросе, где и устанавливался головной частью против те­ чения. Направление течения определялось визуально (на глаз) по углу отклонения вертушки от диаметральной плоскости судна. Ког­ да вертушка на глубине переставала просматриваться, направление определялось по углу отклонения троса. Скорость определялась по числу оборотов винта вертушки, определяемому по количеству зяпнков, которые испускались при каждом обороте винта и хоро­

48

шо прослушивались в трюме судна, производящего измерения те­ чений.

Прибор хорошо работал до глубины 60 метров. Для больших глубин С. О. Макаров предполагал использовать компасную картуш­ ку со стопорным устройством. Эта идея была реализована впослед­ ствии в образце морской вертушки, предложенной шведским океа­ нографом Экманом (1905 г.).

В отличие от вертушки Макарова в приборе Экмана имелись механический счетчик оборотов и компасная коробка с углубления­ ми (отсеками), в которые попадали через определенное число обо­ ротов счетчика медные шарики. По тому, в какие отсеки компасной коробки попадали шарики, и судили о направлении течения.

Вертушка Экмана опускалась на заданную глубину на тросе, пос­ ле чего по тросу опускался специальный посыльный грузик, кото­ рый включал вертушку, и она начинала работать, т. е. включался счетчик оборотов и начинали выпадать медные шарики. Через задан­ ный промежуток времени посылался второй грузик, при этом счет­ чик выключался, и шарики переставали выпадать. После этого вер­ тушку нужно было поднимать на поверхность (на борт судна), что­ бы произвести запись показаний счетчика и номеров секторов ком­ пасной коробки.

Необходимость опускать и поднимать вертушку после каждого измерения и являлось самым важным недостатком этого прибора. Он был полностью устранен советским конструктором Ю. К. Алек­ сеевым (Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт) в самописце течений, так называемой буквопечатающей вертушке Ю. К. Алексеева.

Этот прибор обладал многими достоинствами. Прежде всего он может работать непрерывно в течение длительного времени (до 2-х месяцев), причем регистрация скорости и направления течения производится одновременно через заранее установленные проме­ жутки времени: 5, 10, 15, 20, 30 и 60 минут.

Для работы в качестве источника энергии используется пружи-' на часового механизма. Отсчеты скорости и направления записыва­ ются на бумажной ленте в виде двух рядов цифр. Скорость запи­ сывается в сантиметрах в секунду, направление — в градусах.

49

Отличительной особенностью буквопечатающей вертушки Алек­ сеева было то, что этот самописец мог работать без присмотра и устанавливался на длительную автономную работу, будучи подвешен

на Кронштейне к тросу буйковой заякоренной установки.

Это был первый в мире работающий автономный самописец течений. Он продолжает оставаться лучшим прибором этого типа.

Пионером в освоении этого прибора, естественно, был Арктиче­ ский и Антарктический институт, широко использующий его в ра­ боте в Арктике, в том числе и со льда. Одновременно он стал энер­ гично осваиваться в морских институтах Академии наук, в Гидро­ графическом управлении ВМФ, Министерстве рыбной промышлен­ ности и в Гидрометслужбе СССР.

Расскажем теперь о постановке самописцев течений на автоном­ ную работу в открытом океане. В качестве примера возьмем по­ становки буйковых станций в Тихом океане с борта научно-исследо­ вательских судов Гидрометслужбы СССР, и только потому, что ав­ тору довелось принимать непосредственное участие во многих по­ становках. Хотя не меньшее, если не большее, количество выполнен­ ных буйковых станций в Тихом океане приходится на долю Инсти­ тута океанологии Академии наук СССР, а первым, кто начал их по­

очень больших глубинах, и в этом случае самописцы течений опус­ кались с борта судна. Однако несравненно большее значение име­ ла отработка «Витязем» в 50-х годах методики постановки буйковых станций в открытом море.

В 1959—1960 гг. Дальневосточный научно-исследовательский гид­ рометеорологический институт гидрометслужбы СССР (ДВНИГМИ) получил в свое распоряжение два корабля погоды: «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шокальский». Основным назначением этих судов было производство метеорологических и аэрологических наблюдений, нс попутно они производили широкий комплекс океанографических работ, в том числе и постановку буйковых станций.

