Виктор Сабунаев - Занимательная ихтиология
Как человек заглянул в подводный мир
Еще в давние времена людям хотелось знать, что делается в глубинах морей и океанов. И первыми, кто заглянул в подводный мир, были ныряльщики. Нырять люди научились в глубокой древности. Они доставали с морского дна ракушки, целебные водоросли, жемчуг. В «Илиаде» мы встречаем такие строки: «Как быстро нырнул Кебрион! Будь это в море, он мигом добыл бы устриц, ныряя с корабля. Есть, я вижу, и между троянцами водолазы!» — восклицает один из героев поэмы Протокл, наблюдая, как падает с колесницы сраженный им Кебрион.
А вот еще факт, он свидетельствует о том, что греки умели не только нырять, но и производить под водой простейшие водолазные работы. Историк Фукидид, рассказывая о колонизации восточного побережья Сицилии, упоминает такой эпизод. Жители Сиракуз, желая предотвратить вторжение в свои воды вражеских кораблей, вбили сваи в дно бухты, на берегах которой располагался город. Однако афиняне не растерялись. Они скрытно спустили в воду ныряльщиков, и те, подпилив сваи, открыли путь кораблям. Кстати, уже тогда людям были известны примитивные водолазные приспособления. Аристотель упоминает, что ловцы губок опускались под воду, надев на голову перевернутый горшок. При строго вертикальном положении в горшке оставалось немного воздуха, которым и дышал ныряльщик.
Так же поступали в старину и наши запорожцы: спрятавшись под перевернутыми кверху дном лодками, они незаметно подплывали к врагам.
Принцип устройства подводного колокола люди, скорей всего, позаимствовали у водяного паука. Этот «водолаз» сооружает под водой купол из паутины, прикрепляет его вершину к какому-нибудь растению и постепенно наполняет свое жилище воздухом. Делает это паук так. Поднимаясь на поверхность, он с помощью особых волосков на теле набирает порцию воздуха и затем с воздушной ношей возвращается на свою стройку. Путешествие за воздухом повторяется несколько раз. Окончив работу, паук забирается под купол — здесь у него и столовая, и спальня, и детская, живи в свое удовольствие!
В 1538 году в Толедо был построен большой глиняный колокол со свинцовыми грузилами. В нем на дно реки Тахо опустились два человека. Они пробыли под водой около часа.
Через сто лет водолазы при погружении колокола стали брать с собой бутыли, наполненные воздухом. И это позволяло им несколько дольше оставаться под водой.
В XVIII веке появились аппараты, из которых выдыхаемый водолазом воздух удалялся, а свежий нагнетался с помощью насосов. Постепенно эти аппараты становились все совершеннее, и в 1844 году в примитивном водолазном шлеме под воду спустился первый ученый, профессор М. Эдварс.
В наше время применяются два типа водолазного снаряжения: мягкий и жесткий скафандры.
Мягким скафандром пользуются для погружения на глубину до 150 метров. Скафандр состоит из шлема и комбинезона. Верхнюю часть шлема называют котелком, нижнюю — манишкой. В котелке несколько окошечек с толстыми стеклами. Сзади к котелку припаян рожок, к нему присоединяют шланг для подачи воздуха, сбоку находится отверстие с клапаном для выдыхаемого воздуха. Комбинезон состоит из нескольких слоев прорезиненной ткани, а воротник рубахи — из резины. Чтобы увеличить вес, водолазу спереди и сзади навешивают грузы, а на ноги надевают галоши со свинцовой подошвой, — ведь иначе он не смог бы ходить под водой. Весит снаряжение около 50 килограммов.
Жесткий скафандр делается из стали. Он абсолютно водонепроницаем, но зато очень тяжел — весит 450–500 килограммов. В таком одеянии можно безбоязненно опуститься на 250 метров, но двигаться и работать в нем трудно. И конструкторы стали думать о более удобном приспособлении для спуска под воду. К тому же и глубина в 250 метров, на которую можно было опуститься в жестком скафандре, не устраивала ученых. Им хотелось поглубже заглянуть в пучины океана.
Жесткий скафандр.
В 1927 году американский ихтиолог В. Биб приступил к постройке своего подводного аппарата. Он построил его в виде цилиндра, но не учел, что на больших глубинах цилиндр может не выдержать давления воды. И действительно, первые же опыты убедили ученого, что форму для аппарата он выбрал неудачно. Но В. Биб не отказался от своей идеи. Он привлек к работе опытного инженера-механика О. Бартона и вместе с ним создал новый, шарообразный, аппарат — батисферу (по-гречески «батисфера» — «глубоководный шар»). Диаметр батисферы равнялся 1,35 метра, толщина стенок — 30 сантиметров, а иллюминаторы были изготовлены из прочного кварца. Весил аппарат около 2,5 тонны.
