Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται συχνά για τον διαχωρισμό τέτοιων οχημάτων από υποβρύχια. Ωστόσο, σε κοινή χρήση, η φράση "υποβρύχιο" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει ένα πλοίο που, από τεχνικό ορισμό, είναι στην πραγματικότητα ένα υποβρύχιο.
Υπάρχουν πολλοί τύποι τέτοιου εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων τόσο των σπιτικών όσο και των βιομηχανικών τεχνών, γνωστά αλλιώς ως τηλεκατευθυνόμενα οχήματα ή ROV. Έχουν πολλές εφαρμογές παγκοσμίως, ειδικά σε τομείς όπως η ωκεανογραφία, η υποβρύχια αρχαιολογία, η εξερεύνηση των ωκεανών, ο τουρισμός, η συντήρηση και αποκατάσταση εξοπλισμού και η υποβρύχια βιντεοσκόπηση.
Ιστορία
Το πρώτο υποβρύχιο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τον Αμερικανό εφευρέτη David Bushnell το 1775 ως μέσο μεταφοράς εκρηκτικών σε εχθρικά πλοία κατά τη διάρκεια του Αμερικανικού Επαναστατικού Πολέμου. Η συσκευή, που ονομάστηκε "Bushnell's Turtle", ήταν ένα οβάλ αγγείο από ξύλο και χαλκό. Περιέχει δεξαμενές γεμάτες με νερό (για εμβάπτιση) και στη συνέχεια αδειάζονταν χρησιμοποιώντας ένα εγχειρίδιοαντλία για να επιπλεύσει στην επιφάνεια. Ο χειριστής χρησιμοποίησε δύο έλικες χειρός για να κινηθεί κάθετα ή πλευρικά κάτω από το νερό. Το σκάφος είχε μικρά γυάλινα παράθυρα στην κορυφή και φωτεινό ξύλο προσαρτημένο στο σώμα, ώστε να μπορούσε να λειτουργήσει στο σκοτάδι.
Η χελώνα Bushnell ανατέθηκε για πρώτη φορά στις 7 Σεπτεμβρίου 1776 στο λιμάνι της Νέας Υόρκης για να επιτεθεί στο βρετανικό ναυαρχίδα HMS Eagle. Εκείνη την εποχή, ο λοχίας Έζρα Λι χειριζόταν αυτό το υποβρύχιο. Ο Lee έφερε με επιτυχία τη Χελώνα στο κάτω μέρος του κύτους του Eagle, αλλά δεν μπόρεσε να ρυθμίσει τη φόρτιση λόγω ισχυρών ρευμάτων νερού. Ωστόσο, η ιστορία αυτών των τρόπων μεταφοράς δεν τελείωσε εκεί.
Λειτουργίες
Εκτός από το μέγεθος, η κύρια τεχνική διαφορά μεταξύ ενός υποβρυχίου και ενός υποβρυχίου είναι ότι το πρώτο δεν είναι πλήρως αυτόνομο και μπορεί να βασίζεται σε μια εγκατάσταση υποστήριξης ή ένα σκάφος για την αναπλήρωση καυσίμου και αναπνευστικών αερίων. Μερικά οχήματα λειτουργούν σε «δέσιμο» ή «ομφάλιο λώρο» ενώ παραμένουν συνδεδεμένα με την προσφορά (υποβρύχιο, πλοίο επιφανείας ή πλατφόρμα). Τείνουν να έχουν μικρότερη εμβέλεια και λειτουργούν κυρίως υποβρύχια καθώς τα περισσότερα είναι άχρηστα στην επιφάνεια. Τα υποβρύχια (υποβρύχια) μπορούν να βυθιστούν πάνω από 10 km (6 μίλια) κάτω από την επιφάνεια του νερού.
Τα υποβρύχια μπορεί να είναι σχετικά μικρά, να περιέχουν μόνο ένα μικρό πλήρωμα και να μην έχουν χώρο διαβίωσης. Συχνά έχουν ένα πολύ ευκίνητο σχέδιο εξοπλισμένο με βίδες προπέλας ήαντλίες.
Τεχνολογία
Υπάρχουν πέντε κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό των υποβρυχίων. Οι μονοπολικές συσκευές έχουν σώμα υπό πίεση, ενώ οι επιβάτες τους βρίσκονται υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση. Αντέχουν εύκολα την υψηλή πίεση νερού, η οποία είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την εσωτερική.
Μια άλλη τεχνολογία που ονομάζεται πίεση περιβάλλοντος διατηρεί το ίδιο φορτίο τόσο εντός όσο και εκτός του σκάφους. Αυτό μειώνει την πίεση που πρέπει να αντέξει η γάστρα.
Η τρίτη τεχνολογία είναι το «υγρό υποβρύχιο». Ο όρος αναφέρεται σε ένα όχημα με πλημμυρισμένο εσωτερικό. Τόσο σε νερό όσο και σε ατμοσφαιρικό περιβάλλον, δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης εξοπλισμού SCUBA, οι επιβάτες μπορούν να αναπνέουν κανονικά χωρίς να φορούν πρόσθετες συσκευές.
Records
Λόγω της πρόσφυσης με καλώδιο, τα υποβρύχια οχήματα μπορούν να βουτήξουν σε μεγάλα βάθη. Ο Bathyscaphe Trieste ήταν ο πρώτος που έφτασε στο βαθύτερο μέρος του ωκεανού (σχεδόν 11 χλμ. (7 μίλια) κάτω από την επιφάνεια) στον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών το 1960.
Η Κίνα με το έργο της Jiaolong το 2002 ήταν η πέμπτη χώρα που έστειλε έναν άνθρωπο 3.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, μετά τις ΗΠΑ, τη Γαλλία, τη Ρωσία και την Ιαπωνία. Το πρωί της 22ας Ιουνίου 2012, η εγκατάσταση φόρτωσης και εκφόρτωσης Jiaolong σημείωσε ρεκόρ βαθιάς κατάδυσης όταν τρία άτομα κατέβηκαν από ύψος 22.844 πόδια (6.963 μέτρα) στον Ειρηνικό Ωκεανό.
Ανάμεσα στα πιο γνωστά και μακροβιότερα υποβρύχια είναι το ερευνητικό σκάφος βαθέων υδάτων DSV Alvin, το οποίο επανδρώνεται από 3 και είναι ικανό να καταδύεται σε βάθη έως και 4.500 μέτρων (14.800 πόδια). Ανήκει στο Ναυτικό των Ηνωμένων Πολιτειών, λειτουργεί από τον WHOI και έχει ολοκληρώσει περισσότερες από 4.400 καταδύσεις από το 2011.
Ο Τζέιμς Κάμερον έκανε μια βουτιά ρεκόρ στον πυθμένα του Challenger Deep, το βαθύτερο γνωστό σημείο της Τάφρου των Μαριανών, στις 26 Μαρτίου 2012. Το υποβρύχιο του Κάμερον ονομαζόταν Deepsea Challenger και έφτασε σε βάθος 10.908 μέτρων (35.787 πόδια).
Τελευταία νέα
Πιο πρόσφατα, ιδιωτικές εταιρείες της Φλόριντα κυκλοφόρησαν μια σειρά υποβρυχίων Triton. Η SEAmagine Hydrospace, η Sub Aviator Systems (ή SAS) και η ολλανδική εταιρεία Worx έχουν αναπτύξει μικρά υποβρύχια για τουρισμό και εξερεύνηση.
Μια καναδική εταιρεία που ονομάζεται Sportsub κατασκευάζει προσωπικά υποβρύχια αναψυχής με δομές ανοιχτού δαπέδου (μερικώς πλημμυρισμένα πιλοτήρια) από το 1986.
Λειτουργικές προβολές
Μικρά μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα που ονομάζονται "Marine Remotely Operated Vehicles" ή MROV, χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα για να λειτουργούν σε νερό που είναι πολύ βαθιά ή πολύ επικίνδυνο για δύτες.
Τέτοια οχήματα βοηθούν στην επισκευή υπεράκτιων πλατφορμών πετρελαίου και συνδέουν καλώδια σε βυθισμένα πλοία για να ανυψωθούν. Αυτά τα τηλεκατευθυνόμενα οχήματα συνδέονται με πρόσδεση (παχύ καλώδιο που παρέχει ισχύ και επικοινωνία) σε ένα κέντρο ελέγχου του πλοίου. Οι χειριστές στο πλοίο παρακολουθούν τις εικόνες βίντεο που αποστέλλονται από το ρομπότ και μπορούν να ελέγχουν τις έλικες και τον βραχίονα του οχήματος. Ο βυθισμένος Τιτανικός μελετήθηκε από ένα τέτοιο όχημα.
Bathyscaphes
Το bathyscaphe είναι ένα αυτοπροωθούμενο υποβρύχιο βαθέων υδάτων που αποτελείται από μια καμπίνα πληρώματος, παρόμοια με μια βαθύσφαιρα, αλλά κρέμεται κάτω από έναν πλωτήρα και όχι από ένα επιφανειακό καλώδιο, όπως στο κλασικό σχέδιο μπαθύσφαιρας. Πολλοί το βλέπουν ως έναν τύπο αυτοκινούμενου υποβρυχίου.
Ο πλωτήρας του είναι γεμάτος βενζίνη, εύκολα προσβάσιμος, πλευστικός και πολύ ανθεκτικός. Η ασυμπίεση του καυσίμου σημαίνει ότι οι δεξαμενές μπορούν να κατασκευαστούν πολύ εύκολα καθώς οι πιέσεις εντός και εκτός των δεξαμενών εξισορροπούνται. Επίσης, τα τανκς δεν έχουν το καθήκον να αντέχουν πλήρως τυχόν πτώσεις πίεσης, ενώ το πιλοτήριο είναι σχεδιασμένο να αντέχει σε τεράστιο φορτίο. Η άνωση στην επιφάνεια μπορεί εύκολα να μειωθεί αντικαθιστώντας τη βενζίνη με νερό, το οποίο είναι πιο πυκνό.
Ετυμολογία
Ο Αύγουστος Πικάρ, ο εφευρέτης του πρώτου βαθύσκαφου, επινόησε το όνομα "βαθυσκάφος" χρησιμοποιώντας τις αρχαίες ελληνικές λέξεις βαθύς bathys ("βαθύς") και σκάφος σκάφος ("πλοίο" / "πλοίο").
Λειτουργία
Για να κατέβεις, το βαθύσκαφο πλημμυρίζει δεξαμενές αέρα με θαλασσινό νερό. Αλλά σε αντίθεση με ένα υποβρύχιο, το υγρό στις πλημμυρισμένες δεξαμενές του δεν μπορεί να εκτοπιστεί με πεπιεσμένο αέρα για να ανέβει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πίεση του νερού σε βάθη για τα οποίατο πλοίο σχεδιάστηκε για να λειτουργεί, πολύ μεγάλο.
Για παράδειγμα, η πίεση στο κάτω μέρος του Challenger Deep - το υποβρύχιο στο οποίο έπλεε ο ίδιος ο Τζέιμς Κάμερον - είναι περισσότερο από επτά φορές την πίεση σε έναν τυπικό κύλινδρο συμπιεσμένου αερίου τύπου H. Αυτό το υποβρύχιο χρησιμοποιούσε βάρη σιδήρου για ισορροπία. Τα εμπορευματοκιβώτια αποτελούνται από έναν ή περισσότερους κυλίνδρους που είναι ανοιχτοί στο κάτω μέρος καθ' όλη τη διάρκεια της κατάδυσης και το φορτίο συγκρατείται στη θέση του από έναν ηλεκτρομαγνήτη. Είναι μια ασφαλής συσκευή λόγω αστοχίας, καθώς δεν απαιτεί ενίσχυση ισχύος.
Ιστορία των μπαθυσκαφών
Το πρώτο λουτρό ονομάστηκε FNRS-2 - από το Εθνικό Ίδρυμα Ψυχαγωγικών Ερευνών - και κατασκευάστηκε στο Βέλγιο από το 1946 έως το 1948 από τον Auguste Picard. Το FNRS-1 ήταν το μπαλόνι που χρησιμοποιήθηκε για την ανύψωση του Picard στη στρατόσφαιρα το 1938.
Η κίνηση του πρώτου μπαθισκαφιού έγινε από ηλεκτρικούς κινητήρες με μπαταρία. Ο πλωτήρας ανήλθε σε 37.850 λίτρα αεροπορικής βενζίνης. Δεν είχε σήραγγα πρόσβασης. Η σφαίρα έπρεπε να φορτωθεί και να ξεφορτωθεί στο κατάστρωμα. Τα πρώτα ταξίδια περιγράφονται λεπτομερώς στο βιβλίο του Jacques Cousteau The Quiet World. Όπως λέει η ιστορία, «το πλοίο άντεξε γαλήνια την πίεση του βάθους, αλλά καταστράφηκε από ένα ελαφρύ τριγμό». Το FNRS-3 ήταν ένα νέο υποβρύχιο χρησιμοποιώντας τη σφαίρα του πληρώματος από το κατεστραμμένο FNRS-2 και ένα νέο μεγαλύτερο πλωτήρα 75.700 λίτρων.
Το δεύτερο λουτρό Piccard αγοράστηκε από το Ναυτικό των ΗΠΑ από την Ιταλία το 1957. Είχε δύο φορτία με νερό έρματος και έντεκα δεξαμενές άνωσης,που περιέχει 120.000 λίτρα βενζίνης. Αργότερα, εφευρέθηκε το υποβρύχιο Poseidon.
Το 1960, ένα υποβρύχιο που μετέφερε τον γιο της Picard, Jacques και τον υπολοχαγό Don Walsh, έφτασε στη βαθύτερη γνωστή τοποθεσία στην επιφάνεια της Γης, το Challenger Deep στην τάφρο Mariana. Τα συστήματα επί του σκάφους έδειξαν βάθος 37.800 ποδιών (11.521 m), αλλά αυτό διορθώθηκε αργότερα σε 35.813 πόδια (10.916 m) για να ληφθούν υπόψη οι αλλαγές που προκαλούνται από την αλατότητα και τη θερμοκρασία.
Η συσκευή ήταν εξοπλισμένη με μια ισχυρή πηγή ενέργειας, η οποία, με το να φωτίζει ένα μικρό ψάρι σαν χωματόπανο, έθεσε το ερώτημα εάν υπήρχε ζωή σε τέτοιο βάθος χωρίς την πλήρη απουσία φωτός. Το πλήρωμα του υποβρυχίου σημείωσε ότι ο πυθμένας αποτελούνταν από λάσπη διατόμων και ανέφερε ότι είδε κάποιο είδος λάσπης που μοιάζει με σόλα, μήκους περίπου 1 ποδιού και πλάτους 6 ιντσών, ξαπλωμένο στον πυθμένα της θάλασσας.
Το 1995, οι Ιάπωνες έστειλαν ένα αυτόνομο υποβρύχιο όχημα στο ίδιο βάθος, αλλά αργότερα χάθηκε στη θάλασσα. Το 2009, μια ομάδα από το Ωκεανογραφικό Ίδρυμα Woods Hole έστειλε ένα ρομποτικό υποβρύχιο με το όνομα Nereus στον πυθμένα της τάφρου.
Εφεύρεση της βαθύσφαιρας
The Bathysphere (από τα ελληνικά βαθύς, μπάνα, «βαθύ» και σφαῖρα, sfire, «σφαίρα») ήταν ένα μοναδικό σφαιρικό υποβρύχιο βαθέων υδάτων που ελεγχόταν εξ αποστάσεως και κατέβαινε στον ωκεανό με πρόσδεση. Χρησιμοποιήθηκε σε μια σειρά καταδύσεων στις ακτές των Βερμούδων από το 1930 έως το 1934.
Η βαθύσφαιρα σχεδιάστηκε το 1928και το 1929 από τον Αμερικανό μηχανικό Otis Barton και έγινε διάσημος λόγω του γεγονότος ότι ο φυσιοδίφης William Beebe το χρησιμοποίησε για να μελετήσει την υποβρύχια άγρια ζωή. Από τη δομή της, η βαθύσφαιρα είναι κοντά σε ένα υποβρύχιο τορπίλης.
