Беспоплавковый аппарат или батискаф?

Покорение больших глубин, как мы видим, стало возможным благодаря появлению батискафов. Затем развились беспоплавковые аппараты, которые обязаны своим появлением металлам, обладающим высокой удельной прочностью. Корпуса этих аппаратов играют роль поплавков и одновременно служат полезными объемами для размещения экипажа, приборов, оборудования. Чем прочнее материал, тем глубже может опускаться беспоплавковый аппарат.

Возникает вопрос: есть ли техническая и экономическая целесообразность в вытеснении батискафов путем создания высокопрочных материалов, пригодных для изготовления прочных корпусов аппаратов, способных погружаться на максимальные глубины?

Представим себе, что удалось получить такой прочный и в то же время легкий материал, что корпус, изготовленный из него, весит столько же, сколько и заполнитель поплавка одинакового с ним объема, т. е. их удельные веса равны. При этом корпус не разрушается, положим, на глубине 6000 м. Теперь попробуем сопоставить основные характеристики беспоплавкового аппарата и поплавкового - батискафа.

Водоизмещение. У беспоплавкового аппарата водоизмещение будет меньше. Заполнителю всегда требуется оболочка поплавка со сложной системой перепускных труб и арматуры, твердый балласт (его особенно много в случае применения жидкого заполнителя, например, бензина). Если к весу заполнителя прибавить вес этих конструкций и разделить на объем заполнителя (объем металла будет невелик, для простоты рассуждений мы его не учитываем), то удельный вес заполнителя как бы возрастет. Только балласт и конструкция поплавка "увеличивают" удельный вес бензина, по крайней мере, на 130 кгс/м³ для глубины 6000 м и на 170 кгс/м³ для глубины 10000 м. Эту цифру легко подтвердить расчетом.

Известно, что у Триеста, в поплавке которого находилось около 100 м³ бензина, на каждый километр погружения проходилось сбрасывать тонну балласта, следовательно, 6000 кг на глубину 6000 м и 10000 кг на глубину 10000 м. Приращение удельного веса бензина составит 6000/100=60 кгз/м³ и 10000/100=100 кгс/м³. Вес поплавка Триест - 15000 кг, учитывая, что у беспоплавкового аппарата вместо поплавка имеется легкий корпус, вес которого несколько меньше веса половины поплавка батискафа, получим приращение удельного веса бензина, обусловленного наличием поплавка, равное 15000/(2Х100)=75 кгс/м³.

Читатель может обвинить нас в тенденциозной оценке, ведь в случае применения заполнителя, менее сжимаемого, чем бензин, вес балласта уменьшится; уменьшится и надбавка к удельному весу заполнителя. Бензин фигурирует здесь случайно; действительно, существуют другие жидкие заполнители, менее сжимаемые, но зато более тяжелые. Например, водный раствор аммиака - нашатырный спирт - сжимается в одинаковой степени с водой, что позволило бы избавить батискаф от маневрового балласта. Однако удельный вес аммиака составляет почти 800 кгс/м³, и вследствие большой химической активности аммиак имеет массу неприятных свойств. Применение твердого заполнителя делает батискаф нетранспортабельным из-за сложности опорожнения поплавка.

Итак, пока что приходится говорить о бензиновом заполнителе.

Надежность. У беспоплавкового аппарата надежность выше, особенно при плавании на поверхности. Поплавок нельзя делать толстостенным, так как это сведет на нет эффективность применения бензина, а тонкостенный поплавок хрупок. Аварии ФНРС 2, а также Триеста перед его знаменитым погружением в Марианскую впадину произошли из-за хрупкости поплавка. Безусловно, надежность беспоплавкового аппарата выше и при плавании под водой, там, где она больше всего необходима.

При ударе о подводное препятствие гораздо легче повредит тонкостенный поплавок, чем прочный корпус.

Маневренность. Маневренность беспоплавкового аппарата несравненно выше поплавкового. Передвигаясь в трехмерном водном! пространстве, аппарат совершает одновременно вертикальные и горизонтальные перемещения. Вертикальный маневр батискафа при погружении связан с выпуском бензина, а при всплытии - со сбрасыванием твердого балласта, у беспоплавкового аппарата расходуется значительно меньше балласта, а выпуска бензина или другого вида заполнителя вообще можно избежать. После израсходования балласта и бензина, предусмотренных для выпуска, батискаф вообще теряет маневренность по вертикали - ему остается только всплывать.

Подготовка к погружению. Беспоплавковый аппарат проще готовить к погружению; отсутствие заполнителя, склонного к воспламенению, упрощает подготовку. Не случайно даже при самом интенсивном обслуживании, имевшем место при поисках Триестом подводной лодки Трейлер, батискаф смог погружаться не чаще одного раза в неделю.

Обитаемость. У беспоплавкового аппарата объем прочного корпуса равен объему поплавка батискафа - отсюда очевидно, насколько там просторнее.

Стоимость постройки и эксплуатации. Постройка беспоплавкового аппарата обойдется дороже постройки батискафа в первую очередь из-за дороговизны высокопрочных материалов и сложности изготовления из них корпуса. Зато стоимость эксплуатации беспоплавкового аппарата должна быть ниже; его можно сделать автономным и эксплуатировать как подводную лодку.