"Pas à pas vers le bas" : développement des véhicules de descente en eau profonde dans la première moitié du 20e siècle

"Pas à pas vers le bas" : développement des véhicules de descente en eau profonde dans la première moitié du 20e siècle
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Anonim

Comme vous le savez, ce qui est pertinent pour « aujourd'hui » peut devenir périmé « demain ». Aujourd'hui, nous savons que les bathyscaphes des grands fonds modernes peuvent couler jusqu'au fond de la fosse des Mariannes, et il n'y a pas d'endroit plus profond sur Terre. Aujourd'hui, même les présidents s'enfoncent dans les véhicules autonomes, et cela est considéré comme normal. Mais… comment les gens sont-ils arrivés au bathyscaphe ou ont-ils coulé au fond avant son invention ? Par exemple, la profondeur océanique la plus profonde connue dans les années 30 du siècle dernier a été déterminée à 9790 m (près des îles Philippines) et à 9950 m (près des îles Kouriles). Le célèbre scientifique soviétique, l'académicien V. I. C'est au cours de ces années que Vernadsky a suggéré que la vie animale dans les océans, dans ses manifestations notables, atteignait une profondeur de 7 km. Il a fait valoir que les formes flottantes des grands fonds peuvent pénétrer même dans les plus grandes profondeurs océaniques, bien que les découvertes du fond à plus de 5, 6 km soient inconnues. Mais les gens essayaient déjà de descendre aux plus grandes profondeurs et le faisaient à l'aide de ce qu'on appelle des appareils à chambre, qui représentaient à l'époque le stade le plus élevé du développement de la technologie de plongée, car ils permettaient à une personne de descendre à un tel niveau. profondeur à laquelle aucun plongeur ne peut descendre, équipé de la meilleure combinaison spatiale résistante.

"Pas à pas vers le bas": développement des véhicules de descente en eau profonde dans la première moitié du 20e siècle
"Pas à pas vers le bas": développement des véhicules de descente en eau profonde dans la première moitié du 20e siècle

L'appareil de Danilevsky lors de la recherche du "Prince noir".

Structurellement, ces appareils permettaient de descendre à n'importe quelle profondeur, et la profondeur d'immersion de l'appareil ne dépendait que de la résistance des matériaux à partir desquels ils étaient fabriqués, car sans cette condition, ils ne pourraient pas supporter l'énorme pression augmentant avec profondeur.

Le premier concepteur d'un tel appareil, qui a atteint une profondeur d'immersion de 458 m, était l'ingénieur inventeur américain Hartman.

L'appareil de descente en haute mer construit par Hartmann était un cylindre en acier, et le diamètre intérieur de ce cylindre était tel qu'il pouvait contenir une personne en position assise. Pour les observations, les parois du cylindre étaient équipées de hublots, qui étaient recouverts d'un verre à trois couches très résistant. A l'intérieur de l'appareil, au-dessus des hublots, des lampes électriques étaient disposées, réfléchissant la lumière à l'aide de réflecteurs paraboliques. Le courant pour la lampe a été obtenu à partir d'une batterie de 12 volts placée dans l'appareil. L'appareil était équipé d'un appareil à oxygène automatique portable, dont l'action a fourni aux plongeurs de l'oxygène pendant deux heures, d'appareils chimiques pour absorber le dioxyde de carbone, d'un petit télescope et d'un appareil photographique. Il n'y avait aucune communication téléphonique avec la base de surface. En général, l'ensemble de l'appareil était plutôt primitif.

À la fin de l'automne 1911, en mer Méditerranée, près de l'île d'Aldeboran, à l'est de Gibraltar, Hartmann effectua sa fameuse descente de la Hanse à une profondeur de 458 mètres, la durée de la descente n'étant que de 70 minutes. « Lorsqu'une grande profondeur était atteinte », écrit Hartmann, « la conscience suggérait d'une manière ou d'une autre immédiatement le danger et la primitivité de l'appareil, comme indiqué par le crépitement intermittent à l'intérieur de la chambre, comme des coups de pistolet. La réalisation qu'il n'y avait aucun moyen de se présenter à l'étage et l'impossibilité de donner un signal d'alarme était terrifiante. A ce moment, la pression était de 735 psi.appareil de pouce, ou la pression totale a été calculée à 4 millions de livres. Tout aussi terrible était la pensée de la possibilité que le câble de levage se brise ou s'emmêle. Dans les intervalles entre les arrêts, qui agissaient de manière apaisante, il n'y avait aucune certitude quant à savoir si l'engin était en train de couler ou d'être abaissé. Les parois de la chambre étaient à nouveau recouvertes d'humidité, comme ce fut le cas dans les expériences préliminaires. Il n'y avait aucun moyen de dire si c'était juste de la transpiration ou si l'eau était forcée à travers les pores de l'appareil par une pression terrible. Bientôt la peur fit place à la surprise à la vue des fantastiques représentants du règne animal. Le panorama de la vie la plus bizarre que l'œil humain ait d'abord observé est venu sur la descente. Dans l'eau, éclairée par le soleil dans les trente premiers mètres, des poissons et d'autres créatures en mouvement ont été observés.

Cette première descente en haute mer s'est terminée sans encombre. Par la suite, le gouvernement américain a utilisé l'appareil Hartmann pendant la Première Guerre mondiale pour photographier les bateaux allemands coulés et les marquer sur des cartes.

En 1923, un appareil de chambre similaire à l'appareil Hartmann, conçu par l'ingénieur soviétique Danilenko, a été construit. L'appareil de Danilenko a été utilisé par une expédition sous-marine des mers Noire et d'Azov pour inspecter le fond de la baie de Balaklava, entreprise dans le cadre de la recherche du Black Prince, un navire de guerre à vapeur anglais qui a coulé en 1854. L'appareil de Danilenko avait une forme cylindrique. Dans sa partie supérieure, deux rangées de fenêtres étaient situées l'une au-dessus de l'autre, destinées à la visualisation des objets engloutis. Afin d'élargir le champ de vision, un miroir spécial a été installé à l'extérieur, à l'aide duquel l'image du sol s'est reflétée dans les fenêtres. Cet appareil se composait de trois "étages". Une pièce pour deux observateurs était aménagée dans la partie supérieure de l'appareil, où étaient installés des tuyaux pour fournir de l'air frais et évacuer l'air vicié. Au deuxième "étage" - sous la salle des observateurs - se trouvaient des mécanismes, des appareils électriques destinés à contrôler le ballast situé au premier "étage". La descente et la montée de l'appareil ont été effectuées à l'aide d'un câble en acier et ont duré (jusqu'à une profondeur de 55 m) pas plus de 15 à 20 minutes.

Il est impossible de ne pas mentionner également l'intéressant appareil de mer profonde ressemblant à un crabe de Reed. Cet appareil a été conçu pour rester à de grandes profondeurs pour deux personnes pendant 4 heures. Il était installé sur un tracteur à commande interne et pouvait se déplacer le long du fond. L'appareil de Reed a été conçu de manière à ce que les personnes assises à l'intérieur puissent contrôler deux leviers, à l'aide desquels il était possible d'effectuer diverses opérations de perçage de grands trous (jusqu'à 20 cm de diamètre) dans un navire coulé, de pose de levage crochets dans ces trous, etc.

En 1925, les Américains entreprirent une étude sous-marine de la mer Méditerranée. Le but de cette expédition est d'explorer les villes de Carthage et de Posilito englouties dans la mer, d'arpenter la galère au trésor grec englouti sur la côte nord de l'Afrique, d'où de nombreuses statues de bronze et de marbre avaient déjà été élevées et ont été à un moment placées dans les musées de Tunisie et de Bordeaux. En plus de ces remarquables œuvres d'art antique récupérées, la galère contenait 78 autres textes en relief sur des plaques de bronze.

La chambre de l'appareil de l'expédition en mer Méditerranée, conçue pour une immersion jusqu'à 1000 m, était constituée d'un cylindre à double paroi en acier de haute qualité. Le diamètre intérieur de cette chambre est de 75 cm, elle a été conçue pour deux personnes, qui ont été placées l'une au-dessus de l'autre. L'appareil photo était équipé d'instruments de mesure de profondeur et de température, d'un téléphone, d'une boussole et de coussins chauffants électriques, en plus, il était équipé d'un appareil photographique parfait avec lequel il était possible de prendre des photographies sous-marines à la même distance à laquelle l'homme l'œil voit. Une lourde charge était suspendue sous la caméra au moyen d'un électro-aimant qui, en cas d'accident, pouvait être lâché afin que la caméra flotte à la surface. Pour faire pivoter et incliner la caméra dans l'eau, elle était équipée de deux hélices spéciales. À l'extérieur, des dispositifs spéciaux ont été installés qui ont permis aux chercheurs d'attraper des animaux marins et de les maintenir dans l'eau sous une telle pression qui assurerait la vie de ces animaux.

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Bathisphère Biba. William Beebe lui-même est à gauche.

Enfin, le dernier bâtiment de cette zone est la célèbre bathysphère sphérique de l'américain Beebe, chercheur à la Bermuda Biological Station. La chambre de Bib était reliée au navire de base par un câble, sur lequel elle était immergée dans l'eau, et des câbles pour fournir de l'électricité à la chambre et pour communiquer avec le navire. L'apport d'oxygène aux chercheurs dans la bathysphère et l'élimination du dioxyde de carbone de cette dernière ont été effectués par des machines spéciales. Avec l'aide d'une bathysphère, Beebe a joué en 1933-1934. plusieurs descentes, et au cours de l'une d'entre elles, le chercheur a réussi à atteindre une profondeur de 923 m.

Cependant, les véhicules de type suspendu associés au navire de base présentaient un certain nombre d'inconvénients: le levage et la descente d'un tel appareil à une grande profondeur nécessite beaucoup de temps et la présence d'appareils de levage encombrants sur le navire de base. La durée de l'immersion de l'appareil à une grande profondeur est associée à la possibilité d'une catastrophe. De plus, cette caméra, étant suspendue au navire sur un long câble souple, se déplacera dans l'eau à tout moment, quelle que soit la volonté des observateurs, ce qui aggrave grandement les conditions d'observation.

À cet égard, l'idée de construire un véhicule automoteur autonome pour les descentes en haute mer est née en URSS. Ce projet prévoyait la création d'un hydrostat ayant un corps cylindrique à axe allongé. Dans la partie supérieure de l'appareil, il devait y avoir une superstructure, grâce à laquelle l'hydrostat acquerrait stabilité et flottabilité en position de surface. Cependant, nulle part dans la description du projet il n'était dit que cette "superstructure" ou "flotteur" serait rempli de kérosène. C'est-à-dire que seul le volume interne lui donnerait une flottabilité positive !

La hauteur de l'hydrostat avec la superstructure est de 9150 mm, et la hauteur du local technique seul est de 2100 mm. Le poids de l'ensemble de l'appareil était supposé être d'environ 10555 kg, le diamètre extérieur de la partie cylindrique est de 1400 mm, la profondeur d'immersion maximale est de 2500 m.

La descente de l'hydrostat jusqu'à une profondeur de 2500 m pouvait prendre environ 20 minutes, et l'ascension environ 15 minutes. Le projet prévoyait la possibilité de réguler la vitesse de plongée et de remontée, et si nécessaire, la vitesse peut être augmentée à 4 m / s, ce qui a réduit le temps de remontée à 10 minutes.

L'hydrostat a été conçu pour rester sous l'eau pour deux personnes pendant 10 heures, si nécessaire, le nombre de l'équipage de l'hydrostat pourrait être augmenté à 4 personnes, et la durée de son séjour sous l'eau a également été augmentée. Lorsque l'hydrostat flottait à la surface de l'eau, avec une pale fermée, à l'aide de laquelle la superstructure cylindrique communique avec l'eau de mer, il avait une réserve de flottabilité de 2000 kg. Dans ce cas, la hauteur du côté sous-marin ne dépasserait pas 130 cm. Le système d'immersion de l'hydrostat fonctionnait en libérant et en injectant une certaine quantité d'eau dans le réservoir d'égalisation.

Il était censé l'équiper de deux poids (150 kg chacun), qui sont largués dans les cas où l'ascension de l'hydrostat doit être accélérée. Pour augmenter la vitesse d'immersion, un poids supplémentaire pourrait être suspendu à un câble de 100 m de long jusqu'à l'hydrostat. Le poids de ce poids dépend du taux de chute souhaité. De plus, ce poids supplémentaire sert également à empêcher l'hydrostat de toucher le fond lors d'une plongée rapide. Le compartiment à piles est situé dans la partie la plus basse de l'hydrostat, sous la plate-forme inférieure. Dans la même salle, il devait y avoir un mécanisme rotatif original, dont le but est d'imprimer une rotation à l'hydrostat autour d'un axe vertical afin qu'il puisse tourner sous l'eau pour l'observation. Maintenant, les propulseurs font un excellent travail avec cela. Mais ensuite, les concepteurs ont proposé un mécanisme composé d'un volant d'inertie monté sur un axe vertical. L'extrémité supérieure de cet arbre est reliée à un moteur électrique de 0,5 kW.

Le poids du volant était censé être d'environ 30 kg et le nombre maximum de tours était d'environ 1000 par minute. Et il a travaillé comme ceci: quand le volant tourne dans un sens, l'hydrostat tourne dans le sens opposé. On croyait que le mécanisme permettait à l'hydrostat de tourner de 45 degrés en une minute.

L'hydrostat devait être équipé de trois hublots, dont l'un était destiné à l'observation de l'espace aquatique environnant, le second à l'observation des fonds marins à l'aide de miroirs, et le troisième à la réalisation de flashs pour la photographie.

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Bathysphère en couverture du magazine "Technologie-Jeunesse".

Pour réguler le débit d'eau dans le réservoir d'égalisation et dans le mécanisme hydraulique à l'aide duquel la cargaison est larguée, pour l'alimentation en air comprimé et à d'autres fins, l'auteur du projet prévoit un système de canalisation complexe.

C'était, dans les grandes lignes, le projet de la bathysphère soviétique, dont il était écrit dans les revues techniques de l'époque qu'il en était un exemple clair, « témoignant que le temps n'est pas loin où les gens de notre merveilleux pays, qui a conquis le pôle Nord et la stratosphère, va conquérir pour la gloire de notre patrie et des entrailles les plus profondes de l'océan, où l'homme n'a jamais pénétré ». Mais … il s'est avéré que la construction de cet appareil a été empêchée (et peut-être heureusement, sa conception était-elle très complexe) par la guerre, et après cela, des appareils d'un type complètement différent sont apparus. Mais c'est une toute autre histoire…

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