Аппарат Данилевского во время поисков «Черного принца»
Конструктивно эти аппараты позволяли опуститься на любую глубину, причем глубина погружения аппарата зависела только от прочности материалов, из которых они были изготовлены, ибо без этого условия они не смогли бы выдержать возрастающего с глубиной громадного давления.
Первым конструктором такого аппарата, достигшего глубины погружения 458 м, был американский изобретатель инженер Гартман.
Построенный Гартманом аппарат для глубоководных спусков представлял собой стальной цилиндр, причем внутренний диаметр этого цилиндра был таков, что позволял поместиться в нем одному человека в сидячем положении. Для наблюдений стенки цилиндра были снабжены иллюминаторами, которые закрывались очень прочным трехслойным стеклом. Внутри аппарата, над иллюминаторами были устроены электрические лампы, отражающие свет при помощи параболических рефлекторов. Ток для лампы получался от помещенной в аппарате 12-вольтовой батареи. Аппарат был снабжен портативным автоматическим кислородным прибором, действие которого обеспечивало снабжение водолазов кислородом в течение двух часов, химическими приборами для поглощения углекислоты, небольшим телескопом и фотографическим аппаратом. Телефонное сообщение с надводной базой отсутствовало. Вообще же все устройство аппарата было довольно примитивно.
Поздней осенью 1911 года в Средиземном море, вблизи острова Альдеборан, на восток от Гибралтара, Гартман совершил свой знаменитый спуск с парохода «Ганза» на глубину 458 м., продолжительность спуска была всего 70 минут. «Когда была достигнута большая глубина, - писал Гартман, - сознание как-то сразу подсказало об опасности и примитивности аппарата, на что указывал перемежающийся треск внутри камеры наподобие пистолетных выстрелов. Сознание, что нет средств, чтобы сообщить наверх и невозможность дать тревожный сигнал, приводило в ужас. В это время давление было 735 фунтов на кв. дюйм аппарата, или полное давление высчитывалось в 4 миллиона фунтов. Не менее ужасна была мысль о возможности разрыва подъемного троса или его запутывании. В промежутках между остановками, которые действовали успокаивающе, не было никакой уверенности в том, тонет ли аппарат или его спускают. Стены камеры снова покрылись влажностью, как это бывало в предварительных опытах. Не было возможности сказать, было ли это только отпотевание или вода ужасным давлением вгонялась через поры аппарата. Скоро страхи уступили место удивлению при виде фантастических представителей животного царства. Панорама самой причудливой жизни, которую впервые наблюдал человеческий глаз, приходила при спуске. В воде, освещенной солнцем на первых тридцати футах, наблюдались движущиеся рыбы и другие существа».
Это первый глубоководный спуск закончился благополучно. Впоследствии правительство США использовало аппарат Гартмана во время Первой мировой войны для фотографирования затонувших немецких лодок и для обозначения их на картах.
В 1923 году построен сконструированный советским инженером Даниленко камерный аппарат, подобный аппарату Гартмана. Аппарат Даниленко был использован экспедицией подводных работ Черного и Азовского морей, для осмотра дна Балаклавской бухты, предпринятого в связи с поисками «Черного принца» - английского парового военного судна, затонувшего в 1854 году. Аппарат Даниленко имел цилиндрическую форму. В верхней части его были расположены один над другим два ряда иллюминаторов, предназначенных для осмотра затонувших предметов. В целях расширения поля зрения снаружи его было установлено специальное зеркало, при помощи которого в иллюминаторы отражалось изображение грунта. Аппарат этот состоял из трех «этажей». Помещение для двух наблюдателей было устроено в верхней части аппарата, куда проводились шланги для подачи свежего и удаления испорченного воздуха. Во втором «этаже» - под помещением для наблюдателей - находились механизмы, электрические приспособления, предназначенные для управления находящейся в первом «этаже» балластной цистерной. Спуск и подъем аппарата осуществлялся при помощи стального троса и продолжался (на глубину 55 м) не более 15-20 минут.
Нельзя не упомянуть также об интересном крабообразном глубоководном аппарате Рида. Аппарат этот был рассчитан на пребывание на большой глубине двух человек в течение 4 часов. Он был установлен на управляемом изнутри тракторе и мог передвигаться по дну. Аппарат Рида был сконструирован так, что люди, сидящие в нем, могли управлять двумя рычагами, при помощи которых можно было производить разные работы сверления больших (до 20 см в диаметре) отверстий в затонувшем корабле, заложение в эти отверстия подъемных гаков и др.
В 1925 году американцы предприняли глубоководное изучение Средиземного моря. Цель этой экспедиции – исследование затонувших в море городов Карфагена и Позилито, обследование затонувшей на Северном берегу Африки греческой галеры с сокровищами, с которой многие бронзовые и мраморные статуи были уже подняты до этого и были в свое время помещены в музеи Туниса и Бордо. Кроме этих извлеченных замечательных произведений древнего искусства, галера содержала еще 78 текстов, тисненых на бронзовых листах.
Камера аппарата средиземной морской экспедиции, рассчитанная на погружение до 1000 м, состояла из двустенного цилиндра, выполненного из высококачественной стали. Внутренний диаметр этой камеры – 75 см., она была рассчитана на двух человек, которые помещались один над другим. Камера была снабжена приборами для определения глубины и температуры, телефоном, компасом и электрическими грелками, кроме того, ее снабдили совершенным фотографическим аппаратом, с помощью которого можно было производить подводные съемки с такого же расстояния, на каком видит человеческий глаз. Под камерой подвешивался при помощи электромагнита тяжелый груз, который в случае аварии мог быть сброшен для того, чтобы камера всплыла на поверхность. Для вращения и наклонения камеры в воде она была снабжена двумя специальными гребными винтами. Снаружи были устроены специальные приспособления, которые позволяли исследователям вылавливать морских животных и сохранять их в воде под таким давлением, которое обеспечивало бы жизнь этим животным.
Батисфера Биба. Сам Уильям Биб слева
Наконец последним сооружением в этой области является знаменитая сферическая батисфера американца Биба - научного сотрудника Бермудской биологической станции. Камера Биба была связана с кораблем-базой тросом, на котором она погружалась в воду, и кабелями для подачи в камеру электроэнергии и для связи с кораблем. Снабжение же исследователей, находящихся в батисфере, кислородом и удаление из последней углекислоты осуществлялось специальными автоматами. При помощи батисферы Биб совершил в 1933-1934 гг. ряд спусков, причем во время одного из них исследователю удалось достигнуть глубины 923 м.
Однако аппараты подвесного типа, связанные с кораблем-базой, имели ряд недостатков: подъем и спуск такого аппарата на большую глубину требует затраты большого количества времени и наличия на корабле-базе громоздких подъемных приспособлений. Длительность погружения аппарата на большую глубину сопряжена с возможностью катастрофы. Кроме того, камера эта, будучи подвешена к кораблю на длинном гибком тросе, будет все время, независимо от воли наблюдателей, перемещаться в воде, что сильно ухудшает условия наблюдения.
В связи с этим в СССР возникла идея постройки автономного самоходного аппарата для глубоководных спусков. Проект этот предусматривал создание гидростата, имеющего цилиндрическую форму корпуса с удлиненной осью. В верхней части аппарата должна была находиться надстройка, благодаря которой гидростат приобретал бы в надводном положении устойчивость и плавучесть. Нигде, однако, в описании проекта не было сказано, что эта «надстройка» или «поплавок» наливался бы керосином. То есть положительную плавучесть ему сообщал бы лишь внутренний объем!
Высота гидростата с надстройкой - 9150 мм, а высота одного лишь служебного помещения 2100 мм. Вес всего аппарата предполагался около 10555 кг, внешний диаметр цилиндрической части – 1400 мм, наибольшая глубина погружения – 2500 м.
Спуск гидростата на глубину 2500 м мог длиться около 20 минут, а подъем около 15 минут. Проектом предусматривалась возможность урегулировать скорость погружения и подъема, причем в случае необходимости скорость может быть доведена до 4 м/сек., что сокращало время подъема до 10 минут.
Гидростат был рассчитан на пребывание под водой двух человек в течение 10 часов, в случае необходимости численность экипажа гидростата могла быть доведена до 4 чел., а также увеличена и длительность пребывания его под водой. Когда гидростат плавал на поверхности воды, при закрытом клинкете, при помощи которого цилиндрическая надстройка сообщается с забортной водой, он обладал запасом плавучести в 2000 кг. Высота подводного борта при этом не превышала бы 130 см. Система погружения гидростата работала за счет выпуска и впуска определенного количества воды в уравнительную цистерну.
Предполагалось снабдить его двумя грузами (по 150 кг), которые сбрасываются в тех случаях, когда всплытие гидростата необходимо ускорить. Для увеличения скорости погружения к гидростату мог быть подвешен на тросе длиною в 100 м дополнительный груз. Вес этого груза зависит от желательной скорости погружения. Кроме того, этот дополнительный груз служит также и для того, чтобы гидростат не смог в процессе быстрого погружения удариться о дно. В самой нижней части гидростата, под нижней платформой, расположен аккумуляторный отсек. В этом же помещении должен был находиться оригинальный поворотный механизм, назначение которого - сообщать гидростату вращение около вертикальной оси, чтобы он мог поворачиваться под водой для наблюдения. Сейчас с этим прекрасно справляются подруливающие устройства. Но тогда конструкторы придумали механизм, состоящий из маховика, насаженного на вертикальный вал. Верхний конец этого вала соединен с электрическим мотором мощностью 0,5 квт.
Вес маховика должен был составлять около 30 кг, а максимальное число оборотов около 1000 в минуту. А работал он так: когда маховик вращается в одну сторону, гидростат поворачивается в противоположную. Считалось, что механизм позволяет осуществлять поворот гидростата на 45 градусов в течение одной минуты.
Гидростат должен был быть снабжен тремя иллюминаторами, один из которых предназначен для наблюдения окружающего водного пространства, второй для наблюдения дна моря при помощи зеркал, третий для производства вспышек для фотосъемки.
Батисфера на обложке журнала "Техника-молодежи"
Для регулирования поступления воды в уравнительную цистерну и в гидравлический механизм, при помощи которого производится сбрасывание грузов, для подачи сжатого воздуха и для других целей автором проекта предусмотрена сложная система трубопроводов.
Таков был в самых общих чертах проект советской батисферы, о котором в технических журналах того времени писалось, что это наглядный пример, «свидетельствующий о том, что недалеко то время, когда люди нашей замечательной страны, завоевавшие Северный полюс и стратосферу, завоюют во славу нашей родины и глубочайшие недра океана, куда никогда еще не проникал человек». Но… вышло так, что строительству этого аппарата помешала (и может быть к счастью, уж очень он был сложным по конструкции) война, а после нее появились аппараты совсем иного типа. Но это уже совершенно другая история…