Podvodné vozidlo: klasifikácia, popis a účel

Obsah:

Podvodné vozidlo: klasifikácia, popis a účel
Podvodné vozidlo: klasifikácia, popis a účel
Anonim

Tento výraz sa často používa na oddelenie takýchto vozidiel od ponoriek. V bežnom zvyku však výraz „ponorka“možno použiť na opis lode, ktorá je podľa technickej definície v skutočnosti ponorná.

Existuje mnoho typov takýchto zariadení vrátane domácich aj priemyselných remesiel, inak známych ako vozidlá na diaľkové ovládanie alebo ROV. Majú mnoho aplikácií po celom svete, najmä v oblastiach ako oceánografia, podvodná archeológia, prieskum oceánov, cestovný ruch, údržba a reštaurovanie zariadení a podvodná videografia.

Ponorný "Triton"
Ponorný "Triton"

História

Prvú ponorku navrhol a postavil americký vynálezca David Bushnell v roku 1775 ako prostriedok na dodávanie výbušných náloží na nepriateľské lode počas americkej vojny za nezávislosť. Zariadenie s názvom „Bushnellova korytnačka“bola oválna nádoba vyrobená z dreva a medi. Obsahuje nádrže naplnené vodou (na ponorenie) a následne sa vyprázdnili pomocou manuálučerpadlo, aby vyplávalo na hladinu. Operátor používal dve ručné vrtule na zvislý alebo bočný pohyb pod vodou. Plavidlo malo navrchu malé sklenené okienka a ku korpusu pripevnené svietiace drevo, takže ho bolo možné ovládať aj v tme.

prístroj pod vodou
prístroj pod vodou

Korytnačka Bushnell bola prvýkrát uvedená do prevádzky 7. septembra 1776 v New York Harbor, aby zaútočila na britskú vlajkovú loď HMS Eagle. V tom čase obsluhoval tento ponorný seržant Ezra Lee. Lee úspešne priviedol Korytnačku na spodok trupu Orla, ale kvôli silným vodným prúdom nedokázal spustiť náboj. Tým sa však história týchto druhov dopravy neskončila.

Funkcie

Okrem veľkosti je hlavným technickým rozdielom medzi ponorkou a ponorkou to, že ponorka nie je úplne autonómna a pri dopĺňaní paliva a dýchacích plynov sa môže spoliehať na podporné zariadenie alebo plavidlo. Niektoré vozidlá fungujú na "upevnení" alebo "pupočnej šnúre", pričom zostávajú pripojené k tendru (ponorka, povrchová loď alebo platforma). Majú tendenciu mať kratší dosah a pracujú väčšinou pod vodou, pretože väčšina z nich je na povrchu zbytočná. Ponorky (ponorky) sú schopné ponoriť sa viac ako 10 km (6 míľ) pod hladinu vody.

Ponorky môžu byť relatívne malé, môžu obsahovať iba malú posádku a nemajú žiadne obytné priestory. Často majú veľmi svižnú konštrukciu osadenú skrutkami vrtule respčerpadlá.

Technológia

Pri navrhovaní ponorných zariadení sa používa päť hlavných technológií. Unipolárne zariadenia majú pretlakové telo, pričom ich pasažieri sú pod normálnym atmosférickým tlakom. Ľahko odolávajú vysokému tlaku vody, ktorý je mnohonásobne vyšší ako vnútorný.

Podvodné vozidlo v kine
Podvodné vozidlo v kine

Ďalšia technológia nazývaná okolitý tlak udržuje rovnaké zaťaženie vo vnútri aj mimo nádoby. Tým sa znižuje tlak, ktorému musí trup odolávať.

Tretia technológia je „mokrá ponorka“. Termín označuje vozidlo so zaplaveným interiérom. Vo vodnom aj atmosferickom prostredí nie je potrebné používať potápačské vybavenie, pasažieri môžu normálne dýchať bez toho, aby mali na sebe ďalšie zariadenia.

Records

Vďaka trakcii lana sa podvodné vozidlá môžu ponoriť do veľkých hĺbok. Bathyscaphe Trieste bol prvý, kto dosiahol najhlbšiu časť oceánu (takmer 11 km (7 míľ) pod povrchom) na dne priekopy Mariana v roku 1960.

Čína s projektom Jiaolong v roku 2002 bola po USA, Francúzsku, Rusku a Japonsku piatou krajinou, ktorá poslala muža 3 500 metrov pod hladinu mora. Ráno 22. júna 2012 nakladacie a vykladacie zariadenie Jiaolong stanovilo rekord v hĺbkovom ponore, keď traja ľudia zostúpili 22 844 stôp (6 963 metrov) do Tichého oceánu.

Autonómne podvodné vozidlo
Autonómne podvodné vozidlo

Medzi najznámejšie a najdlhšie fungujúce ponorky patrí hlbokomorské výskumné plavidlo DSV Alvin, ktoré má 3 posádku a je schopné potápať sa do hĺbky až 4 500 metrov (14 800 stôp). Vlastní ho námorníctvo Spojených štátov, prevádzkuje ho WHOI a od roku 2011 absolvovalo viac ako 4 400 ponorov.

James Cameron urobil 26. marca 2012 rekordný ponor na dno Challenger Deep, najhlbšieho známeho bodu priekopy Mariana. Cameronova ponorka sa volala Deepsea Challenger a dosiahla hĺbku 10 908 metrov (35 787 stôp).

Najnovšie správy

V poslednom čase súkromné firmy na Floride vydali sériu ponoriek Triton. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (alebo SAS) a holandská firma Worx vyvinuli malé ponorky na turistiku a prieskum.

Kanadská spoločnosť s názvom Sportsub stavia osobné rekreačné ponorky s otvorenými podlahovými konštrukciami (čiastočne zaplavené kokpity) od roku 1986.

Funkčné zobrazenia

Malé podvodné dopravné prostriedky bez posádky nazývané „námorné diaľkovo ovládané vozidlá“alebo MROV sa dnes vo veľkej miere používajú na prevádzku vo vode, ktorá je príliš hlboká alebo príliš nebezpečná pre potápačov.

Takéto vozidlá pomáhajú opravovať ropné plošiny na mori a pripájajú káble k potopeným lodiam, aby ich zdvihli. Tieto diaľkovo ovládané vozidlá sú pripevnené popruhom (hrubým káblom, ktorý zabezpečuje napájanie a komunikáciu) k riadiacemu centru na lodi. Operátori na lodi sledujú videozáznamy odoslané späť z robota a môžu ovládať vrtule a rameno vozidla. Ponorený Titanic bol skúmaný práve takýmto vozidlom.

Japonské ponorné
Japonské ponorné

Bathyscaphes

Batyskaf je hlbokomorská ponorná ponorka s vlastným pohonom, ktorá pozostáva z kabíny posádky podobnej batysfére, ale zavesená pod plavákom a nie povrchovým káblom, ako v klasickom dizajne batysféry. Mnohí to vidia ako typ samohybnej ponornej lode.

Jeho plavák je naplnený benzínom, ľahko prístupný, nadnášaný a veľmi odolný. Nestlačiteľnosť paliva znamená, že nádrže môžu byť skonštruované veľmi jednoducho, pretože tlaky vo vnútri a mimo nádrží sú vyvážené. Taktiež nádrže nemajú za úlohu plne odolávať prípadným poklesom tlaku, pričom kokpit je navrhnutý tak, aby odolal obrovskej záťaži. Vztlak na hladine možno ľahko znížiť nahradením benzínu vodou, ktorá je hustejšia.

Etymológia

Auguste Picard, vynálezca prvého batyskafu, vymyslel názov „batyskaf“pomocou starogréckych slov βαθύς batys („hlboký“) a σκάφος skaphos („loď“/ „loď“).

