Povandeniniai tyrimai. Povandeninės transporto priemonės, skirtos tyrinėti jūros gelmes. Povandeninės archeologijos muziejus

Autonominė ne pelno organizacija „Rusijos geografijos draugijos povandeninių tyrimų centras“ (CPI RGS) buvo įkurta 2014 m. Jos steigėjai yra Rusijos geografų draugija (RGO) ir Nacionalinis povandeninių tyrimų centras (NCPR). Organizacija vienija pačių įvairiausių profesijų ir pramonės šakų atstovus: istorikus, archeologus, narus, okeanografus ir daugelį kitų. Centro darbo tikslas – pakelti paslapties šydą, gaubiantį jūrų istorijos įvykius, taip pat pabandyti įminti daugybę gamtos paslapčių.

Didžiausią šlovę Rusijos geografinių tyrimų centras pelnė 2015 metų rugpjūtį, kai jo specialistai pasirūpino, kad Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas nėrė į Juodosios jūros dugną į nuskendusio Bizantijos laivo nuolaužas. Tačiau dugne gulinčių laivų tyrimas toli gražu nėra vienintelis centras, kuriuo užsiima. Į VKI planus įtrauktas povandeninės archeologijos muziejaus Kronštate sukūrimas, buitinės pilotuojamos povandeninės transporto priemonės projektavimas ir kiti didelio masto projektai.

Aistra tyrimams

Viena svarbiausių Rusijos geografų draugijos Povandeninių tyrimų centro darbo sričių – ekspedicinė veikla. Jau keletą metų Rusijos geografinių tyrimų centro specialistai atlieka archeologinius tyrimus Baltijos jūroje.

2013 metų vasarą – dar iki oficialios Centro organizavimo – Rusijos geografų draugija kartu su Nacionaliniu povandeninių tyrimų centru surengė ekspediciją, skirtą apžiūrėti tarp salų sudužusį burės sraigtinį fregatą „Oleg“. Goglandas ir Sommersas 1869 m. Jo mirties priežastis buvo susidūrimas su kitu laivu atliekant sudėtingus manevrus. Vykdydama ekspediciją archeologinių narų grupė atliko išorinę laivo apžiūrą, nufotografavo ir nufilmavo jį, o dugne rado kai kurių artefaktų. Ekspertų teigimu, daugiau nei prieš 150 metų nuskendusi fregata yra puikiai išsilaikiusi. Baltijos vanduo išsaugojo viską: nuo indų ir baldų iki laivų varpų ir patrankų. 2013 metų liepos 15 dieną laivą apžiūrėjo Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas iš pilotuojamos povandeninės transporto priemonės. Jis pažymėjo, kaip svarbu tęsti tokius tyrimus, siekiant populiarinti žinias apie Rusijos laivyno istoriją.

Centro specialistai nuo 2014 metų vykdo archeologinius tyrimus 1724 metais Vyborgo įlankoje nuskendusiame vokiečių prekybiniame laive „Arkangelas Rafaelis“. Čia vyksta darbai, siekiant išvalyti laivo vidų, buvo aptikta daug istorinės vertės artefaktų, kurių dalis dabar iškelta į paviršių. Visų pirma, narai iš dugno paėmė puikiai išsilaikiusį kaftaną, kurį vėliau restauravo Valstybinio Ermitažo specialistai.

Dar vieną perspektyvų objektą tolimesniam tyrimui Rusijos geografinių tyrimų centro povandeniniai archeologai aptiko Suomijos įlankoje netoli Kronštato. Gali būti, kad čia, maždaug 10 metrų gylyje, guli pagal Petro I brėžinius pastatytas mūšio laivas „Portsmouth“ – vienas pirmųjų Rusijos laivyno mūšio laivų, nuskendusių 1719 m. Ekspertai tikisi apačioje rasti artefaktų, kurie leis jiems patikimai identifikuoti indą. Numatyta sukurti foto žemėlapį ir jo 3D modelį.

Povandeninių tyrimų centras taip pat dalyvauja tarptautiniuose projektuose. Vienas iš jų siejamas su povandeniniu laivu „Som“, aptiktu 2015 metais Švedijos teritoriniuose vandenyse. Šiuo metu vyksta derybos su Skandinavijos puse, kurių tikslas – išsiaiškinti daugiau nei 100 metų Švedijos vandenyse išgulėjusio Rusijos povandeninio laivo žvalgybos ir ateities likimo bendros ekspedicijos detales.

