«Прекрасная эпоха» — это условное название периода в истории Европы, продлившегося от 1871 до 1914 года, то есть от окончания франко-прусской войны до начала первой мировой. На Хабре этот период обычно затрагивается вскользь как эпоха невиданно плотного и быстрого технологического прогресса. Мне же особенно интересен небывалый полёт транспортных фантазий того времени. Вслед за всем известными автомобилями (1887), дирижаблями (1884), трактором (1896), самолётом (1903) экзотический транспорт наводнял фантастическую литературу. В частности, речь о машине времени Уэллса (1888) и об этеронефе Богданова (1908), фактически, представляющем собой космический корабль.
Удивительным образом на Хабре оказалась не рассмотрена ещё одна категория ретрофутуристических машин: подземных кораблей или лодок — которые проектировались на протяжении большей части XX века, преимущественно в США, СССР и Российской Федерации. Под катом — обзор этих проектов и их возможные перспективы.
Фантазии о подземных лодках существовали на протяжении большей части XIX века и позднее. Концептуально такая машина представлялась как развитие конструкции проходческого щита, впервые применённого Марком Брюнелем в 1825 году при прокладке первых тоннелей для проектировавшегося тогда лондонского метрополитена. В сущности, проходческий щит является не транспортной, а инженерной машиной. Он предохраняет выработку от обрушения, имеет длину до 80 метров, весит 150 тонн и позволяет удлинять тоннель примерно на 10 сантиметров в час.
В фантастической литературе гораздо более быстроходные машины такого рода появились в конце XIX века, на пару десятилетий позже, чем Жюль Верн описал подводную лодку в романе «Двадцать тысяч лье под водой» (1869) и путешествие к центру Земли в одноимённом романе (1864). В частности, подземный корабль фигурирует в романе «Подземный огонь» (1883) год. Подробнее о фантастических машинах такого рода рассказано в замечательной обзорной статье «Приближаясь к ядру», опубликованной в журнале «Мир фантастики» в 2006 году.
За пределами литературной фантастики обтекаемая подземная машина, названная по аналогии с «субмариной» словом «субтеррена» рассматривалась в основном как проект военного назначения. Предполагалось, что это должна быть разведывательная или диверсионная машина с небольшим экипажем, которая передвигалась бы в грунте не глубже, чем проходческий щит, причём могла бы действовать как под землёй, так и под водой. В XIX веке были ещё довольно скудны знания о сопротивлении и прочности материалов, о реологических свойствах грунта, а также о механизмах и топливе (источнике энергии), которые могли бы обеспечить движение такой машины. Тем не менее, первый относительно реалистичный чертёж был предоставлен неким Петром Рассказовым, опубликовавшим его в английском журнале; сам проект назывался «механический крот».
Следы самого Рассказова теряются в 1918 году, возможно, он даже был убит немецким агентом, заполучившим его документацию. В СССР к идее подземной лодки вернулись в конце 1930-х, новую конструкцию такого рода предложил Александр Требелёв, о машине которого рассказано, например, здесь.
Конструкция Требелёва была самой настоящей бионической разработкой, работавшей по принципу крота. Инженер изучил, каким образом крот роет ходы в почве, как подземный образ жизни отражается на комплекции зверька, а также собрал рабочий прототип машины длиной 50 сантиметров.
Подземная лодка Требелёва предназначалась для мирных геологоразведочных работ, поэтому не бронировалась, не оснащалась оружием и не маскировалась. Корпус имел форму капсулы, спереди неё располагался бур. На внешней части корпуса предполагалось сделать широкие желоба, через которые было бы легче отводить грунт. Также машина имела ходовой винт, а работала на электрической энергии, которую можно было подавать как от аккумуляторов, так и через кабель с земли. Скорость движения машины Требелёва могла составлять до 10 метров в минуту.
Этот проект оказался нежизнеспособен (как и подобные ему немецкие и американские разработки, например, германская подземно-подводная машина «Змей Мидгарда») по ряду причин. В частности, машины могли бы перемещаться только в неглубоких рыхлых породах, а также не могли бы оставаться незамеченными, поскольку оставляли бы после себя кучи выработанного грунта, подобные огромным кротовинам. Работа двигателя сопровождалась бы сильным шумом и вибрацией, а маневренность аппарата оставалась бы минимальной. Уже к началу 1950-х стало очевидно, что подземные корабли, которые развивались бы по принципу «конвергентной эволюции» бок о бок с подводными лодками попросту нереализуемы. Субтеррена должна была бы не копать, а плавить себе путь и по принципу передвижения быть не столько «подземной субмариной», сколько подземной ракетой или подземной торпедой.
В 1970-1997 годах, когда шла активная разработка Кольской сверхглубокой скважины, было уточнено, что уже на глубине от полутора до двух километров показатели давления и температуры не допускают работы каких-либо неавтономных машин с прочностными показателями, близкими к приемлемым на поверхности.
Таким образом, субтеррена может представлять собой цилиндрическую машину длиной от десятков до сотен метров, впереди оснащённую плавящей и буровой установкой. Машина могла бы двигаться на гусеничном ходу, либо оставляя за собой пройденные тоннели, покрывающиеся изнутри застывающей коркой стеклопеска (этот процесс также называется «витрификация»), либо сразу засыпая их обломками и крошкой отработанной породы. Продолжая бионическую аналогию, такая машина в большей степени походила бы не на крота, а на медведку; прочный корпус машины можно сравнить с хитиновым панцирем этого подземного сверчка.
Субтеррена принципиально отличается от проходческого щита не только скоростью, но и мобильностью, и автономностью. Из применяемых ныне источников энергии такой машине, вероятно, подошёл бы только ядерный реактор, но теоретически она могла бы использовать и геотермальную энергию, о чём будет упомянуто ниже.
Подземная лодка могла бы прорезать скальные породы лишь при одновременном применении высокой температуры и очень высокого давления. По расчётам, проведённым к началу 1970-х, температура бура должна составлять 1300-1800 °C. При этом для размягчения породы по ходу движения машины должен был бы подаваться расплавленный литий, доводимый почти до точки кипения, то есть до температуры свыше 1200 °C. В течение всей последней четверти прошлого века не ослабевал интерес к проектированию ядерных и ракетоподобных субтеррен. Давайте остановимся на них подробнее.
Ядерные субтеррены
Патенты на такую технику преимущественно подавались в США в 1970-е годы, но первая модель подземной лодки на ядерном ходу, по-видимому, была придумана в 1959 году учёным-ядерщиком Робертом Поттером. В начале 1950-х Поттер, будучи сотрудником ядерной лаборатории в Лос-Аламосе, участвовал в проектах по разработке вольфрамового и графитового ядерного реактора, а также в программе Dumbo по созданию ядерных космических ракет. Именно тогда Роберт Поттер заинтересовался высокотемпературными свойствами и буровым потенциалом вольфрама, задумавшись на основе уже сделанных наработок, можно ли при помощи вольфрамового сверла проделывать устойчивые туннели в толще базальта. Он даже предложил два варианта буровой части для описываемой машины, чтобы продвигаться через мягкие и твёрдые породы.
Обратите внимание: на верхнем чертеже наконечники буровой установки называются «cutters» (резаки), а на нижнем — «penetrators» (пенетраторы, «проникатели»). Поттер предполагал, что раскалённый добела вольфрамовый наконечник при тщательно контролируемом нажиме мог бы просто разбрызгивать расплавленную породу. В патенте, поданном 8 января 1971 года (Роберт Поттер указан среди соавторов) указано, что для питания машины потребуется небольшой ядерный реактор. Для охлаждения такого реактора предполагалось использовать не воду (как в стационарном реакторе на АЭС), а расплавленные соли лития. Расплав поступает в теплообменник и далее к буру, который разогревается более чем до 2000 °C (температура плавления вольфрама составляет 3 422 °C).
При движении субтеррены окружающие породы должны были не только плавиться, но и сильно трескаться, однако специальные борозды и каналы, идущие от бура, позволяли бы заделывать эти трещины расплавленной породой, одновременно убирая её с пути и укрепляя тоннель. По мнению авторов патента, такие машины могли бы работать на глубине от 10 до 15 километров и позволяли бы не только искать залежи тяжёлых металлов, но и строить подземную инфраструктуру, а также разведывать и использовать геотермальные скважины.
В 1975 году был подан и другой патент, в котором была описана «машина для прокладки больших туннелей в мягких грунтах или влажных глинистых неуплотнённых пластах». Далее в этом патенте указано, что описываемая машина предназначена для выкапывания тоннелей 12 метров и более в диаметре. Предполагалось, что машина будет выстилать тоннель плотным стекловидным покрытием, а отработанная порода в основном будет передаваться по конвейеру в «кильватер» такой «лодки», то есть, оставаться позади неё.
Реалистичность и возможное применение подземных кораблей
К началу XXI века очевидно, что перспективы подземных судов оценивались чрезмерно оптимистично. Идея применять в качестве двигателя таких машин ядерный реактор (даже если вынести за скобки радиационную защиту экипажа) в целом логична и в итоге была воплощена при создании атомных подводных лодок, но достаточно компактного ядерного реактора с иным охладителем кроме воды пока не существует. Что касается самого процесса бурения, подземная лодка даже выигрывает у обычной буровой установки, поскольку буровая установка может проделывать только шахты и тоннели строго цилиндрической формы, а субтеррена (в особенности — состоящая из набора самостоятельных модулей и обладающая некоторой гибкостью) могла бы создавать подземные пустоты практически любой формы. Форма тоннеля во многом определялась бы формой и расположением пенетраторов. Учитывая, что такая машина даже в ходе обычной эксплуатации создавала бы множество трещин и каверн, в них было бы удобно запечатывать токсичные отходы или, например, отработанные топливные элементы.
В прошлом десятилетии в России силами Томского политехнического университета разрабатывается геоход — машина, по многим характеристикам близкая к описанным выше подземным лодкам. В интервью, которое в 2016 году дал журналу «Добывающая промышленность» Андрей Ефременков, один из руководителей этого проекта, геоход описан как автономная машина, предназначенная для винтового бурения разнонаправленных (в том числе, вертикальных) тоннелей в различных твёрдых средах. Возможно, именно в условиях вечной мерзлоты и сравнительно непрочных пород такая машина могла бы найти применение, в частности, как поисковая и спасательная, используемая в случае обрушения и подтопления шахт. Диаметр тоннелей, которые мог бы проделывать томский геоход, согласно этому источнику, составляла бы 3,2 метра, и работал бы он в разы быстрее проходческого щита. Тем не менее, у такого геохода нет никакой атомной составляющей, и он позиционировался как дистанционно управляемый робот, а не как пилотируемое транспортное средство.
Тем не менее, в условиях растущего дефицита энергии подземная лодка (геоход) неожиданно приобретает актуальность как средство для доступа к пока практически не распечатанным запасам геотермальной энергии. Аппарат, подобный геоходу, мог бы добираться до настолько глубоких горизонтов, где горные породы постоянно разогреты мантийным теплом. Геотермальная электростанция в таком случае сооружается как два параллельных вертикальных тоннеля, которые внизу соединены обширной полостью (на следующем рисунке не указана).
Холодная вода (или другой теплоноситель), подаваемая в одну скважину, доходит до полости, проложенной геоходом, превращается в пар, пар поднимается по соседней скважине, крутит турбину и вырабатывает электроэнергию. В настоящее время в мире уже работает несколько десятков геотермальных электростанций, но пока такие сооружения возможно строить только в районах, где разогретые породы доходят почти до поверхности земли. Многие из таких станций находятся в сейсмоопасных и труднодоступных районах, но с появлением геоходной прокладки тоннелей такой источник энергии мог бы стать гораздо доступнее.
Наконец, технология подземных буровых кораблей наверняка пригодится людям при освоении Марса и других планет, где придётся располагать постоянно обитаемые базы глубоко в толще пород или в пещерах, как для доступа к воде, так и для защиты от ионизирующего излучения и перепадов температур на поверхности планеты. Обсуждение этой сугубо научно-фантастической темы я, пожалуй, вынесу в комментарии.
Комментарии (64)
saege5b
21.12.2023 20:43Более эффективным представляется вариант использования телепортационной системы: изъятый грунт можно с пользой использовать.
А без юмора:
Везде умалчивается куда девается грунт в объёме занимаемым подземоходом, молчаливо предполагается что грунт будет "исчезать". Да, в рыхлых песках можно сослаться на разницу в низкой плотности засыпки и в высокой плотности плавленного песка; но в случае скальных грунтов просто расплав не поможет, выбрасывать расплавленный материал назад - под действием гравитации он будет стекать на сам подземоход. И это без вопроса об использовании жаростойких материалов и вопроса обеспечения "внутреннего холода".
Слабо рассмотрен вопрос о поворотах. Легко моделируется сверлом в бетоне: загоняем сантиметра на 3-4, а теперь попробуйте сверлить вбок.
Moog_Prodigy
21.12.2023 20:43Можно применить тот же метод поворотов, какой используется в машинах ГНБ. Бурильная головка там несимметричной формы, и поворот достигается сочетанием останова вращения бурильной головки и ее продольным перемещением. По чуть-чуть но этого вполне хватает. Непонятно как придавать перемещение вперед при остановленной бурильной головке, хотя например это могут быть выдвигающиеся из боков лапы.
aik
21.12.2023 20:43Тут всё будет зависеть от породы - в камне вам никакие лапы не помогут.
Плюс радиус поворота будет дикий.
ilriv
21.12.2023 20:43Как-то так:
Вот эти маленькие рычажки создают боковое усилие, которое отклоняет траекторию (в камне). Радиус поворота такой, насколько гнётся труба.
aik
21.12.2023 20:43Ну так не стоя же на месте. Плюс у вас бур несколько колбасится в скважине, из-за чего она получается несколько шире бура - и можно отклоняться к какой-то стороне.
А автономная машина так не сможет, если у неё рабочие органы строго на морде. Вот если где-то на треть подвижная "морда" будет, чтобы можно было остановиться, ей поводить и расширить туннель - тогда да, так можно будет поворачивать при помощи подобных лапок. Но всё равно с довольно большим радиусом.
ilriv
21.12.2023 20:43Стоя на месте тоже в принципе можно. Буровая машина должна будет состоять из двух частей, передняя часть должна иметь зубья на боковой поверхности, изгибаться относительно задней части и вращаться. А дальше, если вам нужно повернуть направо, вы просто согнёте механизм направо и при вращении "головы" выкрошите камень боковыми зубьями. Создавая изгиб траектории с небольшим радиусом.
aik
21.12.2023 20:43Буровая машина должна будет состоять из двух частей, передняя часть должна иметь зубья на боковой поверхности, изгибаться относительно задней части и вращаться
Ну я примерно про это и говорил. Может даже и не из двух частей, а больше сегментов, как гусеница - чтобы изгибаться можно было под большими углами и поворачивать относительно резко, а не рисовать километровые петли.
Но это всё уже после того, как придумаем, куда отработку девать.
ilriv
21.12.2023 20:43это всё уже после того, как придумаем, куда отработку девать
Давно уже придумано. Отработка выносится на поверхность буровым раствором. Это практически безальтернативное техническое решение.
aik
21.12.2023 20:43Отработка выносится на поверхность буровым раствором.
Это когда у вас бурильная установка, бур, трубы и всё такое. А мы же хотим автономную машину, на которую сел и поехал в америку по прямой.
ilriv
21.12.2023 20:43Если вы забуриваетесь под землю, у вас за спиной остается выход на поверхность. Вот по этому проходу можно проложить гибкие трубы для подачи раствора и выноса шлама.
aik
21.12.2023 20:43Так автономности не будет же. Плюс эти трубы надо постоянно, плюс местами наверняка понадобится ставить "подстанции" для того, чтобы напор держать. Ибо тонкий бур - это одно, а тут у вас чуть ли не подлодка целая под землёй ползает и многометровые туннели копает. А раз уж нет автономности, то и не надо никаких реакторов на "подлодке", кабель с поверхности кинуть. Ну и т.п.
И выходит у вас по итогу обычный проходческий щит, никакого полёта фантазии не получается.
ilriv
21.12.2023 20:43О какой автономности вообще речь? Подача энергии с поверхности вам нужна? Нужна, на батарейках много не прокопаешь. Крепить туннель надо, чтобы не обвалился? Надо.
ilriv
21.12.2023 20:43Похоже Вы забыли о чем статья.
В статье рассматриваются как автономные, так и неавтономные системы. В ней рассматривается даже вариант с подачей с поверхности расплавленного лития чтобы с его помощью плавить породу.
aik
21.12.2023 20:43О какой автономности вообще речь?
О полной. Вы вообще статью читали? Там же именно про автономные "подземные лодки" речь. С ядрёным реактором.
Подача энергии с поверхности вам нужна? Нужна, на батарейках много не прокопаешь. Крепить туннель надо, чтобы не обвалился? Надо.
А это вы уже реализм в фантастику тащите и всю песню мечтателям портите. Вы ещё скажите, что на Марсе яблони цвести не будут...
ilriv
21.12.2023 20:43Вы вообще статью читали? Там не именно про автономные "подземные лодки". Там рассматривается даже такой вариант:
Подземная лодка могла бы прорезать скальные породы лишь при одновременном применении высокой температуры и очень высокого давления. По расчётам, проведённым к началу 1970-х, температура бура должна составлять 1300-1800 °C. При этом для размягчения породы по ходу движения машины должен был бы подаваться расплавленный литий, доводимый почти до точки кипения, то есть до температуры свыше 1200 °C.
aik
21.12.2023 20:43Рассматривался. Но мечта же именно автономные машины сделать. Надо же бомбу под америку ползти закладывать, будете на тысячи километров литий подавать?
Opaspap
21.12.2023 20:43Прочитайте следующий абзац, этот литий - из бортового ядерного реактора(как охладитель) в том проекте. Зачем вы думаете там пол статьи про реакторы ?
Чтобы "лазить" под землей не надо весь грунт выкидывать,т.к. тонель сзади - не цель, т.е. нужно просто создать буфер на объем транспорта. Видимо, предполагалось, что уплотнения (плавлением) хватит, чтобы сзади было чуть меньше, чем спереди, можно например кирпичи делать стеклянные и складывать их.
Jianke
21.12.2023 20:43гибкие трубы для подачи раствора и выноса шлама
...и промежуточные насосы для перекачивания.
ilriv
21.12.2023 20:43С нормальными буровыми трубами ввиду их высокой прочности можно было бы просто повышать давление, но если использовать более удобные гибкие трубы, придется использовать промежуточные насосы.
Если диаметр туннеля предполагается достаточно большой, целесообразно собрать "паровоз" из нескольких проходческих машин: головной и нескольких промежуточных машин с насосами.
Zara6502
21.12.2023 20:43Сверление пород вообще проблема, всякие там граниты это тяжко, больно и долго
Не совсем удачный пример, так как сверло у вас длинное, а если подземоход например 20 метров в длину, то можно легко посчитать какого диаметра нужно бурить впереди отверстие чтобы иметь возможность корректировать изгиб например в 1-2 градуса.
agat000
21.12.2023 20:43Единственный адекватный вариант - крошить в пыль и выдувать "пылесосом" по трубе. Заодно и охлаждать механизм и стенки.
Но это вариант "метростроя", для автономной "лодки" варианта вообще нет. Разбуренный грунт занимает больше объем, чем уплотненный. Хотя бы часть нужно выдавать "на гора".
Zenitchik
21.12.2023 20:43Не раскрыт важный вопрос: как охлаждать подземоход? Он при работе будет выделять ОЧЕНЬ много тепла, а горные породы в большинстве своём практически не теплопроводны, т.е. тепло надо отводить не просто за борт (в туннель), а далеко от аппарата, в идеале - на поверхность.
Значит, потребуется тянуть за собой трубы, через которые будет подаваться и отводиться теплоноситель.Zara6502
21.12.2023 20:43мне кажется проще всего бурить с морского дна затапливая тоннель. Тогда температура будет в условных 100С всегда.
ilriv
21.12.2023 20:43Все эти вопросы уже давно решены. По трубе закачивается вода с различными полезными добавками, которая охлаждает железо и вымывает измельченную породу на поверхность. Для небольших глубин можно наверное использовать шланг.
Zenitchik
21.12.2023 20:43Ну я и говорю: автономная машина, работающая без связывающих её с поверхностью коммуникаций - невозможна в принципе.
ilriv
21.12.2023 20:43Она будет возможна, если разработать малогабаритный ядерный реактор с корпусом из вольфрама. С технической точки зрения задача заключается в том, чтобы удерживать интенсивность ядерной реакции в таких пределах, чтобы температура оставалась в районе 2000-3000 градусов, но не достигала температуры размягчения вольфрама (а температура плавления гранита всего 1250 градусов). Что для этого нужно - нужен тугоплавкий поглотитель нейтронов. Раскалённая ураново-вольфрамовая головка будет проплавлять породу, затем устраивать гидравлический разрыв окружающей породы этим самым расплавом и вдавливать расплав в трещины. Но будет фонить.
Zenitchik
21.12.2023 20:43А тепло-то куда девать будете? Реактор его вырабатывает. А сбрасывать куда?
Вы ж сами выше писали: нужна подача воды с поверхности.
ilriv
21.12.2023 20:43Тепло рассеивать в окружающую среду. Ядерная реакция является источником тепла, окружающие горные породы и пластовые воды поглощают это тепло. То есть достаточно поддерживать интенсивность ядерной реакции на таком уровне, чобы температура установки не превышала критическую. Установка (в частности система управления) изначально должна быть спроектирована как высокотемпературная. В частности, без полупроводников, на ламповых технологиях.
Zenitchik
21.12.2023 20:43У горных пород низкая теплопроводность. Десять метров камня - это почти идеальный теплоизолятор.
Никак вы не рассеете в такую среду тепло. И температура у вас будет расти всё время, пока работает реактор. Вплоть до полного расплавления установки.
ilriv
21.12.2023 20:43Горные породы будут плавиться и поглощать тепло. Низкая теплопроводность породы даже способствует плавлению - материалы с высокой теплопроводностью (золото, медь, алюминий) слишком быстро перераспределяют тепло в своей массе, что приводит к перерасходу энергии для их плавления.
То есть установка будет двигаться в жидкой среде расплава, имеющего температуру ~1250 градусов (если это гранит) или 1450 (базальт).
Как пример - лёд. При температурах ниже нуля это неплохой теплоизолятор. В ледяном иглу можно переждать морозы. Но если бросить раскалённый гвозд в лёд, окажется что лёд отлично поглощает тепло т.к. плавится.
aik
21.12.2023 20:43Подземоход - это проходческий щит. Со всей его инфраструктурой по укреплению раскопа и вывозу грунта. Тупо всё назад выкидывать не выйдет - вы не сможете весь объём хода использовать, от пола до потолка, а просто кучу будете наваливать.
Про повороты уже сказали - корпус придётся делать изгибающимся в каких-то пределах, но всё равно, радиус поворота будет громадным. Учитывая спуск и подъём. Тоннели же не просто так за много километров до реки/пролива начинают копать - определённый уклон соблюдать надо.
Про человеческий экипаж лучше забыть. Кондиционеры, воздух, вода, еда - это всё займёт драгоценное место. Плюс про эвакуацию в случае чего придётся забыть, если вы породу отработанную взад выкидываете.
На счёт возможности выкапывания пещер подобными "подземными лодками" тоже не стоит обольщаться. В лучшем случае у вас будет много длинных туннелей. А на деле и туннелей не будет, если не придумаете, как отработку дезинтегрировать или телепортировать куда подальше. Гораздо проще будет экскаватором вырыть яму и накрыть её крышей. Можно потом присыпать грунтом, если хочется. Или в гору сбоку теми же экскаваторами закопаться.
Jianke
21.12.2023 20:43Теоретически выработку можно утрамбовывать к стенам и потолку, как это делает реальный крот.
aik
21.12.2023 20:43Особенно в камне, да. Ну и ещё надо учитывать, что под землёй всё далеко не однородно - разные типы почвы, всякие водные жилы, трещины, пустоты и т.п. Чуть не туда заполз - и тебя засыпало или затопило. Без предварительной разведки не покопаешься.
Ну и опять же - какова вообще цель, для которой нужна автономная подземная машина? Какие задачи она решать будет, которые нельзя другими способами решить?
Vytian
21.12.2023 20:43Все технические вопросы - это детали, даже в статье в целом отражены. Если делать аппарат масштабов Акулы, вообще всё пофиг, кроме износа оболочки и общих вопросов прочности корпуса на километровых глубинах.
Цели тоже указаны - геотермальная энергия, когда уже совсем всё, что горит, сожжём, включая уран и гелий-3, а климат окончательно йокнется и обнулит возобновляемые источники.
Ну и тектоническое оружие, куда уж без военки -- такая месть из прошлого: "вы на нас напали, а мы за 20 лет прокопаемся до магмы под вашим самым развитым регионом". Это если по 10 см в день. Хотя если по 10 метров в минуту, то тут уже хамас всю первую партию прямо с завода скупит.
aik
21.12.2023 20:43Да-да. "Мыши, станьте ёжиками."
Как раз ничего не пофиг. И чем ваш аппарат крупнее - тем больше проблем будет. Всякие там законы квадрата-куба и круга-шара.
Какое отношение геотермальная энергия имеет к "подземным лодкам" я тоже не понял. Что, они будут ползать под землёй, собирать эту энергию и вытаскивать на поверхность?
stalinets
21.12.2023 20:43Мне кажется, лучше дать работать гидравлике, то есть делать подземоход по принципу гидравлического пресса или шприца из двух взаимно подвижных частей. Передний сверхпрочный конус на передней половине упирается в грунт, а по бокам из корпуса задней половины со всех сторон выдвигаются острые штыри-упоры, направленные на 45 градусов назад и в стороны. Далее гидравлика начинает разжимать этот шприц, но задняя часть прочно заякорена сотнями шипов, и всё давление идёт на кончик переднего конуса, который расталкивает грунт и продавливает тоннель вперёд. Далее шипы вдвигаются, и задняя часть подтягивается к передней, шприц сжимается, и цикл идёт по новому кругу.
В мягких грунтах, как мне кажется, вполне рабочий вариант. С гранитами будет посложнее (хотя на большой глубине граниты не такие прочные). Возможно, получится так: сначала бурить в граните тонкое длинное отверстие, закладывать туда взрывчатку и после взрыва конус под давлением гидравлики сможет относительно легко расширить трещину. Ещё как вариант - дополнительными гидравлическими установками дополнительно расталкивать стенки тоннеля в стороны уже после прохождения участка, чтобы освободить место для не поместившегося грунта.
Moog_Prodigy
21.12.2023 20:43Самое интересное ждет при попадании такой подземлодки в водяные горизонты. Окей, они близко от поверхности. А что насчет нефтяных пластов? Утонет же. Или давлением вытолкнет наружу - как повезет. В последнем случае ситуация для пассажиров такого снаряда 100% смертельная - одно дело по 10 см в минуту продвигаться, другое дело тебя несет мощный поток под давлением до****идцать сотен атмосфер, ударяя о стены туннеля, запутавшиеся шланги и тд. Если она даже будет сделана из вибраниума, любой живой организм внутри кроме бактерий погибнет, превратившись в крошево из за знакопеременных перегрузок. Но такие и металлы не очень любят, поэтому на поверхность выплюнет мелкие кусочки аппарата и забьет нефть фонтаном, который еще тушить придется атомным взрывом. Не, что то вообще сложная технология. Уж на что в этом плане "проще" космос, но и там проблемы. Вот новые буровые штуки есть смысл разрабатывать. Без людей, с учетом опыта Кольской скважины. И делать ее не 30 см диаметром а метра 4, туда этот аппарат и чтоб как проходческий щит и был. С нюансами.
agat000
21.12.2023 20:43Фигня эти 1300-1800 гр., и буры тоже фигня.
21 век на дворе, а мы по прежнему хотим каменным топором каменную пещеру долбить
У нас ядреный реактор на борту? Ну океюшки. Ставим установку плазменного резака и жжом породу. Что то сгорело, что то испарилось, что то расплавилось и сдулось реактивной струей и под давлением ушло "за спину". Никакого механического воздействия. А вот чем охлаждать - это уже другая проблема.
Radisto
21.12.2023 20:43Был, кажется, и такой проект: нечто из карбида урана разогревалось ядерной реакцией до температуры выше плавления породы, но ниже плавления самого себя. Этот снаряд, по идее, плавил бы грунт вокруг себя и тонул в нем. И так, пока не погружался на нужную глубину. Каким образом предполагалось им управлять, чтобы он в ядро не нырнул, я не понял.
agat000
21.12.2023 20:43В этом варианте получается одноразовый аппарат. Отключение по глубиномеру, другого управление и требуется. Ну или пускай ныряет - что то успеет данные передать по кабелю.
Captain_in_the_Green_Hat
21.12.2023 20:43Не взлетит. Скорость бурения проходческим щитом у самой поверхности измеряется долями метра в час и прорыва тут не намечается. Даже если порешать все остальные вопросы, это будет чертовски медленная тихоходка. Метр в час. Ну два! Совершенно нереальная цифра. За сутки полста метров. Километр - три недели. Так себе.
Прочность буровых коронок существенно не повысишь, какие-то волшебные способы копания грунта, который с глубиной только прочнее, тоже вряд-ли появятся. Плавление? Сомнительно, чтобы при любой разумной выдаче энергии скорость плавления была выше скорости копания.
Если уж с чего-то начинать, то при условии изобилия энергии, мне видится некая "змея", диаметром миллиметров 100, край 200, которая ввинчивается в грунт, распихивая излишки по сторонам. Чем меньше диаметр, тем лучше работает. Если "змея" будет с гвоздь толщиной, то вполне реализуемо. Дело за источником энергии.
barloc
21.12.2023 20:43Есть идея, что скорость прохода щитов ограничена не скоростью бурения (так как можно добавить еще энергии для увеличения), а необходимостью возводить после себя крепь туннеля + сбрасывать напряжение пород не быстро, а медленно для безопасности.
То же бурение в нефтянке имеет сумасшедшую скоростью по сравнению с щитами.
Установки бурения, основанные на принципе плавления либо сжигания породы делали еще в союзе, но в дело не пошли, ага - шорошечные долота с твердосплавными головками либо сейчас алмазные головы дешевле.
Zenitchik
21.12.2023 20:43А установки бурения ограничены мощностью привода и эффективностью охлаждения.
Без постоянной связи с поверхностью, я думаю, вообще бурить не получится.
barloc
21.12.2023 20:43Не уверен.
Скорее скоростью истирания рабочего тела головы и затем операции спуско-подьема всей колоны буровых труб для замены.
Вроде по твердым породам все идёт очень быстро, против алмаза нет приема.
Zenitchik
21.12.2023 20:43А тепло-то всё равно куда-то девать надо.
Буровые головки - буровым раствором охлаждаются. Не будет раствора - она перегреется на первых метрах.
Captain_in_the_Green_Hat
21.12.2023 20:43"Скорость бурения" - некая величина из целой комбинации факторов и все они вычерпаны под ноль или близко.
Твердость и износостойкость зубьев увязаны с мощностью привода и способностью отводить тепло из зоны резания.
Просто забабахав больше энергии в бурение мы не получим ничего ровным счетом. Все, что можно забабахать, уже забабахано и работает на предельных режимах.
Думать, что вот шарошка или фреза сильно недогружены и там еще ого-го запас, впендюрил двигатель в два раза мощнее и проходческий щит кааак побеежал в два раза быстрее...
Не взлетитaik
21.12.2023 20:43Ну, забабахать-то то под землю можно много чего. Правда, если сильно бабахать, то оно ещё и на поверхности отзываться будет.
Но вообще были же идеи звездолётов на ядерных бомбах. Почему бы не быть идее проходческого щита аналогичного. При условии, что получится всю энергию взрыва в одну сторону направить. Впрочем, обломки кому-то выгребать придётся всё равно.
andredron_1
21.12.2023 20:43Идея конечно классная, сделать подземную лодку...
Если раньше из-за слабо развитых технологий, в голове у учёных того времени был только один вариант, по типу мясорубки измельчают породу и уже мелкие фрагменты проходящие сквозь породу выпускать наружу, то в 21 веке можно и помечтать:
1) Применять лазеры, которые плавят породу, и пока стенки не остыли покрыть пенобетоном для затвердевания, минус огромная сложно и стоимость такой технологии, так как не понятно как будет аппарат действовать когда озеро магмы под давлением вынесет аппарат и затопит все вырытые тонели.
2) Использовать гравитационные пушки, снаряды вольфрамовые, разогнаные до дикой скорости выстрелить в толщу и наблюдать как от давления тоннель рухнет под весом породы.
3) электромагнитные поля и аппарат с бешеной силой ныряет в породу, тем самым продавливает её, звучит Бредова ибо даже генераторов защитных полей ещё не придумали, но помечтать не мешает. Этакие гравитационные буры
4) молекулярную сепарации. Технология, позволяющая диссоциировать молекулы грунта и гранита. Такие приспособления используют специальные энергетические воздействия, чтобы разбить образующие связи и образовать вертикальные или горизонтальные проходы.
Это что пришло на ум
beeruser
Эта тема не прошла незамеченной мимо отечественного синематографа :)
https://www.youtube.com/watch?v=X0cXSahtwP8&t=81s
NeoNN
Как это развидеть теперь
beeruser
А нет, придётся смотреть до конца.
begin_end
Классный фильм в стиле ретрофутуризма, внимание авторов к мелочам, забавные роботы :)
Наверное никогда бы не увидел его, если бы не эта ссылка. Благодарю.
Markscheider
И мимо отечественной НФ. См. Кир Булычев "Подземная лодка"
agat000
Еще раньше были "Победители недр", еще довоенная. Отличная технологическая фантастика. Там кроме самой подземной лодки, на ней была еще подземная "шлюпка" маленькая.
MiyuHogosha
массаракш!
vzhicharra
жалкая пародия
https://www.youtube.com/watch?v=ZwmqTfbaZdk
Catx2
Какая прелесть, боже