50

Особенно памятна постановка буя в Тихом океане с борта НИС «А. И. Воейков» в 1961 году. И не только потому, что она была пер­ вая в практике научно-исследовательского флота ДВНИГМИ, но и по причине драматических событий, сопутствующих этой постанов­ ке. А дело обстояло так: вблизи экватора на 154-м градусе запад­ ной долготы были поставлены на якорь пенопластовый буй с подвес­ кой к тросу, соединяющему якорь с буем, и пять самописцев тече­ ний системы Ю. К. Алексеева. Самописцы размещались на глуби­ нах 50, 100, 250, 500 и 1000 метров. Буй простоял весьма устойчиво четверо суток. На пятые сутки возникла необходимость пойти а порт Сува (о-ва Фиджи) для пополнения запасов пресной воды и продовольствия. Жалко было прерывать наблюдения над течения­ ми, к тому же на поход в порт Сува отводилось мало времени. По этой причине было решено не тратить время на подъем буя и оставить его на месте без присмотра в надежде, что он простоит до нашего возвращения. После возвращения через 18 суток буя в месте его постановки не оказалось. Трое суток продолжались без­ результатные поиски буя к западу от места постановки, в предполо­ жении, что громоздкий буй свежими ветрами северо-восточного пассата и пассатным течением должен дрейфовать с востока на за­ пад. Когда же пропали последние надежды найти буй, было при­ нято решение поискать буй не к западу, а к востоку от места по­ становки, в расчете, что буй мог быть снесен к востоку недавно открытым на экваторе глубинным течением Кромвелла. Об этом открытии автору было известно из иностранных и отечественных научных публикаций, в частности из статьи О. И. Мамаева «Течение Кромвелла» («Природа», 1961, № 2). Правда, это течение было об­ наружено западнее нашего места, но мы не исключали возможно­ сти наличия этого течения и в нашем районе. Согласно американ­ ским данным, течение Кромвелла располагается на глубине между 35 и 250 метрами под экватором и следует с запада на восток со скоростью 2—3 узла. Конечно, трудно было ожидать, чтобы дейст­ вие этого течения на тонкий трос и на 2 вертушки, подвешенные на глубине 50 и 100 метров (на этой глубине, как сказано, действу­ ет течение Кромвелла), смогло бы протащить к востоку буйковую систему и, главное, сам буй против поверхностного течения и ветра.

51

Однако такая попытка была предпринята, и она увенчалась успе­ хом: в 65 милях к востоку от места постановки буй был обнаружен и поднят на борт. Все приборы работали нормально в течение 12 суток. Срыв буйковой станции с якоря произошел буквально за не­ сколько дней до нашего возвращения.

Результаты наблюдений, полученные в этой экспедиции, обога­ тили нашу науку новыми данными о режиме течений в этом слабо изученном районе Мирового океана. Прежде всего они подтверди­ ли наше предположение о том, что течение Кромвелла распростра­ няется западнее того места, где его наблюдали американцы. На­ ши наблюдения показали, что течение Кромвелла очень сильно не только на самом экваторе, но и в 60 милях севернее его (на 1° с. ш.) и к тому же отличается большим постоянством в течение 12 су­ ток. Важным результатом экспедиции являлась отработка техники постановки и снятия буйковых станций на больших глубинах океана.

В экспедиции, о которой шла речь, начальником был автор этой брошюры, его заместителем — Л. К. Конопкин, а капитаном В. И. Хворостянко. В последующее время Леонид Кириллович Ко­ нопкин продолжал бессменно плавать на НИС «А. И. Воейков» в качестве помощника капитана по научной работе, а В. И. Хворостян­ ко перешел на НИС «Ю. М. Шокальский». С ним автору довелось еще не раз ставить буйковые станции на экваторе и в других райо­ нах Тихого океана.

На экваторе в центре океана постановка и снятие буев облегча­ ются отсутствием в этом районе тайфунов и даже обычных штормов, здесь в течение всего года дуют устойчивые ветра восточного на­

судно. Буйковые станции можно здесь оставлять без присмотра на длительное время, выполняя другие разделы научной программы. Другое дело постановка буйковых станций в районах интенсивного судоходства, например к югу или востоку от острова Хонсю (Япо­ ния). Здесь все время надо находиться рядом с буем. Сколько раз приходилось только своим присутствием вблизи буя доказывать лю­ бопытствующим судам, что буй — не бесхозный дрейфующий пред-

52

мет, а заякоренная буйковая установка, с помощью которой ведут­ ся научные наблюдения. Конечно, лучше все время иметь выстав­ ленный буй в пределах видимости судового локатора во избежа­ ние подъема. буя судами, обеспечивающими безопасность кораб­ левождения, да и опасность срыва буев тайфунами в этом штормо­ вом районе океана значительно вероятнее, чем на экваторе. На­ блюдались даже случаи хищения буйковых станций. Вот почему давно назрел вопрос о разработке международных мер защиты научных буев и общепринятых норм их эксплуатации.

Расскажем теперь о способах постановки буйковых станций на і больших глубинах океана. Чтобы поставить буй на глубинах свыше 4 тысяч метров, нужна специальная техника. Кроме того, с малых

грузоподъемностью в 5 тонн, мощная грузовая лебедка, соответст­ вующий такелаж (ширококипные канифас-блоки, роульсы, стопоры, зажимы) и, конечно, сам буй, металлический типа «Пинч» или спе­ циальный — пенопластовый.

который при этом обычно ложится на воду, боком, так что пассив­ ный радиолокационный отражатель, который крепится в верхней части буя на металлическом стержне с растяжками, почти касает­ ся верхушек волн. Затем одна за другой к тросу, скрепленному с нижним рымом буя надежной скобой, начинают подвешивать са­ мописцы течений. Сначала к тросу прикрепляются винтовыми за­ жимами треугольные металлические кронштейны, а затем к ним подвешиваются на металлических цепочках сами буквопечатающие вертушки. Подвесив последнюю вертушку, начинают травить ос­ тальной трос. Судно, обладающее большой парусностью, дрейфует по ветру быстрее, чем буй. Поэтому при стравливании длинного

■троса, как правило, не возникает необходимости давать судну ход,

чтобы растянуть трос. Такая необходимость возникает при штиле, при отсутствии дрейфа. Когда за борт стравлен весь трос, к его концу прикрепляют якорь. Обычно якорем служит чугунный

53