"Step to the Bottom": sviluppo di veicoli per la discesa in acque profonde nella prima metà del XX secolo

"Step to the Bottom": sviluppo di veicoli per la discesa in acque profonde nella prima metà del XX secolo
"Step to the Bottom": sviluppo di veicoli per la discesa in acque profonde nella prima metà del XX secolo

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Anonim

Come sai, ciò che è rilevante per "oggi" potrebbe diventare obsoleto "domani". Oggi sappiamo che i moderni batiscafi di acque profonde possono affondare fino in fondo alla Fossa delle Marianne, e non c'è posto più profondo sulla Terra. Oggi anche i presidenti sprofondano nei veicoli autonomi, e questo è considerato normale. Ma … come si arrivava al batiscafo o si affondava nel fondo prima della sua invenzione? Ad esempio, la profondità oceanica più profonda conosciuta negli anni '30 del secolo scorso è stata determinata a 9790 m (vicino alle Isole Filippine) ea 9950 m (vicino alle Isole Curili). Il famoso scienziato sovietico, l'accademico V. I. Fu in quegli anni che Vernadsky suggerì che la vita animale negli oceani, nelle sue manifestazioni evidenti, raggiungesse una profondità di 7 km. Ha sostenuto che le forme galleggianti di acque profonde possono entrare anche nelle più grandi profondità oceaniche, sebbene i reperti dal fondo più profondi di 5, 6 km fossero sconosciuti. Ma le persone già allora cercavano di scendere alle maggiori profondità e lo facevano con l'aiuto dei cosiddetti dispositivi da camera, che a quel tempo rappresentavano lo stadio più alto nello sviluppo della tecnologia subacquea, poiché consentivano a una persona di scendere a tale profondità a cui nessun subacqueo può scendere equipaggiato con la migliore tuta spaziale resistente.

"Step to the Bottom": sviluppo di veicoli per la discesa in acque profonde nella prima metà del XX secolo
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L'apparato di Danilevsky durante la ricerca del "Principe Nero".

Strutturalmente, questi dispositivi consentivano di scendere a qualsiasi profondità e la profondità di immersione del dispositivo dipendeva solo dalla resistenza dei materiali di cui erano fatti, perché senza questa condizione non sarebbero stati in grado di sopportare l'enorme pressione che aumentava con profondità.

Il primo progettista di un tale dispositivo, che ha raggiunto una profondità di immersione di 458 m, è stato l'ingegnere inventore americano Hartman.

L'apparato per la discesa in acque profonde costruito da Hartmann era un cilindro d'acciaio, e il diametro interno di questo cilindro era tale da poter ospitare una persona in posizione seduta. Per le osservazioni, le pareti del cilindro erano dotate di oblò, che erano coperti da un vetro a tre strati molto resistente. All'interno dell'apparato, sopra gli oblò, erano disposte lampade elettriche, che riflettevano la luce con l'ausilio di riflettori parabolici. La corrente per la lampada è stata ottenuta da una batteria da 12 volt posta nell'apparato. Il dispositivo era dotato di un dispositivo portatile automatico per l'ossigeno, la cui azione forniva ossigeno ai subacquei per due ore, dispositivi chimici per assorbire l'anidride carbonica, un piccolo telescopio e un apparato fotografico. Non c'era comunicazione telefonica con la base di superficie. In generale, l'intero dispositivo era piuttosto primitivo.

Nel tardo autunno del 1911, nel Mar Mediterraneo, vicino all'isola di Aldeboran, a est di Gibilterra, Hartmann fece la sua famosa discesa dall'Hansa a una profondità di 458 metri, la durata della discesa fu di soli 70 minuti. “Quando si raggiungeva una grande profondità”, scrisse Hartmann, “la coscienza in qualche modo suggeriva immediatamente il pericolo e la primitività dell'apparato, come indicato dal crepitio intermittente all'interno della camera, come colpi di pistola. La consapevolezza che al piano di sopra non c'erano mezzi per presentarsi e l'impossibilità di dare un segnale di allarme era terrificante. In quel momento, la pressione era di 735 psi.pollici, o la pressione totale è stata calcolata a 4 milioni di libbre. Altrettanto terribile era il pensiero della possibilità che il cavo di sollevamento si rompesse o lo impigliasse. Negli intervalli tra le soste, che agivano in modo rassicurante, non c'era certezza se l'imbarcazione stesse affondando o si stesse abbassando. Le pareti della camera erano di nuovo ricoperte di umidità, come avveniva in esperimenti preliminari. Non c'era modo di dire se stesse solo sudando o se l'acqua fosse stata forzata attraverso i pori dell'apparato da una terribile pressione. Presto la paura lasciò il posto alla sorpresa alla vista dei fantastici rappresentanti del regno animale. Il panorama della vita più bizzarra che l'occhio umano ha osservato per primo è arrivato durante la discesa. Nell'acqua, illuminata dal sole nei primi trenta piedi, si osservavano pesci in movimento e altre creature.

