Средства освоения Мирового океана и тенденции их развития

Накопленный опыт показывает, что в решении за­дачи освоения Мирового океана существенную, если не опреде­ляющую роль играют научные исследования, преследующие различные цели: освоение минеральных и биологических ресур­сов, обеспечение нормальной деятельности транспортного и военно-морского флотов, сбор научной информации о процессах, протекающих в гидросфере и атмосфере.

Осуществление этих исследований требует использования различной измерительной аппаратуры, различны методики про­ведения исследований и способы добычи полезных ископаемых. Поэтому эффективное выполнение исследовательских работ и работ по непосредственному освоению минеральных ресурсов требует использования комплекса плавучих технических средств. Этот комплекс включает плавучие технические средства различных назначений: обеспечивающие проведение фундаментальных научно-исследовательских работ; осуществляющие поиск и раз­ведку полезных ископаемых; вспомогательные средства, обеспе­чивающие функционирование первых трех групп. В него входят суда и плавучие технические средства различных типов; неко­торые из них можно использовать только по одному назначе­нию, другие —по нескольким.

Научные исследования осуществляют в основном научно-ис­следовательские суда и с помощью буйковых систем, обеспечи­вающих регулярное поступление информации. Поиск и разведку полезных ископаемых ведут специальные суда, в том числе и суда разведочного бурения, а также плавучие буровые уста­новки (платформы) для разведочного бурения. Эксплуатацион­ное бурение, добыча нефти и газа производятся со стационар­ных платформ.

Специальные суда создают для добычи железомарганцевых конкреций и для их обогащения (плавучие горно-обогатитель­ные комбинаты — плавгоки). Функционирование этих средств обеспечивают вспомогательные суда, в том числе универсальные и суда снабжения, буксиры, завозчики якорей, суда для подводно-технических работ. Монтаж буровых установок осущест­вляют крановые суда и плавкраны; прокладку подводных тру­бопроводов — суда трубоукладчики.

Необходимость в большом масштабе работ под водой потре­бовала создания специальных средств обеспечения длительного пребывания человека в условиях повышенного давления, кото­рые образовали свой тип технических средств.

Особую группу средств составляют обитаемые и необитае­мые подводные аппараты. Применение их универсально: при научных исследованиях, обслуживании устьевого оборудования скважин, подводных трубопроводов и "в других областях производственно-хозяйственной деятельности, в частности в рыбном хозяйстве, при поиске затонувших объектов.

По сравнению с надводными судами они обла­дают преимуществами, связанными с возможностью вести исследования по всей толще вод и на грунте. К этим преимуще­ствам относятся: повышение достоверности информации, возможность взять большое число проб грунта, совместив с описа­нием и фотосъемкой мест, где взяты пробы. Обитаемые подвод­ные аппараты (ОПА) расширяют не только исследовательские» но и производственные возможности. Их успешно используют для поиска, осмотра и ремонта подводных объектов, в первую очередь трубопроводов и кабелей.

За рубежом с помощью подводных аппаратов выполняют различные работы: исследования в интересах рыбного хозяй­ства, поиск затонувших объектов, спасательные работы, исследования морского дна и отдельные работы по заказам военно-морского флота. Распределение эксплуатационного времени ОПА имеет следующий характер: обслуживание морских нефте­промыслов 50 %, укладка в грунт труб и кабелей 20 %, под­водные и аварийно-спасательные работы 12 %, биологические и геологические исследования, контроль за загрязнением и дру­гие работы 18 %.

Первыми подводными аппаратами считают батисферы и гид­ростаты. В 1953 г. были созданы швейцарский батискаф «Триест» и французский ФНРС-3. В Советском Союзе в это время использовали гидростат ГК.С-6 и подводную лодку «Се­верянка», на которой были установлены иллюминаторы, све­тильники, устройства для взятия проб с грунта и другое оборудование.

Подводные аппараты классифицируют по нескольким приз­накам: по назначению (исследовательские, производственные,, транспортные); по способу доставки к месту погружения (бук­сируемые, транспортируемые на борту судна-носителя, автоном­ные); по способу удержания на глубине и, наконец, по основным технико-эксплуатационным элементам: водоизмещению, глубине погружения, скорости.

Общее число эксплуатируемых ОПА к концу 70-х гг. было немногим более ста. За последние годы средний темп прироста их численности превышает 25 % в год. Судя по тенденции ро­ста объема подводных работ, можно полагать, что темп при­роста числа обитаемых аппаратов сохранится.

Наиболее крупные поставщики подводных аппаратов на Мировом рынке — американская фирма «Перри океанографик» (аппараты типа ПК) и канадская фирма «Интернейшнл хайдродайнемикс» (аппараты «Пайсис»), фирмы ФРГ «Брукер физик АГ» (аппараты «Мермайд») и «Машиненбау Габлер» (ОПА «Тоурс»).

Аппараты канадской постройки «Пайсис» водоизмещением от 7 до 11 т с глубиной погружения от 1000 до 2000 м обладают высокими технико-эксплуатационными характеристиками и ис­пользуются для научных исследований, спасательных операций, подводных работ по укладке кабелей и трубопроводов на мор­ском дне и обслуживания морских нефтепромыслов. Всего к на­чалу 1980 г. было построено 15 аппаратов «Пайсис», два из них приобретены Институтом океанологии АН СССР и были исполь­зованы при изучении океанов, Красного моря и озера Байкал.

Подводные аппараты, построенные в ФРГ фирмой «Брукер физик АГ», имеют глубину погружения от 300 до 1000 м (проект «Мермайд-VIII»). Водоизмещение аппаратов в пределах от 10 до 18 т. Аппарат «Мермайд-VI» оборудован сферической каме­рой для выхода водолазов и для спасательных целей. Скорость хода (подводная) около 3 уз, экипаж — два человека, кроме этого на борту находятся два водолаза. Стоимость аппарата около 1,5 млн. марок ФРГ (850 тыс. долл.) (рис. 1.6).

Автономные ОПА, проектируемые фирмой «Машиненбау Габлер», представляют собой малые подводные лодки с до­вольно высокими технико-эксплуатационными характеристиками. ОПА ТОУРС-200/500 имеет водоизмещение около 150 т, под­водную скорость 11 уз, надводную 8 уз, предельную глубину погружения 500 м.

ОПА ТОУРС-430/500 предназначен для исследования мор­ского дна, осмотра подводных кабелей, трубопроводов и бурения скважин глубиной до 200 м. Предельная глубина погружения этого аппарата 500 м. Экипаж аппарата — восемь чело­век и дополнительно три специалиста по бурению и два водо­лаза. Скорость подводного хода 10,5 уз (экономическая 8 уз), скорость надводного хода — 10,5 уз. Дальность плавания 2200 миль. На борту предусмотрена бурильная установка для прохода скважин с морского дна. Водоизмещение довольно значительно 830 т, стоимость постройки 40,0 млн. марок (около 23 млн. долл.). Строят аппараты в Англии, Франции и Японии.

Французский центр подводных исследований СНЕКСО реа­лизует проект аппарата с глубиной погружения до 5000 м. Од­нако анализ статистических данных за 70-е гг. показывает, что подводные аппараты с глубиной погружения более 2000 м прак­тически не строят, основное внимание уделяют отработке конст­руктивных типов и совершенствованию технических решений для аппаратов, рассчитанных на умеренные глубины.

В Советском Союзе находятся в эксплуатации ОПА отечест­венной постройки «Север-2» водоизмещением около 39 т ТИНРО-2, водоизмещением 10,5 т и др. (рис. 1.7 и 1.8).

ОПА «Север-2» имеет стальной цилиндрический прочный корпус, обеспечивающий погружение на глубину до 2000 м. Легкий корпус и балластные цистерны изготовлены из стекло­пластика. Значительная часть приводных механизмов и источ­ники энергии сделаны в погружном исполнении и размещены вне прочного корпуса. Это обеспечивает большую безопасность эксплуатации аппарата и надежность, в том числе и на боль­ших глубинах. Для вертикальных перемещений ОПА оборудо­ваны поворотными винтами в насадках.

		Рис. 1.6. Подводный аппарат «Мермайд» (ФРГ).
	Рис. 1.7. автономный подводный обитаемый аппарат «Север-2».

 

 

	Рис. 1.8. Обитаемый подводный аппарат ТИНРО-2.

 

Подводный аппарат ТИНРО-2 хотя и предназначен для меньших глубин (до 400 м), имеет ряд сходных технических ре­шений: цилиндрический прочный стальной корпус и легкий кор­пус из стеклопластика. Вертикальные перемещения обеспечи­вают гребные винты, расположенные в трубах легкого корпуса.

В 1976 г. создана многоместная подводная лаборатория «Бентос» с глубиной погружения 300 м, командой 12 чел. и ав­тономностью до 12 сут [51]. В это же время институт океанологии построил аппарат «Аргус» с глубиной погружения до 600 м [47].

В процессе эксплуатации в промежутках между погруже­ниями подводные аппараты нуждаются в «сухом» осмотре и об­служивании. Этот вопрос решают путем создания системы «оби­таемый подводный аппарат — судно-носитель», на борт которого поднимается подводный аппарат для обслуживания. Однако функции судна-носителя значительно шире: транспортировка ОПА к месту работ, хранение его на борту, размещение гидро­навтов и др.

На первых стадиях эксплуатации ОПА в районах с благо­приятной гидрометеорологической обстановкой использовали простые носители — понтоны-катамараны. После успешного применения судна-носителя «Тритон» (Франция) создают спе­циальные суда-носители ОПА главным образом путем переобо­рудования.

Требования обеспечения высокого уровня надежности безо­пасной эксплуатации подводных аппаратов обусловливают уста­новку на судах-носителях и самих аппаратах специальных спуско-подъемных устройств, средств связи с аппаратами и их обнаружения, как в подводном положении, так и после всплытия на поверхность. Этим требованиям удовлетворяют отечествен­ные суда-носители «Ихтиандр» и «Одиссей», предназначенные для базирования аппаратов «Север-2» и ТИНРО-2. Подводный аппарат на этих судах размещен в бортовом ангаре, снабжен­ном раздвижным бортом и выдвижным спуско-подъемным устройством. Опыт десятков погружений аппарата «Север-2» в различных районах от Норвежского моря до Индийского океана показал высокую надежность такой конструкции.

Интересно отметить, что в связи с освоением районов с не­благоприятными гидрометеорологическими условиями возможно создание подводных лодок-носителей подводных аппаратов, поз­воляющих базировать до двух подводных аппаратов водоизме­щением до 50 т. Хотя аппараты при этом можно использовать практически вне зависимости от состояния моря, что, естест­венно, повышает их эффективность, по-видимому, в ближайшей перспективе основным типом носителей подводных аппаратов останутся все же надводные суда.