Марианскую впадину изучат вдоль и поперек
Российские военные и гражданские обитаемые и необитаемые глубоководные аппараты смогут самостоятельно погружаться, всплывать и свободно маневрировать на глубине Марианской впадины — 11 тыс. м. Такую возможность обеспечит им не имеющий аналогов в мире плунжерный балластно-креново-диффирентный насос СКАТ-1100. Ранее подводные аппараты, опускавшиеся на такую глубину, не могли маневрировать, а просто перемещались вверх и вниз. Уникальное изделие создано и выпускается АО «Лопастные гидравлические машины» (ЛГМ). Оно объединяет в себе возможности сразу нескольких систем, отвечающих как за плавучесть, так и за возможность движения и маневрирования на любой глубине погружения. Фактически этот насос — сердце и главная система любого современного глубоководного аппарата. Об уникальной мощности СКАТА говорит тот факт, что на суше он может создать водяной столб высотой 11 км.
Первое погружение человека на дно Марианского желоба было совершено 23 января 1960 года лейтенантом ВМС США Доном Уолшем и исследователем Жаком Пикаром на батискафе Triest. В 2012 году третьим человеком, посетившим бездну, стал кинорежиссер Джеймс Кэмерон. Он погружался на одноместном аппарате Deepsea Challenger, оборудованном всем необходимым для киносъемки. Challenger не может самостоятельно маневрировать — только совершать незначительные перемещения вокруг своей оси. С кораблем-носителем его соединяют специальные тросы и кабели. Их используют для подъема и погружения аппарата. Также по ним на борт Deepsea Challenger поступает электричество.
— СКАТ-1100 создан по заказу Минпромторга в рамках целевой программы «Развития морской гражданской техники». В настоящее время испытания изделия полностью завершены, ему присвоена литера О (изделие испытано. — «Известия»), — рассказал «Известиям» исполнительный директор ЛГМ Роман Пыхтин. — Им заинтересовались не только научно-исследовательские институты, но и Минобороны. Сейчас изучается возможность применение СКАТА и в интересах военных.
Ветеран Военно-морского флота, историк гидронавтики Владимир Ашик пояснил, что в «классических» подводных аппаратах (ПА) для регулирования плавучести используется уравнительно-заместительная система. Она принимает или откачивает воду для утяжеления или облегчения ПА. Сердце этой системы — насос высокого давления.
— При погружении на аппарат действуют две силы, — пояснил Владимир Ашик. — Положительная плавучесть нарастает по глубине от того, что увеличивается плотность забортной воды. Отрицательная нарастает в зависимости от обжима (уменьшения объема) прочного корпуса. Положительная плавучесть обычно нарастает быстрее, поэтому воду в уравнительную цистерну принимают небольшими порциями. Погружение идет ступенями. Примут немного воды, и ПА погружается, и когда вес принятой воды сравняется с увеличившейся плавучестью ПА от увеличения плотности забортной воды, ПА останавливается. Опять принимают забортную воду и идут вниз. Рассчитать количество принимаемой воды так, чтобы подойти к грунту с нулевой плавучестью и остановиться, — практически невозможно. Чтобы всплыть, можно откачать воду из уравнительной цистерны или сбросить часть твердого балласта. Обычно это дробь, удерживаемая магнитным затвором.
По словам историка, чем глубже должен погружаться ПА, тем мощнее и тяжелее должен быть насос для откачки забортной воды.
На глубине 11 тыс. м давление воды составляет около 1100 кг/см2. На это давление рассчитан и насос СКАТ-1100. Он изготовлен и специального титанового сплава, поэтому имеет малый вес и очень высокую прочность. В качестве привода используются два вентильных погружных электродвигателя, которые крепятся к выступающим концам приводного вала. Мощность каждого из электродвигателей подобрана таким образом, чтобы в случае отказа одного из них второй мог в одиночку обеспечивать всплытие глубоководного аппарата на поверхность. Для снижения перепада давления внутренняя полость насоса заполняется минеральным маслом и отделяется от внешней среды сложной системой уплотнений на основе сильфонов. Синхронность вращения электродвигателей регулируется электроникой. Вал, посредством системы зубчатых передач и кривошипно-шатунного механизма сообщает возвратно-поступательное движение шести плунжерам (поршням, создающим давление), расположенным оппозитно относительно него.
–– В Марианской впадине ни один глубоководный аппарат не маневрировал, – рассказал Владимир Ашик. — Они проходили у грунта несколько десятков метров и шли на всплытие. За эти десятки метров уклон грунта практически не менялся, и необходимости в дифферентовке не было. Насос СКАТ-1100 позволит маневрировать на глубине больше 10 км. Это настоящий High Tech.
Сегодня глубоководными аппаратами, способными маневрировать на больших глубинах, обладают всего несколько стран в мире: Россия ( «Мир-1» и «Мир-2» с максимальной глубиной погружения 6,5 тыс. м), Франция (Nautile, 6 тыс. м), Япония (Shinkay-6500 с рекордной глубиной погружения 6527 м). В этот список входит также Китай, создавший копию российского «Мира». В отличие от прототипа китайский аппарат пока погружался не глубже 5 тыс. м.
