Страница:
Вполне простые, на первый взгляд, вопросы. Однако для большинства компаний, занимающихся спасательными работами или исследованиями океана, ответы на них будут настолько сложными, что их предпочтут вообще не обсуждать. Вспомните признание Эда Линка: «Ни один из известных нам методов непригоден для глубин, превышающих предел погружения водолаза». Развивая свою мысль, Линк подтвердил, что в настоящее время мы располагаем для подъема судов с больших глубин лишь все теми же подъемными тросами и понтонами.
«Штормы на поверхности моря, меняющие свое направление подводные течения будут постоянно создавать сплошную путаницу из систем тросов. А сколько трудностей будет связано с закреплением понтонов – безразлично, жестких или мягких – на таких глубинах!.. Когда затонувшее судно снова обретет плавучесть, оно может выскочить на поверхность с такой скоростью, что понтоны разлетятся вдребезги или из них выйдет воздух, и тогда оно снова погрузится в пучину океана».
Последнее замечание касается одной из самых старых проблем в спасательном деле: преодоление сцепления между днищем судна и грунтом или илом зачастую требует намного больших усилий, чем просто подъем судна на поверхность. История спасательных работ знает немало случаев, когда уже поднятое судно в результате этого явления снова уходило на дно. Так было, например, с подводными лодками S-51 и «Скволус». Чересчур большое усилие, необходимое для отрыва судна от грунта, часто приводит к тому, что во время подъема процесс выходит из-под контроля.
Компания «Оушн сайенз энд инджиниринг» (ОСИ) запатентовала два метода, позволяющие нарушить сцепление между корпусом затонувшего корабля и илом без затраты дополнительных усилий на подъем судна.
Первый из них предназначен для металлических судов и может применяться на любой глубине, доступной для погружения аппаратов. Второй – рассчитан на суда с деревянным или другим неметаллическим корпусом.
В первом случае баржа или спасательное судно с установленным на борту источником электроэнергии становится на якорь над затонувшим кораблем. Электрический кабель от положительного полюса генератора опускается на дно и присоединяется водолазами (а на большой глубине – с помощью манипуляторов подводного аппарата) к нескольким точкам корпуса судна, в результате чего оно становится огромным электродом (катодом). От противоположного (отрицательного) полюса генератора в воду недалеко от судна опускается второй кабель (анод). Затем включается ток.
Морская вода, разделяющая оба электрода, играет роль проводника, по которому начинает протекать электрический ток. Происходит процесс электролиза воды, и на поверхности корпуса затонувшего судна образуются миллионы пузырьков водорода, постепенно разрушающие силу сцепления или статическое трение между корпусом и удерживающим его илом. Когда сцепление между корпусом и илом будет уничтожено, судно поднимают на поверхность любым из существующих методов, наиболее подходящим в данном случае. Этот способ дает очень хорошие результаты при стягивании на глубокую воду севших на илистую отмель судов.
Согласно второму методу, к затопленному судну опускается водолаз, вооруженный шлангом высокого давления с тонким длинным наконечником. Водолаз, двигаясь вдоль судна, втыкает наконечник в ил под его корпусом и впрыскивает порцию воды с крошечными гранулами. Гранулы изготовлены из железа и магния, разделенных между собой слоем изолирующего материала. В морской воде гранулы становятся миниатюрными электрическими элементами, выделяющими электрический ток, который разлагает воду в процессе электролиза. Как и в предыдущем случае, при этом образуются миллионы пузырьков водорода, нарушающие силу сцепления между грунтом и корпусом судна. Дальше все идет аналогично первому методу.
«Штормы на поверхности моря, меняющие свое направление подводные течения будут постоянно создавать сплошную путаницу из систем тросов. А сколько трудностей будет связано с закреплением понтонов – безразлично, жестких или мягких – на таких глубинах!.. Когда затонувшее судно снова обретет плавучесть, оно может выскочить на поверхность с такой скоростью, что понтоны разлетятся вдребезги или из них выйдет воздух, и тогда оно снова погрузится в пучину океана».
Последнее замечание касается одной из самых старых проблем в спасательном деле: преодоление сцепления между днищем судна и грунтом или илом зачастую требует намного больших усилий, чем просто подъем судна на поверхность. История спасательных работ знает немало случаев, когда уже поднятое судно в результате этого явления снова уходило на дно. Так было, например, с подводными лодками S-51 и «Скволус». Чересчур большое усилие, необходимое для отрыва судна от грунта, часто приводит к тому, что во время подъема процесс выходит из-под контроля.
Компания «Оушн сайенз энд инджиниринг» (ОСИ) запатентовала два метода, позволяющие нарушить сцепление между корпусом затонувшего корабля и илом без затраты дополнительных усилий на подъем судна.
Первый из них предназначен для металлических судов и может применяться на любой глубине, доступной для погружения аппаратов. Второй – рассчитан на суда с деревянным или другим неметаллическим корпусом.
В первом случае баржа или спасательное судно с установленным на борту источником электроэнергии становится на якорь над затонувшим кораблем. Электрический кабель от положительного полюса генератора опускается на дно и присоединяется водолазами (а на большой глубине – с помощью манипуляторов подводного аппарата) к нескольким точкам корпуса судна, в результате чего оно становится огромным электродом (катодом). От противоположного (отрицательного) полюса генератора в воду недалеко от судна опускается второй кабель (анод). Затем включается ток.
Морская вода, разделяющая оба электрода, играет роль проводника, по которому начинает протекать электрический ток. Происходит процесс электролиза воды, и на поверхности корпуса затонувшего судна образуются миллионы пузырьков водорода, постепенно разрушающие силу сцепления или статическое трение между корпусом и удерживающим его илом. Когда сцепление между корпусом и илом будет уничтожено, судно поднимают на поверхность любым из существующих методов, наиболее подходящим в данном случае. Этот способ дает очень хорошие результаты при стягивании на глубокую воду севших на илистую отмель судов.
Согласно второму методу, к затопленному судну опускается водолаз, вооруженный шлангом высокого давления с тонким длинным наконечником. Водолаз, двигаясь вдоль судна, втыкает наконечник в ил под его корпусом и впрыскивает порцию воды с крошечными гранулами. Гранулы изготовлены из железа и магния, разделенных между собой слоем изолирующего материала. В морской воде гранулы становятся миниатюрными электрическими элементами, выделяющими электрический ток, который разлагает воду в процессе электролиза. Как и в предыдущем случае, при этом образуются миллионы пузырьков водорода, нарушающие силу сцепления между грунтом и корпусом судна. Дальше все идет аналогично первому методу.
