“Якорь – гарпун”

(Из моего архива)

Освоение океана в наше время продолжается всё возрастающими темпами.  Тысячи спортсменов-подводников (дайверов) устремляется в океан, особенно в летнее время.

Этому способствует прогресс в развитии подводной техники и технологий.  Недалеко то время, когда человек научится жить в океане, станет заниматься подводным туризмом. Состояние близкое к невесомости, подводное плавание, подводные красоты и подводная охота привлекают людей в океан. Но не только это. В океане много работы для геологов, ихтиологов, биологов, экологов, археологов и военных.

Однако долго жить в океане мы ещё не научились. Можно жить на судне, с которого мы спускаемся под  воду, но можно жить и на берегу в палатках. Тогда к  месту подводных работ мы сможем  передвигаться на носителях или на буксировщиках водолазов. Назовём их подводными средствами движения (ПСД).

Ежедневно по окончании работ водолазам нужно возвращаться на берег.  Для этого необходимо подогнать носитель или буксировщик водолазов  с грузовым контейнером как можно ближе к берегу и разгрузить.

Все грузовые контейнеры в воде имеют почти нулевую плавучесть, но на берегу они весят сотни килограммов. Поэтому разгружать их лучше в воде. Носитель водолазов вообще на берег вытащить невозможно. Следовательно все эти ПСД нужно забазировать под водой. В районе забазирования глубина должна быть достаточно большой, чтобы ПСД не унесло в море сильными приливо-отливными течениями. Значит нужно отогнать подводные средства движения  подальше от берега и там закрепить на грунте.

Отогнать на глубину не сложно, а как закрепить? Можно поставить на винтовые якоря (типа бура), но под водой нет опоры и загнать якоря в грунт не просто, это отнимает много времени (автор сам это проверил). Поэтому я предлагаю якорь-гарпун, выстреливаемый в грунт с помощью воздуха высокого давления (рис. 1).

Якорь-гарпун состоит из стандартного баллона воздуха высокого давления (ВВД), ёмкостью 1,3 л который разрезан в нижней части и отшлифован внутри. В него помещён поршень 2. Нижняя часть баллона соединена с верхней разъёмным соединением (например, хомутом с винтами) и в ней просверлено отверстие по диаметру трубы гидроускорителя 3, которая верхним концом приварена к баллону.

В верхнюю часть баллона закачивают воздух под давлением 200 кг/см2 и закрывают вентиль 8. Шарики 7 находятся в пазу штока гарпуна 4 и удерживают его в стволе гидроускорителя 3.

Для выстрела гарпуна 4 из ствола гидроускорителя 3, водолаз упирает якорь - гарпун в грудь упором 10 и поворачивает кольцо 5. Стальные шарики 7 утапливаются в паз кольца 5, освобождая шток 4 (выходят из паза штока). Поршень начинает двигаться вниз с усилием около 10 тонн. Вода из нижней части баллона устремляется в ствол гидроускорителя и выталкивает шток гарпуна. Чека 6 срезается. Скобы 15 и 16 заваливаются (скоба 15 уходит вниз с гарпуном 4, штырь 12 больше не держит скобу 16). Скорость движения штока 4 намного превышает скорость движения поршня 2. Кинетическая энергия гарпуна велика и он глубоко уходит в грунт.

При попытке извлечь гарпун, трос 11 тянет за скобу 15 и заклинивает гарпун в грунте. 

Предложенный якорь – гарпун можно установить стационарно и на носителе водолазов в носовой или кормовой оконечности, и запитать его сжатым воздухом от системы ВВД носителя.

И так, ПСД мы забазировали. Теперь нам нужно вернуться обратно на берег.

Рис. 1. Якорь-гарпун для водолаза.

Цифрами обозначены: 1- баллон ВВД; 2 – поршень; 3 – ствол гидроускорителя; 4 – шток гарпуна; 5 – поворотное кольцо для производства выстрела; 6 – чека для фиксации штока в стволе; 7 – стальные шарики стопорного (спускового) механизма; 8 – вентиль подачи воздуха высокого давления (ВВД) в  баллон; 9 – фиксатор штыря 12; 10 – обрезиненный упор для водолаза; 11 – трос (капроновый фал); 12 – стальной штырь; 13 – направляющая штыря; 14 – карабин троса; 15 - нижняя скоба для троса;  16 – верхняя скоба для торса.

Если точка забазирования недалеко от берега (глубоководный район), то тут проблем нет – доплывём на ластах. А если мелководье и плыть надо далеко? Значит, с собой желательно взять малый буксировщик водолазов типа Галс (см. статью в моём блоге  https://www.cibum.ru) иначе нам придётся возвращаться вплавь, тратя последние силы после выполнения подводных работ.

Но можно пойти и другим путём. В наш век электроники нетрудно задать носителю водолазов нужный курс и дистанцию до точки забазирования. Затем, развернуть его носом в море и отправить в район забазирования на автопилоте. Там он сам ляжет на грунт и выстрелит якорь-гарпун.

Но  на следующий день нам опять понадобится носитель водолазов. Значит надо как-то пригнать его к берегу.

А что если установить на носителе водолазов систему автоматического выхода на гидроакустический маяк? Тогда, опустив маяк в воду возле берега и дав команду носителю (его приёмная аппаратура находится в дежурном режиме), можно получить от него ответ, подтверждающий наличие связи (гидроакустическая связь возможна на дистанции до 4-х км).

Затем по нашей команде носитель водолазов отдаст трос якоря – гарпуна, даст ход, всплывёт в надводное положение и выйдет на наш приводной маяк (движется малым ходом).

Увидев, приближающийся к берегу носитель, мы выключим приводной сигнал, и носитель выключит ход. Водолазы развернут его кормой к берегу, загрузят в грузовой контейнер оборудование, сядут и проследуют в район выполнения работ.

Для перезарядки якоря - гарпуна необходимо открыть вентиль 8 и сбросить давление воздуха из верхней части баллона. Затем вставить новый гарпун в ствол, поднять поршень вверх, и повернуть кольцо 5. Шарики 7 войдут в паз штока и зафиксируют его. Скобы 15 и 16 займут горизонтальное положение, и на них можно будет намотать новый капроновый фал. После этого необходимо отвинтить упор 10 и подключить штуцер баллона к магистрали ВВД. Зарядив баллон воздухом, снова навинтить упор 10 и якорь - гарпун готов к повторному использованию.

К одному якорю-гарпуну можно крепить несколько носителей водолазов или буксировщиков даже на небольшой глубине (2 - 3м). Никакой шторм им не страшен. Однако следует учитывать высоту прилива и отлива. Во время отлива они могут оказаться на осушке.

*  *  *

Предложенная на рис. 1 конструкция якоря - гарпуна имеет один существенный недостаток – поршень 2 находится под постоянным давлением воздуха. В случае недостаточной герметичности поршневых колец, протечка воздуха приведёт к вытеснению воды в пространстве под поршнем и заполнению его воздухом. Тогда выстрел гарпуна 4 станет невозможным.

Избежать этого можно, если несколько изменить конструкцию якоря – гарпуна. Такой вариант конструкции показан на рис. 2. Он имеет большие габариты, но зато технологически более прост в изготовлении и более надёжен.

В нём баллон 1 герметично соединён с баллоном 5 с помощью гайки 10. В исходном положении вентили 7 и 8 закрыты. ВВД в баллоне 1 нет. При необходимости выстрела  водолаз открывает вентиль 8, направляет гарпун 4 вниз, упирается верхней частью баллона 5 в живот или в грудь и резко открывает вентиль 7. ВВД начинает поступать в баллон 1 и толкает поршень 2.

Спусковой механизм из шариков 7 и поворотного кольца 5 (рис. 1) в данной конструкции отсутствует. Гарпун удерживает чека 6, которая срезается, когда давление в баллоне 1 достигнет заданной величины. Происходит выстрел гарпуна 4. После чего водолаз закрывает вентили 7 и 8.

Такая конструкция якоря – гарпуна позволяет произвести несколько выстрелов за счёт запаса ВВД в баллоне 5.

Рис. 2. Якорь – гарпун водолаза усовершенствованный.

Цифрами обозначены: 1- баллон ВВД; 2 – поршень; 3 – ствол гидроускорителя; 4 – шток гарпуна; 5 – второй баллон ВВД; 6 – чека для фиксации штока в стволе; 7 – вентиль ВВД второго баллона; 8 – вентиль подачи воздуха высокого давления (ВВД) в  баллон 1; 9 – фиксатор штыря 12; 10 – гайка, соединяющая баллоны ВВД 1 и 5; 11 – трос (капроновый фал); 12 – стальной штырь; 13 – направляющая штыря; 14 – карабин троса; 15 - нижняя скоба для троса;16 – верхняя скоба для торса.

Возможно и совмещение конструкций якорей на рис. 1 и рис. 2. Пока поршневые кольца герметичны – используется конструкция 1, а если не герметичны, то сверху устанавливают баллон 5 и получается конструкция 2.