Мир (глубоководные аппараты)

Погружение и всплытие батискафов

Схема погружения и всплытия батискафа «Архимед»

• На поверхности батискаф удерживается за счёт отсеков, заполненных бензином и благодаря тому, что цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполнены воздухом.
• После того, как цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполняются водой, начинается погружение. Эти объёмы сохраняют постоянное сообщение с забортным пространством для выравнивания гидростатического давления во избежание деформации корпуса.
• Так как бензин (при высоком давлении) сжимается больше, чем вода, выталкивающая сила уменьшается, скорость погружения батискафа увеличивается, экипаж должен постоянно сбрасывать балласт (стальную дробь).

По наблюдениям Жака Пиккара и Дона Уолша (экипаж батискафа «Триест», погружение 23 января 1960 года на дно Марианской впадины) на глубине 10 км объём бензина в поплавке уменьшился на 30% (то есть на 3% на каждый километр спуска)

Также следует принять во внимание уменьшение объёма бензина вследствие его охлаждения.

• При приближении ко дну нижний свободно свисающий конец гайдропа ложится на дно, часть его веса «снимается» с корпуса батискафа, увеличивается плавучесть. В определённый момент плавучесть становится «нулевой» и подводный аппарат неподвижно зависает на некотором расстоянии от дна.
• Если батискаф попадает в плотные слои воды и «зависает», выпускается часть бензина из компенсирующего отсека, погружение возобновляется. Также часть бензина выпускается, если батискаф «завис» на гайдропе довольно далеко от дна.
• После проведения научных экспериментов экипаж сбрасывает балласт (стальную дробь), начинается подъём. При необходимости аварийного всплытия может быть сброшен аварийный балласт, гайдроп и аккумуляторные батареи. Все эти детали удерживаются на корпусе батискафа замками с электромагнитами, достаточно отключить электрический ток. Также если аккумуляторы разряжаются — ток в электромагнитах исчезает, исчезает магнитное поле, замки раскрываются, происходит аварийный сброс.
• После всплытия на поверхность шахта для посадки экипажа в гондолу и цистерны водяного балласта продуваются сжатым воздухом, батискаф получает дополнительную плавучесть, экипаж покидает корабль.

Первые батискафы

Первый батискаф, изобретенный О. Пиккаром, имел название «FNRS-2», прослужил на французском флоте 5 лет и был выведен из строя в 1953 году. В качестве наполнителя в данном аппарате был использован бензин, который имеет в 1,5 раза меньшую, чем у воды, плотность.

Кабина батискафа, как и в воздухоплавании, называемая гондола, имела сферическую форму и толщину стенок в 90 мм. В ней достаточно свободно могли расположиться два человека.

Основной недостаток FNRS-2 заключался в месторасположения люка для входа в батискаф. Он был в подводной части аппарата. Войти и покинуть гондолу батискафа можно было лишь в том случае, если аппарат находился на судне-носителе.

Второй моделью батискафа стал FNRS-3. Этот аппарат стал использоваться для глубоководных исследований с 1953 года и вплоть до 70-х годов двадцатого века. Это судно стало музеем. В настоящее время FNRS-3 находится во Франции, в г. Тулоне.

По инженерным расчётам, аппарат, как и его предшественник, мог погружаться на глубины до 4 километров. Судно имело одинаковую с FNTS-2 конструкцию гондолы, но в остальном модель была значительно доработана.

Наибольшая глубина погружения батискафа

Наиболее удобным аппаратом для изучения морских глубин до сих пор остаётся батискаф. От него не требуется хорошей плавучести, единственное требование – высокая прочность стенок, которые должны выдержать чудовищное давление огромной толщи воды.

Впервые на рекордную для человечества глубину, составляющую около 11 тысяч метров, опустился батискаф под названием «Триест», построенный учёными из США и Швейцарии. Акванавты пробыли на дне самой глубокой точки Марианской впадины всего 20 минут, а подготовка к погружению заняла около 8 лет. За это время был построен аппарат, толщина стенок которого составляла 1500 мм, а вес превышал 10 тонн. Рекордное погружение «Триеста» состоялось в 1960 году.

Спустя 52 года, в 2012 году, достижение было повторено американским кинорежиссёром Джеймсом Кэмероном. Аппарат, на котором он спускался, носит название Deepsea Challenger. Режиссёр совершил своё погружение в одиночку, при этом постоянно вёл съёмку и даже собрал на дне Марианской впадины образцы грунта.