Prevádzka

Pri zostupe zaplaví batyskaf vzduchové nádrže morskou vodou. Ale na rozdiel od ponorky, kvapalina v jej zaplavených nádržiach nemôže byť uvoľnená stlačeným vzduchom, aby stúpala. Je to spôsobené tým, že tlak vody v hĺbkach, pre ktoréloď bola navrhnutá tak, aby fungovala, príliš veľká.

Napríklad tlak na dne lode Challenger Deep – ponorky, na ktorej sa plavil sám James Cameron – je viac ako sedemkrát vyšší ako tlak v štandardnej tlakovej fľaši typu H. Táto ponorka používa na vyváženie železné závažia. Nádoby s nimi pozostávajú z jedného alebo viacerých valcov, ktoré sú na dne počas celého ponoru otvorené a náklad drží na mieste elektromagnet. Ide o zariadenie bezpečné pri poruche, pretože nevyžaduje zvýšenie výkonu.

Ponorný model
Ponorný model

História batyskafov

Prvý batyskaf dostal názov FNRS-2 – podľa Národnej nadácie pre rekreačný výskum – a postavil ho v Belgicku v rokoch 1946 až 1948 Auguste Picard. FNRS-1 bol balón používaný na zdvihnutie Picarda do stratosféry v roku 1938.

Pohyb prvého batyskafu zabezpečovali elektromotory poháňané batériami. Plavák predstavoval 37 850 litrov leteckého benzínu. Nemalo prístupový tunel. Guľa sa musela naložiť a vyložiť na palubu. Prvé plavby sú podrobne opísané v knihe Jacquesa Cousteaua Tichý svet. Ako hovorí príbeh, "loď pokojne odolávala tlaku hlbín, ale bola zničená miernym nárazom." FNRS-3 bola nová ponorná loď využívajúca guľu posádky z poškodenej FNRS-2 a nový väčší plavák s objemom 75 700 litrov.

Druhý Piccard batyskaf kúpilo americké námorníctvo z Talianska v roku 1957. Mal dva náklady s balastovou vodou a jedenásť vztlakových nádrží,s obsahom 120 000 litrov benzínu. Neskôr bola vynájdená ponorka Poseidon.

V roku 1960 ponorka s Picardovým synom Jacquesom a poručíkom Donom Walshom dosiahla najhlbšie známe miesto na zemskom povrchu, Challenger Deep in Mariana Trench. Palubné systémy naznačovali hĺbku 37 800 stôp (11 521 m), no neskôr to bolo opravené na 35 813 stôp (10 916 m), aby sa zohľadnili zmeny spôsobené slanosťou a teplotou.

Aparát bol vybavený silným zdrojom energie, ktorý tým, že osvetlil rybičku ako platýs, vyvolal otázku, či v takej hĺbke pri úplnej absencii svetla existuje život. Posádka ponorky si všimla, že dno pozostáva z kremeliny, a oznámila, že videla na morskom dne ležať nejaký druh platýza podobného podošve, dlhého asi 1 stopu a 6 palcov.

V roku 1995 poslali Japonci do rovnakej hĺbky autonómne podvodné vozidlo, ktoré sa však neskôr stratilo na mori. V roku 2009 poslal tím z oceánografickej inštitúcie Woods Hole robotickú ponorku s názvom Nereus na dno priekopy.

Nemecké ponorné
Nemecké ponorné

Vynález batysféry

Bathysphere (z gréckeho βαθύς, bana, "hlboký" a σφαῖρα, oheň, "guľa") bola jedinečná guľová hlbokomorská ponorka, ktorá bola diaľkovo ovládaná a spúšťaná do oceánu pomocou pripútania. Bola použitá pri sérii ponorov pri pobreží Bermud v rokoch 1930 až 1934.

Baysféra bola navrhnutá v roku 1928a 1929 od amerického inžiniera Otisa Bartona a preslávila sa vďaka tomu, že ju prírodovedec William Beebe používal na štúdium podmorskej divočiny. Svojou štruktúrou sa batysféra približuje ponornému torpédu.

Odporúča: