Новые виды водолазного снаряжения

В конце 60-х годов было создано несколько конструкций водолазного снаряжения, явившихся крупным шагом на пути совершенствования шланговых водолазных аппаратов.

В эксплуатацию поступила новая система, обеспечившая надежную защиту головы водолаза прочным жестким шлемом и предоставившая в его распоряжение средства регулировки плавучести, исключающие возможность случайного раздувания скафандра, который также оказался более удобным. Все это в совокупности примерно на порядок повысило подвижность водолаза. Разработанный специалистами компании «Эдванст дайвинг иквипмент» универсальный шлем (рис. 17) состоит из стеклопластикового корпуса с большим иллюминатором в лицевой части и выпускным клапаном наверху. При испытаниях пуля из пистолета 38-го калибра, выпущенная с расстояния 7,5 м, не только не пробила пластмассовый иллюминатор, но даже не вызвала его растрескивания. Смонтированное в шлеме устройство для подачи воздуха позволило уменьшить уровень шума, а следовательно, улучшить телефонную связь с водолазом и одновременно обеспечить эффективное удаление из шлема углекислого газа. В конструкции нового шлема предусмотрена двухступенчатая система вытравливания воздуха, предотвращающая засорение выпускного клапана и утечку из него воздуха, что часто наблюдалось, когда водолаз был занят размывом грунта, состоящего из мелкого песка. Шлем может использоваться с любым типом скафандра, в том числе со стан дартным скафандром ВМС, легководолазным скафандром или обычным мокрым гидрокостюмом.

Рис. 17. Водолаз регулирует подачу воздуха в шлем конструкции фирмы «Эдванст дайвинг иквипмент». Этот шлем, являющийся образцом нового поколения водолазного снаряжения, намного повысил безопасность водолаза.

Плавучесть водолаза обеспечивается прочной нейлоновой камерой, охватывающей торс водолаза от плеча до пояса. С помощью выпускного клапана водолаз может изменять в требуемых пределах количество воздуха, содержащегося в камере. Конструкция камеры исключает опасность случайного выноса водолаза на поверхность при изменении его положения в воде,-Поверх камеры и скафандра надевается нейлоновый комбинезон (что также предупреждает опасное расширение камеры).

Для крепление шлема к стандартному скафандру сконструирован специальный стеклопластиковый нагрудник. Так как масса шлема и нагрудника составляет менее одной трети массы аналогичных элементов водолазного костюма МК-5, центр тяжести водолаза располагается намного Ниже, что обеспечивает большую свободу в изменении положения тела в горизонтальной плоскости.

Система телефонной связи состоит из микрофона специальной шумоизолированной конструкции и пары наушников. Последние монтируются в шлем или закрепляются на голове водолаза с помощью нейлонового подшлемника.

Легководолазные шлемы. За последние несколько лет легководолазные шлемы превратились из новинки в один из самых распространенных типов стандартного водолазного снаряжения. Помимо упоминавшейся выше фирмы, такие шлемы выпускают компания «Дрегерверк» (ФРГ), корпорация «Дженерал аква-дайн», ДЕСКО и «Кирби—Морган» (США), а также «Сосьете индустриэль де этаблиссман пиль» (Франция). Эти системы несколько отличаются друг от друга по технологии изготовления, однако им присущи одни и те же особенности, положительно отличающие их от прежних моделей: уменьшенные масса и объем водолазного снаряжения, эффективная система продувки, предотвращающая накопление в шлеме углекислого газа, более экономичное расходование дыхательного газа, возможность использования шлема с новыми моделями скафандров и надежная защита головы водолаза от травм.

Водолазный шлем типа ДМ-200 производства фирмы «Дрегерверк», хотя и предназначен преимущественно для работы с дыхательной смесью, может использоваться также и в тех случаях, когда для дыхания водолазу подается воздух. Шлем и нагрудник изготовлены из стеклопластика и легко соединяются со скафандром. Клапан регулировки скорости подачи газа установлен на отрезке шланга, закрепленном на левом боку скафандра. В отличие от американских моделей водолазного снаряжения выпускной клапан расположен с правой стороны шлема. Кроме того, как это свойственно большинству шлемов европейского производства, водолаз, находящийся на поверхности или в водолазной камере, может открыть иллюминатор шлема.

Водолазный шлем производства корпорации «Дженерал аква-дайн» изготовлен из стеклопластика. Помимо своих отличных эксплуатационных характеристик он отличается хорошим внешним видом. В верхней части шлема имеется отверстие, а сзади расположена одноступенчатая система вытравливания выдыхаемого воздуха. Для крепления шлема к сухому или мокрому гидрокостюму предусмотрено специальное кулачковое фиксирующее устройство. Облегченный водолазный шлем производства корпорации ДЕСКО (рис. 18) представляет собой единственную модель шлема нового типа, изготовленную методом центробежного литья из латуни. В конструкции шлема использованы те же основные детали, что и в водолазной маске для погружений на небольшие глубины. Стандартным фиксирующим устройством для шлема является нейлоновый трос, который пропускается между ног водолаза и закрепляется на передней и задней сторонах шлема.

Компания «Кирби—Морган» одна из первых начала использовать стеклопластик в качестве основного материала для изготовления водолазных масок и внесла много усовершенствований в конструкцию масок и шлемов. Наиболее характерная особенность водолазных шлемов этой компании — наличие цельной лицевой маски. Головная часть маски обычно свободно заполняется водой. Наиболее распространенной моделью является Клемшелл — водолазная маска, снабженная шарнирно закрепленной предохранительной каской, удерживающей маску на месте за счет натяжения. Такая конструкция маски, закрывающая только нос и рот водолаза, позволяет уменьшить объем вентилируемого пространства. Модель была испытана на глубинах до 259 м. Во время последних испытаний, проведенных в университете штата Флорида, маска Клемшелл, изготовленная специально для использования с водолазным костюмом МК-1, применяемым в американских ВМС, превзошла все остальные проверявшиеся шлемы с точки зрения обеспечения разборчивости речи при телефонных переговорах. В течение 1970 г. производство и продажа масок и шлемов компании «Кирби — Морган» перешли в руки отдела промышленных подводных работ компании «Ю. С. Дайверз».

Средства связи водолаза с поверхностью. В новейших водолазных системах «пуповина», соединяющая водолаза с поверхностью, состоит из шланга для подачи воздуха (внутренний диаметр 12,7 мм), четырехжильного бронированного телефонного кабеля, трубки пневмоглубиномера и нейлонового спасательного линя. D-образное кольцо предохраняет «пуповину» от истирания, отводя от нее спасательный линь.

Рис. 18. Водолазный шлем производства фирмы ‘ДЕСКО.

Шланг пневмоглубиномера представляет собой элемент стандартного устройства для контроля с поверхности глубины по-погружения водолаза. Если этот шланг надлежащим образом вмонтировать в систему, то его можно использовать для подачи воздуха в аварийных ситуациях. Пневматическая система измерения глубины погружения отличается простотой и удивительно высокой точностью. У поверхности к концу пластикового шланга подсоединены источник подачи воздуха и манометр. Другой конец шланга закреплен на шлеме водолаза. Когда через шланг пропускается воздух, давление в нем оказывается равным давлению воды на той глубине, где находится водолаз.

Подача воздуха. Компрессоры, входящие в водолазное снаряжение, предназначенное для погружений на большие глубины, намного больше тех, которые применяются при работе на небольших глубинах. Давление воды на глубине может достигать 7 кгс/см2, и большинство водолазов предпочитает, чтобы давление в воздушном шланге на 7 кгс/см2 превышало давление наружной среды. Поэтому при погружениях на средние глубины давление на выходе компрессора должно равняться примерно 14 кгс/см2. Количество необходимого при таком давлении воздуха зависит от многих факторов, но в первую очередь от предельно допустимого парциального давления остаточной двуокиси углерода в водолазном шлеме. В промышленном водолазном деле этот показатель произвольно устанавливается водолазным инспектором, а для военных ведомств определяется соответствующими наставлениями. Обычно максимально допустимым считается парциональное давление, равное 0,03 атм. Более высокое содержание двуокиси углерода влечет за собой расстройство дыхания.

Скорость прохождения воздуха через соответствующую часть водолазного снаряжения, необходимая для сохранения на безопасном уровне концентрации двуокиси углерода, зависит от фактического объема мертвого пространства в водолазном шлеме и от интенсивности прохождения воздуха через шлем. Оба эти фактора по-разному учитываются в различных системах водолазного снаряжения. Как было доказано, наиболее эффективной является такая конструкция, в которой примерно 80% подаваемого воздуха проходит широким плоским потоком по лицу водолаза. Остальная часть поступающего с поверхности воздуха непрерывно вентилирует задний и нижний участки шлема. Поскольку выдыхаемая двуокись углерода стремится переместиться в нижнюю часть шлема, впускное отверстие должно располагаться несколько ниже рта водолаза и в то же время находиться на пути главного потока циркуляции.

Немаловажное значение имеют физиологические различия между водолазами, что, впрочем, относится и ко всем подводным экспериментам и работам с участием человека. При опреде-лении необходимого объема подаваемого водолазу воздуха важную роль играют индивидуальная чувствительность к несколько повышенному парциальному давлению двуокиси углерода, скорость образования последней, а также затраты физическои энергии водолазом и уровень нервного напряжения. В среднем человеческий организм в состоянии покоя выделяет примерно 0,000 3 м3 двуокиси углерода в минуту; во время выполнения человеком физической работы средней тяжести этот показатель увеличивается до 0,001 1—0,001 4 м3/мин, а при тяжелой физической нагрузке количество выдыхаемой двуокиси углерода может возрастать до 0,003 м3/мин. При расчетах всегда берется этот максимальный показатель.

Водолазные костюмы. Все более длительное пребывание водолаза под водой, увеличившаяся глубина погружения и проведение подводных работ и экспериментов в морях с холодной водой поставили на повестку дня проблему обеспечения защиты водолаза от переохлаждения. Одежда, защищающая водолаза от холода, необходима во всех областях подводных работ, независимо от их целей или типа используемого снаряжения. Еще более усугубила положение высокая теплопроводность газов в дыхательных смесях.

Существуют три основные возможности защитить водолаза от холода: одеть его в теплую одежду и полностью изолировать от воды; одеть его и, не изолируя полностью от воды, свести к минимуму ее циркуляцию и, наконец, подавать тепло от внешнего источника, независимо от того, будет тело водолаза изолировано от воды или нет.

Сухие водолазные костюмы. Согласно самому старому методу, для того чтобы защитить водолаза от холода, необходимо надеть на него теплую одежду и поместить в водонепроницаемый скафандр. Хотя такой метод и является наиболее эффективным способом защиты от охлаждения, его применение в современном водолазном снаряжении связано с большими трудностями. В соответствии с законом Бойля—Мариотта при наличии слоя воздуха между телом водолаза и костюмом последний по мере погружения подвергнется сжатию, если в него не будет поступать дополнительное количество воздуха. В случае использования стандартных водолазных костюмов выполнение этого требования не вызывало каких-либо трудностей, поскольку скафандр и шлем являлись единым целым и количество находящегося в скафандре воздуха могло быть отрегулировано с помощью впускного и выпускного клапанов. В костюме стандартного типа герметическое уплотнение скафандра обеспечивается с помощью соответствующего соединения шлема с нагрудником и единственным местом возможного проникновения воды являются манжеты. Чтобы гарантировать водонепроницаемость костюма, манжеты должны плотно обтягивать запястья рук водолаза. Однако при слишком плотном обтягивании манжеты затрудняют циркуляцию крови в кистях рук. В таких случаях даже защитные перчатки не спасают водолаза от значительного ухудшения осязания и возникновения болезненных ощущений после снятия костюма. Чтобы предотвратить эти явления, некоторые костюмы снабжают неплотно прилегающими металлическими кольцами-манжетами, поверх которых надевают резиновые перчатки, обеспечивающие герметичность. Такая конструкция более удобна, однако даже незначительное повреждение перчатки может нарушить водонепроницаемость костюма. Большинство водолазов предпочитает работать незащищенными, а следовательно, мерзнущими руками, вместо того, чтобы подвергаться опасности внезапного проникновения воды в скафандр.

Стандартный водолазный костюм, применяемый в американских ВМС, изготовлен из плотной прорезиненной парусины, которая даже после многократного использования остается очень жесткой. В более совершенном костюме японского производства в качестве материала-основы использована нейлоновая ткань, благодаря чему костюм отличается большей эластичностью и удобством в пользовании. Стандартные костюмы выпускаются по размерам, что теоретически должно обеспечить подгонку по фигуре, однако на практике это почти неосуществимо. Костюмы японского производства до недавнего времени были рассчитаны на антропометрические характеристики людей азиатского происхождения и плохо подходили американским водолазам.

Назначение сухого костюма, как .явствует из его названия, состоит в предотвращении проникновения воды к телу водолаза. Для окруженного воздушной прослойкой тела водолаза удерживать тепло ненамного сложнее, чем в обычных условиях на поверхности: достаточно, чтобы водолаз был одет в соответствующую теплоизолирующую одежду (обычно в специальное нижнее белье). Материал белья, а также его покрой бывают самыми различными, но чаще всего оно вяжется из толстой шерстяной пряжи и состоит из рубашки и кальсон, похожих на те, которые носили наши дедушки. В умеренно холодной воде (10—15° С) один комплект такого белья надежно согревает водолаза, выполняющего среднюю по тяжести работу. Если водолаз должен находиться в течение длительного времени в более холодной воде, почти не затрачивая при этом физических усилий, ему необходимо надеть два комплекта.

К сухим водолазным костюмам относятся и такие, в которых шлем и скафандр не составляют единого целого. Обычно эти костюмы изготовляются из эластичной плотной резины, благодаря чему водолаз не испытывает неприятных ощущений при сжатии под действием давления воды. Как и стандартные водолазные скафандры, такие костюмы должны изолировать тело водолаза от воды. Защита от холода обеспечивается теплым нижним бельем.

Основная трудность при конструировании подобных костюмов состоит в создании водонепроницаемого уплотнения. У сжимаемого сухого гидрокостюма отсутствует уплотнение между шлемом (маской) и костюмом, поэтому такие гидрокостюмы обычно выполняются в виде единого целого и надеваются через отверстие на груди, которое потом завязывается. Водонепроницаемые уплотнения имеются также на запястьях и у лица.

Усовершенствованный вариант сухого водолазного костюма, получивший название «сухой гидрокостюм постоянного объема», выпускается корпорацией «Ю. С. дайверз». Костюм соединен с шлангом подачи воздуха, что позволяет предотвратить его сжатие под воздействием давления воды. Хотя этот сухой гидрокостюм завоевал определенную популярность у европейских водолазов, он редко используется промышленными водолазами в США.

Мокрые водолазные костюмы. Мокрый костюм впервые завоевал широкую известность в середине 50-х годов нашего века. Костюм устроен таким образом, что между его тканью и телом водолаза находится тонкий слой воды. Теоретически этот слой не циркулирует и нагревается за счет выделяемого телом водолаза тепла. Резиновый костюм изолирует слой нагретой воды от окружающей холодной среды. Материал такого костюма толще, чем у сухого гидрокостюма, и обычно представляет собой неопреновую микропористую резину, в толще которой имеются мельчайшие пузырьки газа. Толщина резины колеблется в пределах от 3,17 мм (для субтропических районов) до 12,7 мм у костюмов, предназначенных для использования в арктических морях. Поверхность резины может быть гладкой, но (если костюм рассчитан на выполнение водолазом тяжелых работ, ее покрывают нейлоновой тканью. Особое значение имеет точная подгонка костюма, поскольку тело водолаза может нагреть только очень тонкий слой воды. Правильно подогнанный мокрый костюм обеспечивает значительно большую свободу движений по сравнению с сухим и, кроме того, не создает никаких проблем, связанных с поддержанием водонепроницаемости Одн ако он обладает одним существенным недостатком: в связи с наличием в толще материала мельчайших пузырьков газа он подчиняется закону Бойля—Мариотта, т. е. по мере погружения водолаза сжимается, что, в свою очередь, вызывает нежелательные явления. Более тонкий материал служит гораздо худшей изоляцией между теплым слоем нагретой телом воды и окружающей водолаза холодной морской водой, а увеличение плотности материала влечет за собой уменьшение его плавучести’ Если водолаз отрегулирует свою плавучесть вблизи поверхности на нейтральную, то уменьшение объема костюма по мере погружения водолаза изменит его плавучесть на отрицательную Это может создать серьезные трудности для не связанных с поверхностью аквадангистов.

Костюмы с принудительным обогревом. В условиях низких температур воды часто невозможно защитить водолаза от охлаждения, даже если в его костюм и не будет проникать вода. Прежде всего это касается водолазов, работающих в костюмах стандартного типа и использующих для дыхания гелиево-кислородную смесь. Теплоотдача человеческого тела в условиях гелиевой атмосферы примерно в семь раз превышает этот показатель в воздушной среде. Чтобы компенсировать такую усиленную теплоотдачу, необходимо снабдить костюм нагревательным устройством.

Первоначально для этой цели использовалось белье с электроподогревом. Однако создать подогреватель, который был бы электрически изолирован от тела водолаза и в то же время способен выдерживать многократные изгибы и скручивания, было не под силу технике того времени. Проволоки с высоким электрическим сопротивлением отличались хрупкостью, а соединения не могли противостоять изгибам. Все это явилось причиной многочисленных повреждений и выходов нагревательных элементов из строя, причем такое белье нередко начинало тлеть внутри костюма. Водолазы пришли к заключению, что вода и электричество не очень-то хорошо сочетаются друг с другом, и единодушно решили, что холод лучше огня, ожогов и смерти от электрического тока. Недавно эту проблему удалось решить, использовав в качестве нагревательных элементов тонкие трубочки, заполненные ртутью. Из поврежденной трубочки ртуть вытекает, что полностью исключает возможность загорания.

Удобства в эксплуатации обусловили предпочтительное использование мокрых гидрокостюмов почти во всех сферах водолазной деятельности. В настоящее время разработано и применяется несколько новых методов принудительного обогрева, призванных компенсировать ухудшение теплоизоляционных свойств костюмов в условиях повышенных давлений и обеспечить приток дополнительного тепла, когда водолаз дышит газовыми смесями. В Европе чаще всего применяется нижнее белье с ртутными нагревательными элементами, аналогичное используемому в сухих гидрокостюмах. Однако даже при современном уровне техники обогреваемая электричеством одежда легко повреждается и обычно считается непригодной в случае продолжительных тяжелых работ, характерных для промышленных водолазов.

В настоящее время мокрый гидрокостюм, обогреваемый горячей водой, является наиболее надежным водолазным снаряжением данного типа, что в первую очередь объясняется простотой его конструкции. Костюм представляет собой неплотно прилегающий мокрый комбинезон, в стенках которого имеется сеть тонких трубочек, через которые прокачивается горячая вода, омывающая тело водолаза. Система работает по незамкнутому циклу — отдавшая тепло вода выпускается из костюма. Горячая пода поступает по специальному снабженному теплоизоляцией шлангу объединенному со шлангом подачи воздуха и телефонным кабелем. Нагревать воду можно несколькими способами, но чаще всего для этой цели применяется беспламенная нефтяная горелка.

Техника освоения морских глубин. Пер. с англ. Л., “Судостроение”
Дж.Кенни.

Опубликовано:
11.10.12


Категория -

     

© Ilovediving.ru