Жак Пикар - Глубина 11 тысяч метров. Солнце под водой

• Название: Глубина 11 тысяч метров. Солнце под водой
• Автор: Жак Пикар
• Издательство: Мысль
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1974
• ISBN: n/a

В книге «Глубина 11 тысяч метров» рассказывается о создании и погружении батискафа «Триест» в Марианскую впадину на глубину 11 тысяч метров, описываются интереснейшие научные наблюдения.

В 1969 году подводная лодка мезоскаф «Бен Франклин» опустилась под уровень океана у полуострова Флорида и прошла с течением Гольфстрим 1500 миль за тридцать дней. Шесть человек во главе с Жаком Пикаром получили возможность наблюдать мир таинственных глубин, никогда не посещавшийся человеком.

---

Есть разные способы обеспечивать работу двигателя в эквипрессии, даже если речь идет о соленой воде. Самый простой, введенный в употребление доктором Огюстом Пикаром в 1946–1948 годах на первом батискафе, — когда мотор помещают в жидкое масло, в котором постоянно поддерживается давление, равное давлению наружной среды. Для этого используют резиновый резервуар, он сжимается под напором извне и подает в легкий кожух мотора достаточно масла, чтобы внутреннее давление отвечало внешнему. Такую же систему мы применили и на «Триесте», но там жидким изолятором служил трихлорэтилен; его удельный вес — 1,4, он тяжелее воды. А так как двигатель был установлен вертикально, не потребовалось даже герметизировать паз для вала. Правда, применение трихлорэтилена повлекло за собой кучу проблем, ведь эта жидкость — сильный растворитель, так и норовит разрушить материал, с которым соприкасается.

Но хотя на «Триесте» наши двигатели работали нормально на глубине 11 тысяч метров, а потом специалисты еще усовершенствовали моторы, погруженные в масло, мне хотелось применить другую систему, о которой я слышал уже несколько лет.

Разработала эту систему гамбургская компания «Плейгер», ее специальность — моторы и насосы для самых глубоких колодцев, а также «вспомогательные рулевые механизмы», иначе говоря, размещаемые побортно винты, которые чрезвычайно облегчают маневрирование на малом ходу, в частности в гавани. Для этих винтов фирма использовала моторы трехфазного переменного тока без щеток и каких-либо подвижных контактов и со специально разработанными резиновыми подшипниками взамен обычных шариковых.

Надо сказать, что десятью годами раньше, когда я в Кастелламмаре-ди-Стабиа работал на «Триесте», ко мне обратился один немецкий инженер, который хотел посмотреть, какие двигатели мы применили на батискафе. Он сообщил мне, что его фирма специализируется на таких моторах, тогда я показал ему схему нашей конструкции, а затем и сами двигатели, посвятил его во все подробности, которые могли быть ему интересны. Когда он ушел, один из моих итальянских сотрудников упрекнул меня в чрезмерной щедрости.

— Смотрите, вам всегда не хватает средств на исследования, а вы готовы всякому доверить свои лучшие секреты! Синьор, это никуда не годится!

На это я сказал, ссылаясь на Лафонтена, что доброе дело непременно вознаграждается: может быть, мне в свою очередь когда-нибудь придется идти за советом к этому инженеру. Сказал — и забыл.

Представьте себе мое удивление, когда я, прибыв однажды утром 1965 года в Гамбург, был встречен в фирме «Плейгер» тем самым инженером! И уж он (его звали Франц Закариас) не пожалел сил, чтобы дать всю нужную мне информацию, а потом и выполнить полученный от нас заказ. Несомненно, одна из причин того, что у нас установились наилучшие взаимоотношения с компанией «Плейгер», — прием, который я оказал представителю фирмы в Италии.

Но моторы «Плейгер» рассчитаны на переменный ток, а наши аккумуляторные батареи давали постоянный, поэтому перед нами встала проблема преобразования. Мысль использовать обычный генератор переменного тока, работающий от аккумуляторов, мне не нравилась. Я с самого начала был склонен предпочесть электронные выпрямители на тиристорах, которые рассматривались как один из возможных вариантов еще для «Триеста». Но на батискафе мы довольствовались мощностью в 1–2 киловатта, здесь же требовалось по меньшей мере 120 киловатт. И еще одна проблема: как регулировать скорость, развиваемую двигателями?

Мы изучили ряд вариантов: винты с переменным шагом,[63] параллельное и последовательное соединение аккумуляторных батарей, различные способы группировки двигателей и так далее. Но тут выяснилось, что фирма «АЭГ» в Гамбурге и Берлине изготавливает преобразователи, позволяющие получать переменный ток различного напряжения и частоты. В частности, недавно для одного траулера был собран шестидесятикиловаттный преобразователь с переменной частотой, который получил самую высокую оценку. Как раз то, что нам надо!

Не могу сказать, что все шло гладко с самого начала. Отнюдь. При всем старании «АЭГ» угодить нам мы столкнулись с серьезными проблемами. Мир электроники, право же, особый мир. Наш случай оказался достаточно каверзным, и лишь немногие инженеры могли точно сформулировать задачу и верно осмыслить назначение нужных нам устройств, хотя их основной принцип относительно прост. Пришлось немало посовещаться, разрабатывая характеристики наших преобразователей, их мощность при разных режимах, даже вес и размеры; все это нам надо было знать заранее с предельной точностью. Наши люди много раз наведывались к поставщикам в Гамбург и Берлин, и мы провели немало испытаний. Уже после того как преобразователи были установлены, не один месяц ушел на то, чтобы освоить их. Зато у электронной аппаратуры есть то преимущество, что для ее ремонта не обязательно знать все до мельчайших подробностей. Достаточно заменять печатные схемы, пока устройство не заработает. Мы теперь вполне довольны тем решением, которое избрали. Но для этого и от «АЭГ», и от нас потребовалось немало усердия и выдержки.

Для питания двигателей, светильников, системы жизнеобеспечения и вообще всего, что двигается, светит, греет, служит индикатором, требовалось изрядное количество аккумуляторных батарей. Поэтому в сводном балансе грузов я отвел им большое место, больше, чем в первом мезоскафе, около 20 процентов общего веса. А разместить все эти батареи я решил в киле снаружи мезоскафа, прямо в морской воде. Этот вариант был впервые применен доктором Огюстом Пикаром на первом батискафе и оправдал себя. Забортное размещение аккумуляторных батарей на подводной лодке дает много преимуществ: вы выигрываете в весе (в нашем случае выигрыш был больше 40 процентов), освобождаете место внутри, предотвращаете просачивание газа в жилые отсеки. Дело в том, что свинцово-кислотные аккумуляторы всегда выделяют водород и некоторое количество кислорода. А водород (особенно в смеси с кислородом), когда его содержание в воздухе достигает 3,9 процента, — это уже взрывчатый газ, который погубил не одну подводную лодку.

На «Огюсте Пикаре» аккумуляторы поместили внутри корпуса, но тогда условия были другие, длительность погружений по плану не превышала одного часа, да и вентиляцию отработали так, что помещения хорошо проветривались между погружениями. Что же до нового мезоскафа, то, хотя мы не собирались заряжать аккумуляторы под водой (именно под конец зарядки выделяется больше всего газа), нам не хотелось идти на риск, не хотелось месяц, а то и больше находиться в одном отсеке с 26 тоннами свинцово-кислотных аккумуляторов.

Поскольку мезоскаф предназначен для серии последовательных погружений, понадобилось устройство, которое автоматически сбрасывало лишний газ, освобождая нас от необходимости вызывать перед каждым погружением или после него специалиста, чтобы он открыл или закрыл соответствующий клапан; иначе в конце погружения масло, служащее изолятором между кислотой и морской водой, могло быть увлечено вместе с газом в море. Пришлось нам разрабатывать новую автоматическую систему — дело исключительно интересное, но и рискованное.

В новой аккумуляторной батарее (70 килограммов на воздухе, 40 килограммов под водой, 2 вольта, 1000 амперчасов) каждый элемент был защищен особым резервуаром. Это обеспечивало сравнительно большой запас электролита и изолирующего масла. Сквозь верхнюю часть резервуара была пропущена поливинилхлоридная трубка, она вела в газосборник, оснащенный автоматическими клапанами, которые выпускали наружу газ, но не пускали внутрь морскую воду. В свою очередь газосборник соединялся с центральным масляным резервуаром, сообщавшимся с морем; назначение этого резервуара — обеспечивать равенство давления внутренней части системы, включая аккумуляторы, с наружной средой. Так, он подает масло для восполнения пространства, освобождающегося при сжатии газа, выделяемого батареями, особенно в начале погружения.

Проблема выделяемого аккумуляторами газа изучалась очень тщательно, ведь она прямо влияла на стабильность мезоскафа. Литр воздуха или газа обладает на поверхности положительной плавучестью весом около килограмма, на глубине 10 метров она уменьшается до 500 граммов, на глубине 20 метров — до 250 граммов и так далее. Поэтому мы позаботились о том, чтобы газ, особенно после зарядки, выходил по возможности одинаково легко из всех секций. Аккумуляторы разместили внутри киля горизонтально; разделительные прокладки между свинцовыми пластинами сделали из специально подобранного материала; держатели разместили так, чтобы направлять газ наружу.

В общем принятые нами меры позволили свести зону нестабильности мезоскафа под водой (мы еще к ней вернемся) до нескольких десятков метров от поверхности, а в этой зоне разность температур во всех случаях была нам только на руку.