Od staroveku človeka priťahujú hlbiny oceánu. Ľudské schopnosti však neumožnili preniknúť do hĺbky viac ako 40 metrov. Ľudia preto začali vymýšľať technické prostriedky, ako preniknúť ešte hlbšie. Prvým vynálezcom plnohodnotného potápačského obleku bol Leonardo da Vinci. Vytvoril ho pre potápačov perál, aby mohli „prechádzať pod vodou a získavať perly“. Ale skutočný prelom v tomto smere nastal v 19. storočí. S vynálezmi a vylepšeniami potápačských oblekov a ponoriek sa človeku otvorili nebývalé hĺbky svetových oceánov.

Prvý prístroj na potápanie do veľkých hĺbok anglického kráľovského astronóma, geofyzika, matematika, meteorológa, fyzika a demografa Edmunda Halleyho, koniec 17. storočia.

„Zvon klesol na dno. Potom mu asistent nasadil na hlavu ďalší, malý zvonček a mohol prejsť kúsok po dne – pokiaľ mu to dovolila trubica, ktorou dýchal vzduch zostávajúci vo veľkom zvone. Potom sa zhora zhodili sudy s dodatočným prívodom vzduchu, zaťažené nákladom. Asistent ich našiel a odvliekol k zvončeku.“

Potápačský oblek francúzskeho aristokrata Pierra Remyho de Beauvais, 1715.

Jedna z dvoch hadíc sa tiahla na povrch – cez ňu prúdil dýchací vzduch; druhý slúžil na odstránenie vydýchnutého vzduchu.

Potápačský prístroj Johna Lethbridgea, 1715.

Tento zapečatený dubový sud bol určený na získanie cenností z potopených lodí. V tom istom roku vyvinul ďalší Angličan Andrew Becker podobný systém, ktorý bol vybavený systémom trubíc na inhaláciu a výdych.

Potápačský prístroj Karla Klingerta, 1797.

Vynálezca ho otestoval v rieke, ktorá preteká jeho rodným mestom Breslau (dnes poľská Vroclav). Vrchná časť obleku je chránená valcovou konštrukciou, vďaka ktorej sa dalo prejsť po dne rieky.

Kostým Chauncey Hall, 1810.

Prvý hlbokomorský potápačský oblek s ťažkými topánkami od Augusta Siebeho (Nemecko), 1819.

Nevýhodou bolo, že ak musel potápač udržiavať vertikálnu polohu, inak by sa voda mohla dostať pod zvon. V roku 1937 bol k zvonu pridaný nepremokavý odev, ktorý umožnil potápačovi stať sa mobilnejším.

Takéto prilby sa používajú už viac ako sto rokov.

Potápačský oblek s 20 malými okienkami od Alphonsa a Théodora Carmagnolla, Marseille, Francúzsko, 1878.

Prístroj Henryho Flussa, 1878. Pogumovaná maska ​​bola prepojená zatavenými hadičkami s dýchacím vakom a škatuľkou s látkou, ktorá pohlcuje oxid uhličitý z vydychovaného vzduchu.

Potápač zostupuje na dno britskej lode Cape Horn pri pobreží Čile, aby získal náklad medi, 1900.

Jeden z prvých potápačských oblekov udržiavajúcich tlak, vyvinutý M. de Pluvy v roku 1906.

Oblek z hliníkovej zliatiny Chestera MacDuffieho s hmotnosťou približne 200 kg, 1911.

Tri generácie potápačských oblekov od nemeckej firmy Neufeld a Kuhnke, 1917-1940.

Prvý model (1917-1923)

Druhý (1923-1929)

Oblek tretej generácie (vyrábaný v rokoch 1929 až 1940) umožňoval potápanie do hĺbky 160 m a bol vybavený vstavaným telefónom.

Pán Perez a jeho nový oceľový potápačský oblek, Londýn, 1925.

Inštruktor kontroluje stav študenta ležiaceho v dekompresnej komore počas výcviku v potápačskej škole, Kent, Anglicko, 1930.

Stránky z časopisu s návodom, ako si vyrobiť svoj vlastný potápačský oblek zo zvyškov materiálov, ako je dóza na sušienky alebo nádoba na ohrev vody.

Nafukovací oblek.

Miniponorka pre jednu osobu, 1933.

Operácia na vyzdvihnutie mastodontných kostí na povrch, 1933.

Kovový oblek, ktorý umožnil potápačovi zostúpiť do hĺbky viac ako 350 m, 1938.

Prvý automatický oblek s regulátorom tlaku a tlakovými fľašami od Cousteaua a Gagnana, 1943.

Skafander, ktorý umožňuje potápačovi pracovať po značnú dobu v hĺbke 300 metrov bez dlhého dekompresného procesu, 1974.

