.

Научно-исследовательские и учебные суда

Мировой океан на 42 % больше твердой поверхности Земли. Процессы, происходящие на поверхности океана и в его глубинах, оказывают существенное, если неосновное, влияние на все естественные процессы, происходящие на земном шаре.

Много тысячелетий человек стремится разгадать тайны Мирового океана, но и в настоящее время эта часть нашей планеты остается малоисследованной.

Верьте тем, кто ищет истину; не доверяйте тем, кто нашел ее!
 
Андре Жид

И дело не только в том, что изучению процессов, происходящих в океане, уделяется недостаточно внимания, а в той специфичности самой среды и ее относительной недоступности для исследования современными техническими средствами.

Научно исследовательские суда и плавучие лаборатории

К средствам исследования Мирового океана относятся авиация, искусственные спутники Земли, глубоководные обитаемые и необитаемые аппараты, океанографические буи и другие измерительные системы. Но надводные Современные транспортные суда различного назначенияисследовательские суда остаются главным, наиболее экономичным и освоенным средством проведения различных океанологических и других исследований.

Сотни научно исследовательских судов, принадлежащих различным странам, непрерывно находятся на просторах океанов и морей, пытаясь разгадать их тайны (рис. 1 и 2). Согласно работе, их можно классифицировать по различным признакам. В данном случае целесообразно это сделать по назначению. При этом необходимо учитывать район их плавания.

Судно Kilo Moana
Рис. 1 Научно-исследовательское судно-катамаран Kilo Moana 2002 года постройки
Судно Академик Борис Петров
Рис. 2 Многоцелевое научно исследовательское судно «Академик Борис Петров»: общий вид и расположение лабораторий

Так, научно исследовательское судно, предназначенное для работы в высоких Широтах, по конструкции корпуса будет максимально приспособленным для работы в этих районах рис. 3.

Научно исследовательское судно
Рис. 3 Научно исследовательское судно для работы в высоких широтах

Для проведения комплексных экспедиций, предназначенных для изучения удаленных акваторий и мало исследованных районов Мирового океана, используются экспедиционные научно исследовательские суда. Это самые крупные из всех научно исследовательских судов.

Для проведения фундаментальных тематических исследований Мирового океана предназначены универсальные научно Конструктивные типы транспортных судов и особенности проектирования их конструкцийисследовательские суда. Они имеют меньшее водоизмещение и приспособлены к быстрой замене того или иного научного оборудования. На таких судах часто раз мешают глубоководные аппараты.

Для сбора проб грунта и воды, замеров потоков в толще воды, сейсмоакустических исследований, метеорологических и аэрологических наблюдений, проведения топографических съемок морского дна, структуры физических полей Земли и т.п. используются океанографические суды (рис. 4).

Судно Янтарь
Рис. 4 Океанографическое судно

На них, как и на универсальных научно-исследовательских судах, могут размещаться глубоководные аппараты. На отдельных из них оборудуются водолазные комплексы.

Стандартные промеры глубин, замеры направлений и скоростей течений, а также сбор друг их сведений, необходимых для составления морских карт и лоций, съемок и описаний берегов, обслуживания маяков и другого навигационного оборудования, производятся гидрографическими и картографическими судами (рис. 5).

Научные суда
Рис. 5 Гидрографическое судно «Сибиряков» и картографическое судно «Рифт»

Метеорологические суда, или «суда погоды» (рис. 6) предназначены для проведения систематических метео-наблюдений, сбора информации для Электронная картографическая навигационная информационная система (ECDIS)составления карт погоды, исследования волнения и проведения различных океанографических наблюдений.

Судно Sea Cloud
Рис. 6 Уникальное метеорологическое судно Sea Cloud – парусник постройки 20-х гг. XX века, оснащенный самой современной научной аппаратурой

Фундаментальные тематические исследования по промысловой океанографии, биологии океана и особенно ихтиологии, по иск новых районов и объектов океанического промысла производятся с помощью научно-промысловых судов.

Проведение исследований, связанных с развитием рыболовного промысла, промысловая разведка, отработка орудий и методов лова, технологий обработки улова на борту и т.п. осуществляются научно-исследовательскими судами оперативной разведки (пром разведки).

