Каталог статей

Иллюминаторы батискафа должны выдерживать огромную силу давления воды на глубине, поэтому их делают маленькой площади и большой толщины.

На дне Марианской впадины, куда погружаются самые прочные глубоководные аппараты (батискафы), действует колоссальное гидростатическое давление — около 110 МПа (мегапаскалей), что примерно в 1100 раз больше нормального атмосферного давления.

Сила на площадь: На каждый квадратный сантиметр корпуса батискафа давит масса более 1,1 тонны. Это всё равно что поставить легковой автомобиль на ноготь вашего большого пальца.

Общая нагрузка: На иллюминатор или крышку люка аппарата действует сила, сопоставимая с весом целого груженого железнодорожного состава.

Как инженеры защищают аппараты?

Чтобы выдерживать такое чудовищное сжатие, обитаемые капсулы глубоководных аппаратов (например, знаменитого Deepsea Challenger, на котором погружался режиссер Джеймс Кэмерон) строят по особым правилам:

• Идеальная форма — сфера: Шар распределяет внешнее давление абсолютно равномерно по всей поверхности, не давая корпусу смяться.
• Сверхпрочные материалы: Капсулы для людей отливают из титана высокой прочности или специальной легированной стали с толщиной стенок до 10–12 сантиметров.
• Никакого обычного стекла: Иллюминаторы делают из толстого конического плексигласа (акрила) или кварцевого стекла, которые под давлением только прочнее вжимаются в титановый корпус.

Давление жидкости зависит от плотности и глубины (формула p = ρgh). Чем ниже мы опускаемся, тем толще слой воды оказывается сверху и тем сильнее он давит на стенки.

Вот как это учитывают инженеры при строительстве плотин:

• У основания (внизу): Вода давит с колоссальной силой. Чтобы плотину не разорвало и не сдвинуло с места, её нижнюю часть делают максимально широкой и массивной.
• У поверхности (вверху): Давление воды минимально, поэтому верхнюю часть плотины делают гораздо тоньше, часто прокладывая по ней автомобильную дорогу.

В поперечном разрезе любая крупная плотина напоминает прямоугольный треугольник или трапецию, расширяющуюся книзу.