Николай Вершинский - Окно в подводный мир
Но разве сани могут считаться удовлетворительным средством передвижения по морскому дну! В самом деле, предположим, что нам необходимо детально осмотреть какой-то участок. Для этого необходимо постепенно, метр за метром, передвигать передающую камеру, делая остановки в нужных местах. Как быть в этом случае? Делать это, маневрируя судном, с которого опущена камера? Однако передвижение с места на место в пределах нескольких десятков метров даже не очень большого судна вызывает, как правило, большие затруднения.
Перемещать камеру с помощью тросов вдоль борта судна? Допустим. А что делать, если нужно осмотреть какую-то скалу, находящуюся в 5-10 метрах по перпендикуляру от борта судна? Поскольку у судов бокового хода нет, то ничего иного не остается, как судну сниматься с якоря, проходить немного вперед или назад, долго маневрировать, прежде чем удастся попасть в нужную точку. Ведь нет никакой гарантии, что с первого захода удастся выйти на нужное место и что маневр не придется повторять несколько раз. Это отнимает много времени и утомляет экипаж.
Не маневрируя судном, задачу можно решить, если поставить передающую камеру на самоходную тележку, способную передвигаться по морскому дну. Одна из последних заграничных самоходных тележек для этой цели имеет гусеничный ход и способна удаляться до 8 километром от своей базы. Она имеет около десятка различных телевизионных камер. Глубину погружения предполагают вскоре довести до 6 километров. С появлением подобных тележек подводное телевидение получило ноги. На гусеницах тележка способна передвигаться по морскому дну. А как быть, если надо осмотреть затонувшее судно или пролезть под ним? Такая надобность встречается при аварийно-спасательных работах. Для обеспечения спасательных операций под затонувшем судном бывает необходимо протащить стропу (так называется прочная стальная лента, к которой потом прикрепляются понтоны для подъема затонувшего судна на поверхность). Но если самоходная тележка будет зарываться в ил, стремясь пройти под затонувшим судном, то она сильно замутит воду и оператор не сможет ничего увидеть с помощью телевизионной камеры. Как же в этом случае он будет управлять тележкой? Тут на помощь может прийти кибернетика.
Кибернетика позволяет снабдить самоходную тележку необходимыми автоматическими устройствами, наделенными некоторыми «познаниями» на случай, если на пути встретятся какие-либо препятствия. Например, она сможет самостоятельно зажечь газовую горелку и проделать себе проход.
Макет подобной тележки построен инженером А. С. Абрамовым. Тележка имеет колеса, обладающие магнитным притяжением. Благодаря этому она может передвигаться по стальной обшивке судна под водой и нести на себе небольшой груз. Тележка имеет руль, с помощью которого ее можно направить в любую сторону. За собой тележка тянет кабель. Подобные тележки с передающими камерами можно будет применять со временем для осмотра судов без захода в док.
Однако даже хорошая самоходная тележка не может решить всех задач, возникших при подводных наблюдениях. Ведь очень часто бывает нужно осмотреть какой-то предмет, который находится не только в стороне от экспедиционного судна, но и в нескольких метрах над дном. Такой случай возникает, например, при необходимости осмотра сетей или других орудий лова, находящихся на несколько метров выше дна моря. В этом случае самоходная тележка помочь уже не сможет. Поэтому необходимо иметь возможность маневрировать передающей камерой по вертикали. Подобные камеры уже существуют. Такая камера имеет многие узлы, делающие ее похожей на подводную лодку. Например, в верхней части самоходной камеры имеется бак, который является балластной цистерной. Сбоку камеры имеются баллоны со сжатым воздухом, служащим для продувки балластной цистерны и, возможно, для питания двигателей двух гребных винтов. Камера связана с судном-маткой (или с берегом) специальным кабелем, длина которого достигает 600 метров. Она имеет подводные светильники, легко управляется и обладает достаточно высокой точностью хода. Но у такой камеры имеются и недостатки, свойственные подводным лодкам. Это прежде всего ограниченная глубина погружения. Для того чтобы избавиться от этого ограничения, при создании глубоководных самоходных телевизионных камер, видимо, предстоит воспользоваться опытом, накопленным в строительстве батискафов.
Заслуживает внимания предложенная недавно профессором Пикаром идея создания подводного «вертолета» для изучения предельных глубин океана.
СТАЛЬНАЯ РУКА
«…Странную картину видели недавно ученые-атомники, приглашенные в одну из лабораторий фирмы «Дженерал электрик».
В комнате ловко двигалась замысловатая машина, похожая на марсианина из фантастических романов. Как заправский кавалер, она помогала даме надевать и снимать пальто, доставала и подавала ей различные вещи. Движения кавалера были точными и ловкими». Это — отрывок из статьи в журнале «Знание — сила» (№8 за 1957 год), в которой описывается «стальной кавалер» — робот, построенный для работы на атомных центрах. Во время описанной демонстрации робот управлялся по многожильному кабелю длиной всего 6 метров, но предполагается, что в дальнейшем будет возможно управление им по радио на расстоянии до 6000 километров.
В павильоне, посвященном мирному использованию атомной энергии, на Выставке достижений народного хозяйства СССР, в Москве, есть любопытный экспонат — механические «руки» или манипуляторы. После небольшой практики нетрудно научиться производить с их помощью различные несложные операции в большом застекленном шкафу, находясь от него на расстоянии в несколько метров. Работа «рук»-манипуляторов очень точна. С помощью их можно сделать даже свою подпись, сохраняя характерные особенности почерка.
Возникает вопрос: нельзя ли снабдить механическими «руками» подводную телевизионную камеру? Они могли бы оказаться очень полезными в тех случаях, когда нужно поднять со дна какой-либо предмет или взять образец данной растительности.
Но большинство известных конструкций механических «рук» основано на использовании тросов, связывающих исполнительный механизм, т. е. собственно механическую «руку», с датчиком, управляемым оператором. Ясно, что с помощью тросов нельзя передать движение на достаточно большое расстояние, необходимое для выполнения подводных работ. Ведь наибольший интерес представляет использование механически к их рук для работы на глубинах до 500-1000 метров. Такой длины тросик в воду не опустишь!
Очевидно, механическая «рука» для подводных работ должна быть достаточно сильной для выполнения самых тяжелых работ. А управление действиями механической руки должно производиться по кабелю. При таком разделении функций от оператора уже не потребуется значительных усилий. Он должен лишь управлять каким-то командным устройством, а вся механическая работа ляжет на исполнительный механизм. Система управления должна быть очень гибкой и с максимальной четкостью обеспечивать выполнение команд оператора.
Весьма важно создать в механических «руках» некоторое подобие чувства осязания.
Известно, например, что искусный машинист тяжелого пневматического молота может разбить с его помощью скорлупу ореха, не раздавив зерна! При достаточно совершенной системе управления квалифицированный оператор настолько «сливается» со своей машиной, что вырабатывает как бы осязание «на кончиках пальцев» мощной механической «руки». Оператору манипулятора во многих случаях очень важно знать, с какой силой он воздействует на тот или иной объект. Частичным решением задачи является снабжение «рук» различными индикаторами, которые могли бы показывать усилие, развиваемое клешней при захвате той или иной детали.
Очевидно, подобная сигнализация не сможет заменить чувства осязания. Удастся ли практически при работе с мощным механическим захватом, сила которого значительно превосходит человеческую, все же иметь в любой момент более или менее точное представление о развиваемом усилии? На этот и на другие важные вопросы, возникающие перед конструкторами, должны дать ответ исследователи.
Для управления манипуляторами предлагают применить сельсины. Так называются особые электрические машины, позволяющие точно повторять механическое движение на расстоянии. Механическая рука, предназначенная для выполнения хотя бы самых простейших работ под водой, должна «уметь» делать несколько различных движений. Например, для отвинчивания или завинчивания гаек необходимо вращательное движение, сжимание и разжимание клешни и несколько других движений, требующихся для приближения к гайке (т. е. вправо — влево, вверх- вниз, вперед — назад). Получается, что нужно иметь минимум пять-шесть сельсинов для осуществления такого же количества различных движений. Только в этом случае мы будем иметь возможность с большим или меньшим успехом производить простейшие работы под водой. Каждый сельсин требует пять проводов. Пять сельсинов — двадцать пять проводов. Это много, получится толстый кабель. Но главная беда не в этом. Настоящее затруднение заключается в том, что нет сельсинов, пригодных для работы в морской воде под большим давлением. Следовательно, нужно еще каждый сельсин заключать в герметичный кожух!