КОМПАНИЯ ОСИ. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ
Компания ОСИ, не ограничившись разработкой описанных выше методов, решительно вторглась в область современных спасательных работ. В настоящее время совершенно очевидно, что лишь новые методы обнаружения и подъема, достаточно радикальные и технически обоснованные, могут обеспечить подъем крупных объектов с больших глубин. Компания ОСИ, возглавляемая Уиллардом Бэскомом, спроектировала и в настоящее время создает совершенно новую систему подъема с больших глубин (от 1830 до 5490 м).
В течение первых восьми лет своей деятельности компания ОСИ принимала участие в выполнении самых разнообразных проектов, связанных с изучением и освоением океана: океанографические, геофизические и гидрографические исследования, разведка и освоение морских нефтяных залежей, судоремонт и переоборудование судов, конструирование океанографического оборудования, промысел съедобных моллюсков, подводная добыча песка для восстановления пляжей и подводная разведка месторождений цинка, золота, алмазов, платины и титана. По сути дела, политика компании, а Бэском называет ОСИ «группой философов-инженеров», сводится к тому, чтобы «работать в любой точке океана и над любой проблемой».
Создаваемая ОСИ система глубоководного поиска и подъема была изобретена Бэскомом в 1962 г., когда он обдумывал возможности использования способа глубоководного бурения, который его группа впервые внедрила на первой стадии выполнения проекта «Могол». Разработав систему динамического позиционирования для удержания судна в заданной точке на участках с большими глубинами, решив проблему отыскания устья глубоководной скважины и введения в нее бурильного инструмента, Бэском подумал, что те же методы могут найти применение для подробного обследования океанского дна и выполнения там полезных работ.
В апреле 1968 г. крупнейшая американская корпорация «Алкоа», занимающаяся производством алюминия, предложила установить разработанную ОСИ систему на алюминиевом судне совершенно новой конструкции. В результате к 1971 г. ОСИ и «Алкоа» будут располагать судном «Алкоа Сипроуб» длиной 74,3 м, водоизмещением 2 тыс т. Это судно с алюминиевым корпусом и дизель-электрическим двигателем будет отличаться большой автономностью плавания, превосходной маневренностью и самой совершенной аппаратурой.
«Алкоа Сипроуб» будет напоминать морскую буровую установку и действительно сможет использоваться для глубоководного бурения: на нем установлена буровая вышка, способная удерживать груз массой 450 т над буровым колодцем размером 3,6 х 11 м. Это означает, что вместо троса с судна может быть спущена длинная плеть труб, обладающая не только большей прочностью, но и жесткостью. С помощью такой плети можно создавать на дне вращающий момент, подавая с поверхности воду под большим давлением для вращения турбин, освобождать от ила и песка корпуса затонувших судов, приводить в действие различные механизмы и выполнять другие работы, требующие больших мощностей. «Алкоа» получает в свое распоряжение нечто еще более важное: исключительные права на разработанные ОСИ методы глубоководного поиска и подъема и соответствующее оборудование. Это означает, что «Алкоа Сипроуб» сможет выполнять то, что неспособно делать ни одно другое судно в мире: отыскивать и поднимать с глубины в 1830 м объекты массой до 200 т. В конечном итоге максимальная глубина проведения таких работ будет увеличена до 5490 м.
Подобное решение проблемы глубоководного поиска и подъема отличается логичностью замысла, простотой технического воплощения и основано на принципе, значительно отличающемся от идей, использованных другими компаниями.
В течение первых восьми лет своей деятельности компания ОСИ принимала участие в выполнении самых разнообразных проектов, связанных с изучением и освоением океана: океанографические, геофизические и гидрографические исследования, разведка и освоение морских нефтяных залежей, судоремонт и переоборудование судов, конструирование океанографического оборудования, промысел съедобных моллюсков, подводная добыча песка для восстановления пляжей и подводная разведка месторождений цинка, золота, алмазов, платины и титана. По сути дела, политика компании, а Бэском называет ОСИ «группой философов-инженеров», сводится к тому, чтобы «работать в любой точке океана и над любой проблемой».
Создаваемая ОСИ система глубоководного поиска и подъема была изобретена Бэскомом в 1962 г., когда он обдумывал возможности использования способа глубоководного бурения, который его группа впервые внедрила на первой стадии выполнения проекта «Могол». Разработав систему динамического позиционирования для удержания судна в заданной точке на участках с большими глубинами, решив проблему отыскания устья глубоководной скважины и введения в нее бурильного инструмента, Бэском подумал, что те же методы могут найти применение для подробного обследования океанского дна и выполнения там полезных работ.
В апреле 1968 г. крупнейшая американская корпорация «Алкоа», занимающаяся производством алюминия, предложила установить разработанную ОСИ систему на алюминиевом судне совершенно новой конструкции. В результате к 1971 г. ОСИ и «Алкоа» будут располагать судном «Алкоа Сипроуб» длиной 74,3 м, водоизмещением 2 тыс т. Это судно с алюминиевым корпусом и дизель-электрическим двигателем будет отличаться большой автономностью плавания, превосходной маневренностью и самой совершенной аппаратурой.
«Алкоа Сипроуб» будет напоминать морскую буровую установку и действительно сможет использоваться для глубоководного бурения: на нем установлена буровая вышка, способная удерживать груз массой 450 т над буровым колодцем размером 3,6 х 11 м. Это означает, что вместо троса с судна может быть спущена длинная плеть труб, обладающая не только большей прочностью, но и жесткостью. С помощью такой плети можно создавать на дне вращающий момент, подавая с поверхности воду под большим давлением для вращения турбин, освобождать от ила и песка корпуса затонувших судов, приводить в действие различные механизмы и выполнять другие работы, требующие больших мощностей. «Алкоа» получает в свое распоряжение нечто еще более важное: исключительные права на разработанные ОСИ методы глубоководного поиска и подъема и соответствующее оборудование. Это означает, что «Алкоа Сипроуб» сможет выполнять то, что неспособно делать ни одно другое судно в мире: отыскивать и поднимать с глубины в 1830 м объекты массой до 200 т. В конечном итоге максимальная глубина проведения таких работ будет увеличена до 5490 м.
Подобное решение проблемы глубоководного поиска и подъема отличается логичностью замысла, простотой технического воплощения и основано на принципе, значительно отличающемся от идей, использованных другими компаниями.
ЛЮДИ ОСТАЮТСЯ НА ПОВЕРХНОСТИ
ВМС и работающие на них гигантские корпорации («Локхид», «Норт Америкен», «Грумман», «Дженерал моторз», «Вестингауз»), создавая глубоководные аппараты для поиска и обнаружения, заинтересованы прежде всего в том, чтобы отправлять людей, аппаратуру и механизмы все дальше и дальше в глубины океана, обеспечивая при этом их благополучное возвращение. (Нелишне отметить, что почему-то мы очень редко слышим о «подъеме обнаруженных объектов».) Основная трудность в использовании управляемых людьми небольших подводных аппаратов заключается в том, что участие человека в любом техническом средстве выдвигает на первое место прежде всего проблему обеспечения его безопасности. Обычно малые глубоководные аппараты не могут быть подняты на палубу обеспечивающего судна в условиях штормовой погоды, поэтому сама угроза шторма не позволяет спустить их за борт. Люди не могут оставаться под водой слишком долго в силу их быстрой утомляемости, а также ограниченных возможностей систем жизнеобеспечения, в связи с чем погружения редко продолжаются более одних суток. Судно-база должно прилагать все усилия, чтобы постоянно следить, где находится в данный момент аппарат, и быть готовым в случае необходимости немедленно поднять его из воды. Это означает, что дорогостоящее судно значительную часть времени используется вхолостую, а стоимость таких судов зачастую намного превосходит стоимость самого аппарата. В среднем один час работы подводного аппарата обходится в 1000 дол.
Но что еще более важно – аппарат не так уж много может сделать. Управлять им под водой с достаточной точностью практически невозможно. Видимость ограничена небольшими иллюминаторами или специальными оптическими и телевизионными устройствами (на некоторых аппаратах вообще нет иллюминаторов). Сложная электронная аппаратура и механические приборы часто выходят из строя, причем в условиях, когда их весьма трудно отремонтировать. А втиснутые в аппарат, нередко страдающие от холода люди, все время чувствующие нависшую над ними опасность да вдобавок еще беспрестанно отвлекаемые доносящимися по переговорной системе сверху вопросами, просто не в состоянии мыслить столь же четко, как находящиеся на поверхности их коллеги.
Ну, а почему не оставить человека на поверхности, где он будет наслаждаться домашним комфортом, а вместо него отправить на дно в маленьком стальном шаре приборы? Это намного безопаснее и эффективнее, чем посылать людей в глубины океана. Быть может, оставаться на поверхности не столь романтично, но это помимо прочего значительно дешевле, поскольку поисковое судно, экипажу которого не придется беспокоиться за судьбу своих товарищей, сможет работать 24 ч в сутки.
Система ОСИ – «Алкоа» как раз и позволяет оставлять людей на поверхности, отправляя на дно только датчики и необходимые приборы. Это самый эффективный и практичный способ выполнения задачи, а для морских спасательных работ на протяжении нескольких веков существования этой области человеческой деятельности всегда было главным найти наиболее эффективный и дешевый метод достижения поставленной цели.
Но что еще более важно – аппарат не так уж много может сделать. Управлять им под водой с достаточной точностью практически невозможно. Видимость ограничена небольшими иллюминаторами или специальными оптическими и телевизионными устройствами (на некоторых аппаратах вообще нет иллюминаторов). Сложная электронная аппаратура и механические приборы часто выходят из строя, причем в условиях, когда их весьма трудно отремонтировать. А втиснутые в аппарат, нередко страдающие от холода люди, все время чувствующие нависшую над ними опасность да вдобавок еще беспрестанно отвлекаемые доносящимися по переговорной системе сверху вопросами, просто не в состоянии мыслить столь же четко, как находящиеся на поверхности их коллеги.
Ну, а почему не оставить человека на поверхности, где он будет наслаждаться домашним комфортом, а вместо него отправить на дно в маленьком стальном шаре приборы? Это намного безопаснее и эффективнее, чем посылать людей в глубины океана. Быть может, оставаться на поверхности не столь романтично, но это помимо прочего значительно дешевле, поскольку поисковое судно, экипажу которого не придется беспокоиться за судьбу своих товарищей, сможет работать 24 ч в сутки.
Система ОСИ – «Алкоа» как раз и позволяет оставлять людей на поверхности, отправляя на дно только датчики и необходимые приборы. Это самый эффективный и практичный способ выполнения задачи, а для морских спасательных работ на протяжении нескольких веков существования этой области человеческой деятельности всегда было главным найти наиболее эффективный и дешевый метод достижения поставленной цели.
СИСТЕМА «СИПРОУБ»
Как уже отмечалось выше, первая задача спасателей почти всегда сводится к отысканию подлежащего подъему объекта. Выполняющие поиск подводные аппараты обычно осуществляют это визуально, иногда с помощью гидролокаторов. Однако не так-то легко вести миниатюрный аппарат параллельными, частично перекрывающими друг друга курсами, а лишь при этом условии можно гарантировать, что ничего не будет пропущено. Поскольку такие поисковые полосы так или иначе весьма узки, никогда нельзя быть уверенным, что какой-то участок дна не останется неосмотренным (такие участки обычно называют «каникулами»).
Но этим сложности подводного поиска не ограничиваются. Если даже спасателям-подводникам и удается обнаружить нужный объект, они никогда не знают точно, где находятся они сами и где, следовательно, расположен обнаруженный объект. Сверхмалые подводные аппараты могут поднять на поверхность всего-навсего сотню-другую килограммов, и, значит, их экипаж должен попытаться прикрепить спущенный с судна-спасателя трос к тяжелому предмету, который предстоит поднять. Это всегда трудная, часто рискованная, а иногда и невыполнимая задача.
Установленная на «Сипроубе» и спроектированная ОСИ система сначала возможно более точно определит центр района предстоящих поисков, используя для этого один из современных методов радионавигации («Лоран», «Декка», «Транзит»), а затем отметит эту точку системой поставленных на якорь буев. По периметру поискового района будут размещены другие системы подобных буев снабженных огнями и гидролокационными (или радиолокационными) запросчиками-ответчиками. Все дальнейшие поисковые операции будут теперь осуществляться из данной точки по привязке к этим неподвижным точкам – стоящим на якорях буям. Наличие хотя бы трех запросчиков-ответчиков обеспечит судну возможность точно определять свое положение с помощью электронной аппаратуры.
На следующем этапе «Сипроуб» должен выполнить подробную топографическую съемку морского дна в этом районе. Во время проведения съемки положение судна относительно постоянных точек непрерывно регистрируется. Когда карта готова, приступают к составлению плана поисков, учитывающего топографию морского дна и призванного свести к минимуму объем дальнейших поисковых операций. Затем начинается непосредственный поиск. Его ведут с помощью гидролокатора бокового обзора и подводной телевизионной камеры, заключенных в специальный контейнер. Контейнер, установленный на трубе, опускается по ней до тех пор, пока вплотную не приблизится ко дну. Фактически применение системы ОСИ позволяет определять глубину моря в данной точке по длине трубы и перемещать контейнер с аппаратурой в плоскости, параллельной морской поверхности.
В случае использования буксируемого на тросе контейнера (глубина его применения ограничена 300 м) находящийся на судне оператор никогда не будет знать, где в любой данный момент находятся буксируемые датчики по отношению к судну. Гидродинамическое сопротивление троса контейнера заставляет последний волочиться далеко позади судна, а иногда контейнер рыскает из стороны в сторону или самым беспорядочным образом изменяет свое положение в вертикальной плоскости в результате воздействия подводных течений.
В системе ОСИ в качестве опоры для контейнера с гидролокационными датчиками, телевизионными камерами, светильниками, магнитометром, компасом и другими приборами служит труба. Тщательно свинченные куски труб диаметром 4,5 дюйма, во многом напоминающие трубы, используемые при бурении нефтяных скважин, опускаются с помощью грузовой стрелы в шахту, устроенную в средней части «Сипроуба». Нижняя часть длинной плети заканчивается обсадными трубами массой 22,7 т, играющими роль своеобразного грузила и удерживающими контейнер с аппаратурой непосредственно под судном. Небольшие отклонения контейнера назад при любой заданной скорости и глубине заранее известны и в случае необходимости могут быть использованы для внесения нужных поправок в курс и скорость судна. На свинчивание или разъединение отрезков трубы длиной по 18 м каждый уходит не более 1 мин, благодаря чему опускание или подъем контейнера осуществляется со скоростью 30 см/с. Силовой и сигнальный кабели, соединенные с находящимися в контейнерах приборами, заключены в обтекаемой формы кожух, установленный на внешней (задней) стороне трубы.
Наблюдатели, расположившиеся в специальном посту управления на судне, следят за проходящим под ними морским дном с помощью больших телевизионных экранов. Они могут обсуждать увиденное, делать заметки (в дополнение к записи изображения на магнитную ленту), а если потребуется, остановить судно, чтобы более тщательно осмотреть тот или иной участок. Однако основная часть поисковой работы осуществляется с помощью гидролокатора бокового обзора, обладающего высокой разрешающей способностью, который посылает пучки ультразвукового излучения вправо и влево от контейнера. Объекты, возвышающиеся над уровнем морского дна, обозначаются на диаграммной ленте в виде светлых пятен, тогда как отсутствие отраженного эхо-сигнала дает почти черные тени. Квалифицированный оператор может легко расшифровать подобную запись. Такой гидролокатор не позволяет получить непосредственного визуального изображения: он производит запись, где изображение постепенно создается множеством тонких параллельных линий, каждая из которых представляет собой результат регистрации отраженного эхо-сигнала, излучаемого с каждой стороны контейнера с интервалом примерно в 1 с. Чтение таких записей, соответствующих участкам дна, оставшимся за кормой судна, не требует особой подготовки.
На «Сипроубе» установлены два крыльчатых движителя, что обеспечивает судну возможность двигаться в любом направлении, в том числе вбок, назад и по диагонали. Оба движителя управляются с центрального пульта, причем предусматривается возможность изменения частоты их вращения и направления упора. Это позволит судну независимо от ветра и течений останавливаться и оставаться на месте для опознания любого интересного контакта или подъема объекта.
Чтобы произвести более подробный осмотр источника какого-либо контакта, «Сипроуб» останавливается и начинает опускать контейнер с аппаратурой до тех пор, пока телевизионные камеры не окажутся в непосредственной близости от данного объекта. Точную регулировку положения камер осуществляют путем прокачки по трубе воды, которая выходит через различные отверстия в конце трубы и таким образом изменяет положение контейнера за счет реактивной тяги. Эта операция контролируется находящимся у пульта управления оператором, следящим по телевизионному экрану за перемещениями камер. Благодаря всем этим мерам контейнер может быть точно установлен в требуемое положение. Если обнаруженный объект окажется искомым, производится засечка положения судна, а на дно сбрасывается гидролокационный запросчик-ответчик, чтобы облегчить впоследствии поиск объекта, а также с особой точностью занять место над этим объектом, поскольку конструкция «Сипроуба» позволяет судну удерживаться в одной точке неопределенно долгое время без постановки на якорь (за счет регулирования упора крыльчатых движителей).
На случай если вблизи «Сипроуба» потребуется поставить на якорь сопровождающее его судно (или баржу), компания ОСИ сконструировала специальный глубоководный виброякорь с очень высокой держащей силой. Якорь представляет собой кусок трубы длиной около 6 м, снабженный большой стреловидной головкой со стальными лопаткообразными выступами на нижнем конце. На верхнем конце штока якоря установлен небольшой электродвигатель с эксцентриковыми противовесами. Когда при сбрасывании якоря его нижний заостренный конец касается дна, автоматически включается электродвигатель, создающий вибрацию, за счет которой якорь глубоко входит в грунт. При натягивании якорного троса выступы стреловидной головки откидываются от нее под прямым углом к штоку и фиксируются в этом положении. Подобная конструкция обеспечивает якорю исключительно большую удерживающую силу относительно направленного вверх усилия (в донных грунтах на больших глубинах она в 20 раз превышает 450-килограммовую массу якоря).
После всего этого наступает самый ответственный, самый важный этап операции – подъем затонувшего объекта. Если он невелик по размерам, например сверхмалый подводный аппарат, ядерное устройство или спутник Земли, вопрос решается сравнительно просто. Его можно вырвать из илистого дна (а на больших глубинах дно обычно бывает илистым) с помощью достаточно большого мешка из стального троса, закрепленного на стальной трапецеидальной раме. В некоторых случаях для подъема можно использовать своеобразные гигантские клещи, концы которых, как пальцы рук, сомкнутся под затонувшим объектом. Естественно, что при этом придется воспользоваться телевизионными камерами, чтобы следить за положением таких подъемных средств и направлять их с помощью описанных выше водяных сопл.
Но этим сложности подводного поиска не ограничиваются. Если даже спасателям-подводникам и удается обнаружить нужный объект, они никогда не знают точно, где находятся они сами и где, следовательно, расположен обнаруженный объект. Сверхмалые подводные аппараты могут поднять на поверхность всего-навсего сотню-другую килограммов, и, значит, их экипаж должен попытаться прикрепить спущенный с судна-спасателя трос к тяжелому предмету, который предстоит поднять. Это всегда трудная, часто рискованная, а иногда и невыполнимая задача.
Установленная на «Сипроубе» и спроектированная ОСИ система сначала возможно более точно определит центр района предстоящих поисков, используя для этого один из современных методов радионавигации («Лоран», «Декка», «Транзит»), а затем отметит эту точку системой поставленных на якорь буев. По периметру поискового района будут размещены другие системы подобных буев снабженных огнями и гидролокационными (или радиолокационными) запросчиками-ответчиками. Все дальнейшие поисковые операции будут теперь осуществляться из данной точки по привязке к этим неподвижным точкам – стоящим на якорях буям. Наличие хотя бы трех запросчиков-ответчиков обеспечит судну возможность точно определять свое положение с помощью электронной аппаратуры.
На следующем этапе «Сипроуб» должен выполнить подробную топографическую съемку морского дна в этом районе. Во время проведения съемки положение судна относительно постоянных точек непрерывно регистрируется. Когда карта готова, приступают к составлению плана поисков, учитывающего топографию морского дна и призванного свести к минимуму объем дальнейших поисковых операций. Затем начинается непосредственный поиск. Его ведут с помощью гидролокатора бокового обзора и подводной телевизионной камеры, заключенных в специальный контейнер. Контейнер, установленный на трубе, опускается по ней до тех пор, пока вплотную не приблизится ко дну. Фактически применение системы ОСИ позволяет определять глубину моря в данной точке по длине трубы и перемещать контейнер с аппаратурой в плоскости, параллельной морской поверхности.
В случае использования буксируемого на тросе контейнера (глубина его применения ограничена 300 м) находящийся на судне оператор никогда не будет знать, где в любой данный момент находятся буксируемые датчики по отношению к судну. Гидродинамическое сопротивление троса контейнера заставляет последний волочиться далеко позади судна, а иногда контейнер рыскает из стороны в сторону или самым беспорядочным образом изменяет свое положение в вертикальной плоскости в результате воздействия подводных течений.
В системе ОСИ в качестве опоры для контейнера с гидролокационными датчиками, телевизионными камерами, светильниками, магнитометром, компасом и другими приборами служит труба. Тщательно свинченные куски труб диаметром 4,5 дюйма, во многом напоминающие трубы, используемые при бурении нефтяных скважин, опускаются с помощью грузовой стрелы в шахту, устроенную в средней части «Сипроуба». Нижняя часть длинной плети заканчивается обсадными трубами массой 22,7 т, играющими роль своеобразного грузила и удерживающими контейнер с аппаратурой непосредственно под судном. Небольшие отклонения контейнера назад при любой заданной скорости и глубине заранее известны и в случае необходимости могут быть использованы для внесения нужных поправок в курс и скорость судна. На свинчивание или разъединение отрезков трубы длиной по 18 м каждый уходит не более 1 мин, благодаря чему опускание или подъем контейнера осуществляется со скоростью 30 см/с. Силовой и сигнальный кабели, соединенные с находящимися в контейнерах приборами, заключены в обтекаемой формы кожух, установленный на внешней (задней) стороне трубы.
Наблюдатели, расположившиеся в специальном посту управления на судне, следят за проходящим под ними морским дном с помощью больших телевизионных экранов. Они могут обсуждать увиденное, делать заметки (в дополнение к записи изображения на магнитную ленту), а если потребуется, остановить судно, чтобы более тщательно осмотреть тот или иной участок. Однако основная часть поисковой работы осуществляется с помощью гидролокатора бокового обзора, обладающего высокой разрешающей способностью, который посылает пучки ультразвукового излучения вправо и влево от контейнера. Объекты, возвышающиеся над уровнем морского дна, обозначаются на диаграммной ленте в виде светлых пятен, тогда как отсутствие отраженного эхо-сигнала дает почти черные тени. Квалифицированный оператор может легко расшифровать подобную запись. Такой гидролокатор не позволяет получить непосредственного визуального изображения: он производит запись, где изображение постепенно создается множеством тонких параллельных линий, каждая из которых представляет собой результат регистрации отраженного эхо-сигнала, излучаемого с каждой стороны контейнера с интервалом примерно в 1 с. Чтение таких записей, соответствующих участкам дна, оставшимся за кормой судна, не требует особой подготовки.
На «Сипроубе» установлены два крыльчатых движителя, что обеспечивает судну возможность двигаться в любом направлении, в том числе вбок, назад и по диагонали. Оба движителя управляются с центрального пульта, причем предусматривается возможность изменения частоты их вращения и направления упора. Это позволит судну независимо от ветра и течений останавливаться и оставаться на месте для опознания любого интересного контакта или подъема объекта.
Чтобы произвести более подробный осмотр источника какого-либо контакта, «Сипроуб» останавливается и начинает опускать контейнер с аппаратурой до тех пор, пока телевизионные камеры не окажутся в непосредственной близости от данного объекта. Точную регулировку положения камер осуществляют путем прокачки по трубе воды, которая выходит через различные отверстия в конце трубы и таким образом изменяет положение контейнера за счет реактивной тяги. Эта операция контролируется находящимся у пульта управления оператором, следящим по телевизионному экрану за перемещениями камер. Благодаря всем этим мерам контейнер может быть точно установлен в требуемое положение. Если обнаруженный объект окажется искомым, производится засечка положения судна, а на дно сбрасывается гидролокационный запросчик-ответчик, чтобы облегчить впоследствии поиск объекта, а также с особой точностью занять место над этим объектом, поскольку конструкция «Сипроуба» позволяет судну удерживаться в одной точке неопределенно долгое время без постановки на якорь (за счет регулирования упора крыльчатых движителей).
На случай если вблизи «Сипроуба» потребуется поставить на якорь сопровождающее его судно (или баржу), компания ОСИ сконструировала специальный глубоководный виброякорь с очень высокой держащей силой. Якорь представляет собой кусок трубы длиной около 6 м, снабженный большой стреловидной головкой со стальными лопаткообразными выступами на нижнем конце. На верхнем конце штока якоря установлен небольшой электродвигатель с эксцентриковыми противовесами. Когда при сбрасывании якоря его нижний заостренный конец касается дна, автоматически включается электродвигатель, создающий вибрацию, за счет которой якорь глубоко входит в грунт. При натягивании якорного троса выступы стреловидной головки откидываются от нее под прямым углом к штоку и фиксируются в этом положении. Подобная конструкция обеспечивает якорю исключительно большую удерживающую силу относительно направленного вверх усилия (в донных грунтах на больших глубинах она в 20 раз превышает 450-килограммовую массу якоря).
После всего этого наступает самый ответственный, самый важный этап операции – подъем затонувшего объекта. Если он невелик по размерам, например сверхмалый подводный аппарат, ядерное устройство или спутник Земли, вопрос решается сравнительно просто. Его можно вырвать из илистого дна (а на больших глубинах дно обычно бывает илистым) с помощью достаточно большого мешка из стального троса, закрепленного на стальной трапецеидальной раме. В некоторых случаях для подъема можно использовать своеобразные гигантские клещи, концы которых, как пальцы рук, сомкнутся под затонувшим объектом. Естественно, что при этом придется воспользоваться телевизионными камерами, чтобы следить за положением таких подъемных средств и направлять их с помощью описанных выше водяных сопл.
ПОДЪЕМ СУДОВ И КРУПНЫХ ОБЪЕКТОВ
Подъем судов и крупных объектов несомненно потребует применения каких-то новых методов. Представляется возможным, что объекты массой до 1000 т удастся поднимать с морского дна с помощью описываемого ниже способа. Однако более тяжелые объекты, вероятно, придется предварительно разрезать на куски приемлемого размера. Но все это, так сказать, техническая сторона вопроса. Нельзя забывать еще об одной, достаточно важной и вполне реальной проблеме – как отыскать такой затонувший объект, ценность которого оправдала бы его подъем. Если речь идет о погибшей подводной лодке, унесшей вместе с собой на дно важную информацию (или ядерное оружие), об очень большом самолете или же старинном судне, то тут все ясно. А вот как поднять (не забывая при этом о рентабельности предприятия) большое современное судно с глубины 100–200 м, не знает никто. Дело в том, что такое судно можно будет впоследствии только продать на слом, а вырученные за это деньги в наши дни не оправдывают затрат на подобные глубоководные спасательные операции.
Однако вернемся к проблеме подъема подводной лодки с ценной информацией, самолета или старинного судна. Прежде всего надо установить, каким образом обеспечить необходимую подъемную силу, а затем решить, как ее использовать. Общая грузоподъемность соответствующего оборудования на «Сипроубе» составляет около 200 т. Из этой цифры следует вычесть массу трубы, ввести поправку на ускорение свободного падения и умножить полученное значение на достаточно надежный запас прочности. Что же касается подъема тяжелых объектов, то в подобных случаях надо прежде всего изыскать способ вытеснения из них морской воды чем-либо более легким. Для этой цели в свое время предлагалось использовать бензин, соединения аммиака, стеклянные шарики и многое другое.
ОСИ, однако, предпочла применить уже не раз проверенный в деле и временем сжатый воздух. Но при таком выборе возникает проблема, как сжать воздух до требуемого давления, а затем подать его в находящийся на большой глубине понтон или отсек. Максимальное давление, создаваемое воздушными компрессорами, размеры которых позволяют установить их на спасательном судне, равняется примерно 70 кгс/см2, хотя некоторые типы компактных компрессоров, подобные используемым для зарядки баллонов аквалангов, могут создавать давление в 210 кгс/см2. Между тем, чтобы уравновесить давление воды на глубине 1830 м, надо сжать воздух примерно до 210 кгс/см2, а на глубине 5500 м —до 630 кгс/см2, причем необходимо учесть, что воздух должен будет подаваться в больших количествах.
Проблема может быть решена с помощью способа, предложенного Мак Лелландом и Хортоном. На «Сипроубе» это будет выглядеть следующим образом: у верхнего конца плети труб разместятся три блока – воздушный компрессор, водяной насос и воздухоприемник. Последний представляет собой разделенное на камеры устройство, обеспечивающее подачу воздуха под требуемым давлением. Для этого в конструкции воздухоприемника предусмотрены автоматический клапан с пневматическим управлением и регулятор давления, который установлен между воздухоприемником и буровой трубой, идущей в понтон или отсек, где необходимо создать высокое давление.
Компрессор подает воздух в воздухоприемник, а водяной насос – воду в буровую трубу. Путем изменения противодавления в трубе регулятор контролирует соотношение подаваемых туда воды и воздуха. Процесс осуществляется в следующем порядке: каждый раз, когда водяной насос посылает в подающую трубу порцию воды, регулятор вслед за этим пропускает туда порцию воздуха. Поскольку каждая порция воды идет по трубе поверх порции воздуха, противодавление на мгновение снижается, что позволяет подать в трубу очередную порцию воздуха.
Подобное чередование повторяется непрерывно, и в результате поверх каждой порции сжимаемого воздуха по трубе следует порция несжимаемой воды. Более того, на каждую порцию воздуха давит своей массой и продолжает ее сжимать весь располагающийся выше нее столб этой своеобразной водовоздушной смеси, благодаря чему давление в трубе возрастает по мере увеличения глубины. На дне смесь воды и воздуха поступает в камеру, нижняя часть которой открыта для окружающей морской воды. Поднимающийся в верхнюю часть камеры воздух постепенно вытесняет воду, и в конце концов камера заполняется воздухом, сжатым до давления окружающей среды – морской воды на данной глубине. Эта операция до некоторой степени напоминает вдутие через соломинку воздуха в опрокинутый кверху дном под водой стакан. Через короткое время он будет полон воздухом.
Описанная выше двухфазная система позволяет с помощью обычных насосов низкого давления и компрессоров с выходным давлением порядка 7-14 кгс/см2 подавать воздух на дно под гораздо более высоким давлением. Она как бы представляет собой эрлифт наоборот.
Теперь возникает вполне резонный вопрос: где найти самое эффективное применение этому новому методу подъема затонувших судов. На больших глубинах, как и на мелководье, каждую спасательную операцию следует считать непохожей на другие и соответственно подготавливать специальный план ее проведения; единого решения для всех случаев не существует.
Если задача спасателей заключается в подъеме по частям большой подводной лодки, вполне разумно (и практически осуществимо) будет разрезать ее с помощью алмазных пил, газовых резаков или взрывчатки – в зависимости от обстоятельств н стоящей перед спасателями задачи.
Попробуем, однако, представить себе, как можно поднять старинное деревянное судно длиной 20–25 м с глубины 1800 м, не повредив самого судна или его груза. Чтобы выполнить это, потребуется поднять вместе с судном солидный кусок окружающего его донного грунта.
Для подобных операций будет использоваться устройство, изобретенное сотрудником ОСИ Тедом Мангелсом. Оно в известной мере напоминает перевернутый кверху дном плавучий док с его башнями и понтонами. Закрепив эту конструкцию на конце плети труб, ее погружают в воду и устанавливают точно над затонувшим судном, а затем осторожно опускают и с помощью реактивных водяных сопл вжимают в ил до тех пор, пока ее нижняя кромка не уйдет в грунт глубже самой нижней части судна. Затем под судно подобно доске раздвижного стола вдвигается стальная крышка. Теперь можно приступать к подъему. В башни и понтоны дока подают сжатый воздух, вытесняющий оттуда воду, что позволяет уравновесить основную часть массы этого своеобразного контейнера. Недостающая часть подъемной силы обеспечивается механизмами самого «Сипроуба». Благодаря наличию специальных устройств, вытравливающих расширяющийся воздух по мере подъема, вся операция осуществляется под постоянным контролем.
Но вот подъем почти завершен, и «Сипроуб» доставляет свою ношу на мелководье, где после окончательной продувки док со всем содержимым всплывает на поверхность и буксируется в удобное для работы археологов место, Увлекшись возможностью поднять в неповрежденном состоянии деревянное судно одной из ранних цивилизаций Средиземноморья, У. Бэском с 1962 г., когда у него зародилась идея описанной выше глубоководной спасательной системы, начал изучать торговые пути древних, пытаясь определить наиболее перспективный район для своих будущих поисков. Его давнишней мечтой было поднять неповрежденными греческую трирему, торговое судно финикийцев либо римскую галеру – поднять в том самом виде, в каком они пошли на дно. В своей темной холодной могиле они недоступны действию волн, поэтому Бэском надеется, что они снова появятся на свет в почти не изменившемся виде. Это представляется похожим на правду, поскольку такие суда лежат на глубине, недоступной для двух наиболее опасных для них существ – человека и морских червей-древоточцев. Планы Бэскома получили активную поддержку и помощь со стороны крупнейшего специалиста по вопросам подъема старинных судов Питера Трокхейма. Но это – тема для другой книги.
Вся система «Сипроуб» должна вступить в эксплуатацию в 1971 г.
Лишь в последнее десятилетие человек начал время от времени заглядывать в огромный мир, простирающийся под поверхностью морей и океанов, заглядывать и понимать то, что он там увидел. Большую роль в этом сыграли морские спасательные работы, особенно глубоководные. Вполне вероятно, что они будут иметь решающее значение для предстоящего освоения океана. Но оправдают ли полученные знания ту цену, которую за них неизбежно придется заплатить – человеческие жизни, материалы, оборудование и, наконец, затраты умственной энергии.
Мне представляется уместным привести в этой связи слова знаменитого английского биолога и энтомолога сэра Джулиана Хаксли из его речи, произнесенной по случаю 100-летней годовщины Гарвардского музея естественных наук. Это было в 1959 г., когда триумфальные полеты советских спутников Земли заставили человечество обратить свои помыслы к Луне и тайнам космоса. Сэр Джулиан должным образом отметил этот пробудившийся интерес к внеземному пространству, а затем, помолчав, следующими словами выразил свое личное к этому отношение:
– Честно говоря, – сказал он, – я предпочел бы увидеть дно океана, а не обратную сторону Луны.
Я полагаю, что подобную мысль вслед за ним могло бы повторить большинство из нас. Морские спасатели многих стран, работающие во всех морях и океанах мира, помогают своим трудом превратить эту мечту в реальность.
Однако вернемся к проблеме подъема подводной лодки с ценной информацией, самолета или старинного судна. Прежде всего надо установить, каким образом обеспечить необходимую подъемную силу, а затем решить, как ее использовать. Общая грузоподъемность соответствующего оборудования на «Сипроубе» составляет около 200 т. Из этой цифры следует вычесть массу трубы, ввести поправку на ускорение свободного падения и умножить полученное значение на достаточно надежный запас прочности. Что же касается подъема тяжелых объектов, то в подобных случаях надо прежде всего изыскать способ вытеснения из них морской воды чем-либо более легким. Для этой цели в свое время предлагалось использовать бензин, соединения аммиака, стеклянные шарики и многое другое.
ОСИ, однако, предпочла применить уже не раз проверенный в деле и временем сжатый воздух. Но при таком выборе возникает проблема, как сжать воздух до требуемого давления, а затем подать его в находящийся на большой глубине понтон или отсек. Максимальное давление, создаваемое воздушными компрессорами, размеры которых позволяют установить их на спасательном судне, равняется примерно 70 кгс/см2, хотя некоторые типы компактных компрессоров, подобные используемым для зарядки баллонов аквалангов, могут создавать давление в 210 кгс/см2. Между тем, чтобы уравновесить давление воды на глубине 1830 м, надо сжать воздух примерно до 210 кгс/см2, а на глубине 5500 м —до 630 кгс/см2, причем необходимо учесть, что воздух должен будет подаваться в больших количествах.