Trochu odlišná bola situácia pri vytváraní tuhých skafandrov. V roku 1715, asi 50 rokov pred hydrostatickým strojom Freminet s vodou chladenými rúrkami na „regeneráciu“ vzduchu, vynašiel Angličan John Lesbridge prvý obrnený, t. j. pevný potápačský oblek. Vynálezca veril, že takýto skafander ochráni potápača pred účinkami tlaku vody a umožní mu dýchať atmosférický vzduch.Ako sa dalo očakávať, skafander svojmu tvorcovi slávu nepriniesol. Po prvé, drevená škrupina (183 cm vysoká, 76 cm v priemere na hlave a 28 cm na nohách) nechala ruky potápača nechránené. Okrem toho sa na prívod vzduchu z povrchu používali vlnovce, ktoré úplne nedokázali vytvoriť žiadny výrazný tlak. K tomu všetkému sa potápač prakticky nemohol pohybovať, visel tvárou nadol v tejto konštrukcii, ktorá navyše nebola vodotesná.

Bol to pravdepodobne jeden z Lesbridgeových výtvorov, ktorý mal to šťastie vidieť istý Desagulier, autoritatívny odborník tej doby na potápačské obleky. V roku 1728 opísal výsledky testov skafandrov, ktorých bol svedkom, takto: „... Tieto obrnené vozidlá sú úplne zbytočné. Potápač, ktorý krvácal z nosa, úst a uší, zomrel krátko po skončení testu.“ Musíme predpokladať, že presne toto sa stalo.

Ak mnohoročné úsilie o vynájdenie mäkkého potápačského obleku vyvrcholilo v roku 1837 vytvorením obleku Siebe, potom tvorcom tvrdého potápačského obleku trvalo takmer ďalších sto rokov, kým skonštruovali vzorku vhodnú na praktické použitie, hoci Angličan Taylor vynašiel tzv. prvý tvrdý potápačský oblek s kĺbovými spojmi rok pred objavením sa obleku Siebe. Žiaľ, kĺby pántov pred tlakom vody chránila len vrstva plátna a ruky potápača zostali opäť odkryté. Keďže pod vodou musel dýchať atmosférický vzduch, pri ponorení do akejkoľvek významnej hĺbky by ich tlak vody nevyhnutne sploštil.

V roku 1856 mal Američan Phillips to šťastie, že predpovedal hlavné črty tých niekoľkých dizajnovo úspešných tuhých skafandrov, ktoré vznikli už v 20. storočí. Oblek chránil nielen telo, ale aj končatiny potápača; Na vykonávanie rôznych prác boli kliešte ovládané potápačom navrhnuté tak, aby prešli vodotesnými tesneniami a otočné kĺby celkom uspokojivo vyriešili problém ochrany pred tlakom vody. Bohužiaľ, Phillips nemohol predvídať všetko. Pohyb potápača pod vodou podľa vynálezcu zabezpečovala malá vrtuľa, ktorá sa nachádzala približne v strede obleku – oproti pupku potápača – a bola poháňaná ručne. Potrebný vztlak vytvárala vzduchom naplnená lopta veľkosti basketbalovej lopty, pripevnená na vrchu prilby. Takýto plavák by sotva vyniesol na hladinu aj nahého potápača, nieto ešte potápača oblečeného v kovovom brnení, ktoré vážilo stovky kilogramov.

Do konca 19. stor. Objavilo sa veľké množstvo tvrdých skafandrov rôznych vzorov. Nikto z nich však nebol na nič dobrý - ich vynálezcovia preukázali úžasnú neznalosť skutočných podmienok ľudského bytia pod vodou, hoci v tom čase už boli v tejto oblasti nazhromaždené nejaké údaje.

V roku 1904 prišiel Talian Restucci s návrhom, ktorý bol z hľadiska technickej realizácie mimoriadne zložitý, no vedecky dobre podložený. Skafandr, ktorý vyvinul, zabezpečoval súčasnú dodávku vzduchu pri atmosférickom tlaku do skafandru a stlačeného vzduchu do kĺbov pántov. Tým sa eliminovala potreba dekompresie a zabezpečilo sa vodotesné spojenie. Žiaľ, táto veľmi atraktívna myšlienka nebola nikdy realizovaná.

O niekoľko rokov neskôr, v roku 1912, dvaja ďalší Taliani, Leon Durand a Melchiorre Bambino, vyvinuli to, čo je nepochybne najoriginálnejšie zo všetkých predtým vynájdených dizajnov pevných skafandrov. Bol vybavený štyrmi guľovými kolesami vyrobenými z dubu, ktoré umožňovali ťahať oblek po morskom dne. Okrem toho boli na podvozok tejto fantastickej konštrukcie nainštalované svetlomety a volant. Jediné, čo chýbalo, boli mäkké sedadlá. Ale nebolo ich treba. Rovnako ako v Lesbridgeovom obleku musel potápač ležať na bruchu. V tejto najvýhodnejšej polohe, vybavenej všetkým potrebným, mohol mučeník voľne cestovať po všetkých podvodných diaľniciach, ktoré mal to šťastie nájsť. Našťastie sa to nedostalo do štádia stavby.

OPTIMALIZÁCIA TECHNOLÓGIÍ PRE PREVÁDZKY NA HLOBOKOM mori POMOCOU PEVNÝCH POtápačských OBLEKOV

Text:
B.A. Gaikovich, Ph.D., zástupca generálneho riaditeľa
CJSC JE PT Okeanos

Pevné potápačské obleky (Atmospheric Diving Suits) sú od 80. rokov 20. storočia neustále používané námorníctvom rôznych krajín a komerčnými organizáciami. Námorníctvo Spojených štátov amerických, Talianska, Francúzska, Japonska a Turecka pri záchranných akciách a podmorských technických prácach ocenilo výhody VVS oproti tradičným hlbokomorským potápačským komplexom a komplexom diaľkovo ovládaných vozidiel pracovnej triedy.

Hlavné výhody systémov ZhVS:

• možnosť prepravy/dodania komplexu tekutých a surovín akýmkoľvek druhom dopravy vrátane letectva;
• schopnosť pracovať z minimálne vybaveného plavidla (alebo iného plavidla);
• rýchle (niekoľko hodín) nasadenie a kolaps (mobilizácia/demobilizácia);
• schopnosť zabezpečiť takmer 24-hodinovú prácu (ak sú zmenní piloti). Absencia potreby dekompresie umožňuje zdvihnutie obleku na hladinu iba za účelom dobitia batérie systému podpory života, dobitia chemického absorbéra CO 2 a výmeny pilota, čo je možné s vyškoleným tímom technických špecialistov hotové za pár minút;
• prítomnosť osoby priamo na pracovisku, čo vám umožňuje posúdiť situáciu v reálnom čase a v prípade potreby sa uchýliť k improvizácii.

Po posúdení výhod systémov na podporu života zakúpilo vedenie ruského námorníctva počas programu núdzovej obnovy núdzovej záchrannej služby po tragédii jadrovej ponorky Kursk štyri súpravy (osem skafandrov) typu Hardsuit, ktoré , spolu s diaľkovo ovládanými podvodnými vozidlami robotníka, ktoré boli pre vtedajšiu domácu flotilu novinkou (RTPA), tvorili kostru záchranných zložiek v ruských flotilách.

ZhVS - tvrdý potápačský oblek

Spoločnosť JSC "NPP PT "Okeanos" je jedinou spoločnosťou v Európe, ktorá má vysokokvalifikovaných technikov a certifikovaných pilotov Hardsuit (vrátane novej generácie - Hardsuit Quantum) a už mnoho rokov zabezpečuje v mene výrobcu dozor, ktorý vykonáva údržba a nevyhnutné opravy, modernizácia a plná technická podpora hlbokomorských vodovodných systémov v prevádzke.

Vysoká úroveň špecialistov JSC JE PT Okeanos bola opakovane potvrdená a zaznamenaná, a to aj poprednými zahraničnými odborníkmi v tejto oblasti.

Prostriedky na poskytovanie hlbokomorských záchranných operácií

V súčasnosti sú úlohy vykonávania záchranných a podvodných technických prác v hĺbkach nad 100 m pridelené nasledujúcim systémom:

1. Podmorské vozidlá s ľudskou posádkou (USV);
2. Diaľkovo ovládané podvodné vozidlá robotníckej triedy (RTU);
3. Hlbokomorské potápačské komplexy a hlbokomorskí potápači (GVK);
4. Pevné potápačské obleky (RDS).

Poďme si stručne popísať špecifiká, výhody a nevýhody jednotlivých systémov.

• Podmorské vozidlá s ľudskou posádkou (USV)

Medzi výhody OPA patrí veľká (pre väčšinu zariadení) pracovná hĺbka, pomerne vysoká autonómia, priama prítomnosť osoby na pracovisku na posúdenie situácie (a niekedy aj na veľmi potrebné improvizované riešenie neočakávaného problému). Záchranná OPA (napríklad západné projekty PRMS alebo Remora alebo Projekt 1855 „Priz“ a Projekt 1827 „Bester“ vytvorené v ZSSR a ich modifikácie) majú schopnosť (pri úspešnom dokovaní) preniesť zachraňovaných z ponorky v núdzu do záchranného zariadenia „nasucho“, bez nutnosti ísť do vody. Manipulačné komplexy domácich zariadení zabezpečujú aj výkon množstva prác.

Nevýhody záchranných bômb zahŕňajú potrebu použitia výkonného podporného plavidla (ktorého včasná mobilizácia je mimoriadne náročná), vysoké náklady na vytvorenie a prevádzku takýchto zariadení, potreba neustáleho školenia personálu, školenia a zvyšovania úroveň kvalifikácie personálu (čo je v bežných podmienkach veľmi ťažké zabezpečiť). rotácia personálu námorníctva). Rozmery prístrojov a extrémne obmedzená viditeľnosť znemožňujú ich použitie v sťažených podmienkach nízkej viditeľnosti, úzkych priestoroch, silných prúdoch a pod. Nevyhnutné je mať aj ďalšie záložné hlbokomorské záchranné vybavenie pre zaistenie bezpečnosti samotného zariadenia (každý si pamätá históriu zariadenia AS-28 a množstvo podobných situácií s domácimi a zahraničnými UPA).

