Глубокая лодка
Краткий гид по рынку современных частных мини-субмарин
Недавно трехместный подводный аппарат Русского географического общества совершил погружение на дно Балаклавской бухты Черного моря. На глубине 82 метров исследователи осматривали останки византийских судов, предположительно затонувших в X-XI веке. Этот аппарат, C-Explorer 3, выпускается нидерландской компанией U-Boat Worx, и купить его может любой желающий. Впечатленные обтекаемыми и в чем-то спортивными формами мини-субмарины, мы решили посмотреть, какие еще подводные аппараты могут позволить себе богатые энтузиасты морских пучин.
C-Explorer 3 запустили с борта килекторного судна КИЛ-158 проекта 141 Черноморского флота ВМФ России. Всего Русскому географическому обществу принадлежат четыре аппарата, выпущенных U-Boat Worx: два трехместных C-Quester 3, один C-Explorer 3 и один пятиместный C-Explorer 5. Их стоимость составляет около 2,5-3 миллионов евро. Трехместный C-Explorer является одним из наименее дорогостоящих подводных аппаратов, предлагаемых U-Boat на продажу. Его водоизмещение составляет чуть больше шести тонн. Аппарат может погружаться на глубину до 300 метров и находиться там до 16 часов, причем в случае аварии люди смогут выживать в нем на протяжении не менее 96 часов.
Нидерландская субмарина оснащена четырьмя баллонами со сжатым воздухом. Объем каждого из баллонов составляет 50 литров, а давление воздуха в них достигает 200 атмосфер. Кроме того, C-Explorer 3 имеет два аварийных кислородных баллона объемом 20 литров. Для передвижения аппарат использует шесть электродвигателей: четыре для перемещения в вертикальной плоскости и два для хода по горизонтали. В подводном положении аппарат может развивать скорость до трех узлов. Работу электродвигателей обеспечивают 24 литий-ионных аккумулятора, полной зарядки которых хватает на шесть часов полного хода.
Помимо голландцев производством персональных подводных лодок занимается американская компания SEAmagine. Она выпускает целую линейку аппаратов, способных погружаться на глубину от 150 до 1500 метров и рассчитанных на два, три, четыре или пять пассажиров. Стоимость американских подлодок варьируется от одного до 4,2 миллиона долларов. Аппараты SEAmagine отличаются от других персональных подлодок, пожалуй, наилучшей обзорностью — в них пассажиры располагаются в полностью прозрачном сферичном жилом отсеке. Субмаринами американской компании пользуются, например, Walt Disney и археологи Техасского университета A&M.
Наиболее доступным аппаратом SEAmagine является двухместный Ocean Pearl. Эта субмарина может погружаться на глубину до тысячи метров, имеет водоизмещение около пяти тонн и может принимать на борт оборудование и пассажиров общей массой до 227 килограммов. Аппарат оснащен тремя электродвигателями мощностью десять лошадиных сил каждый: два для перемещения по горизонтали и один — по вертикали. Запаса воздуха в баллонах при нормальном погружении хватает на шесть часов, но в случае аварии подключатся вспомогательные баллоны. Люди смогут находиться в аппарате под водой до 96 часов.
Производством миниподлодок занимается еще одна американская компания — Triton Submarines. Она примечательна тем, что выпускает как простые субмарины с глубиной погружения до 300 метров, так и довольно сложные, способные «нырять» на десять тысяч метров. Самая «продвинутая» в ассортименте модель, Triton 36000/3, может погрузиться на десять километров за два часа, унося с собой трех пассажиров. Она продается за 25 миллионов долларов. Модели попроще стоят в среднем три-четыре миллиона.
Данных о владельцах своих субмарин компания не раскрывает. Известно, что в 2013 году телеканал Discovery арендовал у Triton Submarines аппарат Triton 1000/2, с борта которого снимали документальный фильм о кальмарах и подводной жизни в Арктике.
Трехместный Triton 3300/3 может погружаться на глубину до километра. Это наиболее часто покупаемая модель, водоизмещение которой составляет около восьми тонн. Аппарат имеет четыре двигателя по пять лошадиных сил, два из которых перемещают подлодку по горизонтали и два — по вертикали. Скорость полного хода под водой составляет три узла. В норме в погруженном состоянии субмарина может находиться до 12 часов, но в случае аварии люди в жилом отсеке смогут выживать на протяжении 96 часов.
