Исследование океанских глубин

Конструктивно аппарат представлял собой приплюснутую сферу. Такая форма позволяет двум наблюдателям, лежа ничком, смотреть в иллюминаторы. Значительное количество оборудования и приборов было вынесено наружу, за пределы прочной сферы, чтобы аппарат обладал большей плавучестью. Так, тяжелые аккумуляторные батареи, движительная установка и детали управления были закреплены снаружи и закрыты лишь обтекателем из стеклопластика. Корпус эллипсоидной формы (максимальный диаметр 1,8 метра) состоял из двух сваренных вместе половин, изготовленных из мягкой стали толщиной 1,8 сантиметра. Он имел следующие отверстия: два конических иллюминатора диаметром 16 сантиметров, три небольшие оптические линзы с широким обзором, расположенные в верхней части аппарата, иллюминатор для кинокамеры и восемь отверстий для прохода гидравлических труб и электрических кабелей.

В 1957 году не существовало камер высокого давления для проверки прочности корпуса: в имевшихся не мог разместиться аппарат такой величины. Поэтому испытания корпуса на прочность производились в море, как это происходит и поныне при проверке крупных аппаратов вроде «Алюминаута». Предусмотренная для «Ныряющего блюдца» эксплуатационная глубина составляла 300 метров. Корпус получил обозначение DS-1 (от английского «Ныряющее блюдце»). Испытания производились с борта «Калипсо» в Кассисе (Франция), неподалеку от участка, где прежде проводили научно-исследовательские работы ученые Центра подводных исследований. Во время первых серий погружений аппарат, на котором не было людей, прикрепляли к тросу. Чтобы компенсировать вес экипажа и оборудования, в корпус поместили смычку якорь-цепи и другой груз. Корпус погружался до глубины 900 метров, причем запас прочности составлял 3—1, намного превышая коэффициент у подводных лодок, равный примерно 1,5—1. Требование высокой надежности предъявлялось ко многим деталям «Блюдца», хотя и отражало консервативный подход к решению технических задач. Но за время работ с «Ныряющим блюдцем» мы смогли убедиться в справедливости принципов, которыми руководствовались при проектировании и строительстве аппарата.

Во время погружения корпуса все шло хорошо до тех пор, пока не начался подъем. Корпус уже приближался к поверхности, но тут судно качнуло, трос, не выдержавший значительной нагрузки, порвался и желтый сфероид начал падать на дно. На глубине 990 метров корпус, получив нейтральную плавучесть, повис в воде: на ленте самописца эхолота было отчетливо видно, что он не дошел 4,5 метра до дна. Потеря корпуса была тяжким ударом для Кусто и Управления подводных исследований и новым доказательством той опасности, какую таит в себе вечно подвижная поверхность моря, где соприкасаются воздух и вода. Корпус DS-1 пролежал на дне несколько лет, и всякий раз, как «Калипсо» проходила над ним, экипаж судна «видел» аппарат все на том же месте и в том же положении, что свидетельствовало о прочности и правильном выборе конструкции корпуса. Это была одна из тех неудач, которые заставили Жака- Ива Кусто прийти к такому выводу: «Когда в море имеешь дело с тросом, можно быть уверенным в двух вещах: он или запутается, или порвется».

Прошло почти два года, прежде чем на свет появилось «Ныряющее блюдце» номер два. Аппарат был построен и подготовлен к морским испытаниям. Кусто и его помощники из Управления подводных исследований приложили немало труда к тому, чтобы DS-2 прошел нужные проверки. Как и при создании любого аппарата, работающего в совершенно новых условиях, все приходилось открывать впервые. Особенно трудной оказалась проблема аккумуляторных батарей. Сначала предполагалось, что DS-2 будет снабжен никелево-кадмиевыми батареями, имеющими небольшой вес и значительную емкость. Это было важным фактором, поскольку для перемещения аппарата, маневрирования и освещения необходимо значительное количество электроэнергии. Конструкторы мудро решили, что всплытие и подъем на поверхность не должны зависеть от наличия энергии. Хотя значительная емкость аккумуляторов и гарантировала работу ряда важных систем и устройств, благополучное возвращение обеспечивалось посредством сбрасывания балласта. При первых испытаниях никелево-кадмиевые батареи (батареи «Никад») работали с перебоями, а потом начали взрываться, с силой швыряя небольшое суденышко в разные стороны. Именно в такой критический момент был впервые проверен 180-килограммовый балласт для срочного подъема. «Блюдце» вместе с экипажем быстро и благополучно достигло поверхности. Конструкторы занялись разработкой более качественных аккумуляторов и вернулись к обычным свинцово-кислотным батареям, решив, что никелево-кадмиевые еще недостаточно усовершенствованы для эксплуатации под водой. Защитные футляры для свинцово-кислотных батарей оказались весьма простыми и прочными, более того, они безотказно работали в 1959 году и по-прежнему работают в настоящее время.

«Ныряющее блюдце» в разрезе (вид спереди).

1 — ввод кабеля, 2 — счетчик скорости течений, 3 — распределительный шит, 4 — ручной аварийный насос, 5 — эхолот, 6 — лампа мощностью 100 ватт, 7 — 150-ваттный прожектор, 8 — водяная балластная цистерна, 9 — цилиндр со ртутью для регулировки наклона аппарата, 10 — клешня механической руки, 11 — корзина для образцов грунта, 12—подсветка мощностью 250Э ватт, 13 — стробоскоп, 14 — сопло водомета, 15 — механизм вращения. 10 — стрела с укрепленной на ней подсветкой, 17 — пластмассовый обтекатель, 18 — стальной корпус толщиной 1,9 сантиметра, 19 — наполненный маслом футляр, 20 — балластный насос, 21 — отсечной гидравлический клапан, 22 — ввод гидравлического привода, 23 — осциллятор, 24 — надувная рубка.

«Ныряющее блюдце» в разрезе (вид сзади).

1 — счетчик количества углекислого газа, 2 — магнитофон (звуковой вахтенный журнал), 3 — рулевой рычаг, 4— ручка управления соплами, 5 — контактор, 6 — кормовой резервуар со ртутью, 7 — рулевой механизм, 8 — насос водометного устройства, 9 — патрубок, 10 — электромотор, 11 — выпускной клапан, 12 — приборная панель, 13 — упор для подбородка, 14 — иллюминатор, 15 — 16-миллиметровая кинокамера, 16 — гирокомпас, 17 — ксеноновый маячок, 13 — антенна.

Создание нужных аккумуляторных батарей было одним из многих своеобразных и эффективных решений, осуществленных французами при постройке подводного аппарата. Прежде чем «Ныряющее блюдце» окончательно вступило в строй, произошло немало волнующих историй. О некоторых из них Кусто поведал в своей книге «Живое море». В период с 1960 по 1964 год «Ныряющее блюдце» около 130 раз совершало погружения, проводимые Кусто и другими учеными, осуществлявшими различного рода исследования в Средиземном море.

Расстояние от кончика одного крыла «Ныряющего блюдца» до другого 2,8 метра, конечно, если можно дать обтекателям из стеклопластика определение «крылья», бытующее в авиации. Уже одно присутствие на аппарате реактивных двигателей странно само по себе. Факт, что габариты «Блюдца» не превышают 3 метров, означает, что его можно перевозить на самолете. А это имеет первостепенное значение, когда доставлять аппарат необходимо в различные места земного шара. Прочный корпус имеет диаметр 200 сантиметров и высоту 152 сантиметра. Но с салазками высота аппарата увеличивается до 213 сантиметров. В случае, когда необходимо погрузить «Блюдце» на самолет, высоту его можно несколько уменьшить. Готовое к эксплуатации «Блюдце» весит около 3600 килограммов. Тех, кто впервые видит его, чаще всего поражают небольшие размеры. И действительно, когда вы подходите, к нему, оно кажется очень маленьким, зато внутри оно гораздо просторнее, чем можно ожидать: там вполне можно сидеть не сгибаясь. Вид аппарата в разрезе показан на рисунке.

СИСТЕМЫ И ПРОЧИЕ УСТРОЙСТВА

Способ передвижения. Для передвижения под водой на «Ныряющем блюдце» установлен гидрореактивный движитель, состоящий из двух сопел, выбрасывающих струи воды, толкающие судно вперед. Электрический двигатель мощностью в 2 лошадиные силы, размещенный в прочном корпусе, приводит в движение водяной насос, от которого через V-образный патрубок по двум прочным пластмассовым трубкам диаметром 6 сантиметров, проходящим по обоим бортам, вода подается к соплам водомета. Поток воды можно направлять в ту или другую сторону или же пропускать через гидравлический плунжер, служащий рулем. Сопла установлены на «крыльях» аппарата и с помощью шестерен могут поворачиваться на 270°, от положения «горизонтально вперед» до положения «горизонтально назад». Это перемещение также осуществляется при помощи гидравлического привода. Рукоятка управления соплами, как и две остальные рукоятки управления, размещены слева от оператора. Сопла могут поворачиваться и одновременно, и поочередно. Повернув сопла в разные стороны, можно тотчас же развернуть «Блюдце» вокруг своей оси. Электромотор, основной узел силовой установки, заключен в прочный контейнер. Вращающий момент от мотора передается на водяную помпу при помощи муфты, снабженной масляным сальником, препятствующим проникновению воды. Мотор имеет две скорости — среднюю и полную — и управляется оператором с контрольного пульта. Скорость аппарата, получаемая благодаря использованию системы такого рода, естественно, незначительна, поскольку мощность выбрасываемой струи не слишком велика. Полная скорость меньше узла. Однако следует учесть, что «Блюдце» вовсе не предназначено для скоростного перемещения на большие расстояния. В сущности, оно было создано для того, чтобы человек мог подробно изучить живой мир моря и характер его дна. И скорость свыше узла чаще всего была бы излишней, поскольку аппарат не смог бы приближаться достаточно медленно к тем или иным предметам, привлекшим внимание наблюдателя, не смог бы разворачиваться и маневрировать, проникая в узкие подводные ущелья и каньоны.

Увеличение скорости осложняет задачу конструктора: возникает необходимость повысить мощность двигателя и емкость аккумуляторов, что приводит к увеличению веса аппарата, а следовательно к сложности эксплуатации. Именно эти соображения заставили конструкторов «Ныряющего блюдца» принять такие технические решения, при которых тихоходность сочетается с высокой маневренностью. При проектировании многих более современных подводных аппаратов конструкторы увеличивают радиус действия и скорость. Однако источники энергии — аккумуляторы — по существу остаются прежними, тяжелыми и громоздкими. Конструкторам приходилось всякий раз идти на компромисс: повышая скорость и автономность, они значительно увеличивают вес и размеры аппарата. Многие считают, что скорость «Блюдца», а следовательно, и радиус его действия, составляющий 2—3 мили, крайне недостаточны, но целый ряд биологов и кое-кто из геологов, с которыми я беседовал, говорят, что лишь при скорости меньше 1 узла они в состоянии рассмотреть, определить характер и сфотографировать интересующие их объекты.

Балластная система. Одним из важных условий, гарантирующих безопасность работы в подводных аппаратах, разработанных Жаком-Ивом Кусто, является наличие балласта, который можно сбросить, когда необходимо всплыть. Кусто отказался от применения механических устройств для спуска и подъема. В подводном аппарате, в отличие от классической подводной лодки, не используются балластные цистерны и сжатый воздух для их продувания при всплытии с больших глубин. Аппарат может подниматься на поверхность, если сбросить груз или откачать воду из цистерны. На «Ныряющем блюдце» используется надежная и простая система: как раз под иллюминаторами прикрепляются две чугунные чушки весом 25 килограммов каждая. Они удерживаются двумя чеками снизу и одной, подвижной, сверху; последняя соединена с поворотным механизмом. Рычаг, находящийся внутри аппарата, может поворачиваться на 45° влево или вправо. При этом освобождается сперва один груз (аппарат приобретает при этом нулевую плавучесть), а затем второй (и тогда аппарат всплывает). Когда «Блюдце» спускается на воду с полным балластом, прикрепленным к его днищу, оно приобретает скорость около 18 метров в минуту. В 15 метрах от дна сбрасывается первый груз. Регулировать плавучесть можно с помощью специальных устройств, это делается посредством приема некоторого количества воды в резервуар емкостью 45 литров или выкачиванием такого же количества. Вода поступает в резервуар под тем же давлением, какое существует на данной глубине, но, когда она попадает в резервуар, давление уменьшается. Выкачивается вода с помощью электрической помпы и ручного насоса, если помпа выйдет из строя. Аварийный груз является составной частью балластной системы, хотя, как правило, он не используется. Этот свинцовый груз весом 180 килограммов, укрепленный снизу в задней частя аппарата, сбрасывается с помощью поворотного рычага такой же конструкции, как и описанная выше. При этом рычаг необходимо повернуть почти на 360°, чтобы при случайном прикосновении к нему груз не сбрасывался.

Гидравлические устройства. Большинство операций на борту «Ныряющего блюдца» осуществляется с помощью гидравлических приводов. В гидравлической системе, которая находится внутри корпуса, при помощи насоса, приводимого в движение мотором, создается давление 70 килограммов на квадратный сантиметр. Но на случай, если электромотор выйдет почему-либо из строя, предусмотрен и ручной гидравлический насос. Всякий раз, как используется гидравлический привод, включается помпа, поддерживающая в системе нужное давление. С помощью гидравлических приводов осуществляется поворот сопел водомета, изменяется положение аппарата, производится управление манипулятором — механической рукой, а также штангой, на которой укреплен прожектор для киносъемки. Все устройства можно регулировать, кроме того, приводы гидравлической системы можно отключать при помощи клапанов — факт, приобретающий важное значение, когда в каком-то из узлов появляется течь.

Изменение положения корпуса. «Ныряющее блюдце» позволяет экипажу смотреть вверх или вниз, а также двигаться вверх или вниз по склону подводной горы. В двух цилиндрах, расположенных в носовой и кормовой частях аппарата, помещено 125 килограммов ртути: передний находится выше центральной горизонтальной плоскости, а кормовой — ниже. Таким образом, если всю ртуть переместить, скажем, в носовой цилиндр, аппарат на 30° наклонится вниз. На перемещение ртути из одного цилиндра в другой уходит около 10 секунд. Оператор изменяет дифферент с помощью гидравлики, поворотом рукоятки, укрепленной под его ложем. В экстренном случае ртуть можно вылить за борт, тогда «Блюдце»