Batiskafas – kas tai? Dizainas

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:42

Jei kada nors žiūrėjote garsiuosius Kusto komandos filmus apie povandeninį pasaulį, tuomet negalėjote atsiminti nuostabių į erdvėlaivį panašių povandeninių transporto priemonių – batiskafų. Taigi kuo įdomus batiskafas, ką su juo galima tyrinėti? Šių laivų pagalba žmogus gali pasinerti į vandenyno gelmes, kad galėtų atlikti mokslinius stebėjimus ir pažinti paslaptingas vandenynų gelmes.

Vardo etimologija

Batiskafas savo pavadinimą skolingas Auguste'ui Piccardui, išradėjui, išradusiam šį aparatą. Šis žodis kilęs iš graikų kalbos žodžių poros, reiškiančios „indas“ir „gilis“. 2018 m. „giliavandenis laivas“švęs 80 metų jubiliejų.

Batiskafo išradimas

Piccard išrado giluminį povandeninį laivą netrukus po Antrojo pasaulinio karo pabaigos, 1948 m. Batiskafų pirmtakai buvo batisferos – rutulio pavidalo giliavandenės transporto priemonės. Pirmasis toks laivas buvo išrastas Amerikoje XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje ir sumaniai neria į 1000 metrų gylį.

Skirtumas tarp batiskafo ir batisferos yra tas, kad pirmosios gali judėti savarankiškaitirštesnis už vandenį. Nors judėjimo greitis nedidelis ir siekia 1-3 mazgus, tačiau to pakanka aparatui pavestoms mokslinėms ir techninėms užduotims atlikti.

Prieš karą šveicaras dirbo ties stratosferos balionu ir jam kilo mintis pagaminti povandeninį laivą, savo principą panašų į tokius orlaivius kaip dirižablis ir oro balionas. Tik prie batiskafo vietoj balioninio baliono, kuris pripildytas dujomis, balionas turi būti užpildytas kokia nors medžiaga, kurios tankis mažesnis nei vandens. Taigi batiskafo veikimo principas primena plūdę.

Batiskafo įrenginys

Kaip veikia batiskafas, kas yra gondola ir plūdė? Įvairių batiskafų modelių dizainas yra panašus vienas į kitą ir susideda iš dviejų dalių:

• lengvas kūnas, arba kaip dar vadinamas - plūdė;
• patvarus korpusas arba vadinamoji gondola.

Pagrindinė plūdės paskirtis – išlaikyti batiskafą reikiamame gylyje. Norėdami tai padaryti, šviesiame korpuse yra įrengti keli skyriai, užpildyti medžiaga, kurios tankis mažesnis nei sūraus vandens. Pirmieji batiskafai buvo užpildyti benzinu, o šiuolaikiniuose naudojami kiti užpildai – įvairios kompozicinės medžiagos.

Mokslinė įranga, įvairios valdymo ir palaikymo sistemos, batiskafo įgula patalpinta tvirto korpuso viduje. Sferinės galvelės iš pradžių buvo pagamintos iš plieno.

Šiuolaikiniai povandeniniai laivai turi tvirtą korpusą, pagamintą iš titano, aliuminio lydinių arba kompozicinių medžiagų. Jie nėrayra jautrūs korozijai ir atitinka stiprumo reikalavimus.

Ar rizikinga nardyti batiskafe?

Pagrindinė visų giluminių povandeninių laivų ir povandeninių laivų problema yra didžiulis vandens slėgis, kuris didėja didėjant gyliui. Korpusas spaudžiasi vis stipriau, o batiskafo lokatorius tolygiai leidžiasi žemyn.

Nepakankamai tvirtas povandeninio laivo korpusas gali deformuotis arba sugriauti, dėl to laivas nuskęs, bus prarasta brangi tyrimų įranga ir žūtų žmonių. Nepakankamai suprojektuotos gyvybės palaikymo sistemos, baterijos, daug sudėtingos elektronikos, cheminių medžiagų ir medžiagų, susidariusių dėl korpuso suspaudimo dideliame gylyje, padidina gaisro ir nelaimingų atsitikimų tikimybę.

Be to, ribotos galimybės apžvelgti erdvę aplink aparatą kelia batiskafo susidūrimo su akmenimis ar kitomis kliūtimis grėsmę. Batiskafo lokatorius, tolygiai besileidžiantis vertikaliai į vandens stulpelį, ne visada gali juos aptikti dėl akustinių bangų sklidimo vandens aplinkoje ypatumų.

Taigi šio laivo nardymas yra sudėtinga ir atsakinga operacija, kuriai reikia kruopštaus ir išankstinio pasiruošimo.

Toliau pakalbėkime apie pirmąjį batiskafą, koks tai aparatas, jo technines charakteristikas ir įdomius faktus.

Pirmieji batiskafai

Turėjo pirmąjį batiskafą, kurį išrado O. Piccardaspavadinimas „FNRS-2“, Prancūzijos kariniame jūrų laivyne tarnavo 5 metus ir 1953 m. Kaip užpildas šiame aparate buvo naudojamas benzinas, kurio tankis 1,5 karto mažesnis nei vandens.

Batiskafo kabina, kaip ir aeronautikoje, vadinama gondola, buvo sferinės formos, o sienelės storis – 90 mm. Jame nesunkiai tilptų du žmonės.

Pagrindinis FNRS-2 trūkumas buvo liuko, leidžiančio patekti į batiskafą, vieta. Jis buvo povandeninėje aparato dalyje. Įlipti ir išlipti iš batiskafo gondolos buvo galima tik tuo atveju, jei aparatas buvo ant gabenimo laivo.

Antrasis batiskafo modelis buvo FNRS-3. Šis aparatas buvo pradėtas naudoti giliavandeniams tyrimams nuo 1953 m. iki XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio. Šis laivas tapo muziejumi. Šiuo metu FNRS-3 yra Prancūzijoje, Tulone.

Remiantis inžineriniais skaičiavimais, įrenginys, kaip ir jo pirmtakas, galėjo pasinerti į iki 4 kilometrų gylį. Laivas turėjo tokią pačią gondolos konstrukciją kaip ir FNTS-2, tačiau likusi modelio dalis buvo žymiai patobulinta.

Specifikacijos

Įvairių kartų batiskafus galima palyginti pagal jų technines charakteristikas.

	FNRS-2	FNRS-3	„Triestas“(modernizuotas)	"Archimedas"	"Jiaolong"	Deepsea Chalangeris
Pradedantieji metai	1948	1953	1953	1961	2010	2012
Šalis	Prancūzija	Prancūzija	Prancūzija	Italija, Vokietija, tada JAV	Kinija	Privati Australijos įmonė
Gondolos skersmuo (išorinis/vidinis), mm.	2180/2000	2180/2000	2180/1940	2100/1940
Gondolos sienelės storis, mm	90	90	120	150
Sausas svoris, t	10	10	30	60	22	12
Naudotas plūdės skystis	benzinas	benzinas	benzinas	benzinas		sintaksinės putos
Skysčio tūris plūdėje, l	32000	78000	86000	170000
Įgula, žmonės	2	2	2	2	3	1
Panerimo gylis, m	4000	4000	11000	11000	7000	11000

Batiskafas „Triestas“

Kuo garsėja šis batiskafas, koks tai laivas, galima suprasti plačiau? 1960 m. pradžioje Triestas pirmą kartą nardė į Marianos tranšėjos dugną Ramiajame vandenyne. Šią operaciją, kodiniu pavadinimu „Project Nekton“, JAV karinis jūrų laivynas atliko bendradarbiaudamas su batiskafo išradėjo Jacques’o Picardo sūnumi.

Nepaisant audringų orų sausio 26 d., įvyko pirmasis žmonijos istorijoje nėrimas į 10 900 metrų. Pagrindinis tyrinėtojų atradimas tą dieną yra tai, kad Marianos įdubos dugne yra gyvybė.

Batyscaphe Deepsea Chalanger

Šis povandeninis laivas, pavadintas giliavandenės tranšėjos vardu, garsėja tuo, kad 2012 m. kovo mėn. jį naudojo Jamesas Cameronas. Kovo 26 d. garsusis režisierius pasiekė Challenger Deep, kito Marianos tranšėjos pavadinimo, dugną.

Tai buvo ketvirtas nusileidimas į giliausią vandenyno tašką žmonijos istorijoje, pasižymėjęs tuo, kad buvo ilgiausias laiko atžvilgiu ir kurį padarė vienas žmogus. Batiskafo lokatorius, tolygiai besileidžiantis vertikaliai į bedugnę, apžiūrėjo dugną, o režisierius pasisėmė įkvėpimo sukurti fantastinio filmo „Avataras“tęsinį.

Batiskafo lokatorius

Hidroakustinė stotis yra batiskafo lokatorius, kuris tolygiai apžiūri vandens storymę ir aptinka akmenis, dugną ir kitas kliūtis. Tai bene vienintelė priemonė, leidžianti „matyti“, o tiksliau „girdėti“po vandeniu. Batiskafo, kuris tolygiai smunka į gylį, lokatorius iš tikrųjų yra aparato ausys.

Batiskafo incidentai

2005 m. rugpjūčio mėn. prie Kamčiatkos krantų nuskendo Rusijos karinio jūrų laivyno batiskafas. Giliavandenis povandeninis laivas su septynių žmonių įgula maždaug 200 metrų gylyje įsipainiojo į žvejybos tinklus.

Į įvykio vietą atvykę gelbėjimo laivai bandė batiskafą perkelti į mažesnį gylį, kad vėliau su narų pagalba būtų galima atlikti gelbėjimo operaciją. Po nesėkmingų bandymų rusų jūreiviai kreipėsi į savo kolegas britus.

Bendra Rusijos ir Didžiosios Britanijos gelbėjimo operacija naudojant giliavandenį robotą buvo sėkminga, visa įgula buvo išgelbėta, o batiskafas iškeltas į paviršių.