Все перечисленные подлодки в целом похожи друг на друга. Но есть в США компания Deep Flight, решившая отличиться. Она выпускает субмарины Super Falcon, выполненные в виде самолетов: подводные аппараты имеют крыло и хвостовое оперение. Еще одна подлодка компании, Dragon, выпускается в корпусе, напоминающем гоночный болид. Подлодки компании Deep Flight продаются по цене от 1,2 до 3,5 миллиона долларов. Все они рассчитаны на двух пассажиров.
Super Falcon имеет два прозрачных купола на верхней части корпуса-фюзеляжа. Они предназначены для головы и не отличаются хорошей обзорностью. По сути пассажиры могут смотреть только по сторонам и вверх. Зато одномоторная субмарина оснащена двигателем мощностью в четыре лошадиные силы и может развивать скорость до шести узлов. Управляется она, кстати, почти как самолет — при помощи цифрового стика.
Василий Сычев
Пока лишь со скоростью 1,6 миллиметра в секунду
Американские инженеры разработали робота, способного автономно передвигаться в толще сыпучего материала, проталкивая себя вперед с помощью двух конечностей, напоминающих плавники. В испытаниях робот продемонстрировал способность передвигаться в песке на глубине около 127 миллиметров со скоростью до 1,6 миллиметра в секунду. Статья опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems. Сыпучие материалы, такие как песок, мягкие почвы, снег или лунный реголит, представляют собой довольно сложную среду для передвижения. Объекты, движущиеся в их толще, испытывают высокое сопротивление, возрастающее с глубиной погружения. Кроме того, сыпучая среда ограничивает возможности зондирования и обнаружения препятствий. Тем не менее инженеры пытаются создать роботов, способных передвигаться в таких условиях. Например, американские разработчики представили прототип робочервя, способного двигаться в толще песка. Для снижения сопротивления он выдувает перед собой воздух, и одновременно разматывает мягкую оболочку своей передней части, выталкивая ее вперед, в то время как остальное тело остается неподвижным. Это позволяет значительно снизить сопротивление движению. Однако для его работы требуется воздух, который приходится подводить с поверхности. Создать робота, который смог бы передвигаться в песке автономно, решили инженеры под руководством Ника Гравиша (Nick Gravish) из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Разработанный ими робот перемещается, проталкивая себя вперед через толщу сыпучей среды с помощью двух гибких конечностей, напоминающих плавники морской черепахи. Конечности состоят из пяти звеньев. Каждое звено способно вращаться относительно предыдущего, но углы их отклонений ограничиваются с помощью фиксаторов. В движение оба плавника приводятся через червячную трансмиссию с помощью единственного электромотора. При этом трансмиссия воздействует только на первые ближайшие к корпусу звенья. Благодаря фиксаторам, ограничивающим углы поворотов звеньев, при движении вперед конечности изгибаются, испытывая меньшее сопротивление среды, а при движении назад наоборот, распрямляются, позволяя роботу отталкиваться от песка. На концах конечностей разработчики поместили сенсоры, с помощью которых робот может обнаруживать расположенные сверху объекты. Корпус робота длиной около 26 сантиметров имеет прямоугольное сечение и утолщение в передней части, которое позволяет снизить сопротивление песка при движении. Нос робота заострен и имеет наклонную поверхность сверху, которая необходима для компенсации подъемной силы, возникающей при движении в песке. С этой же целью по бокам после проведенных тестов пришлось разместить два дополнительных наклонных неподвижных плавника, так как робот имел тенденцию задирать нос при движении под действием выталкивающей силы. Чтобы избежать попадания песчинок в механизм, конечности поместили в чехлы из нейлоновой ткани. Разработчики протестировали робота, погруженного на глубину 127 миллиметров в песок, сначала в небольшом искусственном резервуаре, а после в естественных условиях в песке на пляже. В сухом песке робот смог развить скорость 1,6 миллиметра в секунду. В более влажном песке на пляже робот двигался медленнее, со скоростью около 0,57 миллиметра в секунду. В будущем инженеры планируют увеличить скорость передвижения робота, а также научить его самостоятельно погружаться в песок. Ранее мы рассказывали об исследовании, в котором физики выяснили, что происходит со структурой песка при передвижении по нему с помощью прыжков. Они обнаружили, что при правильно подобранном времени задержки между приземлениями и новым толчком, можно увеличить высоту прыжка на 20 процентов и даже больше.