Podvodní vozidlo: klasifikace, popis a účel

Obsah:

Podvodní vozidlo: klasifikace, popis a účel
Podvodní vozidlo: klasifikace, popis a účel
Anonim

Tento termín se často používá k oddělení takových vozidel od ponorek. Nicméně, v běžném zvyku, fráze “ponorka” může být používána popisovat loď, která, podle technické definice, je vlastně ponorka.

Existuje mnoho typů takových zařízení, včetně podomácku vyrobených i průmyslových řemesel, jinak známých jako dálkově ovládaná vozidla nebo ROV. Mají mnoho aplikací po celém světě, zejména v oblastech, jako je oceánografie, podvodní archeologie, průzkum oceánů, cestovní ruch, údržba a restaurování zařízení a podvodní videografie.

Ponorný "Triton"
Ponorný "Triton"

Historie

První ponorka byla navržena a postavena americkým vynálezcem Davidem Bushnellem v roce 1775 jako prostředek k dodávání výbušných náloží na nepřátelské lodě během americké války za nezávislost. Zařízení nazvané „Bushnellova želva“byla oválná nádoba vyrobená ze dřeva a mědi. Obsahuje nádrže naplněné vodou (pro ponoření) a poté byly vyprázdněny pomocí manuálučerpadlo vyplavat na hladinu. Operátor používal dvě ruční vrtule k vertikálnímu nebo bočnímu pohybu pod vodou. Plavidlo mělo nahoře malá skleněná okénka a k tělu připevněné svítící dřevo, aby se dalo ovládat ve tmě.

přístroj pod vodou
přístroj pod vodou

Želva Bushnell byla poprvé uvedena do provozu 7. září 1776 v New York Harbor k útoku na britskou vlajkovou loď HMS Eagle. V té době seržant Ezra Lee obsluhoval tuto ponorku. Lee úspěšně přivedl Želvu na spodní stranu trupu Eagle, ale kvůli silným vodním proudům nebyl schopen spustit nálož. Tím však historie těchto druhů dopravy neskončila.

Funkce

Kromě velikosti je hlavním technickým rozdílem mezi ponorkou a ponorkou to, že ponorka není plně autonomní a může se spoléhat na podpůrné zařízení nebo plavidlo při doplňování paliva a dýchacích plynů. Některá vozidla fungují na „povaze“nebo „pupeční šňůře“, přičemž zůstávají připojena k nabídce (ponorka, povrchová loď nebo platforma). Mívají kratší dosah a pracují většinou pod vodou, protože většina je na hladině nepoužitelná. Ponorky (ponorky) jsou schopny se ponořit více než 10 km (6 mil) pod hladinu vody.

Ponorky mohou být relativně malé, obsahovat pouze malou posádku a nemají žádné obytné prostory. Často mají velmi svižnou konstrukci osazenou šrouby vrtule popřčerpadla.

Technology

Při konstrukci ponorek se používá pět hlavních technologií. Unipolární zařízení mají přetlakové tělo, zatímco jejich pasažéři jsou pod normálním atmosférickým tlakem. Snadno odolávají vysokému tlaku vody, který je mnohonásobně vyšší než ten vnitřní.

Podvodní vozidlo v kině
Podvodní vozidlo v kině

Další technologie zvaná okolní tlak udržuje stejné zatížení uvnitř i vně nádoby. To snižuje tlak, kterému musí trup odolávat.

Třetí technologií je „mokrá ponorka“. Termín označuje vozidlo se zatopeným interiérem. Ve vodním i atmosférickém prostředí není potřeba používat potápěčské vybavení, cestující mohou normálně dýchat, aniž by měli na sobě jakákoli další zařízení.

Záznamy

Díky tažné síle kabelu se mohou podvodní vozidla ponořit do velkých hloubek. Bathyscaphe Trieste byl první, kdo dosáhl nejhlubší části oceánu (téměř 11 km (7 mil) pod povrchem) na dně příkopu Mariana v roce 1960.

Čína se svým projektem Jiaolong v roce 2002 byla po USA, Francii, Rusku a Japonsku pátou zemí, která poslala muže 3500 metrů pod hladinu moře. Ráno 22. června 2012 nakládací a vykládací zařízení Jiaolong vytvořilo rekord hlubokého ponoru, když tři lidé sestoupili z výšky 22 844 stop (6 963 metrů) do Tichého oceánu.

Autonomní podvodní vozidlo
Autonomní podvodní vozidlo

Mezi nejznámější a nejdéle fungující ponorky patří hlubinné výzkumné plavidlo DSV Alvin, které má 3 posádku a je schopné se ponořit do hloubky až 4 500 metrů (14 800 stop). Vlastní ji námořnictvo Spojených států, provozuje WHOI a od roku 2011 dokončilo více než 4 400 ponorů.

James Cameron provedl rekordní ponor na dno Challenger Deep, nejhlubšího známého bodu Marianského příkopu, 26. března 2012. Cameronova ponorka se jmenovala Deepsea Challenger a dosáhla hloubky 10 908 metrů (35 787 stop).

Nejnovější zprávy

V poslední době vydaly soukromé firmy na Floridě sérii ponorek Triton. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (nebo SAS) a holandská firma Worx vyvinuly malé ponorky pro turistiku a průzkum.

Kanadská společnost s názvem Sportsub staví osobní rekreační ponorky s otevřenou konstrukcí podlahy (částečně zatopené kokpity) od roku 1986.

