Undervandsfartøj: klassificering, beskrivelse og formål

Indholdsfortegnelse:

Undervandsfartøj: klassificering, beskrivelse og formål
Undervandsfartøj: klassificering, beskrivelse og formål
Anonim

Dette udtryk bruges ofte til at adskille sådanne køretøjer fra ubåde. Men i almindelig brug kan udtrykket "ubåd" bruges til at beskrive et skib, der pr. teknisk definition faktisk er en undervandsbåd.

Der er mange typer sådant udstyr, inklusive både hjemmelavet og industrialiseret håndværk, også kendt som fjernstyrede køretøjer eller ROV'er. De har mange applikationer verden over, især inden for områder som oceanografi, undervandsarkæologi, havudforskning, turisme, vedligeholdelse og restaurering af udstyr og undervandsvideografi.

Nedsænkelig "Triton"
Nedsænkelig "Triton"

Historie

Den første ubåd blev designet og bygget af den amerikanske opfinder David Bushnell i 1775 som et middel til at levere sprængladninger til fjendtlige skibe under den amerikanske uafhængighedskrig. Enheden, kaldet "Bushnell's Turtle", var et ov alt kar lavet af træ og kobber. Den indeholder tanke fyldt med vand (til nedsænkning), og derefter blev de tømt ved hjælp af en manualpumpe til at flyde til overfladen. Operatøren brugte to håndholdte propeller til at bevæge sig lodret eller sideværts under vandet. Fartøjet havde små glasvinduer på toppen og lysende træ fastgjort til kroppen, så det kunne betjenes i mørke.

apparat under vand
apparat under vand

Bushnell Turtle blev første gang bestilt den 7. september 1776 i New Yorks havn for at angribe det britiske flagskib HMS Eagle. På det tidspunkt betjente sergent Ezra Lee denne undervandsbåd. Lee bragte med succes skildpadden til undersiden af Eagles skrog, men var ikke i stand til at indstille ladningen på grund af stærke vandstrømme. Men historien om disse transportformer sluttede ikke der.

Funktioner

Udover størrelsen er den væsentligste tekniske forskel mellem en undervandsbåd og en ubåd, at den førstnævnte ikke er fuldstændig autonom og kan være afhængig af en støttefacilitet eller et fartøj til at genopbygge brændstof og åndedrætsgasser. Nogle køretøjer opererer på en "tether" eller "navlestreng", mens de forbliver forbundet til tenderen (ubåd, overfladeskib eller platform). De har en tendens til at have en kortere rækkevidde og arbejder for det meste under vandet, da de fleste er ubrugelige på overfladen. Ubåde (ubåde) er i stand til at dykke mere end 10 km (6 miles) under vandoverfladen.

Ubåde kan være relativt små, kun indeholde en lille besætning og har ingen bolig. De har ofte et meget smidigt design monteret med propelskruer elpumper.

Teknologi

Der er fem hovedteknologier, der bruges til at designe undervandsfartøjer. Unipolære enheder har en krop under tryk, mens deres passagerer er under norm alt atmosfærisk tryk. De tåler let højt vandtryk, som er mange gange højere end det indvendige.

Undervandsfartøj i biografen
Undervandsfartøj i biografen

En anden teknologi kaldet omgivende tryk opretholder den samme belastning både inde i og uden for fartøjet. Dette reducerer det tryk, skroget skal modstå.

Den tredje teknologi er den "våde ubåd". Udtrykket refererer til et køretøj med et oversvømmet interiør. I både vand- og atmosfæriske miljøer er der ingen grund til at bruge SCUBA-udstyr, passagerer kan trække vejret norm alt uden at bære yderligere enheder.

Records

På grund af kabeltræk kan undervandsfartøjer dykke til store dybder. Bathyscaphe Trieste var den første, der nåede den dybeste del af havet (næsten 11 km (7 miles) under overfladen) ved bunden af Mariana-graven i 1960.

Kina var med sit Jiaolong-projekt i 2002 det femte land, der sendte en mand 3.500 meter under havets overflade efter USA, Frankrig, Rusland og Japan. Om morgenen den 22. juni 2012 satte Jiaolong læsse- og lossefaciliteten en dybdykrekord, da tre personer gik ned 22.844 fod (6.963 meter) i Stillehavet.

Autonome undervandsfartøjer
Autonome undervandsfartøjer

Blandt de mest kendte og længstvarende undervandsfartøjer er dybhavsforskningsfartøjet DSV Alvin, som er bemandet med 3 personer og er i stand til at dykke til dybder på op til 4.500 meter (14.800 fod). Det ejes af den amerikanske flåde, drives af WHOI og har gennemført over 4.400 dyk siden 2011.

James Cameron lavede et rekorddyk til bunden af Challenger Deep, det dybeste kendte punkt i Mariana Trench, den 26. marts 2012. Camerons ubåd blev kaldt Deepsea Challenger og nåede en dybde på 10.908 meter (35.787 fod).

Seneste nyt

Senest har private firmaer i Florida udgivet en række Triton-ubåde. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (eller SAS) og det hollandske firma Worx har udviklet små ubåde til turisme og udforskning.

Et canadisk firma ved navn Sportsub har bygget personlige fritidsubåde med åbne gulvstrukturer (delvist oversvømmede cockpits) siden 1986.

Functional Views

Små ubemandede undervandsfartøjer kaldet "Marine Remotely Operated Vehicles", eller MROV'er, bruges i dag meget til at operere i vand, der er for dybt eller for farligt for dykkere.

Sådanne køretøjer hjælper med at reparere offshore olieplatforme og fastgør kabler til sunkne skibe for at hæve dem. Disse fjernstyrede køretøjer er fastgjort med en tøjring (tykt kabel, der giver strøm og kommunikation) til et kontrolcenter på skibet. Operatører på skibet ser videobillederne sendt tilbage fra robotten og kan styre køretøjets propeller og arm. Den neddykkede Titanic blev studeret af netop sådan et køretøj.

Japansk nedsænket
Japansk nedsænket

Bathyscaphes

Batyskafen er en selvkørende dybhavs-undervands-ubåd, der består af en besætningskabine, der ligner en bathysfære, men ophængt under en flyder i stedet for ved et overfladekabel, som i det klassiske bathysfære-design. Mange ser det som en type selvkørende undervandsbåd.

Dens flyder er fyldt med benzin, let tilgængelig, flydende og meget holdbar. Brændstoffets usammentrykkelighed betyder, at tanke meget let kan konstrueres, da trykket inde og udenfor tankene er afbalanceret. Tankene har heller ikke til opgave fuldt ud at modstå eventuelle trykfald, mens cockpittet er designet til at modstå en enorm belastning. Opdrift på overfladen kan let reduceres ved at erstatte benzin med vand, som er tættere.

Etymologi

Auguste Picard, opfinderen af den første bathyscaphe, opfandt navnet "bathyscaphe" ved hjælp af de gamle græske ord βαθύς bathys ("dyb") og σκάφος skaphos ("skib" / "skib").

Operation

For at komme ned oversvømmer badevandet lufttanke med havvand. Men i modsætning til en ubåd kan væsken i dens oversvømmede tanke ikke løsnes med trykluft for at stige. Dette skyldes, at vandtrykket på dybder, for hvilkeskibet var designet til at fungere, for stort.

For eksempel er trykket i bunden af Challenger Deep - den undervandsbåd, som James Cameron selv sejlede på - mere end syv gange trykket i en standard Type H komprimeret gascylinder. Denne undervandsbåd brugte jernvægte til balance. Containere med dem består af en eller flere cylindre, der er åbne i bunden under hele dykket, og lasten holdes på plads af en elektromagnet. Det er en fejlsikker enhed, da den ikke kræver strømforøgelse.

Nedsænkelig model
Nedsænkelig model

Batyskafers historie

Den første badeby blev navngivet FNRS-2 - efter National Recreational Research Foundation - og blev bygget i Belgien fra 1946 til 1948 af Auguste Picard. FNRS-1 var ballonen, der blev brugt til at løfte Picard ind i stratosfæren i 1938.

Bevægelsen af den første bathycaphe blev leveret af batteridrevne elektriske motorer. Flyderen udgjorde 37.850 liter flybenzin. Den havde ikke en adgangstunnel. Kuglen skulle læsses og losses på dækket. De første rejser er beskrevet detaljeret i Jacques Cousteaus bog The Quiet World. Som historien siger, "modstod skibet trykket fra dybderne roligt, men blev ødelagt af en let byge." FNRS-3 var en ny undervandsfartøj med besætningssfæren fra den beskadigede FNRS-2 og en ny større 75.700 liters flyder.

Den anden Piccard-badekappe blev købt af den amerikanske flåde fra Italien i 1957. Den havde to laster med ballastvand og elleve opdriftstanke,indeholdende 120.000 liter benzin. Senere blev Poseidon undervandsbåden opfundet.

I 1960 nåede en undervandsbåd med Picards søn Jacques og løjtnant Don Walsh det dybeste kendte sted på Jordens overflade, Challenger Deep in the Mariana Trench. Indbyggede systemer viste en dybde på 37.800 fod (11.521 m), men dette blev senere korrigeret til 35.813 fod (10.916 m) for at tage højde for ændringer forårsaget af s altholdighed og temperatur.

Apparatet var udstyret med en kraftig energikilde, som ved at oplyse en lille fisk som en skrubbe rejste spørgsmålet om, hvorvidt der eksisterede liv i sådan en dybde i fuldstændig fravær af lys. Besætningen på undervandsfartøjet bemærkede, at bunden bestod af diatoméholdigt silt og rapporterede at have set en eller anden type sållignende skrubbe, omkring 1 fod lang og 6 tommer på tværs, liggende på havbunden.

I 1995 sendte japanerne et autonomt undervandsfartøj til samme dybde, men det blev senere tabt på havet. I 2009 sendte et hold fra Woods Hole Oceanographic Institution en robotubåd ved navn Nereus til bunden af skyttegraven.

Tysk undervandsfartøj
Tysk undervandsfartøj

Opfindelsen af badesfæren

Bathysfæren (fra græsk βαθύς, bana, "dyb" og σφαῖρα, ild, "sfære") var en unik sfærisk dybhavsubåd, der blev fjernstyret og sænket ned i havet med en tøjring. Hun blev brugt på en række dyk ud for Bermudas kyst fra 1930 til 1934.

Batysfæren blev designet i 1928og 1929 af den amerikanske ingeniør Otis Barton og blev berømt på grund af det faktum, at naturforskeren William Beebe brugte det til at studere undervandsdyrelivet. Ved sin struktur er bathysfæren tæt på en nedsænket torpedo.

Anbefalede: