Техника

Техника

наука

История флота

оглавление

Научно-исследовательские суда

Науки, которые накапливали и систематизировали всю информацию о водной среде, стали развиваться практически одновременно с мореплаванием. На карты наносились рифы и мели, острова и течения, проливы и господствующие ветры. И хотя океан был огромен, а исследовательская техника примитивна, все-таки ученые проделали большую работу. Появление научно-исследовательских судов значительно облегчило человечеству задачу по изучению океанских глубин.

Современное научно-исследовательское судно Современное научно-исследовательское судно

В 1959 г. самым большим американским кораблем данного типа был «Спенсер Ф. Берд». Его водоизмещение составляло 505 т. В Советском Союзе в 1957 г. построили научно-исследовательское судно «Михаил Ломоносов» водоизмещением 5 960 т. Оно было специально спроектировано для проведения работ по программе III Международного геофизического года.

К весне 1960 г. в нашей стране создали 10 кораблей, предназначенных для исследовательских работ. Все они имели 102 м в длину, 14 м в ширину, осадку, равную 6 м, и по внешнему виду напоминали обычные 3000-тонные грузовые корабли. Суда типа «Академик Курчатов» были построены в Висмаре на «Матиас-Тезен-верфи». При скорости, равной 18,2 узла, радиус их действия составлял около 20 000 морских миль. Они могли принять на борт 85 членов экипажа и столько же научных работников.

В оборудование современных океанографических судов обычно входят тросовые барабаны (составная часть глубоководной якорной лебедки), приспособленные для наматывания километров якорного троса. С их помощью ученые измеряют температуру и соленость океанских вод, фиксируют различные течения, плотность фауны и флоры и т. д. Кроме того, в оборудование включают глубинные тралы, лебедки, эхолокатор и гидролокатор. Есть на суднах специализированные мастерские, вертолетные площадки и установки для запуска исследовательских ракет. Но основой всего оборудования являются бортовые лаборатории, в которых обобщается и анализируется весь полученный в результате исследований материал.

Особо необходимо отметить работу немецкого ученого Альфреда Мерца по изучению Атлантики. По его проекту оснастили германскую атлантическую экспедицию, которая отправилась в плавание на ставшем впоследствии знаменитым гидрографическом померном судне «Метеор». Ученые первыми произвели систематические промеры районов Атлантики, лежащих в стороне от судоходных путей. Главной же их задачей было исследование физико-химического строения и динамики водных масс Южной Атлантики.

Помимо специальных сооружений внушительных размеров, на «Метеоре» находилось множество небольших, но очень важных приборов: глубоководные опрокидывающие термометры и барометры, кислородные и температурные зонды, а также зонды для определения солености, батитермографы, измерители скорости течений, волнографы, приборы для взятия проб грунта, планктонные сети и т. д.

Однако ученые всего мира понимали, что одно, даже оснащенное самым ультрасовременным оборудованием, экспедиционное судно не в состоянии на должном уровне изучить океан. Лишь целые флоты плавающих лабораторий, расположенных на определенных расстояниях друг от друга, способны провести синхронные измерения и разведку водных просторов.

В результате был организован III Международный геофизический год, в течение которого моря бороздили 60 научно-исследовательских судов из разных стран, но подчинялись они единому научному руководству. «Михаил Ломоносов» совершил в рамках ММГ четыре научно-исследовательские экспедиции в Северную Атлантику.

В работах по плану Международного геофизического года приняло участие одно немагнитное судно, т. е. судно, в конструкции которого не было ни одного железного гвоздя. Это была отечественная парусная шхуна «Заря». При ее строительстве использовали только медь, дерево и бронзу. Перед данным специализированным судном стояла задача составить новые точные магнитные карты Земли. Необходимо отметить, что работы по магнитным измерениям очень важны для навигации.

В 1968 г. было введено в эксплуатацию американское буровое судно «Гломар Челленджер» для бурения донных отложений на глубинах до 6 000 м. Корабль предназначался только для исследовательской работы.

В рейсах судна в свое время принимали участие ученые многих стран. В ходе научных работ появилось представление о тектонической структуре глубинных слоев земного шара и обнаружены следы нефти на очень большой глубине, в т. ч. на дне Карибского моря. Этим фактом ученые опровергли бытовавшее в то время мнение, что нефть можно найти только в пределах морского шельфа. Кроме того, с помощью «Гломара Челлендже-ра» разработали данные для определения возраста пород, образующих морское дно. Как оказалось, их возраст не так велик, как считалось ранее. Например, образцы, взятые в Средиземном море, позволили узнать, что 7 млн. лет назад море пересыхало.

В ноябре 1948 г. впервые были произведены испытания батискафа «ФНРС II», название которого составлено из первых букв «Фонде Насьональ де ла Решерш Сьентифик» — это Бель-гцйский государственный научно-исследовательский центр, финансировавший строительство первого исследовательского глу-бсжоводного судна.

Аппарат сконструировал профессор Опост Пиккар в содружестве с бельгийским физиком Максом Косинсом. Максимальная глубина, на которую смог опуститься батискаф, составляла 1 380 м. Первое погружение, состоявшееся в бухте Сайта-Клара на острове Сантьягу, прошло успешно. Но прекрасно справившийся с давлением на глубине аппарат не был приспособлен для передвижения по волнам.

Исследования морских глубин продолжили на батискафе французского военно-морского флота «ФНРС III». Во время его строительства конструкторы старались учесть все недочеты, которые выявились при испытании предыдущего аппарата, и улучшить его мореходные качества.

Батискаф «Триест II», спустившийся в январе 1960 года на дно Марианского желоба, значительно превосходил первую модель по техническим параметрам и по оснащению. Аппарат был оборудован множеством научных приборов: измерителями гидростатического давления, автоматическим регистратором температуры, измерителем течения, фотоаппаратом с электронной вспышкой, подводным ультразвуковым телефоном, планктонос-борником и т. д.

Аналогичное предназначение имеют специально сконструированные американцами исследовательские гидростаты «Алюми-наут», «Элвин», «Сумбарина ПЦ-ЗБ» и «Дип Джип» и русские «Бентос-300» и «Тинро II», предназначенные так же для работ на шельфе. Существуют глубоководные суда для изучения океанских глубин, которые способны проникнуть на несколько километров в глубь дна.

Относительно недавно появился новый тип научно-исследовательских судов, предназначенных для выполнения отечественной программы исследования космоса. К таким судам относятся, например, «Космонавт Юрий Гагарин» и «Космонавт Владимир Комаров». Данные корабли способны принимать информацию с космических аппаратов и в случае необходимости даже управлять ими. Их характерной особенностью являются специальные гигантские антенны, установленные на палубе.

Огромной популярностью во всем мире пользуется французский ученый-океанограф Жак Ив Кусто (1910-1997 гг.). Миллионы людей — правда, всего лишь в кино — вместе с ним, его командой и судном «Калипсо» принимали участие в путешествиях по морям и океанам. Благодаря ему зрители узнали разнообразные тайны водных глубин, побывали в разных странах, познакомились с разными людьми и т. д

.

С огромным восторгом был встречен фильм Кусто «В мире безмолвия». В 1956 г. его работа завоевала «Золотую пальмовую ветвь» в Каннах. Материал для фильма был снят во время очередного научно-исследовательского плавания «Калипсо» и рассказывает зрителям о буднях французской экспедиционной группы под руководством знаменитого океанографа. Кусто также является автором фильмов «На глубине 18 м» (1943 г.), «Дневник погружения» (1950 г.), «Мир без солнца» (1965 г.) и многосерийного телефильма «Одиссея команды Кусто».

Жак Ив Кусто родился в 1910 г. в семье коммерсанта. Уже в молодости он отличался огромным любопытством и цепким умом. Жажда приключений и новых впечатлений привела к тому, что во время службы в армии он добился зачисления в военно-морской флот, но автомобильная авария лишила его возможности стать десантником. Этот факт и определил его дальнейшую судьбу.

Все свои силы и способности Кусто отдал изучению океана. В своей работе он добился ярких практических результатов. Со временем великий француз возглавил знаменитый Монакский океанографический музей, одновременно продолжая работать в области исследования возможностей человека в море как в жизненной среде обитания. Жак Ив проводил эксперименты с подводными домами типа «преконтиненты» или «коншельфы, «таинственный остров» и др. Именно Кусто создал акваланг — аппарат, который и по сей день служит науке и спорту. Он также разработал уникальное в своем роде судно, приспособленное для изучения океанских глубин.

Кусто со своей командой провел обширнейшие исследования у побережья Хадрамаута, в Персидском заливе, у Сейшельских и Коморских островов, в Черном и Средиземном морях, в Тихом океане. «Калипсо» представляло собой прекрасно оборудованное судно с многочисленной исследовательской аппаратурой, приспособленной к прямым визуальным и фотографических наблюдениям в толще океанских вод.

История «Калипсо» началась в 1944 г., когда в парижских кинотеатрах шел документальный фильм Ж. И. Кусто о погружениях с аквалангом. Фильм назывался «Эпаве» («Затонувшие корабли») и понравился не только зрителям, но и Главному управлению французского кино. С этого момента Кусто задумал снять художественный фильм, а на полученную от Управления ссуду построить исследовательское судно. До этого момента ему с командой приходилось работать на траулерах или арендованных средствах передвижения по воде.

Конструкция будущего исследовательского судна учитывала все, что знал сам Кусто, Филипп Тайе и Фредерик Дюма, с которыми он работал уже много лет. Инженер-судостроитель Андре Морис создал чертежи будущего судна весом в 75 фунтов.

Один старый моряк посоветовал французам не строить совершенно новое судно, на которое нужны огромные средства, а переоборудовать списанный «фейрмейл» — патрульное судно береговой охраны (их выпускали в годы войны целыми сериями).

На Мальте, куда Кусто прилетел, чтобы приобрести необходимое судно, совершенно случайно ему на глаза попалось «Калипсо» — минный тральщик водоизмещением 360 т, длиной 140 футов, построенный в США в 1942 г. для английских военно-морских сил. Прежний владелец сдал «Калипсо» на Антибскую судоверфь.

Вскоре бывший минный тральщик приобрел совершенно иной вид. Каюты на корабле сделали более просторными, установили на корме кран, создали три совершенно новых приспособления: водолазный колодец, высокий наблюдательный мостик и обсерваторию для подводных наблюдений.

Водолазный колодец пронизывал весь корпус судна и открывался в камбуз. Это позволяло пловцам входить в воду в средней, наиболее устойчивой части «Калипсо» и не бороться с волнами в плохую погоду. После работы в холодной воде, они сразу попадали в теплый камбуз. Кроме того, колодец позволял совершенно незаметно погружаться и выходить на поверхность. Снизу его перекрывал люк, установленный для того, чтобы не нарушалась обтекаемость корпуса судна. Вода в колодце всегда держалась на уровне ватерлинии.

Высокий наблюдательный мостик, перекинутый над капитанским, крепился на двух алюминиевых трубах, предназначенных одновременно для вентиляции. Данная конструкция использовалась для наблюдения за поверхностью моря и направлением движения судна.

Обсерватория для изучения подводного мира была расположена в носовой части на 8 футов ниже ватерлинии. Стальную камеру вместе с входной шахтой, чтобы не ослаблять форштевень, вынесли наружу. С носа вниз на 25 футов уходила 30-дюймовая труба с трапом внутри, соединенная болтами с форштевнем и накрытая на уровне палубы водонепроницаемым люком. В камере обычно находился наблюдающий матрос. В его распоряжении находилось пять круглых иллюминаторов: два обращены вперед, один вниз и по одному иллюминатору с обеих сторон. В днище камеры распологались датчики гидролокатора, посылающие сигналы вперед и вертикально вниз. Камера также была снабжена вентиляцией и телефоном, который связывал с мостиком. Подводная обсерватория неожиданно улучшила мореходные качества «Калипсо»: торчащий выступ и закругленный форштевень увеличили скорость корабля на пол-узла.

Приспособленная для траления мин широкая и открытая кормовая палуба одновременно оказалась отличной платформой для подводных пловцов, так как здесь нашлось много места и для подводного снаряжения. Чтобы ничто не мешало погружению людей под воду и спуску приборов, фальшборт с «Калипсо» удалили. На судне существовало специальное помещение для подготовки к погружениям; там стояли станки и оборудование.

Фирменную серую окраску судна изменили на белую и сверху поместили обтекаемую трубу с черной каймой вверху и эмблемой: на зеленом поле белая нимфа Калипсо из «Одиссеи» Гомера, плывущая наперегонки с дельфином. В первое время оборудование для судна дарили или одалживали предприниматели, заинтересованные в его испытании. Например, ВМС предоставили судовую радиостанцию и некоторое снаряжение. Новое предприятие Кусто финансировалось американской телевизионной фирмой «Вольпер Продакшнс», для которой он по контракту должен был подготовить серию фильмов о жизни океана.

Первое свое плавание «Калипсо» совершила в Красном море. Наряду с Кусто, Фредериком Дюма и Филиппом Тайе в экспедиции принимали участие их соратники по борьбе за освоение морских глубин — профессор морской геологии при Сорбоннском университете Жак Буркар; биолог Пьер Драша; инженер-оптик Жан де Вутер д'Опленте, который отвечал за работу гирокомпаса, стереокамеры и всех точных приборов; специалист по вулканам Гарун Тазиев; Владимир Нестеров и Жан Дюпа, хорошо знающий арабский язык; Клод Франсис-Беф, состоявший во главе гидрологического отряда; Бернар Калам — его помощник; Жаклин Занг — вторая женщина на борту (первой была Симона) и мн. др. Первым американским участником экспедиции стал Джемс Даген. На судне проводил свои исследования и доктор Мелвилл Белл Гроувнэ из Национального географического общества США.

После Красного моря Кусто и его команда бороздили воды Атлантического океана, плавали у острова Святой Елены, в Тихом океане, в суровых водах ледяного Антарктического континента и т. д.

Именно Жак Ив Кусто разработал аппарат НБ-2, который в обиходе называли ныряющим блюдцем за форму корпуса в виде сплющенного сфероида. Благодаря ему ученые получили возможность проводить свои исследования на глубине до 300 м. Аппарат представлял собой стальную сферу, которая была заключена в плоскую капсулу из пластмассы.

У НБ-2 передний ведущий мост и водометные трубы огибали корпус с двух сторон. Необычная конструкция ныряющего блюдца позволяла ему всплывать и погружаться под любым углом, а также идти задним ходом. Нужный наклон аппарату придавал ртутный балласт. Общим гидроприводом управляли вспомогательные механизмы. Электроуправление было сведено до минимума.

В наружном поясе находились силовая и гидравлическая системы, накрытые стеклопластиковым обтекателем, который улучшал гидродинамические качества лодки и страховал ее от ударов. В передней части НБ-2 крепилась фотокамера с электронной вспышкой для глубинных съемок. Осветитель находился снаружи на вьщвижном гидравлическом поршне. На судне находилась гидравлическая конечность с угольником и двумя пальцами, которая использовалась для захвата и срезания образцов.

Все, что происходило за пределами НБ-2 во время исследования подводных глубин, можно было наблюдать через многочисленные иллюминаторы, три из которых представляли собой монокулярные системы с полем зрения в 180° и позволяли видеть то, что происходило вверху. С помощью трех датчиков эхолота, направленных вверх, вниз и вперед, ученые следили за объектами, недоступными для зрения. Приборы, расположенные внутри кабины, контролировали давление, глубину спуска, напряжение тока, запас кислорода в баллонах и процент углекислого газа в воздухе. Кроме того, на приборной доске находились: экран эхолота, гирокомпас и кнопки для управления съемочной, осветительной аппаратурой и магнитофоном.

Обеспечение кислородом и функционирование поглотителей углекислоты происходило автоматически в течение 24 часов в сутки. Аварийными системами ученые управляли вручную. Две-надцатигаллонный бак для балласта, расположенный между водителем и наблюдателем, предназначался для регулирования веса аппарата. Если аппарат оказывался слишком легким, в бак подпускали воду.

Предельная скорость НБ-2 составляла полтора узла, а глубина погружения 360 футов. С помощью НБ-2 ученые сделали только в Средиземном море 60 научных исследований.

С 1985 г. Жак Ив Кусто бороздил морские просторы на турбо-парусном судне «Алкион». Этот выдающийся человек, которого очень часто называют великим французом, всю свою жизнь посвятил изучению жизни в водном пространстве. Он внес неоценимый вклад в мировую науку.





Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-