– Spalio viduryje grįžome iš Kabardino-Balkarijos, kur tyrinėjome giliausią Rusijos karstinį ežerą Tserik-Kol. Galutiniai ekspedicijos rezultatai dar turi būti apibendrinti, tačiau kai kuriuos faktus galima pasakyti jau dabar. Visų pirma buvo atnaujinti duomenys apie ežero gylį. Anksčiau buvo manoma, kad jis prilygsta 258 metrams, tačiau mums pavyko pietrytinėje rezervuaro dalyje rasti povandeninį urvą, kurio gylis siekė 279 metrus. Be to, buvo sukurtas 3D povandeninės ežero dalies modelis, paimti grunto mėginiai, išaiškinta vandens cheminė sudėtis. Tikimės, kad gauti duomenys leis mokslininkams tiksliai paaiškinti, kaip susiformavo Cerik-Kol ežeras, o svarbiausia – suprasti, kaip išsaugoti šį unikalų gamtos projektą ateities kartoms“, – sako Rusijos geografinių tyrimų centro vykdomasis direktorius Sergejus Fokinas. .

Povandeninės transporto priemonės kūrimas

Antroji Rusijos geografinės draugijos tyrimų ir plėtros centro veiklos sritis yra mokslinė ir techninė. Jos specialistai aktyviai bendradarbiauja su įvairiomis Rusijos ir užsienio įmonėmis nardymo operacijų teikimo, nardymo įrangos kūrimo srityje. Vykdant tyrimus ir archeologines ekspedicijas reguliariai išbandomi nauji prietaisai ir įranga.

Centras taip pat pradėjo projektuoti pilotuojamą tyrimų klasės povandeninę transporto priemonę. Nardymo darbas turi fiziologinių apribojimų, susijusių su žmogaus buvimo po vandeniu trukme, efektyviu panardinimo gyliu ir povandeninio darbo rūšimis. Todėl pilotuojamų povandeninių transporto priemonių kūrimas šiandien tebėra labai svarbi užduotis. Pirma, jie leis jums padidinti nardymo gylį ir laiką. Antra, jie leis į tiriamą objektą pristatyti itin specializuotą specialistą: archeologą, istoriką, okeanologą, hidrologą ir kt., neturintį nardymo įgūdžių.

– Šiandien pasaulyje yra užsienio įrenginių modelių, kurie sėkmingai naudojami povandeniniam nardymui, tačiau kiekvienas iš jų skirtas spręsti savo problemas. Mūsų tikslas – sukurti rusų pilotuojamą povandeninę transporto priemonę, iš pradžių skirtą moksliniams tyrimams. Sukurti modelį, kuris leis visapusiškai apžiūrėti nuskendusius objektus, leis atlikti techninius darbus giliai, bus aprūpinti manipuliatoriais, specialia įranga ir prietaisais. Mūsų šaliai šis projektas yra unikalus, nes šiandien Rusijoje niekas nekuria itin mažų povandeninių transporto priemonių. Šiuo metu formuojama darbo grupė, kuri spręs šią problemą,

– sako Rusijos geografinių tyrimų centro vykdomasis direktorius Sergejus Fokinas.

Povandeninės archeologijos muziejus

Kita kryptis – Centro kultūrinė ir edukacinė veikla, kurios svarbiausia dalis – Petrovsky doko mokslinio komplekso kūrimas.

– Projektas apima unikalaus hidraulinio komplekso „Petrovsky Dock“ Kronštate restauravimą ir povandeninės archeologijos muziejaus jo pagrindu sukūrimą. Bet koks objektas, išgulėjęs vandenyje kelis šimtus metų, iškėlus į paviršių pradeda labai greitai gesti. Kad taip neatsitiktų, būtina jį išsaugoti. Yra technikų, leidžiančių tokiu būdu išsaugoti mažus objektus, tačiau su visu laivo korpusu to padaryti neįmanoma dėl kelių priežasčių. Todėl kilo mintis rastus indus palikti vandens aplinkoje, bet kartu pasirūpinti, kad juos matytų ne tik specialistai, bet ir paprasti žmonės, pažymi Sergejus Fokinas.

Pagal parengtą koncepciją Petrovskio dokas bus išsaugotas kaip kultūros paveldo objektas, taip pat kaip veikiantis inžinerinis statinys, iš dalies išsaugantis pirminę funkciją, įskaitant laivų statyklos funkciją.

Po restauravimo ir restauravimo planuojama suskirstyti į skyrius. Dokas iš viršaus bus uždengtas stikliniu angaro kupolu su papildoma pakopomis. Šis techninis sprendimas leis tiesiogiai vandens aplinkoje patalpinti nuskendusių laivų, taip pat mažesnių objektų parodą, kuri užtikrins jų saugumą. Be to, muziejaus komplekse planuojama organizuoti Povandeninės archeologijos centrą, kuris apims tyrimų, restauravimo ir konservavimo skyrius. Čia taip pat bus sukurtos klasės, konferencijų salė, laboratorijos, biblioteka.

Parodai potencialius objektus atrinks Rusijos geografų draugijos Povandeninių tyrimų centro specialistai. Šiuo metu jie turi apie 200 panašių retenybių, esančių Baltijos jūros dugne. Tačiau apie tai, kada ir kokie laivai užims vietą muziejuje, bus galima kalbėti tik po to, kai doko teritorija pagaliau bus paruošta priimti objektus. Planuojama, kad Petrovskio doko muziejaus komplekso užpildymas eksponatais prasidės 2022 m.

Pasaulio vandenynai užima maždaug tris ketvirtadalius Žemės paviršiaus, tačiau mūsų žinios apie tai lieka neišsamios. Kadangi jūrų išteklių naudojimo klausimas žmonijai yra labai svarbus, reikia atidžiai ištirti mūsų planetos povandeninį pasaulį. Labai svarbų vaidmenį tokiuose tyrimuose atlieka povandeniniai laivai ir batiskafai. Istorikų teigimu, jūros gelmes tyrinėti bandė žmogus dar senovėje.

Iš Aristotelio užrašų matyti, kad Aleksandro Makedoniečio kariuomenė naudojo povandeninį varpą, kad surinktų informaciją apie povandeninę Tyro miesto gynybinių konstrukcijų dalį. Venecijos inžinieriaus Roberto Valturiaus knygoje yra nuorodos į nardymui naudojamus prietaisus; be to, tarp Leonardo da Vinci eskizų galima rasti tokių įrenginių diagramas. Olandų gydytojas Cornelius van Drebbel sukūrė povandeninis laivas, susidedantis iš medinio karkaso, aptraukto riebaluose suvilgyta oda.

Tai povandeninis laivas galėjo priimti iki 20 žmonių, nardyti į 4–5 metrų gylį ir kelias valandas išbūti po vandeniu. Nuo praėjusio šimtmečio vienas po kito ėmė atsirasti naujų, vis pažangesnių povandeninių transporto priemonių dizaino. Tarp pirmųjų iškilių povandeninių laivų modelių kūrėjų yra Robertas Fultonas, Davidas Bushnellas, Wilhelmas Baueris, Efimas Nikonovas ir Stepanas Dževetskis. Didžioji dalis povandeninių laivų turi du korpusus, išdėstytus vienas kito viduje. Gyliui padidėjus 10 cm, vandens slėgis didėja. Į rezervuarus patenka jūros vanduo, didėja valties svoris ir pastaroji nugrimzta po vandeniu. Kad povandeninis laivas sugrįžtų į paviršių, į rezervuarus pumpuojamas suslėgtas oras, išstumiant vandenį už borto. Norint reguliuoti povandeninės padėties gylį, mažus manevrinius balasto rezervuarus galima užpildyti vandeniu arba išvalyti.

Laivo nardymo gyliui keisti galima naudoti ir horizontalius vairus, tačiau jie veiksmingi tik povandeniniam laivui judant. Povandeninis laivas varomas dyzeliniais ir elektriniais varikliais. Dyzelinis variklis naudojamas judėti paviršiumi ir vienu metu gali įkrauti baterijas, kurios tarnauja kaip energijos šaltinis po vandeniu įsijungiantiems elektros varikliams. Aprašyta konstrukcija nėra būdinga visų tipų povandeniniams laivams. Daugelis šiuolaikinių kovinių povandeninių laivų yra aprūpinti branduoliniais varikliais, todėl gali visai neiškilti į paviršių, kol neišsenka įgulos oro tiekimas ar atsargos: juose įrengtas branduolinis reaktorius nuolat gamina šilumą, kuri garų pagalba paverčiama mechanine energija. turbinos.

Pirmasis branduoliniu varikliu varomas povandeninis laivas „American Nautilus“ veikė dvejus metus nekeičiant kuro. Bathyscaphe yra tyrimų arba gelbėjimo laivas, skirtas veikti dideliame gylyje. Batiskafo korpusas yra neįtikėtinai tvirtas, o siekiant užtikrinti absoliutų sandarumą, jo fragmentai sujungiami specialiais klijais, o ne suvirinimu ar kniedėmis. Be to, šiame įrenginyje paprastai yra vienas ar keli sraigtai, skirti judėti horizontalioje plokštumoje. Siekiant išlaikyti avarinio pakilimo iš gylio galimybę, povandeniniame laive yra išmestas kietas balastas.

Erdvė tarp išorinio korpuso ir įgulos gondolos padalinta į kelis sandarius segmentus ir užpildyta skysčiu, kurio tankis mažesnis nei vandens, pavyzdžiui, benzinu ar žibalu. Šios talpyklos bendrauja su išorine aplinka, todėl slėgis batiskafo sieneles iš abiejų pusių visada išlieka vienodas. Norėdami nardyti, batiskafo įgula dalį lengvo skysčio išmeta už borto, o pakilti išleidžia reikiamą kiekį konteinerių su kietu balastu. Pirmąjį batiskafą pastatė šveicarų profesorius Auguste'as Picardas. Jo sūnus Jacques'as Picardas pasiekė anksčiau neįtikėtiną 10 916 metrų gylį, po kurio jam pavyko sumušti ankstesnį rekordą, Marianų įduboje nardydamas į 11 521 metro gylį.

Pasakojimas apie povandeninius laivus Antey ir Typhoon:

Ilgą laiką bandymai prasiskverbti į vandenyno dugną apsiribojo narais, kurie negalėjo išbūti po vandeniu ilgiau nei dvi minutes ir nesiskverbė giliau nei 40 metrų linija.
19 amžiaus pirmoje pusėje buvo išrastas nardymo kostiumas, tačiau jis buvo labai sunkus

ir trukdė judėti. Su tokiu kostiumu buvo galima būti iki 100 metrų gylyje.
XX amžiaus 30-aisiais amerikiečių inžinieriai Bartonas ir Beebe sukūrė valdomą povandeninį laivą, kuris buvo vadinamas batisfera. Tai buvo maždaug pusantro metro skersmens plieninis rutulys. Iliuminatoriai leido tyrėjui pamatyti aplinkinius objektus. Telefoniniu ryšiu informacija buvo perduodama laive, prie kurio kabeliu buvo sujungta batisfera. Tokia povandeninė transporto priemonė nardė į 400 metrų gylį Bermudų salose. Prožektorius, su kuriuo buvo įrengta batisfera, leido pamatyti pirmąjį

giliavandenių peizažų, kur šviesa nebesiskverbdavo.
Po kelerių metų batisfera nukrito iki 940 metrų. Šis rekordas ilgai išliko nepralenkiamas.
Naujas galimybes povandeniniams tyrimams atvėrė prancūzų buriuotojo Jacqueso-Yveso Kusto ir inžinieriaus Emile'o Gagnano išradimas akvalango reikmenis, dėl kurių vandenynas tapo labiau prieinamas.
Netrukus buvo sukurtas prietaisas, leidžiantis nardyti autonomiškai, be ryšio

Bartono ir Beebe povandeninė sfera 201

Batiskafas

laivas – batiskafas. 1960 metais jis pasiekė giliausios Žemės vietos – Marianos įdubos, kurios gylis siekia 11 022 metrus, dugną.
Šiuolaikinėse povandeninėse transporto priemonėse įrengti mechaniniai manipuliatoriai, leidžiantys surinkti daiktus, elektroninę įrangą ir televizijos kameras. Šiomis dienomis nebereikia būti povandeninio laivo viduje. Pavyzdžiui, nuskendusiam Titanikui apžiūrėti buvo naudojami be įgulos povandeniniai laivai.

Daugiau apie povandeninius tyrimus:

1. Baladinsky V.L., Lobanov V.A., Galanov B.A. Mašinos ir mechanizmai darbams po vandeniu., 1979 m
2. SPECIALIEJI SOCIOLOGINIAI TYRIMAI, TYRIMŲ KŪNO IR SPORTO SRITYJE METODAI, PRIEMONĖS IR TVARKA

Didėjant gyliui, didėja hidrostatinis slėgis.

Ypač aukštas slėgis pasiekia jūrų ir vandenynų dugne. \(10\) km gylyje vandens slėgis yra apie \(100\) milijonų paskalių!

Nepaisant didžiulio spaudimo, gylyje gyvena ir gyvūnai: įvairūs dygiaodžiai, vėžiagyviai, moliuskai, kirminai, taip pat giliavandenės žuvys.

Šių gyvūnų kūnas yra pritaikytas egzistuoti aukšto slėgio sąlygomis, o jų viduje yra lygiai toks pat slėgis.

Jau \(180\) m gylyje karaliauja tamsa. Gelmių gyventojai yra arba akli, arba, atvirkščiai, turi labai išsivysčiusias akis. Kai kurie giliavandeniai gyvūnai švyti savo šviesa.

Žmogus povandeninį pasaulį pradėjo tyrinėti seniai. Patyrę narai (perlų žvejai, kempinių kolekcionieriai), sulaikę kvapą, nėrė be jokios įrangos į \(20-30\) metrų gylį.
Žmogus negali nusileisti į labai didelį gylį be specialios įrangos. Tam trukdo ir oro trūkumas, ir didžiulis hidrostatinis slėgis.

Norėdami prailginti laiką, praleistą po vandeniu, žmonės iš pradžių naudojo kvėpavimo vamzdelius iš nendrių, odinius maišelius su oro tiekimu, taip pat „nardymo varpelį“ (kurio viršutinėje dalyje, panardinus į vandenį, buvo „oro pagalvė“. “ susidarė, iš kurio žmogus gaudavo oro). Tačiau kvėpuoti per vamzdelį, išsikišusį virš vandens paviršiaus, galima tik tada, kai panardinimo gylis neviršija \(1,5\) m.

Atkreipkite dėmesį!

Jei gylis viršija \(1,5\) m, galite kvėpuoti tik oru, kuris yra suspaustas iki slėgio, lygaus vandens slėgiui tam tikrame gylyje.

\(1943 m.\) prancūzai J. Cousteau ir E. Gagnan išrado akvalango įrangą – specialų aparatą su suslėgtu oru, skirtą žmogui kvėpuoti po vandeniu. Nardymo įranga leidžia išbūti po vandeniu nuo kelių minučių (apie \(40\) m gylyje) iki valandos ar daugiau (sekliame gylyje).

Nerekomenduojama nardyti į didesnį nei \(40\) m gylį, nes įkvėpus iki aukšto slėgio suspausto oro, gali atsirasti azoto narkozės. Sutrinka žmogaus judesių koordinacija, aptemsta sąmonė.

Povandeniniams darbams skirtinguose gyliuose naudojami specialūs nardymo kostiumai. Jei skafandras gumos, tuomet nardymo gylis dažniausiai neviršija kelių dešimčių metrų.
Žmogus gali dirbti tik dideliame gylyje kietas skafandras. Pastaruoju atveju panardinimo gylis gali siekti \(300\) m.

Jūroms ir vandenynams tirti dideliame gylyje naudojamos batisferos ir batiskafai. Batisfera nuleidžiama iš paviršinio indo naudojant trosą. Pirmą kartą jį panaudojo italas Balzamello 1892 m. Panardinimo gylis tada buvo 165 m, o vėliau viršijo 1 km.

Apie 90 % jūros dugno neišplėtota iki šių dienų, tačiau pastaraisiais metais vyksta pažanga kuriant būdus užkariauti vandenyną. Antžeminiai laivai vis dar atlieka pirmojo laipsnio vaidmenį. Daug ko išmoksite tempdami laive instrumentus, rinkdami įvairius mėginius į konteinerius, iš vandenyno dugno keldami tyrimų medžiagą. Šalia kranto esantys plūdurai perduoda ir apdoroja radijo ryšiu perduodamą informaciją; kosminiai palydovai praneša tokius duomenis kaip ledo dangos atsiradimas, temperatūros pokyčiai ir bangų aukštis.
Dėl jūros naftos poreikio pradėta kurti nedidelė, manevringa įranga, skirta giliavandeniams tyrinėti. Mokslininkas Jacques'as Cousteau 1959 metais suprojektavo ir sukonstravo patį pirmąjį aparatą, vadinamą nardymo lėkšte. Įranga, skirta giliavandenių tyrinėjimų susideda iš išorinių apmušalų, galinčių atlaikyti didelį slėgį gylyje, langų, išorinio priekinio apšvietimo, įvairių manipuliatorių kamerų ir kitų jutiklių.

Robotai arba įrenginiai su valdymo elementais, paprastai pririšti prie laivų, iš kurių komandos gaunamos radijo bangomis, po vandeniu yra labai naudingi. Povandeninės transporto priemonės ir nuotoliniu būdu valdomi įrenginiai naudojami vamzdynų tiesimui, taip pat remonto darbams, fotografavimui, mėginių paėmimui iš dugno, narų išlaipinimui gylyje ir daugeliui kitų povandeninių operacijų.
Povandeniniai laivai.
Vandenyno paviršiuje povandeninio laivo balasto tankai yra pilni oro. Nardant atsidaro rezervuarų vožtuvai, išleisdami juose esantį orą, o tada vanduo užpildo juos per skylę valties dugne. Norint pasiekti paviršių, į viršutinę rezervuarų dalį įpurškiamas didžiulio slėgio suspaustas oras, kuris išstumia vandenį. Paprastai povandeniniai laivai naudoja dyzelinius variklius vandens paviršiuje ir baterijomis maitinamas baterijas, kai nardo į didelį gylį. Branduoliniai povandeniniai laivai gali plaukti mėnesius be degalų papildymo. Gėlas vanduo ir deguonis įgulai gaunami iš jūros. Pats pirmasis branduolinis povandeninis laivas žemėje, pavadintas Nautilus, buvo pagamintas JAV 1954 m., kuris po ledo kraštu keliavo per visą Šiaurės ašigalį. Įranga, skirta giliavandenių tyrinėjimų branduolinių povandeninių laivų pavidalu išlieka populiarus iki šių dienų.
Giliavandenis nardymas.
Batisfera, pakabinta ant kabelių, turi turėti tvirtą išorinį apvalkalą, kad atlaikytų vandens slėgį, kėlimo ir atstumo iki paviršiaus reguliavimo priemones, taip pat variklio sistemą. Batisfera buvo tam tikras sunkus plieninis rutulys, kurį buvo galima nuleisti ir pakelti ant troso iš paties laivo. Didžiausią gylį tuo metu batisfera pasiekė XX amžiaus 30-aisiais – 900 metrų. Tokia įranga skirta giliavandenių tyrinėjimų, kaip ir Bathyscaphe FNRS-Z, buvo aprūpintas benzininiu varikliu ir numetė geležines šerdis iš šono, kai reikėjo iškilti į paviršių. O 1960-aisiais batiskafas „Triestas“ su trijų žmonių įgula 1960-aisiais sugebėjo pasinerti iki 11 300 metrų ir pasiekti Marianos įdubos dugną – giliausią Pasaulio vandenyno tašką.
„Challenger“ kelionės.
„Challenger“ atliko daugybę giliavandenių tyrinėjimų daugiau nei 300 vietų visuose vandenynuose. Echolotu buvo atlikti gylio matavimai, paimti prie dugno esančių nuosėdų, vandens, įvairių gyvūnų ir augalų rūšių mėginiai. Įranga, skirta giliavandenių tyrinėjimų, kuris buvo naudojamas „Challenger“, šiandien atrodytų itin primityvus, tačiau tuomet surinkta informacija galėtų būti pagrindas įvairiausioms žinioms apie šiandieninius pasaulio vandenynus.