• Neobývané diaľkovo ovládané podvodné vozidlá robotníckej triedy (RTU)

Dnes je RTPA popredným podvodným systémom pre núdzovú záchranu a podvodné technické práce. Pracovné vstrekovacie stroje, ktoré predstavujú výkonnú (až 250 k) výkonovú platformu s priemyselnými manipulátormi, videokamerami, polohovacími systémami, osvetlením a možnosťou inštalácie príslušenstva na požiadanie zákazníka, sú schopné vykonávať širokú škálu prác. Napríklad jedno z najpokročilejších zariadení, Schilling HD RTPA od FMC Technologies Schilling Robotics, má nasledujúce vlastnosti:

• Pracovná hĺbka: do 4000 m
• Rozmery: 3 x 1,7 x 2 m
• Výkon hlavného pohonu: 150 hp.
• Výkon pomocného pohonu (pohon prídavného zariadenia): 40–75 k.
• Vzdušná hmotnosť: 3700 kg
• Manipulátory (štandardné): 1 x 7-funkčné, 200 kgf; 1 x 5-funkčný, 250 kgf.

Keďže ide o veľmi veľké zariadenia, RTPA vyžadujú použitie špecializovaných nádob (avšak menších rozmerov ako v prípade OPA). Na druhej strane väčšina podporných plavidiel vrtných platforiem má schopnosť umiestniť RTD (alebo už má RTD na palube), čo poskytuje výhody v rýchlosti mobilizácie zariadení v prípade nehody.

Medzi nevýhody RTPA patria veľké rozmery (čo vylučuje prácu v stiesnených podmienkach), potreba vysokej úrovne praktickej prípravy personálu a obmedzená viditeľnosť. Medzi výhody patrí prítomnosť výkonných energetických systémov, ktoré umožňujú použitie hydraulických a iných nástrojov, výkonných manipulátorov, osvetľovacích systémov atď.

• Hlbokomorské potápačské komplexy (GVK)

Keďže ide o najtradičnejší spôsob vykonávania potápačských prác, zostáva potápačská práca najrizikovejšia a najdrahšia. S rozvojom podvodnej techniky je stále menej úloh, ktoré môže vykonávať len potápač. Príkladom toho je rozvoj a ťažba hlbokomorských ropných a plynových polí (1500 m a viac), kde sa používa iba robotika. Vykonávanie hlbokomorských potápačských operácií je samo o sebe riskantné, a to aj bez zohľadnenia rizík, ktorým je potápač vystavený pri samotnej práci. Vplyv vysokého tlaku na telo, kompresia a dekompresia, niekoľko týždňový pobyt v stiesnených podmienkach, rozvoj špecifických potápačských chorôb a iné škodlivé faktory vedú k túžbe zaobísť sa bez námahy potápačov.

Výhody používania potápačov: schopnosť pracovať v stiesnených podmienkach a zlej viditeľnosti (keďže sú k dispozícii hmatové vnemy), schopnosť priamo analyzovať situáciu na pracovisku a robiť včasné rozhodnutia. Medzi nevýhody patria najvyššie náklady na uvažované systémy na výstavbu samotnej GVK a výstavbu/prevybavenie nosného plavidla, nemožnosť rýchlej mobilizácie, vysoké prevádzkové náklady, nemožnosť dlhodobej nepretržitej prevádzky a iné. faktory súvisiace s tým, že máme do činenia s ťažkou fyzickou prácou ľudí v mimoriadne nebezpečnom prostredí.

• Pevné potápačské obleky (RDS)

Pôvodne boli VVS vytvorené ako prostriedok na spojenie výhod OPA (potreba dekompresie, ochrana pred environmentálnymi faktormi, mobilita bez vynaloženia fyzickej sily, prítomnosť osoby na pracovisku) s výhodami hlbokomorský potápač (použitie akéhokoľvek nástroja, vysoká viditeľnosť, vysoká pohyblivosť a obratnosť, schopnosť pracovať v náročných podmienkach). Výsledný systém vysoko spĺňa požiadavky na záchranný záchranný systém - je vysoko mobilný, nevyžaduje použitie špeciálnych plavidiel, ktoré mu boli pridelené, a má vysokú ekonomickú výkonnosť.

