Сучасні технології і виробництво
З найдавніших часів люди виявляють велику цікавість до морських глибин. Спочатку на морське дно - не дуже глибоко, зрозуміло, - спускалися ловці молюсків, губок, шукачі перлів. Потім частими гостями морських глибин стали моряки-водолази, до них приєдналися підводники-спортсмени, мисливці, археологи, океанографи і інші дослідники морських глибин.
Одне з найдавніших пристосувань для спуску людини під воду - водолазний дзвін. Спочатку це був дерев'яний ящик без кришки. При зануренні такого ящика догори дном в ньому залишається повітряний міхур, в якому може знаходитися і дихати водолаз. Водолазний дзвін і в наші дні застосовується для доставки водолаза до місця роботи під водою.
Поступово техніка для спуску людей під воду удосконалилася, з'являлися нові апарати. Нарешті винайшли м'який скафандр. Він складається з гумової сорочки і мідного шолома зі скляним ілюмінатором. Повітря для дихання водолаза подається з поверхні насосом по гумовому шлангу. Допомагають утримувати вертикальне положення і перешкоджають спливання водолаза важкі сталеві "калоші" і додаткові вантажі на поясі. До винаходу акваланга м'який скафандр служив основним засобом для занурення в воду на глибину близько 100 м. Однак на таких глибинах водолаз в м'якому скафандрі може перебувати дуже недовго і його працездатність досить обмежена, підйом на поверхню проводиться повільно через можливість Появи кесонної хвороби. Справа в тому, що при диханні під водою в крові розчиняється більше повітря, ніж на поверхні. При занадто швидкому підйомі водолаза з глибини розчинений в крові азот звільняється, утворюючи бульбашки газу, що закупорюють кровоносні судини. Це і є кесонна хвороба, що загрожує водолазу смертю.
Позбавляє водолаза від тиску і небезпеки кесонної хвороби жорсткий скафандр, що складається зі сталевого циліндричного корпуса і шарнірно пов'язаних з ним "рук" і "ніг". У ньому людина може довго перебувати на глибинах до 200 м. Однак велика вага такого костюма (кілька сотень кілограмів) не дозволяє водолазу самостійно пересуватися на дні.
І м'який і жорсткий скафандри "прив'язують" водолаза до судна: в подібних костюмах можна віддалятися від судна лише на довжину шланга для подачі повітря. Щоб збільшити свободу пересування під водою, людина повинна взяти повітря для дихання з собою.
Невеликий автономний кисневий апарат з запасом кисню в балоні дозволяє дихати під водою кілька годин. Виявилося, однак, що при диханні чистим киснем на великій глибині може трапитися кисневе отруєння, при якому виникають судоми, можлива втрата свідомості і смерть. Кисневий апарат працює по замкнутому циклу: видихається водолазом газ проходить через регенератор і знову використовується для дихання. Вуглекислота і водяну пару з повітря, що видихається газу видаляються хімічним поглиначем. Спускатися з кисневим апаратом під воду дозволяється тільки після спеціальної підготовки.
Схема акваланга. Балони зі стисненим повітрям дозволяють людині залишатися під водою близько години.
Скутер - буксир для пересування під водою.
Схема пристрою батискафа. Батискаф призначений для тривалих підводних досліджень.
Жорсткий скафандр для занурення в воду.
Аероби - поплавок з бензиновим двигуном і повітряним компресором. Підводники беруть в рот загубник з шлангом і пересуваються під водою разом з аеробуем.
Більш зручний для широкого користування акваланг ( "водні легені"). З його допомогою можна занурюватися на глибину 20 м, після тренування - до 40 м, а етдельние рекордсмени опускаються на глибину більше 100 м. Акваланг складається з одного-двох балонів зі стисненим повітрям, редуктора з легеневим автоматом, що знижує тиск повітря, і з шлангів для повітря з загубником. Під час занурення аквалангіст зазвичай одягає маску, щоб захистити очі від солоної морської води.
Користування аквалангом не грозить кисневим отруєнням або отруєнням вуглекислим газом, так як повітря, що видихається викидається в воду, а не використовується багато разів, як в кисневому апараті. Недолік акваланга в порівнянні з кисневим апаратом - значно більшу вагу і обмежена кількість повітря для дихання. На великій глибині можливо азотне сп'яніння.
Винахід акваланга дозволило широкому колу фахівців проводити підводні роботи - геологічні вишукування і наукові дослідження.
Для буксирування підводників служить підводний скутер з корпусом плоскої форми, акумуляторною батареєю і електродвигунами всередині. Внизу ззаду розташовані гребні гвинти, ручка, за яку тримається аквалангіст, і кнопка для включення і виключення двигуна.
Цікаві роботи вели наукові співробітники Інституту океанології Академії наук, що жили в підводному, будинку "Чорномор", який влітку встановлювався на дно Чорного моря поблизу міста Гелендост-Жика, а тепер встановлюється поблизу міста Варни в Болгарії.
Новий засіб для підводних робіт, що здобуло популярність під назвою аероби, являє собою поплавок вагою близько 18 кг, на якому знаходиться бензиновий двигун, з'єднаний з повітряним компресором. До компресора приєднані 2 пластмасових шланга довжиною 8-10 м, що подають повітря спортсменам, які перебувають під водою. Поплавок рухається по поверхні води слідом за підводниками, які на невеликій глибині можуть перебувати близько години.
Багато цікавих і корисних спостережень можна зробити з підводного планера, що йде на буксирі за моторним човном.
Для тривалих і далеких подорожей під водою будуються спеціальні судна - підводні човни (див. Ст. "Водний транспорт").
Для наукових спостережень за підводним світом в Радянському Союзі використовувалася підводний човен "Сварник". У "Сварник" героїчна біографія - вона воювала під час Великої Вітчизняної війни. Потім судно спеціально переобладнали. У носовій його частині зроблені ілюмінатори для спостереження за мешканцями моря, змонтовані телевізійні установки і безліч наукових приладів.
Тепер в нашій країні створені нові підводні човни спеціально для наукових досліджень. До їх числа належить, наприклад, апарат "ТІНРО-2" -двухместная підводний човен, побудований для дослідження шельфових зон Світового океану. Одна з цікавих особливостей "ТІНРО-2" -та, що вона може нерухомо "висіти" над спостережуваним об'єктом. А французький дослідник Жак Ів Кусто створив занурюється на досить велику глибину підводний човен, названу "пірнаючим блюдцем". Це маленьке судно має механічну "руку", за допомогою якої знаходиться в човні виконує роботи в воді.
У 1969 р успішно завершено перший підводний дослідницький плавання за течією Гольфстрім на спеціально побудованій для цього підводному човні "Бен Франклін". Швейцарський вчений Жак Пі-кар пройшов на ній 2800 км, провівши під водою в цілому близько місяця. Плавання проходило на глибинах від 250 до 480 м.
У 30-х роках нашого століття американський винахідник Симон Лек побудував підводний автомобіль, який пересувався по морському дну на великих колесах, схожих на колеса трактора, і зробив на ньому захоплюючу подорож під водою вздовж узбережжя Америки. Потім лише в початку 1963 року з'явився цікавий експонат на Лондонській міжнародній човнової виставці - новий підводний автомобіль - аквамобіл'. Цей аквамобіль з прозорим корпусом грушоподібної форми, з 2 гвинтами і електромоторами з акумуляторами важить близько 200 кг. У ньому можна опускатися на глибину до 60 м і пересуватися зі швидкістю 5 км / год.
У 1970 р в США побудований підводний автомобіль для екіпажу з 6 чоловік, який може знаходитися під водою до 10 діб. Він забезпечений ультразвуковим локатором для виявлення перешкод і фарами, що повертаються в будь-яку сторону.
Подібні машини дуже потрібні для виконання самих різних робіт на дні, наприклад для пошуків корисних копалин, для прокладки підводних кабелів, нафтопроводів, для розшуку затонулих кораблів.
Звичайні підводні човни і підводні автомобілі не можуть занурюватися глибоко. А адже саме на великих глибинах приховано більшість таємниць моря. Спочатку для глибоководних досліджень служила батисфера - сталева камера в формі кулі з герметичним люком і ілюмінаторами з товстого скла. Запас повітря зберігається в балонах, вуглекислота і водяні пари видаляються хімічними поглиначами. В океан батисфера опускається з судна на міцному сталевому тросі.
Величезні глибини стали доступні дослідникам в батисфері. Але ось біда: висить вона на тросі в одному місці. Що знаходиться трохи далі навколо -не видно. Можна, правда, малим ходом трохи просунутися назад або вперед. Але це досить небезпечно.
Це незручність було усунуто з винаходом батискафа. Його корпус складається з двох частин: легкого корпусу і міцного корпусу. Легкий корпус наповнений бензином. Але бензин потрібен не як паливо: він в батискафі грає ту ж роль, що гелій або водень в повітряній кулі, - створює підйомну силу. Випускаючи частина бензину (як з аеростата - водень), ми зменшуємо підйомну силу батискафа, і він починає опускатися. Для підйому на поверхню скидається баласт - сталева дріб, яка утримується електромагнітом. У міцному корпусі батискафа - він нагадує батисфері - знаходиться його екіпаж.
Основні апарати для вивчення підводного світу.
Під водою батискаф приводиться в рух електродвигунами, які отримують енергію від акумуляторів. Запас електричної енергії обмежений, і до місця занурення батискаф зазвичай доставляється на буксирі.
У батискафі людина досягла великих глибин. Зараз все більше для досліджень під водою користуються телевізійної технікою. А з'єднання підводного телевізійної установки з дистанційно керованої механічної "рукою" - маніпулятором - створило новий вид підводної техніки. Якщо все це змонтувати на пересувається по морському дну візку, то вийде справжній робот. Щоб оператор міг добре керувати маніпулятором, треба мати стереоскопічне телебачення. Інакше він не зможе діяти впевнено, незважаючи ні
на які пристосування. Однак по довгому морському кабелю важко передавати не тільки стереоскопічні, але навіть звичайні телевізійні сигнали: обмежена смуга частот і вода не завжди досить прозора. Тому замість телевізора дослідники намагаються поєднати маніпулятор з електронною обчислювальною машиною, щоб робот, орієнтуючись по обстановці, міг сам виконувати найпростіші завдання без участі оператора.
Підводним роботам належить майбутнє в освоєнні середніх і великих глибин океану. Невтомні, здатні виконувати роботи на будь-яких глибинах, вони допоможуть людині вивчити і освоїти дно океану.