Страница 7 из 8
Как, однако, это сделать? Ведь увеличить момент инерции любого предмета — это значит увеличить его массу и увеличить расстояние этой массы от оси вращения. Но увеличить массу — значит сделать предмет более тяжелым. А это очень нежелательно. Передающая камера подводной телевизионной установки не должна весить на воздухе больше 50 килограммов, иначе с ней трудно обращаться во время качки судна. Массу механизма поворота желательно сделать по крайней мере в 10 раз больше массы камеры: десятикратное увеличение момента инерции камеры является минимальным. Лучше, если масса поворотного механизма будет больше, например, в 100 раз. Тогда при повороте камеры вращающий ее механизм будет оставаться практически неподвижным. Но в этом случае слишком уж тяжелой получается вся комбинация из камеры и механизма для ее поворота.
Выход был все же найден.
Любое тело, находящееся в воздухе или в воде, как бы присоединяет к себе некоторое количество окружающего его воздуха или воды. Иначе говоря, во всех движениях данного тела принимает участие некоторое количество окружающего его вещества. Присоединенная масса зависит от формы тела. Для тел хорошо обтекаемой формы она мала. Наоборот, для тел плохо обтекаемой формы присоединенная масса велика. Например, для хорошо обтекаемого тела веретенообразной формы (для дирижабля) присоединенная масса (вычисленная от его объема) составляет всего лишь 8 процентов. У шара присоединенная масса равна 50 процентам, а для плоской пластинки она еще больше. Вот эту-то массу и удобно использовать для стабилизации механизма поворота. Следует лишь снабдить его кожух плоской пластинкой достаточных размеров. При погружении в воду к пластинке присоединится значительная масса окружающей ее воды — и необходимый высокий момент инерции обеспечен. А поднимать и спускать камеру будет нетрудно, так как стабилизатор из легкого сплава весит мало!
Первый опыт мы сделали в лаборатории. Вместо передающей камеры Александр Сергеевич Абрамов, инженер и главный механик лаборатории, взял кусок здоровенной трубы из красной меди и подвесил ее к потолку на тонком тросе. Труба повисла над полом в горизонтальном положении. К трубе снизу он прикрепил электромоторчик с редуктором, на выходном валу которого укрепил в качестве стабилизатора флажок из фанеры. Под трубу снизу подставил большой противень с водой, в которую погрузился флажок. Большинство сотрудников лаборатории с недоверием смотрело на странное сооружение. Но при включении тока в цепь моторчика тяжеленная труба вдруг начала медленно вращаться! Правда, стабилизатор в воде тоже не оставался на месте. Но все же это был успех.
Были сделаны необходимые вычисления, и конструктор Б. Рыхлов разработал компактный механизм, который был способен поворачивать шаровидную передающую камеру в море.
Спустя несколько месяцев мы производили испытания нового устройства в Голубой бухте. В чистой воде у борта экспедиционного судна «Форель» было хорошо видно, как большой и тяжелый стальной шар, повинуясь воле оператора, поворачивался в любом направлении: вправо и влево, вверх и вниз; а большой стабилизатор, прикрепленный к корпусу, в котором был заключен механизм, оставался практически неподвижным. Стоял, что называется, как вкопанный. Это была уже настоящая победа!
Присоединенная масса, многим казавшаяся мифической, работала великолепно!
ОТ САНЕЙ К ПОДВОДНОМУ ВЕРТОЛЕТУ
Представим себе, что мы решили осмотреть с помощью подводной телевизионной установки какой-то участок морского дна. Для этого мы спустим передающую камеру в море, попросим капитана дать самый малый ход и будем буксировать нашу камеру. Но дно моря редко бывает ровным, и очень скоро может случиться так, что иллюминатор камеры зароется в ил, а то. еще хуже, камера ударится о скалу. Как же надо поступать, чтобы этого не случилось? Первоначально мы применили для буксировки камеры… сани. Да, более или менее обычные стальные сани, которые едут на буксире у судна по морскому дну, а на санях укреплена передающая камера, объектив которой смотрит на дно.
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.