Исследование морских глубин. Человек начал осваивать подводный мир ещё в глубокой древности. Опытные, хорошо тренированные ныряльщики (собиратели жемчуга),задерживая дыхание на 1-2 мин, погружались без всяких приспособлений на глубину (а иногда и более) метров.
Для увеличения времени пребывания под водой люди вначале использовали дыхательные трубки из тростника, кожаные мешки с запасом воздуха, а также «водолазный колокол» (в верхней части которого при погружении в воду образовывалась «воздушная подушка», из которой человек получал воздух.
На глубине, превышающей 1,5 м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.На глубине, превышающей 1,5 м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.
В 1943 г французами Ж. Кусто и Э. Ганьяном был изобретен акваланг- специальный аппарат со сжатым воздухом, предназначенный для дыхания человека под водой. Благодаря этому изобретению плавание под водой стало увлекательным и распространенным видом спорта.
Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около 40 м) до часа и более (на небольших глубинах). Спуски с аквалангом на глубины более 40 м не рекомендуются т.к. вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание.
Батискаф не связан тросом с кораблем и представляет собой автономный (самоходный) аппарат. Первый батискаф был построен и испытан швейцарским ученым О. Пиккаром в1948 г. В январе 1960 г. сын ученого Ж. Пиккар вместе с Д. Уолшем достигли на батискафе дна Марианского желоба в Тихом океане. Его максинальная глубина (измеренная в 1957 г. советским исследовательским судном «Витязь») составляет м.
Еще в давние времена людям хотелось знать, что делается в глубинах морей и океанов. И первыми, кто заглянул в подводный мир, были ныряльщики. Нырять люди научились в глубокой древности. Они доставали с морского дна ракушки, целебные водоросли, жемчуг. В «Илиаде» мы встречаем такие строки: «Как быстро нырнул Кебрион! Будь это в море, он мигом добыл бы устриц, ныряя с корабля. Есть, я вижу, и между троянцами водолазы!» - восклицает один из героев поэмы Протокл, наблюдая, как падает с колесницы сраженный им Кебрион.
А вот еще факт, он свидетельствует о том, что греки умели не только нырять, но и производить под водой простейшие водолазные работы . Историк Фукидид, рассказывая о колонизации восточного побережья Сицилии, упоминает такой эпизод. Жители Сиракуз, желая предотвратить вторжение в свои воды вражеских кораблей, вбили сваи в дно бухты, на берегах которой располагался город. Однако афиняне не растерялись. Они скрытно спустили в воду ныряльщиков, и те, подпилив сваи, открыли путь кораблям. Кстати, уже тогда людям были известны примитивные водолазные приспособления. Аристотель упоминает, что ловцы губок опускались под воду, надев на голову перевернутый горшок. При строго вертикальном положении в горшке оставалось немного воздуха, которым и дышал ныряльщик.
Так же поступали в старину и наши запорожцы: спрятавшись под перевернутыми кверху дном лодками, они незаметно подплывали к врагам.
Принцип устройства подводного колокола люди, скорей всего, позаимствовали у водяного паука. Этот «водолаз» сооружает под водой купол из паутины, прикрепляет его вершину к какому-нибудь растению и постепенно наполняет свое жилище воздухом. Делает это паук так. Поднимаясь на поверхность, он с помощью особых волосков на теле набирает порцию воздуха и затем с воздушной ношей возвращается на свою стройку. Путешествие за воздухом повторяется несколько раз. Окончив работу, паук забирается под купол - здесь у него и столовая, и спальня, и детская, живи в свое удовольствие!
В 1538 году в Толедо был построен большой глиняный колокол со свинцовыми грузилами. В нем на дно реки Тахо опустились два человека. Они пробыли под водой около часа.
Через сто лет водолазы при погружении колокола стали брать с собой бутыли, наполненные воздухом. И это позволяло им несколько дольше оставаться под водой.
В XVIII веке появились аппараты, из которых выдыхаемый водолазом воздух удалялся, а свежий нагнетался с помощью насосов. Постепенно эти аппараты становились все совершеннее, и в 1844 году в примитивном водолазном шлеме под воду спустился первый ученый, профессор М. Эдварс.
В наше время применяются два типа водолазного снаряжения: мягкий и жесткий скафандры.
Мягким скафандром пользуются для погружения на глубину до 150 метров. Скафандр состоит из шлема и комбинезона. Верхнюю часть шлема называют котелком, нижнюю - манишкой. В котелке несколько окошечек с толстыми стеклами. Сзади к котелку припаян рожок, к нему присоединяют шланг для подачи воздуха, сбоку находится отверстие с клапаном для выдыхаемого воздуха. Комбинезон состоит из нескольких слоев прорезиненной ткани, а воротник рубахи - из резины. Чтобы увеличить вес, водолазу спереди и сзади навешивают грузы, а на ноги надевают галоши со свинцовой подошвой,- ведь иначе он не смог бы ходить под водой. Весит снаряжение около 50 килограммов.
