I. FEJEZET.
A tengerek mélységei és határai.
I. A mélység mérése. Szondálások. Szondálók és járulékos műszerek. Közvetlen mélységmérés. – II. Mélységmérés propellercsavar segítségével. – III. A mélység mérése a víznyomás alapján. – IV. A mélység mérése a tengervíz összenyomhatósága alapján. – V. Mélységmérés a hang terjedése alapján. – VI. Mélységmérés a nehézség változásai alapján. Akkumulátorok és dinamóméterek. Szondálógépek.
A tengerek mélységeinek mérése az oczeánográfia legfontosabb feladatai közé tartozik; ezt a mérést szondálással végzik el.
Szemlét fogunk tartani a különböző műszerek fölött, melyek napjainkban használatosak vagy a melyeknek szerkezete érdeklődésre tarthat számot. Látni fogjuk, mennyi elmésséget fordítottak a mélységi szondálások látszólag oly egyszerű feladatának megoldására és a kutatások még ma is minden irányban folytatódnak.
Mindenki ismeri azt a módszert, a mely abban áll, hogy szondálófonálra kötött nehéz testet bocsátanak a fenékre. Látni fogjuk, hogy ezenkívül hogyan igyekeztek megmérni a mélységet, akár a vízbe leszálló csavar fordulatainak száma alapján, akár a mélység szerint haladó víznyomás-változás, a tengervíz összenyomhatósága, a tengervíz-rétegek vastagsága szerint való nehézségváltozás, vagy a hang terjedés-sebessége alapján. Végre meg tudták mérni a tengerek közepes mélységét a földrengés-hullámok segítségével, terjedés-sebességüre támaszkodva.
I. A mélység közvetlen mérésére szolgáló szondálók.
Az ilyenfajta mélységmérők a legelterjedtebbek; oly szondálóból állanak, a mely közvetlenül adja a fenék fölötti függőleges távolságot. Főalkotó részük egy nehezék, a mely a szondálófonalat magával húzza. Az utóbbinak a függőleges mentén lemerült hosszúsága adja meg a keresett mélységet. A szondáló lehet vagy egyszerű nehezék (szondálóólom, pl. faggyúval bevonva),
mely egyes műszereknél esetleg önműködően le is kapcsolódik, vagy tartalmazhat a nehezéken kívül még oly készüléket is, a mely képes mintát hozni a fenékről.
|
1. rajz. |
Az oczeánográfiai kutatásokhoz szükségünk van a fenékről vett mintára, ú. n. iszappróbára, még pedig alkalmas állapotban és mennyiségben, a mely lehetségessé teszi a kényelmes vizsgálatot és a részletes elemzést. A befaggyúzott ólom szondáló nem felel meg e kívánalmak egyikének sem; mert mindig elégtelen mintát ad, mely a mellett gyakran még használhatatlan is, a beleszivárgó faggyú miatt. Ez az oka, hogy egész sereg szondálót találtak fel abban a mértékben, a mint a kutatások és az expedicziók szaporodtak. Majdnem ugyanazt lehet mondani a szondálókról is, a mit sok orvosságról, melyek ugyanazon betegségek leküzdésére valók: t. i. egyikük sem jó. A szondálók közül egyik sem tökéletes, egy sem jó egyszerre mindenféle fenékhez. Szondáló ólom . A szondáló ólom 5–10 kg. súlyú egyszerű ólomtömeg, rendszerint gúlaalakú és széles alapjába kis mélyedés van vájva. Ezt a kivájást faggyúval töltik meg, úgy hogy a faggyú kidomborodjék. Az ólom többé-kevésbbé erős fonálra van függesztve, a szerint, hogy mekkora súlyt kell kibírnia. A fonál különböző színű posztószeletkékkel méterekre van beosztva. A mint a készülék a vízbe bocsátva feneket ér, a kéz lökést érez és meg lehet érezni a megállását is, mert a fonál nem gombolyodik le tovább. A mélységet a vízszinén levő jegy jelöli meg. A faggyú gyakran mintákat hoz a fenékről, melyek lehetségessé teszik a fenék természetének jellemzését. |
A szondáló ólom sűrűn használatos kis mélységek mérésére, főképpen a horgonyzásra alkalmas hely pontos meghatározására, a hajózás és a hidrográfia czéljaira. Ez a rendkívül egyszerű készülék több mint száz méter mélységig használható. Magától érthető, hogy a precziziós munkában, különösen nagy mélységekben más készülékeket alkalmaznak, melyeket a következőkben írunk le. Ezeket gépekkel bocsátják a vízbe, melyekről majd később lesz szó.
Csészés szondáló. Kúpalakú vascsésze (1. rajz), egy ugyancsak vasból készült szár végére van erősítve, fölötte hosszúkás ólomtömeg, mely arra való, hogy az egészét lehúzza a mélységbe; egy bőrből vagy egyéb anyagból készült vastag korong a szárra fűzve, a csésze és a nehezék alsó szintje közt mozoghat. A korong átmérője valamivel nagyobb, mint a csészéé. A készülék leszállása alkalmával a víz ellenállása a bőrkorongot magasan tartja a nehezék közelében; a csésze a súly hatása alatt, a mely rendszerint oldalt esik, nyitva fúródik bele a tengeralatti talajba. Mikor visszhúzzák a készüléket, a csésze nyílásához szorult korong elzárja a csészét és nem engedi, hogy tartalma onnan kiessék vagy kimosódjék.
Elméletben ez mind jól megy. A gyakorlatban nem mindig; a leszállás sebessége, a mélység és a fenék természete szerint megesik, hogy a készülék zárva jön vissza a nélkül, hogy bármit is felszedett volna, vagy pedig nyitva marad és kiürül, akár azért, hogy a hullámzás kimosta a tartalmát, akár mert a készülék nem hatolt bele a talajba.
A csészés szondálót főképpen Amerikában használták a Porcupine hajón, manapság alig használatos.
Gilson mélységmérője
. Legújabban GILSON louvaini tanár oly mélységmérőt talált fel, a mely a csészés szondálóhoz hasonlítható, de nincs vele egyéb közössége, mint a csésze. Működésének módja és mechánizmusa teljesen különbözik az előbbitől. Míg az elsőben a nagyon keskeny csésze úgy van készítve, hogy függőlegesen belefúródjon a talajba és ott megteljen, a másodikban az igen széles csésze, miután oldalt esett, a felhúzáskor éles szélével belevág a talajba. Igen elmés készülék becsukja a csészét abban a pillanatban, a mint elhagyja a feneket, de sohasem előbb, nehogy valamiképpen megzavarja a mintát. Az alábbiakban adok néhány részletet, melyeket úgy, mint az idetartozó rajzokat GILSON úr kéziratából közlöm, a mit ő szíves volt rendelkezésemre bocsátani.A második rajz mutatja a lemerülésre kész műszert egészben.
T tengely fölül szilárd csavartokban végződik és a R csészét hordja, mely szilárdan hozzá van csavarva az alsó végéhez. Ugyancsak T tengelyhez szintén mereven van hozzáerősítve az E erős fémlemez (3. rajz), míg maga a tengely szabadon csúszik
O-ban, a mi nem egyéb, mint a csésze lezárására szánt nehéz fedél. Maga a tengely, mely ezen a részén négyszögletes keresztmetszetű, B-ben is szabadon csúszik. Ez a B nehéz öntöttvastömeg, hozzáerősítve U fogóhoz, mely a tartó kötélhoz van kötve. G, B-hez erősített kormánylapát. Az utóbbin van D, mely cl bevágással van ellátva. Ez alkotja E függelékeivel együtt a födő kikapcsoló készülékét. Minthogy a második rajz kisebb, mintsem hogy meg lehessen jelölni a részleteket, a jelöléseket illetőleg a következőkben a 3. rajzhoz kell fordulnunk, (mely a kikapcsoló rendszer helyzetét mutatja abban a pillanatban, a mikor a készülék fölemelkedett a talajról). Tegyük föl, hogy a készülék leszáll, a minek nem szabad nagyon gyorsan végbemennie. A készülék U-nál fogva felfüggesztve, G kormánylapáttal irányítódik, az áramlás és a hajó járása szerint. B hordja az O fedőt, D közvetítésével és C horog segítségével, mely tl
|
2. rajz. |
3. rajz.
|
sarkot a födőnek r szegélye alatt tartja és nem engedi leesni.
A fedőnek p része csuklóban mozog (ch) és a leszállás tartama alatt a cr kapocs fölemelve tartja. Mikor a készülék földet ér, B, minthogy a kötél többé nem tartja, a T száron lecsúszik, D és B lesülyed, C horog kiszabadul, tg szár belecsúszik a tl' nyílásába, mely oly széles, hogy megakadályozza L lemeznek cl bevágásba való behatolását; tg szár a maga részéről nem engedi, hogy C horog vége visszaessék cl bevágásba, ha a készülék rossz oldalra esik. Az egész idő alatt, míg a készülék a fenéken marad, L, mely A tengely körül foroghat, párhuzamos marad D bevágással és L-nek tl sarka mindig fölfüggesztve tartja a fedőt. A csésze így behatol a talajba. Mikor meghúzzák a kötelet, B újra fölemelkedik, a hozzája erősített D követi, D bevágásnak alsórésze csakhamar bekapcsolódik az A körül forgó L-nek tl'' sarkába, tl sarok akkor kiszabadul a födő alul, mely csakis ebben a pillanatban esik rá a csészére és elzárja. A fedőnek cp billentyűje ugyanebben a pillanatban csapódik le. A felszínre érkezésnél a kinyitás után azonnal látni lehet a felhozott mintát. Ez a billentyű arra is való, hogy miután fölemelkedett, lehetővé tegye a csésze megfelelő szélének, vagyis a kormánynyal szemben levő oldalának a mélyebb lehajlást, hogy így jobban belevághasson a talajba.
A csésze lecsavarható és helyettesíthető más csészével, mely éppen alkalmas a kikutatandó terület megismerésére. Átmérője 40–50 cm. között változik. A készülék súlya 39 kg. a csésze nélkül, melynek legnehezebb változata 22, legkönnyebbje 11 kg.
Ez a készülék, melyet GILSON igen gyakran alkalmazott Belgium partvidékén, bőséges mintákat hoz fel az egymás fölött levő rétegek eredeti elhelyezkedésének megtartásával, ha a talaj természete megengedi. Felhoz ez a készülék fenéken élő állatokat is, melyekről GILSON terjedelmes lajstromot állított össze, azonkívül különböző tárgyakat is, melyek közül említésreméltó egy mammut-agyar.
Ime az egykor félretett csészés szondáló így alakult át különös esetekben használható kitűnő műszerré. Magától érthető, hogy a GILSON-féle mélységmérőt nem lehet 0.7 milliméter vastagságú aczéldrótra bízni, mikor azt kívánjuk, hogy 6000 méteres mélységből hozzon iszappróbát a felszínre.
|
4. rajz. |
Rekeszes mélységmérő (4. rajz). Ez a műszer, a melyet a Challenger és a Gazelle expediczjókban használtak, a legrégibb lyukasztócsöves szondáló. Főrésze egy ólomsúly, mely hasonló a csészés szondáló nehezékéhez és a melyen keresztül megy egy vasszár. Az utóbbinak alsó része hengeresen ki van vájva, körülbelül 8 cm.-es mélységre; a nyílásnak a szélei élesek és a bejáratát lepkeszárnyszerű szelep zárja el. Leszálláskor a víz fölemeli a két lepkeszárnyat a cső belsejében és az üreg felsőrészén fúrt oldalsó nyílásokon keresztül távozik. A fenékre érve, a henger mintát vág ki a talajból és megtelik vele. Fölszálláskor a két lepkeszárny eredeti helyére esik vissza és elzárja a hengert, mely felhozza a mintát teljesen ép állapotban, ha minden jól megy. A valóságban igen gyakran megesik, hogy a mintának a nyúlóssága vagy nagy homokszemek jelenléte megakadályozza a szelep elzáródását és nem óvja meg a henger tartalmát a kimosástól. |
A Vöringen expediczió szintén használt rögzítettsúlyú rekeszes mélységmérőt olyan helyeken, a hol a mélység nem haladta meg az 1852 métert.
|
Fitzgerald vagy a Lightning mélységmérője (5. rajz). 1868-ban a Lightning expediczióban 1189 méter mélységig használták FITZGERALD mélységmérőjét; a nagyon rossz idő és a fölötte kedvezőtlen körülmények ellenére WYVILLE TOMSON tanár sohasem tapasztalta, hogy hibázott volna, mégis úgylátszik, hogy a többi expediczió ezt a műszert egyáltalában nem használta. Leszálláskor a készülék egészében úgy van elrendezve, a mint az 5. rajz mutatja. A fenékre érve, az éles vasszegélyű fémlapát belemélyed a talajba és megtelik üledékekkel, de minthogy az akasztót a kötél már nem feszíti ki, a pálcza kiesik abból a lyukból, a mely a nehezék szárába van belefúrva; a nehezék a fenékre esik és maga után vonja a szárat is. Mikor visszahúzzák a készüléket, a szár alul függ, a nehezék, melyet |
5. rajz. |
a leszállás alatt fölfelé irányuló két horog tartott, leesik és a lapát mintával telve a födőjéhez nyomódik a nehéz szár súlyának hatása alatt.
|
A Bull-Dog mélységmérője (6. rajz). 1860-ban STEIL gépész találta föl ezt a műszert a Bull-Dog angol hajón, melynek kapitánya SIR L. M' CLINTOC [!] volt abban az időben, a mikor mélységmérése folytak az Anglia és Amerika közt elhelyezendő távírókábel fektetése czéljából. A vizsgált terület az Izland, Grönland, Újfundland és Labrador közt elterülő tenger volt. Két félhengeralakú kis edény csuklóval van összekötve olló módjára; az egész a csukló tengelyénél fogva kábelen függ, mely keresztül megy a belül üres nehezéken és a melynek határoló vasgyűrűje kikapcsoló készülékhöz van kötve és ez a végénél fogva a szondálófonálhoz van erősítve. Egy másik kábel, a mely az előbbiből indul ki, szintén a csukló tengelyéhez van kötve. Az ollók felső ágait erős gummigyűrű tartja össze, mely mikor magára hagyják, a két edénykét összefogja; ezek így teljesen zárt üreget alkotnak. A nehezék, mikor helyén van, ideiglenesen legyőzi a gummigyűrűk ellenállását és nyitva tartja az üreget. Mikor a készülék feneket ér, a szondálófonál nem lévén többé kifeszítve, a kikapcsoló működésbe jön, a nehezék oldalt esik, a gummigyűrűk bezárják a fenékmintával telt üreget és a hajóról visszahúzzák a kábelen függő készüléket, míg a nehezék a fenéken marad. A készülék, úgy látszik, igen jól működik. WYVILLE-THOMSON nagyon bonyolultnak találta. Igen valószínű, hogy sok esetben, ha valami kavics vagy homokszem megakadályozza a két edényke teljes bezáródását, tartalmukat többé-kevésbbé kimossa a víz. |
6. rajz. |
Kanalas mélységmérő (7. és 8. rajz). Ebben a készülékben, a melyet a London telegraph construction and maintenance Company [londoni távírófektető és -fenntartó társaság] használ, a csuklóval tagozott üregek kanálalakúak; egy
|
7. rajz. |
kikapcsoló készülék tartja őket nyitva, egy erős külső rúgó ellenében, mely a kanalakat összecsukni igyekszik. A kikapcsolórendszer a kanalak belsejében van elhelyezve és bizonyos rókacsapdák kapcsolójához hasonlítható. A mint a készülék földet ér, a kikapcsoló működésbe jön és a külső rúgó erősen egymáshoz szorítja a két kanalat. Mint a Bull-Dog mélységmérőjében, a minta itt is kimosható, ha valami homok- vagy kavicsszem kerül a kanalak szélei közé. Erre a készülékre szintén lehet alkalmazni a nehezékes kikapcsoló-rendszert, melyet a Bull-Dog mélységmérőjénél írtunk le. Az így módosított kanalas mélységmérőt használta a Valdivia tudományos expediczió. Az előbbi két mélységmérő kétségtelenül a "deep-sea clamm" vagy "mély tengeri csipesz"-ből ered, melyet SIR JOHN ROSS |
8. rajz. |
talált föl 1818-ban az Izabella hajón, melyet ő vezényelt a Baffin-öbölben végzett fölfedező utazás alatt. A ROSS-féle mélységmérő egy pár erős csíptetőből állott, a melyek oly módon voltak berendezve, hogy egy feszítő pálcza, mely őket nyitva tartotta, leesett abban a pillanatban, a mint a készülék földet ért; egy vas-súly, vagy kölöncz zárta el őket ugyanekkor és a készülék bőven megrakva tengeralatti mintával emelkedett föl. Ilyenformán 1818 szeptember 6-án ROSS körülbelül 1950 méter mélységből csaknem három kg. híg sarat hozott fel.
Léger mélységmérője (9–11. rajz). Ez a műszer két, csuklóval összefogott élesszélű zsebből áll, úgy, amint a 9–11. rajzok mutatják, melyek a mélységmérőt különböző helyzetekben tárják elénk. Leszálláskor a két zsebet egy rézlemez (DX) tartja nyitva, mely X körül forog és a túlsó végén horogban végződik, melynél fogva D gombba kapcsolódik. A KK dudorodások megakadályozzák, hogy a rendszer oldalt essék. A fenékre érkezve, a csukló és a felfüggesztőszár tovább sülyednek lefelé a P nehezék hatása alatt. Ez arra kényszeríti a két zsebet, hogy a csukló körül forogjanak fölfelé egészen addig, míg a KK dudorodások a fölfüggesztőszárat érik. E mozgás közben a DX lemez
|
9. rajz. Léger-féle mélységmérő nyitva, leszállás közben. |
10. rajz. Léger-féle mélységmérő a fenéken működés közben. 9. rajz. Léger-féle mélységmérő nyitva, leszállás közben. |
11. rajz. Léger-féle mélységmérő csukva, emelkedés közben. |
horga kikapcsolódik a D gombból. Ebben a pillanatban a két zseb oly messze van egymástól, a mennyire csak lehetséges és belevágódnak a talajba. Mikor az egészet felhúzzák, a két zseb egymáshoz közeledik, mert a súlyelosztás erre kényszeríti őket és felkotorják a talajt, melynek egy részét magukba fogadják és pedig teljesen elzárják, mert erősen egymáshoz szorulnak. A készülék a 11. rajzon látható helyzetben száll föl.
LÉGER mélységmérőjének nagy előnye a Bull-Dog-féle és a kanalas fölött a szerkezet egyszerűsége és az, hogy a zsebek belső alakja olyan, hogy még abban az esetben is, ha valami idegen tárgy megakadályozza a teljes elzáródást, a zsebek mindegyike elegendő mintát hoz fel az MN vonal alatt, a honnan
a fölhúzás alkalmával a föntebb leírt berendezés következtében az anyag nem mosódik ki.
Ezt a mélységmérőt 1904-ben LÉGER mérnök találta fel oly czélból, hogy akár finom, akár durvaszemű homok-, kövecs- és kavicsmintákat hozzon fel, melyeket más mélységmérők legnagyobb részével nehéz elegendő mennyiségben és kimosatlanul megszerezni. Megesik néha, hogy a készülék nyitva kerül föl, ha a fenék iszapja igen lágy. A készülék tehát főképpen kis mélységekre van szánva. A Princesse-Alice mélységmérő gépével a szondálók nehezékükkel együtt tetszésszerinti időben fölhúzhatók. Ezzel a géppel egyesítve LÉGER mélységmérője úgy, a mint leírtuk, vagyis rögzített nehezékével együtt, szabályosan működött egészen 4560 méter mélységű iszapos fenékig; ezért nem látták el egészen mostanáig súlykikapcsoló-szerkezettel. Különben könnyű volna ilyet szerkeszteni hozzá, például a Bull-Dog-éhoz hasonlóan.
A Princesse-Alice-on LÉGER mélységmérője manapság használatban van olyan esetekben, a mikor okunk van azt hinni, hogy a fenék természete miatt nem lehet a lyukasztó mélységmérőt alkalmazni.
|
Belknap-Sigsbee mélységmérője (12–14. rajz). Csakis a végleges készüléket fogjuk leírni, a melyet ezen a néven ismerünk, a nélkül, hogy kiterjeszkednénk azokra a szerkezetekre, a melyek a végleges alakot megelőzték. A súlykikapcsolásra szolgáló rész SIGSBEE, a Blake parancsnokának találmánya; a hozzávaló mélységmérőcső BELKNAP kapitányé, a ki ezt a Tuscarora expedíczió számára készítette, a mikor 1873-ban Japán és Kalifornia között mélységméréssel volt megbízva, hogy előkészítse e két tengerpart között a távírókábel lefektetését. A 12. rajz a leszállásra kész műszert mutatja be, a 13. pedig az egésznek az átmetszetét ugyanebben a helyzetben. A mint látni, a szerkezet aa szondálócsőből áll, a mely fölé a p lyukakkal ellátott kúp van helyezve és a mely a K fölfüggesztő gyűrűben végződő szárhoz van erősítve. Leszálláskor a q gömb az rr fémdróttal m horogra van függesztve, a melyet l-nek alsó foga tart meg ebben a helyzetben. A gömb föl van húzva egészen a kúpig, hogy a kúp és a szondálócső közt levő ür teljesen be legyen zárva, a mint a 13. rajzon látható. A leszállás alkalmával a víz ellenállása folytán az |
12. rajz. Belknap-Sigsbee-féle mélységmérő leszállás közben. |
|
13. és 14. rajz. Belknap-Sigsbee-féle mélységmérő. A belső elrendezést és a felső záró szerkezetet mutató szelvény. |
f alsó szelep fölemelkedik és összeszorítja a hh rúgót, a víz bőségesen behatol, átömlik a felső nyílásokon és eltávozik a kúp ]yukain keresztül. Mikor a készülék földet ér, a szelep már nyitva van, de mindenesetre [mindenképpen] kinyílik a talaj nyomása alatt, a mely a szelep aljából kinyúló gombot éri. A szondálócső belehatol a talajba és többé-kevésbbé megtelik; ugyanakkor az m kapcson függő súly – a mint a felfüggesztő kötél már nem feszül, és az n rugó igyekszik benyomni az m kapcsot a foglalat felső részébe, – lekapcsolódik és a fenéken marad. Fölemelkedéskor a szelep bezáródik a hh belső rúgó hatása alatt, melynek most már semmi sem szegül ellene és a szondálócső a kúp aljához símul, a mint a 14. rajz mutatja, minthogy most már a csövet ebben a gömb többé meg nem akadályozza és a víznek a keringése ezzel meg van szakítva. A minta kivehető a cső alsó részének a lecsavarásával a bb metszet mentén. |
Ez a minden tekintetben igen elmés készülék majdnem kizárólagos alkalmazásra talált sok éven keresztül az Egyesült Államok haditengerészetében, nevezetesen a Blake-n és az Albatross-on. Mindazonáltal ez bonyolult készülék; tudományos szempontból nagy hátránya más, sokkal egyszerűbb készülékekkel szemben, hogy nem ad a fenékiszapból a rétegek szabályos elhelyezkedésének megfelelő mintát. Ez a hátránya azonban közös az összes záródó műszerekkel, kivéve az Hirondelle legújabb alakú szondálóját. Dr. SCHOTT a Valdivia oczeánográfusa vetette
fel az eszmét, a mit aztán meg is valósított, hogy a Belknap-féle henger és kúp helyettesíthető egy szelepnélküli egyszerű lyukasztócsővel, egyébként teljesen megtartva SIGSBEE súlykikapcsoló berendezését, a mely kitünően működik.
Az Hirondelle kulcsos mélységmérője (15–16. rajz). Ezen a néven írta le ALBERT monacói herczeg a LE BLANC szerkesztette műszert, a melyet előbb az Hirondelle, majd a Princesse-Alice yachton alkalmaztak.
Ez a mélységmérő nagyban hasonlít a Travailleur-éhoz, nevezetesen a súlyokban és azoknak kikapcsoló szerkezetükben. Különbözik tőle, valamint az összes eddig szerkesztett szondálóktól, a szondálócső alsó részében, a melyet valóságos csap zár el, a mint a rajzok mutatják. A mint a készülék a fenékre ér, a nehezék tartódrótjai kikapcsolódnak, a nehezék leesik, estében elzárja a csapot és a csőbe hatolt minta nem tud onnan kijutni.
Később tökéletesítették a műszert. A szondálócsőnek a csap fölött levő része tágra kinyílhat, csaknem egész hosszában, ha a csövet takaró félhengert fél fordulattal elforgatjuk; ez lehetségessé teszi a minta könnyű felvételét (16. rajz 2-ik műszere). Ez a készülék igen jól működik; kifogásolható benne az, hogy a csapnak a nyílása szűkebb, mint a szondálócső ürege. A herczeg az első leírás óta ezen a hátrányon is segített oly módon, hogy olyan alakot adott a készüléknek, a melyben a csapnak és a csőnek belső átmérője egyenlő. Az így módosított műszerrel szedett WEBER MAX tanár a Maláji szigetvilágban, a Siboga emlékezetes útjában 40 cm. magas hengeres iszapmintákat, melyek a különböző rétegek eredeti elhelyezkedését mutatják.
A Travailleur mélységmérője. Ez szintén lyukasztó mélységmérő, kikapcsolható súlyokkal. A súlykikapcsoló szerkezet ugyanolyan, mint az Hirondelle-é (15. rajz). A súlyok elrendezése és alakja szintén nagyon hasonlít ez utóbbiéhoz. E készüléknek legjellemzőbb része az alja.
Ez az alsó rész bronzból készült hengeres doboz, mely a szondálócső végére van csavarva. Nyílásánál két szelepe van, a melyek lepkeszárny módjára alulról fölfelé nyílnak. A szelepek mindegyike sulykoló kalapács módjára mozog olyképpen, hogy a szelepeket kormányzó pálczák függőlegesek, a mikor a szelepek zárva vannak és vízszintesek, a mikor nyitva
|
15. rajz. Az Hirondelle kulcsos szondálója, a fenéken működve. |
vannak. Mikor a szondáló feneket ér, a súlyok leesnek és elszakítják azokat a szálakat, a melyek a szelepeket fölemelve tartják, vagyis ebben a pillanatban a szondálócső alsó vége bezáródik, magába foglalva a fenékről vett mintát, míg a súlyok a talajon maradnak. Ezt a műszert THIBAUDIER mérnök szerkesztette, a MILNE-EDWARDS A. vezetése alatt a Travailleur hajón végzett oczeánográfiai kutatások czéljaira és a mélységmérő igen jó eredményeket szolgáltatott. A súlyok 19–28 kg.- ot nyomtak. A szelepek mindegyik ága kis kanállal volt ellátva, melyeknek belsejében faggyú volt, hogy homokot, kavicsot és kagylót tudjon felhozni és így kiegészítse a szondálócsövet, mely csak agyagos és iszapos fenék felhozatalára alkalmas. |
A Hydra szondálója. (16. rajz.) 1868-ban a Hydra hajón, az Arabi-tengeren SHORTLAND kapitány új szondálót hasz-
16. rajz. Szondálók és egyéb készülékek, melyeket a monacói herczeg expediczióiban használtak. Az első műszer átforduló hőmérő a fölszerelésével együtt szondáló fonalra erősítve és leszállásra készen; a jobb szélső rajz ugyanazt a készüléket mutatja, a mint a futósúly már átfordította a hőmérőt; a futósúly két fele különváltan látható a kép felső részén, a két középső műszer között. A második műszer az Hirondelle mélységmérője, nehezékétől megszabadítva; tolókás zára nyitva van. A két középső készülék BUCHANAN vizes palaczkja; az első nyitva, leszállásra készen, a másik emelkedés közben, átfordított hőmérővel.
nált, a mely később 1869-ben a Porcupine hajón is alkalmazásra talált.
Ez a műszer hosszú rézcsőből áll, melynek négy egymáshoz csavart része vau; a három alsó résznek a felső végét kúpalakú szelep zárja el. A legalsó résznek az alját fölfelé nyíló szelep zárja et, de a szelepek nem záródnak teljesen, úgy hogy egy kis vizet beengednek. A felső részben dugattyú van elhelyezve és a dugattyú szárának a végén van a felfüggesztő gyűrű. A cső felső része, mely a dugattyút magában foglalja, hosszúságának közepe táján két egymással szembenálló lyukkal van ellátva. A dugattyú szárának felső részén egy oldalsó fog van elhelyezve, a mely egy aczélrúgó közepébe fúrt lyukba illik bele, ha a rugó oldalt össze van nyomva. Ehhez a foghoz kapcsolják hozzá a nehezéket hordó drót csatját. A nehezék kifúrt és egymás fölé rakott öntöttvashengerekből áll. A súlyok nyomása tartja összenyomva a rugót és nyomja ki a fogat. Leszállás közben a víz kinyitja a szelepeket, keresztül megy a csövön és a felső részén levő lyukakon távozik; a dugattyú teljesen föl van húzva. A mint a szondáló feneket ér, a súly lehúzza a dugattyút, de csak lassan, mert a cső vize csak a majdnem teljesen zárt szelepeken és a dugattyúba fúrt két kis lyukon keresztül tud kifolyni; a súlynak így van elég ideje a csövet belesülyeszteui a fenék talajába.
Ez a műszer bonyolódott, csak kevés fenékmintát hoz magával, de érdekességet ad néki az a czél, a melyet szerzője jelölt ki elsőnek, nevezetesen az, hogy mélyen nyomja be a csövet a talajba. E tárgyra még vissza fogunk térni.
Brooke mélységmérője (17–18. rajz). 1854 táján egy amerikai tengerésztiszt BROOKE J. M. elmés módszert talált arra, hogyan lehet a szondálók nehezékét a fenéken hagyni.
Készülékének leírása a következő: a körülbelül 30 kg. súlyú ágyúgolyó, az öntés alkalmával végig átlyuggatva és két gyönge bevágással ellátva, melyek egy meridián mentén állanak egymással szemben; ezekbe a hurkot fektetik; ennek az a rendeltetése, hogy az e horogra akassza a golyót, az alája helyezett gyűrű segélyével. Ezen a gyűrűn és a golyón keresztül halad a b vaspálcza, mely meggörbített felső részében hordja a golyó felfüggesztésére szolgáló horgot és a szondáló kötél megerősíté-
|
sére való gyűrűt. Ez a fémszerkezet f vízszintes tengely körül forog. A vaspálcza alsó része ki van vájva és a c lúdtoll-szárakat foglalja magában. Ezek mindkét végükön nyitottak, vésőalakúra vannak faragva és a saját rugalmasságuk tartja meg őket helyzetükben. A kivájt darab felső részén van elhelyezve egy kis bőrszelep d, mely kifelé nyílik és lehetségessé teszi, hogy a víz a tollcsöveken keresztül keringjen leszállás közben; fölszálláskor a víz ellenállásától bezárt szelep megakadályozza a tollcsöveket betöltő üledékek kimosását. Feneket érve ezek mindegyik úgy működik, mint egy kis szakítócső; ugyanakkor a szondálófonál meglazul és leejti a fenékre az ágyúgolyót, miután a tartó hurok-csat kiesett a horogból. Hibájául rójják föl e műszernek, hogy túlságosan csekély mennyiségű fenék-mintát hoz felszínre és hogy annyira érzékeny a kikapcsoló-készüléke, hogy a golyó gyakran kiesik valami véletlen folytán, még mielőtt feneket ért volna. |
17. és 18. rajz. BROOKE mélységmérője a 17. rajzon leszállásra készen, a 18.-on nehezék nélkül; ez utóbbin a szerkezet is látható. |
Ugyanazon szondálónak másik alakja egyenes vaspálczából áll, a melynek felső részére két kapcsos felfüggesztő (e) van erősítve, egy-egy a golyót tartó kötél mindegyik vége számára. A két kapcsot a közös felfüggesztő gyűrűből kiinduló fogó köti össze. A rendszer így sokkal állandóbb. A mint a szondáló feneket ér, mindkét kapocs lehajlik és leejti a golyó kötelét és a golyó a fenéken marad. Sajnos, az is előfordul, hogy a két kapocs ugyanarra az oldalra esik és csak egyik kötélvégen levő
hurok szabadul ki; ilyenkor a golyó a szondáló pálczáján marad és vissza kell húzni, a mint meg is történt a Valdivián.
DAYMAN, a Cyclops parancsnoka 1857-ben módosította a Brooke-féle mélységmérőt oly módon, hogy megnagyobbította a mintát magában foglaló üreget; az üreget befelé nyíló szeleppel látta el és a golyót ólomhengerrel helyettesítette, mert ez kisebb ellenállásra talál és lehetségessé teszi a gyorsabb leszállást. Ezzel visszatért a rekeszes mélységmérőhöz, hozzáadva a nehezéknek a fenéken való kikapcsolására szolgáló Brooke-féle készüléket.
A Valdivián úgy lehetett módosítani a Brooke-féle csövet, hogy rácsavarhattak akár egy 60 cm. hosszú és 50–55 mm. széles közönséges lyukasztócsövet, akár pedig vésőalakra faragott 12–40 cm. hosszú és 14–28 mm. bőségű lyukasztócsövet, a melynek felső része felszálláskor bezáródott. Ezt a szerkezetet BACHMANN dr. találta föl olyan fenékminták gyűjtésére, a melyek alkalmasok bakteriológiai vizsgálatok vezetésére, a mivel a Valdivián ő volt megbízva.
Baillie mélységmérője. Ez a műszer hasonló a rekeszes mélységmérőhöz, de úgy van módosítva, hogy a nehezék kikapcsolható legyen.
Főalkotórésze egy lyukasztócső, az alsó nyílásnál lepkeszárnyszerű szeleppel. Felső részén oldalsó lyukakkal van ellátva, hogy a leszálláskor alulról behatoló víz szabadon keringhessen. A felső resz oly módon van berendezve, hogy felfüggesztve tartsa a nehezéket egészen addig, a míg a szerkezet a fenékre nem ér és azonnal leejtse a súlyt, a mint odaért, ugyanúgy, mint az Hirondelle szondálójánál (15–16. rajz.) Tekintsük a készüléket úgy, a mint a felső gyűrűre fel van függesztve; azt fogjuk tapasztalni, hogy ez a gyűrű nem a csőhöz van erősítve, hanem egy lapos vasdarabhoz, a mely bizonyos határok között szabadon csúszik a csőben. A mikor az egész szerkezet a gyűrűn függ és így teljesen ki van feszítve, két oldalsó részarányos horgot vagy félholdalakú kampót látunk, melyek a cső belsejébe nyúlnak, ha a gyűrűt tartó vasdarab magára van hagyva. E két kapocs arra való, hogy beléjük kapaszkodjék a drótok felső hurokja, melyeken a nehezéket tartó vasgyűrű függ. A nehezék a mélység és a szükség szerint váltakozó számú öntöttvaskorongból áll. Valamennyijük keresztül van fúrva és a nyíláson keresztül-
hatol a szondálócső. Rajtuk van azonkívül az a két kis egymással szemben fekvő függőleges barázda, a melyek a tartódrótok elhelyezésére valók. A korongok néha egymásnak megfelelő bevágódásokkal és kidudorodásokkal vannak ellátva, hogy egyetlen merev tömböt alkossanak. Általában a legfelső és legalsó korong domborúra van öntve, hogy csökkentsék ezzel a víz surlódását és ellenállását. Ezek az öntöttvaslepények 15–20 kg. súlyúak.
A szondáló berendezésének legegyszerűbb módja, ha átlyukasztott erős zsámolyt használunk; a lyuknak átmérője nagyobb legyen, mint a csőé; legfelülre a súlyokat tartó gyűrűt teszszük és azután helyezzük el magukat a súlyokat; csak ezek után toljuk be a szondálócsövet, a súlyokon, a gyűrűn és a zsámolyon keresztül; a drótok hurokjait beleakasztjuk a mozgó rész rovátkájába, a mely a gyűrűt tartja és azután meghúzzuk a kötelet és így felemeljük az egészet. A mikor a szondáló földet ér, a felfüggesztő gyűrűt tartó rész magától leesik, szabaddá teszi a hurkokat és velük együtt a nehezéket. Ez utóbbi a fenéken marad és csak a szondálócső emelkedik föl.
Az egész cső körülbelül másfél méter hosszú, 6–7 cm. külső és 4.5–5.5 cm. belső átmérőjű. A cső felső része bronzból készült és 30–35 cm. hosszú; a csúsztató körülbelül 12 cm.-nyi játékot enged meg.
A Baillie-féle mélységmérő igen jól működik abban az értelemben, hogy a súlyok kikapcsolása igen szabályosan megy végbe. A szelepek természetesen ugyanolyan hátránynyal járnak itt is, mint a rekeszes mélységmérőnél.
Ezt a készüléket sokat alkalmazták a Challenger, Gazelle, Vöringen expedicziókban, az Egyesült-Államokban stb. A cső alsó része lecsavarható és így lehetségessé teszi a mélységből felhozott mintának egyszerű módon való kivételét.
Azért írtuk le oly részletesen ezt a műszert, mert a Baillie-féle mélységmérő egyes elemeit feltaláljuk más szondálókban is, nevezetesen a súlyoknak az elrendezését és a kikapcsolás módszerét.
Buchanan palaczkszondálója. (16. rajz 5-ik műszere és 19. rajz.) Ezt a műszert jelentőségénél fogva részletesebben fogjuk leírni.
|
19. rajz. |
Főrésze sárgarézből készült lyukasztócső, melynek belső átmérője 25 miliméter, hosszúsága pedig 30 és 50 cm. közt váltakozik. Ez a cső egy szélesebb bronzhengerbe csavarható; a tágabb henger két végét felfelé nyíló gummiszelepek zárják el; ezek mindegyike kerékalakú korongon nyugszik és a kerék küllői tartják a szelepet. Az alsó szelep korongjának közepe kis csappal van ellátva, a mely lefelé kidudorodik. A cső felső része meg van nyujtva és magába fogadhat egy üres kúpot, mely a felfüggesztő készülékkel van ellátva. Ez utóbbi egyszerű fémlemezből áll és függőleges síkban foroghat a kúp csúcsára erősített vízszintes tengely körül. A lemez három kapcsot tart: az alsó tartja az üres kúpba zárt kúpalakú ólomdarab felfüggesztő hurokját, a középső horog felfelé, a felső horog lefelé görbül, a mikor a lemez függőlegesen áll. A rendes súlyokat dróthurok tartja és ez hozzá van kötve a súlyokat hordozó rendes gyűrűhöz; a hurok a középső horogba kapcsolódik. Az így felfüggesztett készüléket bocsájtják a vízbe, a kis ólomdarabot az alsó horogra akasztva. Leszállás közben a víz a cső alsó részén át behatol, felemeli a lyukasztócső felső részét alkotó henger két szelepét és az üres kúpon keresztül távozik. A fenékre érve, a cső mélyen belefúródik az iszapba és egészen megtelik vele, míg a hengert a víz tölti ki, még pedig az a víz, a mely közvetlenül érintkezik a fenékkel. A fonál nem lévén többé kifeszítve, a nehezék oly módon hajlítja meg a felfüggesztő lemezt, hogy a súlyt hordó hurok kiesik a középső horogból. Mindazonáltal a súly még nem válik le; hurokja a felső horogba jut, a mely most felfelé görbül. Az eredmény az, hogy a súly a csőre nehezedik és mind- |
jobban belemélyeszti a talajba. A súlyokat tartó hurokkal egyidőben a kis kúpalakú ólomdarab is kiesik az alsó kapocsból, a gummiszelepre esik és attól fogva zárva tartja. A mikor a műszert felhúzzák, a hurok, a melyet még mindig tart a felső horog, kiesik belőle, a mint a felfüggesztő lemez visszahelyezkedik függőleges állásába, minthogy ebben a helyzetben ez a horog lefelé görbül. Ekkor és csakis ekkor válik le végkép a nehezék a fenéken. A szondálócső visszajön úgy, hogy alsó nyílását az iszapminta, a felsőt pedig a szelep zárja el, a mely utóbbit a felső kis ólomnehezék tartja elzárva.
Így egy liter vizet nyerünk közvetlen a fenék fölül és egy iszapmintát, melyet tolóhenger segítségével kitolhatunk. A minta egész hosszában a rétegek szabályos elhelyezkedését mutatja, a nélkül, hogy akármilyen elzáró szerkezet vagy szelep zavarná az eredeti rétegzést. Ezt az igen lényeges szempontot a legtöbb másrendszerű szondáló figyelmen kívül hagyja, pedig a legkülönbözőbb fenekekre akarták őket fölhasználni.
A vizet az alsó kis csapon eresztik ki, miután lecsavarták a lyukasztócsövet, bár jobb ellenkezőleg felülről kiönteni, miután lecsavarták a felső kúpot; ilyenkor elegendő a készüléket kissé dönteni, úgy hogy felemeli az ember a felső szelepet, a lyukasztócsövet pedig helyén hagyja.
A vegyes szondáló, melyet BUCHANAN, a Challenger kitünő fizikusa talált fel, igen jó szolgálatot tesz nagy mélységekben és eléggé összeálló talajon, mert egyszerű eszközökkel jó karban maradó igen érdekes iszapminta és fenékvíz fölvételét teszi lehetségessé. A súlyoknak két ütemben való kikapcsolása igen elmés módon lehetségessé teszi, hogy jó hosszú mintát nyerjünk, mely néha a 40 cm.-t is meghaladja.Azt hiszem, ez a legjobb műszer a fentebb megjelölt talajok esetében, míg a homokos, kövecses és kavicsos talajok számára ugyanezt mondhatjuk el LÉGER szondálójáról.
A Buchanan-féle mélységmérőt alkalmazták a Dacia és International hajókon, melyek a Cadix és a Kanári-szigetek közötti kábel lefektetését készítették elő. Használatban volt továbbá a Challengeren is, a monacói herczeg pedig szintén évek óta alkalmazza a Princesse-Alice-on.
|
20. rajz. |
21. és 22. rajz. |
Ekman mélységmérője. (20–22. rajz.) Ezt az igen elmés lyukasztócső rendszerű mélységmérőt EKMAN W. találta fel. Jellemzője az a négyes szárnya, a mely arra való, hogy a műszert függőleges állásban tartsa leszállás közben, annak ellenére, hogy a nehezék meglehetős magasan van elhelyezve. Megkülönbözteti továbbá a többi mélységmérőtől az alsó nyílás zárókészüléke, a mely nem engedi kiesni a mintát felhúzás közben. A 20-ik rajz mutatja a műszert leszállás közben. Az a lyukasztócső 1.80 méter hosszú, 4 cm. belső átmérőjű és az m metsző kúpban végződik. Felül két különálló súlya van, a kisebbik h körülbelül 5 kg., melyhez két kis lánczczal hozzá van kapcsolva a gg kagylóalakú fémlemez, a melynek szerkezetét és működését a 22-ik rajz mutatja. Ezt a súlyt induláskor, a mikor a készülék fel van függesztve, egy láncz szorítja hozzá i peczekhez, a mennyiben ez az e korongon támaszkodván fogva tartja a láncz végső szemét. Az r pálcza, a mely keresztülmegy a d fémszárnyakat hordó c csövön, arra való, hogy az f bajonnettzárral rákapcsolt műszert hordja. A b |
nehezék körülbelül 25–30 kg. súlyú üres ólomhenger, a mely a lyukasztócső felső végére van ráhúzva. Az utóbbinak belsejében van elhelyezve egy hasonló hosszúságú vékony cső és ez hosszában két egyenlő részre van hasítva. A cső a szárnyak miatt függőlegesen száll alá; a b és h súlyok hatása alatt egyenesen belemélyed a talajba; az r pálcza nem lévén már feszítve, leejti az e korongot, melyben végződik és ennek folytán a h súlyt tartó láncz kiszabadul; ez a súly leesik és a mikor visszahúzzák a szondálót, két kagylójával bezárja a cső alsó nyílását (22-ik rajz). A hajón kihúzzák a belső csövet, a két hosszanti felet külön választják és megvan a teljes minta, a különböző rétegek eredeti elhelyezkedésével.
NANSEN sikerrel helyettesítette a belső fémcsövet üvegcsővel úgy, hogy a minták, a mellett, hogy láthatók, mégis jól meg vannak védve, nevezetesen az ellen az átalakulás ellen, a mely a levegőn gyorsan bekövetkezik, a mely tudniillik a vasprotoxidot vassesquioxiddá változtatja.
Delacroix elektromos szondálója. Képzeljünk egy elektromos csengetyűt, melynek a gombját kötél végére kötve a tenger fenekére eresztjük és a mely elektromos kapcsolatot létesít, a mint a fenékre ér. Ez az elve DELACROIX villamos mélységmérőjének. Képzeljük, hogy ez a gomb el van látva nehezékkel, kellőképpen elkészítve és felfüggesztve kettős vezeték-kábelre, a melynek legördülését számlálógép méri. A mikor a csengő megszólal, leolvassák a legördült fonál hosszúságát: ez az elért mélység. Kissé felemelik a szondálót és folytatják az utat; ha újra feneket ér, a csengő újra megszólal. Így tehát tudnak szondálni, vagy jelet kapni abban a pillanatban, a mikor a mélység tetszés szerinti minimumot ér el, a melyet úgy határoznak meg, hogy csak a megfelelő hosszúságú fonálrészt hagyják a vízben, számot vetve a hajó sebességével.
Ez a műszer – mondja REGNARD dr. – véleményünk szerint felvilágosítást nyujthat a hajónak az útjáról, ha zátonyos vidéken, vagy ködös időben a part közelében jár. A jelzőszondáló azonban csak akkor használható, ha fonalának hosszúsága nem nagyobb egynéhány méternél. Arra alig gondolhatunk, hogy nagy mélységek mérésére és mély fenekek megismerésére használjuk.
A magam részéről én még tovább mennék; a gyakorlati nehézségek, a melyek minden alkalommal jelentkeznek, valahányszor a tengervízbe merített elektromosvezetékek el szigeteléséről van szó, még kevés légköri nyomás alatt is arra engednek következtetni, hogy ilyenfajta készülék nem mehet át a gyakorlatba. Nem hiszem, hogy csak egyetlenegy is működésben lenne jelenleg és csak azért szóltam erről a műszerről, hogy bemutassam az elvét, a mely elegáns, érdekes és eredeti.
II. Mélységmérés csavar segítségével.
|
23. rajz. |
Massey mélységmérője. Ez a műszer fémlemez, mely egyik végén fel van függesztve a fonálra, a másik végén pedig a lehúzásra szánt súlylyal van ellátva. A fémlemezre három- vagy négyszárnyú csavar van erősítve, mely függőleges tengely körül forog. A tengely végtelen csavarban végződik, mely fordulatszámlálószerkezetet mozgat. Ezt a szárnyas csavart a víz ellenállása forgatja és pedig annál gyorsabban, minél nagyobb az esés sebessége, de a fordulatok száma csakis a függőleges irányban befutott úttól függ, vagyis a víznek a mélységétől, feltéve, hogy valamely szerkezettel megakadályozzuk azt, hogy a csavar felszálláskor ellenkező irányban forogjon. Ezt az utóbbi feltételt önműködő kikapcsolás oldja meg oly módon, hogy a csavar üresen forog felszálláskor, anélkül, hogy a számlálószerkezetre hatna, vagy pedig megrögzíttetik. Előzetes kísérletekkel megállapítják az egy csavarfordulatnak megfelelő út hosszúságát; azután könnyű a fordulatok számát méterekre átszámítani. LE COËNTRE más készüléket talált fel, mely a loggnak (mérőorsónak) az elvén nyugszik (23. rajz). A különbség csak az, hogy a logg a hajónak a vízszintesben megtett útját méri, míg a MASSEY és LE COËNTRE szondálói a csavarnak a függőlegesben megtett útját adják meg. |
Ezek a műszerek igen jól működnek közepes mélységekben, nevezetesen 3000 m.-ig. Innen kezdve nem működnek kielégítően, mint – úgy látszik – az összes fogaskerekű áttétellel bíró műszerek. Lehetségessé teszik a közönséges szondálásokkal végzett mérések ellenőrzését ott, a hol föl lehet tenni mélységi áramok létezését, de csakis akkor, ha kenderfonalakkal, vagy pedig többé-kevésbbé kezdetleges szondálógéppel dolgoznak. Ellenben a legújabb módszerek teljesen feleslegessé teszik az ilyen ellenőrzést.
A fordulatszámlálóval ellátott csavarok különben nem is mindig kifogástalanok, mert ha ezek a műszerek elég erős áramok zónáján hatolnak keresztül, a feltüntetett fordulatszám nem pontos többé; ugyanis a csavar ilyen esetben akkor is forogna, ha ugyanabban a mélységben maradna. Látni fogjuk, hogy hasonló muszert használnak az áramok sebességének mérésére.
MASSEY 1832-ben szerkesztette meg első készülékét. Ugyanazon évben megkísérelte a Trinculo angol hajón a LEO BATTISTA ALBERTI-féle úszó elvét alkalmazni műszerére. Ahelyett, hogy szondálófonálhoz kötve sülyesztette volna le műszerét, hozzáerősített úszóval és olyan nehezékkel látta el, a mely a fenékre érve kikapcsolódik. A szondáló ekkor az úszó segítségével magában felemelkedik. A kísérletek eredményei nem voltak kielégítők és így a szerző lemondott erről az eljárásról.
III. Mélységmérés a víznyomás alapján.
MARIOTTE törvénye szerint, állandó hőmérséklet mellett, valamely gáz térfogata (jelen esetben a levegőé) fordított arányban van a reáható nyomással. Ha egy méter hosszú, egyenletes átmérőjű, állandó hőmérsékleten tartott csövet kitölt a levegő egy légköri nyomás alatt, akkor két légköri nyomás alatt a bennlevő levegő csak 50 cm.-nyit foglal el a csőből, vagyis az eredeti térfogat felét; 100 atmoszféra alatt 1 cm.-nyire zsugorodik, és 1000 légköri nyomás alatt 1 mm.-nyire, ha MARIOTTE törvényét szigorúan érvényesnek tekintjük. Egy 760 mm. magas higanyoszlop nyomásával egyenlő légköri nyomás annyi mint 10,065 m. magas, 1,026 sűrűségű tengervíz-oszlop nyomása. Ha tehát sikerül megállapítanunk a levegő térfogatát a keresett mélységben, megtudhatjuk belőle, mekkora ez a mélység, nem törődve azzal, hogy
vajjon függőleges volt-e az a fonál, a mely a beosztott cső lebocsátására szolgált, minthogy csakis az illető pont felett levő vízoszlop függőleges magassága jön számításba; maga a kábel lehet akármilyen ferde, úgy hogy a készülék alkalmazható a hajó járása közben, a minek nem csekély a jelentősége.
A felvett példa mutatja, hogy kis mélységek esetében a leolvasás könnyű; az egyméteres csőben pl. 10 légköri nyomás alatt, vagyis körülbelül 100 m. mélységben, a levegő még 10 cm.-nyit foglal el a csőből, azaz a víztől betöltött 90 cm. megfelel az eddigi 10 légköri nyomásnak, míg az összes ezentúli nyomások számára mindössze már csak 10 cm. marad, a mit még a víz elfoglalhat. Az 1000 és 2000 méteres mélységek közti 1000 méteres különbségnek csak 5 mm. hosszkülönbség felel meg a csőben. Ezért ez az eljárás a gyakorlatban csak kis mélységek mérésére használható.
A csőbe zárt levegőt a vízoszlopon kívül a légköri levegő is nyomja. A barometrikus nyomás pedig változó és számításba veendő, ha bizonyos mértéken túl tér el a normálistól. A hőmérséklet szintén szerepet játszik, a mi a legtöbb esetben elhanyagolható ugyan, de a melynek becslését előzetesen végzett kísérletek lehetségessé teszik minden műszer számára. Arra sincs szükség, hogy számításba vegyük a víz összenyomhatóságát, a gázok disszoluczióját stb., mert csak csekély mélységekről van szó és e méréseket nem alkalmazzák pontos szondálásokra.
Különböző kísérletek történtek ez irányban, de eredmény nélkül, egészen addig, míg Sir THOMSON WILLIAM, a későbbi lord KELVIN, a gyakorlatban való használatra alkalmassá nem tette e műszert. Az ő készüléke, többé-kevésbbé tökéletesítve és módosítva, alkalmazásban van majdnem az összes, csak némileg is jelentős hajókon és elsőrendű szükségletet tölt be a hajózásban, nevezetesen a kikötés előtt, a hajó megállítása nélkül. A gép, a mely a THOMSON szondálójának lebocsátására való, közönséges dob, melynek mozgása erős fék segítségével megállítható. A dob köré csavarodó fémkábel végére egy súly van erősítve, kissé feljebb van elhelyezve a TH0MSON-féle mélységmérő. A féket teljesen kieresztik, a kábel gyorsan lepereg; a mint a gördülés sebessége csökken, a fenék el van érve; visszahúzzák a szondálót, a melyről könnyű leolvasni a mélységet, számításba
véve a légköri nyomást, külön e czélra készült táblák segítségével.
Thomson mélységmérőjének eredeti alakja. A közönséges ólomnehezék fölé erősített fémtok magában foglal egy, a felső végén zárt üvegcsövet. A cső vörös chrómezüsttel van belül bevonva; azt a nívót, a meddig a víz behatolt, az a vonal jelöli, a mely határt von a szárazon maradt vörös réteg és a nedves fehérre vált réteg közt, a mely utóbbi úgy áll elő, hogy a tengervíz sója a chrómezüstöt felbontja. Megmérik mindkettőnek a magasságát és a fentebb kifejtett elvek alapján kiszámítják belőle a mélységet. Természetesen a csövet változtatni kell minden mérés alkalmával; azonkívül a vörös és fehér zóna közti határ nem mindig merőleges a cső tengelyére; a kapillaritás felszívhatja a tengervizet magasabbra, mint a mennyire a mélység folytán hatolna, stb. Ezért THOMSON tökéletesítette készülékét, meglehetősen lényeges változtatásokat végezve rajta, a mint az alábbiakban látni fogjuk.
Thomson mélységmérőjének újabb alakjai. Három, a 25. rajzon láthatókhoz hasonló cső van elhelyezve ugyanazon rézfoglalatban oly módon, hogy az Ab csövek osztása világosan látható legyen. Az A a csövek rézből vannak; alsó nyílásukat laza szövetdarab zárja el, mely megnedvesítve átereszti a vizet, de a levegőt nem. A mérő csövek b vége egyszerre elzárható egy gummilemez segítségével, a melyet csavarral hozzájuk lehet szorítani. Az így fölszerelt készüléket tokba helyezik, melyet a fonálra erősítenek a súly fölé s azzal lemerítik. A víz behatol a szövetdugókon keresztül, összenyomja a levegőt az Ab csövekben, a melyekbe az Aa vize ömlik attól a pillanattól kezdve, a mikor ez utóbbiak megtelnek. Miután felhúzták az egészet, leolvassák a megfelelő beosztást és megtágítva az alsó csavart, kieresztik a vizet az Ab csövekből, melyeket aztán újra bezárnak a gummilemezzel, a csavar segítségével; a műszer így ismét kész az újabb lemerítésre.
A THOMSON-féle mélységmérő ez újabb alakjánál alapul szolgál az a tétel, hogy a nyomás, a melynek levegővel telt, ismert térfogatú bármely edény alá volt vetve, kiszámítható azon vízmennyiségből, a mely az edénybe hatolt a kérdéses mélységben. Ha V az egyszersmindenkorra megmért teljes térfogata a levegő-
|
24. és 25. rajz. A Thomson-féle szondáló csöveinek vázlata. |
nek, a mely megtölti az edényt b adott barometrikus légköri nyomás alatt, továbbá v az összenyomott levegő térfogata a keresett mélységben, a hol a nyomás x+b, akkor MARIOTTE törvénye értelmében V/v = (b+x)/b; v-t megadja az x+b nyomású mélységből felhúzott készülék leolvasása, a miből könnyű kiszámítani x-et s belőle a mélységet. Táblázatokat ís készítettek, melyek még megkönnyítik a számítást. A közhasználat czéljára még kényelmesebben rendezték be. A mérőcső már mélységméterekre van beosztva s nem kell egyebet tenni, mint a benne levő víz nivójának megfelelő számot leolvasni. |
Legyen az A cső (24. rajz) szabályosan hengeres. Merítsük le levegővel telten, függőleges helyzetben 40 méterig; e négy légköri nyomás alatt a levegő térfogata egy negyedére húzódik össze, a víz fölemelkedik b-ig; visszahúzás alkalmával a nyomás alól felszabadult levegő kinyomja a csőből a vizet és a mint a készülék a fölületre érkezik, nyoma sem marad a történteknek. Ha újra kezdjük a folyamatot, előbb tetszés szerint helyezve el az a kapilláris nyílást, ugyanaz történik, mint előbb. Tegyük most fel, hogy az A cső két részre van osztva, oly elrendezésben, a mint a 25. rajz mutatja és a t kapillaris csővel összekötve, a mely az a diafragmát [rést] helyettesíti. Az O nyíláson behatoló víz csakhamar átmegy a t csövön és az Ab csőbe esik; felhúzáskor az Aa cső vize O-n keresztül kifolyik, de az Ab-be jutott víz onnan többé ki nem jön az alkalmazott berendezés folytán. Elégséges lesz megmérni térfogatát vagy még inkább a csövet az elért mélységek szerint előre beosztani. A beosztás arra a csőre alkalmazandó, a melynek b végét gummilap zárja el.
Ha a megmérendő mélységek nagyok, tanácsos az Ab csövet vékonyra venni Aa-hoz képest, úgy hogy az erősen összenyomott levegő még mindig elég nagy hosszúságot foglaljon el
ahhoz, hogy a leolvasás könnyű legyen. A gyakorlatban 3 vagy 4 kettős csövet helyeznek el ugyanabba a foglalatba s mindegyiknél az átmérőknek egymáshoz való viszonya különböző, úgy hogy valamennyi mélység számára, a hol ez a készülék működik, a csöveknek legalább egyike pontosan legyen leolvasható.
A csövek általában legfeljebb 250 méterig vannak beosztva.
Lord KELVIN és más műszerkészítők legújabb mintáin a víznyomás egy mutatót mozgat s elegendő a mutatónál levő számot leolvasni, hogy a mélységet megkapjuk.
Bamberger mélységmérője. Ez csupán hosszú kúpos csőből áll, mely alul szélesebb és felül kapilláris csőben végződik, melynek nyílása lefelé van fordítva. A cső alsó végét gummikorong és csavar zárja el, mint THOMSON mélységmérőjénél. A készüléket levegővel telten lemerítik, a víz behatol a felső kapilláris nyíláson, de a mint bekerült, nem tud többé kijutni. Leolvasás után alul kieresztik a vizet s újra elzárják a csövet. A készülék, a mely egyébként a méterekben kifejezett mélységet mutatja, ismét kész a használatra.
Stahlberger mélységmérője. Ez a mélységmérő nem egyéb, mint BOURDON-féle fémbarometer: teljesen zárt, vékony és rugalmas falú, elliptikus átmetszetű sárgarézcső. A cső erősen meg van görbítve körív alakjában. A mily mértékben a cső lemerül, a külső nyomás növeli a körív görbültségét, melynek végei közelednek egymáshoz. A cső közepe kerethez van erősítve, a két végnek a mozgásait két kis kar viszi át egy tűhöz, a mely beosztott számlap fölött mozog. Egy mutató azon a helyen marad, ahová a tű a legnagyobb mélység elérése alkalmával tolja, úgy hogy a mikor a tenger színén a tű visszakerül eredeti helyére, a mutató megjelöli azt a mélységet, ameddig a készülék eljutott. E batometer kis mélységekre van szánva. Nincs tudomásom róla, hogy jelenleg használatban volna valahol ez a műszer, a mely kétségtelenül meglehetősen kényes és a melyet teljesen pótol Sir THOMSON W. széles körben elterjedt készüléke.
BERGET készíttetett a RICHARD-czéggel egy regisztráló termobatimetert, a mely ugyancsak a fémbarometer elvén alap-
szik; ez a készülék azonkívül regisztráló hőmérőt is magában foglal.
Hopfgartner és Arzberger mélységmérője. Ez lapos, rugalmas felületű fémdobozok sorozata, melyek közlekednek egymással [össze vannak kötve], de el vannak zárva a külső levegőtől, ugyanúgy, mint a regisztráló aneroid-barometerek rugalmas, korongszerű dobozsorozata. Az egészet fémdoboz védi, melybe a víz behatolhat. A korongok sorához van erősítve egy keret oly módon, hogy lefelé húzzon egy mutatót, mely súrlódva mozog a tartó doboz felső részéhez erősített, beosztott pálczán. Mikor a készülék lemerül, a nyomás nagyobbodik, a dobozsor magassága csökken, a keret lehúzza a mutatót a beosztott pálczának egy bizonyos pontjáig; a mutató ott marad a műszer felhúzása után is, minthogy a keret, a mely csak lemenet közben tudja mozgatni, újra fölemelkedve a mutatót ott hagyja. Ezt a mélységmérőt előzetes kísérletek alapján látják el beosztással; mint a STAHLBERGER-é, ez is csak kis mélységek mérésére szolgálhat, de ily feltételek mellett igen jól működött Triest környékén. A külső doboz alján külön üreg vájható, a melyet faggyúval kennek be, vagy csíptetőkkel latnak el, hogy a fenékről mintát tudjanak felhozni.
IV. Mélységmérés a tengervíz összenyomhatósága alapján.
Regnard dr. batometere. A 26. rajz mutatja a leszállásra kész műszert:
|
26. rajz. REGNARD batométere. |
A nagy rézpalaczk, pl. 100 literes; a háromjáratú R csapot az 1. helyzetbe állítják, melyben a palaczk és környezete közt közlekedést létesít; a palaczk tehát megtelik vízzel, mihelyt lemerül, míg a B vastag gummigömb el van zárva és úgy száll le, hogy víz nincs benne. Feneket érve a palaczk oldalt esik, a G horgony a földbe fúródva, lehúzza az L emelőkart (ha előbb nem, hát a készülék felhúzásakor), a mivel az R csapot 2. helyzetbe hozza s ott meg is tartja; e helyzetben a palaczk nem közlekedik többé az őt körülvevő közeggel, hanem a B gömbbel. Mikor az egész fölemelkedik, a mélységben összenyomott víz kiterjed, az így keletkező folyadékfölösleg pedig a B gömbbe kerül. A hajón a gömböt leveszik a palaczkról; tartalmát beosztott edénybe öntik s ezzel térfogatát megmérik. Ha gázok |
szabadulnak ki, azok szintén a B zacskóba kerülnek és elszabadulnak a nélkül, hogy bárminő hatást gyakorolnának a műveletre.
Tegyük fel, hogy a 100 literes palaczk 3000 m. mély fenéken záródott. Föltéve, hogy a víz 0,000 004 66 részszel nyomódik össze egy méteres vízoszlop nyomása alatt s az összenyomás a vízoszlop magasságával arányos, akkor 3000 méter mélységből feljövő 100 liter 0,000 004 66×100×3000 azaz 1,390 liter köbtartalomnövekedést mutat fel, a mi a felületre érkezéskor a B gömbbe kerül. Látnivaló tehát, hogy a mélység kiszámításához nem kell egyéb, mint a B-ben levő víz köbtartalmát (itt 1,390 liter) elosztani a palaczkéval és még az összenyomhatóság együtthatójával.
Minthogy a víz alacsonyabb hőmérsékletnél záratott a palaczkba, mint a milyennel a felszínre kerül, korrekcziót kell számításba venni a hőemelkedés okozta kiterjedés miatt. Ezért az L emelőkar átbukó hőmérővel van ellátva, a mely együtt fordul az emelőkarral s megadja a fenék hőmérsékletét. Magától érthető, hogy minél nagyobb a palaczk, annál nagyobb pontosság érhető el a mélységmérésben. E készülék nincs kipróbálva, sőt el sem készült.
V. Mélységmérés a hang terjedése alapján.
Nem fogunk időzni a régebbi, több ízben újra felvett kezdetleges kísérleteknél, a melyeknek czélja volt a mélységet a hang terjedéssebessége alapján meghatározni, hanem beérjük azzal, hogy egy norvég mérnök új tervéről röviden meg-emlékezzünk.
A Berggraf-féle mélységmérő.*) Az elv, a melyre BERGGRAF alapítja műszerét, melyet ő batimeternek nevez, fölötte elmés. Elve azon idő meghatározásán alapszik, melyre a hangnak szüksége van, hogy a vízszínről a tenger fenekére érjen és onnan visszatérjen. Minthogy a hang közel 1435 m.-t tesz meg a vízben másodperczenként, az időmérésnek szükségszerűen igen nagy pontossággal kell történnie.
A műszer magában foglal egy továbbítót, egy akusztikai felfogót és a chronometrikus berendezést. A továbbító egy lemerített hangtölcsér, melynek csöve áthatol a hajó falán és egy harangnak a rezgéseit továbbítja a vízbe. A harangot elektromágnestől működésbe hozott kalapács szólaltatja meg. A hajó másik oldalán van, szintén a vízbe merülve, egy felfogó hallócső tölcsér, mikrofonnal ellátva, a mely arra van hivatva, hogy a továbbítóból kikerült és a fenékről visszaverődés folytán visszajött hangot felfogja. A mikrofon áramköre olyan, mint a közönséges telefonnál, lemezét azonban csak azok a hangok hozzák rezgésbe, a melyekre hangolva van. Ez egy rezonáló csőnek köszönhető, a mely elektromosan van oda kapcsolva. Ha a kalapácstól a továbbítóhoz küldött hangok rezgésszáma megfelel a rezonáló csőtől erősített hangoknak, a lemez a hanghullámok visszatértével erősen megrezegteti a telefon lemezét. A hang indulása és érkezése közt eltelt időköz szolgál a mélység kiszámítására; e pillanatok elektromos úton automatikusan regisztrálódnak. BERGGRAF oly berendezést is kigondolt, a mely közvetlenül a mélységeket jegyzi fel. Így minden pillanatban tudni lehet a hajó alatt levő vízréteg mélységét s egy külön berendezés önműködve rezgésbe hozhat egy vészjelet, ha a mélység egy előre meghatározott határt ért el.
Látható az előzőkből, hogy BERGGRAF batimeterének számos előnye van, de nagy hiánya, hogy még nem nyerte meg a kipróbálás szentesítését; a feltaláló szíves volt velem tudatni, hogy meg nem volt módjában műszerét elkészíteni; ezért csupán a gondolat bemutatására szorítkoztam. Kétségtelen, hogy ez a készülék nem lesz alkalmas nagy mélységek mérésére; szerkezete rend-
*) Rivista marittima, 1905 decz. (a Kopenhágai Elektroteknisk Tidsskrift után).
kívül kényes és csak a kísérlet mutathatja meg, vajjon az eredmények ellensúlyozhatják-e a berendezés nehézségeit, a melyek a hajón felmerülnek. Bármint legyen is, a feladat elméleti megoldása igen elmés és elegáns. (*)
VI. Mélységmérés a nehézség változása alapján.
Valamely (súlyos) testre gyakorolt vonzóerő az alatta levő rétegek vastagságával és sűrűségével növekszik. A nehézség kisebb a mélyvizű tenger felett, a melynek közepes sűrűsége 1,026, mint a szárazföld felett, a melynek közepes sűrűsége körülbelül 2,75. Minél vastagabb a vízréteg, annál gyengébb a vonzóerő s következésképpen az illető test súlya is, feltéve, hogy a többi körülmény változatlan marad. A test súlyának e változása nem mutatható ki mérlegen, mert a súlyok, a melyek a mérésre szolgálnának, ugyancsak alá vannak vetve ugyanazon nehézségváltozásnak. De tegyük fel, hogy egy kilogrammos súly rúgós mérlegre van felfüggesztve, a melynek tűje e megterhelés alatt tényleg egy kilogrammot mutat. Ha a nehézség intenzitása hirtelen felére csökken, akkor a rúgós mérleg tűje egyszerre 500 grammot mutat, míg a közönséges mérlegen semmi változás nem tapasztalható.
Ha felteszszük, hogy valamely szélességi kör mentén haladó hajón kedvező körülmények között igen érzékeny rúgós mérlegünk van, a rajta megjelölt változások meg fognak felelni a vízmélység különbségeinek. Ha regisztráló készülékkel van ellátva, a felrajzolt görbe képviseli a fenék keresztmetszetét a befutott út mentén. Időről-időre végzett vagy már meglévő, a térképből kivehető mélységmérések lehetségessé és könnyűvé teszik az ellenőrzést s megmondják, mennyivel kell felfelé vagy lefelé tolni az egész görbét vagy egyes részeit. Minthogy a nehézségi erő a szélességgel változik, szükséges tekintetbe venni az illető javítást az útinapló segélye alapján. A valóságban a dolog kevésbbé egyszerű. A nehézség gyorsulása helyi változásokat is mutat, a melyeknek tanulmányozása még alig kezdődött meg az óczeánok felett. Emellett azon tényből, hogy valamely adott pontban a Föld tömegének egy kisebb-nagyobb kiterjedésű része hat erősebben a rúgós mérlegre, világos, hogy ez a módszer nem az illető pont alatti
(*) A későbbiekben ultrahangot alkalmaztak nagy pontosságú mélységmérésekre. [NF]
mélységet adja, hanem egy elég nagy kiterjedésű darabnak közepes mélységét. Másrészt az is igaz, hogy ez az ideális rúgós mérleg, bár nem helyettesítheti a kikötés czéljait szolgáló mélységmérést, viszont megadná a gyors és használható módját annak, hogy meghatározzuk az óczeáni fenék közepes metszetét és lehetségessé tenné azoknak az igen nagy hézagoknak kiegészítését,amelyek a tengermélységeket illető ismereteinkben mutatkoznak. Lehetővé tenné továbbá a többé-kevésbbé kiszökő domborulatok, padok, fenékmagaslatok felvételét, egyszerűen a feljegyzett görbe leolvasásából; így felhívná az érdeklődést a részletekre, a melyeknek tüzetes tanulmányozása a közönséges mélységmérési eljárások feladata volna.
Siemens batometerének eredeti mintája. (27. rajz). A készülék üvegből van s egy nagy levegőtartót (A) foglal magában; fenekét higany foglalja el, a melybe egy cső merül; A-ban a levegőt összenyomták annyira, hogy a higany nivója felér B tartónak körülbelül a közepéig. A tartó többi része alkohollal van megtöltve egészen c-ig, azután olajjal C tartó közepéig. Az o véget elzárják. Tegyük fel, hogy az egészet teljesen állandó hőmérsékleten tartják s a Cardano-felfüggesztésű műszert vivő hajó
|
27. rajz. SIEMENS batométere; első alak. |
28. rajz. SIEMENS batométere; második alak. |
mindig nagyobb és nagyobb mélységek fölé kerül: az A-ban levő levegő tökéletes rúgó, a mely hordozza a folyékony oszlop súlyát; a nehézség intenzitásának csökkenésével ez a rúgó feltolja a higanyoszlopot, a melynek szintváltozásait nagyítva mutatja az olaj és alkohol közti c határ eltolódása; e határ, mely mutatóul szolgál, oly beosztás mentén mozog, a melyet ismert fenekek felett végzett előzetes kísérletekből állapítottak meg. Az érzékenység elméletileg tetszőlegesen fokozható a cd cső szűkítésével a B tartóhoz képest. E készülék csodálatosan egyszerűnek látszik, de tapasztalásból tudom, mennyivel más a dolog a gyakorlatban; rendkívül nehéz, ha ugyan nem lehetetlen, gyakorlatilag egy ily készüléket állandó hőmérsékleten tartani, a hajó ingásai pedig nagyon kétségessé teszik a leolvasást egy folytonos mozgásban levő oszlopon, bár különböző berendezéseket alkalmaznak e hiba elkerülésére. Ezért nem is időzünk tovább a részleteknél. |
Második alak (28. rajz). Ez alakban a higanyoszlopot, a melyre a nehézség hat, nem összenyomott levegő tartja, mint az elsőben, hanem négy tagból álló csavarrúgó-rendszer. A műszer vékony aczélcsőből áll, mindegyik végén széles fémcsészéhez csavarva; az egész rendszer kevéssel a súlypont felett Cardano-módszerrel van felfüggesztve. Az alsó csészét igen vékony hullámos aczéllemez zárja el, melynek középpontját a rúgókkal összeköttetésben álló fémdarab támasztja alá. A felső csésze higanyán vékony olaj vagy festett vízréteg úszik, mely a fedőn levő nyíláson át egy üvegcsőbe hatolhat. Az üvegcső vízszintes síkban önmaga köré csavarodik és beosztott korongon van elhelyezve. A mint a nehézség csökken, vagyis a víz mélysége nő, a rúgók felemelik a hullámos aczéllemezt és az olaj, melyet a higany felnyom, többé-kevésbbé előrehatol az előzetes kísérletek alapján beosztott csőben.
A SIEMENS-től használt műszer hullámos diafragmájának átmérője 90 mm., a higanyoszlop magassága 60 cm. volt s a nehézség változásainak alávetett 51 kg.-os nyomást képviselt.
Ez a készülék általános vázlata; a részletek tárgyalásába nem bocsátkozunk s így nem szólunk a rúgók rugalmasságának változásáról, a hőmérséklet és légnyomás hatásainak kiegyenlítéséről stb.
A Siemens-féle batometer elkészült, kipróbáltatott és a szerzőtől
közzétett eredmények azt a reményt keltették, hogy megfelelő tökéletesítéssel érdekes megfigyelésekhez juthatunk. SIEMENS SÁNDOR úr, a ki úgy a Faraday hajón, mint a szárazföldön számos kísérletet végzett a SIEMENS VILMOS-féle batometerrel, szíves volt tudtomra adni, miért mondtak le a műszer használatáról: "Valahányszor nyugodt helyzetben volt a hajó – írja nekem – az így végzett megfigyelések tökéletesen megegyeztek egymással, de a hajónak már egész gyenge mozgása – a higany tehetetlensége folytán – oly heves ingadozásokat hozott létre a feljegyzésekben, hogy a műszerről, mint csekély értékűről, teljesen lemondtak." SIEMENS főképp azért szerkesztette meg e készüléket, hogy ki lehessen kerülni a mélységméréseknek azt a véget érni nem akaró sorozatát, a melynek minden telegráf-kábel lerakását meg kell előznie; ez a feladat érdekelte őt közvetlenül és el lehet gondolni, hogy megoldásához minden erejét megfeszítette. Mindeddig nem sikerült más Siemens-féle batometert szerkeszteni, sem pedig vékony hullámos bádoglemezeket találni, a melyek a műszernek legfőbb alkotórészét teszik. Mindazonáltal igen valószínű, hogy a tökéletesítendő készülék nagyon is használható lesz, legalább szélcsendes időben.
A barometer és hipszometer együttes használata. A barometer valóságos mérleg, a melyen a légoszlop ellensúlyozza a higanyoszlopot. Ha a nehézségi erő intenzitása hirtelen felére szállna le, a barometer semmi változást nem mutatna. A higanyoszlop magassága változatlan maradna, de a nyomás, a melyet alapjára gyakorol, felére szállna le; ezért az aneroid-barometer, a mely csakugyan a nyomást méri, félakkora nyomást jelezne, mert ez úgy viselkedik, mint a rúgós mérleg, míg a barometer, mint a karos mérleg. Így arra a gondolatra jutunk, hogy a higanybarometer és az aneroidbarometer egyidejű megfigyelése következtetni enged a nehézség változásaira. Minthogy az aneroid nem eléggé állandó műszer, a hipszometerrel helyettesítik, a mely szintén megadja, de sokkal pontosabban a légköri nyomást, egyszerűen a víz forráspontjának meghatározásával. Ha például a nehézség felére csökken, a nyomás szintén felére száll le tehát a víz, a mely 760 mm.-es nyomás alatt forrt, most 380 mm.-es alatt fog forrni. Meg van állapítva, hogy az első esetben a víz 100°-nál forr, a másodikban 80°-nál. A Regnault-féle táblázatokból gyorsan kikeres-
hető a forráspontnak megfelelő nyomás. Nem nehéz tehát a higanybarometer és a víz forráspontjának egyidejű megfigyelésével tanulmányozni a nehézségi erő változásait, vagy, a mi a jelen esetben egyre megy, a mire itt újra visszatérünk, a tengermélység változásait. Természetesen a szélességi s egyéb javítások számításba veendők.
HECKER,*) a kit a Nemzetközi Geodéziai Szövetség megbízott azzal, hogy az óczeánok felett nehézségi méréseket végezzen, ezt a módszert alkalmazta, 5 barometerből és 6 hipszometerből álló készüléket használva.
A barometerek állása, melyeknek ismerete néhány ezredmilliméternyi pontossággal szükséges, fotográfiai úton jegyződött fel. HECKER számos megfigyelést vágzett Hamburg és Brazilia, Sidney és San Francisco, végre San Francisco és Yokohama között. Megállapította, hogy a nehézség intenzitása az óczeánok felett általában normális és többé-kevésbbé eltéréseket mutat ott, a hol a fenék hirtelen változik. Így igen határozott pozitív eltérést talált Oahu sziget szomszédságában (Sandwich v. Havaii sziget-csoport) és Újzéland északi végénél; igen feltűnő negatív eltérést talált ellenben a Tonga-mélység felett és új pozitiv eltérést ama plató felett, a mely e szigetektől délre fekszik. Valóban e megfigyelések megegyeznek azokkal, a melyeket az illető vidékek relatív mélységeiről ismerünk, bár HECKER mérései nem e czélból történtek. Hogy csak az igen határozott rendellenességek tűnnek fel, annak oka kétségkívül abban rejlik, hogy a kisebb és fokozatos változásokat igen nehéz kihámozni a barométeres higanyoszlop örökös ingadozásaiból, holott az oszlop magasságát igen pontosan kellene ismernünk. Látható ebből, hogy az az eljárás, a mely egészen egyszerű a szárazföldön, a hol egyébként MOHN tanár használta is, mily nehéz és kényessé válhat a hajón; amint láttuk, ez más megfigyelésekkel is gyakran előfordul.**)
Akkumulátorok és dinamóméterek. Nem mai keletű az a találmány, a mely rúgók segítségével enyhíti a kocsik rázását. Ugyancsak rúgók azok a készülékek is, a melyeket akkumulátorok
*) BOURGEOIS: "L'état de la geodésie." Rev. gén. des sciences pures et appliquées. 30–1–1907. 59. l.
**) EÖTVÖS LÓRÁND báró arra is rámutatott, hogy a mérések eredményére a hajó sebességének is el nem hanyagolható hatása van. Rev..
és dinamóméterek neve alatt alkalmaznak a hajó hosszanti és harántos ingásaiból származó lökések ellensúlyozására, szondálás vagy kotrás alkalmával az alábbiakban leírt módon. Az itt alkalmazott rúgók különfélék lehetnek és a szerint, hogy a rájuk ható feszültség mérésére szolgáló beosztással el vannak-e látva vagy nincsenek, dinamómétereknek vagy akkumulátoroknak nevezik őket.
A Blake-féle típusnál a rugó gummiból készül éppen úgy, mint abban a készülékben, a melyet azóta talált fel FEHRMANN német mérnök, hogy a lovak erejét jobban lehessen kihasználni kocsik húzására. Ugyanezen czélból SIDEN svéd mérnök oly szerszámot talált föl, a mely két ellentétes irányban csavarodó aczélrúgóból áll.
Érdekes, hogy ez a műszer nem egyéb, mint a monacói herczeg keretes rúgójú dinamómétere, amit ő már régóta használ.
|
29. rajz. |
Hodgé akkumulátora (29. rajz). HODGÉ mintája, mely több-kevesebb módosítással használatban van, két fakorongból áll, melyek részarányosan elhelyezett lyukakkal vannak ellátva. A lyukakon kötelek vannak keresztülhúzva, ezek kettős gummiszalagokhoz vannak fűzve és úgy alul, mint fölül egy-egy gyűrűben egyesülnek, a mely egyúttal felfüggesztőül szolgál. E kettős gummiszalagok húzás hatása alatt megnyúlnak és hogy az erőltetés túl ne haladja ellentálló képességi határát, egy erős kötél köti össze a két felfüggesztő csatot, de ez csak akkor feszül ki és vet határt a további megnyúlásnak, amikor a gummirúgóknak feszültsége túlmegy egy bizonyos előre megállapított határon. A Challenger és a Gazelle akkumulátoraiban a gummiszalagok hosszúsága 90 cm., vastagságuk 2 cm. és 5 /2 méterre tudtak megnyúlni, a mi megfelelt minden egyes szalag számára |
32 kg.-nyi feszültségnek. A két csatot összekötő kötél hossza 4 1/2 m. volt. A szalagok száma és ereje szükség szerint változik; a Vöringennek volt egy 15 szalagos készüléke a szondálás és egy 30 szalagos a kotrás czéljaira. 275 m.-nyi megnyúlás megfelelt 23 kg.-nyi feszültségnek, mindegyik kettős szalag számára.
A Blake akkumulátora. Ez az akkumulátor vastag gummikorongok sorozatából áll, melyeket vékony fémkorongok választanak el egymástól; az egész aczélpálczára van húzva. A pálcza alul egy gyűrűt hord, fölül pedig szilárd fémlemezhez van erősítve. Ezen a fémlemezen lyukak vannak vágva és a lyukakba vezetőpálczák illeszkednek, melyek mentén a rúgós szerkezet más két lemez között csúszik. Ha a készülék a felső gyűrűnél fogva fel van függesztve, a gummilemezek az erővel arányosan összenyomódnak a mint az alsó gyűrűre húzás hat, és ugyanazt a szerepet játszszák, mint HODGÉ akkumulátorjának szalagjai.
A Blakén az akkumulátor 39 gummikorongot foglalt magában; mindegyiknek átmérője körülbelül 14 cm., vastagsága 75 mm. volt. A fémkorongok vastagsága körülbelül 4 1/2 mm., szélességük 15 cm. volt. Az egész szerkezet hosszúsága megközelítette a 4 métert és a megnyujtás körülbelül 2 méterig mehetett.
Kísérletileg megállapított beosztás jelezte mutató segítségével a húzás mértékét, a mely 200-tól egészen 3000 kg.-ig terjedhetett.
Az Hirondelle keretes rúgójú akkumulátora vagy dinamómétere (30. és 31. rajz). Ez az akkumulátor nagyjában ugyanolyan berendezésű, mint a Blakeé, de
|
a gummikorongokat két erős csavarrúgó helyettesíti, a melyek egyforma menetmagassággal bírnak, ellentétes csavarásúak és egymásba vannak tolva (30. rajz). Beosztott lécz és mutató teszik lehetségessé a ráható erő leolvasását métermázsákban; ezt a beosztást előzetesen kísérleti úton állapítják meg. Az Hirondelle-en a dinamóméter úgy volt készítve, hogy a mint a feszültség egy bizonyos értéket elért, csengő szólalt meg; a 31. rajz mutatja, hogy akár több ilyen csengőt is lehet alkalmazni, a melyek mindegyike más-más előre megállapított feszültségnek felel meg. Ezt az egymásba illő rúgókból álló akkumulátort LE BLANC J. szerkesztette; a monacói herczeg állandóan alkalmazza és Princesse Alice nevű hajóján ma is alkalmazásban van. E készülékek egyike egész 7000 kg.-ig menő húzásfeszültség mérésére képes. |
30. rajz. A monacói herczeg dinamométere keretes rugóval. |
31. rajz. Keretes rugójú dinamométer; a rajzon látható az a berendezés, a melynek segítségével a mutató működésbe hozza a jelző csengőket. |
Szondálógépek. Ha csak kis mélységek méréséről van szó, megelégedhetünk a szondálóólommal és nincs szükségünk gépre. De a mint pontos mérést akarunk végezni, vagy nagy mélységekben szondálni, a gép nélkülözhetetlenné válik, ha szabályos munkára és bizalomraméltó eredményekre tartunk számot.
Az újabb szondálógépek szükséges alkotó részei a következők: 1. A henger vagy dob, melyre a szondáló fonál (drót vagy kábel) rácsavarodik. 2. A fordulatszámláló, melyet pontosan meghatározott átmérőjű csiga mozgat; ezen a csigán halad keresztül a fonál. Ha a csiga kerülete egy méter, a fordulatok száma közvetlenül a méterek számát adja. 3. A fék, mely lehetségessé teszi, hogy a szondáló lemerülésének sebességét tetszés szerint módosítsuk. 4. A dinamóméter, vagy akkumulátor, mely a hajó hosszanti vagy harántos ingásaiból
eredő lökések ellensúlyozására való. A fék és a dinamóméter rendszerint oly módon vannak összekapcsolva, hogy a fék önműködő legyen és megállítsa a fonál lecsavarodását abban a pillanatban, a mikor a szondáló a fenékre ér. 5. A szondálófonál felhúzására való berendezés (kézi forgató, villamos vagy gőzmótor).
A dolog nagyon egyszerű volna, ha nem kellene számolni a kellemetlen hosszanti és harántos ingásokkal, a melyek rendkívül bonyolulttá teszik a tengeren végzendő összes műveleteket. Elvégre az ingások lehetetlenné teszik a szondálófonál szabályos föl- és lecsavarodását és durva lökéseket eredményeznek; ezek a fonalat el is szakíthatják, különösen ha fémből való, mert meglazul és bogozódik, vagy pedig kiugrik a csigából, a mikor is a szondáló súly rántva egyet a fonálon, valamelyik pontjában elszakítja. Szükséges volt tehát módot találni arra, hogy mindig kellőképpen kifeszítve tartsák a fonalat, meghúzva a lazuláskor, vagy utána engedve, amikor túlságosan feszül.
Az akkumulátorokra nehezedik ez a föladat, akár szalagformájú rúgók, akár oszlopba rakott gummikorongokból állanak, akár egyszerű ellensúlyok. Nagy mélységeknél az eljárást még bonyolítja az, hogy leszálláskor a szondálónak a súlyához hozzáadódik a több 1000 m. hosszú szondálófonál, vagy kábel el nem hanyagolható súlya; a víznek a kábelre gyakorlott súrlódása ellenkező hatású. Az akkumulátorok, bármilyen típushoz tartozzanak is, egyik oldalról a fékhez vannak kötve, a másikról egy mozgó csigához, a melyen keresztül halad a szondáló fonál. Az egész úgy van elrendezve, hogy a szondálónak és a vízbe merült fonálnak súlyától működésbe hozott fék a következő módon dolgozzék: ha a hajó ingása meglazítja a fonalat, az ugyanannyi, mintha a szondálónak a súlya csökkenne és a fék az akkumulátortól szorítva lassítja a cséve forgását. Ha az ingásnak ellenkező iránya mellett a fonál feszültsége nő, ez ugyanazt eredményezi, mintha a szondáló súlyosabbá válna, a fék azt nem tudja ellensúlyozni, nem működik, a gördülés gyorsul és a veszedelmes feszültség csökken. Ha a szondáló feneket ér, nem nehezedik többé a kábel végére, ez ugyanaz, mintha egészen eltűnne, az akkumulátor teljesen megszorítja a féket és a gép magától megáll.
Mindezeknél a gépeknél Sir THOMSON W. elveit alkalmazzák. Az aczélfonalat hordó henger lehetőleg könnyű legyen, de a mellett rendkívül erős, azért, hogy, a mint a szondáló feneket ér, a fonál ne gördüljön le tovább is a cséve tehetetlensége folytán, a mi bogozodást idézne elő; olyan rugalmas fonálban, mint az aczéldrót, minden csomó ugyanis előbb-utóbb törést jelent; ezért tanácsos az aczéldrót végére 8–10 méteres kenderkötelet alkalmazni, mely minden káros következmény nélkül elterülhet a földön; fő, hogy az aczéldrót feszes maradjon, a mit előidézhet magának a kenderkötélnek a súlya, vagy pedig hosszúkás kis ólomnehezék, a mit odakötünk, a hol a kenderkötél és az aczéldrót összeér. THOMSON szerint a szondálás egész művészete abban rejlik, hogy a csévére olyan ellenállást alkalmazzunk, a mely azonnal megállítja, a mint a nehezék földet ér; ezt önműködően is elérhetjük, a mint az imént láttuk.
Magától érthető, hogy bármilyen legyen is a gépünk, a legelső teendőnk abban áll, hogy megtanuljuk kezelését. Legfontosabb, különösen azoknál a gépeknél, a melyeken egyszerű aczéldrótot alkalmaznak, a féknek a helyes szabályozása, a melynek sem túlságos lazának, sem túlságos szorosnak nem szabad lennie. Ha kelleténél szorosabb, a gép megáhlhat, még mielőtt a szondáló a fenékre ért volna; ha nem elég szoros, a fonál összegabalyodik, összecsavarodik és elszakad.
SCHOTT dr. tanulmányozta azt, hogy mi történik nagy mélységekben 0,9 milliméter átmérőjű dróttal; 1000 m. ilyen drót a levegőben 5,6, a vízben 4,9 kg.-ot nyom; 6000 m. mélységnél a vízben 29,4 kg.-ot. E szerint, ha 6000 m. mélységben szondálunk, a fék ellenállását ennek a 29,4 kg.-nyi súlynövekedésnek megfelelő mennyiséggel kellene növelni, ha nem volna súrlódás. A drótnak súrlódó felülete 2,8274 m2 minden ezer méter hosszúságra, vagyis majdnem 12 m2 4000 m. hosszúságra. A súlynövekedés és a súrlódás folytán előálló ellenállás növekedése közti viszony olyan, hogy a súrlódásból származó ellenállás gyorsabban növekszik és így mindinkább lassítja a szondáló esését, úgy hogy mindjobban meg kell ereszteni a féket, ha állandó esési sebességet akarunk elérni. Az ellenkező eset állhat elő, ha a fonál átmérője és alakja mas.
Az Albatrosson 0,7 milliméter vastagságú 1000 méterenként
körülbelül 3 kg. súlyú drótot használtak, melynek hordóképessége körülbelul 95 kg. volt.
|
A Talisman szondálógépe (32. rajz). Ez a gép sokban hasonló a THOMSON gépéhez, melyet a Blake hajón használtak. A P cséve 8000 m. hosszú, 1 mm. átmérőjű aczéldrótot hord, a drót a csévét elhagyva a B csigán megy keresztül, melynek kerülete éppen 1 méter és a melynek tengelye egy végtelen csavar segítségével belekapaszkodik egy fordulatszámlálónak két fogas kerekébe; a fonál azután az A csigán megy át. Ez a csiga két hajlott sínen mozgó kocsihoz van csatolva. A P csévén egy emelőrudas f fék van elhelyezve, a mely a C zsineg segítségével a mozgó kocsihoz van kötve. A fonál a mozgó kocsi A csigájától egy utolsó csigára (K) csavarodik, a mely már a hajón kívül esik és innen ereszkedik le a tengerbe. Egy külső asztalkán hozzáférhetünk a szondálódróthoz, hogy ráerősíthessük a mélységmérőt és azokat a műszereket, a melyeket magával kell vinnie. |
32. rajz. |
A hajó himbálása közben a kocsi emelkedik vagy leszáll a sínek lejtőin és működésbe hozza a cséve fékjét a zsineg segítségével, a mely ezeket a különböző részeket összeköti. Mikor a szondáló feneket ér, a kocsi pályájának legaljára esik és az így hirtelen megszorított fék egyszerre megállítja a szondálófonál legombolyodását.
A lemerült rész súlynövekedésének ellensúlyozására súlyokat
raknak a mozgó kocsira abban az arányban, a melyben az elért mélység növekedik. De akkor a kocsi igen nehézzé válik, hat a fékre, azután ellensúlyozza a leszállást, meg kell tehát terhelni a szondálót is. A Talismanon 1883-ban úgy osztották el a súlyokat, hogy a kezdősebesség 200 méter legyen perczenkint. Ma már nem használják ezt a gépet, mely THIBAUDIER mérnök találmánya.
A Talisman gépéhez nagyon hasonló az, a melyet ALBERT monacói herczeg alkalmazott 1887 és 1888-ban az Hirondelle-en; két ember elegendő arra, hogy felhúzzák a szondálófonalat. A Talismanon a fonalat gőzgép húzta föl.
|
Sigsbee szondálógépe (33. rajz.). A csévére van csavarva a szondálófonál, a cséve egyik széle V alakú bevágással van ellátva, a mely arra való, hogy magába fogadja a fékül szolgáló zsineget. A csévéről a szondálófonál L csigára jut. A csiga átmérője pontosan 1 m. és az N számlálókészülékkel van ellátva. Azután a fonál lefelé kanyarodik, keresztülmegy egy üres hengeren és onnan a tengerbe jut. Az L csiga HH derékszögű kocsiszerkezeten nyugszik, a mely az FF kivájt oszlop között csúszhat. A HH kocsi léczeinek végei az MM vezetőzsineg mentén csúsz- |
33. rajz. SIGSBEE szondálógépe. |
nak föl és alá. A kocsi, felső részének a közepénél fogva, két lánczon (l) függ, a melyek egyike jobbra, másika balra kanyarodva, mindegyik egy-egy J csigára csavarodik, és hozzá van kötve a felső részéhez egy hatalmas szalagrugónak vagy akkumulátornak, a mely mindegyik F oszlop alsó részén van elhelyezve. Mindegyik akkumulátornak alsó vége a megfelelő oszlopalapnak belső részéhez van rögzítve. Mindegyik oszlop külső oldalára egy-egy rézlécz van erősítve, mely előzetes kísérletek alapján van beosztva és kg.-okban adja az akkumulátorokra ható feszítőerőt.
Az önműködő fék a következőképpen van berendezve: Egy igen erős zsineg egyik végénél fogva a gép gerendázatához van kötve, akár közvetlenül, akár X dinamóméter közbeiktatásával, a csévének V alakú bevágása mögött; ez a zsineg keresztülmegy a bevágáson, azután közvetlenül, vagy pedig a W dinamóméter és egy csiga segítségével a siklókocsi alsó részének a közepéhez erősített csigára kerül, onnan egy másik csigára száll alá és végre tetszés szerint kifeszítve, egy kampó után az állványra van erősítve.
A két oszlop között sikló és egyrészt az akkumulátorokhoz, másrészt a fékhez kötött kocsi csillapítja és teszi ártalmatlanná a hajó ingásait. A kocsi és a cséve fékje közt levő összeköttetés folytán a gép önműködően szabályozódik; a mint a hajó inog, a fék szorul vagy enged a kocsi mozgásának iránya és a kilengés nagysága szerint.
Az O csiga kilincsbe kapaszkodó, kilincskerékkel és mozgó kézihajtóval van ellátva; a kábel tehát kézzel fölvonható, egy keresztbe állított szíj segítségével (a rajzon pontozott vonallal jelölve), a melynek feszültsége módosítható. Könnyű ezt a csigát forgatni kis villamos- vagy gőzmótorral, vagy pedig közvetlenül mozgatni a cséve tengelyét bármilyen áttétel segítségével.
Az S csiga úgy van elhelyezve, hogy bevágásának a feneke folytonos érintkezésben legyen a szondálófonállal, mely keresztülmegy az üres henger közepén; e körül foroghat az S csiga foglalatja; ez főképpen olyankor hasznos, a mikor a hajó haladása közben húzzák fel a szondálófonalat.
A SIGSBEE-féle gép bizonyos részeiben többé-kevésbbé módosítva használatban volt 1877 óta a Blakén, majd az Albatrosson. Mindig nagyra tartották azok, a kiknek alkalmuk volt használni.
A Valdiviának volt elektromos hajtásra berendezett ilynemű gépe; SCHOTT dr. szerint igen viharos időben is működött, a mikor más műszerek használhatatlanok lettek volna.
A Valdivián a szondálófonalat 2,5 lóerejű, 1100 fordulatú 110 voltos elektromótor hajtotta. A mótornak minden 12 fordulatára a cséve egy fordulatot végzett. A fonál átmérője 0,9 mm., a nehezék súlya 28–30 kg. volt. Kezdettől fogva úgy szabályozták a legombolyodást, hogy ne lépje túl másodperczenként a három métert, átlagban a 2,6–2,8 métert. A legombolyodás csökken abban a mértékben, a mint a súrlódás növekszik a fonál hosszával és 2,4–2,2 méterrel végződik másodperczenként.
A csévének egyetlen öntött aczéltömbnek kell lennie, mert óriási nyomásoknak van kitéve, a mi egyébként más hasonló gépeknél is megtörténik, a hol a cséve egyúttal felvonó is. Ha pl., a mi gyakran előfordul, a fonál felgombolyításánál 25 kg.-mal nehezedik a hengerkerék egy átmérőjének végpontjára, a mi fordulatonkint 50 kg.-mot jelent, akkor 6000 m. hosszúságnak, a mi 3000 csévefordulatot jelent, 150 tonnányi feszültség felel meg! Ez ugyanaz az eset, mint a mikor minden fordulat alkalmával állandó kis feszültséggel czérnát csavarunk ujjunk köré és nagyszámú fordulat után erős nyomást érzünk ujjunkban.
A Valdivia csévéje például több ízben eltört a szondálófonál fölhúzása alkalmával 2,4–2,7 méteres másodpercenkénti sebesség mellett, ha a mélység meghaladta az 5000 m.-t.
Nem érdektelen összehasonlítani a SIGSBEE-féle géppel a Valdivián nyert számokat azokkal, a melyeket BUCHANAN ad a Challenger hajó számára. Ez utóbbin kizárólag kenderköteleket alkalmaztak, melyeknek súlya a levegőben 49,500 kilogramm volt 1000 m.-ként, a vízben pedig csak 14,850 kg. A nehezék közepes súlya 152 kg. volt. Ezzel a súlylyal a leszállás eleinte igen nagy sebességgel történt, a mely kezdetben meghaladta a 2,6 m.-t másodperczenként (156 m. perczenként), de már 1800 m.-nél a sebesség nem múlta fölül az 1,78 m.-t másodperczenként (107 m. perczenként) és 1,25 m.-t (75 m.-t perczenként) 7000 m. felé. A fölhúzás sebessége, a mely a Valdivián 2,4–2,7 m. közt váltakozott másodperczenként, (144–162 perczenként), a Challengeren 1,5–0,65 (90–39 m. perczenként) között volt. Kétségtelen, hogy az aczéldrót sokkal nagyobb sebességet tesz lehetővé, sokkal
kisebb súly mellett, de nem szívesen bíznak rá egész sor műszert, olyanokat, mint merítőpalaczkok és hőmérők, a melyek együttvéve jelentékenyen növelik a lemerített súlyt és a drótot törésnek teszik ki; ilyenkor inkább az aczélkábelhez fordulnak. A távírókábel-társaságok, melyeket kizárólag a mélység érdekel és keveset gondolnak vele, hogy esetleg az aczéldrótot elvesztik, ha időt nyernek, olyan aczéldrótot használnak, a melynek átmérője, nem haladja meg a 0,7, vagy éppen a 0,6 mm.-t.
A Princesse Alice szondálógépe. A 34. rajz mutatja be ezt a gépet, a melyet nem rég módosított LE BLANC JULES mérnök. A gépet elektromótor hajtja. A 35. rajzon látható az egész gép felülről, míg a 36. rajz a berendezést mutatja úgy, a mint a Princesse Alice yachton alkalmazzák. Könnyű lesz a 34. és 36. rajzokon föltalálni a különböző részeket, a melyeket a 35. rajzon betűk jelölnek és megérteni ennek a szondálógépnek a működését.
Láttuk, hogy a SIGSBEE gépén és valamennyin, a hol a drót közvetlenül a csévére csavarodik, abban az esetben, ha a sebesség és a súly elég nagy, fölhúzáskor jelentékeny feszültség jön létre, a mely igen erős csévéket is eltörhet.
Ez a baleset több ízben előfordulván a monacói herczeg expedicziói alkalmával is, LE BLANC rendezett be végre a Princesse Aliceon egy gépet. E gép leírását itt adjuk; előnye pedig abban van, hogy a szondálókötél ahelyett, hogy közvetlenül a D csévére csavarodnék, a fölhúzás alkalmával először a C hengerkeréken megy keresztül, a mely eléggé ellentálló és csak azután csavarodik fel a D csévére, a melynek forgási sebességét úgy kell megválasztani, hogy a felső csiga közvetítésével a hengerről a csévére vagy a fordítva haladó kötél mindig kellőképpen legyen kifeszítve. A kötél tehát a D csévéről indul ki, innen a felső csigára megy (a 36. rajzon a matróz ezt tartja kezében); innen a C hengerre kerül, a mely körül két-háromszor csavarodik, azután leszáll az alsó csigára (a 34. és 36-ik rajzon látható), mely fel van függesztve két szalagrúgóra. Ezeket az egyikükhöz rögzített és előzetes kísérletek alapján készített skála előtt mozgó tű dinamómeterekké avatja. Ez a dinamóméter arra való, hogy e kötélre gyakorolt húzást kg.-okban megjelölje; egyben akkumulátorul is szolgál, a hajó ingásából származó mozgások ellensúlyozására. Erről a csigáról, a mely a rúgók mozgását követi, a kötél az U csigára
34. rajz. A Princesse Alice módosított szondálógépe (LE BLANC).
megy át (láthatatlan a 34. rajzon, de jól kivehető a 36-on), a mely előbbinek föléje van helyezve és a melynek kerülete éppen egy m. hosszú, úgy hogy a T számlapon a fordulatszámláló mutatója közvetlenül a méterekben kifejezett mélységet jelzi.
A N lendítő kerék arra való, hogy működésbe hozza a C hengerkeréknek R fékjét, míg a g fogaskerék beiktatható egy másik kisebb fogaskerékbe (e). Ez a kisebb fogaskerék (e) a h forgástengelyhez van erősítve, a mely egy kis gőzgép, vagy dinamógép mozgását viszi át. Minthogy a kábelt felvevő cséve átmérője nő vagy csökken aszerint, a mint a kötél fel- vagy legombolyodik és ennek folytán a hengerkeréknek állandó átmérőjével folyton változó viszonyban van, szükséges, hogy a csévének a forgási sebességét a hengeréhez képest változtatni tudjuk, hogy a kötelet mindig egyenletesen kifeszítve tarthassuk. Ezt a következőképpen érjük el: A D orsó szabadon ül a tengelyén és a lefutó súly forgatja, a mennyire surlódása engedi. A surlódást a B tengelyhez szoruló H korong idézi elő és az F kerékkel összenyomható O rúgóval szabályozható. Elégséges az F kereket
35. rajz. A Princesse Alice szondálógépének szerkezete.
forgatni egyik vagy másik irányban hogy a cséve forgása gyorsabb vagy lassúbb legyen, mint a hengerkeréké. A szondálás alatt tehát időről-időre működésbe kell hozni F-et aszerint, a mint a hengerről a felső csigán át a csévére haladó kötél kelleténél erősebben vagy gyöngébben van kifeszítve. Ennek megítélésére a gyakorlat gyorsan rávezet.
36. rajz. A Princesse Alice szondálógépe működés közben.
A 35. rajz Z csigáiról sülyed bele a kötél tengerbe; ezek a hajón kívül fekvő W asztalka elhelyezve, a mint a 37. rajz mutatja.
37. rajz. A Princesse Alice szondálógépe, a szondálóhíd és egy merítőpalaczksorozat.
Amióta külön van választva a nagy ellenállást nyújtó hengerkerék a csévétől, a mely egyedül arra való, hogy úgyszólván minden erőltetés nélkül a kötél csak rácsavarodjék, kötélszakadás már nem fordul elő. Azonkívül minden nehézség nélkül lehet használni az egyszerű aczéldrót helyett valódi kábelt és nem kell a nehezéket a fenéken hagyni, ha a mélység nem túlságos nagy, ha nem halad meg például 3000 métert. Erre a kábelre egész sor különböző műszert rá lehet bízni. A Princesse Alice hajón már régóta használnak 2,3 miliméter átmérőjű kábelt, a mely három összecsavart kötélből áll, minden kötél pedig három aczéldrótból. Az egésznek teherbírása 240 kilogramm és súlya 1000 méterenként 16 kilogramm. A 36. rajzon látható csévére 12000 méter hosszúságú ilyen kábel van rácsavarva.
A mikor tisztán szondálásról van szó, az oczeánográfiai
expedicziókon szívesebben használják a SIGSBEE-féle gépet. Azonban a vékony kábel az imént leírt géppel együtt alkalmazva az egyszerű aczéldrót helyett, nemcsak hogy lehetségessé teszi a pontos mélységmérést, hanem kényelmesebbé tesz sok oly műveletet is, a melyeket a kotrásoknál alkalmazott vastag kábel használata bonyolulttá tenne; ezzel az esettel állunk szemben, ha sorozatos hőmérséklet-meghatározásokat és vízmintákat kivánunk.
Egy 60 kg.-os súlyú mélységmérő kábelének legördülési sebessége meghaladhatja a két métert másodperczenként. Pl. 1905 augusztus 8-án a Sargasso-tengerben (26°37'N, 36°35'W, 2081. sz. állomás) 44 perczig tartott, míg a szondáló elérte az 5382 méter mély feneket és 45 percz alatt huzatott fel.
Egyéb szondálógépek. Vannak még egyéb szondáló gépek is meglehetős nagy számban, melyek kis térfogatúak és könnyen elhelyezhetők kisebb bárkákon. Ilyenek a TANNER-é, a LUCAS-é, a BELLOC-é stb. Valamennyinek az elve ugyanazon az alapon áll, mint a SIGSBEE-é: aczéldrót csévére gombolyítva, a melynek legördülését önműködően állítja meg a fék, a mikor a szondáló talajt ér. Csak éppen jelezni akartuk ezeknek a gépeknek a létezését.
Bárminő legyen a szondálásnál alkalmazott módszer, nem elég a szondálást elvégezni, meg kell határozni a helyét is a térképen. A mikor kedvező körülmények között szárazföldi felvételekre támaszkodhatunk, a szondálásnak vagy bármely más, tengeren végzett műveletnek helymeghatározása igen nagy pontossággal végezhető. Ellenben egészen másképpen vagyunk, a mikor már szemünk elől eltűnt a part és a mikor rá vagyunk utalva a földrajzi szélesség és hosszúság meghatározására. Elvégre e műveletek mindegyike akkora hibával jár, hogy az így meg-
|
38. rajz. |
határozott helyzet egy olyan körön belül fekszik, a melynek átmérője legalább 5 kilométer; ennél pontosabban nem vagyunk képesek a meghatározandó pont helyzetét kijelölni. Igaz, hogy sok esetben, nevezetesen ha a mélységek igen nagyok, a tengerfenék szintjének változásai egy 5 kilométeres körön belül kevéssé érezhetők, de egészen másképp áll a dolog olyan vidékeken, a hol a fenéknek többé-kevésbbé erős hajlása van. A 38. rajz alapján könnyen beláthatjuk, hogy aszerint, a mint a szondálás helye a körnek A vagy B pontjára esik, a mélység jelentékenyen különböző lehet; ilyen esettel állunk szemben Lorient tájékán a nyílt tengeren, a kontinentális talp határánál, a hol egy övben 5 kilométer távolságon belül a fenék 350 méterről 850 méterre száll alá, úgy, hogy e körben, az északkelet-délnyugati átmérő mentén 500 méteres mélységkülönbség észlelhető. |
