Подводный аппарат

Эта статья в данный момент редактируется

Статья активно редактируется участником проекта Serenus:ru (обсуждение).
Перед внесением правок свяжитесь с ним.

Последняя правка была внесена 23.07.2022.

--Serenus:ru (обсуждение) 08:23, 19 июля 2022 (UTC)

Беспилотный подводный аппарат аппарат «Витязь-Д» (Россия).

Подводный аппарат — небольшое судно или техническое устройство, используемое для выполнения разнообразных задач в толще воды и на морском, озёрном и ином дне. Подводный аппарат в отличие от подводной лодки, как правило, имеет более ограниченные возможности по автономности, и поэтому работает во взаимодействии с обеспечивающим судном-носителем. Подводные аппараты могут работать на глубине недоступной для подводных лодок и водолазов.

Содержание

1 Классификация
2 История
3 Особенности конструкции
- 3.1 Обитаемые подводные аппараты
- 3.2 Необитаемые подводные аппараты
4 Беспилотные подводные аппараты по странам
- 4.1 Для чего они?
- 4.2 Типы ПА
5 См. также
6 Ссылки

Классификация

Исследовательский батискаф «Трие́ст» (итал. Trieste), на котором в 1960 году было совершено рекордное погружение в Марианскую впадину.

Пилотируемый китайский глубоководный аппарат «Фэньдоучжэ».

Глубоководный обитаемый аппарат «Мир-2» (Россия), построенный в Финляндии в 1987 году.

Принято делить подводные аппараты на обитаемые и беспилотные (необитаемые) аппараты.

Подводные аппараты могут быть плавающими в толще воды, самоходными донными или с комбинированным типом движения.

По конструктивным особенностям в отдельные группы можно выделить аппараты следующих категорий:

Батискаф — особенностью является наличие поплавка заполненного бензином; способны погружаться на любые глубины Мирового океана, включая предельные;
Батиплан — буксируемый аппарат, «подводный планер» для наблюдений на небольших глубинах;
Аппараты с отсеком для выхода водолазов в воду — оснащены гипербарическим отсеком для транспортировки водолазов;
Автономные глубоководные снаряды — несут оборудование для проведения подводных работ, такое как манипуляторы и отсеки для поднимаемых грузов и образцов;
Спасательные глубоководные аппараты — оснащены пассажирским отсеком, стыковочным устройством и шлюзовой камерой для спасения экипажей подводных лодок;
Многоместные туристические подводные аппараты — служат для подводных экскурсий, имеют пассажирский салон и дополнительные иллюминаторы.

Подводные аппараты классифицируются также по типу выполняемых работ — на гидрофизические, геологические, поисковые, специализированные рабочие, осмотровые и др.; по характеру перемещений в водной среде — на буксируемые, плавающие, перемещающиеся (в т.ч. шагающие) по грунту, или с комбинированным типом движения; по способу подачи энергии для функционирования — на привязные, автономные и комбинированные; по глубине проведения работ — для малых глубин (до 600 м), средних глубин (до 2000 м) и глубоководные (свыше 2000 м).

В круг задач боевых аппаратов входит противодействие минированию, обнаружение и локализация мин. Также идут разработки ударных подводных роботов. Есть гибридные разработки - автономный подводный аппарат сам по себе не вооружен, но в необходимый момент может активировать полезную нагрузку, содержащую оружие.

Беспилотные подводные аппараты могут быть

телеуправляемыми — например, подводный робот может быть связан с надводным судном кабелем и управляться оператором оператором;
автоматическими — полностью автономные подводные роботы, работающие по заданной программе.

История

На своих ранних этапах история подводного аппарата совпадает с историей подводной лодки. Постепенно конструкторы подводных лодок добавляли все больше устройств и механизмов, которые повышали автономность, а также оснащали лодки все более мощным оружием. В то же время перед подводными аппаратами ставились более ограниченные задачи.

Первоначально создавались нормобарические обитаемые привязные подводные аппараты. В 1911 американским инженером Г. Гартманом был построен первый гидростат, в котором с научными целями была достигнута глубина 640 метров. В 1923 в CCCP инженером Е. Г. Даниленко был создан гидростат, предназначенный для поиска затонувших судов. В 1927 на нём совершила погружение по геологической программе геолог М. В. Клёнова (первая женщина-гидронавт). В 1929 американские учёные У. Биби и О. Бартон сконструировали первую батисферу "Век прогресса", позволившую достигнуть глубины свыше 1300 м.

телеуправляемый аппарат СФ-1Первые расчёты и проекты автономных обитаемых подводных аппаратов были предложены в середине 30-х гг. советскими учёными К. Э. Циолковским и Ю. А. Шиманским. В 1948 первый автономный подводный аппарат — батискаф "ФРНС-2" был построен швейцарским учёным О. Пиккаром и при испытаниях без экипажа на борту достиг глубины 1400 метров. По проектам О. Пиккара во Франции и Италии были созданы в 1953 более совершенные батискафы "ФРНС-3" и "Триест" (в 1960 Ж. Пиккар и Д. Уолш достигли дна Марианской впадины).

Малогабаритный, легкотранспортируемый обитаемый подводный аппарат для малых глубин ("Ныряющее блюдце") впервые был построен в 1959 под руководством французского океанолога Ж. Ива Кусто. Начиная с 60-х гг. в различных странах интенсивно строятся малогабаритные автономные обитаемые подводные аппараты. Если в 1970 в мире насчитывалось 45 обитаемых подводных аппаратов, то в 1986 — более 300 аппаратов. Большая часть автономных обитаемых подводных аппаратов рассчитана на глубины до 1500 метров. Для увеличения глубины с начала 80-х гг. стальные обитаемые сферы обитаемых подводных аппаратов заменяются более лёгкими титановыми. Строительство в 1967 (в США) первого гипербарического подводного аппарата "Дип Дайвер" положило начало развитию подобных аппаратов с выходом водолазов в воду. Создаются мобильные крупнотоннажные (до 800 т) подводные исследовательские и технические аппараты, обеспечивающие работу и отдых водолазов в режиме длительного пребывания под давлением.

Предшественником современных телеуправляемых аппаратов является подводный аппарат "КУРВ-I", разработанный в 1965 в США для проведения поиска и подъёма затонувших объектов на поверхность. В последующие годы появились телеуправляемые подводные аппараты нового поколения, имеющие увеличенную глубину, более совершенную фототелевизионную и гидроакустические аппаратуру, а также манипуляторные устройства (например, "КУРВ-II", "КУРВ-III", "Теленавт-1 " — США, "Манта" — CCCP). Производство подводных аппаратов этого типа постоянно увеличивается (в 1970 в мире насчитывалось 26 телеуправляемых подводных аппаратов, к 1986 создано более 400 аппаратов). В 80-х гг. создаются полностью автоматические автономные телеуправляемые подводные аппараты с рабочей глубиной погружения 6000 м.

автономный аппарат СПУРВСреди привязных телеуправляемых подводных аппаратов за рубежом с начала 80-х гг. получили распространение малогабаритные (до 800 мм), лёгкие (до 100 кг) и мобильные привязные аппараты (типа "PCB-225" и "Скорпио" — США; "Трек" — Канада), для доставки которых к месту работы используются специальные подводные боксы-носители, связанные с обеспечивающим судном кабелем-тросом, а с аппаратом тонким кабелем нейтральной плавучести, не оказывающим влияние на его динамику. На последующих образцах телеуправляемых подводных аппаратов (типа "ТРОУ" — Канада и "СФ-1 " — ФРГ) устанавливаются балластные системы, увеличивающие манёвренность аппаратов и позволяющие осуществлять жёсткую посадку на грунт для производства бурильных работ.

Одним из первых необитаемых буксируемых подводных аппаратов явился океанологический комплекс "Дип тоу", созданный в 1963 в США. В последующие годы были созданы буксируемые подводные аппараты ("Ангус", "ДСС-125", и "Арго" — США, "Звук" — CCCP), позволяющие осуществлять поисковые операции, картографирование и фотосъёмку дна. В начале 80-х гг. в ФРГ был построен буксируемый геологоразведочный подводный аппарат "Манка-01", предназначенный для отбора и экспресс-анализа проб железомарганцевых конкреций.

Первые геологические исследования с применением подводных аппаратов были проведены в 1962 с борта французского батискафа "Архимед" в жёлобе Пуэрто-Рико (около 9000 м). В последующие годы выполнялись обследования береговых каньонов, коралловых рифов, полей железомарганцевых конкреций и фосфоритов. С 70-х гг. было организовано несколько американских и французских геологических экспедиций по изучению океанических рифтовых зон (в 1973 — Срединно-Атлантического рифта, в 1978-79 — зоны восточно-Тихоокеанского поднятия и Галапагосского рифта).

Первые советские геологические экспедиции с использованием подводного аппарата типа "Пайсис", "Звук", "Манта" были проведены на озере Байкал (1977), в Красноморском рифте (1979-80) и рифте Рейкьянес в Атлантическом океане, в Тихом океане (80-е гг.).

Особенности конструкции

Обитаемые подводные аппараты

К нормобарическим обитаемым подводным аппаратам относятся привязные и автономные исследовательские и транспортные средства, в герметическом корпусе которых поддерживаются параметры дыхательной смеси, близкие к нормативным атмосферным. Примером аппаратов этого типа является подводный аппарат "Пайсис", предназначенный для океанологических (в т.ч. геологических) исследований (рис. 1).

Он состоит из прочного металлического корпуса (обитаемого отсека), вокруг которого на трубчатой раме смонтированы отдельные элементы различных бортовых функциональных систем: движительно-рулевого комплекса, служащего для передвижения и маневрирования подводного аппарата на поверхности и под водой; электроэнергетической установки; системы погружения и всплытия, обеспечивающей значительное изменение плавучести путём заполнения водой или продувки воздухом цистерн главного балласта; уравнительно-дифферентной системы, позволяющей изменять в широких пределах угол наклона (дифферент), скорость погружения и всплытия подводного аппарата вплоть до зависания аппарата на выбранном рабочем горизонте. Аппарат снабжён также системами: гидравлики, служащей для привода забортного навесного оборудования и манипуляторов; научной информации, включающей в себя датчики океанологических параметров, регистрирующую аппаратуру и фототелевизионный комплекс; связи и навигации, необходимой для определения местонахождения аппарата и передачи информации с подводного аппарата на поверхность и обратно. Состав воздушной смеси, температура и влажность в обитаемом отсеке поддерживаются системой жизнеобеспечения. Для придания необходимой внешней формы аппарату служит съёмный легкий корпус. Упрощённой модификацией нормобарических обитаемых подводных аппаратов являются спускаемые на тросе с надводного судна батисферы и гидростаты — толстостенные наблюдательные камеры, способные выдерживать давление больших глубин, с иллюминаторами и входным люком, оснащённые светильниками, фотокиноаппаратурой, телефонной связью и измерительными приборами. Гидростаты в отличие от шарообразных батисфер имеют цилиндрическую форму со сферическими днищами. Для достижения предельных глубин (до 11 км) используются батискафы (рис. 2) — обитаемые подводные аппараты, состоящие из лёгкого стального корпуса-поплавка, наполненного для создания положительной плавучести бензином, и жёстко соединённой с ним батисферы (гондолы), в которой размещается экипаж, научные приборы и оборудование аппарата.

Необитаемые подводные аппараты

Беспилотные подводные аппараты по странам

Для чего они?

ПА в настоящее время используются для подводных съёмок, наблюдений, поисков, подъёмов предметов. ПА, был создан что-бы безопасно, удобно и легко совершать подводные манипуляции. От поиска пищи, до подъёма пушек со дна.

Типы ПА

Современные системы ROV можно классифицировать по типу привода (электрический, гидравлический или электрогидравлический); мощности, грузоподъёмности, глубине погружения.