Жесткий скафандр делается из стали. Он абсолютно водонепроницаем, но зато очень тяжел - весит 450- 500 килограммов. В таком одеянии можно безбоязненно опуститься на 250 метров, но двигаться и работать в нем трудно. И конструкторы стали думать о более удобном приспособлении для спуска под воду. К тому же и глубина в 250 метров, на которую можно было опуститься в жестком скафандре, не устраивала ученых. Им хотелось поглубже заглянуть в пучины океана.
В 1927 году американский ихтиолог В. Биб приступил к постройке своего подводного аппарата. Он построил его в виде цилиндра, но не учел, что на больших глубинах цилиндр может не выдержать давления воды. И действительно, первые же опыты убедили ученого, что форму для аппарата он выбрал неудачно. Но В. Биб не отказался от своей идеи. Он привлек к работе опытного инженера-механика О. Бартона и вместе с ним создал новый, шарообразный, аппарат - батисферу (по- гречески «батисфера»-«глубоководный шар»). Диаметр батисферы равнялся 1,35 метра, толщина стенок - 30 сантиметров, а иллюминаторы были изготовлены из прочного кварца. Весил аппарат около 2,5 тонны.
Из-за недостатка места внутри подводного шара удалось установить лишь самые необходимые приборы. К корпусу батисферы была приделана большая скоба. Привязав к скобе прочный стальной трос, батисферу опускали под воду с борта корабля. Предприятие было рискованное: стоило тросу оборваться - и пассажиры оказались бы погребенными на дне океана.
И тем не менее бесстрашные исследователи в 1930-1932 годы несколько раз опускались под воду. Максимальная глубина, которой им удалось достичь, была 730 метров.
В июле 1934 года, после капитального ремонта батисферы, В. Биб и О. Бартон Жесткий скафандр.
Это было интересное путешествие под воду. В. Бибу удалось обнаружить и зарисовать много новых видов глубоководных рыб.
Вначале материалам ученого не особенно верили, считали неведомых обитателей глубин плодом его воображения. Но затем многих из описанных Бибом рыб удалось сфотографировать, а некоторых даже поймать.
В 1949 году О. Бартон установил новый рекорд погружения батисферы- 1375 метров. Но опуститься на большую глубину в батисфере, привязанной к надводному кораблю, оказалось невозможным: длинный тяжелый трос рвался от собственного веса.
И тогда инженерам пришла мысль использовать для изучения глубин гидростат, ведь при обрыве троса гидростат мог самостоятельно всплыть на поверхность.
Первый гидростат спроектировал инженер Ганс Гартман. Он опустился в нем на глубину 458 метров.
В Советском Союзе в тридцатые годы гидростаты отечественного производства широко использовал ЭПРОН для подъема затонувших судов.
В 1953 году советские ихтиологи на специальном гидростате занялись изучением глубин Баренцева моря. Гидростат состоял из двух стальных цилиндров, соединенных друг с другом. Его высота равнялась 2,6 метра, наибольший диаметр - 0,8 метра, а вес составлял 1,1 тонны. Исследователь усаживался на вращающееся кресло и мог наблюдать подводный мир в любое из пяти имевшихся в аппарате окон. Гидростат был снабжен прожектором и связан с кораблем телефоном.
Ученые узнали много нового о жизни и поведении промысловых рыб Баренцева моря. Выяснили, что треска не боится шума двигателя и ультразвуковых волн эхолота, что электрический свет действует на рыб различно: одних, преимущественно молодь, привлекает, а более крупных - отпугивает.
Несколько лет назад советские конструкторы построили гидростат «Север-1». С него было удобно вести подводные фотокиносъемки и наблюдать за работой рыболовных снастей.
Самая большая глубина, на которую можно спуститься в гидростате, 600 метров.
Но даже наиболее усовершенствованные аппараты, привязанные к кораблю, вскоре перестали удовлетворять исследователей, ведь у таких аппаратов небольшая маневренность, и они не пригодны для изучения больших глубин. Поэтому ученые настойчиво продолжали свои поиски. Один из них, талантливый швейцарский физик Август Пикар, еще в 1933 году начал трудиться над созданием снаряда для покорения глубин. До этого времени Пикар интересовался астрофизикой и в 1932 году на стратостате собственной конструкции поднялся на высоту 17 тысяч метров. Тогда это был мировой рекорд высоты.
Новый глубинный аппарат был построен им по такому же принципу, как и воздушный шар. Изобретатель назвал его батискафом, что в переводе с греческого означает- глубинная лодка. Батискаф А. Пикара состоял из двух частей: поплавка и стальной кабины, в которой помещался экипаж. Поплавок наполнялся жидкостью, более легкой, чем вода. Для погружения аппарата использовался балласт.
Идея батискафа проста, но при его проектировании и постройке ученому пришлось решать много сложных задач. Поплавок и кабина должны были выдерживать огромное давление и не пропускать ни капли воды, балласт отделяться безотказно, жидкость не просачиваться из поплавка. Потребовалось много времени и усилий,
чтобы подготовить батискаф к испытанию.
Впервые под воду А. Пикар спустился в 1948 году, причем всего только на глубину 25 метров. Затем ученый провел целую серию испытаний, во время которых выявил много недостатков своего подводного корабля. Но пробные погружения показали главное - идея осуществима.
Через пять лет под руководством А. Пикара был построен второй подводный дирижабль. Его назвали «Триест», по имени города, где он строился. Батискаф можно было буксировать, и люди имели возможность выходить из кабины, не дожидаясь, пока его поднимут на палубу. В этом батискафе А. Пикар в сентябре 1953 года достиг глубины 3700 метров.
Почти одновременно во Франции морские инженеры Ж. Гуо и П. Вильм, использовав идею Пикара, построили батискаф «ФНРС-3». Внешне он походил на подводную лодку. Длина его равнялась 10 метрам, и весил он 98 тонн. После пробных спусков на небольшие глубины в августе 1953 года Ж. Гуо и известный подводный исследователь Ж. Ив Кусто опустились в батискафе «ФНРС-3» на 2000 метров.
Но уже в феврале 1954 года «ФНРС-3» с изобретателями на борту достиг у западных берегов Африки рекордной глубины - 4050 метров. Исследователи наблюдали в естественной обстановке многих глубинных обитателей и сфотографировали редкую шагающую рыбу бентозавра, обнаружили не известную ранее науке глубоководную акулу.
В течение последующих шести лет никто не пытался проникнуть в пучину океана еще глубже. Но в 1960 году сын Августа Пикара, Жак Пикар, опустился на дно самой глубокой в мире Мариинской впадины и наблюдал подводную жизнь на глубине И тысяч метров!
Новые времена рождают новые требования, и подводные исследователи стали думать уже о корабле, который мог бы самостоятельно двигаться под водой, и притом на любых глубинах.
Над созданием такого корабля много лет трудился Ж. Ив Кусто. В 1960 году «Ныряющее блюдце» - так назвал свой аппарат изобретатель- было спущено на воду. Оно имело чечевицеобразную форму, наблюдатели располагались в нем лежа. Двигался корабль так же, как и кальмар, то есть всасывая воду через одно отверстие и с силой выталкивая ее через другое. Для этого на корабле был установлен особый гидрореактивный двигатель. В настоящее время Ж. Ив Кусто работает над дальнейшим усовершенствованием «Ныряющего блюдца».
Интересный корабль для подводного туризма - ме- зоскаф - построил Жак Пикар. В США мезоскаф Пикара сейчас усовершенствуют и оснащают атомным двигателем. Скорость корабля будет 35 километров в час, и под водой он сможет находиться около полутора месяцев.
Исследовательская лаборатория снабжается новейшими приборами для изучения морских глубин. Одновременно в ней сумеют работать пять человек.
А совсем недавно в институте Атлантнииро был создан еще один подводный корабль - батиплан «Ат- лант-1», который успешно ведет исследования подводных глубин в различных точках Мирового океана.
Изучение глубин океана возможно и с обыкновенной подводной лодки. В апреле 1953 года Советское правительство передало ученым одну из подводных лодок Военно-Морского Флота. Ее переоборудовали в подводную лабораторию. Каких только приборов не было в этой лаборатории! В носовой части, где раньше размещались торпеды, был установлен подводный телевизор. Через иллюминаторы можно было вести фото- и киносъемку. Мощные прожекторы позволяли видеть все, что происходит вблизи, а ультразвуковые гидроакустические приборы-обнаруживать стаи рыб на значительном расстоянии.
Находясь в лодке, ученые могли брать пробы грунта, определять температуру, соленость и радиоактивную зараженность воды.
В декабре 1958 года «Северянка» вышла в свой первый научный рейс. В это время в Атлантическом океане, между Исландией и Фарерскими островами, промышляли сельдь советские рыбаки. Лов был малоудачным: то попадалась совсем тощая сельдь, то косяки куда-то пропадали, а иногда, несмотря на наличие рыбы, трал приходил пустым. Нужно было разрешить «сельдяную загадку». И однажды ночью во время погружения ученые увидели странную картину. Сельдь висела в воде, застыв в самых неожиданных позах: одни торчком головой вверх, другие будто подвешенные за хвост, третьи - наклонно под тем или иным углом. Сельдь спала. С рассветом рыбы оживились и ушли в глубину. Так ученые установили, что зимой в этом районе сельдь, как правило, по вечерам поднимается на глубину 80-100 метров, а с рассветом снова опускается на 200-300 метров.
Чем же объяснить такое поведение рыбы?
Да, наверное, тем, что путешествовать без лишних движений куда безопасней. Ведь хищники глубин чаще всего находят добычу, улавливая производимые ею ко
лебания. А если сельдь почти неподвижна, то и колебаний никаких нет, и обнаружить ее гораздо трудней.
Кроме того, течение между Исландией и Фарерскими островами направлено «Северянка». к излюбленным местам нереста сельди и несет неподвижных рыб туда, где весной будет происходить икрометание. Зачем же расходовать силы!
Верно ли это предположение, покажут дальнейшие исследования. Но уже первый научный рейс «Северянки» позволил сделать ценные практические выводы. В частности, удалось выяснить, на какую глубину следует опускать трал в разное время суток.
Конечно, это только первые шаги в изучении жизни морских обитателей. Но не далеко время, когда в океане не останется для нас никаких тайн.
Знакомиться с жизнью морских глубин с подводного корабля или в водолазном костюме не всегда удобно. То ли дело путешествовать по дну морскому, как капитан Немо и его спутники в романе Жюля Верна «80 тысяч километров под водой»! И вот в Советском Союзе, а затем в Японии были созданы аппараты, позволяющие человеку погружаться под воду и не быть привязанным к кораблю. К сожалению, они были несовершенны и не гарантировали от аварий.
В 1943 году французские инженеры Ж. Ив Кусто и Э. Ганьян, изучив опыт русских и японцев, сконструировали для погружения под воду более надежный аппарат. Они назвали его «аквалангом», то есть подводными легкими.
Акваланг состоит из маски и баллонов с сжатым до 150-200 атмосфер воздухом. По шлангам воздух через редуктор, снижающий его давление до 10 атмосфер, поступает в автомат. Последний устроен так, что подает ровно столько воздуха, сколько нужно для дыхания.
С аквалангом можно погружаться на глубину 50- 70 метров и находиться под водой около часа. Более глубокое погружение опасно. Правда, швейцарскому инженеру Келлеру в 1964 году удалось в акваланге
спуститься на 300-метровую глубину, но для дыхания он пользовался не воздухом, а смесью кислорода с гелием.
Последние годы акваланг получил широкое распространение во всем мире. Им пользуются любители подводного туризма, биологи, археологи, охотники, фотографы, операторы. Люди-амфибии помогают поднимать затонувшие корабли, спасают утопающих.
Сейчас конструкторы работают над созданием подводных велосипедов, мотоциклов, автомобилей. Они помогут аквалангистам быстрее передвигаться под водой. У нас уже есть подводные скутера, которые могут с большой скоростью буксировать любителей подводного спорта.
Но акваланг доступен не всем. Одним он дорог, другим противопоказан по состоянию здоровья. Можно обойтись и без него. Для этого достаточно приобрести маску, дыхательную трубку и ласты. Маска изготавливается из резины и, плотно прилегая к лицу, закрывает глаза и нос. Наблюдение ведется через стекло, вставленное в маску как раз против глаз. Дыхательную, обычно пластмассовую, трубку держат во рту - она позволяет плыть под поверхностью воды. Трубка короткая, и поэтому, если требуется нырнуть поглубже, нужно задержать дыхание так, как это делает обыкновенный ныряльщик. Ласты резиновые. Они прикрепляются к ступням и позволяют плыть даже без помощи рук.
В таком простом снаряжении нельзя, конечно, долго находиться под водой. Но времени хватает, чтобы выстрелить по рыбе из гарпунного ружья, поймать ползущего краба или подобрать со дна красивую ракушку.
На худой конец, можно заглянуть в подводные чертоги через «водяной глаз»,
«Водяной глаз» - это водонепроницаемая камера С прозрачным дном. Ее не сложно сделать самому: сколотить ящик размеров 50x20x20 сантиметров, вместо дна вставить стекло или плексиглас, плотно заделать все щели горячим варом, и камера готова.
Наблюдать подводный мир через «водяной глаз» удобней всего с лодки или с плота, опустив нижнюю часть камеры на 15-20 сантиметров в воду и накрыв голову светонепроницаемой материей.
Изучение подводного мира интересовало человека с древнейших времен, многие энтузиасты сложили свои головы, изучая подводный мир. В этой статье, мы хотим рассказать о тех людях, без которых современный дайвинг был бы невозможен. , это не только те, кто начал осваивать морские глубины непосредственно находясь в море или океане, но и писатели, изобретатели, люди, которые внесли огромный вклад в развитие экстремального, и в тоже время такого увлекательного вида спорта и отдыха, как дайвинг.
Они были первые:
Первым писателем, рассказавшем миру о подводном плавании, был Геродот, который жил в V веке до нашей эры. Он поведал о герое-греке Склий из Сикеона. Склий добрался вплавь до персидской флотилии во время Греко-персидских войн. Никем не замеченный и дыша через тростниковую трубку, он перерезал якорные канаты вражеских кораблей, чем изрядно попортил настроение персидскому царю Ксерксу Первому. Ну и конечно, первым читателем была его жена.
Первопроходец, нарисовавший дыхательную трубку, баллон и ласты, был великий Леонардо да Винчи. По его задумке, ласты должны были надеваться через руки ныряльщика.
Эдмунд Галлей, был первым астрономом в изучении подводного мира. Помимо того, что он открыл известную комету Галлея, этот ученый первым запатентовал устройство водолазного колокола, хотя различные варианты этих устройств использовались и ранее, еще со времен Александра Македонского. Колокол Галлея, напоминал огромный перевернутый стакан, который устанавливался на дно водоема. Затем, с помощью сложной системы, внутрь доставлялись герметично запечатанные бочки с воздухом. Когда ныряльщик открывал бочку внутри колокола, воздух выходил и постепенно вытеснял воду. Таким образом, человек под колоколом мог ходить по морскому дну и осматривать его.
Александр Македонский – исследователь, первыйспустившийся под воду. Аристотель писал, что во время осады Тира, Александр спускался под воду с помощью устройства, напоминавшего водолазный колокол, для проверки боновых заграждений неприятеля.
Первым крестьянином, который решил изучать подводный мир , был житель села Покровское Ефим Никонов. В 1719 году он предложил деревянный шлем для плавания под водой и кожаный костюм.
Чарльза Энтони Дина и его брата Джона, можно назвать первопроходцами-пожарными в истории подводного плавания. Они в 1823 году, запатентовали защитный шлем для английских пожарных, который затем, после незначительной модификации стал использоваться водолазами.
Американец Гай Гилпатрик изобрел очки для плавания. Он стал использовать очки пилотов, смазывая их для водонепроницаемости оконной смазкой.
Возможно вас заинтересуют похожие статьи:
Жизнь в Арктике
Сборщики меда в тропиках
Жизнь на деревьях
Первые ласты, маска и трубка появились в 20-30-е годы 20 века. Изобретателем маски для плавания считают русского инженера А. Крамаренко, который жил в то время в Ницце. До него ныряльщики использовали скафандры со шлемом, или плавательные очки. Но в очках было неудобно погружаться на большую глубину, из-за того, что при погружении, давление воды постепенно увеличивалось, а внутри очков оставалось прежним. Крамаренко предложил использовать маску вместо очков, закрывающую не только глаза, но и нос. Это позволило выравнивать давление простым выдохом внутрь маски.
В 1856 году, были сделаны первые снимки подводного мира. Сделал их, во время испытаний в Балтийском море, с борта подводной лодки ” Черный принц “, немецкий изобретатель Вильгельм Бауэр.
Изучение подводного мира было-бы невозможно без изобретения акваланга!
Первыми создателями первого акваланга, считаются Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян. Они в 1942 году разработали, а в 1943 году, запатентовали устройство для дыхания под водой и назвали его акваланг. А история этого изобретения началась с того, что молодой французкий офицер Жак-Ив Кусто женился по счастливой случайности на дочери одного из крупнейших владельцев французкой корпорации по производству бытового газа ” Air Liquide “ . В 1942 году Франция была оккупирована Германией, и весь бензин забирался на нужды Третьего рейха. Но французы все равно желали перемещаться на автомобилях не ограничивая себя в возможностях, и в лабораториях Air Liquide, была разработана система подачи газа в двигатель. Изобрел ее, штатный инженер компании Эмиль Ганьян.
Жак-Ив Кусто и предложил ему совместно создать систему дыхания под водой. Основное отличие акваланга от предыдущих прототипов состояло в том, что дыхательная сисема подавала воздух, автоматически выравнивая его давление с окружающей средой, и ныряльщик на любой глубине получал воздух, под необходимым давлением для вдоха. А само слово ” акваланг ” состоит из двух слов- латинского aqua (вода) и немецкого lunge (легкое), и патент на него принадлежал компании ” Air Liquide ” до начала 1960-х годов.
Первое испытание акваланга состоялось в январе 1943 года в реке Марна, недалеко от Парижа, испытания проводил Эмиль Ганьян, изучая подводный мир этой реки. Самый известный исследователь подводного мира современности, это режиссер Джеймс Камерон, который недавно совершил погружение на дно Марианской впадины.
Первым ныряльщиком, который напал на акулу, был ловец жемчуга Трикл. Жестокое нападение произошло в Торресовом проливе (между Новой Гвинеей и Австралией). Когда Трикл увидел рядом с собой огромную тигровую акулу, он вцепился ей в глаз и начал наносить мощные удары в нос, таким образом нанеся ей тяжкие телесные повреждения. Остальные акулы уплыли в разные стороны, отделавшись легким испугом.
Исследователи подводного мира , совершившие погружение в самую глубокую впадину Мирового океана, стали американец Джон Уолш и швейцарец Жан Пикар. Используя собранный Пикаром батискаф ” Триест “, они 23 января 1960 года, спустились в Марианскую впадину Тихого океана в 250 милях к юго-западу от острова Гуам. Глубина погружения составила 10 916 метров.
С древнейших времен люди проявляют большой интерес к морским глубинам. Сначала на морское дно - не очень глубоко, разумеется,- спускались ловцы моллюсков, губок, искатели жемчуга. Потом частыми гостями морских глубин стали моряки-водолазы, к ним присоединились подводники-спортсмены, охотники, археологи, океанографы и другие исследователи морских глубин.
Одно из самых древних приспособлений для спуска человека под воду - водолазный колокол. Сначала это был деревянный ящик без крышки. При погружении такого ящика вверх дном в нем остается воздушный пузырь, в котором может находиться и дышать водолаз. Водолазный колокол и в наши дни применяется для доставки водолаза к месту работы под водой.
Постепенно техника для спуска людей под воду усовершенствовалась, появлялись новые аппараты. Наконец изобрели мягкий скафандр. Он состоит из резиновой рубашки и медного шлема со стеклянным иллюминатором. Воздух для дыхания водолаза подается с поверхности насосом по резиновому шлангу. Помогают удерживать вертикальное положение и препятствуют всплытию водолаза тяжелые стальные "галоши" и дополнительные грузы на поясе. До изобретения акваланга мягкий скафандр служил основным средством для погружения в воду на глубину около 100 м. Однако на таких глубинах водолаз в мягком скафандре может находиться очень недолго и его работоспособность весьма ограниченна, подъем на поверхность производится медленно из-за возможности Появления кессонной болезни. Дело в том, что при дыхании под водой в крови растворяется больше воздуха, чем на поверхности. При слишком быстром подъеме водолаза с глубины растворенный в крови азот освобождается, образуя пузырьки газа, закупоривающие кровеносные сосуды. Это и есть кессонная болезнь, грозящая водолазу смертью.
Избавляет водолаза от давления и опасности кессонной болезни жесткий скафандр, состоящий из стального цилиндрического корпуса и шарнирно связанных с ним "рук" и "ног". В нем человек может долго находиться на глубинах до 200 м. Однако большой вес такого костюма (несколько сотен килограммов) не позволяет водолазу самостоятельно передвигаться на дне.
И мягкий и жесткий скафандры "привязывают" водолаза к судну: в подобных костюмах можно удаляться от судна лишь на длину шланга для подачи воздуха. Чтобы увеличить свободу передвижения под водой, человек должен взять воздух для дыхания с собой.
Небольшой автономный кислородный аппарат с запасом кислорода в баллоне позволяет дышать под водой несколько часов. Оказалось, однако, что при дыхании чистым кислородом на большой глубине может случиться кислородное отравление, при котором возникают судороги, возможна потеря сознания и смерть. Кислородный аппарат работает по замкнутому циклу: выдыхаемый водолазом газ проходит через регенератор и снова используется для дыхания. Углекислота и водяные пары из выдыхаемого газа удаляются химическим поглотителем. Спускаться с кислородным аппаратом под воду разрешается только после специальной подготовки.
Схема акваланга. Баллоны со сжатым воздухом позволяют человеку оставаться под водой около часа.
Скутер - буксир для передвижения под водой.
Схема устройства батискафа. Батискаф предназначен для длительных подводных исследований.
Жесткий скафандр для погружения в воду.
Аэробуй - поплавок с бензиновым двигателем и воздушным компрессором. Подводники берут в рот загубник с шлангом и передвигаются под водой вместе с аэробуем.
Более удобен для широкого пользования акваланг ("водные легкие"). С его помощью можно погружаться на глубину 20 м, после тренировки - до 40 м, а этдельные рекордсмены опускаются на глубину более 100 м. Акваланг состоит из одного-двух баллонов со сжатым воздухом, редуктора с легочным автоматом, понижающего давление воздуха, и из шлангов для воздуха с загубником. Во время погружения аквалангист обычно надевает маску, чтобы защитить глаза от соленой морской воды.
Пользование аквалангом не грозит кислородным отравлением или отравлением углекислым газом, так как выдыхаемый воздух выбрасывается в воду, а не используется многократно, как в кислородном аппарате. Недостаток акваланга по сравнению с кислородным аппаратом - значительно больший вес и ограниченное количество воздуха для дыхания. На большой глубине возможно азотное опьянение.
Изобретение акваланга позволило широкому кругу специалистов проводить подводные работы - геологические изыскания и научные исследования.
