"Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw

"Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw
"Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw

Video: "Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw

Video: "Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw
Video: Battle of Narva, 1700 ⚔️ How did Sweden break the Russian army? ⚔️ Great Nothern War 2024, Maart
Anonim

Zoals u weet, kan wat relevant is voor "vandaag" "morgen" achterhaald zijn. Tegenwoordig weten we dat moderne diepzee bathyscaafs naar de bodem van de Marianentrog kunnen zinken, en er is geen plaats dieper op aarde. Tegenwoordig zinken zelfs presidenten in autonome voertuigen naar de bodem, en dit wordt als normaal beschouwd. Maar … hoe kwamen mensen bij de bathyscaaf of zonken ze naar de bodem voordat het werd uitgevonden? De diepste oceaandiepte die in de jaren '30 van de vorige eeuw bekend was, werd bijvoorbeeld bepaald op 9790 m (nabij de Filippijnse eilanden) en 9950 m (in de buurt van de Koerilen-eilanden). De beroemde Sovjetwetenschapper, academicus V. I. Het was in die jaren dat Vernadsky suggereerde dat het dierenleven in de oceanen, in zijn merkbare manifestaties, een diepte van 7 km bereikt. Hij betoogde dat drijvende diepzeevormen zelfs de grootste oceaandiepten kunnen binnendringen, hoewel vondsten van de bodem dieper dan 5, 6 km onbekend waren. Maar mensen probeerden toen al af te dalen naar de grootste diepten en deden dat met behulp van de zogenaamde kamerapparaten, die in die tijd het hoogste stadium in de ontwikkeling van duiktechnologie vertegenwoordigden, omdat ze een persoon toestonden af te dalen naar zo'n diepte waar geen duiker kan afdalen, uitgerust met het beste stoere ruimtepak.

"Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw
"Step to the Bottom": ontwikkeling van voertuigen voor diepwaterafdaling in de eerste helft van de 20e eeuw

Danilevsky's apparaat tijdens de zoektocht naar de "Black Prince".

Structureel maakten deze apparaten het mogelijk om naar elke diepte af te dalen, en de onderdompelingsdiepte van het apparaat was alleen afhankelijk van de sterkte van de materialen waaruit ze waren gemaakt, omdat ze zonder deze toestand niet bestand zouden zijn tegen de enorme druk die toeneemt met diepte.

De eerste ontwerper van een dergelijk apparaat, dat een duikdiepte van 458 m bereikte, was de Amerikaanse uitvinder-ingenieur Hartman.

Het diepzee-afdalingsapparaat gebouwd door Hartmann was een stalen cilinder en de binnendiameter van deze cilinder was zodanig dat er één persoon in een zittende positie in kon passen. Voor observaties waren de wanden van de cilinder uitgerust met patrijspoorten, die waren bedekt met een zeer sterk drielaags glas. In het apparaat, boven de patrijspoorten, waren elektrische lampen aangebracht, die het licht reflecteerden met behulp van parabolische reflectoren. De stroom voor de lamp werd verkregen uit een 12 volt batterij die in het apparaat was geplaatst. Het apparaat was uitgerust met een draagbaar automatisch zuurstofapparaat, waarvan de actie de duikers twee uur lang van zuurstof voorzag, chemische apparaten om koolstofdioxide te absorberen, een kleine telescoop en een fotografisch apparaat. Er was geen telefonische communicatie met de oppervlaktebasis. Over het algemeen was het hele apparaat nogal primitief.

In de late herfst van 1911, in de Middellandse Zee, nabij het eiland Aldeboran, ten oosten van Gibraltar, maakte Hartmann zijn beroemde afdaling van de Hansa tot een diepte van 458 meter, de duur van de afdaling was slechts 70 minuten. "Toen een grote diepte was bereikt", schreef Hartmann, "suggereerde het bewustzijn op de een of andere manier onmiddellijk het gevaar en de primitiviteit van het apparaat, zoals aangegeven door het intermitterende geknetter in de kamer, als pistoolschoten. Het besef dat er geen mogelijkheid was om zich boven te melden en de onmogelijkheid om een alarmsignaal te geven was angstaanjagend. Op dat moment was de druk 735 psi.inch-apparaat, of de totale druk werd berekend op 4 miljoen pond. Even afschuwelijk was de gedachte aan de mogelijkheid dat de hijskabel zou breken of erin zou verstrikt raken. In de tussenstops, die sussend werkten, was er geen zekerheid of het vaartuig aan het zinken was of werd neergelaten. De wanden van de kamer waren opnieuw bedekt met vocht, zoals het geval was in voorlopige experimenten. Er was geen manier om te zeggen of het gewoon zweten was of dat er water door de poriën van het apparaat werd geperst door verschrikkelijke druk. Al snel maakte angst plaats voor verrassing bij het zien van de fantastische vertegenwoordigers van het dierenrijk. Het panorama van het meest bizarre leven dat het menselijk oog voor het eerst heeft waargenomen, kwam tijdens de afdaling. In het water, verlicht door de zon in de eerste tien voet, werden bewegende vissen en andere wezens waargenomen.

Deze eerste diepzee-afdaling eindigde veilig. Vervolgens heeft de Amerikaanse regering tijdens de Eerste Wereldoorlog het Hartmann-apparaat gebruikt om gezonken Duitse boten te fotograferen en op kaarten te markeren.

In 1923 werd een kamerapparaat gebouwd, vergelijkbaar met het Hartmann-apparaat, ontworpen door de Sovjet-ingenieur Danilenko. Het apparaat van Danilenko werd gebruikt door een onderwaterexpeditie van de Zwarte Zee en de Azov-zee om de bodem van de Balaklava-baai te inspecteren, die werd ondernomen in verband met de zoektocht naar de Black Prince, een Engels stoomoorlogsschip dat in 1854 zonk. Het apparaat van Danilenko had een cilindrische vorm. In het bovenste gedeelte bevonden zich twee rijen vensters boven elkaar, bedoeld om verzonken objecten te bekijken. Om het gezichtsveld te vergroten, werd er buiten een speciale spiegel geïnstalleerd, met behulp waarvan het beeld van de grond in de ramen werd gereflecteerd. Dit apparaat bestond uit drie "verdiepingen". In het bovenste deel van het apparaat was een ruimte voor twee waarnemers ingericht, waar slangen werden geleid voor de toevoer van verse lucht en het verwijderen van bedorven lucht. Op de tweede "verdieping" - onder de ruimte voor waarnemers - waren mechanismen, elektrische apparaten bedoeld om de ballasttank op de eerste "verdieping" te regelen. De afdaling en beklimming van het apparaat werd uitgevoerd met behulp van een staalkabel en duurde (tot een diepte van 55 m) niet langer dan 15-20 minuten.

Het is onmogelijk om ook het interessante, krabachtige diepzeeapparaat van Reed niet te noemen. Dit apparaat is ontworpen om vier uur lang op grote diepte te blijven voor twee personen. Het was geïnstalleerd op een intern bestuurde tractor en kon langs de bodem bewegen. Het apparaat van Reed was zo ontworpen dat de mensen die erin zaten twee hendels konden bedienen, met behulp waarvan het mogelijk was om verschillende bewerkingen uit te voeren van het boren van grote (tot 20 cm in diameter) gaten in een gezonken schip, het leggen van hijsen haken in deze gaten enz.

In 1925 deden de Amerikanen een diepzeestudie van de Middellandse Zee. Het doel van deze expeditie is om de in zee verzonken steden Carthago en Posilito te verkennen, om de Griekse schatkombuis te bekijken die aan de noordkust van Afrika is verzonken, waaruit al veel bronzen en marmeren beelden waren opgetrokken en ooit werden geplaatst in musea in Tunesië en Bordeaux. Naast deze opmerkelijke kunstwerken uit de oudheid die zijn teruggevonden, bevatte de kombuis nog 78 teksten in reliëf op bronzen platen.

De kamer van het apparaat van de Middellandse Zee-expeditie, ontworpen voor onderdompeling tot 1000 m, bestond uit een dubbelwandige cilinder van hoogwaardig staal. De binnendiameter van deze kamer is 75 cm, hij is ontworpen voor twee personen, die boven elkaar werden geplaatst. De camera was uitgerust met instrumenten voor het meten van diepte en temperatuur, een telefoon, een kompas en elektrische verwarmingskussens, daarnaast was het uitgerust met een perfect fotografisch apparaat waarmee het mogelijk was om onderwaterfoto's te maken vanaf dezelfde afstand waarop de mens oog ziet. Door middel van een elektromagneet werd een zware last onder de camera gehangen, die bij een ongeval kon vallen om de camera naar de oppervlakte te laten drijven. Om de camera in het water te draaien en te kantelen, was deze uitgerust met twee speciale propellers. Buiten waren speciale apparaten opgesteld waarmee onderzoekers zeedieren konden vangen en onder zo'n druk in het water konden houden dat het leven van deze dieren zou verzekeren.

Afbeelding
Afbeelding

Bathisfeer Biba. William Beebe zelf is aan de linkerkant.

Ten slotte is het laatste gebouw in dit gebied de beroemde bolvormige bathysfeer van de Amerikaanse Beebe, een onderzoeker aan het Bermuda Biological Station. De kamer van Bib was verbonden met het basisschip door een kabel, waarop ze in het water was ondergedompeld, en kabels voor het leveren van elektriciteit aan de kamer en voor communicatie met het schip. De toevoer van zuurstof aan de onderzoekers in de bathysfeer en de verwijdering van kooldioxide uit deze laatste werd uitgevoerd door speciale machines. Met behulp van een bathysphere trad Beebe op in 1933-1934. een aantal afdalingen, en tijdens een daarvan wist de onderzoeker een diepte van 923 m te bereiken.

Voertuigen van het hangende type die bij het basisschip horen, hadden echter een aantal nadelen: het heffen en dalen van een dergelijk apparaat tot grote diepte kost veel tijd en de aanwezigheid van omvangrijke hefinrichtingen op het basisschip. De duur van de onderdompeling van het apparaat tot een grote diepte wordt geassocieerd met de mogelijkheid van een catastrofe. Bovendien zal deze camera, die aan een lange flexibele kabel aan het schip hangt, de hele tijd in het water bewegen, ongeacht de wil van de waarnemers, wat de observatieomstandigheden aanzienlijk verslechtert.

In dit verband ontstond in de USSR het idee om een autonoom zelfrijdend voertuig te bouwen voor diepzee-afdalingen. Dit project voorzag in de creatie van een hydrostaat met een cilindrisch lichaam met een langwerpige as. In het bovenste deel van het apparaat moest een bovenbouw komen, waardoor de hydrostaat stabiliteit en drijfvermogen zou krijgen in de oppervlaktepositie. Nergens in de beschrijving van het project werd echter gezegd dat deze "bovenbouw" of "vlotter" zou worden gevuld met kerosine. Dat wil zeggen, alleen het interne volume zou er een positief drijfvermogen aan geven!

De hoogte van de hydrostaat met de bovenbouw is 9150 mm en de hoogte van de serviceruimte alleen al is 2100 mm. Het gewicht van het gehele apparaat moest ongeveer 10555 kg zijn, de buitendiameter van het cilindrische deel is 1400 mm, de maximale dompeldiepte is 2500 m.

De afdaling van de hydrostaat tot een diepte van 2500 m zou ongeveer 20 minuten kunnen duren, en de beklimming ongeveer 15 minuten. Het project bood de mogelijkheid om de snelheid van duiken en opstijgen te regelen, en indien nodig kan de snelheid worden verhoogd tot 4 m / s, waardoor de opstijgtijd werd teruggebracht tot 10 minuten.

De hydrostaat was ontworpen om gedurende 10 uur met twee personen onder water te blijven, indien nodig kon het aantal bemanningsleden van de hydrostaat worden uitgebreid tot 4 personen en werd ook de duur van het verblijf onder water verlengd. Toen de hydrostaat op het wateroppervlak dreef, met een gesloten blad, met behulp waarvan de cilindrische bovenbouw in verbinding staat met het zeewater, had hij een drijfvermogen van 2000 kg. In dit geval zou de hoogte van de onderwaterzijde niet hoger zijn dan 130 cm Het immersiesysteem van de hydrostaat werkte door een bepaalde hoeveelheid water vrij te laten en in de vereffeningstank te injecteren.

Het moest het uitrusten met twee gewichten (elk 150 kg), die worden verwijderd in gevallen waarin de opstijging van de hydrostaat moet worden versneld. Om de onderdompelingssnelheid te verhogen, zou een extra gewicht kunnen worden opgehangen aan een kabel van 100 m lang naar de hydrostaat. Het gewicht van dit gewicht is afhankelijk van de gewenste zinksnelheid. Daarnaast dient dit extra gewicht ook om te voorkomen dat de hydrostaat tijdens een snelle duik de bodem raakt. Het batterijcompartiment bevindt zich in het laagste deel van de hydrostaat, onder het onderste platform. In dezelfde ruimte zou een origineel draaimechanisme komen, dat tot doel heeft de hydrostaat rond een verticale as te laten draaien, zodat deze onder water kan draaien voor observatie. Nu doen stuwraketten hier geweldig werk mee. Maar toen kwamen de ontwerpers met een mechanisme dat bestond uit een vliegwiel gemonteerd op een verticale as. Het boveneinde van deze as is verbonden met een 0,5 kW elektromotor.

Het gewicht van het vliegwiel moest ongeveer 30 kg zijn en het maximale aantal omwentelingen was ongeveer 1000 per minuut. En hij werkte als volgt: als het vliegwiel in de ene richting draait, draait de hydrostaat in de tegenovergestelde richting. Men geloofde dat het mechanisme ervoor zorgt dat de hydrostaat binnen een minuut 45 graden kan draaien.

De hydrostaat moest worden uitgerust met drie patrijspoorten, waarvan er één bedoeld was voor het observeren van de omringende waterruimte, de tweede voor het observeren van de zeebodem met behulp van spiegels en de derde voor het produceren van flitsen voor fotografie.

Afbeelding
Afbeelding

Bathysphere op de cover van het tijdschrift "Technology-Youth".

Om de waterstroom in de vereffeningstank en in het hydraulische mechanisme te regelen met behulp waarvan de lading wordt gedropt, voor de toevoer van perslucht en voor andere doeleinden, voorziet de auteur van het project in een complex pijpleidingsysteem.

Dit was, in de meest algemene schets, het project van de Sovjet-bathysphere, waarover in de technische tijdschriften van die tijd werd geschreven dat het een duidelijk voorbeeld was, getuigend dat de tijd niet ver weg is dat de mensen van onze wonderbaarlijke land, dat de Noordpool en de stratosfeer veroverde, zou veroveren voor de glorie van ons vaderland en de diepste ingewanden van de oceaan, waar de mens nooit is doorgedrongen”. Maar … het bleek dat de constructie van dit apparaat werd verhinderd (en misschien was het gelukkig zeer complex van ontwerp) door de oorlog, en daarna verschenen er apparaten van een heel ander type. Maar dit is een heel ander verhaal…

Aanbevolen: