Bathyskafe – co to je? Design

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:02

Pokud jste někdy sledovali slavné filmy týmu Cousteau o podmořském světě, pak jste si nemohli nevzpomenout na úžasná podvodní vozidla podobná vesmírné lodi - batyskafy. Co je tedy na batyskafu zajímavého, co se s ním dá prozkoumat? S pomocí těchto plavidel se člověk může ponořit do hlubin oceánu za vědeckými pozorováními a poznáním tajemných hlubin oceánů.

Etymologie jména

Batyskaf vděčí za své jméno Augustu Piccardovi, vynálezci, který tento přístroj vynalezl. Slovo je odvozeno z dvojice řeckých slov, která znamenají „nádoba“a „hluboká“. „Hlubinné plavidlo“oslaví v roce 2018 své 80. výročí.

Vynález batyskafu

Piccard vynalezl hlubinnou ponorku brzy po konci druhé světové války, v roce 1948. Předchůdci batyskafů byly batysféry – hlubinné dopravní prostředky ve tvaru koule. První taková loď byla vynalezena v Americe ve 30. letech dvacátého století a dovedně se potápěla do hloubek až 1000 metrů.

Rozdíl mezi batyskafem a batysférou je ten, že batysféra se může pohybovat nezávislehustší než voda. Rychlost pohybu je sice malá a dosahuje 1-3 uzlů, ale to stačí ke splnění vědeckých a technických úkolů přidělených zařízení.

Před válkou Švýcaři pracovali na stratosférickém balónu a dostal nápad vyrobit podvodní plavidlo v principu podobné letadlům jako vzducholoď a balón. Pouze u batyskafu se místo balonového balonu, který je naplněn plynem, musí balon naplnit nějakou látkou o hustotě menší než má voda. Princip fungování batyskafu tedy připomíná plovák.

Zařízení Bathyscaphe

Jak funguje batyskaf, co je to gondola a plovák? Design různých modelů batyskafů je podobný a zahrnuje dvě části:

• lehké tělo, nebo jak se také nazývá - plovoucí;
• odolný trup, neboli takzvaná gondola.

Hlavním účelem plováku je udržet batyskaf v požadované hloubce. K tomu je několik oddílů vybaveno lehkým tělem naplněným látkou, která má hustotu nižší než má slaná voda. První batyskafy byly plněny benzínem, zatímco ty moderní používají jiná plniva – různé kompozitní materiály.

Vědecké vybavení, různé řídicí a podpůrné systémy, posádka batyskafu je umístěna uvnitř silného trupu. Kulové gondoly byly původně vyrobeny z oceli.

Moderní ponorky mají robustní trup vyrobený z titanu, hliníkových slitin nebo kompozitních materiálů. Nejsoujsou náchylné ke korozi a splňují požadavky na pevnost.

Jak riskantní je potápění v batyskafu?

Hlavním problémem všech hlubinných ponorek a ponorek je obrovský tlak vody, který se zvyšuje s hloubkou. Trup se stlačuje stále silněji a batyskafový lokátor rovnoměrně klesá.

Nedostatečně pevný trup podvodního plavidla se může zdeformovat nebo zničit, což povede k potopení plavidla a ztrátě drahého výzkumného zařízení a ztrátě životů. Nedostatečně navržené systémy podpory života, baterie, velké množství složité elektroniky, chemikálií a materiálů ze stlačení trupu ve velkých hloubkách zvyšují pravděpodobnost požáru a nehod.

Omezené možnosti kontroly prostoru kolem aparátu navíc s sebou nesou hrozbu srážky batyskafu se skalami nebo jinými překážkami. Lokátor batyskafu, rovnoměrně ponořený svisle do vodního sloupce, je nemůže vždy detekovat kvůli zvláštnostem šíření akustických vln ve vodním prostředí.

Potápění této lodi je tedy složitá a zodpovědná operace, která vyžaduje pečlivou a předběžnou přípravu.

Dále si povíme něco o prvním batyskafu, o jaký druh přístroje se jedná, jeho technické vlastnosti a zajímavá fakta.

První batyskafy

První batyskaf, vynalezený O. Piccardem, mělnázev „FNRS-2“, sloužil ve francouzském námořnictvu po dobu 5 let a byl vyřazen z provozu v roce 1953. Jako náplň v tomto zařízení byl použit benzín, který má hustotu 1,5krát nižší než hustota vody.

Kabina batyskafu, stejně jako v letectví, nazývaná gondola, měla kulový tvar a tloušťku stěny 90 mm. Dva lidé se do něj snadno vejdou.

Hlavní nevýhodou FNRS-2 bylo umístění poklopu pro vstup do batyskafu. Byl v podvodní části přístroje. Do gondoly batyskafů bylo možné vstoupit a vystoupit z ní, pouze pokud bylo zařízení na nosné lodi.

Druhým modelem batyskafu byl FNRS-3. Tento přístroj se začal používat pro hlubokomořský výzkum od roku 1953 až do 70. let dvacátého století. Tato loď se stala muzeem. V současné době se FNRS-3 nachází ve Francii, v Toulonu.

Podle technických výpočtů se zařízení, stejně jako jeho předchůdce, mohlo ponořit do hloubky až 4 kilometrů. Plavidlo mělo stejný design gondoly jako FNTS-2, ale zbytek modelu byl výrazně vylepšen.

Specifikace

Bathyskafy různých generací lze porovnávat pomocí jejich technických vlastností.

	FNRS-2	FNRS-3	"Trieste" (modernizované)	"Archimedes"	"Jiaolong"	Deepsea Chalanger
Počáteční rok	1948	1953	1953	1961	2010	2012
Země	Francie	Francie	Francie	Itálie, Německo, poté USA	Čína	Australská soukromá společnost
Průměr gondoly (vnější/vnitřní), mm.	2180/2000	2180/2000	2180/1940	2100/1940
Tloušťka stěny gondoly, mm	90	90	120	150
Suchá hmotnost, t	10	10	30	60	22	12
Použitá plováková kapalina	benzín	benzín	benzín	benzín		syntaktická pěna
Objem kapaliny v plováku, l	32000	78000	86000	170000
Posádka, lidé	2	2	2	2	3	1
Hloubka ponoření, m	4000	4000	11000	11000	7000	11000

Bathyscaphe "Trieste"

Čím je tento batyskaf známý, o jakou loď se jedná, lze podrobněji porozumět? Na začátku roku 1960 provedl Terst první ponor na dno Mariánského příkopu v Tichém oceánu. Tuto operaci s kódovým označením „Projekt Nekton“provedlo americké námořnictvo ve spolupráci se synem vynálezce batyskafu Jacquesem Picardem.

Navzdory bouřlivému počasí 26. ledna se uskutečnil první ponor v historii lidstva do 10 900 metrů. Hlavním objevem, který vědci toho dne učinili, je, že na dně Mariánského příkopu je život.

Batyscaphe Deepsea Chalanger

Tato ponorka, pojmenovaná po hlubokomořském příkopu, je známá tím, že ji v březnu 2012 používal James Cameron. Slavný filmař dosáhl dna Challenger Deep, což je jiný název pro Marianský příkop, 26. března.

Byl to čtvrtý sestup do nejhlubšího bodu oceánu v historii lidstva, pozoruhodný tím, že byl nejdelší v čase a provedl ho jeden člověk. Lokátor batyskafu, který se rovnoměrně svisle noří do propasti, prozkoumal dno a režisér získal inspiraci k vytvoření pokračování fantastického filmu Avatar.

Bathyscaphe locator

Hydroakustická stanice je batyskafový lokátor, který rovnoměrně sleduje vodní sloupec a detekuje kameny, dno a další překážky. To je snad jediný prostředek, který umožňuje „vidět“, nebo spíše „slyšet“pod vodou. Lokátor batyskafu, který se rovnoměrně noří do hloubky, jsou ve skutečnosti uši přístroje.

Incidence batyskafů

V srpnu 2005 se u pobřeží Kamčatky potopil batyskaf ruského námořnictva. Hlubinná ponorka se sedmičlennou posádkou se zamotala do rybářských sítí v hloubce asi 200 metrů.

Na místo dorazily záchranné lodě a pokusily se přemístit batyskaf do mělčích hloubek, aby pak s pomocí potápěčů provedly záchrannou operaci. Po neúspěšných pokusech se ruští námořníci obrátili na své britské kolegy.

Společná rusko-britská záchranná operace pomocí hlubinného robota byla úspěšná, celá posádka byla zachráněna a batyskaf byl vyzdvižen na povrch.