Глубина погружения водолазов: Российские акванавты «нырнут» на рекордную глубину в 450 метров

ВОДОЛАЗНОЕ ДЕЛО | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• Историческая справка.
• Изменения давления.
• Давление воды.
• Атмосферное давление.
• Газовые смеси.
• Погружение без дыхательного аппарата.
• Скорость подъема с глубины.
• Ступенчатая декомпрессия.
• Водолазная техника.
• Глубоководная техника.
• Техника малых глубин.
• Погружение.
• Работа на дне.
• Гелио-кислородные дыхательные смеси.

ВОДОЛАЗНОЕ ДЕЛО, отрасль производственной деятельности, связанная с погружением под воду (часто на значительную глубину, что осуществляется обычно с помощью специального снаряжения и дыхательных аппаратов) и охватывающая аварийно-спасательные и монтажные работы.

Погружения подразделяют на глубоководные и неглубоководные. Глубоководным считается то погружение, после которого водолаз, возвращаясь к водной поверхности, должен через определенные интервалы времени делать остановки; погружение, после которого водолаз может сразу подняться на поверхность, считается неглубоководным. Максимальная глубина, с которой можно за один проход выйти на поверхность, равна 11 м.

Историческая справка.

Свидетельства об использовании дыхательных приспособлений при погружениях под воду восходят к временам Аристотеля (к 4 в. до н.э.), но первый практически пригодный «скафандр» – водонепроницаемая оболочка из кожи с объемом 1,7 м³ воздуха внутри нее, позволяющая водолазу совершать свободные движения, – был изобретен в Англии в начале 18 в. В 1819 А.Зибе предложил то, что, вероятно, оказалось прототипом современного глубоководного водолазного снаряжения.

Изменения давления.

На земной поверхности на тело человека действует давление приблизительно в 1 кг/см² (~0,1 МПа). Чтобы водолаз смог выдерживать повышенное внешнее давление, важно создать ему рабочие условия, подобные в некотором отношении тем, в каких он пребывает на земле. Это достигается подачей дыхательной смеси под тем же давлением, что и давление в окружающей воде. При этом давление в теле водолаза и давление внешней среды оказываются равными.

Давление воды.

При погружении водолаза давление на него воды возрастает приблизительно на 0,1 МПа с каждым десятком метров глубины. К этому добавляется и атмосферное давление.

Атмосферное давление.

Объем газа уменьшается пропорционально увеличению давления на него (при постоянной температуре). На глубине в 10 м давление вдвое выше, чем на поверхности, и газ займет там лишь половину своего первоначального объема (если пренебречь разностью температур). Поэтому подавать на такую глубину воздух нужно, не только повышая давление, но и поставляя его в удвоенном количестве, чтобы заполнить воздухом под водой тот же объем, который он занимал при атмосферном давлении.

Важность сохранения достаточного объема воздуха можно отчетливо представить себе на примере выхода водолаза в воду из судна, которое находится на заданной глубине. При этом объем воздуха в мягком водолазном костюме может так уменьшиться, что воздух не заполнит жесткого шлема. Тогда на тело водолаза, общая площадь поверхности которого равна приблизительно 12 900 см², начнет действовать сила^{в несколько тонн. В действительности погружения на малых глубинах опаснее погружений на больших глубинах. Так, при погружении с поверхности на глубину 10 м внешнее давление удваивается и объем воздуха в водолазном костюме становится в два раза меньше, а при погружении с 50-метровой до 60-метровой глубины внешнее давление возрастает лишь на одну седьмую от начального значения и так же уменьшается объем воздуха вокруг водолаза. Когда водолаз говорит, что ему приходится работать «как в тисках», что значит, давление внутри водолазного костюма меньше давления окружающей воды.}

Газовые смеси.

При повышении давления следует учитывать воздействие отдельных компонент дыхательной смеси. Закон о парциальных давлениях (закон Дальтона) гласит, что общее давление смеси газов равно сумме тех давлений, которые по отдельности имели бы ее компоненты, если бы каждая из них одна занимала весь объем смеси. При атмосферном давлении воздух представляет собой смесь газов, состоящую (по объему) из 79% азота, 20,96% кислорода и малых долей других газов. Соответственно в общем давлении 0,1 МПа смеси вклад от азота (79%) равен 0,079 МПа, а от кислорода (20,96%) – 0,02096 МПа. На глубине 40 м парциальное давление кислорода таково, каким оно было бы в атмосфере, если бы мы дышали чистым кислородом. Учет парциального давления кислорода очень важен, так как при повышенном давлении кислород токсичен.

Погружение без дыхательного аппарата.

При нырянии без снаряжения – как это делают ловцы жемчуга – человек целиком зависит от количества воздуха, которое он набирает в легкие на поверхности, чтобы под водой обеспечить равенство внешнего и внутреннего давлений. Глубина, до которой может погрузиться ныряльщик, определяется разностью максимального объема легких после вдоха и их минимального объема после самого сильного выдоха. Перед погружением с поверхности ныряльщик набирает в легкие как можно больше воздуха; когда он движется вглубь, объем его легких под действием растущего давления воды постепенно уменьшается, пока не дойдет до того минимума, который бывает на поверхности при самом мощном выдохе. Если после этого ныряльщик пойдет еще глубже, то может произойти баротравма легких.

Скорость подъема с глубины.

В тех случаях, когда подводник должен быстро погружаться, необходимо непрерывно подавать ему нужный поток воздуха. Газы, входящие в состав воздуха, проходят через организм водолаза и поглощаются тканями тела. При этом количество поглощенного газа пропорционально его давлению. Во время подъема к поверхности давления воды и дыхательной смеси уменьшаются и значения парциальных давлений газов, ранее поглощенных тканями тела, становятся выше их значений в подаваемом воздухе. При этом поток газов поступает в кровеносную систему водолаза, которая транспортирует их в его легкие для выноса из тела. Если водолаз поднимается слишком быстро, то растворенные газы выделяются быстрее, чем удаляются из организма, и их пузырьки в итоге закупоривают кровеносные сосуды. Воздушная эмболия (кессонная болезнь) и представляет собой результат пагубного воздействия подобных пузырьков (образующихся из-за резкого уменьшения внешнего давления), которые приводят к конвульсиям.

Ступенчатая декомпрессия.

Глубоководные погружения стали возможны после экспериментов по образованию газовых пузырьков в кровеносной системе и удалению их оттуда, проводившихся учеными – французом П.Бером (ок. 1880) и англичанином Дж.Холдейном (ок. 1910). Холдейн обнаружил, что пузырьки газа выделяются из раствора при понижении давления более чем вдвое. Это открытие привело к разработке процедуры, известной под именем ступенчатой декомпрессии, в соответствии с которой водолаз при всплытии делает остановки заданной длительности на определенных глубинах. При этом из кровеносной системы без вреда для организма удаляются излишки газов. Поскольку количество газа, растворенного в тканях человеческого организма, зависит от глубины погружения и длительности работы под водой, время, необходимое для декомпрессии при выходе с конкретной глубины, зависит от времени, проведенного на ней. В связи с этим были составлены декомпрессионные таблицы, где для каждой рабочей глубины указываются глубины остановок и их длительность.

Водолазная техника.

Обычно водолазную технику подразделяют на глубоководную и неглубоководную. Глубоководная используется практически при любых погружениях, когда необходимо обеспечить максимальную защиту организма водолаза, т.е. при спасательных операциях у затонувших судов, их подъеме и ремонте. Неглубоководная применяется для водолазных работ небольшого объема, например, при проведении осмотров или поиска под водой в условиях хорошей видимости и умеренной температуры.

Глубоководная техника.

Основными составляющими глубоководного снаряжения водолаза являются шлем, костюм, грузовой ремень, водолазные галоши, регулирующий клапан, шланг подачи воздуха, обратный клапан, система связи, а также спасательный леер и система подачи воздуха. Шлем сделан из двух частей. Верхняя часть, в которой имеются окна (лицевое и два боковых), либо соединена с нижней шарниром, либо вообще съемная. В затылочной стороне шлема расположены шарнирно закрепленные патрубки для соединения с системами подачи воздуха и связи и блокировочный замок. Сбоку шлема находится выпускной клапан, через который стравливается выдыхаемый воздух. После надевания скафандра в него накачивается воздух, пока внутреннее давление не превысит внешнее на 0,02 МПа. Если внутреннее давление отличается от внешнего на бóльшую величину, срабатывает выпускной клапан и из скафандра выходит лишний воздух.

Водолазный костюм представляет собой цельное изделие из плотной прорезиненной ткани с уплотнительной горловиной из жесткой резины, через отверстия которой проходят болты крепления шлема, вваренные в его нижнюю часть (наплечный фланец). Весь скафандр в сборе – костюм вместе с рукавицами и шлемом – совершенно герметичен. По мере того, как подается воздух, объем газа в шлеме и костюме увеличивается, скафандр вздувается и плавучесть водолаза повышается. Возросшую выталкивающую силу компенсируют грузами водолазного ремня (36 кг) и водолазных галош (пара – 18 кг). Вес ремня подгоняется индивидуально с помощью съемных отдельных грузов. Кроме того, и шлем весит около 27 кг.

Одним из самых важных устройств в снаряжении водолаза, обеспечивающем его безопасность, является обратный клапан в системе подачи воздуха. Он расположен в месте соединения шлема со шлангом подачи воздуха и пропускает воздух только внутрь шлема, а обратно его не выпускает. Это особенно важно при сбоях в системе подачи воздуха или при внезапных повреждениях воздушного шланга. При таких обстоятельствах обратный клапан не позволит воздуху выйти из скафандра.

