Осветление на подводници

Подводните съдове са военни подводници, изследователски апарати, туристически подводници и безпилотни апарати. Всички те се нуждаят от две различни осветления: вътрешно за хората, които са вътре, и външно, което осветява тъмната вода пред тях. Условията и в двата случая са трудни: няма дневна светлина, влагата е висока, а на дълбочина налягането е огромно.

Защо навън е нужна светлина

Под около 200 метра дълбочина почти цялата слънчева светлина е погълната от водата. Затова всичко, което учените и екипажът виждат на морското дъно, трябва да бъде осветено от самия съд и да се захранва от неговите батерии. Светлината има значение и за камерите, защото снимките и видеото зависят от нея.

Как водата променя светлината

Водата поглъща цветовете на различна дълбочина: червеното изчезва на около 5 метра, оранжевото и жълтото на 10 до 20 метра, зеленото на около 30, а синьото на около 60 метра. Затова на дълбочина всичко изглежда синьо или зелено, а за вярно предаване на цветовете са нужни собствени светлини.

Второ предизвикателство е отразяването на светлината от частици във водата, наречено „backscatter“. Тя прилича на мъгла от фарове в мъгла: светлината се отразява от плаващи частици, вместо да стига до обекта. Помага насочена светлина с по-тесен лъч и светлина, поставена по-далеч от камерата.

Как се е променило външното осветление

Първите дълбоководни светлини са били халогенни и ксенонови. През 1990-те за заснемането на потъналия „Титаник“ се ползват мощни лампи HMI, пригодени от киното. Към средата на 2000-те светодиодите започват да заместват обемистите и енергоемки HMI лампи, защото издържат на налягане и ползват много по-малко енергия.

Пример е изследователският апарат Alvin: новите му светодиодни светлини са в корпуси от титан, изпитани до 11 000 метра, а апаратът е сертифициран за работа до 6 500 метра. Според учените те осветяват много по-далеч при същата консумация. Светлината им е подобна на слабо синкавия цвят на слънчевата светлина.

Цветът има значение и при работа. При тестове на Alvin пилотите установяват, че зелена светлина дава по-малко отражение и по-добра видимост в мътна вода, а бялата дава пълна цветова гама. Затова съдовете носят светлини в няколко цвята. За наблюдение на животните се ползва и далечна червена светлина, защото много морски обитатели не я виждат и не се стряскат.

За сравнение: стандартна LED крушка от 60 вата дава около 800 лумена, а подводните LED светлини за дълбоководни камери стигат до около 32 000.

Налягане и защита

Вътре в корпуса защитата от влага е по IP степен, но навън налягането е различно. IP степента на защита от вода не описва налягането на дълбочина, затова външните светлини се изпитват специално и се поставят в здрави корпуси, често от титан, и са обявени за определена дълбочина. Повече за IP степента има в статията „IP степен: какво означава“, а за обикновените подводни светлини в „Подводно осветление“.

Вътрешно осветление

В кабината осветлението се променя според вида на съда.

Военни подводници. Командният пост традиционно се осветява в червено. Червената светлина запазва нощното зрение и помага на очите да привикнат по-бързо към тъмнината, например преди вдигане на перископа нощем. Червената светлина по-малко нарушава сънния ритъм от бялата и затова се ползва и в жилищните помещения. Екипажите наричат прехода към червено „rig for red“, а пълното изгасяване на светлините „rig for black“.

Червеното има и недостатъци: затруднява четенето на карти и екрани и разпознаването на цветове. Изследвания във флотите на САЩ и Великобритания установяват, че при много слабо осветление разликата в привикването към тъмното между червена и бяла светлина е незначителна. Затова често се ползва слабо бяла светлина с яркост, съответстваща на червената.

Изследователски и туристически съдове. Тук светлината е за комфорт и видимост: ярка вътре, за да се вижда добре, и приглушена или изключена, когато хората гледат през прозорците, за да не се отразява светлината в стъклото. Конкретните системи зависят от производителя на съда.

Безпилотни апарати. Те нямат кабина, но носят светлини и камери, които им служат като очи.

Какво е общото между всички

• Светлини, които издържат: на влага, на налягане и на корозия.
• Малък разход на енергия: батериите са ограничени, затова LED е стандартът.
• Малко топлина: в затворена среда топлината е проблем.
• Безопасност: надеждно аварийно осветление и дълготрайни източници.
• Цвят и яркост по задача: бяла за цветове, зелена за мътна вода, червена за нощно зрение и наблюдение на животни.

Какво общо има с домашното осветление

Принципите са същите, които описваме в блога: колко светлина дава източникът (лумени), какъв цвят има (келвини), колко вярно се виждат цветовете (цветопредаване) и как влияе на очите и съня. Ако искаш тихо осветление за нощта у дома, избери слаба топла светлина или нощна лампа с много ниска яркост.

Често задавани въпроси

Защо подводниците светят в червено? За да не загубят нощното зрение при преминаване от осветено в тъмно.

Защо дълбоко във водата всичко е синьо? Защото водата поглъща другите цветове и най-дълбоко стига синята светлина.

Колко дълбоко работят светлините? Зависи от съда. Светлините на изследователския апарат Alvin са изпитани до 11 000 метра.

Може ли обикновена подводна лампа да се ползва в морето? Не. Басейнните лампи са за съвсем други условия и не издържат на налягане.