Проектирование и изготовление

Подводные аппараты на барже

Основным и проблемным местом в батискафе является гондола, закреплённая на поплавке. В отличии от воздушного шара, она может быть легче воды, но на практике у глубоководных аппаратов должны быть очень толстые стенки и совсем без поплавка ни один батискаф не обходится. У Триеста поплавок огромный, заполнен бензином, который может вытечь. У Миров поплавок всего 8 кубометров, твёрдый и формирует обтекаемый корпус, который невозможно «потерять».
Изготовление сфер аппаратов, выдерживающих высокое давление, было заслугой инженеров фирмы Репола и применения новой технологии. Это удалось благодаря упорной работе всей конструкторской группы и высокому уровню металлургии. Фирма подписала договор до того, как стала известна окончательная технология, и взяла на себя риск как с технической, так и с торговой точки зрения. На технологию обработки был заявлен, но ещё не утверждён немецкий патент.

Двухметровые сферы экипажа для глубоководных аппаратов должны быть максимально лёгкими, чтобы плотность всего аппарата была близка к единице — плотности воды. Тогда аппаратом можно управлять автономно на любой глубине. На практике это означает, что сфера должна быть сделана из особенно прочного и лёгкого металла. Титан хорош своей низкой плотностью, но его прочность на излом всё же меньше, чем у стали. Поэтому титановые стенки должны быть в два раза толще стальных. Титан также нельзя отлить такими крупными частями, чтобы собрать сферу без применения сварки.

Раума-Репола сразу пошла по пути создания стальной сферы, — у фирмы было подходящие литейное оборудование на предприятии Локомо. В качестве материала была выбрана марагеновая сталь (мараген), разработанная в 1960-х годах на флоте США, чьё соотношение прочность/плотность на 10 % лучше, чем у титана. Сплав содержит почти треть кобальта, добавки никеля, хрома и титана. Доля титана оказывает решающее значение на ударную вязкость. Подобная сталь обычно используется для создания валов транспортных средств.

Высоколегированная сталь плохо подходит для отливания, но, подбирая соотношение компонентов и примененив вакуумный конвертер, фирме Локомо удалось отлить полусферы.

Руководитель работ по созданию «Миров» профессор Михальцев вспоминал:

При отливании болванок-полусфер в них всё же остаются пузырьки с внутренней стороны, снижающие прочность. Внутренняя поверхность — самое слабое место в сфере, подверженной внешнему сжатию — отсюда начинается трещина. Для плановых глубин (6000 м), критическая величина пузырька, с которого может развиться трещина в стали — всего пара миллиметров. Конструкторская группа в Раума-Репола Океаник решила эту проблему следующим образом: полусферу отлили значительно толще и лишний материал с внутренней стороны удалили механически. Отливка имела толщину стенки 200 мм, которую уменьшили до 40 мм, болванка потеряла 70 % массы. При этом поверхность, оставшаяся после обработки, состояла из самой прочной и плотной части отливки.
Этот же принцип удаления «лишнего» использовали при изготовлении в 2012 году батискафа Deepsea Challenger.
Соединив две полусферы болтами, полностью избежали сварки и связанных с ней проблем воздействия нагрева на прочность.

Американский запрет на экспорт не смог препятствовать изготовлению аппаратов, но различные препятствия и лишние расходы проекту он нанёс. Например, электроника аппаратов была разработана и создана фирмой Hollming, хотя её можно было купить в готовом виде за рубежом. Синтетическая пена для компенсации массы аккумуляторов была произведена в Финляндии на Exel Oyj, так как 3M, ведущий производитель, отказался поставлять свою продукцию, прямо ссылаясь на эмбарго. В отличие от поплавков батискафов, например, заполненного бензином поплавка «Триеста», пена меньше сжимается и отсутствует риск утечки. Выдерживающая давление на глубине 6 километров синтактическая пена состоит из полых стеклянных шариков диаметром 0,3 мм, связанных эпоксидной смолой. На аппарат «Мир» ушло 8 кубических метров пены.

В 2004 году оба аппарата прошли полную переборку и испытания глубокой сферы (основной части «Миров»).

Устройство батискафа

Как же устроен батискаф, что такое гондола и поплавок? Конструкция различных моделей батискафов схожа друг с другом и включает в себя две части:

• легкий корпус, или как его еще называют – поплавок;
• прочный корпус, или так называемая гондола.

Основное назначение поплавка – удерживать батискаф на необходимой глубине. Для этого в легком корпусе оборудуются несколько отсеков, наполняемых веществом, имеющим меньшую, чем у соленой воды, плотность. Первые батискафы наполнялись бензином, а современные используют уже другие наполнители – различные композитные материалы.

Научное оборудование, различные системы управления и обеспечения, экипаж батискафа размещаются внутри прочного корпуса. Сферические гондолы первоначально изготавливались из стали.

Современные подводные судна имеют прочный корпус, изготовленный из титановых, алюминиевых сплавов или композитных материалов. Они не подвержены коррозии и удовлетворяют требованиям по прочности.

Примечания

1. ↑  (фин.). Tekniikka&Talous (5. joulukuuta 2008). Дата обращения 3 июля 2019.
2. ↑ Екатерина Гликман.  (недоступная ссылка). «Новая Газета» (29 августа 2007). Дата обращения 23 декабря 2016.
3. ↑  (недоступная ссылка) (14 апреля 2010). Дата обращения 23 декабря 2016.
4. ↑ А. М. Сагалевич.  (недоступная ссылка). ИО РАН (декабрь 2012). Дата обращения 23 декабря 2016.
5.  (недоступная ссылка). Дата обращения 30 января 2008.
6. Валерий Кривецкий. . Газета.Ру (29 июля 2008). Дата обращения 27 марта 2013.
7. ↑  (недоступная ссылка). Дата обращения 24 ноября 2008.
8. Кирилл Кузнецов. . «АиФ – Иркутск» (26 декабря 2012). Дата обращения 27 марта 2013.
9. ↑
10. . Lenta.ru (1 августа 2009). Дата обращения 23 декабря 2016.
11. . Музеи России (11 декабря 2015). Дата обращения 17 января 2016.
12. . «Российская газета» (28 февраля 2017).
13. ↑

Исследование Байкала

Баржа с аппаратами Мир и 100-тонным автокраном на борту на причале в порту Турка

Основная статья: Экспедиция «„Миры“ на Байкале»

С июля 2008 оба аппарата два года работали на озере Байкал. На этом озере они провели свои первые глубоководные погружения в пресной воде.
30 июля 2008 года аппарат «Мир-2» столкнулся с плавучей платформой и получил повреждения левого гребного винта.
В 2008 году было осуществлено 53 погружения в средней и южной котловинах озера, в которых приняли участие 72 гидронавта.
Были исследованы природа появления на поверхности озера нефтяных пятен, а также животный мир Байкала. Открыто четыре уровня древних «пляжей», означающие что Байкал заполнялся постепенно.
На глубине 800 метров были найдены три ящика с патронами времён гражданской войны, 7 патронов были подняты.
Премьер-министр России Владимир Путин совершил погружение на дно Байкала на глубоководном аппарате «Мир» под управлением наиболее опытного пилота Евгения Черняева 1 августа 2009 года.

Первые глубоководные аппараты

Первый батискаф получил кодовое название FNRS-2, его испытания состоялись в 1948 году, а уже два года спустя аппарат был передан французскому флоту. До 1954 года на FNRS-2 провели несколько доработок. В итоге батискаф с экипажем на борту совершил погружение на глубину 4 176 метров.

Следующим аппаратом, над которым Огюст Пиккар работал уже совместно со своим сыном Жаком, стал батискаф «Триест», собранный на верфях итальянского города Триеста, в честь которого и был назван. Именно на этом аппарате Жак Пиккар совместно с лейтенантом ВМС США Доном Уолшем совершили первое в истории погружение на дно Марианской впадины — глубочайшего места в мировом океане. Исследователем покорилась глубина 10 916 метров.

Собственно батискафов (с бензиновым поплавком) в истории насчитывается всего пять, два из них (FNRS-2 и «Триест» ) были сконструированы Огюстом Пиккаром. Прочие прибыли созданы в США («Триест-2»), Франции («Архимед») и СССР («Поиск-6»).

История дальнейших подводных исследований связана уже с глубоководными обитаемыми аппаратами, которые формально не являются батискафами, так как в их конструкции отсутствует поплавок, наполненный бензином. Об одном из этих аппаратов и пойдёт речь дальше.

Погружение батискафа

Поплавок, заполненный бензином или другой жидкостью, дает возможность подводному батискафу удерживаться на поверхности воды и всплывать. После того, как цистерны наполняются водой, запускается процесс погружения батискафа на глубину.

В тех случаях, когда подводный батискаф зависает из-за чрезмерной плотности воды, чтобы опустить судно на дно, из поплавка выпускают выталкивающую жидкость. После этого процесс погружения батискафа возобновляется.

Опустить на дно батискаф не так сложно, но как его поднять обратно наверх? Для этого в подводных батискафах предусмотрены специальные отсеки, заполненные стальной дробью. Когда судну необходимо всплыть, дробь скидывается, и поплавок тянет батискаф на поверхность. Также на борту имеются баллоны со сжатым кислородом, чтобы ускорить всплывание батискафа на поверхность воды.

Глубина погружения батискафа

Батискаф «Триест». достиг погружения в отметку 10919 м.

Как упоминалось выше, глубина погружения батискафа, намного больше, чем у других подводных аппаратов. Еще в 1960 году модифицированному батискафу «Триест» удалось погрузиться на рекордную глубину в 10919 метров. На удивление экипажа судна, даже на такой глубине они увидели рыбу.

Еще один интересный факт, касающийся погружения батискафа: первым человеком, опустившимся на самое дно мирового океана, является всем известный режиссер Джеймс Кэмерон.

Нашим судостроителям тоже есть, чем похвастаться. Сконструированный российскими инженерами подводный батискаф «Мир» опустился на дно Ледовитого океана. Глубина погружения батискафа составила 4261 м. После этого судно и его экипаж провели около часа на дне самого холодного и опасного океана на земле.

Использование в кино

Впервые аппараты «Мир» были использованы для съемок фильма «Титаника» режиссера Стивена Лоу формате IMAX в 1991 году.

Аппараты использовались при съёмках фильмов Джеймса Камерона «Титаник» в 1995 году, документальных «Призраки бездны: Титаник» в 2001 году, Экспедиция «Бисмарк» (англ.)русск. в 2002 году и «Последние тайны Титаника» / Last Mysteries of the Titanic в 2005 году, научно-популярного «Чужие из бездны» (англ.)русск. / Aliens of the Deep в 2003 году.

Участие в съёмках фильма режиссёра Джеймса Кэмерона «Титаник», премьера которого состоялась в 1997 году, принесло «Мирам» широкую известность. Впоследствии с помощью глубоководных аппаратов «Мир» было создано ещё несколько документальных и научно-популярных фильмов, благодаря которым люди увидели жизнь океанических глубин, например «Вулканы в морских глубинах» (англ.)русск. / Volcanoes of the Deep Sea 2005 года режиссера Стивена Лоу.

Презентация на тему: » Выполнила : Тузова Ю., 7 класс, МОУ Оковецкая сош 06.03.2011 Батискаф и батисфера.» — Транскрипт:

1

Выполнила : Тузова Ю., 7 класс, МОУ Оковецкая сош Батискаф и батисфера.

2

БАТИСКАФ

3

Что такое батискаф ? Батискаф (bathys глубокий и skaphos судно ) состоит из стального шара — гондолы, в котором размещается экипаж 2; 3 человека, аппаратура, средства связи и жизнеобеспечения и поплавка — корпуса, заполненного более легкой, чем вода жидкостью ( обычно бензином ). Плавучесть аппарата, а стало быть и глубина погружения, регулируется сбросом балласта или выпуском части бензина. Перемещается батискаф с помощью гребных винтов, приводимых в движение электродвигателем, который питается от аккумуляторных батарей.

4

Кто изобрел батискаф ? Первый батискаф был построен в 1948 г. известным французским исследователем глубин, профессором Огюстом Пикаром. Стальная оболочка сферы, служащей гондолой для экипажа, имела толщину около 9 см. В этом защитном панцире были проделаны два конусообразных отверстия ( иллюминаторы ), заделанных толстыми усеченными конусами из плексигласа. В районе иллюминаторов толщина оболочки достигала 15 см. Поплавок, разделенный на шесть танков, был заполнен легким бензином. Эта необычная конструкция существенно отличалась от всех предшествующих аппаратов для завоевания глубин моря : она мргла действовать совершенно автономно, без каких бы то ни было тросовых или кабельных соединений с надводным судном. Рекорд глубины, установленный Пикаром во время второго погружения в Средиземном море, составил 3140 м.