Для буксировки подводников служит подводный скутер с корпусом плоской формы, аккумуляторной батареей и электродвигателями внутри. Внизу сзади расположены гребные винты, ручка, за которую держится аквалангист, и кнопка для включения и выключения двигателя.
Интересные работы вели научные сотрудники Института океанологии Академии наук, жившие в подводном, доме "Черномор", который летом устанавливался на дно Черного моря близ города Геленд-жика, а теперь устанавливается близ города Варны в Болгарии.
Новое средство для подводных работ, получившее известность под названием аэробуй, представляет собой поплавок весом около 18 кг, на котором находится бензиновый двигатель, соединенный с воздушным компрессором. К компрессору присоединены 2 пластмассовых шланга длиной 8-10 м, подающих воздух спортсменам, находящимся под водой. Поплавок движется по поверхности воды вслед за подводниками, которые на небольшой глубине могут находиться около часа.
Много интересных и полезных наблюдений можно сделать с подводного планера, идущего на буксире за моторной лодкой.
Для длительных и далеких путешествий под водой строятся специальные суда - подводные лодки (см. ст. "Водный транспорт").
Для научных наблюдений за подводным миром в Советском Союзе использовалась подводная лодка "Северянка". У "Северянки" героическая биография - она воевала во время Великой Отечественной войны. Потом судно специально переоборудовали. В носовой его части сделаны иллюминаторы для наблюдения за обитателями моря, смонтированы телевизионные установки и множество научных приборов.
Теперь в нашей стране созданы новые подводные лодки специально для научных исследований. К их числу относится, например, аппарат "ТИНРО-2" -двухместная подводная лодка, построенная для исследования шельфовых зон Мирового океана. Одна из интересных особенностей "ТИНРО-2"-та, что она может неподвижно "висеть" над наблюдаемым объектом. А французский исследователь Жак Ив Кусто создал погружающуюся на довольно большую глубину подводную лодку, названную "ныряющим блюдцем". Это маленькое судно имеет механическую "руку", с помощью которой находящийся в лодке выполняет работы в воде.
В 1969 г. успешно завершено первое подводное исследовательское плавание по течению Гольфстрим на специально построенной для этого подводной лодке "Бен Франклин". Швейцарский ученый Жак Пи-кар прошел на ней 2800 км, проведя под водой в общей сложности около месяца. Плавание проходило на глубинах от 250 до 480 м.
В 30-х годах нашего века американский изобретатель Симон Лэк построил подводный автомобиль, передвигавшийся по морскому дну на больших колесах, похожих на колеса трактора, и совершил на нем увлекательное путешествие под водой вдоль побережья Америки. Затем лишь в начале 1963 г. появился любопытный экспонат на Лондонской международной лодочной выставке - новый подводный автомобиль - аквамобилъ. Этот аквамобиль с прозрачным корпусом грушевидной формы, с 2 винтами и электромоторами с аккумуляторами весит около 200 кг. В нем можно опускаться на глубину до 60 м и передвигаться со скоростью 5 км/ч.
В 1970 г. в США построен подводный автомобиль для экипажа из 6 человек, который может находиться под водой до 10 суток. Он снабжен ультразвуковым локатором для обнаружения препятствий и фарами, поворачивающимися в любую сторону.
Подобные машины очень нужны для выполнения самых различных работ на дне, например для поисков полезных ископаемых, для прокладки подводных кабелей, нефтепроводов, для розыска затонувших кораблей.
Обычные подводные лодки и подводные автомобили не могут погружаться глубоко. А ведь именно на больших глубинах скрыто большинство тайн моря. Первоначально для глубоководных исследований служила батисфера - стальная камера в форме шара с герметическим люком и иллюминаторами из толстого стекла. Запас воздуха хранится в баллонах, углекислота и водяные пары удаляются химическими поглотителями. В океан батисфера опускается с судна на прочном стальном тросе.
Громадные глубины стали доступны исследователям в батисфере. Но вот беда: висит она на тросе в одном месте. Что находится чуть дальше вокруг -не видно. Можно, правда, малым ходом немного продвинуться назад или вперед. Но это довольно опасно.
Это неудобство было устранено с изобретением батискафа. Его корпус состоит из двух частей: легкого корпуса и прочного корпуса. Легкий корпус наполнен бензином. Но бензин нужен не в качестве топлива: он в батискафе играет ту же роль, что гелий или водород в воздушном шаре,- создает подъемную силу. Выпуская часть бензина (как из аэростата - водород), мы уменьшаем подъемную силу батискафа, и он начинает опускаться. Для подъема на поверхность сбрасывается балласт - стальная дробь, которая удерживается электромагнитом. В прочном корпусе батискафа - он напоминает батисферу - находится его экипаж.
Основные аппараты для изучения подводного мира.
Под водой батискаф приводится в движение электродвигателями, получающими энергию от аккумуляторов. Запас электрической энергии ограничен, и к месту погружения батискаф обычно доставляется на буксире.
В батискафе человек достиг огромных глубин.
Сейчас все больше для исследований под водой пользуются телевизионной техникой.
А соединение подводной телевизионной установки с дистанционно управляемой
механической "рукой" - манипулятором -
создало новый вид подводной
техники. Если все это смонтировать на передвигающейся по морскому дну тележке,
то получится настоящий робот. Чтобы оператор мог хорошо управлять манипулятором,
надо иметь стереоскопическое
телевидение. Иначе он не сможет действовать
уверенно, несмотря ни
на какие приспособления. Однако по длинному
морскому кабелю трудно передавать не только стереоскопические, но даже
обычные телевизионные сигналы: ограничена полоса частот и вода не всегда
достаточно прозрачна. Поэтому вместо телевизора исследователи пытаются
соединить манипулятор с электронной вычислительной машиной, чтобы робот,
ориентируясь по обстановке, мог сам выполнять простейшие задачи без участия
оператора.
Подводным роботам принадлежит будущее в освоении средних и больших глубин океана. Неутомимые, способные выполнять работы на любых глубинах, они помогут человеку изучить и освоить дно океана.
Около 90% морского дна по нынешний день не освоено, но в последние годы полным ходом идет прогресс в разработке способов покорения океана. Наводные суда по-прежнему выполняют роль первой степени. Можно узнать многое, везя приборы на буксире корабля, собирая различные образцы в емкости, поднимая исследовательские материалы со дна океана. Буйки, расположенные недалеко от берега передают и обрабатывают информацию, переданную по радио; космические спутники сообщают такие данные, как появление ледяного покрова, изменение температуры, высоты волн.
Маленькая, маневренная аппаратура для исследования морских глубин стала разрабатываться из-за нужды в морской нефти. Ученый Жак Кусто смоделировал и построил самый первый аппарат, носящий название «Ныряющее блюдце» в 1959 году. Аппаратура для исследования морских глубин
состоит из наружной обивки, способной выдерживать большое давление на глубине, иллюминаторов, наружного переднего освещения, камер различных манипуляторов, и других датчиков.
Не малую пользу под водой приносят роботы или устройства с управлением, обычно привязанным к кораблям, с которых идут команды посредством радиоволн. Подводные аппараты и устройства с управлением на дистанции используются для прокладки трубопроводов, а так же для работ по ремонту, фотографии, сбору проб со дна, высадки ныряльщиков на глубине и многих других подводных операций.
Подводные лодки.
На океанической поверхности балластные цистерны подводной лодки полны воздуха. При погружении открываются клапаны цистерн, выпуская содержащийся там воздух, а потом вода заполняет их через отверстие в днище лодки. Для того чтобы оказаться на поверхности, в верхнюю часть цистерн впрыскивают сжатый воздух под огромным давлением, вытесняя воду. Как правило, на подводных лодках используют дизельные двигатели у поверхности воды и батареи на аккумуляторах при погружении на большие глубины. Атомные подводные лодки могут обходиться без дозаправки топливом месяцами. Пресная вода и кислород для экипажа добываются из моря. Самая первая на земле атомная подводная лодка под названием «Наутилус» была сделана в США в 1954 году, которая совершила путешествие через весь Северный полюс под кромкой льда. Аппаратура для исследования морских глубин
в виде атомных подводных лодок остается популярна и по сей день.
Глубоководное погружение.
Батисфера, подвешенное на тросах, должно иметь крепкую наружную обшивку, чтобы выдерживать давление воды, средства для управления подъемной силой и регуляции расстояния до поверхности, а так же систему двигателей. Батисфера являлась неким стальным тяжелым шаром, который можно было бы спускать и поднимать на тросе с самого судна. Батисфера достигла наибольшей для того времени глубины в 30-х годах XX века - 900 метров. Такая аппаратура для исследования морских глубин
, как Батискаф FNRS-З, снабжался двигателем на бензине и сбрасывал с борта железные ядра, при нужде подъема на поверхность. А в 1960 году батискаф «Триест» с размером экипажа в три человека в 1960 году смог погрузится на 11 300 метров и достичь дна Марианской впадины, самой глубокой точки Мирового океана.
Путешествия Челленджера.
Судно «Челленджер» совершило множество глубоководных исследований более чем в 300местах всех океанов. Проводились замеры глубины с помощью эхолота, а так же были взяты пробы отложений у дна, воды и образцы различных видов животных и растений. Аппаратура для исследования морских глубин
, которой пользовались на Челленджере, показалась бы сегодня чрезвычайно примитивной, но собранная тогда информация смогла обеспечить основу для большого разнообразия сегодняшних сведений о мировом океане.