К группе научно исследовательских судов относятся суда, предназначенные для выполнения и проведения узконаправленного или иного физического или другого явления. Для изучения земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн в 1952-1953 гг. в Финляндии по заказу СССР была построена не магнитная шхуна «Заря» (рис. 7).

Шхуна Заря
Рис. 7 Шхуна «Заря» в Антверпене, 1983 год
Источник: Wikipedia.org

Чтобы исключить влияние магнетизма собственного корпуса, она была изготовлена из сосны, ели и дуба, все крепления из немагнитных сплавов (латуни и бронзы). Из этих же материалов было изготовлено и Судовое оборудование ГМССБсудовое оборудование: якоря, брашпили, котлы, краны и т.п. Даже на камбузе плиты, кастрюли и столовые приборы были также из немагнитных материалов.

Единственный агрегат судна, со держащий магнитные материалы, энергетическая установка (главный дизель и электрогенератор), был максимально удален в корму от из мерительного комплекса.

Построены и эксплуатируются геофизические суда, предназначенные для выполнения комплексных геофизических исследований морского дна и разведки месторождений нефти и газа. Основным видом исследований некоторых из них является сейсморазведка методом отражения волн, в связи с чем такие суда оснащаются пьезо-косой длиной несколько сот метров (до 3 000 м) и состоящей из большого количества гидрофонных труин. На таких судах, кроме сейсмоакустических, проводятся гравиметрические и магнитометрические исследования рис. 9. Морская сейсмическая коса обычно оснащается активными или пассивными peгуляторами, которые ее удерживают на заданной глубине (рис. 8).

Акустическая коса
Рис. 8 Морская акустическая коса
Геофизическое судно
Рис. 9 Судно для сейсморазведки полезных ископаемых

С конца 70-х годов США, Япония, ФРГ заняты проблемой разведки и добычи железо-марганцевых конкреций, металло-содержащих рассолов и других рудных полезных ископаемых. Для этих целей также созданы Суда технического флота и специальные судаспециальные судагеологические. Кроме основной задачи, эти суда выполняют исследования в области физической океанологии, планктонологии, микробиологии, морской 35,3 м и осадке 14 м. Судно имеет скорость 10 узлов и динамическую систему позиционирования.

Иногда суда научно исследовательскими становятся по воле случая. К таким относится уникальное судно Glomar Explorer (рис. 11), обладающее буровым оборудованием для исследовательского бурения скважин глубиной до 600 м ниже уровня дна на глубинах моря до 3 500 м.

Судно Glomar Explorer
Рис. 10 Судно для глубоководного бурения Glomar Explorer
Источник: Wikipedia.org
Схема судна Glomar Explorer
Рис. 11 Общее расположение исследовательского судна для глубоководного бурения Glomar Explorer

Характеристики этого судна следующие: полное водоизмещение 50-500 т при длине 188,6 м, ширине ядерным оружием.

Советский Союз не информировал мировую общественность о гибели субмарины, поэтому ЦРУ в глубочайшей тайне решило осуществить подъем лодки для получения разведывательной информации. Финансировал проект под кодовым названием Jennifer американский миллиардер Говард Хьюз, отличавшийся многими неординарными поступками.

Предлагается к прочтению: Системное программное обеспечение на судах

Постройка специального судна и системы HMV-1 была осуществлена в 1973 году и оценивалась в 200 миллионов долларов. Операция подъема субмарины была осуществлена летом 1974 года. Полностью лодку поднять не удалось (при подъеме она переломилась), и все материалы этого мероприятия засекречены военным ведомством США.

Система HMV-1
Рис. 12 Система HMV-1 – специальное судно для подъема подводной лодки

До 1980 года судно использовалось ВМС США. В дальнейшем оно было переоборудовано в специальное судно для проведения глубоко водного бурения с исследовательскими целями, уже под названием Glomar Explorer.

Для исследования Арктики еще в XIX веке была высказана идея организации дрейфующих полярных станций. Идея была реализована знаменитым норвежским исследователем Фритьофом Нансеном, совершившим в 1893-1896 гг. на борту судна «Фрам» беспримерный дрейф в Арктике. Эта экспедиция выполнила обширную научную программу и проложила путь к исследованию безмолвных райнов Северного Ледовитого океана.

Эстафета «Фрама» была передана полярникам Советского Союза. В 1937 году на льдину высаживается экспедиция «Северный полюс 1» во главе с И.Д. Папаниным. Но почти одновременно с СП-1 812 дней в Се верном Ледовитом океане работает первая научная экспедиция на борту судна. Этим судном был Работа ледокола при проводке судов во льдахледокольный пароход «Седов».

Программа освоения Севера вы полнялась на протяжении 60 лет и в основном с помощью полярных станций. В XXI веке стал нужен принципиально новый подход к высокоширотным исследованиям. И эту задачу планируется решать с помощью специально спроектированного комплекса «Полярный Одиссей». На судах этой серии (рис. 13), принципиально отличающихся от судов, работающих в настоящее время в высоких широтах, будут созданы условия для реализации самых сложных научных программ исследований.

Комплекс Полярный Одиссей
Рис. 13 Комплекс для исследования Северного Ледовитого океана – «Полярный Одиссей»

В океане не один десяток лет работает оригинальная полярная лаборатория FLIP (Floating Instrument Platform) плавучая платформа для и инструментальных исследований – рис. 14. Построенная в США в 1962 году, модернизированная в 1995 году компанией The Gunderson Brother’s Engencering Company, эта лаборатория по сегодняшний день работает в Тихом океане.

Платформа FLIP
Рис. 14 Плавучая научно исследовательская платформа FLIP

На счету FLIP более трехсот научных открытий. Современные транспортные суда различного назначенияСудно используется для разнообразных исследований. Оно может стоять на трех якорях или свободно дрейфовать.

Для исследования верхних слоев океана используют специальные плавучие лаборатории. Пример такой лаборатории – Бентос-300 (рис. 15). На этом подводном судне севастопольские ученые сделали не одно научное открытие.

Судно Бентос-300
Рис. 15 Плавучая лаборатория «Бентос-300»

Для глубоководных исследований используют и полупогружные лаборатории (рис. 16).

Полупогружная лаборатория
Рис. 16 Полупогружная лаборатория для научно-исследовательских работ

Особую группу научно исследовательских судов составляют носители глубоководных аппаратов различной конструкции и назначения. Среди них есть привязные аппараты: батисферы, гидростаты, различные буксируемые камеры; аппараты автоматы, каждый из которых имеет узкую и определенную специализацию. Последние не имеют человека на борту.

Обитаемые подводные аппараты подразделяются на аппараты малых глубин до 600 м, средних и больших глубин до 4 500 м, и предельных глубин (Подводная лодка Комсомолец – последнее погружениебатискафы).

Фактически каждый глубоководный аппарат это миниатюрное научно исследовательское судно, которое должно решать определенную задачу. Эта задача определяет комплекс научной аппаратуры, размерения, глубину погружения, численность экипажа, автономность и т.п. Большинство глубоководных аппаратов являются самоходными. В качестве двигателей используются электромоторы; источник питания специальные батареи.

Особый интерес вызывают батискафы, представляющие собой поплавок, к которому снизу прикрепляется гондола с науч ной аппаратурой и местами для исследователей. Самым знаменитым батискафом является «Триест-2», на котором 23 января 1960 года было совершено рекордное погружение в Марианскую впадину на глубину 10 919 метров.

Исследовательское судно
Рис. 17 Научно-исследовательское судно, запуск дирижабля
Источник: Wikipedia.org

Поплавок батискафа «Триест-2» выполнен из листовой стали толщиной 5 мм и заполнен бензином. Гондола рассчитана на двух человек и в последнем варианте была изготовлена из трех частей: центрального кольца и двух шаровых сегментов. Материал спец-сталь толщиной до 150 мм. Водоизмещение батискафа составляло – 220 тонн, длина – 20,4 м, ширина – 4,6 м. Ширина определяла и диаметр гондолы (рис. 18).

Батискаф Триест-2
Рис. 18 Батискаф «Триест-2»: общий вид
Источник: Wikipedia.org
Батискаф Омар
Рис. 19 Украинская мини-подлодка «Омар» в Балаклавской бухте

На рис. 20, 21 показаны общий вид и схема батискафа «Поиск-6» (бывший АС-7), построенного в СССР в 1983 году.

Батискаф Поиск-6
Рис. 20 На палубе батискафа «Поиск-6» (бывший АС-7)
Схема батискафа Поиск-6
Рис. 21 Батискаф «Поиск-6»: схема общего расположения

Водоизмещение этого самого большого в мире батискафа составляет 520 тонн при длине 29 м, ширине 4,8 м и высоте 8,2 м. Диаметр прочного корпуса, в котором размешается экипаж из грех человек, составляет 2,2 м.

Читайте также: Основы структуроскопического и дефектоскопического контроля материалов и деталей подшипников

Предельная глубина погружения аппарата 6 000 метров. Цифра «6000» связана с тем, что 77 % площади Мирового океана приходится на подводную равнину с глубинами от 3 000 до 5 500 метров. И только 7 % этой площади занимают узкие впадины и каньоны с отметками, превышающими шесть километров.

18 августа 1987 года батискаф «Поиск-6» в Тихом океане достиг проектной глубины и благополучно всплыл, проведя под водой 9 часов 39 минут.

В отличие от батискафов, аппараты средних и больших глубин более близки к подводным лодкам, по скольку их прочные корпуса обладают положительной плавучестью.

На аппаратах подобного типа «Мир-1» и «Мир-2» (рис. 22) были детально обследованы останки пассажирского лайнера «Титаник», лежащего на глубине более 3 000 метров. Аппараты такого типа использовал в своих экспедициях знаменитый исследователь Жак Ив Кусто (рис. 23).

Глубоководный аппарат
Рис. 22 Глубоководный аппарат «Мир 1»
Жак Ив Кусто
Рис. 23 Экспедиция Ж.И. Кусто, оснащенная глубоководным аппаратом «Калипсо»

К научно исследовательским судам относится и Морской космический флот Советского Союзафлот космической службы. При проектировании, строительстве и эксплуатации таких судов связаны представители трех основных специальностей: моряки (в том числе, судостроители), баллистики и радисты.

В обычных условиях эти специальности не соприкасаются, и только на кораблях космической службы их представители работают вместе, решая общие задачи. Судам космической службы отводится роль измерительных пунктов командно измерительного комплекса, который представляет собой совокупность сооружений и оборудования, необходимого для контроля и управления полетом космических объектов, приема от них информации и ее обработки.

Для выполнения этих задач суда космической службы оборудуются радиопеленгаторами и другими устройствами для обнаружения при посадке и поиске в океане спускаемых отсеков спутников и межпланетных станций и могут привлекаться к работе поисково-спасательного комплекса.

Советский Союз располагал самым мощным флотом судов космической службы и самыми крупными судами этого класса: «Космонавт Юрий Гагарин» (рис. 24), «Космонавт Владимир Комаров» (рис. 25) и другими. Кстати, первое из них входило в состав флота Украины.

Судно Космонавт Юрий Гагарин
Рис. 24 Судно космической службы «Космонавт Юрий Гагарин»
Судно Космонавт Владимир Комаров
Рис. 25 Судно космической службы «Космонавт Владимир Комаров»

Северный флот в Великой Отечественной войнеФлот Советского Союза также располагал и уникальными кораблями измерительного комплекса (рис. 26, 27).

Судно Маршал Неделин
Рис. 26 Корабль командно-измерительного комплекса пр. 1914 «Маршал Неделин»
Атомный корабль Урал
Рис. 27 Атомный корабль измерительного комплекса «Урал»

В 1988 году на Балтийском заводе в Ленинграде был передан заказчику корабль измерительного комплекса водоизмещением 35 000 т с ядерной энергетической установкой.

Рассматривая современные научно-исследовательские суда, не следует забывать и те, которые уже давно стали частью нашей истории, внеся свой весомый вклад в развитие морских научных исследований. Таким судном по праву можно считать НИС «Витязь» – рис. 28.

Судно Витязь
Рис. 28 Научно-исследовательское судно «Витязь»

Флот морских учебных заведений

Учебные суда мирового флота можно разделить на две группы:

  • суда для становления молодого курсанта настоящим моряком;
  • суда, на которых происходит обучение морской или связанной с морем профессии.

Парусные суда

Первую группу составляют парусные суда, наиболее приспособленные для решения поставленной задачи.