Questa prima discesa in alto mare si è conclusa in sicurezza. Successivamente, il governo degli Stati Uniti utilizzò l'apparato di Hartmann durante la prima guerra mondiale per fotografare barche tedesche affondate e per contrassegnarle sulle mappe.

Nel 1923 fu costruito un apparato da camera simile all'apparato di Hartmann, progettato dall'ingegnere sovietico Danilenko. L'apparato di Danilenko fu utilizzato da una spedizione sottomarina dei mari Nero e d'Azov per ispezionare il fondo della baia di Balaklava, intrapresa in relazione alla ricerca del Principe Nero, una nave da guerra a vapore inglese affondata nel 1854. L'apparato di Danilenko aveva una forma cilindrica. Nella sua parte superiore, erano poste una sopra l'altra due file di finestre, destinate alla visualizzazione di oggetti affondati. Per espandere il campo visivo, all'esterno è stato installato uno specchio speciale, con l'aiuto del quale l'immagine del terreno è stata riflessa nelle finestre. Questo apparato consisteva di tre "piani". Nella parte superiore dell'apparato era sistemata una stanza per due osservatori, dove venivano posati i tubi per fornire aria fresca e rimuovere l'aria viziata. Nel secondo "piano" - sotto la sala per gli osservatori - c'erano meccanismi, dispositivi elettrici destinati al controllo della cisterna di zavorra situata al primo "piano". La discesa e la risalita dell'apparato è stata effettuata utilizzando un cavo d'acciaio ed è durata (fino a una profondità di 55 m) non più di 15-20 minuti.

Impossibile non citare anche l'interessante apparato di acque profonde simile a un granchio di Reed. Questo dispositivo è stato progettato per rimanere a grandi profondità per due persone per 4 ore. Era installato su un trattore controllato internamente e poteva muoversi lungo il fondo. L'apparato di Reed è stato progettato in modo tale che le persone sedute al suo interno potessero controllare due leve, con l'aiuto delle quali è stato possibile eseguire varie operazioni di perforazione di fori di grandi dimensioni (fino a 20 cm di diametro) in una nave affondata, posa di sollevamento ganci in questi fori, ecc.

Nel 1925, gli americani intrapresero uno studio in acque profonde del Mar Mediterraneo. Lo scopo di questa spedizione è esplorare le città di Cartagine e Posilito affondate nel mare, per esaminare la galea del tesoro greco affondata sulla costa settentrionale dell'Africa, da cui erano già state sollevate molte statue di bronzo e marmo e un tempo erano collocate nei musei in Tunisia e Bordeaux. Oltre a queste notevoli opere d'arte antica recuperate, la galea conteneva altri 78 testi sbalzati su lastre di bronzo.

La camera dell'apparato della spedizione nel Mar Mediterraneo, progettata per l'immersione fino a 1000 m, consisteva in un cilindro a doppia parete in acciaio di alta qualità. Il diametro interno di questa camera è di 75 cm, è stato progettato per due persone, che sono state poste una sopra l'altra. La fotocamera era dotata di strumenti per la misurazione della profondità e della temperatura, telefono, bussola e termofori elettrici, inoltre era dotata di un perfetto apparato fotografico con il quale era possibile scattare fotografie subacquee dalla stessa distanza alla quale l'uomo l'occhio vede. Un carico pesante è stato sospeso sotto la telecamera per mezzo di un elettromagnete che, in caso di incidente, potrebbe essere lasciato cadere in modo che la telecamera possa galleggiare in superficie. Per ruotare e inclinare la telecamera in acqua, era dotata di due eliche speciali. All'esterno, sono stati disposti dispositivi speciali che hanno permesso ai ricercatori di catturare animali marini e tenerli nell'acqua sotto una pressione tale da garantire la vita di questi animali.

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Batisfera Biba. William Beebe stesso è sulla sinistra.

Infine, l'ultimo edificio in questa zona è la famosa batisfera sferica dell'americano Beebe, ricercatore presso la Bermuda Biological Station. La camera di Bib era collegata alla nave base tramite un cavo, su cui era immersa nell'acqua, e cavi per l'alimentazione elettrica della camera e per la comunicazione con la nave. La fornitura di ossigeno ai ricercatori nella batisfera e la rimozione dell'anidride carbonica da quest'ultima è stata effettuata da macchine speciali. Con l'aiuto di una batisfera, Beebe si esibì nel 1933-1934. una serie di discese, e durante una di esse il ricercatore è riuscito a raggiungere una profondità di 923 m.

Tuttavia, i veicoli di tipo sospeso associati alla nave base presentavano una serie di svantaggi: il sollevamento e la discesa di un tale apparato a una grande profondità richiede molto tempo e la presenza di dispositivi di sollevamento ingombranti sulla nave base. La durata dell'immersione del dispositivo a una grande profondità è associata alla possibilità di una catastrofe. Inoltre, questa telecamera, essendo sospesa alla nave su un lungo cavo flessibile, si sposterà sempre in acqua, indipendentemente dalla volontà degli osservatori, il che peggiora notevolmente le condizioni di osservazione.

A questo proposito, l'idea di costruire un veicolo semovente autonomo per le discese in acque profonde è nata in URSS. Tale progetto prevedeva la realizzazione di un idrostato a corpo cilindrico ad asse allungato. Nella parte superiore del dispositivo doveva esserci una sovrastruttura, grazie alla quale l'idrostato avrebbe acquisito stabilità e galleggiabilità in posizione di superficie. Tuttavia, da nessuna parte nella descrizione del progetto è stato detto che questa "sovrastruttura" o "galleggiante" sarebbe stata riempita di cherosene. Cioè, solo il volume interno gli impartirebbe un assetto positivo!

L'altezza dell'idrostato con la sovrastruttura è di 9150 mm e l'altezza del solo locale di servizio è di 2100 mm. Il peso dell'intero apparato doveva essere di circa 10555 kg, il diametro esterno della parte cilindrica è di 1400 mm, la profondità massima di immersione è di 2500 m.

La discesa dell'idrostato ad una profondità di 2500 m potrebbe durare circa 20 minuti, e la salita circa 15 minuti. Il progetto prevedeva la possibilità di regolare la velocità di immersione e risalita e, se necessario, la velocità può essere aumentata a 4 m / s, il che ha ridotto il tempo di risalita a 10 minuti.

L'idrostato è stato progettato per rimanere sott'acqua per due persone per 10 ore, se necessario, il numero dell'equipaggio dell'idrostato potrebbe essere aumentato a 4 persone e anche la durata della sua permanenza sott'acqua è stata aumentata. Quando l'idrostato galleggiava sulla superficie dell'acqua, con una pala chiusa, con l'aiuto della quale la sovrastruttura cilindrica comunica con l'acqua di mare, aveva una riserva di galleggiamento di 2000 kg. In questo caso, l'altezza del lato subacqueo non supererebbe i 130 cm Il sistema di immersione dell'idrostato funzionava rilasciando e iniettando una certa quantità di acqua nella vasca di equalizzazione.

Avrebbe dovuto dotarlo di due pesi (150 kg ciascuno), che vengono sganciati nei casi in cui è necessario accelerare la salita dell'idrostato. Per aumentare la velocità di immersione, un peso aggiuntivo potrebbe essere sospeso da un cavo lungo 100 m all'idrostato. Il peso di questo peso dipende dal tasso di caduta desiderato. Inoltre, questo peso aggiuntivo serve anche ad evitare che l'idrostato tocchi il fondo durante un'immersione veloce. Il vano batterie si trova nella parte più bassa dell'idrostato, sotto la piattaforma inferiore. Nella stessa stanza doveva essere presente un originale meccanismo rotante, il cui scopo era quello di impartire la rotazione all'idrostato attorno ad un asse verticale in modo che possa girare sott'acqua per l'osservazione. Ora i propulsori fanno un ottimo lavoro con questo. Ma poi i progettisti hanno inventato un meccanismo costituito da un volano montato su un albero verticale. L'estremità superiore di questo albero è collegata a un motore elettrico da 0,5 kW.

Il peso del volano doveva essere di circa 30 kg e il numero massimo di giri era di circa 1000 al minuto. E ha funzionato così: quando il volano gira in una direzione, l'idrostato gira nella direzione opposta. Si credeva che il meccanismo permettesse all'idrostato di ruotare di 45 gradi in un minuto.

L'idrostato doveva essere dotato di tre oblò, di cui uno destinato all'osservazione dello spazio acquatico circostante, il secondo all'osservazione dei fondali con l'ausilio di specchi e il terzo alla produzione di flash per la fotografia.

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Bathysphere sulla copertina della rivista "Technology-Youth".

Per regolare il flusso d'acqua nel serbatoio di equalizzazione e nel meccanismo idraulico con l'aiuto del quale viene fatto cadere il carico, per la fornitura di aria compressa e per altri scopi, l'autore del progetto prevede un complesso sistema di tubazioni.

Questo era, nelle linee più generali, il progetto della batisfera sovietica, di cui si scriveva nelle riviste tecniche dell'epoca che ne era un chiaro esempio, «a testimonianza che non è lontano il tempo in cui il popolo del nostro meraviglioso paese, che conquistò il Polo Nord e la stratosfera, conquisterà per la gloria della nostra patria e delle viscere più profonde dell'oceano, dove l'uomo non è mai penetrato”. Ma … si è scoperto che la costruzione di questo apparato è stata impedita (e forse per fortuna era molto complessa nel design) dalla guerra, e dopo di essa sono comparsi apparati di tipo completamente diverso. Ma questa è tutta un'altra storia…

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