Istražite podvodna vozila. Akrilno zastakljivanje kabina podvodnih vozila

Oružane snage svjetskih država sve više integriraju bespilotne sisteme različite namjene u svoje arsenale. Za pomorske snage Razmatraju se tri kategorije takve opreme: nenaseljena podvodna vozila, u daljem tekstu UUV ( Bespilotna podvodna vozila, UUV); nenaseljena površinska vozila ili plovila ( Bespilotna nadzemna plovila - USV) i bespilotne letjelice ( Bespilotne letjelice, UAV).

Uočeni su različiti trendovi u odnosu na navedene bespilotne sisteme:

• Evolucija ka većoj autonomiji: prvi sistemi bez posade obično su bili daljinski upravljani ( Vozilo na daljinsko upravljanje, ROV). Nakon njih su uslijedili sistemi sposobni za samostalno obavljanje detaljno programiranih zadataka, kao što je hodanje duž određene rute za praćenje. U budućnosti, armije svijeta nastoje da dobiju potpuno autonomne sisteme sposobne da samostalno izvršavaju ciljane zadatke i da se tokom njihove implementacije fokusiraju na nepredviđene događaje.
• Trend je ka koordinaciji misija između više bespilotnih sistema jednakih ili različitih tipova, kao i koordinisanoj upotrebi sistema sa posadom i bez posade ( Timing sa posadom-nemanom).
• Trend dužeg trajanja misije: Efikasniji motori i sistemi baterija povećavaju domet i vrijeme rada.
• Dizajniranje većih sistema sa većom i svestranijom nosivošću, dometom i izdržljivošću.
• Razvoj modularnog tereta za obavljanje različitih zadataka korištenjem nenaseljenih podvodnih vozila (UUV) istog tipa.

Povećanje performansi bespilotnih sistema zavisi od napretka u različitim tehnološkim oblastima. Najvažniji, prije svega, su: pogonski i energetski sistemi, navigacijska oprema, senzori za različite namjene, komunikacioni sistemi i vještačka inteligencija. Glavni napori istraživača koncentrisani su u ovim oblastima.

Bespilotna podvodna vozila ATLAS Elektronika

„Tipična“ slika najnovijih dostignuća u sektoru nenaseljenih podvodnih vozila daju aplikativni sistemi proizvođača ATLAS Elektronik GmbH (Bremen, Njemačka): „Sea Fox“ ( SeaFox), « Som» ( SeaCat) i "Morska vidra" ( SeaOtter).

Logo kompanije ATLAS Elektronik

Model "SeaFox"

SeaFox UUV na daljinsko upravljanje je u upotrebi u njemačkoj mornarici i deset drugih zemalja. Dron dolazi u tri konfiguracije.

NPA "SeaFox"

Opcija "C", opremljena eksplozivnim kompletom, koristi se za uništavanje mina (u ovom slučaju uništava se i sam uređaj). Opcija "I" se koristi za traženje i identifikaciju mina, kao i podvodno praćenje brodova i lučkih objekata. Nakon instaliranja kompleta Cobra ( Cobra), opcija “I” može se koristiti za uništavanje mina i drugih eksplozivnih naprava. U isto vrijeme, komplet za detonaciju Cobra se instalira na minu i daljinski detonira nakon povlačenja UUV. Opcija "T" je dizajnirana za potrebe obuke, ali se može koristiti i za podvodno praćenje.

Oprema za suzbijanje eksplozivnih naprava "Cobra"

Nenaseljena podvodna vozila SeaFox koriste se brodovi, čamci i helikopteri. Daljinsko upravljanje UUV-om se vrši preko optičkog kabla. Uređaj ima dužinu od 1,31 m i težinu od 43 kg. Operativna dubina ronjenja drona dostiže 300 m. Maksimalni domet do kontrolnog plovila je 22 km. Trajanje aplikacije je oko 100 minuta.

NPA "SeaCat"

SeaCat model ima veću produktivnost. Dvaput je duži i tri puta teži od SeaFoxa. Njegovo trajanje je do 20 sati. Uređaj je sposoban za ronjenje do dubine od 600 m. “SeaCat” je hibridni sistem. UAV se može kontrolisati daljinski ili djelovati autonomno.

Nos vozila je dizajniran da primi različite module nosivosti. Uključuje: video kameru, sonar, magnetometar, kao i modul za hemijsku analizu vode ili akustični senzor koji prodire u morsko dno. UUV je opremljen sonarom za skeniranje sa strane ( Sonar za bočno skeniranje) i može dodatno vući sonar. Zahvaljujući ovoj modularnosti, SeaCat se koristi za snimanje morskog dna, taktičku hidrografiju, kao i za izviđanje i praćenje većih područja.

NPA "SeaCat"

GPS oprema i inercijski navigacijski sistem osiguravaju autonomnu upotrebu UUV-ova. Međutim, s ovim slučajem upotrebe, podaci prikupljeni od strane uređaja mogu se dobiti tek nakon što se vrati na brod.

Komunikacijske mogućnosti između broda-nosača i UUV ostaju ograničene. Razmjena podataka putem WiFi mreže se odvija u oba smjera. Istovremeno, udaljenost od kontrolnog broda ne bi trebala prelaziti 400m. Akustična komunikacija pod vodom, ovisno o uvjetima okruženje, ima maksimalni domet do dva kilometra. Kada rade na takvoj udaljenosti, nenaseljena podvodna vozila ovog tipa pogodna su za potpuno samostalan rad.

"Morska vidra" - univerzalno rješenje

Najnoviji i najveći RV iz ATLAS Elektronika je univerzalni uređaj SeaOtter Mk II. To je autonomni UUV koji obavlja izviđačke i nadzorne misije (uključujući izviđanje podmornica), otkriva podvodne prijetnje, prikuplja hidrografske podatke i uništava mine. Osim toga, moguća je i tajna podrška specijalnih snaga i spasilačkih operacija.

Morska vidra ima dužinu od 3,65 m i deplasman od 1200 kg. Vrijeme rada uređaja dostiže 24 sata, a ukupna težina nosivosti je 160 kg.

RV "SeaOtter Mk II"

U poređenju sa SeaCat-om, UUV oprema uključuje sonar sa sintetičkim otvorom visoke rezolucije ( SAS - Sonar sa sintetičkim otvorom). Sonar omogućava detekciju i identifikaciju pokretnih i nepokretnih objekata. UUV antena omogućava navigaciju pomoću GPS-a i uspostavljanje radio i WiFi komunikacije s brodom-nosačem blizu površine vode. Pored GPS-a, dron koristi autonomnu inercijalnu navigaciju i elektromagnetski Dopler sistem kontrole brzine. U autonomnom režimu rada, električni pogon se napaja litijum-polimerskim baterijama. Potrebno im je četiri sata da se napune, ali se mogu zamijeniti radi uštede vremena.

Nenaseljena podvodna vozila proizvođača ATLAS Elektronik su po svojim mogućnostima tipična za UUV koja se trenutno koriste. Ovi podvodni sistemi bez posade dizajnirani su za obavljanje osnovnih misija: izviđanje i uništavanje mina; prikupljanje podataka o morskom dnu, stanju vode i strujama; tajno izviđanje i nadzor (na primjer, prije desanta amfibije ili podrške specijalnih snaga); osiguravajući sigurnost svojih luka i brodova.

Bespilotna podvodna vozila u novim područjima

Trenutno se uvode ili istražuju nove oblasti primjene regulatornih pravnih akata. Prvo, uništavanje podmornica (podmornica), ili protivpodmornički rat ( ASW - Anti-Submarine Warfare).

NATO centar za pomorska istraživanja i eksperimente ( Centar za pomorska istraživanja i eksperimente, CMRE) namenski razvija odgovarajući koncept i tehnologije od 2011. godine. Centar već sada koristi postojeće samostalno pravno lice" OEX Explorer» sposoban za snimanje i praćenje pokretnih objekata. Položaj UUV i meta se prenose u kontrolni centar putem akustičnih podvodnih signala. CMRE je testirao svoj UUV (i druge bespilotne sisteme) kao dio svoje godišnje vježbe protiv podmornica. Dynamic Mongoose«.

Jedna od oblasti istraživanja ostaje razvoj pouzdanih komunikacijskih kanala. Mora garantovati koordiniranu upotrebu na velikim udaljenostima nekoliko autonomnih bespilotnih sistema, kao i grupe vozila sa posadom i nenaseljenih vozila. Važnim prelaznim korakom smatra se sporazum o NATO standardu za digitalne podmorske komunikacije ( JANUS - STANAG 4748). Standard je namijenjen da osigura kompatibilnost između različitih nacionalnih pristupa. Osim toga, trenutno ostaje problem razvoja algoritama koji obezbjeđuju pouzdanu klasifikaciju otkrivenih ciljeva.

Razmatra se mogućnost da podmornice s posadom u budućnosti nose podvodna vozila bez posade i koriste ih za praćenje neprijateljskih podmornica.

Sp-force-hide (prikaz: nema;).sp-form (prikaz: blok; pozadina: rgba(235, 233, 217, 1); padding: 5px; širina: 630px; maksimalna širina: 100%; granica- radijus: 0px; -moz-border-radius: 0px; -webkit-border-radius: 0px; border-color: #dddddd; border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial, "Helvetica Neue ", sans-serif; background-repeat: ne-repeat; background-position: center; background-size: auto;).sp-form input (prikaz: inline-block; neprozirnost: 1; vidljivost: vidljiva;).sp -form .sp-form-fields-wrapper ( margina: 0 auto; širina: 620px;).sp-form .sp-form-control ( background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 1px; font-size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; visina: 35px; širina: 100%;).sp-form .sp-field label (boja: #444444; veličina fonta: 13px; stil fonta: normalan; težina fonta: bold;).sp-form .sp -button ( radijus granice: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; boja pozadine: #0089bf; boja: #ffffff; širina: auto; font-weight: 700; font-style: normalan; font-family: Arial, sans-serif; box-shadow: nema; -moz-box-shadow: nema; -webkit-box-shadow: nema; pozadina: linearni-gradijent(na vrh, #005d82 , #00b5fc);).sp-form .sp-button-container (poravnanje teksta: lijevo;)

U pravilu, podmornice s posadom koriste pasivnu hidroakustičku stanicu (GAS). Aktivni sonarni sistemi imaju mnogo veći domet, ali omogućavaju određivanje lokacije odašiljača nego što to mogu otkriti podmornice. UUV opremljeni aktivnim sonarima moći će se kretati na dovoljnoj udaljenosti od svog broda nosača s posadom. Ova taktika će značajno povećati sposobnost otkrivanja neprijateljskih podmornica. Osim toga, UUV bi mogli odvratiti neprijateljske podmornice i doprinijeti njihovom porazu od broda nosača "iz zasjede".

Agencija za napredne istraživačke projekte američke odbrane ( Agencija za napredna istraživanja u oblasti odbrane, DARPA) u julu 2017. potpisao je ugovor sa BAE Systems za razvoj odgovarajućeg kompaktnog aktivnog sonara dugog dometa za UUV.

Veći i teži

Vođenje protupodmorničkog ratovanja korištenjem UUV-a u obalnim vodama ili na otvorenom moru zahtijeva značajno povećanje dometa i trajanja njihovog djelovanja. Iz tog razloga, Sjedinjene Države od 2015. razvijaju bespilotne sisteme velikog deplasmana ( UUV velikog pomaka, LDUUV). Bespilotna podvodna vozila ovog tipa trebalo bi da budu u stanju da nose dodatne baterije i da budu stabilnija. Takvi modeli su označeni klasom III NPA. Navodi se da su modularnog dizajna i otprilike 48 inča (122 centimetra) u prečniku.

Projekat "Zmijska glava"

U aprilu 2017. godine, američka mornarica je objavila planove za početak testiranja prototipa teškog UUV Snakeheada već 2019. godine. Paralelno sa razvojem vozila planirano je da se odvija i razvoj softvera, sistema upravljanja i komunikacije. Rukovodstvo oba područja rada vrši Ratna mornarica.

NPA ove razmjere već se koriste u civilne svrhe. Konkretno, 2003. godine kontrolisana bespilotna letjelica “Echo Ranger” kompanije Boeing dostigla je dubinu ronjenja od 3000 m i tu je ostala 28 sati.

RV Echo Ranger proizvođača Boeing

Prema planu, "zmijska glava" će moći da kontroliše ratni brod obalno more (tip LCS), podmornice tipa Virginia ( SSN) i "Ohio" ( SSGN). Druga opcija aplikacije je nezavisni izlazak RV-ova iz luke.

Očekivani raspon mogućnosti trebao bi se postepeno širiti. Uz opće izviđanje i osmatranje, obuhvatiće borbu protiv podmornica i drugih podvodnih ciljeva, ofanzivno i defanzivno uklanjanje mina, kao i elektronsko ratovanje. Nalazi iz testiranja Snakehead informisaće se o razvoju budućih klasa bespilotnih letelica.

Nenaseljena podvodna vozila klase "Kasatka".

U kategoriji “ekstra veliko pravno lice” ( Ekstra veliki UUV, XLUUV) Američka mornarica želi pokrenuti proizvodnju još većih dronova. Uređaj je dobio oznaku "Kit ubica" ( Orca). Prema planu, UUV će moći da se lansira sa pristaništa i da vrši mesečne autonomne patrole. Procijenjeni domet je oko 2000 nautičkih milja.

Brojne misije uglavnom spadaju u operativni spektar lakše LDUUV kategorije. Dodatno se razmatra: podrška snagama za specijalne operacije i ofanzivnim akcijama protiv kopnenih ciljeva. Potencijalna korisna opterećenja uključuju mine, torpeda i projektile za napad na morske i kopnene ciljeve.

Planirano je da se zadaci za razvoj XLUUV-a distribuiraju 2017. U tom smislu, Boeing je imao dobre izglede za ugovor, koji je na sopstvenu inicijativu već 2016. godine predstavio odgovarajući prototip. Nenaseljena podmornica, nazvana Echo Voyager, duga je 16 metara i nosi 50 tona. Vozilo doseže dubinu od 3.400 metara i može ostati na moru šest mjeseci, pokrivajući 7.500 nautičkih milja. Međutim, Echo Voyager zahtijeva izlazak na površinu svaka tri dana kako bi napunio baterije.

Paralelno sa XLUUV programom, pod vodstvom DARPA-e, realizuje se i projekat Hydra. Projekat razvija veliki UUV koji bi služio kao matični brod za UUV i manje bespilotne letjelice. “Hydra” mora tajno prodrijeti u vodeno tijelo koje je zabranjeno za prolaz brodova s ​​ljudskom posadom i tamo lansirati izviđačke dronove. Izvještava se da se očekuje da će Boeing i Huntington Ingalls predstaviti zajedničke prototipove do 2019. godine.

Projekti ONA izvan NATO-a

Razvoj NPA tehnologije visokih performansi nije privilegija NATO zemalja. Japan razvija novu tehnologiju pogona za velike UUV vozila od 2014. Njegove gorive ćelije bi trebalo da povećaju domet i vreme rada naprednih sistema američke mornarice.

Indijska mornarica također trenutno upravlja autonomnim podvodnim vozilom AUV-150 domaćeg razvoja. Ima dužinu od 4,8 m i dubinu od 150 m. U priobalnim vodama, UUV se koristi za izviđanje i osmatranje, kao i za traženje mina.

Studenti na Indijskom institutu za tehnologiju u Mumbaiju od 2011. u svoje slobodno vrijeme rade na razvoju bespilotnog letjelice s naprednim karakteristikama performansi, nazvanog po bogu mora Matsiji. Ako se AUV-150 striktno pridržava svojih programiranih zadataka, tada će Matsya dobiti veći stepen autonomije.

Planirano je proširenje spektra zadataka u interesu indijske mornarice. Kako se očekuje, NPA Matsya, uz obavljanje vizuelnog i akustičkog izviđanja, moći će da instalira i izvlači objekte pomoću manipulatora, kao i da torpedima pogađa neprijateljske podmornice. Međutim, krajem 2017. studenti su testirali svoje koncepte i sisteme na eksperimentalnoj bespilotnoj letelici dugačkoj samo jedan metar. Testiranje realnog prototipa očekuje se na prijelazu u 2021.

Zaposleni sa Univerziteta Tianjin (Kina) testirali su podvodnu jedrilicu Haiyan 2014. godine. Autonomni UUV mogao bi raditi 30 dana, pokrivajući otprilike 2.600 nautičkih milja. Zvanično, Haiyan se razvija u svrhe civilnog istraživanja. Istovremeno je pogodan za prikupljanje hidrografskih podataka do dubine od 1090 m za mornaricu. Kineski državni mediji također su izvijestili o mogućoj modernizaciji UUV Haiyan za traženje mina i podmornica.

Bespilotno podvodno vozilo "Haiyan"

Ruski Centralni dizajnerski biro "Rubin" je 2015. godine predstavio novi NPA "Čembalo-2R". Deklarisana dubina ronjenja je 6000 m. UUV se može udaljiti od broda nosača na udaljenosti do 50 km. Napominje se da Centralni projektantski biro Rubin, koji projektuje uglavnom vojne podmornice s posadom, radi na dronu Vityaz s dubinom ronjenja od 11 hiljada m.

NPA čembalo-2R proizvođača Centralni konstruktorski biro "Rubin"

Već 2015 Bilo je izvještaja o ruskom UUV-u s nuklearnim pogonskim sistemom i nuklearnim oružjem. Označen od strane američkih obavještajnih agencija kao "Canyon", dron bi trebao biti dostavljen na otvoreno more podmornicama s posadom. Nadalje je sposoban za brzinu od 56 čvorova i ima domet od približno 6.200 nautičkih milja. Vjerovatni cilj ovog NPA, prema zapadnim stručnjacima, mogao bi biti uništenje američkih pomorskih luka uoči rata. Međutim, prema istim ocjenama, poruka nosi obilježja ruske kampanje dezinformacija.

Na osnovu materijala iz časopisa MarineForum

Ovaj izraz se često koristi za razlikovanje takvih uređaja od podmornica. Međutim, u općoj upotrebi, izraz "podmornica" može se koristiti za opisivanje broda koji je, po tehničkoj definiciji, zapravo podvodno vozilo.

Postoji mnogo vrsta takve opreme, uključujući i brodove domaće i industrijski izgrađene, inače poznate kao vozila na daljinsko upravljanje ili ROV. Imaju mnoge primjene širom svijeta, posebno u oblastima kao što su okeanografija, podvodna arheologija, istraživanje okeana, turizam, održavanje i restauracija opreme i podvodna videoografija.

Priča

Prvu podmornicu je dizajnirao i izgradio američki izumitelj David Bushnell 1775. godine kao sredstvo za lansiranje eksplozivnih punjenja na neprijateljske brodove tokom Američkog revolucionarnog rata. Naprava, nazvana Bushnell kornjača, bila je ovalna posuda napravljena od drveta i bakra. Imao je rezervoare napunjene vodom (za ronjenje), a zatim ispražnjene pomoću ručne pumpe da bi isplivale na površinu. Operater je koristio dva propelera s ručkom za vertikalno ili bočno kretanje pod vodom. Mašina je imala male staklene prozore na vrhu i luminiscentno drvo pričvršćeno za tijelo kako bi se moglo raditi u mraku.

Bushnell's Turtle je prvi put pušten u rad 7. septembra 1776. u njujorškoj luci za napad na britanski vodeći brod HMS Eagle. Narednik Ezra Lee je upravljao podmornicom u to vrijeme. Lee je uspješno odveo kornjaču do donje strane orlovskog trupa, ali nije mogao podesiti naboj zbog jake vodene struje. Međutim, priča o ovim vrstama transporta nije tu završila.

Karakteristike

Osim veličine, glavna tehnička razlika između podmornice i podmornice je u tome što prva nije potpuno autonomna i može se oslanjati na pomoćno postrojenje ili plovilo za dopunu goriva i respiratorni gasovi. Neka vozila rade na "kabelu" ili "pupčanu vrpcu" dok ostaju povezana sa tenderom (podmornica, površinski brod ili platforma). Obično imaju kraći domet i rade prvenstveno pod vodom, jer je većina beskorisna na površini. Podmornice (vozila) su sposobne zaroniti do dubine od više od 10 km (6 milja) ispod površine vode.

Podmornice mogu biti relativno male, nose samo malu posadu i nemaju stambene prostore. Često imaju vrlo okretan dizajn, opremljeni vijcima ili pumpama.

Tehnologije

Postoji pet glavnih tehnologija koje se koriste u dizajnu podvodnih vozila. Unipolarni uređaji imaju tijelo pod visokim pritiskom, dok su njihovi putnici pod normalnim atmosferskim pritiskom. Lako mogu izdržati visok pritisak vode, koji je višestruko veći od unutrašnjeg pritiska.

Druga tehnologija koja se zove ambijentalni pritisak održava isto opterećenje i unutar i izvan posude. Time se smanjuje pritisak koji kućište mora izdržati.

Treća tehnologija je "mokra podmornica". Izraz znači vozilo sa floodable unutrašnji deo. I u vodenom i u atmosferskom okruženju nema potrebe za korištenjem SCUBA opreme, putnici mogu normalno disati bez nošenja ikakvih dodatnih uređaja.

Records

Podvodna vozila mogu zbog vuče sajle zaroniti na velike dubine. Bathyscaphe Trieste je bio prvi koji je stigao do najdubljeg dijela oceana (skoro 11 km (7 milja) ispod površine) na dnu Marijanske brazde 1960. godine.

Kina je sa svojim projektom Jiaolong 2002. godine bila peta zemlja koja je poslala čovjeka na 3.500 metara ispod nivoa mora, nakon Sjedinjenih Država, Francuske, Rusije i Japana. Ujutro 22. juna 2012. godine, postrojenje za utovar Jiaolong postavilo je rekord dubokog ronjenja kada su se trojica muškaraca spustila 22.844 stopa (6.963 metra) u Tihi okean.

Među najpoznatijim i najdugovječnijim podmornicama je brod za istraživanje dubokog mora DSV Alvin, kojim upravljaju 3 osobe i koji je sposoban zaroniti do dubine do 4.500 metara (14.800 stopa). Vlasništvo je mornarice Sjedinjenih Američkih Država, kojim upravlja WHOI, i završio je više od 4.400 zarona od 2011.

James Cameron je rekordno zaronio na dno Challenger Deep-a, najdublje poznate tačke Marijanskog rova, 26. marta 2012. godine. Cameronova podmornica zvala se Deepsea Challenger i dostigla je dubinu od 10.908 metara (35.787 stopa).

Najnovije vijesti

Nedavno su privatne firme na Floridi objavile seriju podmornica Triton. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (ili SAS) i holandska firma Worx razvili su male podmornice za turizam i izviđanje.

Kanadska kompanija pod nazivom Sportsub gradi lične podmornice za rekreaciju sa otvorenim podom (djelimično potopljene kokpite) od 1986. godine.

Funkcionalni tipovi

Mala podvodna vozila bez posade koja se nazivaju brodska vozila na daljinsko upravljanje, ili MROV, danas se široko koriste za rad u vodi koja je preduboka ili preopasna za ronioce.

Takvi uređaji pomažu u popravljanju naftnih platformi na moru i pričvršćuju kablove na potopljene brodove kako bi ih podigli. Ova daljinski upravljana vozila su spojena vezom (debeli kabl koji obezbeđuje napajanje i komunikaciju) za kontrolni centar na brodu. Operateri na brodu gledaju video slike poslane od robota i mogu kontrolirati propelere i ruku plovila. Potopljeni Titanik proučavan je upravo na takvom vozilu.

Bathyscaphes

Batiskaf je samohodna dubokomorska podvodna podvodna letjelica, koja se sastoji od pilotske kabine slične batisferi, ali obješena ispod plovka, a ne pomoću površinskog kabla kao u klasičnom dizajnu batisfere. Mnogi ga vide kao vrstu samohodnog podvodnog vozila.

Njegov plovak je napunjen benzinom, lako je dostupan, plutajući i vrlo izdržljiv. Nestišljivost goriva znači da se rezervoari mogu vrlo lako izraditi jer je pritisak unutar i izvan rezervoara izjednačen. Takođe, tenkovi nemaju zadatak da u potpunosti izdrže bilo kakve promene pritiska, dok je kokpit dizajniran da izdrži ogromna opterećenja. Uzgon na površini može se lako smanjiti zamjenom benzina vodom, koja je gušća.

Etimologija

Ogist Pikar, pronalazač prvog batiskafa, skovao je naziv "batiskaf" koristeći starogrčke reči βαθύς bathys ("duboko") i σκάφος skaphos ("broda"/"brod").

Operacija

Da bi se spustio, batiskaf preplavljuje rezervoare za vazduh morska voda. Ali za razliku od podmornice, tekućina u njenim potopljenim spremnicima ne može se istisnuti komprimiranim zrakom da bi se podigla. To je zato što je pritisak vode na dubinama na kojima je brod dizajniran da radi previsok.

Na primjer, opterećenje na dnu Challenger Deep-a, plovila kojim je plovio i sam James Cameron, više je od sedam puta veći od pritiska u standardnom cilindru komprimovanog gasa tipa H. Plovilo je koristilo gvozdene utege za ravnotežu. Kontejneri koji ih sadrže sastoje se od jednog ili više cilindara koji su otvoreni na dnu tijekom cijelog ronjenja, a teret se drži na mjestu pomoću elektromagneta. To je uređaj bez greške jer ne zahtijeva nikakvu nadogradnju napajanja.

Istorija batiskafa

Prva podmornica nazvana je FNRS-2 - po Nacionalnoj fondaciji za rekreativna istraživanja - a izgradila ju je u Belgiji od 1946. do 1948. godine Auguste Picard. FNRS-1 je bio balon korišten za podizanje Picarda u stratosferu 1938. godine.

Pokret prvog batiskafa osigurali su elektromotori na baterije. Plovak je iznosio 37.850 litara avio benzina. Nije imao pristupni tunel. Sfera je morala biti utovarena i istovarena na palubu. Prva putovanja detaljno su opisana u knjizi “Tihi svijet” Jacquesa Cousteaua. Kako priča kaže, „posuda je spokojno izdržala pritisak dubina, ali ga je uništila mala oluja“. FNRS-3 je bila nova podmornica koja je koristila sferu za posadu iz oštećenog FNRS-2 i novi, veći plovak od 75.700 litara.

Drugi Piccardov batiskaf kupila je američka mornarica od Italije 1957. godine. Nosio je dva utega vodenog balasta i jedanaest rezervoara za uzgonu koji su sadržavali 120.000 litara benzina. Kasnije je izumljeno podvodno vozilo Poseidon.

Godine 1960. podmornica s Picardovim sinom Jacquesom i poručnikom Don Walshom stigla je do najdubljeg poznatog mjesta na površini Zemlje - Challenger Deep u Marijanskom brazdu. Vazdušni sistemi su ukazivali na dubinu od 37.800 stopa (11.521 m), ali je to kasnije ispravljeno na 35.813 stopa (10.916 m) kako bi se uzele u obzir promjene uzrokovane salinitetom i temperaturom.

Aparat je bio opremljen snažnim izvorom energije, koji je, osvjetljavajući ribu poput iverka, postavio pitanje postoji li život na takvim dubinama u potpunom odsustvu svjetlosti. Posada podmornice primijetila je da se dno sastoji od dijatomejske muljke i izvijestila je da je na morskom dnu vidjela neku vrstu iverka nalik đonu, dugačak oko 1 stopu i prečnika 6 inča.

Japanci su 1995. godine poslali autonomno podvodno vozilo na istu dubinu, ali je kasnije izgubljeno na moru. Godine 2009. tim iz Okeanografske institucije Woods Hole poslao je robotsku podmornicu pod nazivom Nereus na dno rova.

Izum batisfere

Batisfera (od grčkog βαθύς, bana, "duboko" i σφαῖρα, sphaira, "sfera") je bila jedinstvena sferna dubokomorska podmornica koja se daljinski upravljala i spuštala u okean na kablu. Korištena je za niz ronjenja uz obalu Bermuda od 1930. do 1934. godine.

Batisferu je 1928. i 1929. godine dizajnirao američki inženjer Otis Barton, a postala je poznata kada ju je prirodnjak William Beebe koristio za proučavanje podvodnih divljih životinja. Batisfera je po svojoj strukturi bliska torpednom podvodnom vozilu.

Svako podvodno vozilo s ljudskom posadom, bez obzira na njegovu namjenu i dubinu uranjanja, može se predstaviti u obliku sljedećih glavnih elemenata i sistema: izdržljivi trup, lagani trup, sistem potapanja-izrona, sistem za izjednačavanje, sistem za hitne slučajeve balastni sistem, elektrana, pogonsko-upravljački kompleks, hidraulični sistem, sistem za održavanje života posade, navigacija, komunikacija, rasvjeta i instrumentalna oprema.

Robusno kućište

Svi sistemi uređaja se kontrolišu i upravljaju iz kokpita koji se nalazi unutar izdržljivog kućišta (PC). Računar doživljava vanjski pritisak vode koji se povećava sa svakim metrom uranjanja. Ovaj pritisak je vrlo visok; sjetite se samo Pascalovog iskustva s buretom koje je puklo od udara stupa vode o njegove zidove. Uspjeh i sigurnost podvodnih spuštanja uglavnom zavise od pouzdanosti PC-a, koji štiti posadu podvodnog vozila od utjecaja destruktivnog pritiska vode. Prilikom projektovanja podvodnog vozila, oblik i debljina stijenki trupa se postavljaju uzimajući u obzir radnu dubinu uranjanja i vrstu materijala od kojeg je trup izrađen. Materijali koji se uglavnom koriste su čelik visoke čvrstoće, titanijum i legure aluminijuma. Optimalnim oblikom tijela smatra se onaj sa zadatim volumenom i snagom koji osigurava najmanja težina. Odnos težine PC-a i njegovog pomaka (volumen pomnožen sa specifičnom težinom vode) određuje uzgonu uređaja; Što je manji, to je veća uzgona uređaja. Sferni oblik računara najbolje ispunjava ovaj uslov, iako postoji veliki broj podvodna vozila sa cilindričnim i elipsoidnim trupom, u kojima su posada i oprema prilično povoljno smješteni. Sfera je ujednačenijeg dizajna i otpornija na vanjski pritisak. Napon koji nastaje u sfernom PC materijalu, pod uslovom da su vanjski pritisak, prečnik tijela i debljina stijenke jednaki, polovina je naprezanja u cilindričnom tijelu. Podvodne mašine sa sfernim računarima se koriste u čitavom opsegu dubine. Manje uobičajena su kućišta koja se sastoje od dvije ili više sfera povezanih prijelazima. Uređaji sa cilindričnim oblikom tela rade na dubinama od 100 do 600 m (izuzeci su „Aluminaut“ i „Sever-2“).Robusna tela drugih oblika, na primer, „Deniz“ telo u obliku sočiva, široka primena nije pronađeno. Bez obzira na oblik jakih kućišta, njihova nepropusnost ovisi o pažljivom projektantskom proračunu čvrstoće i uzimajući u obzir naprezanja koja nastaju u područjima izrezanih elemenata i otvora za otvor, prozore i razne ulaze u zidove PC-a. Nakon proizvodnje, PC, okačen velikim brojem mjerača naprezanja za mjerenje naprezanja, podvrgava se ispitivanju pritiska u ispitnoj komori. Naponi koji nastaju na mjernim mjestima, posebno na izrezima, ne smiju prelaziti vrijednost granice popuštanja za materijal od kojeg je kućište napravljeno. Upotreba novih materijala za proizvodnju računara visoke specifične čvrstoće (odnos granice popuštanja i gustoće), čvrstoće na udar, otpornosti na koroziju, duktilnosti, zavarljivosti i lakoće obrade može značajno povećati dubinu uranjanja uređaja. Primjeri uključuju podmornice Alvin, Sea Cliff i Turtle, na kojima su izdržljivi čelični trupovi zamijenjeni trupovima od titanijumskih legura, što im je omogućilo rad na dubinama od 4000 i 6000 m. Visoka specifična čvrstoća i mala gustina (4,5 g/cm3) od titanijuma, visoke vlačne čvrstoće, otpornosti na koroziju i nemagnetnih svojstava svrstavaju ga među najperspektivnije materijale za izradu izdržljivih trupova i konstrukcijskih elemenata podvodnih vozila. Istovremeno se razvijaju i testiraju čelici koji su superiorniji od titana u čvrstoći i elastičnosti, koji su u stanju da postanu lideri u proizvodnji trupova za dubokomorske opreme. Obećavaju čelici sa ultra-visokom granom tečenja i visokom čvrstoćom. Do sada su nedostaci ovakvih čelika (NS 90, 10 Ni-8Co) nedovoljna duktilnost i žilavost, što dovodi do smanjenja pouzdanosti pri udarnim udarima. Aluminijske legure, koje su se koristile u prvim fazama konstrukcije podvodnih vozila, zbog svoje loše zavarljivosti i niskog modula elastičnosti ustupaju mjesto novim materijalima.

Lagano tijelo

Lagano tijelo (LC) daje uređaju gotov izgled i racionalizaciju neophodnu za smanjenje hidrodinamičkog otpora. Oblik LC-a je određen određenim dimenzijama podvodnog vozila, oblikom i dimenzijama izdržljivog trupa i principom rasporeda brojnih vanbrodskih sistema, kao što su sistem potapanja-izrona, izjednačavanje-trim i hidraulički sistemi, kutije za baterije i motore. Najrasprostranjeniji su oblici LC u obliku kapi i torpeda. Mali broj uređaja (“Deniz”, “Deep Quest”) ima spljošteni ili elipsoidni (“Beaver-4”) LK oblik. Podmornice male dubine koje imaju cilindrične računare najčešće rade bez LC (“Deep Diver”). Materijali koji se koriste za izradu LC su plastika od stakloplastike, višeslojni materijali na bazi epoksidne smole ojačane kevlarskim vlaknima visoke čvrstoće i sintaktički (sintaktički je plutajući materijal od sintaktičke pjene koji može izdržati visoke pritiske, a sastoji se od fenolnih mikrobalona u epoksi punilo), rjeđe - lagane legure aluminija i titana. Proces izrade LC-a od stakloplastike sastoji se od tri faze: pravljenje “boob” tijela prema crtežu, lijepljenje matrice na njega i punjenje matrice slojevima fiberglasa impregniranih smolama. LC se može sastojati od nekoliko elemenata. Njegov gornji dio je paluba sa ogradom za otvor. Dio kobilice pokriva baterije. Na bočnim stranama LC-a nalaze se uklonjivi otvori za pregled za servisiranje vanbrodskih sistema.

Sistem ronjenja i uspona

Sistem potapanja-izrona osigurava prelazak podvodnog vozila sa površine u potopljeni položaj i nazad promjenom uzgona. U prvim podvodnim vozilima bez kabla - batiskafima - potrebna uzgona postignuta je promjenom zapremine benzina u plovku i količine metka u bunkerima. Pucnjava za podešavanje uzgona korištena je i u sljedećoj generaciji uređaja (“Aluminaut”, “Deep Quest”, “Dovb”, “Siana”, “Sea Cliff”). Pojavom sintaktike dizajnirane za velike dubine, sposobne da značajno kompenzira težinu uređaja, postalo je moguće napustiti velike i nesigurne benzinske plovke i uvelike smanjiti dimenzije podvodnih vozila. Moderna podvodna vozila opremljena su glavnim balastnim tankovima (CBT), koji imaju dovoljno veliku unutrašnju zapreminu koja se puni morskom vodom kada su potopljeni. Voda ulazi kroz otvore rezervoara, zamjenjujući zrak koji izlazi kroz otvorene ventilacijske ventile. Kada se uređaj penje, pilot ima priliku da izduva rezervoare vazduhom iz cilindara visokog pritiska. Puhanje prestaje kada se iz rezervoara pojave mjehurići zraka. Treba napomenuti da je mogućnost potpunog pročišćavanja CGB ograničena pritiskom zraka u cilindru i dubinom na kojoj se uređaj nalazi. Obično se za vozila male dubine koristi zrak komprimiran na 200 atm; za dubokomorska vozila tlak zraka u cilindrima se podiže na 400 atm. Dovod vazduha u cilindre trebao bi biti dovoljan za dvostruko pročišćavanje centralne gradske bolnice. Equalization-trim system Sistem za izjednačavanje-trim (UDS) omogućava precizno podešavanje uzgona podvodnog vozila, što je neophodno pri fiksiranju položaja vozila na tlu, objektu koji se proučava, lebdenju u debljini, ronjenju ili usponu. pri datoj brzini. Druga svrha UDS-a je promjena trima (niveliranje aparata ili obezbjeđivanje nagiba za rad u posebnim slučajevima). Na većini podvodnih vozila s ljudskom posadom, potrebna uzgona postiže se odgovarajućom promjenom težine vozila uz konstantan pomak. Do povećanja težine zbog unosa balastne vode dolazi kada se balastni tankovi pune gravitacijom ili silom. Do smanjenja težine zbog uklanjanja balasta dolazi kada se pumpe uključe da pumpaju vodu preko broda. Priroda je riješila ovaj problem prije više miliona godina stvarajući malo živo podvodno vozilo - Nautilus. Nautilus je mekušac sa veličanstvenom uvrnutom školjkom, koji živi na dubinama i do 600. Nautilus lako mijenja svoju uzgonu, bilo da lebdi u vodenom stupcu ili tone. Školjka uzima ili istiskuje vodu iz unutrašnje cijevi koja prolazi kroz cijelu spiralnu školjku, podijeljenu u zatvorene pregrade. Trim pumpa pumpa balast (vodu ili živu) iz pramčanih tankova u tankove na krmi i obrnuto, čime se mijenja količina balasta i trim uređaja. Struktura UDS-a, pored rezervoara i trim pumpe, uključuje: pumpe za morsku vodu, ventile, filtere, cjevovode, limitatore protoka i kontrolni i nadzorni panel UDS-a. Pumpe za morsku vodu su srce UDS-a; one ispumpavaju vodu do maksimalne radne dubine uređaja. Kontrolisani ventili prihvataju vodu u rezervoare i omogućavaju da se balast pumpa od pramca do krme i nazad, kao i da ispumpava vodu iz rezervoara. Ograničavači protoka stupaju na snagu u slučaju kvara ventila ili uništenja cjevovoda, kada morska voda ulijeće u rezervoare i uzrokuje nekontrolisano potonuće uređaja. Na kontrolnoj tabli, pored prekidača za uključivanje/isključivanje ventila i pumpi, nalazi se indikator nivoa vode u rezervoarima. Drugi princip podešavanja uzgona je promjena pomaka podvodnog vozila uz održavanje konstantne vrijednosti njegove težine. Rad UDS-a promjenljive zapremine (Argus) temelji se na pumpanju ulja iz izdržljivih rezervoara u elastične varijatorske vreće, čime se povećava uzgona uređaja. Pozitivna uzgona u ovom slučaju povećava se za težinu vode, čija je zapremina ekvivalentna zapremini varijatora. Trimovanje se vrši pumpanjem ulja na pramac ili krmu pomoću pumpe sistema trim. Na nekim uređajima („Mermaid“), trim se mijenja pomicanjem tereta u vodoravnoj ravnini, na primjer, kutije za baterije pomoću hidrauličnog cilindra.

Sistem balasta u nuždi

Dugogodišnja praksa u upravljanju podvodnim vozilima s ljudskom posadom pokazala je da ponekad nastaju prilično neugodne situacije u kojima pilot mora koristiti sistem hitnog izrona. Sistem hitnog izrona omogućava oslobađanje balasta u slučaju nužde u slučajevima kada je nemoguće koristiti elektranu za rad pumpi i motora, kada postoji nekontrolisani protok morske vode u sisteme aparata ili kada je aparat zaglavljen u blatu tla, a snaga vertikalnih motora nije dovoljna da ispere viskoznu bolest. Teške kutije za baterije, živa iz trim rezervoara, sidreni hidraulični pad, druga vanbrodska oprema sa značajnom masom i, konačno, olovni ili metalni utezi se koriste kao balast za hitne slučajeve. Resetovanje se vrši korišćenjem rezervnih baterija ili squibs-a. Teret, pričvršćen na izdržljivu karoseriju, može se i ručno osloboditi iz kabine. Ukupna težina balasta za slučaj opasnosti mora se izračunati uzimajući u obzir maksimalnu moguću negativnu uzgonu aparata. Ulogu hitnog balasta ima i manevarski hitac dizajniran za kontrolu uzgona (Trst-2), smješten u bunkerima sa elektromagnetnim zatvaračima. Većina uređaja ima mogućnost da se lako odvoji od motora, manipulatora i potpornih nosača koji strše izvan kontura laganog tijela u slučaju upletenosti u mreže ili kablove. Sintaktička plutača, obojena jarko narandžastom bojom, puštena na površinu i spojena na aparat jakim dugim kablom, označava mjesto nesreće.

Elektrana

Kretanje vozila, rad glavnih elemenata i sistema, te sposobnost obavljanja složenih zadataka u potopljenom položaju dugo vremena zavise od karakteristika elektrane (PP). EC uključuje izvore energije, pretvarače napona i dijelove koji vode struju. Izvori energije koji se koriste na podvodnim vozilima dijele se na baterije, strujne generatore sa termalnim motorima, gorive ćelije i nuklearne elektrane. Velika većina podvodnih vozila (95%) ima baterije - olovno-kiseline ili alkalne (srebro-cink, nikl-kadmijum). Olovne baterije najčešće se ugrađuju na vozila s posadom i odlikuju se svojom pouzdanošću (oko 1000 ciklusa punjenja-pražnjenja), lakoćom održavanja i niskom cijenom. Njihovi nedostaci uključuju značajnu težinu, nisku (30 Vgh/kg) specifičnu energiju (odnos rezerve energije prema masi izvora) i poremećaj rada pri velikim uglovima nagiba aparata. Srebrno-cink baterije ("Sea Cliff") su 4 puta efikasnije od olovno-kiselinskih baterija, međutim, osjetljivije su na temperaturne fluktuacije, mogu izdržati ne više od 150 ciklusa punjenja-pražnjenja i mnogo su skuplje. Specifična energija nikl-kadmijumskih baterija (“Nautil”, “Bentos-5”) je po vrijednosti bliska specifičnoj energiji olovno-kiselinskih baterija. Uz dugi vijek trajanja (do 2500 ciklusa), izdržljivost i lakoću korištenja, nikl-kadmijumske baterije imaju nizak napon (1,2 V po ćeliji) i visoku cijenu. Baterije sastavljene u bateriju stavljaju se ili unutar izdržljivog kućišta (“Aluminout”), ili van – u kutije napunjene tekućim dielektrikom i opremljene ventilom za ispuštanje plinova koji se oslobađaju tijekom i nakon punjenja. Sistem eksterne kompenzacije pritiska koristi membranske ili klipne kompenzatore. Neka vozila (“Shinkai”, “Tours”) koriste dizel generatore koji pune baterije i osiguravaju kretanje po površini. Gorivne ćelije su testirane u instalaciji od 10 kW na američkim raketama Apollo prije nego što su korištene na podmornicama. U bateriji koja se sastoji od gorivih ćelija, aktivne tvari se nalaze u vanjskim rezervoarima i dovode se do elektroda postepeno kako se troše. Trajanje rada određeno je rezervama aktivnih (anodnih) tvari i oksidacijskog sredstva (katodne tvari). Kao aktivne supstance mogu se koristiti kiseonik-vodonik, hidrazin-peroksid i hidrazin-kiseonički reagensi (Star-1, Dean Quest). Zbog svoje niske efikasnosti, elektrohemijski generatori hidrazina još nisu našli široku upotrebu u podvodnoj tehnologiji. Osim toga, kada se koriste gorive ćelije s tekućim elektrolitom, ne mogu se isključiti curenja, korozija i izlaganje ljudi visoko toksičnim tvarima. Najsigurnije sa ove tačke gledišta je upotreba gorivih ćelija sa čvrstim polimernim elektrolitom u elektranama. Baterija od 130 takvih ćelija sa aktivnom površinom od oko 4 m2 daje snagu od 17 kW pri naponu od 120 V i energetski intenzitet od 96 kW/h. Za američku istraživačku podmornicu HP-1 stvorena je nuklearna elektrana s parnom turbinom. Imajući niz prednosti, nuklearna postrojenja su ipak pogodnija za podmornice velikih deplasmana. Radovi na stvaranju novih elektrana za podvodna vozila odvijaju se na putu smanjenja dimenzija i povećanja njihove specifične energije.

Pogonsko-upravljački kompleks

Kompleks pogona i upravljanja (PSC) osigurava kretanje i manevriranje podvodnog vozila u podvodnom i površinskom položaju. DRC se sastoji od pogona za trčanje, koji omogućavaju translatorno kretanje, i ranžirnih propulzora, koji se koriste za vertikalno kretanje, uključujući sigurno sletanje na tlo i manevrisanje; zaokreti, kretanje u zaostatku, promjena smjera kretanja u rikverc, kretanje u uskim područjima. Pasivna kormila i stabilizatori, koji stvaraju kontrolne sile kao rezultat interakcije s vodom, neučinkoviti su zbog male brzine većine podvodnih vozila. Za izvođenje složenih manevara moderna podvodna vozila koriste potisnike na rotirajućim stupovima i propelere ugrađene unutar horizontalnih i vertikalnih osovina u laganom trupu. DC elektromotori se koriste kao električni pogon za DRC, a rjeđe - naizmjenična struja . Ponekad se koriste propulzori na vodeni mlaz koji pokreće elektro-hidraulična pumpa - jednostavni i pouzdani, ali niske efikasnosti i brzine ("Deniz", "Tankay"). Mnogi uređaji imaju hidraulične pogone (“MIR-1”, “MIR-2”). DC motori su smješteni u zasebnom robusnom kućištu. Izlazna osovina takvog motora mora biti zapečaćena uljnim brtvama; pri velikim gustoćama struje postoji opasnost od pregrijavanja namotaja. Ova opcija se koristi za uređaje male dubine. Prednosti DC električnog pogona su jednostavnost kontrole brzine, mala težina, visoka efikasnost i pouzdanost. Potopljeni DC motori smješteni su u kućištima ispunjenim tekućim dielektrikom. Za kompenzaciju vanjskog pritiska, kućišta su opremljena kompenzatorima. Tečni dielektrik (kerozin ili ulje) ima dobru toplinsku provodljivost, stoga je moguće povećanje elektromagnetnog opterećenja motora. Nedostaci takvih motora su vjerojatnost smanjene izolacije namota zbog prodiranja prašine od četkica zajedno s tekućinom i trenja rotirajućih dijelova o dielektrik. Druga opcija za podvodni elektromotor je AC motor koji radi direktno u vodi. Masa takvog motora, u poređenju sa masom DC motora iste snage, je manja, ali upotreba naizmenične struje zahteva prisustvo pretvarača koji se nalazi unutar računara ili u zasebnom izdržljivom kućištu, što značajno povećava težina podvodnog vozila. Broj propulzora i mjesta njihove ugradnje određuju se dizajnerskim karakteristikama i namjenom podvodnog vozila. Princip razumne dovoljnosti je zadovoljen šemom sa tri propulzora: krmenom pogonskom jedinicom u rotirajućoj mlaznici i dva na brodu koja mijenjaju položaj u vertikalnoj ravni unutar 180° („MIR-1“, „MIR-2“). Podvodno vozilo s ljudskom posadom “Pysis” opremljeno je samo sa dva ugrađena propulzora postavljena na rotirajuću šipku. Inspekcijski ronilački aparat ima tri para kruto fiksiranih propulzora. Dva glavna potisnika (6 kW) nalaze se na bočnim stranama u krmenom dijelu, dva vertikalna (3 kW) su smještena u pramčanom i krmenom dijelu lakog trupa, dva potopna DC elektromotora (1 kW) su pričvršćena iznad rezervoari za izravnavanje i trim. Pogonski propeleri koji se protežu izvan LC-a zaštićeni su priključcima koji štite lopatice propelera od kontakta sa čvrstim tijelima. Osim toga, mlaznica sužava protok i povećava brzinu protoka vode kroz lopatice propelera, odnosno povećava efikasnost pogonske jedinice.

Hidraulički sistem

Hidraulični sistem uključuje: agregat pogonske pumpe koji obezbeđuje potreban pritisak u sistemu, regulacione ventile, kompenzatore koji izjednačavaju unutrašnji i spoljašnji pritisak, akumulatore radnog fluida, cevovode i aktuatore - hidraulične cilindre i hidraulične motore koji pokreću propelere, uvlačive i rotacione uređaje, manipulatori i podvodni instrumenti. Ulje se koristi kao radni fluid, koji pored svoje glavne funkcije - prijenosa hidrauličke energije - osigurava podmazivanje aktuatora. Pumpna jedinica opskrbljuje radni fluid za pogon hidrauličnih motora i cilindara i sastoji se od potopljenog elektromotora s jednom ili više pumpi. Pumpe su zatvorene u kućište, napunjene uljem i mogu se kontrolisati za kapacitet i smjer protoka. Najčešće su podvodna vozila opremljena hidrauličnim pumpama i hidrauličnim motorima koji su podvrgnuti dobra provjera u vazduhoplovnoj i svemirskoj tehnologiji. Podešavanje pravca dovoda radnog fluida, njegovog protoka i pritiska vrši se pomoću instrumenata koji informišu o pritisku ulja u sistemu, temperaturi, nivou ulja u kompenzatorima i struji elektromotora crpne stanice. Problemi koji nastaju tokom rada hidrauličnih motora povezani su s povećanjem viskoznosti i kompresibilnosti ulja, kao i padom tlaka u sistemu s povećanjem dubine uranjanja. Kao rezultat, smanjuje se ionako niska efikasnost hidrauličnih motora. Ipak, široka upotreba hidrauličnih motora na podvodnim vozilima je posljedica mogućnosti brzog pokretanja i zaustavljanja, te širokog raspona brzina i snaga. Velika većina podvodnih vozila opremljena je manipulatorima ili mehaničkim „rukama“. Često jedan od manipulatora drži aparat u položaju potrebnom za rad na objektu, a drugi se koristi kao radni alat. Prvi manipulatori bili su opremljeni ručnim pogonom s mehaničkim šipkama koje prolaze kroz ulaze u izdržljivo kućište. Moderni manipulatori imaju hidraulički pogon i pokreću se pomoću prekidača ugrađenih u upravljačku ručku - džojstik. Jednostavnim pokretima upravljaju ventili prekidača protoka, složenijim proporcionalnim ventilima, a brzina kretanja zavisi od amplitude otklona ručke džojstika. Kretanjem šake ili hvatišta mehaničke „ruke“, kompresijom i njenom silom upravljaju elektrohidraulični uređaji - servo ventili, koji osiguravaju protok tekućine proporcionalan električnom signalu koji oni primaju. Za izvođenje složenih podvodnih operacija, manipulator mora izvesti najmanje šest neovisnih pokreta. Funkcionalnost manipulatora se proširuje korištenjem raznih vrsta podvodnih alata. Hidraulički alati imaju hidraulične priključke i spojeni su sa manipulatorom. Ovaj alat može biti linearni (rezači kablova) ili rotacioni (razni diskovi i bušilice). Glavni zahtjevi pri odabiru i projektovanju hidrauličnih sistema, manipulatora i alata su pouzdanost, visoke performanse, kompaktnost i mala težina. Sistem za održavanje života posade Sistem za održavanje života posade (CLS) se koristi da obezbedi životnu podršku posade podvodnog vozila tokom ronjenja. Normalno trajanje radnog spuštanja je 10-12 sati, dok je hitna opskrba tekućinom za održavanje života najmanje tri dana. Standardni set sistema sastoji se od sledećih sredstava: - snabdevanje kiseonikom; - apsorpcija ugljičnog dioksida i štetnih nečistoća; - održavanje normalnih uslova temperature i vlažnosti; - analiza gasa i indikacija parametara atmosfere useljivog prostora. Od trenutka kada se otvor podvodnog vozila zatvori, posada je odsječena od vanjski svijet, ostaje u odeljku za stanovanje. Sastav zraka u odjeljku ne smije se razlikovati od normalnog atmosferski vazduh koje osoba diše. Sadržaj kiseonika u atmosferi na nivou mora je tipično 21%. Smanjenje sadržaja kiseonika na 16% smatra se bezopasnim. Ako nivo kiseonika padne na 10%, tada osoba počinje da doživljava hipoksiju, čiji su znaci slabost, plave usne, loša koordinacija pokreta i, na kraju, gubitak svesti. Povećan parcijalni pritisak kiseonika izaziva toksičnost kiseonika, što ranim fazama od čega se čovjeku vrti u glavi, javlja se mučnina, a mišići lica počinju nehotice da se trzaju. Drugi problem je prekomjerna koncentracija kisika. Kada zapreminska koncentracija kiseonika pređe prag od 25%, materijali koji su otporni na vatru normalnim uslovima, postaju zapaljivi. Čak će i čelik u atmosferi sa 100% kisika burno izgorjeti. Stoga svi materijali koji se koriste u nastanjivom trupu moraju biti što je moguće otporniji na vatru. Naravno, sadržaj kiseonika u odjeljku nije određen fiziološki simptomičlanovi posade, u tu svrhu koriste se specijalni gasni analizatori koji omogućavaju precizno određivanje koncentracije kiseonika u rasponu od 0-25%. Gasni analizatori su opremljeni zvučnim i svjetlosnim alarmima koji upozoravaju na niske ili visoke koncentracije volumena. Kiseonik potreban za disanje pohranjen je u cilindrima. Cilindar u radnom položaju je opremljen reduktorom sa regulatorom protoka. U prosjeku, jedna osoba potroši oko 25 litara kisika na sat. Tako će posadi od tri osobe trebati oko 5400 litara kisika za tri dana. Kao rezultat vitalne aktivnosti, ljudsko tijelo emituje ugljični dioksid i štetne nečistoće, kao što su CO, H2S, itd. U naseljivom dijelu poželjno je održavati koncentraciju ugljičnog dioksida na nivou od 0,03%. Dozvoljena granica koncentracije CO2 smatra se 1,5%. U podvodnom vozilu, pročišćavanje zraka se vrši pumpanjem zraka ventilatorima kroz posude napunjene posebnim upijajućim kemikalijama. Holanđanin Cornelius van Drebbel je još 1620. godine govorio o potrebi regeneracije "zračne kvintesencije". Natrijum ili litijum hidroksid se koristi kao apsorber. Pored radnih kaseta, na brodu mora postojati i rezervna zaliha hermetički zatvorenog apsorbera. Njegova količina se izračunava na osnovu parametara kao što su prosječna ljudska emisija CO2 (20 l/h) i kapacitet apsorpcije 1 kg tvari (više od 100 l). Koristi se za apsorpciju drugih štetnih nečistoća koje ulaze u atmosferu odjeljka Aktivni ugljen. Osim gasnih analizatora, koncentracija plinova u atmosferi odjeljka može se odrediti pomoću seta mjernih indikatorskih cijevi čije punjenje mijenja boju u prisustvu određenog plina u zraku. Rezervacija sredstava za analizu gasa je važna tačka kada završite sistem za održavanje života. Tokom zarona aparata, naseljivi trup se postepeno hladi, a na zidovima se pojavljuju kapljice kondenzacije. Višak vlage možete smanjiti stavljanjem granula silika gela u jednu od kaseta i mijenjanjem je kako se zasiti vlagom. Praćenje atmosferskih parametara kao što su temperatura, vlažnost, pritisak vrši se instrumentima - termometrom, higrometrom i barometrom. Tipično, tokom dubokog spuštanja, uređaj se hladi i temperatura u kabini se postavlja na 10-12°C. Za održavanje ugodnih uslova rada, hidronauti moraju nositi vunenu odjeću i tople kombinezone. Šta hidronauti trebaju imati u slučaju nepredviđenih i vanrednih situacija? Prvo, zalihe kisika i upijača, drugo, rezerva vode za piće i hrane, treće, dobro snabdjeven pribor za prvu pomoć i, četvrto, kompleti alata. Eksterno uključivanje električne opreme podvodnog vozila omogućeno je uvodnicama za kablove, zatvorenim konektorima i jedinicama punjenim uljem. Često je uzrok požara na brodu kratki spoj uzrokovan morskom vodom koja je prodrla kroz oštećene zaptivke tlačnih ulaza. Kako bi se spriječio požar, ugrađen je prekidač za slučaj nužde koji daljinski isključuje napajanje svim potrošačima. U slučaju pojačanog sagorijevanja i dima u odjeljku, posada može koristiti aparate za gašenje požara ugljičnim dioksidom i aparat za disanje u slučaju nužde koji je predviđen za 4-5 sati rada. I na kraju, pitanje koje zanima mnoge je o takozvanom sistemu ventilatora. Zapravo, ovo se pitanje može riješiti vrlo jednostavno uz pomoć hermetički zatvorenih plastičnih i polietilenskih posuda, a, kako pokazuje praksa, koriste se prilično rijetko.

Navigacija i komunikacija

Posada podvodnog vozila za vrijeme ronjenja u bilo kojem trenutku mora biti u stanju odrediti svoje koordinate i komunicirati kako s pomoćnim plovilom ili čamcem na površini, tako i s drugim podvodnim vozilima koja rade pod vodom. dio navigacionu opremu, kojim je uređaj opremljen, uključuje: žirokompas, magnetni kompas, sveobuhvatni sonar i hidroakustični navigacijski sistem. Kompas omogućava pilotu da prati odabranu rutu. Sonar je potreban za traženje objekata i za siguran prolaz kroz težak teren. Hidroakustični sistem radi u sprezi sa transponderima i brodskim navigacionim sistemom. Transponderi opremljeni emiterima, zajedno sa blokovima uzgona, svjetlosnim farovima i radio farovima, spuštaju se na dno u području odabranog poligona, gdje je reljef već prilično poznat kao rezultat mjerenja s plovila. Zatim se vrši kalibracija testne lokacije, tokom koje se ispituje svaki far iz posude sa različite strane. Podaci o apsolutnim koordinatama broda koji prolazi preko svjetionika dolaze sa nekoliko satelita. Kao rezultat kalibracije, dobijaju se tačne koordinate farova i trenutne nagibne udaljenosti do njih. Navigacijska jedinica instalirana na vozilu mjeri vrijeme između zahtjeva od svjetionika i odgovora od njih i izračunava udaljenost od svjetionika do podvodnog vozila. Na ekranu, operater vidi tačke postavljanja farova i trenutnu poziciju uređaja. Transponderi se pozivaju na površinu s broda ili vozila. Transponderi sa blokovima uzgona se odvajaju od tereta i isplivavaju na površinu. Komunikacija između podvodnog vozila i pomoćnog plovila ili obalne baze se obavlja pomoću VHF radija s dometom većim od 10 milja. Podvodni akustički komunikacioni sistem je instaliran na aparatu, plovilu i čamcu. Za prijenos informacija, sistem koristi širenje akustičnih valova u vodi. Podvodna komunikacijska oprema omogućava prijenos govora i podataka putem telemetrijskog kanala Podvodno osvjetljenje Tok sunčeve svjetlosti koja ulazi u morsku vodu brzo slabi sa povećanjem dubine. Samo stoti dio doseže dubinu od 100 m. Čak i po vedrom sunčanom danu sumrak ustupa mjesto mrklom mraku na dubini od 200 m. Naravno, podvodno vozilo koje obavlja zadatak otkrivanja, osmatranja, televizije i snimanja nema ništa. raditi na velikim dubinama bez veštačko osvetljenje. Još u 19. veku, uljni gorionici su korišćeni kao podvodne lampe. Zamijenjene su električnim svjetiljkama, prvo s ugljičnim, a zatim s volframovim vlaknima. Tridesetih godina 20. vijeka, A. A. Gershun je razvio i testirao lampe sa zrcalnim sijalicama. Pojavom novih materijala i tehnologija, podvodne lampe su postale pouzdanije i sigurnije. S kojim se problemima suočavaju dizajneri uređaja za podvodnu rasvjetu? Prvo, to su specifična optička svojstva morske vode koja utiču na širenje svjetlosti. Svjetlosni tok, prošavši kroz sloj vode, izaći će oslabljen. Ne ulazeći u detalje, napominjemo da do slabljenja svjetlosti dolazi zbog apsorpcije i raspršenja. Apsorpcija je proces pretvaranja dijela toka svjetlosne energije u toplinsku i kemijsku energiju, uzrokovan selektivnom apsorpcijom molekula vode i tvari otopljenih u vodi. Rasipanje je uzrokovano nejednakom gustinom morske vode i prisustvom suspendovanih čestica u njoj i sastoji se u odstupanju svjetlosni tok iz prvobitnog pravca kao rezultat ponovljenih sudara sa česticama. Intenzitet apsorpcije i raspršenja zavisi od spektralnog sastava zračenja. Dakle, apsorpcija je visoka za dugotalasnu (crvenu) oblast spektra, a rasejanje je jače u kratkotalasnoj (ljubičastoj) oblasti. Kombinirani efekti apsorpcije i raspršenja određuju prijenos svjetlosti morskom vodom. Kriva transmisije ima vrh u području od 450 do 550 nm, odnosno dio svjetlosti sa spektrom od ljubičaste do žuto-zelene će s manje problema proći kroz običnu morsku vodu. Maksimalno spektralno zračenje izvora svjetlosti koje mora biti na podvodnom vozilu treba pasti u područje najvećeg propuštanja svjetlosti morskom vodom i približiti se 500 nm. Pored ovog uvjeta, poželjno je da svjetlosni učinak (odnos svjetlosnog toka lampe i potrošnje energije) bude što veći. Godine 1959., jod je dodan inertnom gasu koji puni konvencionalnu lampu sa žarnom niti. To je osiguralo da svjetlina ostane konstantna tokom gotovo cijelog vijeka trajanja lampe. Tako su se pojavile halogene lampe. Sada se ove lampe, prilično pouzdane i kompaktne, naširoko koriste u rasvjetnim uređajima podvodnih vozila. Negativna strana halogenih sijalica je njihova mala izlazna svetlost (20 lm/W) i, iako širok, spektar emisije je pomeren u crveno-žutu oblast. Druga vrsta svjetiljki su lampe na plinsko pražnjenje. Sjaju zahvaljujući električnom pražnjenju u plinskom punilu. Punilo je pare žive pod pritiskom. Kao rezultat dodavanja talijuma i disprozijum jodida u živu, dobijaju se talij jodne lampe visoke svetlosne efikasnosti (75 lm/W). Maksimalno zračenje takvih lampi pada upravo u zeleni dio spektra. Nedostaci svjetiljki s plinskim pražnjenjem uključuju prisutnost opreme za pokretanje i upravljanje, dug period sagorijevanja, potrebu za korištenjem opreme za suzbijanje buke i obavezno hlađenje prije ponovnog uključivanja. Treća opcija su natrijumske lampe visokog pritiska sa širokim spektrom i svetlosnom efikasnošću koja prelazi 100 lm/W. Nakon odabira izvora svjetlosti, određuju se karakteristike dizajna rasvjetnog uređaja. Standardni sastav takvog uređaja je: izvor svjetlosti, kućište s utičnicom, reflektor, zaštitni otvor ili staklena školjka i hermetički zatvoren konektor za spajanje kabela za napajanje. U uređajima dizajniranim za male dubine, izvor svjetlosti može raditi direktno u vodi. Izvor svjetlosti uređaja sa radnom dubinom preko 200 m zaštićen je od vanjskog pritiska izdržljivim staklom. Glavni konstruktivni materijali za izradu kućišta svjetiljki su: aluminij i njegove legure, titan i nehrđajući čelici. Ako je tijelo uređaja dovoljno čvrsto, mora zadovoljiti minimalne karakteristike težine i veličine. Dimenzije rasvjetnog uređaja u velikoj mjeri zavise od oblika i dimenzija reflektora, koji se biraju u svakom slučaju prema krivulji intenziteta svjetlosti raspoređenoj u prostoru. Za podvodni rad, lampe i sa uskim usmerenim svetlom i visoki ugao rasipanje. U praksi, ovisno o ciljevima svakog ronjenja i optičkim karakteristikama vode u području ronjenja, reflektori se jednostavno mijenjaju bez skidanja samog uređaja iz podvodnog vozila. Još jedna važna karakteristika je postavljanje rasvjetnih uređaja na uređaj. Utjecaj povratne magle prisiljava uređaje da se postave na veću lokaciju, odnosno da se udalje od prijemnika. Povećanje broja lampi i snage njihovih izvora ne donosi pozitivan efekat. Ukupni vijek trajanja podvodne rasvjete određen je pravilnim radom i periodičnim održavanjem, tokom kojeg Posebna pažnja Potrebno je obratiti pažnju na čistoću dijelova i pažljivo provjeriti brtvene prstenove i brtve.

Instrumentacija

Instrumentaciju podvodnih vozila čine fotografska i televizijska oprema, kompleks hidrofizičkih senzora i uzorkovača. Prva podvodna fotografija snimljena je 1856. godine običnom kamerom smještenom u drvenoj kutiji sa staklom umjesto prozora. Englezi Thompson i Kenyon spustili su kameru u River Way na dubinu od 5 m. Uprkos činjenici da se kutija smrzla, na fotografskoj ploči ostala je mutna slika. Francuz Bazin je pomoću ronilačkog zvona uspio povećati dubinu uranjanja kamere i poboljšati kvalitet slike. Njegov sunarodnik Louis Boutant dao je veliki doprinos razvoju podvodne fotografije. U svojim foto kutijama, Butan je koristio kasete sa zamjenjivim foto pločama i električnim zatvaračem na daljinsko upravljanje. 1892. Butan je napravio svoju prvu podvodnu fotografiju; bio je to snimak mediteranskog raka. Njegova posljednja odaja bila je smještena u kutiju od bakra i čelika. Butan je koristio praznu bačvu za vino kao plovak koji je plutao na površini. U januaru 1927. u časopisu National Geography pojavila se prva podvodna fotografija u boji koju su Martin i Langley snimili u plićaku Dry Tortugas. Godine 1931., Amerikanac Harold Edgerton sa Massachusetts Institute of Technology predložio je korištenje blica sinhronizovanog s kamerom kao izvora svjetlosti. Od sredine četrdesetih godina, podvodna fotografija je postala sastavni dio svih podvodnih radova, uključujući spašavanje i istraživanje. Godine 1959. “Papa Flash”, kako je Edgerton dobio nadimak na Calypsu, uspio je dobiti fotografije morskog dna na dubini od 8500 m. Danas su se pojavili zgodni, mali foto kompleksi za podvodna vozila, koji se već masovno proizvode. Ovaj fotografski kompleks sastoji se od fotoaparata sa objektivom posebno dizajniranim za snimanje u morskoj vodi i blica. Kamera sa velikim zalihama filma i blic sa energijom od 100 do 1000 J zatvoreni su u termo kutije i najčešće se montiraju na rotirajućim nosačima. Kvaliteta dobijenih slika ovisi o brojnim faktorima, kao što su svojstva morske vode, optički parametri sočiva i iluminatora, snaga i temperatura boje iluminatora, osjetljivost fotografskog materijala, relativni položaj iluminatora. kameru i blic na fotoaparatu. Morska voda ima loš uticaj na kvalitetu fotografije, koju karakteriše izobličenje boja, pogoršanje kvaliteta slike sa povećanjem udaljenosti, smanjenje ugla vidnog polja i nedostatak osvetljenja. Uprkos ovim nepovoljnim karakteristikama, podvodna fotografija se široko koristi i razvija. Za ispitivanje područja dna Sredozemnog mora gdje se dogodio brodolom, dvije kamere od 70 mm sa žižnom daljinom u vodi od 60 mm postavljene su na podmornicu Ashera s ljudskom posadom. Deo dna pokriven rešetkom snimljen je sa visine od 5 m. Podvodne kamere se koriste i na podvodnim vozilima za rutsko fotografisanje i snimanje najzanimljivijih objekata iz neposredne blizine. Podvodni televizijski sistemi pojavili su se 1940-ih. Tada su to bile obične studijske crno-bijele instalacije smještene u glomaznim kutijama. Prije nego što su postale minijaturne kamere visoke definicije i osjetljivosti, televizijske instalacije su prešle dug put u razvoju. “Baka” modernih podvodnih kamera, automatska kamera iz Hydroproducts-a, napravila je istorijski zaron na batiskafu Trst u Marijansku brazdu. Podvodni televizijski sistemi podvodnih vozila imaju sljedeće zadatke: odabir objekata za fotografisanje pomoću video monitora kao tražila, televizijsko gledanje površine dna tokom geoloških i bioloških istraživanja. Televizijska kamera je opremljena zum objektivom, koji vam omogućava da uvećate sliku na monitoru; u tom slučaju ne morate uključivati ​​pogonske uređaje uređaja da biste se približili objektu koji se proučava. Rotirajuće glave koje rotiraju kamere u horizontalnoj i vertikalnoj ravni omogućavaju vam da povećate vidno polje. Za poboljšanje kvaliteta slike i povećanje dometa vidljivosti, osim povećanja osjetljivosti televizijskih kamera, pravilnog odabira sočiva i prozora, važnu ulogu igra i pravilan smještaj kamere u odnosu na rasvjetne uređaje. To vam omogućava da značajno smanjite intenzitet svjetlosne izmaglice, što uvelike degradira kvalitet video snimanja. Skup hidrofizičkih senzora omogućava vam mjerenje, pretvaranje i snimanje u digitalnom obliku brojnih parametara morske vode. Kompleks obično uključuje senzore za temperaturu, električnu provodljivost, pritisak, rastvoreni kiseonik, koncentraciju vodikovih jona, brzinu protoka, brzinu zvuka, transparentnost, provodljivost, visoke temperature. Većina geoloških i bioloških uzoraka se prenosi u bunkere podmornice pomoću manipulatora. Mreže, mrežice i uzorkivači za uzimanje uzoraka opremljeni su ručkama za lakše držanje rukom manipulatora. Uređaj može biti opremljen bocama malog i velikog kapaciteta za prikupljanje uzoraka vode. Meki sedimenti i biološki uzorci zajedno sa vodom se pumpaju u kontejner kroz široko crijevo. To vam omogućava da dobijete veliki broj morskih organizama, netaknutih i neozlijeđenih.
Prva podvodna vozila (UV) napravljena su u čisto naučne svrhe. Njihovi kasniji dizajni razvijeni su uglavnom za različite inženjerske radove. Zadaci koji se rješavaju uz pomoć podvodnih vozila s ljudskom posadom vrlo su raznoliki, počevši od postavljanja dubokomorskih konstrukcija, polaganja kablova i cjevovoda, pa do praćenja njihovog rada i popravki.
Zbog velike raznolikosti, podvodna vozila se mogu svrstati, na primjer, ovisno o dubini uranjanja, u tri grupe.
U prvu grupu spadaju najbrojniji uređaji za rad na epikontinentalnom pojasu sa dubinama ronjenja do 1000 m.
Drugi uključuje uređaje dizajnirane za dubinu od 2000-4000 m i koji se koriste unutar kontinentalne padine. Treću grupu uređaja, dizajniranih za maksimalne dubine, predstavlja samo nekoliko uzoraka.
Za podvodnu konstrukciju od posebnog je interesa prva grupa podvodnih vozila s ljudskom posadom, dizajnirana za obavljanje podvodnih tehničkih radova na relativno malim dubinama (-300-900 m).
Glavni kriterijumi za uporednu ocjenu podvodnih vozila s ljudskom posadom su: radna dubina, veličina posade, parametri sistema za održavanje života, broj manipulatora, prenosivost.
U tabeli Tabela 6.5 prikazuje glavne karakteristike nekih modernih podvodnih vozila s ljudskom posadom.
PC-1202 je blok strukture trup opremljen odjeljkom za ronjenje i podupiračima podesive dužine, koji se koristi za pregled dna, postavljanje eksplozivnih punjenja, uzorkovanje jezgara i uzoraka tla, rad električnih alata i video komunikacije.
Dizajn Beaver MK-IV PA je vrlo pouzdan i omogućava hitno oslobađanje manipulatora, baterija, sidara itd., kao i mogućnost kretanja duž svih koordinatnih osa. Manipulatori, bočni sonar i otvor promjera 1 m omogućavaju fotodokumentaciju, pregled dna, ispiranje kablova u tlo i spajanje sa podvodnim objektima. Avion C-141 se koristi za transport Beaver MK-IV PA.
Glavne karakteristike naseljivog podmorja

Vrsta, država	Radni dubina, m	Posada, PA, osobe.	Posada pomoćnog plovila, lica.	Sistem životno verovanje kolačići, osoba-sat
"Beaver MK-IV"	800	3	12	144
SAD
Johnson Sea Link, SAD	300	4	4	Podaci odsustvo ut
RS-1202, SAD	900	4	4	52
"Beta" i "Gam"	300	2	2	144
ma”, SAD
„Paysis-VU”,	900	sa 1 lt;N	6	336
Kanada

Aparat Johnson Sea Link se koristi za ronilačke radove, kao i za foto i video snimanje. Opremljen je uređajem za spajanje ronilačkog odjeljka s palubnom dekompresijskom komorom potpornog plovila.
Beta i Gamma uređaji istog tipa koriste se za posmatranje i pretraživanje pod vodom, upiranje kablova u zemlju, postavljanje eksplozivnih punjenja i podizanje teške opreme sa dna.
Kanadski PA “Payce-VII” se koristi za praćenje stanja cjevovoda, ispiranje kablova u zemlju i hitne spasilačke operacije. Uređaj se transportuje avionom C-130 Hercules.
Podvodne mašine se široko koriste za podvodnu konstrukciju; međutim, potrebna su im pomoćna plovila. Stoga korištenje podvodnih vozila u velikoj mjeri zavisi od hidrometeoroloških uslova.
Utvrđeno je da je stopa iskorištenosti autonomnih podvodnih sistema u Sjevernom moru tri puta veća u odnosu na sisteme sa površinskim nosačem. Autonomni podvodni sistemi mogu obaviti isti posao 10-15 puta brže. Tako je u Njemačkoj razvijen dubokomorski DSWS sistem s ljudskom posadom za različite podvodne operacije. Sistem se sastoji od podvodnog nosača opreme i uređaja UWAG, potporne plutače, predajnog uređaja i dvije zamjenjive kapsule - bušaće i ronilačke (sl. 6.18). DSWS sistem je dizajniran za podvodno istraživanje; polaganje kablova i cjevovoda; uzorkovanje tla; mjerenja topografije dna; bušenje bunara do 200 m dubine; ugradnja, održavanje i popravak podvodnih konstrukcija; transport i montaža teških
uređaja
Tabela 6.5

podvodne strukture; dubokomorsko ronjenje od četiri do pet ronilaca do dubine do 500 m.
Naseljivi nosač pokreće dva dizel generatora postavljena na potpornu plutaču napravljenu u obliku plovila. Koristeći kablove za napajanje i emitovanje, možete doći

Rice. 6.18. Naseljeni dubokomorski sistem za podvodni rad.
1 - potporna plutača; 2 - kablovi za napajanje i emitovanje; 3 - podvodni nosač.
Osigurano je neprekidno napajanje nosača strujom od 3,3 kV tokom nemirnog mora. Kabelsko vitlo sa vučnom silom od 3000 daN i brzinom namotavanja kabla od 0,5 m/s pokreće 30 kW DC motor.
Kako bi se osigurala upravljivost nosača, plutača ga prati na određenoj udaljenosti i istovremeno služi kao nosač ograde za obavještavanje plovila u prolazu o podvodnom radu.

Radna dubina uranjanja, m 600
Pomak, t:
površina 225
pod vodom 290
Brzina, čvorovi 5
Podvodna izdržljivost, h 336
Dužina, m 22.2
Širina, m 8.3
Visina, m 10,9
Snaga pogonskih elektromotora, kW 4x30
Snaga elektromotora potisnika, kW 2x18,5
Korisna nosivost, t 25
Nosivost sa dodatnom plovnošću, t 50
Posada, ljudi 6-8
Broj ronilaca, ljudi 2-4
Telo nosača se sastoji od tri sfere povezane jedna s drugom jakim kosim osovinama. U gornjoj sferi prečnika 4 m nalazi se kontrolni punkt, a između pramčane i krmene kugle nalazi se radni šaht dimenzija 5,5x3,6x5 m. Za podvodno-tehničke radove u oknu se nalazi teretna traverza, vitla, televizijske kamere, rotirajući reflektori, manipulatori, kontejneri sa alatima.
Nosač na radno mjesto dostavlja ronilačku kapsulu koja omogućava roniocima da rade 800 minuta na dubini od 300 m i kapsulu za bušenje tešku 22 tone, izrađenu u obliku cilindra prečnika 3 i dužine 5,6 m. sa konusnim dnom i priključnim uređajem u gornjem dijelu. Koristeći kapsulu za bušenje sa setom šipki za bušenje, možete izbušiti bunar dubine 200 m, promjera 120,6 ili 152,4 mm i uzeti jezgro za tri do osam dana.
Oprema za bušenje je opremljena nezavisnim hidrauličnim pogonom i servisiraju je dva do tri operatera.
U dizajnu razmatranih vozila postoji jasan odnos između najveće dubine uranjanja, brzine, autonomije, nosivosti, zapremine i mase podvodnog vozila.
Dubina uranjanja određuje višak pritiska na PA, a samim tim i dizajn svih uređaja i masu aparata u cjelini. Maseni deplasman vozila u plutanju W se sastoji od mase kapsule WK, nosivosti Wn, kao i mase posade, mehanizama i sistema za podršku radu mehanizma Wp:
W = WK + Wn + Wp.

Kao rezultat analize dostupnih podataka, izvedena je formula za uspostavljanje odnosa između glavnih projektnih parametara PA:

gdje je W masa pomaka vozila na površini, funti; R - domet uređaja, milje; Wn - nosivost, funti; H je dubina ronjenja, stopa.
Odnos između dubine uranjanja i raznih tehničke karakteristike savremeni PA je ilustrovan grafikonima i dijagramima na Sl. 6.19 i 6.20.
Razvoj podvodnih naftnih i plinskih polja, izgradnja dubokomorskih luka, polaganje podvodnih kablova i cjevovoda zahtijevaju stvaranje podvodnih vozila visokih performansi koja rade na principu kopnenog građevinske mašine.
Japanska kompanija Komatsu, dio Underwater Research Group koju finansira vlada, razvila je podvodni buldožer za dubine do 60 m, kojim upravlja

bilo ronicom ili kablom s pomoćnog plovila. Dizajn podvodnog buldožera baziran je na obalnom buldožeru D155A, koji se široko koristi u brojnim zemljama. Umjesto dizel motora koji je instaliran na buldožeru D155A, na podvodni buldožer je montiran zatvoreni elektromotor koji je kablom povezan s potpornim brodom. Površina koju opslužuje buldožer je 100 m2. Dizajni podvodnih buldožera, uključujući i one kojima se upravlja putem radija, detaljnije su razmotreni u § 6.5. .
U Hjustonu (SAD), konvencionalni bager gusjeničar sa kašikom od 0,58 m3 preuređen je za kopanje podvodnog rova ​​duž rute ispuštanja otpadnih voda na moru. Iz bagera su uklonjeni dizel motor, hidraulična pumpa, električna oprema i kabina. Zbog nepostojanja potrebnog potpornog plovila u radnom prostoru, motor i pumpa su postavljeni na obalu, a na bager su pričvršćeni energetski i drugi kablovi dužine 135 m. Za povećanje stabilnosti bagera sa oprema je uklonjena, a kao protuteg korišten je čekić od šipova težine 1 tone.
Prije početka rada položen je vodič uz koji je bager hodao do mjesta predviđene ugradnje izlazne glave. Nakon toga, bager je počeo kopati rov od mora do obale. Dubina rova ​​varirala je od 1 do 1,5 m, a širina od 1,8 m na dnu do 7,2 m na vrhu.
Preopremanje bagera završeno je u roku od tri dana po cijeni od oko 2 hiljade dolara, a troškovi postavljanja kablovske linije oko 5 hiljada dolara.Podvodni rov iskopan je za 2,5 dana. Nakon završetka radova, bager je naknadno opremljen i ponovo korišćen na iskopnim radovima.
Za mehanizaciju operacija podvodnog bušenja u Velikoj Britaniji korištena je gusjenično bušilica s pneumatskim pogonom. Instalacija tipa Injesol-Rond opremljena je zračnim crijevom koje je pet puta duže od konvencionalnog crijeva za zrak, posebnim uređajima za brtvljenje i elevacijom za kontrolu instalacije. Za dovod vazduha u bušilicu pod pritiskom od 84 MPa koristi se crevo dužine 54,9 m. U zavisnosti od radne dubine, pritisak vazduha pada na 56-63 MPa.
Uređaj za bušenje se spušta pod vodu pomoću dizalice postavljene na teglenicu. Bušilice obučene za ronjenje upravljaju opremom za bušenje. Kako bi se izbjeglo brzo habanje, oprema za bušenje se podiže iz vode nakon završenog radnog dana, bušilica se podmazuje i provjerava pogonski i upravljački sistem.
Tako je tokom nekoliko decenija čovek od stidljivog sondiranja dubina Svetskog okeana prešao na njegovo sistematsko istraživanje i razvoj uz pomoć podvodnih vozila i njihove raznovrsnosti – podvodnih građevinskih mašina.

Radovi starogrčkog istoričara Herodota (5. vek pne) govore o izvesnom podvodnom odelu kojim su njegovi savremenici ronili na dno reke. Prema drevnom grčkom filozofu Aristotelu (384-322 pne), prilikom osvajanja feničanskog grada Tira (332 pne), vojska Aleksandra Velikog koristila je ronilačko zvono. Drevni grčki pisac Plutarh u jednom od svojih djela, datiranom u 35. pne. e., spominje levantinske ronioce, a Dionizije Kasije je opisao primitivnu podvodnu opremu koju je jedan odred vizantijskih podmorničara koristio prilikom napada na rimsku galijsku eskadrilu cara Septimija Severa (3. vek nove ere).

Kasnije, 1538. godine, eksperimenti su izvedeni i sa ronilačkim zvonom u španskom gradu Toledu. U istoriji postoji mnogo primjera upotrebe trščanih cijevi i šupljih stabljika trske za disanje pod vodom.

Međutim, ovi različiti uređaji nisu mogli pomoći čovječanstvu da prodre u dubine mora. Tek s razvojem industrije i nauke, s pojavom novih tehnologija za vađenje i preradu metala, postalo je moguće stvoriti podvodno plovilo sposobno osvojiti dubine oceana.

Prve strane podmornice pojavile su se u 17. veku. Holandski doktor Cornelius Van Drebel, dvorjanin engleskog kralja, 1620. godine uronio je u vodu u drvenim bačvama prekrivenim nauljenom kožom. Najveća od njih bila je dizajnirana za 20 osoba i bila je namijenjena za užitne šetnje dvorjana. Nakon smrti pronalazača 1634. godine, nikakvi zapisi o njegovim eksperimentima nisu ostali.

Godine 1718., stolar iz sela Pokrovskoe u blizini Moskve, Efim Nikonov, podnio je peticiju upućenu Petru I, u kojoj je uvjeravao da može izgraditi „skriveni brod“. Car je povjerovao talentovanom samouku, pozvao ga u Sankt Peterburg i pažljivo slušao. Već 1721. godine u galijskom dvorištu u prisustvu Petra I testiran je stolarski dizajn.

Uronila se u vodu koristeći kožne vreće koje su bile napunjene vodom. Brod se kretao koristeći četiri para vesala. Međutim, nije jasno kako je isplivao na površinu, budući da na brodu nije bilo pumpe ili bilo kakve strukture sa sličnim funkcijama.

Tokom rata za nezavisnost američkog naroda protiv Britanaca (1775-1783), testirana je podmornica Turtle, koju je izumio američki mehaničar David Bushnell.

Podvodno vozilo je po obliku podsjećalo na orah i sastojalo se od dvije bakrene polovine. Dizajniran je za jednu osobu, a pokretao ga je propeler pokretan rotacijom ručnog pogona. Brod je potonuo zbog drugog propelera kada se balastni tank napunio vodom. Na brodu je bila barutana mina sa satnim mehanizmom, dizajnirana da se pričvrsti na dno neprijateljskog broda. U tu svrhu, u gornjem dijelu trupa čamca, u blizini drugog propelera, nalazila se posebna četvrtasta utičnica u koju je umetnuta bušilica koja se okreće iznutra, a za nju je čvrstim tankim užetom vezana barutana mina ( shter). Prilikom napada neprijateljskog broda, bušilica je bila pričvršćena za drvenu oblogu dna broda i ostala na njoj zajedno sa minom, koja je eksplodirala nakon uklanjanja čamca.

Uprkos činjenici da je "kornjača" imala dobro oružje, nije se opravdala u upotrebi. Prvi put se podmornica suprotstavila britanskom brodu "Eagle" sa 64 topa, čije se dno ispostavilo da je obloženo bakrom, tako da se bušilica nije mogla zašrafiti. Meta drugog napada bila je engleska fregata Cerberus. Ovaj put podmornica nije stigla ni da stigne, jer je na nju pucala neprijateljska vatra i potonula.

Godine 1834. u Livnici Aleksandrovski u Sankt Peterburgu izgrađena je podmornica naoružana sa šest raketnih bacača.

Projekat je vodio vojni inženjer A. A. Shilder. U potopljenom položaju konstrukcija je pomicana posebnim veslima napravljenim u obliku pačjih nogu. Nalazili su se izvan tijela konstrukcije u parovima sa svake strane. Pokrenuli su ih veslači mornari. Kada je bio na površini, čamac je plovio na sklopivom jarbolu. Schilderova podmornica imala je duguljasti, jajolik trup, blago spljošten sa strane. Dužina mu je bila 6 m, širina - 1,5 m, visina - 2 m. Sa deplasmanom od gotovo 16 tona, čamac se kretao brzinom ne većom od 1,5 km/h. Treba napomenuti da je izumitelj stvorio svoju kreaciju od željeza u vrijeme kada upotreba ovog materijala u brodogradnji još nije bila praktikovana u inostranstvu.

Schilderova podmornica je prva u svijetu ugradila optičku cijev za promatranje površine mora. Dizajniran je prema principu horizontoskopa M.V. Lomonosova. U to vrijeme podmornice u inostranstvu nisu imale takav uređaj.

Strani pronalazači su na svoje konstrukcije pričvrstili posebne kućice na palubi sa prozorima za gledanje. Ali svjetlost, kao što je poznato, ne prodire dobro kroz vodu. Kao rezultat toga, posada čamca, čak ni na malim dubinama, nije mogla ništa vidjeti na površini mora. Da bi se orijentisali, morali su da plutaju do takve dubine da je kormilarnica sa prozorima iznad nivoa vode. Kao rezultat toga, podmornica se razotkrila i izgubila svoju glavnu prednost - stealth. Schilder je bio prvi koji je praktično koristio optičku cijev na podmorničkom brodu - predak modernih periskopa, bez koje danas ne može ni jedna podmornica.

Schilderov dizajn je pokrenut početkom jula 1834. Ispitivanja su obavljena na Nevi prema opsežnom programu. Sastojao se od manevrisanja na površini i pod vodom, djelovanja na brodove lažnog neprijatelja i ispaljivanja projektila na njih. Ubrzo je podmornica odvedena u Kronštat i nastavila s eksperimentima u Finskom zaljevu. Zahvaljujući tome, izumitelj je stekao iskustvo koje mu je omogućilo da razvije dizajn za napredniju podmornicu.

Ministarstvo rata, izdvajajući Schilderu sredstva za izgradnju još jedne podmornice, postavilo mu je niz uslova prema kojima novi projekat mora imati dovoljnu sposobnost za plovidbu i autonomiju, odnosno mogućnost napuštanja baze najviše tri dana na moru, te biti pogodan za kopneni transport konjima zapreženih konjima od šest konja. Ispunjavanje posljednjeg zahtjeva bilo je neophodno kako bi u budućnosti komanda imala mogućnost da vrši tajna prebacivanja podmornica s jedne tačke obale na drugu.

Drugi čamac je izgrađen 1835. Dugo je testiran i na Nevi i na Kronštatskom putu. Tri godine izumitelj je neumorno poboljšavao svoj dizajn. 1841. godine, zbog lošeg vremena, Schilderova podmornica nije izvršila svoj zadatak. Kao rezultat toga, bilo mu je uskraćeno finansiranje za dalje eksperimente, a radovi Aleksandra Andrejeviča su predani zaboravu. Međutim, sedamnaest godina kasnije njemački Bauer je izgradio novcem ruska vlada podvodni brod "Monkfish", koji je bio tačna kopija Schilderove podmornice.

Godine 1866, prema projektu ruskog pronalazača I.F. Aleksandrovskog, izgrađena je podmornica na koju je ugrađen motor koji radi na komprimirani zrak.

Omogućavao je brzinu ne veću od jedan i pol čvora i domet krstarenja od samo tri milje. Bio je to prvi podmornički brod koji je ušao u sastav Rusije mornarica. Bila je to originalna plutajuća konstrukcija duga oko 30 m i široka oko 4 m. Ukupni deplasman čamca bio je 65 tona.

Oklop trupa je izrađen od čeličnog lima debljine 12 mm. Bila je pričvršćena zakovicama za sedamnaest okvira, koji su bili metalni okvir podmornice. Pramac konstrukcije Aleksandrovskog, gde se nalazilo komandno mesto i postavljen magnetni kompas, bio je obložen bakrom. To je zaštitilo navigacijski uređaj od utjecaja velikih masa željeza i osiguralo tačnost njegovih očitavanja.

Na krmi podmornice, pronalazač je postavio dva propelera jedan iznad drugog. Pokretala su ih dva trocilindrična pneumatska motora sa sedamdeset cilindara koji su radili na komprimirani zrak. Unutar konstrukcije, Aleksandrovski je ugradio tri rezervoara za prijem vodenog balasta tokom ronjenja. Njihov ukupni kapacitet bio je oko 10 tona vode. Osim toga, na krmi i pramcu podmornice bio je jedan mali tenk. Uz njihovu pomoć prilagođen je trim čamca u potopljenom položaju. Rezervoari su se punili vodom kroz ulazne ventile (kingstone), koji su se otvarali i zatvarali unutar konstrukcije.

Izlazak podmornice na površinu ostvaren je komprimiranim zrakom. U tu svrhu na balastne tankove iz cilindara sa komprimiranim zrakom spojen je poseban zračni kanal. Ako je bilo potrebno da se uspinje, kroz njega je pod visokim pritiskom puštan zrak koji je ulazio u rezervoare i potiskivao vodu iz njih. Ovo otkriće Aleksandrovskog još uvijek se koristi na podmornicama svih flota svijeta.

Podmornica je testirana 19. jula 1866. u Kronštatu. Bili su vrlo uspješni, ali je sam pronalazač bio nezadovoljan napretkom eksperimenata. Odlučio je napraviti brojna poboljšanja u dizajnu čamca prije nego što je svoju kreaciju demonstrirao selekcionoj komisiji. Nova testiranja podmornice obavljena su tek godinu dana kasnije. Rezultati su premašili sva očekivanja dizajnera.

Ubrzo je u podmornicu dodijeljena vojna posada od dvadeset i troje ljudi. Godine 1869. podmornica je prebačena na daljnja ispitivanja u Transund, gdje je uspješno obavila zadatak pokrivanja udaljenosti od 0,5 milja na dubini od 5 m.

Nakon nekog vremena, Mornaričko odjeljenje predložilo je da posebna komisija ponovo ispita borbene i tehničke sposobnosti izuma Aleksandrovskog. U tu svrhu je u blizini Kronštata izdvojena ruta od jedne i po milje. Nakon što je prešla potrebnu udaljenost, podmornica nije mogla ostati na navedenoj dubini. Konstruktor je smatrao da čamac nije ispunio zadati zadatak zbog činjenice da područje testiranja nije bilo duboko more. Godine 1871. izvedeni su novi eksperimenti na podmornici u oblasti Bjerke-sund. Geometrijski zatvoreni podvodni brod spušten je bez osoblja na dubinu od dvadeset pet metara. Tridesetak minuta kasnije podignuta je i detaljnim pregledom je utvrđeno da je tijelo savršeno izdržalo pritisak i da nije curilo.

Iste godine moskovsko odeljenje je objavilo da je potrebno testirati snagu podmornice na dubini od 30 m. Strahovanja Aleksandrovskog su bila opravdana. Tokom testiranja, trup nije mogao izdržati pritisak vode i brod je potonuo. Samo dvije godine kasnije dizajner je uspio organizirati rad kako bi svoj izum iznio na površinu. Ali daljnji eksperimenti s podmornicom su zaustavljeni.

Godine 1877, prema projektu Stepana Karloviča Dževetskog, izgrađena je prva patuljasta podmornica u Rusiji.

Talentirani inženjer-pronalazač izradio je projekt za minijaturni podvodni šatl, čija je dužina bila 4 m. Dizajn je ugostio samo jednu osobu, koja je pomoću nožnih pedala rotirala propeler, zbog čega se čamac pomjerao.

Metalno tijelo podmornice sastojalo se od dva dijela. Na dnu se nalazila komora sa komprimiranim zrakom, neophodnim za istiskivanje vode iz balastnog tanka kada se čamac popne na površinu. U gornjem dijelu nalazili su se razni mehanizmi i posebno sjedište za komandanta podmornice. Čovjek je bio postavljen u čamcu na način da mu je glava bila ispod prozirne kape od debelog stakla koja je virila iznad broda. Ako je šatl plutao u površinskom ili polupotopljenom položaju, komandant je mogao da posmatra morske i obalne znamenitosti.

Podmornica Drzewieckog bila je naoružana minom sa posebnim gumenim usisnim čepovima i fitiljem, koji se palio strujom iz galvanske baterije. Kako bi zapovjednik podmornice pričvrstio eksplozivnu napravu na dno neprijateljskog broda, izumitelj je napravio dvije okrugle rupe u trupu podmornice, iz kojih su izlazile dugačke fleksibilne gumene rukavice. Nakon postavljanja mine, podvodni šatl se povukao na sigurnu udaljenost, postepeno odmotavajući žicu s koluta koji povezuje eksplozivnu napravu s galvanskom baterijom. Zapovjednik podmornice mogao je raznijeti neprijateljski brod u bilo koje vrijeme za sebe.

Godine 1879. Drzewiecki je stvorio podvodno vozilo koje se razlikovalo od prethodnog ne samo po veličini, već i po brojnim poboljšanjima. Brod je već mogao primiti četiri osobe, koje su sjedile u paru jedna uz drugu. Dva propelera, krmeni i pramčani, pokretala je cijela posada nožnim pedalama. Pumpe za zrak i vodu rade na nožnom pogonu. Prvi je služio kao pročišćivač zraka unutar čamca, drugi je pumpao vodu iz rezervoara. Umjesto prozirne kupole, na podvodno vozilo ugrađena je optička cijev.

Korišteno oružje je bila mina, koja je postavljena originalnim uređajem. Sastojao se od dva prazna gumena mjehura povezana jedna s drugom tankom, snažnom vrpcom. Mina je okačena za njih. Kada je podmornica sustigla neprijateljski brod, u gumene balone je uveden vazduh i oni su zajedno kao mina plutali na dno neprijateljskog broda. Godine 1879. testirano je podvodno vozilo Drzewiecki. Bili su toliko uspješni da je Ministarstvo rata naručilo pedesetak podmornica ovog tipa.

Godine 1884. Drzewiecki je stvorio čamac s električnim motorom od 1 KS. With.

Izvor energije je bila punjiva baterija. Tokom testiranja u Sankt Peterburgu, podmornica je plovila protiv struje Neve brzinom od 4 čvora.

Godine 1906. podmornica je položena na zalihe Metalne fabrike u Sankt Peterburgu. Dužina mu je bila 36,0 m, širina - 3,2 m, deplasman - 146 tona. Čamac su pokretala dva benzinska motora snage po 130 KS. With. Tokom testiranja, podmornica je pokazala dobre rezultate. Ali nije ga bilo moguće koristiti u vojnim operacijama. Kada se kretala pod vodom, podmornica se demaskirala jer je ostavila trag mehurića. Osim toga, unutrašnjost Pochtovoya bila je pretrpana raznim mehanizmima i uređajima, što je pogoršalo uslove života osoblja.

Pojava baterija i relativno pouzdanih motora s unutarnjim izgaranjem omogućila je stvaranje elektrane za podmornice. Izumitelji su uspjeli implementirati shemu koja je danas dobro poznata: baterija, električni motor-generator i motor s unutrašnjim sagorijevanjem.

Istovremeno s elektranama, poboljšano je i naoružanje podmornica. Godine 1865. konstruktor Aleksandrovski stvorio je prvu na svijetu samohodnu torpednu minu. Kasnije je Drzewiecki izumio torpedne cijevi koje su bile ugrađene na trup podmornice. Dugi niz godina oni su bili glavno oružje domaći brodovi. Međutim, sagrađena u 19. stoljeću. borbena podmornica je bila nerealna, jer je nivo razvoja elektrotehnike i termičkih motora bio na niskom stupnju razvoja.