Введение

Малые подводные аппараты, способные к навигации под водой.

Субмерсибл – это подводное судно, которое нуждается в транспортировке и поддержке с борта более крупного судна или платформы. Это отличает субмерсиблы от подводных лодок, которые являются автономными и способны к продолжительной независимой работе в море. Существует множество типов субмерсиблов, включая пилотируемые аппараты (HOV) и беспилотные аппараты, известные как дистанционно управляемые аппараты (ROV) или автономные необитаемые подводные аппараты (UUV). Субмерсиблы используются в различных областях, включая океанографию, подводную археологию, исследование океана, туризм, обслуживание и извлечение оборудования, а также подводную видеосъемку.

История

Первым задокументированным самоходным подводным аппаратом была небольшая подводная лодка, приводимая в движение веслами, задуманная Уильямом Борном (ок. 1535 – 1582) и спроектированная и построенная голландским изобретателем Корнелисом Дреббелем в 1620 году, за которой последовали две более совершенные версии, построенные в течение следующих четырех лет. Современные источники утверждают, что финальная модель была продемонстрирована лично королю Якову I, который, возможно, даже совершил на ней пробное погружение. Различные базовые технологии, используемые при проектировании подводных лодок.

Плотность

Когда объект погружается в жидкость, он вытесняет жидкость, отодвигая её в стороны. Как только объект частично погружен, силы давления, действующие на погруженные части, равны весу вытесненной воды. Следовательно, объекты, погруженные в жидкости, кажутся легче из-за этой выталкивающей силы (или силы Архимеда). Связь между количеством вытесненной жидкости и возникающей в результате подъёмной силой известна как принцип Архимеда, который гласит: "когда объект полностью или частично погружен в жидкость, подъёмная сила, действующая на него, равна весу вытесненной жидкости". Плавучесть и вес определяют, будет ли объект плавать или тонуть в жидкости. Относительная величина веса и плавучести определяет результат, приводя к трем возможным сценариям. Отрицательная плавучесть: когда вес объекта больше, чем подъёмная сила, испытываемая им из-за веса вытесненной жидкости, объект тонет. Нейтральная плавучесть: если вес объекта равен подъёмной силе, объект остается стабильным в своем текущем положении, не тонет и не всплывает. Положительная плавучесть: когда вес объекта меньше, чем подъёмная сила, объект поднимается и всплывает. По мере достижения поверхности жидкости он частично выходит из неё, уменьшая вес вытесненной жидкости и, следовательно, подъёмную силу. В конечном итоге, уменьшенная подъёмная сила уравновешивает вес объекта, позволяя ему плавать в состоянии равновесия.

Контроль плавучести

Во время подводных операций подводный аппарат обычно находится в состоянии нейтральной плавучести, но может использовать положительную или отрицательную плавучесть для облегчения вертикального перемещения. Отрицательная плавучесть также может быть полезна для опускания аппарата на дно, а положительная плавучесть необходима для всплытия на поверхность. Тонкая регулировка плавучести может осуществляться с помощью одного или нескольких сосудов переменного балласта, используемых в качестве цистерн для регулировки, а для значительных изменений плавучести на поверхности или вблизи неё могут использоваться балластные цистерны, заполняемые давлением окружающей среды, которые полностью заполнены во время подводных операций. Некоторые подводные аппараты используют внешний балласт высокой плотности, который может быть сброшен на глубине в аварийной ситуации, чтобы обеспечить достаточную плавучесть для всплытия на поверхность даже при полной потере электропитания, или для более быстрого вертикального перемещения.

Глубоководные подводные лодки с экипажем

Некоторые подводные аппараты способны погружаться на большие глубины. Батискаф «Триест» был первым, достигшим самой глубокой точки океана, почти 11 000 метров под поверхностью, на дне Марианской впадины в 1960 году. Китай, с его проектом «Цзяолун» в 2002 году, стал пятой страной, отправившей человека на глубину 3500 метров под уровень моря, вслед за США, Францией, Россией и Японией. 22 июня 2012 года подводный аппарат «Цзяолун» установил рекорд по глубине погружения среди государственных судов, когда трехместный аппарат опустился на глубину 22 844 футов (6963 м) в Тихий океан. Среди наиболее известных и долго эксплуатируемых подводных аппаратов – научно-исследовательское судно глубокого погружения DSV Alvin, которое принимает на борт 3 человека и погружается на глубины до 4000 метров. DSV Alvin принадлежит ВМС США и управляется институтом Вудро Уилсона (WHOI), и по состоянию на 2011 год совершил более 4400 погружений. Джеймс Кэмерон установил рекорд, совершив пилотируемое погружение на дно Challenger Deep, самой глубокой известной точки Марианской впадины, 26 марта 2012 года. Подводный аппарат Кэмерона был назван Deepsea Challenger и достиг глубины 10 908 метров.

Коммерческие подводные лодки

Частные компании, такие как Triton Submarines, LLC, SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (или "SAS") и U boat Worx, базирующаяся в Нидерландах, разработали небольшие подводные аппараты для туризма, исследований и приключенческих путешествий. Канадская компания Sportsub из Британской Колумбии строит личные рекреационные подводные аппараты с 1986 года, используя конструкцию с открытым полом (частично затопленными кабинами). Американская частная компания OceanGate также участвовала в создании подводных аппаратов, однако оказалась в центре внимания после того, как их новейший аппарат потерпел катастрофическую имплозию под водой, не оставив выживших.

Морские дистанционно управляемые транспортные средства

Небольшие беспилотные подводные аппараты, называемые "морские дистанционно управляемые аппараты" (MROV) или "дистанционно управляемые подводные аппараты" (ROUV), широко используются для работы в воде, слишком глубокой или слишком опасной для водолазов, или когда это экономически целесообразно. Дистанционно управляемые аппараты (ROV) ремонтируют морские нефтедобывающие платформы и присоединяют кабели к затонувшим кораблям для их подъема. Такие аппараты соединены с центром управления на судне пуповинным кабелем (толстым кабелем, обеспечивающим электропитание и связь). Операторы на судне видят видео- и/или сонарные изображения, передаваемые с ROV, и дистанционно управляют его двигателями и манипулятором. Обломки "Титаника" были исследованы с помощью такого аппарата, а также пилотируемого судна.