5

Что может батискаф ? В 1960 г. на батискафе « Триест -2» сын Огюста Пикара Жак Пикар и лейтенант военно — морского флота США Дон Уолш « пощупали » дно впадины Тихого океана возле острова Гуам. Глубиномер показывал м. Этот аппарат превосходил первые батискафы как в техническом отношении, так и по оснащению приборами. В нашей стране для исследования глубин до 12 тыс. м применяют управляемый на расстоянии батискаф — автомат. Эти аппараты предназначены для наблюдения за косяками рыбы и разведки новых рыболовных районов, а также для исследования морских течений. Глубоководные аппараты пока еще, к сожалению, весьма тихоходны. Поэтому целью конструкторов является разработка и внедрение больших по размерам и более скоростных глубинных судов. Неплохо зарекомендовали себя, например, наши « Миры », в частности, использовавшиеся при обследовании места гибели « Титаника » и нашей подлодки « Курск », но и они пока не отвечают полностью тем требованиям, что предъявляют к ним исследователи океанских глубин.

11

БАТИСФЕРА

12

Что такое батисфера ? Батисферой ( от греческого bathys глубокий и sphaira шар ) называется глубоководный аппарат в форме шара ( из стали или титанового сплава ). Под воду он опускается с судна на тросе. Внутри шара помещаются 12 человека, запасы воздуха, научная аппаратура и телефон для связи с поверхностью. Максимальная глубина погружения, достигнутая с помощью батисферы в 1948 г., составляет 1360 м. В настоящее время батисферы практически перестали строить, заменив их более маневренными и безопасными батискафами

13

Кто изобрел батисферу ? Плавательные средства с экипажами на борту для разведки морских глубин. Батисфера была изобретена в США Отисом Бартоном и Уильямом Биби ; у нее стальные стенки и окна — иллюминаторы из толстого закаленного стекла, через которые можно наблюдать подводную обстановку. Батисферу применяли в основном в 30- е годы XX в. Ее спускали с подводного судна на стальном тросе до глубин свыше 900 м. Батискаф был изобретен Огюстом Пикаром из Швейцарии и впервые применен в 1948 г. Он представляет собой батисферу, подвешенную под резервуаром — поплавком. Все это устройство может погружаться или оставаться на плаву, его движением можно управлять. Для горизонтального перемещения служат винты — пропеллеры. В январе 1960 г. Пикар вместе с Доном Уошем из ВМФ США опустились на батискафе « Триест » до глубины м ( что примерно равняется высоте полета реактивных пассажирских самолетов ) в Тихом океане ( Марианская впадина близ о. Гуам ). Этот рекорд пока никем не превзойден.

16

А вот на этом батискафе я погружалась в Красное море.

17

И вот что я там увидела …

Устремляясь ввысь

Создателем батискафа является швейцарский физик Огюст Пикар. Профессор одного из университетов Брюсселя, изучавший явления в области геофизики и геохимии, стал грезить небом. Для воплощения своей мечты им был придуман стратостат FNRS-1.

Уникальный для своего времени аппарат представлял собой герметичную алюминиевую гондолу сферической формы, которая крепилась к воздушному шару. Внутри конструкции поддерживалось постоянное давление и хранился запас воздуха, что позволяло ее пассажирам спокойно пребывать в разреженных слоях атмосферы. 27 мая 1931 г. естествоиспытатель опробовал собственную техническую задумку вместе с приятелем Паулем Кипфером. С первой попытки им удалось подняться над землей на высоту почти 16 000 м. Спустя еще несколько лет рекорд был доведен до 23 000 м.

Огюст Пикар (1884-1962) — швейцарский физик, исследователь и изобретатель

Примечания

Комментарии

1. «Триест-2 (англ.)русск.» снят с эксплуатации в 1984 году, а испытания «Поиска-6» прервали в 1987.
2. Перестроенный в 1966 году батискаф иногда считают отдельным аппаратом и для удобства могут называть «Trieste III».

Источники

1.  (недоступная ссылка). NavSource Naval History. — «The basic difference between submersibles, submarines and a bathyscaphe is that most of the submersibles submarine’s buoyant volume is made up of air while the buoyant volume of a bathyscaphe is principally a light weight liquid, such as aviation gasoline.».
2. . Большая российская энциклопедия.
3. .
4. ↑ . MilitaryRussia.Ru.
5. . — «In most submersibles (excluding the bathyscaphs) the pressure hull exerts a positively buoyant force».
6. . — «Главную роль в создании аппаратов нового поколения сыграло изобретение синтактика».
7. .
8. .
9. .
10. .
11. М. Н. Диомидов, А. Н. Дмитриев. Покорение глубин. — Ленинград: Судостроение, 1964. — С. 226—230. — 379 с.
12. . — «Судя по опубликованным данным, всего в мире было создано пять батискафов». («Поиск-6» в книге не учтён)
13. . — «…was launched in January 1964».
14. . — «По системе плавучести: 1. Батискафы … 2. Беспоплавковые аппараты».
15. . kamtime.ru. Дата обращения 15 февраля 2020.

Чем рискованно погружение на батискафе?

Основная проблема всех глубоководных аппаратов и субмарин – огромное давление воды, увеличивающееся с глубиной. Корпус сдавливает все сильннее и сильнее, а локатор батискафа равномерно погружается вниз.

Недостаточно прочный корпус подводного судна может быть деформирован или разрушен, что приведет к затоплению судна и потере дорогостоящего исследовательского оборудования и гибели людей. Недостаточно качественно спроектированные системы жизнеобеспечения, аккумуляторные батареи, большое количество сложной электроники, химических веществ и материалов от сжатия корпуса на больших глубинах повышают вероятность возгорания и возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, ограниченные возможности в обзоре пространства вокруг аппарата несут в себе угрозу столкновения батискафа со скалами или другими препятствиями. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в толщу воды, не всегда может их обнаружить в связи с особенностями распространения акустических волн в водной среде.

Так что погружение этого судна — сложная и ответственная операция, требующая тщательной и заблаговременной подготовки.

Далее поговорим про первый батискаф, что такое это за аппарат, его технические характеристики и интересные факты.

История

Подводные лодки, построенные по «классической» схеме имеют ограниченную глубину погружения, обусловленную не только прочностью прочного корпуса (само существование батискафов, способных погружаться на многокилометровые глубины свидетельствует о том, что создание прочного корпуса не является технической проблемой), а тем, что на подводных лодках вытеснение воды из балластных цистерн производится сжатым воздухом, хранящимся на борту подводной лодки в газовых баллонах высокого давления. Как правило, давление воздуха в газовых баллонах составляет около 150—200 кгс/см2. При погружении в морские глубины давление воды возрастает на 1 кгс/см2 на каждые 10 метров глубины. Таким образом, на глубине 100 м давление составит 10 кгс/см2, а на глубине 1500 м — 150 кгс/см2. Фактически сжатый воздух, находящийся в типовом газовом баллоне под давлением 150 кгс/см2 на такой глубине уже не является «сжатым», и вытеснить воду из балластной цистерны уже не может. На глубине 11 тысяч метров («Бездна Челленджера») давление воды составляет около 1100 кгс/см2, соответственно, воздух в газовых баллонах должен быть сжат до большего значения.

До начала 2000-х годов считалось, что сконструировать газовые баллоны, трубопроводы, клапаны и иную арматуру, рассчитанную на давление более 1100 кгс/см2, имеющую при этом разумную для судна массу, размеры и 100 % надёжность, технически невозможно. В настоящее время производители трубопроводной газовой арматуры, фитингов и бесшовных труб, предлагают серийные изделия с колоссальным рабочим давлением вплоть до 10 500 кгс/см2 (1050,0 МПа) с классом герметичности «А» по ГОСТ 4594-2005 «Арматура трубопроводная запорная. классы и нормы герметичности затворов», что перевело дискуссию из плоскости «техническая возможность» изготовления аппарата в плоскость «целесообразность изготовления».

Также следует учитывать, что сжатые газы при расширении охлаждаются, а при уменьшении давления от колоссального до нормального охлаждённый газ может вызвать замерзание клапанов, кингстонов и иной арматуры.

Идея построить глубоководный аппарат, способный достичь предельных океанских глубин, пришла швейцарскому учёному Огюсту Пиккару в довоенные годы при работе над первым в мире стратостатом FNRS-1. Огюст Пиккар предложил построить судно, устроенное по принципу аэростата, стратостата или дирижабля. Вместо баллона, заполненного водородом или гелием, подводный аппарат должен иметь поплавок, заполненный каким-нибудь веществом с плотностью, меньшей, чем плотность воды. Вещество при большом давлении не должно изменять свои физические и химические свойства, поплавок должен нести груз и при этом поддерживать положительную плавучесть судна. Погружение аппарата, получившего название батискаф, происходит с помощью тяжёлого груза (балласта), для всплытия на поверхность балласт сбрасывается. Первый батискаф FNRS-2 был построен Огюстом Пиккаром в 1948 году.

Отвечая на вопрос, почему после стратостата он стал конструировать батискаф, Огюст Пиккар отмечал, что

Со свойственным ему чувством юмора он пояснял:

Происшествия с батискафами

В августе 2005 года у берегов Камчатки случилось затопление батискафа ВМФ Российской Федерации. Глубоководный аппарат с экипажем из семи человек запутался в рыболовецких сетях на глубине около 200 метров.

На место происшествия прибыли спасательные корабли, которые попытались переместить батискаф в меньшие глубины, чтобы затем осуществить спасательную операцию с помощью водолазов. После безуспешных попыток, российские моряки обратились к британским коллегам.

Совместная российско-британская спасательная операция с использованием глубоководного робота завершилась успехом, весь экипаж оказался спасен, а батискаф поднят на поверхность.

Дипломатический кризис с участием США

Генеральное посольство США в Хельсинки знало о ходе работ над глубоководными камерами на Раума-Репола с самого начала. «У них была всё-таки технически безграмотная группа, которая не смогла оценить проект правильно. Проект дали продолжить — американцы были абсолютно уверены, что отливка сферы из стали не удастся. Все предыдущие сферы сваривали из титана» , — сказал в 2003 году бывший генеральный директор Раума-Репола Тауно Матомяки. «Мы создали предприятие Rauma-Repola Oceanics Oy, — заявил тогда же Тауно Матомяки, — только затем, чтобы пожертвовать этим дочерним предприятием, и не ставить под удар всю компанию, если дело пойдёт плохо». Так и произошло. Дочернее предприятие было создано в 1983, и распущено вскоре после создания Миров в 1987 году. Получив широкую известность, фирма Раума-Репола не получила ожидаемых заказов. Входной билет в новую область оказался слишком дорогим — ЦРУ и Пентагон настояли на том, что все предприятия, которые не придерживаются американских рекомендаций, подлежат банкротству без исключения.

Соединённые Штаты пытались тайно препятствовать экспорту уже готовых аппаратов в СССР. ЦРУ подозревало, что аппараты могут использоваться в территориальных водах США для разведки.

Президент Финляндии Мауно Койвисто в воспоминаниях рассказывает, что посольство США заявило угрожающе, что финские фирмы могут не получить разрешения на десятки лицензий, если Советский Союз получит аппараты. Тогдашний вице-президент Джордж Буш написал Койвисто письмо, в котором он сообщил о подозрениях в том, что деятельность Раума-Репола создаёт угрозу мировой безопасности. В своём ответе Койвисто заявил, что в соответствии с законами страны, у него нет возможности вмешиваться в дела частной компании, если она не нарушает законов. Дополнительно он подчеркнул, что торговля с СССР отслеживается особенно тщательно.

Под давлением ЦРУ и Пентагона Раума-Репола, которая являлась тогда шестым по величине концерном Финляндии с 18 000 человек штата, была вынуждена отказаться от создания глубоководных аппаратов и многообещающего развития морских технологий. Например, одним из заброшенных проектов была разработка топливных элементов. Фирма Раума-Репола также отказалась от изготовления нефтяных платформ и сейчас занимается в основном тем же, чем занималась при своём образовании в начале 1950-х годов — деревопереработкой. Сейчас её дело в области металлообработки продолжает концерн Metso.

Погружение к затонувшим подлодкам[править | править код]

Первой операцией на затонувшей подлодке с использованием глубоководных аппаратов Института Океанологии стало исследование места затопления АПЛ К-27 в 1981 году в Карском море с помощью аппаратов «Пайсис», однако достичь подлодки не удалось из-за большой глубины ее залегания. В этой операции участвовала почти вся основная будущая команда командиров и пилотов ГОА «Мир».

«Мирами» обследовалась затонувшая подводная лодка «Комсомолец». В районе гибели АПЛ «Комсомолец» в Норвежском море было проведено семь экспедиций в период 1989—1998 годах, в ходе которых «Миры» совершили 70 погружений на глубину 1700 м. Ежегодные работы позволили оценить общую ситуацию и принять решение о консервации носовой части лодки «Комсомолец» с использованием новейших глубоководных технологий, никогда не применявшихся ранее. Позднее для контроля за состоянием «Комсомольца» «Миры» проводили еще две экспедиции в разные годы.

В 1994-1995 годах «Миры» принимали участие в экспедиции под названием Project Orca к японской подводной лодке I-52 (англ.)русск., затопленной 23 июня 1944 года в Бискайском заливе первой противолодочной самонаводящейся акустической торпедой Mark 24 FIDO, выпущенной с торпедоносца Грумман TBF/TBM «Авенджер».

В конце сентября 2000 года аппараты использовались для обследования АПЛ «Курск». В результате погружений «Миров» была установлена причина гибели атомного подводного крейсера, разработан комплекс мероприятий по ликвидации последствий аварии и принято решение о подъёме корабля.

Конструкция[править | править код]

Передняя часть аппаратов

Корпусправить | править код

Задняя часть глубоководных аппаратов

Сферическая гондола аппаратов диаметром 2,1 метра изготовлена из мартенситной, сильно легированной стали, с 18 % никеля. Сплав имеет предел текучести — 150 кг на мм² (у титана — около 79 кг/мм²). Производитель: финская фирма «Локомо», входящая в состав концерна «Раума Репола».

Размещение экипажаправить | править код

Экипаж ГОА «Мир» состоит из трех человек: пилота, инженера и ученого-наблюдателя. Наблюдатель и инженер лежат на боковых банкетках, пилот сидит или стоит на коленях в нише перед приборной доской.

Система спасенияправить | править код

Уникальная система аварийного спасения у аппарата состоит из синтактикового буя, выпускаемого экипажем, с прикреплённым к нему кевларовым тросом длиной 7000 м, по которому опускают половину сцепки (примерно такую же, как железнодорожная автосцепка). Она доходит до аппарата, затем происходит автоматическая сцепка и аппарат поднимают на длинном силовом тросе длиной 6500 м с усилием на разрыв около десяти тонн.

Современное состояние

После экспедиции на Штокмановское газовое месторождение в 2011 году судно обеспечения аппаратов «Мир» «Академик Мстислав Келдыш» было сдано во фрахт. Это стало одной из причин невозможности участия комплекса «Мир» в работах по случаю 100-летней годовщины аварии «Титаника».

Летом 2011 года аппараты «Мир» работали в Швейцарии, исследовали подводный мир Женевского озера. Вскоре после этого задания глубоководные аппараты, созданные специально для Института океанологии РАН, передали под контроль Госкомимущества, их юридический статус был неопределённым.

В 2015 году аппарат «Мир-1» был помещён в качестве экспоната в Музей Мирового океана. Он находится в пригодном к работе состоянии и при необходимости может быть возвращён на борт «Келдыша». Рядом с ним в музее выставлены копия «Мира-2» в масштабе 1:10 и макет аппарата Deepsea Challenger, подаренные Джеймсом Кэмероном.
Аппарат «Мир-2» находится в ангаре на базе Института океанологии РАН в порту Калининграда, с него частично демонтировано внешнее оборудование.

По словам А. М. Сагалевича, несмотря на международный опыт, исследования мирового океана с использованием обитаемых глубоководных аппаратов российскими властями признано нерентабельным, взамен предлагается применять дистанционно управляемые аппараты и роботы. В свою очередь сами «Миры» требуют капитального ремонта, который им необходим каждые 10 лет (последний проводился в 2011 году). В 2017 году рассматривается вопрос об использовании аппаратов китайцами с их судна, которые предлагают также оплатить ремонтные работы. Однако с этим мнением не согласен командир ГОА Евгений Черняев, по словам которого «Миры» находятся в практически идеальном состоянии и как показало полное их обследование, заложенный запас прочности не позволил основному элементу аппарата — сферам — деградировать не смотря на многолетнюю работу. После проведения профилактических работ и обновления морально устаревшего за последние годы оборудования, «Миры» будут готовы к дальнейшей работе. Вопрос упирается в отсутствие должного финансирования, в отсутствие корабля-носителя и в отсутствие преемственности опыта пилотирования, т.к. все пилоты «Миров» находятся уже в преклонном возрасте и необходима передача знаний новому поколению.