Многие морские учебные заведения располагают такими судами. Одесской национальной морской академии, ведущей в Украине по подготовке морских специалистов, принадлежит Гидроаэродинамика парусного суднапарусное судно «Дружба». Керченский государственный морской технологический университет располагает однотипным с «Дружбой» парусником «Херсонес» (рис. 29).

Парусник Херсонес
Рис. 29 Учебное парусное судно «Херсонес»

Прекрасные учебно парусные суда также имеют российские вузы: Государственная морская академия им, адмирала С.О. Макарова (Санкт Пе тербург) барк «Мир» (рис. 30), Морской государственный университет им. Невельского (Владивосток) «Паллада» и Дальневосточный государственный транспортный рыбо-хозяйственный университет барк «Надежда».

Парусник Мир
Рис. 30 Учебное парусное судно «Мир»

Все они являются однотипными «Дружбе» и «Херсонесу». Бороздят просторы океана и самые крупные Учебные парусные суда и корабли флотов мираучебные парусные суда «Крузенштерн» и «Седов» (рис. 32).

Барк Крузенштерн
Рис. 31 Курсанты, проходящие морскую практику на барке «Крузенштерн»
Парусное судно Седов
Рис. 32 Учебное парусное судно «Седов»
Учебное судно Профессор Хлюстин
Рис. 32 Учебно производственное судно МГУ им. Невельского «Профессор Хлюстин» (Владивосток)

Есть парусные суда и во многих морских учебных заведениях стран дальнего зарубежья. Именно на этих и других подобного типа судах закаляется характер будущих морских офицеров (рис. 31).

Учебно-производственные суда

Вторую группу учебных судов составляют учебно-производственные суда, которые наряду с выполнением производственных задач готовят кадры для своего ведомства.

Так, в рыбной промышленности для подготовки тралмастеров, технологов по рыбообработке и т.п. используют учебно производственные суда (УПС), которые полностью приспособлены не только для учебного процесса, но и выполняют план по вылову рыбы.

Это инетересно: Формование малотоннажного судна

Примером такого учебно производственного судна может служить «Профессор Хлюстин» Морского государственного университета им. Невельского (рис. 32).

Существует более десятка типов учебно-производственных судов: «Эврика», «Одиссей», «Академик Книпович» и др., каждый из которых предназначен для решения конкретных учебных задач. Судами подобного тина располагает и Министерство транспорта Украины.

Заключение

Представленные в данной работе типы судов и технических средств освоения Мирового океана – это часть того, что проектировалось и строилось в XX веке.

Лучше думать перед тем, как действовать, чем после

Демокрит

Пройдет время, развитие науки и техники приведет к строительству более совершенных судов и плавучих сооружении. Меняется и их внешний облик.

Теперь, когда современная техника позволяет создавать нс только искусственные острова, но и целые плавучие города, морские архитекторы готовы проектировать сооружения как ввысь от уровня океана, гак и вглубь его. На рис. 33-35 показаны проекты плавучих городов.

Портовый город будущего
Рис. 33 Проект города порта
Плавучий экополис
Рис. 34 Проект «Ноев Ковчег»
Плавучий город
Рис. 35 Проект плавучего города

Появятся новые Пиротехнические средства связи и сигнализациитехнические средства для освоения богатств Мирового океана. Добыча огромных запасов нефти и газа в Баренцевом и Карском морях, подо льдом Северного Ледовитого океана не только приведут к строительству ледостойких буровых платформ, но и к необходимости создания подводных буровых комплексе, которые потребуют со здания принципиально новой океанотехники рис. 36.

Подводный буровой комплекс
Рис. 36 Проектная проработка подводного бурового комплекса

Открытие залежей мета на в виде гидрата («сухого» или «горящего» льда) сулит создание новых научно тех нических решений относительно их добычи. И, как следствие, вскоре появятся совершенно новые плавучие средства для реализации этих решений.

В ближайшие годы планируется и строительство плавучих атомных электрических станций (ПАЭС), предназначенных для обеспечения электроэнергией отдельных регионов, не располагающих запасами энергетического сырья рис. 37.