Из-за недостатка места внутри подводного шара удалось установить лишь самые необходимые приборы. К корпусу батисферы была приделана большая скоба. Привязав к скобе прочный стальной трос, батисферу опускали под воду с борта корабля. Предприятие было рискованное: стоило тросу оборваться — и пассажиры оказались бы погребенными на дне океана.
И тем не менее бесстрашные исследователи в 1930–1932 годы несколько раз опускались под воду. Максимальная глубина, которой им удалось достичь, была 730 метров.
В июле 1934 года, после капитального ремонта батисферы, В. Биб и О. Бартон совершили в районе Бермудских островов рекордное погружение на глубину 923 метра. Это было интересное путешествие под воду. В. Бибу удалось обнаружить и зарисовать много новых видов глубоководных рыб.
Батисфера Биба.
Вначале материалам ученого не особенно верили, считали неведомых обитателей глубин плодом его воображения. Но затем многих из описанных Бибом рыб удалось сфотографировать, а некоторых даже поймать.
В 1949 году О. Бартон установил новый рекорд погружения батисферы — 1375 метров. Но опуститься на большую глубину в батисфере, привязанной к надводному кораблю, оказалось невозможным: длинный тяжелый трос рвался от собственного веса.
И тогда инженерам пришла мысль использовать для изучения глубин гидростат, ведь при обрыве троса гидростат мог самостоятельно всплыть на поверхность.
Первый гидростат спроектировал инженер Ганс Гартман. Он опустился в нем на глубину 458 метров.
В Советском Союзе в тридцатые годы гидростаты отечественного производства широко использовал ЭПРОН для подъема затонувших судов.
В 1953 году советские ихтиологи на специальном гидростате занялись изучением глубин Баренцева моря. Гидростат состоял из двух стальных цилиндров, соединенных друг с другом. Его высота равнялась 2,6 метра, наибольший диаметр — 0,8 метра, а вес составлял 1,1 тонны. Исследователь усаживался на вращающееся кресло и мог наблюдать подводный мир в любое из пяти имевшихся в аппарате окон. Гидростат был снабжен прожектором и связан с кораблем телефоном.
Гидростат.
Ученые узнали много нового о жизни и поведении промысловых рыб Баренцева моря. Выяснили, что треска не боится шума двигателя и ультразвуковых волн эхолота, что электрический свет действует на рыб различно: одних, преимущественно молодь, привлекает, а более крупных — отпугивает.
Несколько лет назад советские конструкторы построили гидростат «Север-1». С него было удобно вести подводные фотокиносъемки и наблюдать за работой рыболовных снастей.
Самая большая глубина, на которую можно спуститься в гидростате, 600 метров.
Но даже наиболее усовершенствованные аппараты, привязанные к кораблю, вскоре перестали удовлетворять исследователей, ведь у таких аппаратов небольшая маневренность, и они не пригодны для изучения больших глубин. Поэтому ученые настойчиво продолжали свои поиски. Один из них, талантливый швейцарский физик Август Пикар, еще в 1933 году начал трудиться над созданием снаряда для покорения глубин. До этого времени Пикар интересовался астрофизикой и в 1932 году на стратостате собственной конструкции поднялся на высоту 17 тысяч метров. Тогда это был мировой рекорд высоты.
Новый глубинный аппарат был построен им по такому же принципу, как и воздушный шар. Изобретатель назвал его батискафом, что в переводе с греческого означает — глубинная лодка. Батискаф А. Пикара состоял из двух частей: поплавка и стальной кабины, в которой помещался экипаж. Поплавок наполнялся жидкостью, более легкой, чем вода. Для погружения аппарата использовался балласт.
Идея батискафа проста, но при его проектировании и постройке ученому пришлось решать много сложных задач. Поплавок и кабина должны были выдерживать огромное давление и не пропускать ни капли воды, балласт отделяться безотказно, жидкость не просачиваться из поплавка. Потребовалось много времени и усилий, чтобы подготовить батискаф к испытанию.
Впервые под воду А. Пикар спустился в 1948 году, причем всего только на глубину 25 метров. Затем ученый провел целую серию испытаний, во время которых выявил много недостатков своего подводного корабля. Но пробные погружения показали главное — идея осуществима.