Funkční pohledy

Malá bezpilotní podvodní vozidla nazývaná „námořní dálkově ovládaná vozidla“nebo MROV se dnes široce používají k provozu ve vodě, která je příliš hluboká nebo příliš nebezpečná pro potápěče.

Taková vozidla pomáhají opravovat ropné plošiny na moři a připevňují kabely k potopeným lodím, aby je zvedli. Tato dálkově ovládaná vozidla jsou připojena pomocí popruhu (tlustý kabel, který zajišťuje napájení a komunikaci) k řídicímu centru na lodi. Operátoři na lodi sledují videoobrazy odeslané zpět z robota a mohou ovládat vrtule a rameno vozidla. Ponořený Titanic byl studován právě takovým vozidlem.

Japonský ponorný
Japonský ponorný

Bathyskaphes

Batyskaf je hlubinná ponorná ponorka s vlastním pohonem sestávající z kabiny pro posádku, která je podobná batysféře, ale je zavěšena spíše pod plovákem než na povrchovém kabelu, jako v klasickém designu batysféry. Mnozí to považují za typ ponorného plavidla s vlastním pohonem.

Jeho plovák je naplněný benzínem, snadno přístupný, plovoucí a velmi odolný. Nestlačitelnost paliva znamená, že nádrže lze velmi snadno konstruovat, protože tlaky uvnitř a vně nádrží jsou vyvážené. Také tanky nemají za úkol plně odolat případným poklesům tlaku, přičemž kokpit je navržen tak, aby odolal obrovské zátěži. Vztlak na hladině lze snadno snížit nahrazením benzínu vodou, která je hustší.

Etymologie

Auguste Picard, vynálezce prvního batyskafu, vytvořil název „bathyskaf“pomocí starověkých řeckých slov βαθύς batys („hluboký“) a σκάφος skaphos („loď“/ „loď“).

Operace

Při sestupu zaplavuje batyskaf vzduchové nádrže mořskou vodou. Ale na rozdíl od ponorky nemůže být kapalina v jejích zaplavených nádržích vytlačena stlačeným vzduchem nahoru. To je způsobeno tím, že tlak vody v hloubkách, pro kteréloď byla navržena tak, aby fungovala, příliš velká.

Například tlak na dně lodi Challenger Deep – ponorky, na které se plavil sám James Cameron – je více než sedmkrát vyšší než tlak ve standardní láhvi se stlačeným plynem typu H. Tato ponorka používala k vyvážení železná závaží. Kontejnery s nimi se skládají z jednoho nebo více válců, které jsou po celou dobu ponoru na dně otevřené a náklad drží na místě elektromagnet. Je to bezpečné zařízení, protože nevyžaduje zvýšení výkonu.

Ponorný model
Ponorný model

Historie batyskafů

První batyskaf byl pojmenován FNRS-2 – podle National Recreational Research Foundation – a byl postaven v Belgii v letech 1946 až 1948 Augustem Picardem. FNRS-1 byl balón používaný k vyzvednutí Picarda do stratosféry v roce 1938.

Pohyb prvního batyskafu zajišťovaly elektromotory napájené bateriemi. Plovák činil 37 850 litrů leteckého benzinu. Neměla přístupový tunel. Koule musela být naložena a vyložena na palubě. První plavby jsou podrobně popsány v knize Jacquese Cousteaua Tichý svět. Jak příběh pokračuje, "loď klidně odolávala tlaku hlubin, ale byla zničena mírnou bouří." FNRS-3 byla nová ponorka využívající kouli posádky z poškozeného FNRS-2 a nový větší plovák o objemu 75 700 litrů.

Druhý Piccard batyskaf koupilo americké námořnictvo z Itálie v roce 1957. Měl dva náklady s balastovou vodou a jedenáct vztlakových nádrží,obsahující 120 000 litrů benzinu. Později byla vynalezena ponorka Poseidon.

V roce 1960 dosáhla ponorka s Picardovým synem Jacquesem a poručíkem Donem Walshem nejhlubší známé místo na zemském povrchu, Challenger Deep v Marianském příkopu. Palubní systémy ukazovaly hloubku 37 800 stop (11 521 m), ale později to bylo opraveno na 35 813 stop (10 916 m), aby se zohlednily změny způsobené slaností a teplotou.

Aparát byl vybaven výkonným zdrojem energie, který tím, že osvětloval rybičku jako platýs, vyvolal otázku, zda v takové hloubce při naprosté absenci světla existuje život. Posádka ponorky poznamenala, že dno sestávalo z křemelinového bahna, a uvedla, že viděla na mořském dně ležet nějaký druh platýse podobného chodidlu, asi 1 stopa dlouhý a 6 palců široký.

V roce 1995 poslali Japonci do stejné hloubky autonomní podvodní vozidlo, které se však později ztratilo na moři. V roce 2009 poslal tým z oceánografického institutu Woods Hole robotickou ponorku jménem Nereus na dno příkopu.

Německá ponorka
Německá ponorka

Vynález batysféry

Bathysphere (z řeckého βαθύς, bana, „hluboký“a σφαῖρα, oheň, „koule“) byla jedinečná kulovitá hlubokomořská ponorka, která byla dálkově řízena a spouštěna do oceánu pomocí lana. Byla použita na sérii ponorů u pobřeží Bermud v letech 1930 až 1934.

Batysféra byla navržena v roce 1928a 1929 od amerického inženýra Otise Bartona a proslavil se díky tomu, že jej přírodovědec William Beebe využíval ke studiu podmořské přírody. Svou strukturou se batysféra blíží ponornému torpédu.

Doporučuje: