Undervattensfordon: klassificering, beskrivning och syfte

Innehållsförteckning:

Undervattensfordon: klassificering, beskrivning och syfte
Undervattensfordon: klassificering, beskrivning och syfte
Anonim

Denna term används ofta för att skilja sådana fordon från ubåtar. Men i vanligt bruk kan frasen "ubåt" användas för att beskriva ett fartyg som, enligt teknisk definition, faktiskt är en dränkbar.

Det finns många typer av sådan utrustning, inklusive både hemgjorda och industrialiserade farkoster, även kända som fjärrstyrda fordon eller ROV. De har många tillämpningar över hela världen, särskilt inom områden som oceanografi, undervattensarkeologi, havsutforskning, turism, underhåll och restaurering av utrustning och undervattensvideografi.

Dränkbar "Triton"
Dränkbar "Triton"

Historia

Den första ubåten designades och byggdes av den amerikanske uppfinnaren David Bushnell 1775 som ett sätt att leverera sprängladdningar till fiendens fartyg under det amerikanska revolutionskriget. Apparaten, kallad "Bushnell's Turtle", var ett ov alt kärl gjord av trä och koppar. Den innehåller tankar fyllda med vatten (för nedsänkning), och sedan tömdes de med hjälp av en manualpumpen för att flyta upp till ytan. Operatören använde två handhållna propellrar för att röra sig vertik alt eller i sidled under vattnet. Farkosten hade små glasfönster ovanpå och självlysande trä fäst vid karossen så att den kunde manövreras i mörker.

apparat under vatten
apparat under vatten

Bushnell-sköldpaddan togs i uppdrag den 7 september 1776 i New Yorks hamn för att attackera det brittiska flaggskeppet HMS Eagle. Vid den tiden drev sergeant Ezra Lee denna undervattensbåt. Lee förde framgångsrikt sköldpaddan till undersidan av Eagles skrov, men kunde inte ställa in laddningen på grund av starka vattenströmmar. Men historien om dessa transportsätt slutade inte där.

Funktioner

Förutom storleken är den största tekniska skillnaden mellan en undervattensbåt och en ubåt att den förstnämnda inte är helt autonom och kan förlita sig på en stödanläggning eller ett fartyg för att fylla på bränsle och andningsgaser. Vissa fordon arbetar på en "tether" eller "navelsträng" medan de förblir anslutna till anbudet (ubåt, ytfartyg eller plattform). De tenderar att ha kortare räckvidd och fungerar mestadels under vatten eftersom de flesta är värdelösa på ytan. Ubåtar (ubåtar) kan sänkas mer än 10 km (6 miles) under vattenytan.

Ubåtar kan vara relativt små, endast innehålla en liten besättning och har inga bostadsutrymmen. De har ofta en mycket smidig design försedda med propellerskruvar ellerpumpar.

Teknik

Det finns fem huvudsakliga tekniker som används vid design av dränkbara farkoster. Unipolära enheter har en trycksatt kropp, medan deras passagerare är under norm alt atmosfärstryck. De tål lätt högt vattentryck, vilket är många gånger högre än det interna.

Undervattensfordon på bio
Undervattensfordon på bio

En annan teknik som kallas omgivande tryck upprätthåller samma belastning både inuti och utanför kärlet. Detta minskar trycket som skrovet måste tåla.

Den tredje tekniken är den "våta ubåten". Termen hänvisar till ett fordon med en översvämmad interiör. I både vatten och atmosfäriska miljöer finns det inget behov av att använda SCUBA-utrustning, passagerare kan andas norm alt utan att bära några extra enheter.

Rekord

På grund av kabeldragkraft kan undervattensfordon dyka till stora djup. Bathyscaphe Trieste var den första som nådde den djupaste delen av havet (nästan 11 km (7 miles) under ytan) vid botten av Marianergraven 1960.

Kina med sitt Jiaolong-projekt 2002 var det femte landet som skickade en man 3 500 meter under havsytan, efter USA, Frankrike, Ryssland och Japan. På morgonen den 22 juni 2012 satte lastnings- och lossningsanläggningen i Jiaolong ett djupdykrekord när tre personer gick ner 22 844 fot (6 963 meter) i Stilla havet.

Autonoma undervattensfordon
Autonoma undervattensfordon

Bland de mest kända och längsta dränkbara undervattensfartygen är djuphavsforskningsfartyget DSV Alvin, som är bemannat med 3 personer och kan dyka till djup på upp till 4 500 meter (14 800 fot). Den ägs av den amerikanska flottan, drivs av WHOI och har genomfört över 4 400 dyk sedan 2011.

James Cameron gjorde ett rekorddyk till botten av Challenger Deep, den djupaste kända punkten i Mariana Trench, den 26 mars 2012. Camerons ubåt kallades Deepsea Challenger och nådde ett djup av 10 908 meter (35 787 fot).

Senaste nytt

Senast har privata företag i Florida släppt en serie Triton-ubåtar. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (eller SAS) och holländska Worx har utvecklat små ubåtar för turism och utforskning.

Ett kanadensiskt företag som heter Sportsub har byggt personliga fritids-ubåtar med öppna golvstrukturer (delvis översvämmade cockpits) sedan 1986.

Functional Views

Små obemannade undervattensfarkoster som kallas "Marine Remotely Operated Vehicles", eller MROV, används i stor utsträckning idag för att operera i vatten som är för djupt eller för farligt för dykare.

Sådana fordon hjälper till att reparera oljeplattformar till havs och fäster kablar till sjunkna fartyg för att höja dem. Dessa fjärrstyrda fordon är fästa med en tjuder (tjock kabel som ger ström och kommunikation) till en kontrollcentral på fartyget. Operatörer på fartyget tittar på videobilderna som skickas tillbaka från roboten och kan styra fordonets propellrar och arm. Den nedsänkta Titanic studerades av just ett sådant fordon.

Japansk dränkbar
Japansk dränkbar

Bathyscaphes

Batyskafen är en självgående nedsänkbar djuphavsubåt som består av en besättningshytt, som liknar en bathysphere, men upphängd under en flottör snarare än i en ytkabel, som i den klassiska bathysphere-designen. Många ser det som en typ av självgående dränkbar.

Dess flottör är fylld med bensin, lättillgänglig, flytande och mycket hållbar. Bränslets inkompressibilitet gör att tankar kan konstrueras mycket enkelt då trycken inuti och utanför tankarna är balanserade. Tankarna har inte heller till uppgift att helt motstå eventuella tryckfall, medan sittbrunnen är utformad för att motstå en enorm belastning. Flytkraften på ytan kan lätt minskas genom att ersätta bensin med vatten, som är tätare.

Etymology

Auguste Picard, uppfinnaren av den första bathyscaphe, myntade namnet "bathyscaphe" med de antika grekiska orden βαθύς bathys ("djup") och σκάφος skaphos ("skepp" / "skepp").

Operation

För att gå ner översvämmar bathyscapen lufttankar med havsvatten. Men till skillnad från en ubåt kan vätskan i dess översvämmade tankar inte lossas med tryckluft för att stiga. Detta beror på det faktum att vattentrycket på djup för vilketfartyget var designat för att fungera, för stort.

Till exempel är trycket i botten av Challenger Deep - den dränkbara båten som James Cameron själv seglade på - mer än sju gånger trycket i en standard komprimerad gasflaska av typ H. Denna dränkbara båt använde järnvikter för balansering. Containrar med dem består av en eller flera cylindrar som är öppna i botten under hela dyket, och lasten hålls på plats av en elektromagnet. Det är en felsäker enhet eftersom den inte kräver strömförstärkning.

Nedsänkbar modell
Nedsänkbar modell

Batyskafers historia

Den första bathyscapen fick namnet FNRS-2 - efter National Recreational Research Foundation - och byggdes i Belgien från 1946 till 1948 av Auguste Picard. FNRS-1 var ballongen som användes för att lyfta upp Picard i stratosfären 1938.

Rörelsen av det första badyskafen tillhandahölls av batteridrivna elmotorer. Flottören uppgick till 37 850 liter flygbensin. Den hade ingen tillfartstunnel. Sfären måste lastas och lossas på däck. De första resorna beskrivs i detalj i Jacques Cousteaus bok The Quiet World. Som historien säger, "stådde skeppet lugnt mot trycket från djupet, men förstördes av en lätt storm." FNRS-3 var en ny dränkbar med besättningssfären från den skadade FNRS-2 och en ny större 75 700 liters flottare.

Den andra Piccard-baddyscapen köptes av den amerikanska flottan från Italien 1957. Den hade två laster med barlastvatten och elva flyttankar,innehållande 120 000 liter bensin. Senare uppfanns undervattensbåten Poseidon.

1960 nådde en dränkbar med Picards son Jacques och löjtnant Don Walsh den djupaste kända platsen på jordens yta, Challenger Deep in the Mariana Trench. Systemen ombord visade ett djup på 37 800 fot (11 521 m), men detta korrigerades senare till 35 813 fot (10 916 m) för att ta hänsyn till förändringar orsakade av s alth alt och temperatur.

Apparaten var utrustad med en kraftfull energikälla, som genom att belysa en liten fisk som en flundra väckte frågan om det fanns liv på ett sådant djup i fullständig frånvaro av ljus. Besättningen på undervattensbåten noterade att bottnen bestod av kiselgurslam och rapporterade att de såg någon typ av sulliknande flundra, cirka 1 fot lång och 6 tum bred, liggande på havsbotten.

1995 skickade japanerna ett autonomt undervattensfordon till samma djup, men det försvann senare till sjöss. 2009 skickade ett team från Woods Hole Oceanographic Institution en robotubåt vid namn Nereus till botten av skyttegraven.

Tysk dränkbar
Tysk dränkbar

Invention of the bathysphere

Bathysfären (från grekiskans βαθύς, bana, "djup" och σφαῖρα, eld, "sfär") var en unik sfärisk djuphavsubåt som fjärrstyrdes och sänktes ner i havet med en tjuder. Hon användes vid en serie dyk utanför Bermudas kust från 1930 till 1934.

Batysfären designades 1928och 1929 av den amerikanske ingenjören Otis Barton och blev känd på grund av att naturforskaren William Beebe använde den för att studera undervattensvilda djur. Genom sin struktur ligger bathysfären nära en nedsänkbar torped.

Rekommenderad: