Bathyscaphe - co to jest? Projekt

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:17

Jeśli kiedykolwiek oglądałeś słynne filmy zespołu Cousteau o podwodnym świecie, nie mogłeś nie wspomnieć o niesamowitych pojazdach podwodnych przypominających statki kosmiczne - batyskafach. Co więc jest ciekawego w batyskafie, co można z nim eksplorować? Za pomocą tych statków można zanurzyć się w głębiny oceanu w celu obserwacji naukowych i poznania tajemniczych głębin oceanów.

Etymologia nazwy

Batyskaf zawdzięcza swoją nazwę Auguste Piccardowi, wynalazcy, który wynalazł to urządzenie. Słowo to pochodzi od pary greckich słów, które oznaczają „naczynie” i „głębokość”. „Statek głębinowy” będzie obchodził 80. rocznicę powstania w 2018 roku.

Wynalezienie batyskafu

Piccard wynalazł głębinową łódź podwodną wkrótce po zakończeniu II wojny światowej, w 1948 roku. Poprzednikami batyskafów były batysfery – pojazdy głębinowe w kształcie kuli. Pierwszy taki statek został wynaleziony w Ameryce w latach 30-tych XX wieku i umiejętnie nurkował na głębokości dochodzące do 1000 metrów.

Różnica między batyskafem a batysferą polega na tym, że te pierwsze mogą poruszać się niezależnie wgrubszy niż woda. Wprawdzie prędkość ruchu jest niewielka i wynosi 1-3 węzły, ale to wystarcza do spełnienia zadań naukowo-technicznych przypisanych do aparatu.

Przed wojną Szwajcar pracował nad balonem stratosferycznym i wpadł na pomysł, aby zbudować podwodny statek podobny w zasadzie do takich samolotów jak sterowiec i balon. Jedynie przy batyskafie zamiast balonu wypełnionego gazem balon musi być wypełniony jakąś substancją o gęstości mniejszej niż woda. Tak więc zasada działania batyskafu przypomina pływak.

Urządzenie Bathyscaphe

Jak działa batyskaf, co to jest gondola i pływak? Konstrukcja różnych modeli batyskafu jest do siebie podobna i składa się z dwóch części:

• lekkie ciało, lub jak to się nazywa - pływak;
• trwały kadłub, czyli tak zwana gondola.

Głównym celem pływaka jest utrzymanie batyskafu na wymaganej głębokości. W tym celu kilka komór jest wyposażonych w lekki korpus wypełniony substancją o gęstości mniejszej niż woda słona. Pierwsze batyskafy napełniane były benzyną, natomiast współczesne wykorzystuje się inne wypełniacze – różne materiały kompozytowe.

Sprzęt naukowy, różne systemy sterowania i wsparcia, załoga batyskafu jest umieszczona wewnątrz mocnego kadłuba. Sferyczne gondole były pierwotnie wykonane ze stali.

Nowoczesne okręty podwodne mają solidny kadłub wykonany z tytanu, stopów aluminium lub materiałów kompozytowych. Oni nie sąsą podatne na korozję i spełniają wymagania wytrzymałościowe.

Jak ryzykowne jest nurkowanie w batyskafie?

Głównym problemem wszystkich głębinowych łodzi podwodnych i podwodnych jest ogromne ciśnienie wody, które rośnie wraz z głębokością. Kadłub ściska się coraz mocniej, a lokalizator batyskafu równomiernie opada.

Niewystarczająco mocny kadłub podwodnego statku może zostać zdeformowany lub zniszczony, co doprowadzi do zatonięcia statku i utraty drogiego sprzętu badawczego oraz utraty życia. Niewystarczająco zaprojektowane systemy podtrzymywania życia, akumulatory, duża ilość złożonej elektroniki, chemikaliów i materiałów pochodzących z kompresji kadłuba na dużych głębokościach zwiększają prawdopodobieństwo pożaru i wypadków.

Poza tym ograniczone możliwości przeglądu przestrzeni wokół aparatu niosą ze sobą niebezpieczeństwo zderzenia batyskafu ze skałami lub innymi przeszkodami. Lokalizator batyskafu, równomiernie zanurzającego się pionowo w słupie wody, nie zawsze może je wykryć ze względu na specyfikę propagacji fal akustycznych w środowisku wodnym.

Tak więc nurkowanie na tym statku jest złożoną i odpowiedzialną operacją, która wymaga starannego i wcześniejszego przygotowania.

Następnie porozmawiajmy o pierwszym batyskafie, jakiego rodzaju jest to aparat, jego charakterystykach technicznych i ciekawostkach.

Pierwsze batyskafy

Pierwszy batyskaf, wynaleziony przez O. Piccarda, miałnazwa „FNRS-2”, służyła we francuskiej marynarce wojennej przez 5 lat i została wycofana z akcji w 1953 roku. Jako wypełniacz w tym aparacie zastosowano benzynę, która ma gęstość 1,5 raza mniejszą niż woda.

Kabina batyskafu, podobnie jak w aeronautyce, zwana gondolą, miała kształt kulisty i grubość ścian 90 mm. Z łatwością zmieściłyby się w nim dwie osoby.

Główną wadą FNRS-2 było umiejscowienie włazu do batyskafu. Znajdował się w podwodnej części aparatu. Wejście i opuszczenie gondoli batyskafowej było możliwe tylko wtedy, gdy aparat znajdował się na statku transportowym.

Drugim modelem batyskafu był FNRS-3. Aparatura ta zaczęła być wykorzystywana do badań głębinowych od 1953 do lat 70. XX wieku. Ten statek stał się muzeum. Obecnie FNRS-3 znajduje się we Francji, w Tulonie.

Według obliczeń inżynierskich urządzenie, podobnie jak jego poprzednik, mogło nurkować na głębokości do 4 kilometrów. Statek miał taką samą konstrukcję gondoli jak FNTS-2, ale reszta modelu została znacznie ulepszona.

Specyfikacje

Bathyskafy różnych generacji można porównać na podstawie ich parametrów technicznych.

	FNRS-2	FNRS-3	"Triest" (zmodernizowany)	"Archimedes"	"Jiaolong"	Deepsea Chananger
Rok początkowy	1948	1953	1953	1961	2010	2012
Kraj	Francja	Francja	Francja	Włochy, Niemcy, potem USA	Chiny	Australijska firma prywatna
Średnica gondoli (zewnętrzna/wewnętrzna), mm.	2180/2000	2180/2000	2180/1940	2100/1940
Grubość ścianki gondoli, mm	90	90	120	150
Sucha masa, t	10	10	30	60	22	12
Zużyty płyn pływakowy	benzyna	benzyna	benzyna	benzyna		pianka syntaktyczna
Objętość cieczy w pływaku, l	32000	78000	86000	170000
Załoga, ludzie	2	2	2	2	3	1
Głębokość zanurzenia, m	4000	4000	11000	11000	7000	11000

Bathyscaphe "Triest"

Z czego słynie ten batyskaf, jakiego rodzaju statek można bardziej szczegółowo zrozumieć? Na początku 1960 roku Triest wykonał pierwsze nurkowanie na dno Rowu Mariańskiego na Oceanie Spokojnym. Operacja ta, o kryptonimie „Projekt Nekton”, została przeprowadzona przez US Navy we współpracy z synem wynalazcy batyskafu, Jacquesem Picardem.

Mimo sztormowej pogody 26 stycznia odbyło się pierwsze w historii ludzkości nurkowanie na 10900 metrów. Głównym odkryciem dokonanym przez naukowców tego dnia jest to, że na dnie Rowu Mariańskiego istnieje życie.

Batyscaphe Deepsea Chalanger

Ten okręt podwodny, nazwany na cześć głębokiego rowu, słynie z tego, że był używany przez Jamesa Camerona w marcu 2012 roku. Słynny filmowiec dotarł na dno Głębin Challengera, innej nazwy Rowu Mariańskiego, 26 marca.

Było to czwarte zejście do najgłębszego punktu w historii ludzkości, godne uwagi ze względu na to, że było najdłuższe i wykonane przez jedną osobę. Lokalizator batyskafu, równo opadającego pionowo w przepaść, zbadał dno, a reżyser zyskał inspirację do stworzenia kontynuacji fantastycznego filmu Avatar.

Bathyscaphe lokalizator

Stacja hydroakustyczna to batyskafowy lokalizator, który równomiernie bada słup wody i wykrywa skały, dno i inne przeszkody. To chyba jedyny sposób, który pozwala „widzieć”, a raczej „słyszeć” pod wodą. Lokalizatorem batyskafu, równomiernie zanurzającego się w głąb, są w rzeczywistości uszy aparatu.

Incydenty z Bathyscaphe

W sierpniu 2005 roku u wybrzeży Kamczatki zatonął batyskaf rosyjskiej marynarki wojennej. Głębokowodny okręt podwodny z siedmioosobową załogą zaplątał się w sieci rybackie na głębokości około 200 metrów.

Statki ratunkowe przybyły na miejsce zdarzenia i próbowały przenieść batyskaf na płytsze głębokości, aby następnie przeprowadzić akcję ratunkową z pomocą nurków. Po nieudanych próbach rosyjscy marynarze zwrócili się do swoich brytyjskich kolegów.

Wspólna rosyjsko-brytyjska akcja ratunkowa z użyciem robota głębinowego zakończyła się sukcesem, cała załoga została uratowana, a batyskaf został wyniesiony na powierzchnię.