Плавучая атомная электростанция
Рис. 37 Проектное изображение плавучей атомной электростанции для работы в высоких широтах

На архитектурно конструктивный тип плавучих сооружений оказывают влияние и новые требования Международных конвенций. Так, Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря – МАРПОЛтребования МАРПОЛ 73/78 сделали обязательным наличие на танкерах танков изолированного балласта. Также изменились и требования Международной конвенции по охране человеческой жизни на море к спасательным устройствам.

Теперь требуется обеспечить спуск шлюпок на больших судах при крене 20 ° и скорости судна 5 узлов. И общий вид, и конструкция современного шлюпочного устройства (рис. 38) существенно отличаются от традиционных спасательных средств.

Спасательная шлюпка
Рис. 38 Современное шлюпочное устройство
Источник: Wikipedia.org

Поиск путей повышения эксплуатационных качеств судна за счет экономии топлива, упрощения передачи мощности от двигателя к движителю привели к созданию магнитодинамического движителя.

Его достоинством являются непосредственное преобразование электро магнитной энергии в упор, полное отсутствие движущихся элементов, простота конструкции и хорошая ремонтопригодность.

На плавучем сооружении с таким движителем отпадает проблема шума и вибрации. Морская вода является проводником, и она будет отбрасываться магнитным полем в зависимости от полярности электродов в ту или иную сторону.

Магнито-динамические движители могут быть и с внутренним, и с внешним магнитным полем. В первом случае электромагнитная зона будет образована кольцевой насадкой, из которой выбрасывается струя воды (рис. 39), во втором магнитное поле создается катушками, расположенными на днище.

Схема магнитодинамического движителя
Рис. 39 Схема магнитодинамического движителя с внутренним магнитным полем

Однако разработанный в настоящее время Стационарные двигательные установки малотоннажных судовдвигатель такого типа имеет довольно низкий коэффициент
полезного действия. Путем его роста является повышение электропроводимости морской воды за счет применения электродов со сверхзвуковым волновым генератором.

Применение новых технологий, современные изобретения приводят не только к изменению внешнего об лика судов, но и к использованию новых конструктивных решений.

В стадии эксперимента находятся суда, для движения которых используется солнечная энергия, рис. 40. Ведутся также работы по более эффективному использованию силы ветра как дополнительного источника энергии. При этом меняют свои облик парусные суда – рис. 41, 42.

Суда-электроходы
Рис. 40 Суда-электроходы с солнечными батареями
Электрические суда
Рис. 41 Суда, использующие для движения энергию и ветра и солнца
Судовой источник энергии
Рис. 42 Использование энергии ветра как дополнительного источника энергии

Примером этого может служить одна из самых больших и необычных яхт «Мальтийский сокол» (Maltese falcon) – рис. 43. Ее парусная оснастка считается одной из самых совершенных, когда-либо созданных в мире. Автоматическое раскрытие парусов производится за 6 минут.

Парусная яхта
Рис. 43 Парусник-автомат «Мальтийский сокол»

На рис. 42, 44 показано океаническое научно Классификация гражданских судовисследовательское судно, отражающее новый взгляд на корабли будущего.

Концепт судна Sea Orbiter
Рис. 44 Sea Orbiter – новая концепция вертикальных судов

Концепция проектирования вертикальный комплекс полупогружного типа. Высота судна – 51 м, и большая его часть находится под водой, где размещаются научные лаборатории. Экипаж судна – 10 человек, 8 из которых – научные сотрудники.

Модель этого судна уже прошла испытания в норвежском центре Marintek и показала хорошие результаты.

На рис. 45 показано необычное судно катамаран Proteus. Такая конструкция позволяет избежать снижения скорости при большом волнении, что всегда наблюдается у обычных судов.

Судно Протей
Рис. 45 Proteus – катамаран нового типа

Но чтобы создавать новое, необходимо хорошо знать то, что уже создано. А закончим сей труд словами английского философа XVII века Френсиса Бэкона:

«Мы столько можем, сколько знаем.
Знание сила!»

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Август, 11, 2021 317 0
Добавить комментарий

Читайте также

Текст скопирован
Пометки
Избранные статьи
Loading

Здесь будут храниться статьи, сохраненные вами в "Избранном". Статьи сохраняются в cookie, поэтому не удаляйте их.

Статья добавлена в избранное! Перезагрузка...