Подземная лодка
«…Мой вездеход будет путешествовать под землей! Теоретически здесь нет ничего невозможного. Ведь существуют же щиты у московских метростроевцев, которые прогрызают землю. Ведь давным-давно известны буровые инструменты. Так почему же не может быть вездеход, у которого впереди будет мощный бур? Может, конечно. И будет. Непременно будет!
Одним словом я полечу со своим вездеходом, на Дальний Восток, у Якутска я спущусь под землю и возьму курс на северо-восток. Я пройду под Верхоянским хребтом, я перережу под землей Юкагирское плато и выйду на поверхность бухты Провидения.
В моем вездеходе окно из бронированного стекла, над ним мощный прожектор. Я сяду у окна и увижу все, что лежит в земле: каменный уголь, железную руду, медь, серебро и в белом кварце золотые жилки. Все свои драгоценные клады покажет мне земля».
Это пишется не в научно-фантастическом романе, а… в «Записках партизана» прославленного Героя Советского Союза, известного партизана П. Игнатова (Бати). Это мечты его погибшего сына.
Как не помечтать о машине, свободно передвигающейся в толще земли, как подводная лодка в воде?! Ведь для этого существуют самые простые основания.
Сопоставим живых существ, встречающихся в природе, и машины, построенные человеком. Разве птица, парящая над землей, не прообраз современного самолета? Первые люди, завоевавшие воздух, учились искусству полета у птиц.
На подводные лодки похожи рыбы.
Но где найти в природе подобие «подземной лодки»?
Вспомните крота. Большую часть своей жизни это маленькое животное проводит под землей, охотясь за земляными червями. Оно проделывает длинные подземные ходы, строит подземные помещения. Под землей кроты воспитывают потомство и даже дерутся друг с другом… Только под землей.
Многие думают, что крот, прорывая подземный тоннель, выбрасывает разрыхленную землю наружу. Ведь должна же куда-нибудь деваться земля, занимавшая раньше место в проходе!
На самом деле это не совсем так. Крот не столько шахтер, разрыхляющий породу и подымающий ее наверх, сколько настоящая подземная лодка.
Если внимательно посмотреть на маленькую кучку земли, выброшенной у входа в жилище крота, то станет ясно, что объем этой земли совершенно ничтожен по сравнению с объемом длинных, достигающих иногда сотни метров подземных ходов. Куда же крот девает остальную землю?
Его работа протекает следующим образом. Крепкими зубами, быстро поворачивая голову на оси своего позвоночника то в одну, то в другую сторону, крот как бы сверлит землю. Он разрыхляет ее, превращая в порошок. Первые порции земли в начале работы, конечно, выбрасываются лапами наружу. Но как только прорытый проход становится немного длиннее тела маленького землехода, он упирается сильными задними лапами в боковые стенки тоннеля и начинает передними утрамбовывать землю в боковые стенки.
Напряженно работают крепкие мускулы шеи. Они так же распирают мягкую разрыхленную землю и прессуют ее в сторону. Непрерывно сверлит крот землю, непрерывно «утрамбовывает» ее по боковым стенкам. Так он е путешествует под землей в нужных ему направлениях, оставляя за собой прочный цилиндрический коридор.
Но, как ни странно, машин, работающих наподобие крота, до сих пор не строили. Изобретатели пренебрегали обстоятельным знакомством с кротами и почему-то не хотели перенять и метод подземной работы. Один французский изобретатель безуспешно пытался построить машины по принципу штопора. Его машина должна была ввинчиваться в землю, опираясь на свою заднюю не вращающуюся часть, снабженную стабилизаторами, противодействующими ее повороту в земле. Строились и другие хитроумные приспособления, также работавшие неуверенно и плохо. Конечно, в техническом принципе у машины-крота имеются свои недостатки.
Нам известно, что земная кора очень неоднородна. Наряду с мягким глинистым грунтом существуют крепкие каменные пласты, для которых, безусловно, неприменим метод «вдавливания» раздробленной породы в боковые стенки прохода. Нельзя представить себе машину, проходящую сквозь камень без удаления выработанной породы за пределы тоннеля. Также тяжело придется машине-кроту, если она встретится с сыпучим песчаным грунтом. Проход, оставляемый машиной, неминуемо будет заваливаться, если не будут предприняты какие-нибудь специальные меры по цементации другому виду укрепления образовавшихся стенок.
Возможно, что в некоторых случаях это будет и не нужно, если, например, будет поставлена задача прохода сквозь холм или гору, с тем чтобы самодвижущийся прибор, проделав подземное путешествие, вышел на противоположную сторону, не оставляя за собой тоннеля. Это будет вполне допустимо для местной геологической разведки.
Но и стальной крот, умеющий проходить только определенный, не очень твердый грунт земли, уже представляет большой практический интерес. Подземная лодка сможет обойти пласты и большие камни. Ведь обходит же подводная лодка мели и рифы!
Телемеханика и автоматика позволят обойтись без водителя, сидящего в лодке. По проводам, тянущимся за машиной, побегут электрические сигналы, рассказывающие о состоянии грунта и направлении, по которому идет подземная лодка. Так же телемеханически можно изменить курс машины, если она встретит непреодолимое препятствие в виде чрезмерно твердого грунта.
Не очень уж далеко удалось человеку проникнуть в глубину земли. Самые глубокие шахты – 2,5-3 километра. При помощи бурения, обычно применяемого при добыче нефти, люди проникли на глубину 4-4,5 километра. Все это малые глубины и по своей относительной ничтожности могут быть сравнены с глубиной проникновения комариного жала в тело слона.
Что же мешает человеку проникнуть глубже? Ведь, по прогнозу геологов, именно на больших глубинах находится наибольшее количество подземных богатств!
Оказывается, что в случае бурения мешает чрезмерная длина и громоздкость штанги. Что же касается прохода шахт, то тут сказывается влияние высокой температуры, доходящей на глубине трех километров до 80°. Работать при таких условиях совершенно невозможно без специальных, дорогостоящих и не всегда хорошо действующих предохранительных мер.
И вот, может быть, машина-крот, управляемая с поверхности земли телемеханически, достигнет новых глубин и расскажет нам о новых, неведомых еще сокровищах Земли…
Но прежде чем мечтать о телеуправляемой машине, путешествующей глубоко под землей, нужно построить для начала хотя бы простую машину, успешно работающую в неглубоком и сравнительно мягком грунте. Такая машина строится.
Советский инженер А. И. Требелев приблизительно с 1937 года начал заниматься делами необычными и на первый взгляд не имеющими отношения к технике. Он анатомировал с помощью хирургического ножа бесконечное количество кротов, услужливо доставляемых ему мальчуганами – юными любителями как природы, так и техники.
Требе лев изучал у кротов расположение мускулов шеи, прочность позвоночника; и конфигурацию зубов.
Издалека начал Требелев свою работу над будущей подземной лодкой! Подражал ли он Леонардо да Винчи, который, как известно, анатомировал голубей, стараясь глубже понять механизм их полета, перед тем как засесть за свой проект летательной машины, или это делалось по собственному побуждению, для нас в настоящее время не важно. Ясно то, что он поступал правильно, как настоящий серьезный исследователь.
Дальше мы могли увидеть Требелева работающим в лаборатории резания на одном из заводов Урала, куда он поступил специально для того, чтобы на практике изучить законы сверления и резания. Так постепенно накапливался опыт и формировались четкие технические представления, необходимые для правильного решения вопроса.
Но и здесь он не расставался с живыми кротами. Замечательным зрелищем часто могли любоваться работники одного горнорудного завода. Возле длинного деревянного ящика, наполненного утрамбованной землей, установлен мощный аппарат Рентгена. В неглубокое, специально приготовленное отверстие в земле пускается крот. Он немедленно начинает свою подземную работу, так как на противоположном конце ящика зарыта приманка – кусочек свежего мяса. И вот в темноте на флуоресцирующем экране прибора появляется необыкновенная картина, полученная в результате просвечивания ящика лучами Рентгена. Люди видят силуэт работающего крота. Резко выделяются кости скелета, отчетливо видно движение зубов, работа передних и задних лап…
С помощью такой установки была изучена до мельчайшей подробности вся сложная механика движения, крота под землей, скорость движения при различных условиях и т. п.
Много хлопот доставляло изобретателю содержание в клетке двух подопытных зверюшек, подаренных ему местным колхозом. Дело в том, что работа крота под землей сопровождается, конечно, огромной затратой мускульной энергии. В среднем крот поедает в сутки такое количество мяса, которое почти соответствует весу его собственного тела. Аппетит кротов вызывал постоянно легкое недоумение у работников снабжения, мало знакомых с зоологией.
Первая маленькая модель была разработана и построена на одном из уральских заводов. Механический крот заключал в себе электромотор, приводивший в движение режущие приспособления и специальные «лапы–плавники», служившие для получения поступательного движения машины. Ток для питания электромотора подавался по проводам, разматывавшимся с катушки, помещенной в самом приборе.
Модель работала вполне удовлетворительно. Она проходила успешно грунт средней плотности и оставляла за собой круглый проход. По принципу своей работы механический крот очень напоминал настоящего живого крота. Правда, режущее приспособление, служившее для разрыхления породы, не похоже на зубы крота, а представляет собой оснащенное зубьями из твердых сплавов специальное вращающееся сверло. Но ведь и в летательных машинах, построенных по прообразу птиц, возвратно-поступательное движение крыльев заменено вращательным движением пропеллера.
Не один только Требелев работает над созданием подземной движущейся машины. Работают и другие конструкторы-изобретатели. Однако хорошие результаты, а также упорное стремление довести свое дело до конца позволяют говорить и интересоваться подземной машиной Требелева.
Судя по результатам заводских испытаний, можно думать, что решение этой задачи находится на правильном пути. Именно поэтому сразу же после испытаний на заводе приступили к изготовлению большой модели. Это уже настоящая подземная лодка, внутри которой помещается человек для управления движением.
Энергия для приведения в движение всех механизмов поступает, как и в первой модели, по проводам, разматывающимся с катушки из лодки.
Около тридцати пяти киловатт требует подземная лодка для своего передвижения под землей, при грунте средней плотности со скоростью десяти метров в час.
Внутри подземная лодка оборудована рядом приборов, применяемых и на подводной лодке. В ней установлены баллоны с кислородом для поддержания дыхания водителя, гирокомпас, угломер для определения угла наклона при передвижении и многое другое. Ну, и, конечно, лодка располагает рулями поворота и глубины. Во время работы с земной поверхностью поддерживается телефонная связь.
Специальные отвинчивающиеся люки позволяют брать на пробу породу, по которой движется лодка.
Это уже настоящая подземная лодка, хотя и не совсем похожая на ту, о которой мечтал сын партизана Бати, но зато вполне доступная для первого практического использования в горнорудной промышленности.
источник: В. Д. ОХОТНИКОВ, заслуженный деятель науки и техники «Подземная лодка» «Техника-молодежи» 08-09/1946
