Исследовательское судно FLIP: полвека «кувырков»
На стыке пятидесятых и шестидесятых годов прошлого века – в разгар Холодной войны – ученые обеих сверхдержав трудились над созданием нового вооружения и улучшением характеристик старого. В области оружия и новых технологий для флота исследователи видели определенные перспективы в развитии гидроакустических систем. Таким образом можно было облегчить обнаружение подлодок и морских мин противника, а также повысить эффективность средств поражения. Только ряд особенностей исследований свойств воды повлек за собой несколько проблем, для решения которых пришлось искать совершенно необычные методы. Самому интересному из них – исследовательскому судну FLIP на днях исполняется 50 лет.
Главной проблемой был шум. Надводное судно (именно такие плавсредства почти всегда используются учеными) подвержено воздействию волн. Кроме того, собственные системы судна создают заметный фоновый шум. Для сверхчувствительной аппаратуры, без которой невозможны серьезные исследования, даже незначительное гудение судового двигателя оказывается сродни реву реактивного двигателя вблизи от человеческого уха. Решением проблемы шума могло быть погружение платформы с датчиками на определенную глубину. Однако и тут были свои загвоздки: прежде всего, сказывалось течение, сносившее платформу от места спуска. Нужно было придумать нечто совершенно новое и необычное.
Свое видение стабилизации датчиков и изоляции их от паразитных шумов в самом начале шестидесятых представили ученые Ф. Фишер и Ф. Списс из Морской физической лаборатории Института океанографии Скриппса (США). По их задумке, датчики следовало размещать на борту исследовательского судна и выводить на заданную глубину при помощи его погружения. Поскольку воплотить эту идею на базе конструкции подводных лодок не удалось – сказался ряд особенностей их конструкции – Фишеру и Списсу пришлось перерабатывать идею в более конкретный и понятный для судостроителей вид. В результате совместных усилий сотрудников Института океанографии, подключившегося к программе Управления ВМС США по морским исследованиям и судостроительного завода Gunderson Brothers Engineering в 1962 году было спущено на воду исследовательское судно FLIP.
Название судна расшифровывается как FLoating Instrument Platform – Плавающая инструментальная платформа. Одновременно с исходным значением акроним звучит как английское слово «сальто» или «кувырок». Такая игра слов была не случайной: от всех прочих судов, военных и морских, FLIP отличает одна уникальная способность. Датчики исследовательской аппаратуры действительно устанавливаются на самом судне. Для них выделили объем в кормовой части. А вот беречь их от лишнего шума предлагалось совершенно неординарным методом. Перед началом исследования FLIP в буквальном смысле становится на корму.
Пару слов о конструкции необычного плавсредства. Внешне оно представляет собой некий гибрид корабля и подводной лодки: в носовой части имеется классический корпус с надстройкой, длинным трапом и стрелами кранов. Если двигаться от носа судна к корме, то можно заметить, что через 15-17 метров после начала «путешествия» надстройка резко обрывается, а нижняя часть корпуса заметно сужается. Далее, до самой кормы, 90 метров корпуса судна FLIP представляют собой цилиндрический агрегат, похожий на корпус подводной лодки. Внутри этого цилиндрического корпуса переменного сечения находятся объемы для исследовательской аппаратуры, а также десять балластных цистерн. Перед началом исследования FLIP выводится в заданную точку, после чего экипаж начинает заполнять цистерны. Первыми наполняются те из них, которые расположены в самой корме – благодаря удалению от центра тяжести судна это позволяет точнее регулировать скорость погружения. При этом носовая часть «Флипа» сохраняет положительную плавучесть. В итоге, когда балластные цистерны заполнены нужным объемом воды, над водой остается только часть цилиндрического корпуса и нос судна. По окончании исследований цистерны продуваются сжатым воздухом и FLIP возвращается в горизонтальное положение. На один подобный «кувырок» уходит порядка получаса. Во время исследовательской работы в «вертикальном положении» FLIP может находиться на месте, удерживаемое тремя якорями, а может дрейфовать.
Оригинальный способ эксплуатации, гидрологическое предназначение и наличие балластных цистерн сказались не только на компоновке судна, но и на составе его узлов и агрегатов. Так, FLIP не имеет какого-либо движителя. К месту исследований судно доставляется при помощи буксира. Для обеспечения работы систем оно оснащено двумя дизельными генераторами мощностью по 150 киловатт каждый и одним резервным на 40 кВт. Во избежание воздействия на датчики все три генератора установлены на амортизаторах в носовой части судна. Также совокупность особенностей FLIP обусловила необходимость в трех стрелах, при помощи которых судно бросает три девятитонных якоря. Кроме якорей за сохранение положения судна отвечает небольшой гребной винт с гидроприводом, установленный в средней части FLIP.
Но самое примечательное нововведение, вызванное «кувырканием» – компоновка жилых помещений. Гидрологические исследования, которыми занимается FLIP, порой требуют находиться на одном месте в течение нескольких недель. Рекорд продолжительности одной такой смены – 45 суток. В течение этого времени на судне находится пять человек экипажа и до семи ученых. Естественно, они должны иметь нормальные условия проживания. Для этого все бытовое «оборудование» выполнено так, что его можно использовать при обоих положениях «Флипа». К примеру, койки экипажа и исследовательской группы закреплены на поворотном механизме и могут фиксироваться в двух положениях. То же самое относится к оснащению камбуза, санузлов и т.д. Что касается научного оборудования, то несколько помещений на судне целиком отданы под него. При этом ряд «ящиков» научного назначения размещен на судне так, что вне зависимости от положения FLIP они находятся на полу у стены. Кроме того, некоторые панели с приборами могут поворачиваться вокруг оси для сохранения одной и той же ориентации. «Перевороты» интерьера завершаются расположением дверей. Для удобства команды все помещения имеют по две взаимно перпендикулярные двери. Как шутят моряки, которым довелось работать на FLIP, главное – не забыть, палуба перед тобой или стена.
Однако, несмотря на техническую оригинальность конструкции, FLIP все же является платформой для научного инструментария. За полвека работы судно успело побыть носителем десятков различных систем. В ходе десятилетий научной работы и сотен выходов в море команда научного судна смогла выяснить множество фактов относительно взаимодействия разных слоев воды, распространения сейсмических волн в океане, теплообмена в толще воды и на поверхности и т.д. В настоящее время на FLIP установлен комплекс ADONIS (Acoustic Daylight Ocean Noise Imaging System – Акустическая система визуализации океанического шума). Оборудование ADONIS обрабатывает сигнал со 126 микрофонов и формирует трехмерное изображение видимых, а точнее слышимых окрестностей. Интересно, что при создании комплекса было применено ноу-хау, ранее использовавшееся в тепловизионной технике. На экраны системы ADONIS выводится изображение, различные участки которого окрашены в разные цвета. Конкретный цвет зависит от частоты принимаемого звукового сигнала. Благодаря этой технологии удалось значительно облегчить работу оператора системы и упростить последующий анализ данных. Помимо ADONIS судно FLIP может перевозить и использовать ряд другой аппаратуры, но, к сожалению, на него нельзя поставить все желаемое. Компоновка судна оставляет под научную аппаратуру не так много места, как хотелось бы. Тем не менее, и в существующих условиях FLIP способно производить все измерения и записи, которые от него требуются.
Научное судно-юбиляр FLIP почти сразу после своего появления стало предметом повышенного интереса любителей морской техники. Со временем, правда, интерес уменьшился и в настоящее время про FLIP чаще вспоминают различные развлекательные издания: фото нелегкой работы судна публикуются в разделах «это интересно». Тем не менее, в научных кругах FLIP по-прежнему широко известно и уважаемо. Что касается сотрудников Института океанографии Скриппса, которому принадлежит судно, то они относятся к нему, что называется, по-свойски. Количество шуток и карикатур про FLIP давно уже перевалило за все мыслимые рамки, а на официальном сайте проекта выложена инструкция по изготовлению модели FLIP в домашних условиях. Конечно, «мини-Флип» не может производить замеры параметров среды или записывать шумы океана, но свою роль по «висению» в воде при правильном изготовлении исполняет замечательно.
Пятьдесят лет активной эксплуатации – немалый срок для научного судна. Некоторые «собратья» FLIP не успевают дожить до полувекового юбилея. А вот само судно-именинник пока никто не собирается отправлять на покой. FLIP находится в хорошем состоянии и регулярно проходит ремонты и модернизации. Таким образом, при своевременном и правильном обслуживании это научное судно может прослужить науке еще несколько десятилетий. Во всяком случае, своего преемника FLIP точно дождется.
По материалам сайтов:
http://sio.ucsd.edu/
http://korabley.net/
http://vesti.ru/
http://copypast.ru/
Главной проблемой был шум. Надводное судно (именно такие плавсредства почти всегда используются учеными) подвержено воздействию волн. Кроме того, собственные системы судна создают заметный фоновый шум. Для сверхчувствительной аппаратуры, без которой невозможны серьезные исследования, даже незначительное гудение судового двигателя оказывается сродни реву реактивного двигателя вблизи от человеческого уха. Решением проблемы шума могло быть погружение платформы с датчиками на определенную глубину. Однако и тут были свои загвоздки: прежде всего, сказывалось течение, сносившее платформу от места спуска. Нужно было придумать нечто совершенно новое и необычное.
Свое видение стабилизации датчиков и изоляции их от паразитных шумов в самом начале шестидесятых представили ученые Ф. Фишер и Ф. Списс из Морской физической лаборатории Института океанографии Скриппса (США). По их задумке, датчики следовало размещать на борту исследовательского судна и выводить на заданную глубину при помощи его погружения. Поскольку воплотить эту идею на базе конструкции подводных лодок не удалось – сказался ряд особенностей их конструкции – Фишеру и Списсу пришлось перерабатывать идею в более конкретный и понятный для судостроителей вид. В результате совместных усилий сотрудников Института океанографии, подключившегося к программе Управления ВМС США по морским исследованиям и судостроительного завода Gunderson Brothers Engineering в 1962 году было спущено на воду исследовательское судно FLIP.
Название судна расшифровывается как FLoating Instrument Platform – Плавающая инструментальная платформа. Одновременно с исходным значением акроним звучит как английское слово «сальто» или «кувырок». Такая игра слов была не случайной: от всех прочих судов, военных и морских, FLIP отличает одна уникальная способность. Датчики исследовательской аппаратуры действительно устанавливаются на самом судне. Для них выделили объем в кормовой части. А вот беречь их от лишнего шума предлагалось совершенно неординарным методом. Перед началом исследования FLIP в буквальном смысле становится на корму.
Пару слов о конструкции необычного плавсредства. Внешне оно представляет собой некий гибрид корабля и подводной лодки: в носовой части имеется классический корпус с надстройкой, длинным трапом и стрелами кранов. Если двигаться от носа судна к корме, то можно заметить, что через 15-17 метров после начала «путешествия» надстройка резко обрывается, а нижняя часть корпуса заметно сужается. Далее, до самой кормы, 90 метров корпуса судна FLIP представляют собой цилиндрический агрегат, похожий на корпус подводной лодки. Внутри этого цилиндрического корпуса переменного сечения находятся объемы для исследовательской аппаратуры, а также десять балластных цистерн. Перед началом исследования FLIP выводится в заданную точку, после чего экипаж начинает заполнять цистерны. Первыми наполняются те из них, которые расположены в самой корме – благодаря удалению от центра тяжести судна это позволяет точнее регулировать скорость погружения. При этом носовая часть «Флипа» сохраняет положительную плавучесть. В итоге, когда балластные цистерны заполнены нужным объемом воды, над водой остается только часть цилиндрического корпуса и нос судна. По окончании исследований цистерны продуваются сжатым воздухом и FLIP возвращается в горизонтальное положение. На один подобный «кувырок» уходит порядка получаса. Во время исследовательской работы в «вертикальном положении» FLIP может находиться на месте, удерживаемое тремя якорями, а может дрейфовать.
Оригинальный способ эксплуатации, гидрологическое предназначение и наличие балластных цистерн сказались не только на компоновке судна, но и на составе его узлов и агрегатов. Так, FLIP не имеет какого-либо движителя. К месту исследований судно доставляется при помощи буксира. Для обеспечения работы систем оно оснащено двумя дизельными генераторами мощностью по 150 киловатт каждый и одним резервным на 40 кВт. Во избежание воздействия на датчики все три генератора установлены на амортизаторах в носовой части судна. Также совокупность особенностей FLIP обусловила необходимость в трех стрелах, при помощи которых судно бросает три девятитонных якоря. Кроме якорей за сохранение положения судна отвечает небольшой гребной винт с гидроприводом, установленный в средней части FLIP.
Но самое примечательное нововведение, вызванное «кувырканием» – компоновка жилых помещений. Гидрологические исследования, которыми занимается FLIP, порой требуют находиться на одном месте в течение нескольких недель. Рекорд продолжительности одной такой смены – 45 суток. В течение этого времени на судне находится пять человек экипажа и до семи ученых. Естественно, они должны иметь нормальные условия проживания. Для этого все бытовое «оборудование» выполнено так, что его можно использовать при обоих положениях «Флипа». К примеру, койки экипажа и исследовательской группы закреплены на поворотном механизме и могут фиксироваться в двух положениях. То же самое относится к оснащению камбуза, санузлов и т.д. Что касается научного оборудования, то несколько помещений на судне целиком отданы под него. При этом ряд «ящиков» научного назначения размещен на судне так, что вне зависимости от положения FLIP они находятся на полу у стены. Кроме того, некоторые панели с приборами могут поворачиваться вокруг оси для сохранения одной и той же ориентации. «Перевороты» интерьера завершаются расположением дверей. Для удобства команды все помещения имеют по две взаимно перпендикулярные двери. Как шутят моряки, которым довелось работать на FLIP, главное – не забыть, палуба перед тобой или стена.
Однако, несмотря на техническую оригинальность конструкции, FLIP все же является платформой для научного инструментария. За полвека работы судно успело побыть носителем десятков различных систем. В ходе десятилетий научной работы и сотен выходов в море команда научного судна смогла выяснить множество фактов относительно взаимодействия разных слоев воды, распространения сейсмических волн в океане, теплообмена в толще воды и на поверхности и т.д. В настоящее время на FLIP установлен комплекс ADONIS (Acoustic Daylight Ocean Noise Imaging System – Акустическая система визуализации океанического шума). Оборудование ADONIS обрабатывает сигнал со 126 микрофонов и формирует трехмерное изображение видимых, а точнее слышимых окрестностей. Интересно, что при создании комплекса было применено ноу-хау, ранее использовавшееся в тепловизионной технике. На экраны системы ADONIS выводится изображение, различные участки которого окрашены в разные цвета. Конкретный цвет зависит от частоты принимаемого звукового сигнала. Благодаря этой технологии удалось значительно облегчить работу оператора системы и упростить последующий анализ данных. Помимо ADONIS судно FLIP может перевозить и использовать ряд другой аппаратуры, но, к сожалению, на него нельзя поставить все желаемое. Компоновка судна оставляет под научную аппаратуру не так много места, как хотелось бы. Тем не менее, и в существующих условиях FLIP способно производить все измерения и записи, которые от него требуются.
Научное судно-юбиляр FLIP почти сразу после своего появления стало предметом повышенного интереса любителей морской техники. Со временем, правда, интерес уменьшился и в настоящее время про FLIP чаще вспоминают различные развлекательные издания: фото нелегкой работы судна публикуются в разделах «это интересно». Тем не менее, в научных кругах FLIP по-прежнему широко известно и уважаемо. Что касается сотрудников Института океанографии Скриппса, которому принадлежит судно, то они относятся к нему, что называется, по-свойски. Количество шуток и карикатур про FLIP давно уже перевалило за все мыслимые рамки, а на официальном сайте проекта выложена инструкция по изготовлению модели FLIP в домашних условиях. Конечно, «мини-Флип» не может производить замеры параметров среды или записывать шумы океана, но свою роль по «висению» в воде при правильном изготовлении исполняет замечательно.
Пятьдесят лет активной эксплуатации – немалый срок для научного судна. Некоторые «собратья» FLIP не успевают дожить до полувекового юбилея. А вот само судно-именинник пока никто не собирается отправлять на покой. FLIP находится в хорошем состоянии и регулярно проходит ремонты и модернизации. Таким образом, при своевременном и правильном обслуживании это научное судно может прослужить науке еще несколько десятилетий. Во всяком случае, своего преемника FLIP точно дождется.
По материалам сайтов:
http://sio.ucsd.edu/
http://korabley.net/
http://vesti.ru/
http://copypast.ru/
Информация