Batiskafs - kas tas ir? Dizains

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

Ja kādreiz esi skatījies slavenās Kusto komandas filmas par zemūdens pasauli, tad nevarēji neatcerēties apbrīnojamos kosmosa kuģiem līdzīgos zemūdens transportlīdzekļus – batiskafus. Kas tad ir interesants batiskafā, ko ar to var izpētīt? Ar šo kuģu palīdzību cilvēks var ienirt okeāna dzīlēs zinātniskiem novērojumiem un zināšanām par noslēpumainajiem okeānu dzīlēm.

Nosaukuma etimoloģija

Batiskafs ir parādā savu nosaukumu Ogistam Pikardam, izgudrotājam, kurš izgudroja šo aparātu. Vārds ir atvasināts no grieķu vārdu pāra, kas nozīmē "kuģis" un "dziļums". "Dziļjūras kuģis" 2018. gadā svinēs savu 80. gadadienu.

Batiskafa izgudrojums

Pikkārs izgudroja dziļo zemūdens kuģi drīz pēc Otrā pasaules kara beigām, 1948. gadā. Batiskafu priekšteči bija batisfēras - dziļūdens transportlīdzekļi bumbiņas formā. Pirmais šāds kuģis tika izgudrots Amerikā 20. gadsimta 30. gados, un tas prasmīgi nirst līdz 1000 metriem dziļumā.

Atšķirība starp batiskafu un batisfēru ir tāda, ka pirmās spēj pārvietoties neatkarīgibiezāka par ūdeni. Lai gan kustības ātrums ir neliels un sastāda 1-3 mezglus, taču ar to pietiek, lai izpildītu aparātam uzdotos zinātniski tehniskos uzdevumus.

Pirms kara šveicietis strādāja pie stratosfēras balona, un viņam radās ideja izveidot zemūdens kuģi, kas pēc principa būtu līdzīgs tādiem lidaparātiem kā dirižablis un balons. Tikai pie batiskafa balona balona vietā, kas pildīts ar gāzi, balons jāpiepilda ar kādu vielu, kuras blīvums ir mazāks par ūdens blīvumu. Tādējādi batiskafa darbības princips atgādina pludiņu.

Batiskafa ierīce

Kā darbojas batiskafs, kas ir gondola un pludiņš? Dažādu batiskafu modeļu dizains ir līdzīgs viens otram un ietver divas daļas:

• gaismas ķermenis, vai kā to sauc arī - pludiņš;
• izturīgs korpuss jeb tā sauktā gondola.

Pludiņa galvenais mērķis ir noturēt batiskafu vajadzīgajā dziļumā. Lai to izdarītu, vairāki nodalījumi ir aprīkoti vieglā korpusā, kas piepildīts ar vielu, kuras blīvums ir mazāks nekā sālsūdens blīvums. Pirmie batiskafi tika pildīti ar benzīnu, savukārt modernajos izmanto citas pildvielas - dažādus kompozītmateriālus.

Zinātniskais aprīkojums, dažādas vadības un atbalsta sistēmas, batiskafa apkalpe ir ievietota spēcīgā korpusa iekšpusē. Sfēriskās naceles sākotnēji tika izgatavotas no tērauda.

Mūsdienu zemūdenēm ir izturīgs korpuss, kas izgatavots no titāna, alumīnija sakausējumiem vai kompozītmateriāliem. Tie navir uzņēmīgi pret koroziju un atbilst stiprības prasībām.

Cik riskanti ir niršana batiskafā?

Visu dziļo zemūdens kuģu un zemūdeņu galvenā problēma ir milzīgais ūdens spiediens, kas palielinās līdz ar dziļumu. Korpuss spiežas arvien stiprāk, un batiskafa lokators vienmērīgi nolaižas uz leju.

Nepietiekami stingrs zemūdens kuģa korpuss var deformēties vai tikt iznīcināts, kas novedīs pie kuģa nogrimšanas un dārgas izpētes aprīkojuma zaudēšanas un cilvēku bojāejas. Nepietiekami izstrādātas dzīvības uzturēšanas sistēmas, akumulatori, liels daudzums sarežģītas elektronikas, ķīmisko vielu un materiālu no korpusa saspiešanas lielā dziļumā palielina ugunsgrēku un negadījumu iespējamību.

Turklāt ierobežotās iespējas, pārskatot telpu ap iekārtu, rada batiskafa sadursmes ar akmeņiem vai citiem šķēršļiem draudus. Batiskafa lokators, vienmērīgi iegremdējot vertikāli ūdens stabā, ne vienmēr var tos atklāt akustisko viļņu izplatīšanās īpatnību dēļ ūdens vidē.

Tātad šī kuģa niršana ir sarežģīta un atbildīga darbība, kas prasa rūpīgu un iepriekšēju sagatavošanos.

Tālāk parunāsim par pirmo batiskafu, kāda veida aparātu tas ir, tā tehniskajiem parametriem un interesantiem faktiem.

Pirmie batiskafi

Bija pirmais batiskafs, ko izgudroja O. Pikardsnosaukums "FNRS-2", 5 gadus kalpoja Francijas jūras kara flotē un tika izbeigts 1953. gadā. Kā pildviela šajā aparātā tika izmantots benzīns, kura blīvums ir 1,5 reizes mazāks nekā ūdens.

Batiskafa kabīnei, tāpat kā aeronautikā, ko sauc par gondolu, bija sfēriska forma un sienas biezums 90 mm. Tajā viegli ietilptu divi cilvēki.

Galvenais FNRS-2 trūkums bija lūkas atrašanās vieta, lai iekļūtu batiskafā. Viņš atradās aparāta zemūdens daļā. Iekāpt un izkāpt no batiskafa gondolas varēja tikai tad, ja aparāts atradās uz nesējkuģa.

Otrais batiskafa modelis bija FNRS-3. Šo aparātu sāka izmantot dziļūdens pētījumiem no 1953. gada līdz divdesmitā gadsimta 70. gadiem. Šis kuģis ir kļuvis par muzeju. Pašlaik FNRS-3 atrodas Francijā, Tulonā.

Saskaņā ar inženiertehniskajiem aprēķiniem, ierīce, tāpat kā tās priekštecis, varētu ienirt līdz pat 4 kilometru dziļumā. Kuģim bija tāds pats gondolas dizains kā FNTS-2, taču pārējais modelis tika ievērojami uzlabots.

Specifikācijas

Dažādu paaudžu batiskafus var salīdzināt, izmantojot to tehniskos parametrus.

	FNRS-2	FNRS-3	"Trieste" (modernizēta)	"Arhimēds"	"Jiaolong"	Deepsea Chalanger
Sākuma gads	1948	1953	1953	1961	2010	2012
Valsts	Francija	Francija	Francija	Itālija, Vācija, pēc tam ASV	Ķīna	Austrālijas privātais uzņēmums
Gondola diametrs (ārējais/iekšējais), mm.	2180/2000	2180/2000	2180/1940	2100/1940
Gondolas sienas biezums, mm	90	90	120	150
Sauss svars, t	10	10	30	60	22	12
Izmantots pludiņa šķidrums	benzīns	benzīns	benzīns	benzīns		sintaktiskās putas
Šķidruma tilpums pludiņā, l	32000	78000	86000	170000
Apkalpe, cilvēki	2	2	2	2	3	1
Iegremdēšanas dziļums, m	4000	4000	11000	11000	7000	11000

Batiskafs "Trieste"

Ar ko ir slavens šis batiskafs, kāds tas ir par kuģi, sīkāk var saprast tālāk? 1960. gada sākumā Trieste veica pirmo ieniršanu Marianas tranšejas dibenā Klusajā okeānā. Šo operāciju ar koda nosaukumu "Project Nekton" veica ASV Jūras spēki sadarbībā ar batiskafa izgudrotāja Žaka Pikara dēlu.

Neskatoties uz vētrainajiem laikapstākļiem 26. janvārī, cilvēces vēsturē notika pirmā niršana līdz 10 900 metriem. Galvenais pētnieku atklājums tajā dienā ir tas, ka Marianas tranšejas dibenā ir dzīvība.

Batyscaphe Deepsea Chalanger

Šis zemūdens kuģis, kas nosaukts pēc dziļūdens tranšejas, ir slavens ar to, ka to 2012. gada martā izmantoja Džeimss Kamerons. Slavenais filmu veidotājs sasniedza Challenger Deep, kas ir cits Marianas tranšejas nosaukums, dibenu 26. martā.

Tā bija ceturtā nolaišanās okeāna dziļākajā punktā cilvēces vēsturē, kas ievērojama ar to, ka tā ir visilgākā un to veica viens cilvēks. Batiskafa lokators, vienmērīgi vertikāli iegremdējot bezdibenī, pētīja dibenu, un režisors guva iedvesmu, lai radītu fantastiskās filmas Avatar turpinājumu.

Batiskafa lokators

Hidroakustiskā stacija ir batiskafa lokators, kas vienmērīgi apseko ūdens stabu un nosaka akmeņus, dibenu un citus šķēršļus. Tas, iespējams, ir vienīgais līdzeklis, kas ļauj "redzēt" vai drīzāk "dzirdēt" zem ūdens. Batiskafa lokators, kas vienmērīgi iegrimst dziļumā, patiesībā ir aparāta ausis.

Batiskafa incidenti

2005. gada augustā pie Kamčatkas krastiem nogrima Krievijas flotes batiskafs. Dziļūdens zemūdens kuģis ar septiņu cilvēku apkalpi aptuveni 200 metru dziļumā sapinies zvejas tīklos.

Glābšanas kuģi ieradās notikuma vietā un mēģināja pārvietot batiskafu mazākā dziļumā, lai pēc tam ar ūdenslīdēju palīdzību veiktu glābšanas operāciju. Pēc neveiksmīgiem mēģinājumiem krievu jūrnieki vērsās pie britu kolēģiem.

Krievu un Lielbritānijas kopīgā glābšanas operācija, izmantojot dziļjūras robotu, bija veiksmīga, visa apkalpe tika izglābta, un batiskafs tika pacelts virspusē.