Tvrdý potápačský oblek

Z hľadiska používania tekutej vody má zmysel obrátiť sa na skúsenosti popredných svetových spoločností a prácu, ktorú vykonávajú. Osobitnú úlohu v takejto práci zohráva spoločnosť Phoenix International (USA), ktorá v roku 2003 začala komerčnú prácu s použitím zmesí vystužených kvapalinou po celom svete. Ako prvotriedny operátor M&D s hlbokomorskými potápačskými systémami, RTD, žeriavovými plavidlami a člnmi atď., Phoenix bol vybraný vládou USA, aby implementoval populárny americký princíp spolupráce medzi civilnými špecialistami a člnmi. vojenské štruktúry - GOPO (Vládne, súkromne prevádzkované - „Vlastnené štátom, pôsobí súkromne“). Podstatou princípu je, že civilná spoločnosť (v tomto prípade Phoenix) dostane k dispozícii zložité technické systémy (v našom prípade systémy zásobovania vodou patriace americkému námorníctvu) a zaviaže sa ich udržiavať v plne prevádzkyschopnom stave, vykonávať údržba, opravy, modernizácie a školenia personálu atď. Spoločnosť má právo používať zariadenie na komerčné účely, ale po prijatí oznámenia od námorníctva je povinná poskytnúť v extrémne krátkom čase (napríklad v prípade prístroja AS-28, toto obdobie bolo 12 hodín) plne funkčný a mobilizovaný komplex sprevádzaný technickým a riadiacim personálom. Štát je tak zbavený bremena údržby a údržby vybavenia a výcviku personálu (čo je veľmi dôležité pre flotilu, ktorá má prirodzenú rotáciu špecialistov), ​​pričom námorníctvo verí, že keď to bude potrebné, bude mať k dispozícii systémy, ktoré sú plne pripravené na prevádzku s personálom, ktorý získal maximálne možné školenie a skúsenosti prostredníctvom mnohých praktických úloh.

Ako ukazujú konkrétne skúsenosti s používaním ZhVS, tento princíp funguje veľmi úspešne. Po dosiahnutí komerčného úspechu pomocou vládou vydaných skafandrov si spoločnosť teraz zaobstarala (najskôr si prenajala a potom kúpila) svoje vlastné dve sady vybavenia na podporu života (štyri skafandre). V priebehu rokov Phoenix dokončil viac ako 90 komerčných zákaziek po celom svete, od Stredozemného mora a Mexického zálivu po Madagaskar a Juhoafrické moria, s trvaním od týždňov do mesiacov a prevádzkovými hĺbkami od 30 do viac ako 300 metrov. S nahromadením skúseností bolo možné zapojiť špecialistov na vodu a zásobovanie vodou do čoraz zložitejších a zložitejších typov PTR, najmä v oblasti podvodnej výstavby a rozvoja ropných a plynových polí.

Kombinované použitie VHS a RTPA

Ako ukázali skúsenosti pri vykonávaní praktickej práce pomocou ZhVS, najlepšie výsledky sa dosahujú pri súčasnom použití ZhVS a ROV (RTPA). RTPA si v tomto prípade zachováva úlohu nosnej plošiny – zariadenie zabezpečuje osvetlenie, video dokumentáciu a vonkajší pohľad na pracovisko, zásobuje a prijíma náradie, funguje ako pohon pre ručné hydraulické náradie, manipuluje s ťažkými predmetmi , atď. Pilot HVS poskytuje všeobecné riadenie práce, poskytuje „jemné“ manipulácie, preniká do priestorových štruktúr a je schopný pracovať v zložitejších podmienkach.

Platforma Schilling HD

Bezpečnosť RVV zabezpečuje posádka RTPA a pružnosť a manévrovateľnosť, ktorá RVV chýba, sú kompenzované vysokými manévrovacími vlastnosťami a relatívne malými rozmermi RVV. Napríklad spoločnosť Phoenix vykonala množstvo prác v tejto konkrétnej konfigurácii a počas prác uvádza vysokú účinnosť a vysokú bezpečnosť.

Modernizácia vodovodných systémov

Takéto intenzívne praktické používanie Hardsuitu viedlo k prirodzenej potrebe zvýšiť jeho funkčnosť. Výrobca Hardsuit, medzinárodná spoločnosť OceanWorks International (Kanada-USA), uviedla na trh novú generáciu pevných oblekov - Hardsuit Quantum. Počas hlbokej modernizácie dostal ZhVS nový pohonný systém - na rozdiel od starých motorov s konštantnou frekvenciou so zložitým mechanizmom vrtúľ s premenlivým stúpaním sú na obleku inštalované bezkomutátorové motory so zvýšeným výkonom s vrtuľami s pevným stúpaním. Táto zmena nielenže takmer dvojnásobne zvýšila výkon skafandru, ale aj rádovo skrátila trvanie údržby a opráv - práve údržba servopohonov lopatiek VVS bola najnáročnejšia a technicky najnáročnejšia. etapa pri údržbe VVS.

závery

Hardsuit sa najmä s nedávnymi upgradmi osvedčil v praxi ako na komerčnom trhu, tak aj v oblasti núdzovej záchrany.

Podľa spoločnosti Phoenix dokázali vo svojej práci dosiahnuť najlepšie výsledky pomocou ZhVS spolu so vstrekovacími lismi pracovnej triedy. V tomto prípade pilot RV prevzal riadenie prevádzky na mieste, vykonával jemnú a zložitú prácu, využíval vizuálne a hmatové vnímanie a schopnosť improvizovať, pričom ROV ponechal úlohu „ťažného koňa“ - a výkonná a inštrumentálna platforma. Je zrejmé, že spoločná práca s RTPA (ktorého výkon je 150–250 k) si vyžaduje veľa skúseností, precíznu techniku ​​a ideálnu koordináciu akcií, čo sa dosahuje výlučne premysleným a intenzívnym tréningom a veľkým množstvom spoločných praktických cvičení. práca. Uspokojivý výkon by sa nemal očakávať od pilotov a tímov podpory na povrchu, ktorí sú schopní vykonávať cvičné zostupy len počas cvičení a podobných zriedkavých udalostí.

Cenovo efektívnym riešením tohto problému môže a mal by byť výcvik posádok v multifunkčných výcvikových komplexoch, ktoré im umožnia vypracovať komplexné interakcie podvodných zariadení v plne kontrolovaných podmienkach, so simuláciou prúdov, obmedzenou viditeľnosťou a simuláciou podvodného prostredia na miesto navrhovanej práce.

CJSC "NPP PT "OKEANOS"
194295, Rusko, Petrohrad,
sv. Yesenina, 19.2
tel. +7 812 292 37 16
www.oceanos.ru

Tvrdý oblek sa používa na prácu vo veľkých hĺbkach. Pozostáva z oceľového tela a končatín, ktoré by mali poskytovať voľnosť pohybu rúk a nôh; Na tento účel sú všetky spojenia končatín vyrobené na pántoch, ktoré predstavujú najslabšie miesto tuhých skafandrov.

O tesnosť mäkkých skafandrov sa nebolo treba zvlášť obávať: medzi vonkajším tlakom vody a tlakom vzduchu v skafandri nebol žiadny rozdiel (rozdiel). V tvrdom skafandri je to úplne iné. Tu potápač dýcha vzduch pri atmosférickom tlaku, takže vonkajší tlak vody nie je vyvážený tlakom vzduchu vo vnútri obleku. Stačí, aby sa v obleku objavil únik alebo malá diera, ktorá sa okamžite naplní vodou a človek zomrie.

Množstvo vody vstupujúcej do otvoru akejkoľvek ponorenej nádoby možno určiť podľa vzorca V=μ F√ 2gH
V - množstvo privádzanej vody, m³/s;
F - plocha otvoru, m²;
H - hĺbka ponoru, m;
μ =0,6 - prietokový koeficient;
g = 9,81 m/s² - gravitačné zrýchlenie.
Vezmime si napríklad F = 1 cm² a H = 200 m; Potom
Y = 0,0001-0,6√ 2*9,81*200 =0,0038 m³/s = 230 l/min.

To znamená, že s plochou otvoru iba 1 cm², skafander v hĺbke 200 m (by sa naplnil vodou za oveľa menej ako minútu.

Voda najľahšie preniká do obleku pri tesneniach. Oblek má pevné spoje, ktoré sú utesnené buď gumovými, koženými alebo plastovými tesneniami (napríklad v kryte poklopu a okienka) alebo tesneniami (napríklad v mieste, kde prechádza telefónny kábel). Obzvlášť ťažko sa utesňujú pohyblivé spoje – pánty: aby sa dve časti mohli voči sebe pohybovať (otáčať), musí medzi nimi byť medzera a cez túto medzeru môže do hĺbky vnikať voda.

Najlepšie tesnenia pre pohyblivé spoje sú samotesniace manžety vyrobené z plastových materiálov (guma alebo plast). Na začiatku je manžeta pevne pritlačená k medzere pomocou špeciálneho dištančného krúžku. Pri ponorení zohráva úlohu krúžku voda: čím väčšia je hĺbka a tlak, tým pevnejšie je manžeta stlačená, čím sa zabezpečí vodotesnosť spojenia. Vo veľkých hĺbkach však manžeta zovrie kĺby tak pevne, že potápač už nemôže hýbať rukami ani nohami. To je hlavný dôvod obmedzenia hĺbky ponoru v pevnom obleku na 200-250 m.

Uvažujme pevný pancierový potápačský oblek systému Neufeldt a Kuhnke, určený pre prácu v hĺbkach do 150 m a pozostávajúci z oceľového tela a kĺbových končatín.

Trup má potápačský prielez, okienka a osvetľovacie telesá. Na vonkajšej strane tela sú pripevnené štyri kyslíkové fľaše (každá s objemom 2 litre pri tlaku kyslíka 150 atm), z ktorých sa špeciálnym potrubím privádza kyslík do skafandru. Množstvo dodávaného kyslíka si potápač ručne reguluje sám cez ventily umiestnené vo vnútri obleku. Nechýba ani chemický absorbér oxidu uhličitého.

Napriek obrovskej hmotnosti obleku (450 kg vo vzduchu) sa potápač v ňom ľahko pohybuje po dne, pretože v dôsledku straty hmotnosti vo vode je hmotnosť obleku pod vodou iba 60 kg.

Na vykonávanie rôznych manévrov sú na zadnej a prednej časti tela obleku nainštalované dve balastné nádrže, ktoré sa počas ponorenia naplnia vodou. Potápač môže vytlačiť vodu z nádrží vzduchom (vyfúknuť nádrže) a potom sa hmotnosť obleku zníži na 10 kg. Fúkaním a napĺňaním nádrží vodou sa potápač môže samostatne potápať, ľahnúť si na dno a pod. Hoci je skafander zavesený na plavidle na lane, ak sa lano pretrhne, potápač sa môže vynoriť sám. Počas núdzového výstupu je k dispozícii aj elektrický telefónny kábel na zníženie hmotnosti skafandru.

Oblek je vybavený prístrojmi: hĺbkomer, tlakomer, teplomer a telefón. Do „rúk“ skafandru je možné vložiť akýkoľvek potrebný nástroj v závislosti od druhu vykonávanej práce.

Celkovo sa vo svete používa 39 skafandrov s pracovnou hĺbkou ponoru 300−365 m a 5 skafandrov s pracovnou hĺbkou až 605 m (model HS2000).

Sú v prevádzke s pohotovostnými službami francúzskeho námorníctva (od 1 do 300 m), talianskeho námorníctva (od 3 do 300 m), japonského námorníctva (od 4 do 365 m), amerického námorníctva (od 1 do 300 m). m, od 4 do 605 m), ruské námorníctvo (od 8 do 365 m)

Po tragédii jadrovej ponorky Kursk získalo Riaditeľstvo pátrania a záchrany ruského námorníctva v roku 2002 od americko-kanadskej spoločnosti OceanWorks Int. Corp. osem normobarických skafandrov Newsuit HS1200 (číslo udáva pracovnú hĺbku v stopách - 365 m)

V popredí hĺbkového prieskumu sú batyskafy a podvodní roboti. Ide o skautov, sú určené najmä na pozorovanie, hoci im manipulátory umožňujú odoberať vzorky a vzorky (spomeňte si, ako James Cameron natáčal svoj slávny Titanic pomocou ruských hlbokomorských ponoriek Mir). Čoraz častejšie je však potrebné pracovať v hĺbkach stoviek metrov a to dokáže len človek. Hlavnými zákazníkmi sú ropné spoločnosti, ktoré potrebujú vybudovať podvodné vrtné plošiny, a armáda, ktorá potrebuje mať plány pre prípad záchranných alebo obnovovacích operácií (prípad Kurska je veľmi orientačný).

Pod vodou

Pri práci vo veľkých hĺbkach (od 60 m) sa používajú dva hlavné spôsoby práce pod vodou. Prvým je metóda saturačného ponoru. V tomto prípade sa potápači potápajú v mäkkých skafandroch, ale nedýchajú vzduch (ten je v takýchto hĺbkach toxický), ale špeciálne zmesi plynov (hélium + kyslík + dusík). Pred potápaním strávia potápači niekoľko dní v tlakovej komore, aby sa prispôsobili tlaku v potrebnej hĺbke, kde počas prestávok bývajú, spúšťajú sa pod vodu a vyzdvihujú na loď v potápačskom zvone. Po ukončení práce je potrebná dlhodobá dekompresia (desiatky dní). Prevádzka zložitých tlakových komplexov (tlaková komora, potápačský zvon, zostupové zariadenie, systém prípravy dýchacej zmesi) je nákladná a vyžaduje si početný technický a zdravotnícky personál. Preto sa takéto systémy ťažko používajú napríklad na záchranné operácie: nedajú sa rýchlo nasadiť.

Modernejším spôsobom práce pod vodou je potápanie v normobarických tlakových oblekoch. Slovo „normobarický“ znamená, že vo vnútri takéhoto obleku je normálny atmosférický tlak a potápač dýcha obyčajný vzduch. Pri takýchto ponoroch nie je potrebná kompresia a dekompresia, nie je potrebná tlaková komora a rýchlosť klesania a stúpania nie je obmedzená dekompresnými limitmi. Súprava vesmírneho skafandru, zdvíhacieho zariadenia a palubného vybavenia váži málo a dá sa rýchlo dopraviť na miesto práce vzduchom. Čas nasadenia sa počíta v hodinách, čo je rozhodujúce pre záchranné operácie, kde rýchlosť znamená rozdiel medzi životom a smrťou.

Brnenie je silné

Normobarický skafander je v podstate veľká plechovka, len človek nie je vonku, ale vnútri, ako šprot v paradajke. Steny tejto „plechovky“ sú hrubé viac ako centimeter a sú odliate z hliníka (na modeli HS1200), zatiaľ čo na hlbšej verzii HS2000 sú kované (a frézované) ako brnenie stredovekých rytierov – len hrubšie.

Keďže škrupina preberá obrovský tlak vo veľkých hĺbkach (od 30 do 60 atmosfér), je úplne pevná. A na to, aby sa potápač cez polguľový otvor na ryby mohol nielen pozerať, ale napríklad vykonávať aj rezanie, zváranie, vyhľadávanie chýb či záchranárske práce, musí vedieť ohýbať ruky a nohy. Na tento účel sú končatiny „kĺbové“ - sú rozdelené na segmenty utesnenými ložiskami špeciálnej konštrukcie, ktoré sú umiestnené voči sebe v presne vypočítaných uhloch: ruky a nohy sa ohýbajú v dôsledku otáčania segmentov. Táto schéma zabezpečuje pohyblivosť tuhej „škrupiny“ pod obrovským vonkajším tlakom.

Aby sa dizajn nekomplikoval početnými kĺbmi prstov, namiesto rukavíc sú použité manipulátory s vymeniteľnými úchopmi, ktoré pripomínajú kliešte alebo pazúry. V blízkosti manipulátora môžu byť nainštalované rôzne nástroje (napríklad kľúč, vŕtačka alebo zariadenia na detekciu chýb).

Podvodný vrtuľník

Je jasné, že pri takomto dizajne skafandru nie je chôdza najlepším spôsobom pohybu (hoci skúsení piloti využívajú pohyblivosť svojich „nohičiek“ na uľahčenie ovládania). Preto je Newtsuit vybavený dvoma motormi, z ktorých každý otáča dve vrtule. Ovládajú sa pedálmi - ľavý pedál ovláda vertikálny pohyb, pravý pedál ovláda horizontálny pohyb a otáčanie. „Spôsob, akým sa Newtsuit pohybuje, pripomína skôr helikoptéru než chodca. Pri výcviku špecialistov ruského námorníctva sa potápači museli odnaučiť zvyku pohybovať sa obvyklým spôsobom. Nie nadarmo sa týmto ľuďom hovorí piloti,“ smeje sa Boris Gaikovich, inžinier pre prevádzku skafandrov Newtsuit v Divetechnoservice. Podobne ako helikoptéra sa vrtule skafandru otáčajú počas celého ponoru konštantnou rýchlosťou a mení sa len ich sklon (uhol nábehu lopatiek). Táto metóda vám umožňuje rýchlejšie a presnejšie ovládať pohyb (v prítomnosti podvodných prúdov je to veľmi dôležité). „Sedadlo“ pilota však vôbec nie je vrtuľník - je to skôr sedlo na bicykli.

Všetko môžeme vidieť zhora

Newsuit je vlastne malá ponorka. Ale napriek svojej autonómii je priviazaný k zásobovacej lodi silným „vodítkom“ - káblovým lanom. A už vôbec nie preto, aby sme sa nestratili – napájanie sa z hladiny dodáva cez kábel do motorov, osvetlenia a systému čistenia plynu. Káblový kábel je takmer nemožné pretrhnúť: je určený na pracovné zaťaženie 907 kg (v modifikácii HS1200 pre ruské námorníctvo - 1200 kg) a pretrhnutie pri zaťažení viac ako 6 ton.Jediný, kto dokáže toto je sám pilot. Ak sa kábel zamotá, je možné ho prerezať pomocou špeciálneho mechanizmu (po ktorom pilot resetuje motory, vypláva na hladinu a čaká na zachytenie pomocou detekcie VHF, blikajúcich alebo sonarových signálov). Kábel slúži nielen na napájanie, ale aj na obojsmernú komunikáciu. Operátor na pomocnom plavidle počuje pilota a vidí situáciu vďaka farebnej videokamere (môže ju ovládať samostatne). Na navigáciu (najmä v kalnej vode) sa používa sonar, ktorého obrazovka je umiestnená pred operátorom, ktorý „navádza“ pilota. Všetky údaje (video z kamery, komunikácia, sonar a údaje o systéme podpory života) sa zaznamenávajú pre budúce použitie (napríklad pre námorný register Lloyd's). Operátor (podobne ako pilot) kontroluje ďalší dôležitý aspekt: ​​údaje systému podpory života (obsah kyslíka, oxid uhličitý, tlak, teplotu, hĺbku, tlak vo valcoch). A nakoniec, podobne ako inšpektor dopravnej polície, ktorý mávnutím obušku zastaví narušiteľa, ak hrozí kolízia, operátor môže zasiahnuť a stlačením jedného tlačidla vypnúť napájanie motorov z diaľkového ovládača. Môže to urobiť aj pilot, ale napájanie sa dá znova zapnúť iba z povrchu - to je algoritmus na zaistenie prevádzkovej bezpečnosti.

Výťahová klimatizácia

Ak ste v zime, v mrazoch, museli presedieť hodinu-dve v aute so zadretým motorom, viete si zhruba predstaviť, ako je to s klímou vo vnútri celokovového skafandru. Voda v hĺbkach, kde sa práce vykonávajú (najmä v ruských moriach), je celkom chladná, takže piloti nosia teplé kombinézy a dokonca si so sebou berú katalytické vyhrievacie podložky. Pri pohlcovaní oxidu uhličitého čistička plynu vytvára aj teplo, ktoré zabezpečuje dodatočné vykurovanie.

Ale, bohužiaľ, v skafandri nie je klimatizácia: ak je voda teplá, musíte vymyslieť spôsoby, ako sa ochladiť. Napríklad americkí piloti pracujúci v Mexickom zálive na podvodných ropných plošinách v malých hĺbkach (30-40 m) po hodine práce žiadajú o povolenie „bežať“ o niekoľko desiatok metrov hlbšie, kde má voda oveľa nižšia teplota. A keď „vychladnú“, opäť vstanú a pustia sa do práce.