Проблема может быть решена с помощью способа, предложенного Мак Лелландом и Хортоном. На «Сипроубе» это будет выглядеть следующим образом: у верхнего конца плети труб разместятся три блока – воздушный компрессор, водяной насос и воздухоприемник. Последний представляет собой разделенное на камеры устройство, обеспечивающее подачу воздуха под требуемым давлением. Для этого в конструкции воздухоприемника предусмотрены автоматический клапан с пневматическим управлением и регулятор давления, который установлен между воздухоприемником и буровой трубой, идущей в понтон или отсек, где необходимо создать высокое давление.
Компрессор подает воздух в воздухоприемник, а водяной насос – воду в буровую трубу. Путем изменения противодавления в трубе регулятор контролирует соотношение подаваемых туда воды и воздуха. Процесс осуществляется в следующем порядке: каждый раз, когда водяной насос посылает в подающую трубу порцию воды, регулятор вслед за этим пропускает туда порцию воздуха. Поскольку каждая порция воды идет по трубе поверх порции воздуха, противодавление на мгновение снижается, что позволяет подать в трубу очередную порцию воздуха.
Подобное чередование повторяется непрерывно, и в результате поверх каждой порции сжимаемого воздуха по трубе следует порция несжимаемой воды. Более того, на каждую порцию воздуха давит своей массой и продолжает ее сжимать весь располагающийся выше нее столб этой своеобразной водовоздушной смеси, благодаря чему давление в трубе возрастает по мере увеличения глубины. На дне смесь воды и воздуха поступает в камеру, нижняя часть которой открыта для окружающей морской воды. Поднимающийся в верхнюю часть камеры воздух постепенно вытесняет воду, и в конце концов камера заполняется воздухом, сжатым до давления окружающей среды – морской воды на данной глубине. Эта операция до некоторой степени напоминает вдутие через соломинку воздуха в опрокинутый кверху дном под водой стакан. Через короткое время он будет полон воздухом.
Описанная выше двухфазная система позволяет с помощью обычных насосов низкого давления и компрессоров с выходным давлением порядка 7-14 кгс/см2 подавать воздух на дно под гораздо более высоким давлением. Она как бы представляет собой эрлифт наоборот.
Теперь возникает вполне резонный вопрос: где найти самое эффективное применение этому новому методу подъема затонувших судов. На больших глубинах, как и на мелководье, каждую спасательную операцию следует считать непохожей на другие и соответственно подготавливать специальный план ее проведения; единого решения для всех случаев не существует.
Если задача спасателей заключается в подъеме по частям большой подводной лодки, вполне разумно (и практически осуществимо) будет разрезать ее с помощью алмазных пил, газовых резаков или взрывчатки – в зависимости от обстоятельств н стоящей перед спасателями задачи.
Попробуем, однако, представить себе, как можно поднять старинное деревянное судно длиной 20–25 м с глубины 1800 м, не повредив самого судна или его груза. Чтобы выполнить это, потребуется поднять вместе с судном солидный кусок окружающего его донного грунта.
Для подобных операций будет использоваться устройство, изобретенное сотрудником ОСИ Тедом Мангелсом. Оно в известной мере напоминает перевернутый кверху дном плавучий док с его башнями и понтонами. Закрепив эту конструкцию на конце плети труб, ее погружают в воду и устанавливают точно над затонувшим судном, а затем осторожно опускают и с помощью реактивных водяных сопл вжимают в ил до тех пор, пока ее нижняя кромка не уйдет в грунт глубже самой нижней части судна. Затем под судно подобно доске раздвижного стола вдвигается стальная крышка. Теперь можно приступать к подъему. В башни и понтоны дока подают сжатый воздух, вытесняющий оттуда воду, что позволяет уравновесить основную часть массы этого своеобразного контейнера. Недостающая часть подъемной силы обеспечивается механизмами самого «Сипроуба». Благодаря наличию специальных устройств, вытравливающих расширяющийся воздух по мере подъема, вся операция осуществляется под постоянным контролем.
Но вот подъем почти завершен, и «Сипроуб» доставляет свою ношу на мелководье, где после окончательной продувки док со всем содержимым всплывает на поверхность и буксируется в удобное для работы археологов место, Увлекшись возможностью поднять в неповрежденном состоянии деревянное судно одной из ранних цивилизаций Средиземноморья, У. Бэском с 1962 г., когда у него зародилась идея описанной выше глубоководной спасательной системы, начал изучать торговые пути древних, пытаясь определить наиболее перспективный район для своих будущих поисков. Его давнишней мечтой было поднять неповрежденными греческую трирему, торговое судно финикийцев либо римскую галеру – поднять в том самом виде, в каком они пошли на дно. В своей темной холодной могиле они недоступны действию волн, поэтому Бэском надеется, что они снова появятся на свет в почти не изменившемся виде. Это представляется похожим на правду, поскольку такие суда лежат на глубине, недоступной для двух наиболее опасных для них существ – человека и морских червей-древоточцев. Планы Бэскома получили активную поддержку и помощь со стороны крупнейшего специалиста по вопросам подъема старинных судов Питера Трокхейма. Но это – тема для другой книги.
Вся система «Сипроуб» должна вступить в эксплуатацию в 1971 г.
Лишь в последнее десятилетие человек начал время от времени заглядывать в огромный мир, простирающийся под поверхностью морей и океанов, заглядывать и понимать то, что он там увидел. Большую роль в этом сыграли морские спасательные работы, особенно глубоководные. Вполне вероятно, что они будут иметь решающее значение для предстоящего освоения океана. Но оправдают ли полученные знания ту цену, которую за них неизбежно придется заплатить – человеческие жизни, материалы, оборудование и, наконец, затраты умственной энергии.
Мне представляется уместным привести в этой связи слова знаменитого английского биолога и энтомолога сэра Джулиана Хаксли из его речи, произнесенной по случаю 100-летней годовщины Гарвардского музея естественных наук. Это было в 1959 г., когда триумфальные полеты советских спутников Земли заставили человечество обратить свои помыслы к Луне и тайнам космоса. Сэр Джулиан должным образом отметил этот пробудившийся интерес к внеземному пространству, а затем, помолчав, следующими словами выразил свое личное к этому отношение:
– Честно говоря, – сказал он, – я предпочел бы увидеть дно океана, а не обратную сторону Луны.
Я полагаю, что подобную мысль вслед за ним могло бы повторить большинство из нас. Морские спасатели многих стран, работающие во всех морях и океанах мира, помогают своим трудом превратить эту мечту в реальность.