Развитие вітчизняних рибогосподарських підводних досліджень

Развитие вітчизняних рибогосподарських підводних исследований

В рік 300-річчя Російського флоту варто згадати перебіг ще з однією, непомітно недавньої ювілейної дати — 270-летии підводного суднобудування у Росії, якщо слід його початком вироблені у 1724 р. випробування першого дерев’яного «утаємниченого судна» (підводного човна) Юхима Никонова.

Петровский указ 1696 року означав «народження» флоту Росії, яка існувала багато сторіч доти. Але цього указом було прийнято перша державна програма суднобудування, яка дуже впливом геть розвиток російського флоту від епохи Петра до нашого часу. Вона відкрила шлях науково-технічному прогресу в морському справі і започаткувала створенню системи забезпечення морського могутності держави Російського на морях і океанах.

Понятие морської мощі держави не зводиться до військово-морським силам. Його визначення дав адмірал С. Г. Горшков, колишній головнокомандувач військово-морським флотом СРСР: «У поняття морської мощі держави у ролі основних компонентів ми включаємо можливості держави у вивченні (дослідженні) океану та освоєнні його багатств, стан транспортного і промислового флотів і можливість їх забезпечувати потреби, стан й можливості суднобудівної промисловості країни, і навіть наявність відповідного інтересам цього держави військово-морського флоту» (6). На місце головний морської воєначальник Радянського Союзу поставив дослідження океану, потім економічне його освоєння і лише після цього — військову справу. І зрозуміло: могутність країни досягається лише його економічним розвитком, і лише розвинена країна може мати сильний військовий флот, що охороняє її наукові і виробничі досягнення. Отже, розвиток науки про Світовому океані, в тому числі гидронавтики як однієї з її методів, є першочерговим завданням у забезпеченні морської мощі страны.

Строительство підводних човнів у Росії відбувалося, починаючи з 1930;х ХІХ століття, головним чином заради воєнних цілей. Але паралельно створенню військового підводного флоту були спроби створення підводного техніки й у наукових досліджень про. Так було в 1873 року інженери брати Карышевы запропонували проект науково-дослідної підводного човна, який було здійснено (17).

Первые у Росії (СРСР) підводні занурення з дослідницькою метою було скоєно на гидростате конструкції інженера Е. Г. Даниленко, побудовану 1923 року і належало ЕПРОНу. Вони брала участь М. В. Кленова, яка спостерігала роботу геологічної трубки для відбору проб грунту (13).

В 30-х роках розробили два проекту дослідницьких підводних апаратів (ПА). Перший — ескізний проект батисферы інженера Д. А. Михайлова, зроблений під явним впливом батисферы Биба-Бартона, але з доведений до завершення (16). Другий, дуже оригінальний проект було зроблено відомим судостроителем академіком Ю. А. Шиманским, детально розроблено і вже запущено у виробництво (18). Цей апарат міг стати першою у світі автономним ПА, ще до його батискафа Про. Пикара, а й через війни його будівництво припинили й згодом не возобновилось.

Подводные дослідження морських біоресурсів почалися 1953 року у ПИНРО під керівництвом І.І. Лагунова. Використовувався гидростат ГКС-В конструкції О. З. Каплановского, побудований 1944 року для аварійно-рятувальної служби ВМФ. Роботи проводились ПИНРО протягом дев’яти років, потім у Камчатському відділенні ТИНРО до 1965 року. Перше дослідницьку занурення у Баренцовому море відбулося 17 вересня 1953 року. Протягом наступних кількох років було вирішена важлива для промислу завдання перевірки реакції риб на сигнали гидроакустических приладів, і навіть проведено перші контролю над роботою донного трала (15).

Развитие підводних досліджень, у рибному господарстві викликало те, що розв’язання ряду важливих завдань пошуку, оцінки запасів промислових гідробіонтів, вдосконалення знарядь лову знадобилося знання особливостей поведінки риб в природному стані перебуває й при взаємодії з знаряддями лову. Головним гідністю підводних методів, заснованих на виключно візуалізації об'єктів, є те, що найкраще забезпечують розуміння що відбуваються під водою процесів. Із двох способів занурення людини під воду — водолазного справи і гидронавтики — останній виявився придатним фінансування наукових цілей, оскільки він піднімає надзвичайних вікових і медичних обмежень і дозволяє зосередити увагу спостерігача не так на собі, але в об'єкті дослідження (9).

Подводная техніка в рибному господарстві СРСР з’явилася раніше, ніж у сусідніх галузях. Тому були причини: прагнення пошуку нових районів та лову, зокрема на великих глибинах; непогане фінансове становище галузі результаті успішного промислу «які відпочили» під час війни рибних запасів; увагу до рибного господарству як засобу забезпечення населення білковим харчуванням, чого були зробити тваринництво. Важливу роль зіграла відносна свобода наукової і конструкторської думки у галузі та появу у ній справжніх ентузіастів «підкорення глибин», як-от, наприклад, Олександр Миколайович Дмитрієв, ідеї якого стали основою перших підводних апаратів.

С початку підводних досліджень, у рибному господарстві визначилися дві основні теоретичних напрями: вивчення поведінки, і розподілу і структури скупчень гідробіонтів у природному середовищі вивчення взаємодії гідробіонтів з знаряддями лову. Перше напрям забезпечувалося усіма що існували і строившимися згодом ПА, як населеними, і ненаселеними. Друге почалося з використання не пристосованого тих цілей гидростата ГКС-В, та був створило специфічних для рибогосподарських досліджень буксируемых апаратів. Надалі до вказаних напрямам додалися роботи практичного характеру: визначення щільності концентрації гідробіонтів, зйомки запасів донних промислових об'єктів, випробування нових конструкцій тралов, контрольні огляди промислових знарядь лову тощо.

В 60-ті роки в рибному господарстві склалися три центру підводних досліджень відносини із своїми напрямами діяльності:

ПИНРО, Мурманськ — пошук, дослідження поводження, оцінки запасів гідробіонтів з допомогою населених підводних апаратів;

СЭКБ (пізніше НВО) промрыболовства (нині МариНПО), Калінінград — дослідження роботи знарядь лову і взаємодії риб з тралом з допомогою буксируемых підводних апаратів;

ВНИРО, Москва — розробки «малої» підводного техніки (фотоавтоматы) і дослідження поводження риб з її допомогою, і навіть водолазними методами.

В кінці 50 років була спроба спрямування підводних досліджень великий підводного човна. Була узята порівняно нова бойова дизельна човен проекту 613 і переустаткована в наукову: зроблено ілюмінатори, встановлено підводна телекамера, прилади для взяття проб води та рыбопоисковые эхолоты. Лодка отримав назву «Жителька Півночі», оскільки районом її був Північ, екіпаж складалася з військових моряків Північного флоту, в рейсах брали участь співробітники ВНИРО і ПИНРО. Десять рейсів «Северянки» (1958;1966 роки) показали, що човен не готовий до спостережень за рибами через свою великий розміру й шумністю. Проте, досвід її використання приніс деяку користь, оскільки показав важливість географічного аспекти підводних досліджень, тобто проведення маршрутних досліджень, Не тільки досягнення якихось глибин, як було раніше.

В початку 60-х років з’явилися перші спеціалізовані ПА для рибогосподарських досліджень. У 1960 року за замовленням ПИНРО ленінградський Балтійський завод побудував гидростат «Север-1» з глибиною занурення 600 м (11). У 1963 року за замовлення СЭКБ промрыболовства клайпедское відділення Гипрорыбфлота побудувало буксируемый ПА «Атлант». Ці ПА були малогабаритними і базувалися на бортових траулерах типу «Піонер» тоннажністю всього 1100 т. Протягом 60-х і міст початку 1970;х років вони були основними технічними засобами підводних досліджень, у рибному господарстві. З їхньою допомогою розробили основні методи рибогосподарських підводних досліджень, у двох головних вищевказаних напрямах і отримано низку важливих успіхів у вивченні поведінки риб у природному середовищі і за лові (9, 14).

Планировалось виготовити 5 гидростатов типу «Север-1» для установки на НІС проекту 399 (типу «Академік Книпович»), але побудовано були лише 2, котрі знайшли застосування, бо дійшли доти (1975;1977 роки) прив’язні гидростаты вже цілком морально застаріли. Лише за одному судні цієї серії - «Персей III» (ПИНРО) — побутував у 1974;1977 роках перший гидростат «Север-1».

На основі ідей, закладених конструкцію буксируемого ПА «Атлант», згодом було створено досконаліші апарати типу «Тетис».

Разработки підводних апаратів сучасного типу почалися ще з початку 1960;х років, коли досвід використання гидростатов і підводного човна показав, що з досліджень необхідні нові технічні засоби.

В 1959 року у ленінградському інституті «Гипрорыбфлот» було організовано Громадське КБ (ОКБ) підводного техніки, де ентузіасти цього напряму на чолі з О.Н. Дмитрієвим на громадських засадах, тобто цілком безкоштовно й у неробочий час розробляли проекти підводних апаратів. Основу ОКБ склали конструктори, проектировавшие гидростат «Север-1». Спочатку вони розроблено два проекту батискафів для глибин 5 і десяти км, але де вони залишилися нездійсненими, попри хороші відгуки наукової громадськості, тому що час батискафів, громіздких і незручних в експлуатації, минув. Саме тоді до й Франції почали з’являтися проекти автономних беспоплавковых ПА.

В 1962 року за ідеї, запропонованої ПИНРО (наукова частина) і «Гипрорыбфлотом» (конструкторська проробка), ОКБ початок эскизное проектування першого країні глибоководного автономного апарату для глибин до 2000 м. Проект починався під назвою ГА-2000, але незабаром отримав ім'я «Північ-2», що було символом наступності наукових ідей ПИНРО, раніше реалізованих з допомогою гидростата «Север-1».

Впоследствии проект «Севера-2» передали для проектування й будівництва у Минсудпром СРСР, й у 1970 року апарат побудували для ПИНРО на ленінградському Новоадмиралтейском заводі. Він був призначений для рибогосподарських пошукових робіт і досліджень промислових риб околицях підводних гір на відкритій частині Світового океану.

Одновременно з апаратом було побудовано та її судно-носій «Одіссей». Оснащений, крім глибоководного апарату, іншими традиційними засобами досліджень, а також норвезьким науковим гидроакустическим комплексом (другий у світі після самих норвежців!), «Одіссей» з «Севером-2» представляв унікальний корабель для вивчення запасів промислових риб.

Ввод «Севера-2» в наукову експлуатацію проходив зі значними труднощами, пов’язані з відсутністю досвіду роботи з цими апаратами. Але це труднощі були подолані, й у 1975;1977 роках було проведено підводні дослідження на Північному басейні (8).

После першого країні глибоководного ПА «Північ-2» у першій половині 1970;х років побудована серія апаратів для рибогосподарських досліджень: «Север-2бис», два «ТИНРО-2», дві підводні лабораторії «Бентос-300», шість буксируемых ПА «Тетис».

Поскольку глибоководна техніка була рибного господарства нової, з метою поліпшення її експлуатації була створена спеціальна організація СЭКБП (пізніше База «Гідронавт», нині «Маріекопром») Севастополем. Туди було передано все ПА, окрім двох «Тетисов» на Західному басейні й поодинці на Північному і Далекосхідному. Проте, з’ясувалося, таке рішення не було цілком правильним. Воно призвела до того, що технічна експлуатація ПА була чи менш налагоджено, але наукова експлуатація опинилася у повному розладі. Організація експедицій, комплектація наукових груп, використання сучасної наукової апаратури, оперативне управління економіки й постачання судів у рейсі маємо справу з великими труднощами. Робота судов-носителей ПА на Північному і Далекосхідному басейнах вимагала значних витрат часу на переходи. У результаті проведення експедицій з допомогою ПА на басейнах дуже ускладнилося, а час апарати опинилися поза межами Росії.

Несмотря на організаційні труднощі, вдалося здійснити ряд експедицій з вивчення промислових об'єктів Світового океану з допомогою підводного техніки. Слід відзначити дослідження з допомогою двох ПА «ТИНРО-2» (4,5)., Крім наукових робіт, що проводилися Атлантичному, Індійському і Тихому океанах, які принесли цікаві результати у пошуку і вивчення поведінки риб і безхребетних, ці апарати було використано у пошуках збитого південнокорейського літака.

Аппараты «Північ-2» і «Север-2бис» на судах-носителях «Одіссей» і «Іхтіандр» дозволили знайти різноманітні раніше відомі об'єкти промислу на підводних горах Атлантичного і Тихого океанів. Особливо успішними були три експедиції, проведені у 1983;1988 років у на відкритій частині Північної Атлантики (підводні хребти Северо-Атлантический, Рейкьянес, Углове Підняття, плато Хаттон-Роколл). Саме в районах, котрим перший глибоководний апарат призначався спочатку, та куди його удалося спрямувати лише крізь 13 років тому після спуску на воду. Тут було виявлено запаси промислових риб і крабів, багатші, ніж передбачалося внаслідок багаторічних попередніх досліджень, отримані дані про їхнє поведінці й доступності для промислу. Дані підтверджено експериментальним глибоководним ярусным промислом (10).

Большое значення для рибного господарства мали роботи з вивчення конструкцій тралов та його взаємодії з рибою. Вони проводилися з допомогою буксируемых ПА «Тетис» на всіх басейнах, але провідної ролі зіграли дослідження калінінградського НВО промрыболовства (МариНПО), де була створена спеціальна служба випробувань тралов шляхом підводних спостережень. Результатом стало створення принципово нових конструкцій знарядь лову і прискорення введення їх у дію (1).

Буксируемые ПА «Тетис» було застосовано на Північному, Західному і Південному басейнах для контрольних оглядів тралов промислових суден з метою усунення дефектів настройки, знижують уловистость. У результаті судів Північного басейну, минулих огляд, вилов наступної доби лову підвищився загалом на 34%, але в годину тралення — на 40%. За розрахунками Бази «Гідронавт» вилов загалом флоту з допомогою оглядів знарядь лову відстаючих судів підвищився на 5,3%.

С допомогою ПА, в частковості буксируемых, вперше це вдалося виміряти in situ коефіцієнт уловистости трала — одне з найважливіших параметрів теорії рибальства. Експерименти переконливо показали, що траловий улов зі свого видовому і размерному складу дуже відрізняється від природного рибного скупчення. На жаль, за низкою причин, як об'єктивних, і суб'єктивних, ці роботи вдалося довести до конца.

Неудачно склалася доля двох підводних лабораторій «Бентос-300». Цей ПА задумано ПИНРО як здійснення принципово нової методик дослідження промислових гідробіонтів — шляхом тривалих стаціонарних спостережень в заданої точці (12). Однак у СЭКБП їй немає змогли знайти кращого застосування, ніж виконувати зйомки водорослевых полів на невеликих глибинах, тягаючи на буксирі ПА з екіпажем з 12 чоловік і тоннажністю 500 т — яскравий нераціонального використання дорогої підводного техніки! Використовувати ж ПА «Бентос-300» Півночі чи Далекому Сході не міг через труднощі його буксирування на далекі расстояния.

Довольно ефективно використовувався ПА «Риф» (робоча глибина 100 м), побудований Опытно-конструкторском бюро спеціальних технічних засобів (ОКБ СТС) Мінрибгоспу СРСР. З її допомогою виробляли спостереження на морських нафтопромислах в Каспійському морі та екологічні дослідження на Балтиці.

Практика підводних досліджень показала, що чимало проблем, які стоять перед рибогосподарської наукою і промислом, можна вирішити (часом виключно) підводними методами. У тому числі: виявлення об'єктів промислу, які у складних умовах дна і розробка методів їх видобутку та оцінки запасів; створення еталонною робочої заходи для акустичної оцінки запасів риб; оцінка уловистости знарядь лову; кількісний облік донних об'єктів; кількісну оцінку параметрів поведінки риб і кілька других.

Исследования з застосуванням населених ПА дали важливі рибного господарства результаты:

исследования поведінки риб у дії ехолотів забезпечили широке впровадження рыбопоисковой апаратури на промислових судах;

исследования поведінки риб при лові увінчалися створенням нових знарядь лову, зокрема канатних пелагических тралов;

впервые вдалося виміряти in situ коефіцієнти уловистости тралов виявити невідповідність складів улову і іхтіофауни, що дозволяє вдосконалити теорію рибальства;

получены великі даних про потенційних промислових об'єктах в маловивчених районах, в тому числі на підводних горах на відкритій частині Атлантичного і Тихого океанів;

контрольные огляди тралов промислових судів дозволили істотно підвищити продуктивність і уловистость знарядь лову.

В цілому застосування населених ПА дозволило досягти хорошого розуміння підводних процесів і явищ, що стосуються гідробіонтів і знарядь лову. Безсумнівно, результати були більш вражаючими, як передбачалося раніше, якби не грубі організаційні прорахунки, що втілилися в надмірної централізації експлуатації техніки, що призвело до відриву його від басейнових інститутів власності та спробам СЭКБП монополізувати підводні дослідження, відмежувавши їхнього капіталу від загального комплексу рибогосподарської науки. Більшість успішних результатів, починаючи з 1977 року, було досягнуто лише всупереч усталеній в Минрыбхозе СРСР незадовільною системі організації експлуатації ПА.

Для підвищення ефективності підводних досліджень, у останнім часом назріла потреба переходу до наступного етапу дослідницького процесу — від якісного розуміння до кількісним вимірам параметрів об'єктів. Це було утруднено недостатнім приладовим обладнанням як рибогосподарських ПА, і всієї науки у СРСР цілому. Для компенсації цієї вади розробили методи візуальних оцінок геометричних параметрів об'єктів (9). Вони, проте, були вистачає повного розв’язання проблеми. У зв’язку з необхідністю отримання точних кількісних оцінок першому плані стало виходити розвиток методів і техніки підводного телевидения.

ТВ застосовувалося для підводних спостережень досить давно — в ПИНРО ще 50-і роки використовувалися підводні телекамери конструкції ІОАН СРСР. У 1980;х років у НВО промрыболовства було побудовано кілька підводних ТВ-систем: «Кайман-1», «Кайман-2», «Макрурус», ТВС-350, СТИС (2). Усі їх використовували в дослідженнях промислових риб, проте змогли зіграти серйозної роль науці і промислі через технічного невідповідності світового рівня й відсутності сучасних коштів аналізу видеоизображения.

Положение змінилося на краще з відкриттям доступу до передової телевізійним і комп’ютерних технологій світу.

В ролі вимірювального кошти підводне ТБ має більші можливості завдяки необмеженому час перебування під водою і хорошому поєднання з комп’ютерної технікою. Сучасна апаратура підводного ТБ — це видео-компьютерные системи («інтелектуальне ТБ»). Їм розвиток з початку 1990;х років оцінки запасів гідробіонтів: у ВНИРО — крабів Далекому Сході, в ПИНРО — ісландського гребінця у Баренцовому море (3).

Подводное ТБ має дві нестачі - порівняно малу дальність підводного видимості і необхідність використання спеціального кабелю. Для їх лікування необхідні телевізійні системи, засновані на засадах — лазерно-сканирующие і лазерно-стробирующие. Ці принципи відомі з 1960;х років, але втілити їх у метал вдалося лише останній час із появою комплектуючих виробів, здатних працювати з наносекундными імпульсами.

В 1995 року у ПИНРО успішно пройшли морські випробування першого експериментального макета лазерно-телевизионной системи, виготовленого в МариНПО. Дальність підводного видимості з її допомогою опинилася у 4 рази більше звичайній підводного ТВ-камеры, причому є можливості подальшого збільшення.

Для роботи приладів з урахуванням лазерно-телевизионной системи не знадобиться спеціального кабелю. Вони нібито будуть працювати на экранированном кабелі «Рибацькому», який використовується усім промислових судах для тралових зондов.

Важное напрям використання підводного ТБ — видео-акустические технології обліку запасів промислових риб. Основна область їх застосування в рибогосподарських дослідженнях — калібрування гидроакустических систем в абсолютних одиницях щільності шляхом прямого виміру щільності концентрації риб як робочої заходи. 1995 року в ПИНРО проведено експериментальні роботи у цьому напрямі.

На сучасному етапі підводних досліджень представляється найперспективніших застосування підводного ТБ разом із гидроакустикой для обліку донних і придонних гідробіонтів й у спостережень за знаряддями лову і взаємодією його з об'єктами промислу. У подальшому, принаймні поліпшення економічної ситуації країні, постане питання про про створення нових населених ПА, обладнаних на відповідному технічному уровне.

Список литературы

1. Бєлов В.А., Коротков В. К., Саврасов В. К., Шимянский С. Л. Буксируемые гармати лову. — М. Агропромиздат, 1987, 200 с.

2. Благовєщенський В.П., Михайликова Н. Д. Використання телебачення в підводних дослідженнях. — Підводні методи дослідження в рибному господарстві. Рб. наукових праць, ПИНРО, Мурманськ, 1991, с.189−200.

3. Близниченко Т. Э., Заферман М. Л., Оганесян С. А., Пугач С.І. Дослідження ісландського гребінця Баренцова моря (методи, результати, рекомендації). — Мурманськ, вид-во ПИНРО, 1995, 72 с.

4. Гирс М. И. ТИНРО-2 в океані. — Л., Суднобудування, 1977, 150 с.

5. Гирс М. И. Досвід експлуатації підводного апарату ТИНРО-2. — Суднобудування, N 2, 1979, с. 14.

6. Горшков С. Г. Морська міць держави. — М., Воениздат, 1979, 416 с.

7. Дмитрієв О.Н., Заферман М. Л., Неретин В.І. Підводні розвідники. — Л., Суднобудування, 1984, 168 с.

8. Заферман М. Л. Результати підводних рибогосподарських досліджень, у Північному басейні. — Рибогосподарські дослідження з допомогою підводного і гідроакустичної техніки. Рб. наукової праці, ПИНРО, Мурманськ, 1980, с.11−22.

9. Заферман М. Л. Рыбохозяйственная гидронавтика.- Вид-во ПИНРО, Мурманськ, 1994, 240 с.

10. Заферман М. Л., Шестопал І.П. Підводний пошук і освоєння глибоководний ярусный вилов околицях підводних гір Північної Атлантики. — Підводні методи дослідження в рибному господарстві. Рб. наукової праці, ПИНРО, Мурманськ, 1991, с.50−77.

11. Кисельов О. Н. У гидростате «Север-1». — Л., Гидрометеоиздат, 1970, 126 с.

12. Кисельов О. Н. Про будівництво підводного лабораторії з глибиною занурення 300 м. — Морські підводні дослідження. Рб. наукової праці. М., Наука, 1969, с.301−302.

13. Кленова М. В. Геологія моря. М., Учпедгиз, 1948, 500 с.

14. Коротков В. К., Кузьміна О. С. Трал, поведінка об'єкта лову і підводні контролю над ними М., Харчова промисловість, 1972, 269 с.

15. Лагунов І.І. Досвід підводних спостережень з гидростата. — Рибне господарство, N 8, 1955, с.54−57.

16. Михайлов Д. А. Радянська батисфера. — У бій за техніку. N 12, 1936.

17. Трусів Г. М. Підводні човна у російському й радянському флоті.- Л., Судпромгиз, 1963, 440 с.

18. Шиманський Ю. О. Проект автономного гидростата. — Збірник ЕПРОН СРСР, т. 23−25, 1938, с.167−193.

19. М. Л. Заферман (Полярний НДІ морського рибного господарства і океанографії їм. М. М. Книповича, Мурманськ) Розвиток вітчизняних рибогосподарських підводних исследований.