Затем ЭВМ системы «Сухона» пересчитает время прохождения сигналов в наклонные дальности. При этом будет учитываться заданный оператором профиль вертикального распределения скорости звука в воде, измеренный заранее специальной аппаратурой. Полученная информация о наклонных дальностях передается в автоматизированный высокоточный навигационный комплекс «Поиск» для отображения на индикаторе и дальнейшей обработки.
Судовые гидроакустические антенны установят в специальных звукоизолированных от судовых помещений выгородках в междудонном пространстве в вершинах квадрата со стороной 20 м, а центр квадрата будет совпадать с осью ствола бурильной установки.
В комплексе «Поиск» будут вырабатываться данные о географических координатах гидроакустических маяков-ответчиков и самого судна, а затем эти данные будут переданы в систему управления техническими средствами динамической стабилизации (СУ ТС ДС) «Сельвинит».
Но это еще не все. Непрерывное обеспечение СУ ТС ДС информацией о смещении судна от заданной точки в промежутках между коррекциями от комплекса «Поиск» производит специальный гироинерциальный комплекс «Скиф», где интегрируются ускорения судна в трех координатных плоскостях при его перемещении от заданной точки бурения.
СУ ТС ДС на основе полученной от «Поиска» и «Скифа» информации об отклонении координат и курса судна от заданных оператором, а также с учетом данных о скорости и направлении ветра формирует и выдает управляющие сигналы в локальные системы управления главными двигателями с винтами регулируемого шага и водометными ПУ. Принцип работы системы динамической стабилизации бурового судна состоит в активном противодействии (при помощи работы в нужном направлении винтов главных двигателей и водометных ПУ) возмущающим воздействиям на судно ветра, течения и волн.
Система должна обеспечить удержание судна над скважиной во время операции бурения при глубинах океана до 6000 м с отклонением от заданной точки не более 3 % от глубины (что в два раза более точно, чем на «Гломар Челленджер»). Она определит и будет автоматически удерживать значение курса судна, при котором минимизируется расход мощности на компенсацию внешних возмущений.
Помимо буровой установки, на судне будет размещен комплекс научных лабораторий для обработки, изучения и хранения добытого керна. При подъеме на поверхность керн в первую очередь распиливается на камнерезных станках в продольном направлении. Таким образом получают его коллекционную и рабочую части. Коллекционная часть упаковывается в ящики и помещается в зернохранилище. А рабочую часть ученые начинают изучать.
Оки в первую очередь фотографируют образцы, измеряют их плотность и влажность, проводят отбор газов и петрографическое описание (при этом уточняется структура, условия залегания и минералогический состав).
Очень важно точно определить акустические свойства образцов керна, скорость распространения звуковых колебаний в нем. Это крайне необходимо для того, чтобы по известным акустическим характеристикам образцов керна определить характер осадочных и подстилающих слоев по скорости прохождения акустических волн, характеру их преломления и отражения при сейсмических исследованиях.
Из образцов керна изготавливают шлифы для микроскопического изучения структуры. Определяются механические свойства образцов. Особо важно изучение образцов керна в судовой палеонтологической лаборатории. Там исследуется видовой состав остатков живых организмов и определяется время их проживания, то есть определяется время образования осадочного слоя, откуда взят образец керна. Так же много важной информации дает определение характера намагничивания образца. Многое проясняется при этом из истории подстилающих слоев. Ведь базальтовые породы сохраняют ту магнитную ориентацию, которую они получили во время выхода из земных недр расплавленной массы и ее застывания.
Конечно, все эти исследования предусматривается проводить прямо на буровом судне в судовых лабораториях во время экспедиционного рейса.
Ученые, разрабатывая методику научных исследований на борту бурового судна, предусматривают установку там комплекса аппаратуры и оборудования для выполнения геофизических исследований непосредственно в скважинах, что во много раз увеличит точность и информативность применяемых геофизических методов за счет исключения искажающего влияния слоев грунта, пройденных буром.
Даже из приведенного краткого описания видно, что будет построено действительно уникальное специализированное НИС, в конструкции и оснащении которого наглядно проявятся все достижения науки и техники в нашей стране за последние годы.
Как раскрывают тайны полярных шапок земли
Рассказывая об исследованиях океана, о советских НИС, работающих там, необходимо хотя бы вкратце упомянуть о тех из них, которые специально предназначены для исследования полярных стран. Традиционен интерес советской науки к изучению полярных шапок нашей планеты. Уже первое советское НИС – легендарный «Персей» – предназначалось именно для изучения северных окраинных морей, освоение которых было исключительно важно для развития народного хозяйства страны.
На протяжении многих лет советские научные экспедиции в северные моря отправлялись на ледоколах и транспортных судах ледового плавания, не предназначенных непосредственно для научных исследований. В 50-х гг. в связи с началом советских антарктических экспедиций были построены и оборудованы специальные научно-экспедиционные суда.
Главным назначением этих судов была доставка людей и грузов на береговые научно-исследовательские станции в Антарктиде. Параллельно с этим, используя судовые научные лаборатории и палубные лебедки, ученые проводили исследования в Северном Ледовитом океане и в морях, омывающих Антарктиду.
Одним из первых таких судов был дизель-электроход «Обь» водоизмещением 12 600 т. Построенная в 1954 г. «Обь» в следующем году была переоборудована в экспедиционное судно с девятью научными лабораториями.
5 января 1956 г. судно доставило к берегам Антарктиды состав Первой комплексной антарктической экспедиции АН СССР. С этого времени по 1976 г. оно являлось флагманом советского научного антарктического флота, доставляло ежегодно людей и грузы для антарктических научно-исследовательских станций, выполняло экспедиционно-исследовательские рейсы в Арктике. В 1956–1959 гг. судно участвовало в океанографической съемке антарктических морей.
В 1976 г. «Обь» сменил новый флагман советского научного антарктического флота «Михаил Сомов». Новое судно, построенное в 1975 г, было названо в честь известного советского океанолога и полярного исследователя Героя Советского Союза M. M. Сомова (1908–1973). Михаил Михайлович в 1950–1951 гг. являлся начальником дрейфующей станции «Северный полюс-2», а в 1955–1957 гг. возглавил первую советскую антарктическую экспедицию. Неоценим вклад М. М. Сомова в изучение ледового режима полярных морей.
На научно-экспедиционном судне «Михаил Сомов» водоизмещением 14 185 т размещено 18 научных лабораторий для комплексного изучения антарктических морей и берегов ледового континента. Судно до настоящего времени активно используется для обеспечения советских исследований в Антарктиде и доставки туда на научно-исследовательские станции полярников и грузов.
Серьезным испытанием для экипажа и самого судна явился беспримерный дрейф в зимний период у берегов Антарктиды с 15 марта по 26 июля 1985 г. Экипаж «Михаила Сомова» проявил подлинное мужество и отвагу, а корпус корабля выдержал натиск льдов с первого до последнего дня испытаний, до дня, когда ледокол «Владивосток» помог судну вырваться из ледового плена.
И, наконец, в СССР был создан первый в мире научно-исследовательский ледокол (НИЛ), предназначенный для проведения научными сотрудниками Арктического и Антарктического НИИ Госкомгидромета комплексных океанологических, метеорологических и ледоведческих исследований в Северном полярном бассейне.
Этому уникальному судну вполне заслуженно было присвоено имя Героя Советского Союза академика Отто Юльевича Шмидта (1891–1956), одного из выдающихся советских ученых и исследователей Советской Арктики.
Имя О. Ю. Шмидта навсегда связано с героической челюскинской эпопеей. В 1933–1934 гг. он возглавил экспедицию на пароходе «Челюскин» (пароход был раздавлен в феврале 1934 г. во льдах Чукотского моря). В течение двух месяцев внимание всего мира было приковано к «лагерю Шмидта» – льдине, на которую высадились экипаж и пассажиры с погибшего парохода. Советские летчики спасли всех и вывезли на материк, а в памяти советских людей на многие годы остался образ «ледового комиссара» О. Ю. Шмидта.
31 августа 1979 г. был поднят Государственный флаг СССР на НИС «Отто Шмидт» водоизмещением 3700 т, построенном па Ленинградском адмиралтейском объединении.
Благодаря сочетанию хороших ледокольных и мореходных качеств это судно может работать как на волнении, так и в ледовых условиях приполярных районов, недоступных для других НИС. Обшивка и набор корпуса, подверженные ледовым нагрузкам, выполнены на нем из особо прочной стали.
Научный комплекс, размещенный на НИЛ, состоит из 14 лабораторий. Кроме традиционных лабораторий, какие имеются на большинстве НИС подобного водоизмещения – двух океанологических (приборная и телеметрическая), гидрохимической, промерной, батомет-рической, метеорологической, синоптической, ВЦ и других, на ледоколе имеются специфические лаборатории, связанные с его назначением. Это в первую очередь две ледоисследовательские, в одной из которых длительное время можно поддерживать отрицательную температуру воздуха до – 18оС, что позволяет изучать физико-механические свойства ледового покрова в удобных и в то же время естественных температурных условиях.
Такой же специфической является лаборатория подводных (фактически подледных) исследований, которая снабжена комплектом оборудования для проведения подводных и подледных визуальных и телевизионных наблюдений, в том числе и с помощью аквалангистов. Комплекс лаборатории дополнен конференц-залом на 30 мест, оснащенным современной демонстрационной техникой.
Конструкторы многое предусмотрели для облегчения проведения научно-исследовательских работ в полярных районах. На ледоколе в корпусе устроена специальная шахта диаметром 800 мм, расположенная от верхней палубы до днища и предназначенная для опускания на глубину научной аппаратуры при дрейфе судна во льдах. Сам процесс опускания и подъема приборов механизирован при помощи специальных кабельной или небольшой тросовой лебедок.
В носовой оконечности одна из тросовых лебедок установлена в закрытом помещении, имеющем проем для выноса аппаратуры за борт. Две исследовательские лебедки, установленные на верхней палубе в корме имеют специальный навес, защищающий от осадков, рабочие зоны всех лебедок хорошо освещены, что позволяет вести работу даже в условиях полярной ночи.
Ко всем исследовательским лебедкам устроен подвод теплого воздуха для обогрева работающих и борьбы с обледенением узлов лебедок, тросов и кабелей на барабанах. Для предотвращения обмерзания тросов и кабель-тросов при выбирании их из воды установлены устройства, удаляющие воду с их поверхности во время подъема научной аппаратуры.
На НИЛ «Отто Шмидт» впервые проведены детальные наблюдения за ломкой льда форштевнем. Это стало возможным благодаря тому, что на судне установлено выдвижное телескопическое устройство. Оно позволяет выносить вперед от форштевня на расстояние до 8 м аппаратуру для проведения актинометрических исследований. На этом же выдвижном устройстве крепится и опускаемая вниз беседка для наблюдения за процессом ломки льда. А ведь ранее наблюдать ломку льда вблизи не представлялось возможным, так как с борта судна этого не увидишь, а со льда близко к работающему ледоколу не подойти.
Во всех лабораториях на НИЛ установлены комплекты вычислительных устройств, предназначенные для первичной обработки научной информации. Обобщение и обработка научной информации, а также координация выполнения научно-исследовательских работ производятся с помощью управляющего вычислительного комплекса, выполненного на основе мини-ЭВМ третьего поколения.
Комплекс включает в себя процессор с пультом управления и блоками оперативной и внешней памяти, а также устройство ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов. Использование этого комплекса позволяет обрабатывать и обобщать основную массу научной информации непосредственно в период проведения экспедиции, что сокращает время доведения полученных научных данных до практических решений. Это особенно важно при использовании собранных данных для обоснования ледовых прогнозов на трассе Северного морского пути.
После завершения работ по постройке и испытания НИЛ в сентябре 1979 г. перешел в Мурманск и затем вышел в Карское море для выполнения исследований по программе КАРЭКС (Карский эксперимент). Про грамма предусматривала проведение комплекса океанологических, метеорологических и ледоисследовательских работ, цель которых заключалась в развитии теории взаимодействия атмосферы и океана в Арктическое бассейне, разработке и совершенствовании методов ледовых и гидрологических прогнозов и расчетов, выяснении закономерностей загрязнения вод и льдов и создании методов контроля за загрязнением, что особенно важно в настоящее время в связи с усиленным антропогенным воздействием на природу Арктики.
Новый НИЛ принял участие в важных исследованиях, связанных с изучением влияния изменения стока сибирских рек на гидрологический и ледовый режим Северного Ледовитого океана и его окраинных морей, что на обычных НИС сделать было крайне затруднительно.
Ввод в строй НИЛ «Отто Шмидт» позволил начать круглогодичное комплексное изучение арктических морей с проведением экспедиционных исследований в районе кромки дрейфующих льдов. Ученые Госкомгидромета СССР за прошедшие годы отработали использование НИЛ в качестве «дрейфующей станции». При этом выбирается в прикромочном ледяном массиве подходящая льдина, на которой можно сравнительно безопасно проводить научные наблюдения. Ледокол закрепляется к ней ледовыми якорями и дрейфует вместе с ней.
Если удается выполнить комплекс наблюдений на льдине в течение недели и более, то в распоряжении ученых поступает уникальная информация, крайне необходимая для понимания физических процессов при взаимодействии океана, льда и атмосферы.
Комплекс исследовательских работ в период выполнения дрейфовой станции может быть крайне разнообразным и включать в себя как актинометрические наблюдения в приледном слое атмосферы, так и гидрологические, гидрохимические и гидробиологические наблюдения в подледном слое океана. Научные сотрудники Госкомгидромета СССР подготовлены к проведению исследований с использованием водолазного снаряжения, что особенно эффективно в случае выполнения дрейфовой станции. В ходе ее обязательно проводятся измерения физических параметров в толще льда, определение уровня загрязнения снежного покрова, а также изучение процессов ледообразования или ледотаяния (в зависимости от сезона).
При проведении этих исследований используется специально сконструированная аппаратура, приспособленная для быстрой эвакуации в случае разрушения льдины. Разработаны системы дистанционного измерения различных физических параметров на льдине, что, естественно, обеспечивает большую безопасность проведения работ.
Участник ряда рейсов на НИЛ «Отто Шмидт» С. В. Васильев писал по этому поводу: «Почти каждый выход человека на лед, особенно в полярную ночь и в темное время суток, связан с опасностью неожиданного появления белого медведя. Он чувствует себя полновластным хозяином Арктики, никого не боится и подходит к самому борту ледокола, предварительно «проверив» все приборы н*а льдине. Из всех лакомств, которыми угощают его с судна, медведь явно предпочитает сладкое сгущенное молоко. Одним ударом лапы он разбивает железную банку, тщательно вылизывает ее содержимое и потом долго облизывает лапы и свои следы, на которых находит остатки сладкого молока. Однако наблюдать за ним лучше все же с борта ледокола. Лишь после того, как «незваный гость» уйдет восвояси, можно продолжать работать на льдине».
За прошедшие годы эксплуатации первого в мире НИЛ «Отто Шмидт» получена ценнейшая научная информация, которая используется для решения как фундаментальных задач, так и для обеспечения практических нужд народного хозяйства.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24