Cайт посвящен дайвингу и погружениям в России. Наша цель - создание интересного и полезного ресурса про подводный мир и его исследование.
С начала 60-х годов интенсивное проведение подводных работ на больших глубинах становится все более настоятельной необходимостью. Специалистами в области подводных погружений были предложены совершенно новые дыхательные аппараты, основанные на применении газовых смесей.
Идея использования искусственных газовых смесей для дыхания под водой не является новой. Начиная с 1920 г. разрабатывались, испытывались и использовались при выполнении некоторых работ гелиево-кислородные, водородно-кислородные и специальным образом составленные азотно-кислородные смеси. В последние годы темпы разработки аппаратуры для глубоководных погружений с использованием газовых смесей возрастали в экспоненциальной зависимости. В настоящее время технические подводные работы, выполняемые с применением газовых смесей, составляют 10% всех технических подводных работ, а доля приносимого ими дохода приближается к 28%. Есть указания на то, что эти цифры в ближайшее пятилетие удвоятся.
Применение газовых смесей позволило решить многие проблемы, связанные с глубоководными погружениями, и в то же время привело к образованию совершенно новой области техники. Наиболее хорошо известен и широко распространен в наши дни метод погружений с использованием гелиево-кисло-родной смеси. При глубоководных погружениях система обеспечения дыхания должна снабжать водолаза таким количеством кислорода, которое было бы достаточным для его жизнедеятельности и удовлетворения эргометрических требований и в то же время не приводило к кислородному отравлению.
В качестве «носителя» должен быть выбран газ, вызывающий минимальные отклонения от нормальных физиологических реакций. Азот, считавшийся инертным газом, оказывает интенсивное наркотическое воздействие на глубинах более 60 м. В то же время гелий не вызывает в организме никаких отрицательных реакций вплоть до глубины 360 м.
Путем смешивания кислорода с гелием удалось преодолеть первый газовый барьер — «азотное опьянение» — хотя и не «бесплатно». В атмосфере гелия изменяется звучание речи_увеличивается высота человеческого голоса, причем с глубиной это явление становится все более ярко выраженным. В недавних экспериментах на глубине 260 м, проводившихся научно-исследовательской лабораторией связи университета штата Флорида, уровень разборчивости речи водолазов составил менее 5%. Применение специальных преобразователей не привело к существенному повышению разборчивости речи на указанных глубинах. Возникла и другая столь же важная проблема, обусловленная высокой теплопроводностью гелия. Применение гелия для дыхания ставит водолаза в условия термического стресса, устранить который можно только с помощью внешнего источника тепла.
При быстром изменении давления с увеличением глубины отрицательное физиологическое воздействие гелия может проявиться и раньше (т. е. до достижения глубины 360 м), но при соблюдении надлежащего графика погружения симптомы состояния, называемого нервным гипербарическим синдромом (НГС), не возникают у большинства водолазов до давления 34 атм. Как и в случае кислородного отравления и азотного опьянения, признаки НГС у различных водолазов проявляются по-разному, причем опыт водолаза здесь, по-видимому, не играет никакой роли. НГС наступает внезапно, и о механизме этого физиологического явления почти ничего неизвестно.
Предельная глубина погружения с гелиево-кислородной смесью, равная 360 м, не является непреодолимым барьером. В настоящее время проводятся экспериментальные погружения на глубину до 600 м. В 1969 г. были “осуществлены погружения животных на глубину 1000 м с использованием для дыхания кислородно-водородной смеси. После подъема животных у них не было замечено никаких физиологических отклонений. Всесторонние испытания кислородно-водородных смесей на меньших глубинах проведены английскими ВМС.
Большим препятствием для использования этих газов в практической деятельности является их способность реагировать друг с другом со взрывом. Однако при концентрациях, которые необходимы на глубине более 360 м (содержание кислорода менее 2%), взрывоопасность таких смесей практически отсутствует. При надлежащем обращении и соответствующем оборудовании безопасность применения этих смесей находится почти на том же уровне, как и в случае использования других искусственных газовых смесей.
Технически возможно использовать кислородно-гелиевые и другие искусственные газовые смеси в стандартных воздушных дыхательных аппаратах, но экономически это невыгодно. Высокая стоимость газов, входящих в состав смесей, которые поставляются в больших баллонах ‘высокого давления, принуждает стремиться к многократному использованию дыхательной смеси, поэтому большинство жизнеобеспечивающих систем с газовыми смесями значительно сложнее систем, использующих для дыхания воздух.
В настоящее время существуют два типа шланговых и автономных’ аппаратов, работающих на газовых смесях: аппараты с полузамкнутым циклом дыхания и аппараты с‘замкнутым циклом дыхания.
Наиболее широко применяются аппараты с полузамкнутым циклом дыхания. В этой системе заранее приготовленная газовая смесь, обычно гелиево-кислородная, поступает к водолазу либо непрерывно, либо по мере необходимости. Часть выдыхаемого газа стравливается в воду, а оставшаяся часть пропускается через газоочиститель, содержащий химический поглотитель двуокиси углерода. Очищенный газ, используемый по замкнутому циклу и содержащий меньше кислорода, чем свежий газ, поступающий через систему питания, смешивается с последним и подается водолазу.
В аппаратах с замкнутым циклом дыхания газ не выпускается в воду, а контроль за содержанием кислорода в газе, поступающем к дыхательным органам водолаза, осуществляется путем измерения парциального давления кислорода. Дозировка кислорода, подаваемого в циркулирующую газовую смесь, происходит автоматически. Системы с замкнутым циклом дыхания по экономичности эксплуатации намного превосходят все остальные, но вследствие большой сложности электронной аппаратуры, необходимой для измерения и дозировки содержания кислорода в смеси, практическое применение таких систем стало возможным лишь недавно. При наличии надежных регулирующих устройств данный метод более предпочтителен по сравнению с методом, основанным на контроле массового расхода газа, поскольку именно парциальное давление кислорода является функцией, которую необходимо контролировать с высокой точностью.
Техника освоения морских глубин. Пер. с англ. Л., “Судостроение”
Дж.Кенни.
Комментирование этой статьи закрыто.