Связь водолаза с оператором на поверхности осуществляется с помощью ручной сигнализации или электротехнических средств. При ручной сигнализации подаются простые сигналы, о значениях которых заранее условились водолаз с оператором. В соответствии с этой договоренностью водолаз дергает за спусковой леер нужное число раз. Хотя это самый распространенный вид связи, его возможности весьма ограничены. Электротехнические средства обычно представляют собой телефонную линию для одновременной двухсторонней связи между водолазом и оператором, по которой при необходимости можно обмениваться информацией.

Техника малых глубин.

Водолазная техника для малых глубин состоит, как правило, из шлема с навесными свинцовыми грузами, гидрокостюма, воздушного шланга и ручного насоса. В 1942 в легководолазном снаряжении вместо шлема стали использовать маску. В новые комплекты легководолазного снаряжения входят маска, обратный клапан, водолазный ремень, воздушный шланг, ручной насос и емкость со сжатым воздухом. Маска, в отличие от шлема, позволяет подводнику принимать любое положение на глубине.

В годы Второй мировой войны английские и итальянские моряки независимо одни от других создали свои легководолазные комплекты, которые представляли собой доработанные модификации спасательного средства Дейвиса. Такой комплект состоит из эластичного резинового гидрокостюма, плотно облегающего все тело, кроме кистей рук. В капюшоне костюма английской модели имеется смотровое отверстие, сквозь которое проходит ко рту дыхательная трубка. В итальянском комплекте маска отделена от костюма. Комплекты обоих типов снабжены дыхательными емкостями, куда подается кислород из небольших цилиндрических баллонов, закрепленных на спине подводника. В снаряжении имеется устройство с поглотителем выдыхаемого углекислого газа, что позволяет увеличить запас кислорода и исключить след из воздушных пузырьков на водной поверхности.

Погружение.

Пока водолаза облачают в скафандр, на судне идет подготовка к его погружению: опускается до дна спусковой леер, к борту крепится подвесная лестница, проверяется работоспособность систем подачи воздуха и связи. Когда водолаз готов к погружению, он сигнализирует об этом оператору. В процессе погружения подводник то и дело нажимает на регулирующий клапан подачи, чтобы выравнивать давление внутри скафандра с внешним и увеличивать необходимый объем воздуха. Скорость погружения водолаза зависит от его способности быстро подстраивать условия в скафандре к изменениям внешнего давления. Если внешнее и внутреннее давления различаются, то у водолаза прежде всего появляется боль в ушах из-за нарастания давления на барабанные перепонки. Обычно, чтобы выровнять внешнее и внутреннее давления на барабанные перепонки, достаточно зевнуть или сглотнуть либо, прижав нос к боковине шлема, сделать резкий выдох с закрытым ртом.

Работа на дне.

Достигнув дна, водолаз прежде всего поочередно несколько раз нажимает на выпускной и регулирующий клапаны и тем подлаживает свое снаряжение так, чтобы в нем хорошо дышалось и удобно работалось. То, что давление воздуха и его объем внутри скафандра достаточны после регулировки с помощью клапанов, большинство водолазов определяет по приподниманию шлема над плечами. Затем оператор оповещается, что внизу все нормально, и водолаз начинает продвигаться к рабочему месту, держась за отводной леер, закрепленный на конце спускового.

Чтобы улучшить видимость, предлагалось пользоваться светом электрических фонарей. Но оказалось, что пределы проникновения света в мутной воде весьма ограничены, и электрические фонари в таких условиях редко используются.

По завершении работы или по истечении рекомендованного времени пребывания на глубине водолаз возвращается вдоль отводного леера к спусковому, где и сообщает оператору о своем прибытии. После этого его поднимают на первую подводную остановку и начинают ступенчатую декомпрессию.

Гелио-кислородные дыхательные смеси.

С совершенствованием водолазного снаряжения и методов погружения подводники уходили все глубже и глубже, пока не обнаружилось, что ниже некоторой глубины обычный воздух становится малопригодным для дыхания. Выяснилось, что сжатый кислород токсичен, а сжатый азот оказывает наркотическое действие на водолаза, от которого тот теряет ориентацию и совершает непредсказуемые поступки. Для подавления наркотического эффекта в дыхательную смесь ввели нейтральный газ гелий, так как молекулярная масса и растворимость в крови у него ниже, чем у азота. Опыты показали, что необходимое процентное содержание кислорода в такой дыхательной смеси поддерживать нетрудно.

Хотя гелио-кислородные смеси оказались приемлемыми для погружений на большие глубины, для их использования потребовалось усовершенствовать водолазное снаряжение. В частности, для уменьшения объема и массы портативных баллонов с такой дыхательной смесью был уменьшен ее расход с помощью вделанного в шлем устройства рециркуляции газа.

Далее, оказалось, что из-за высокой теплопроводности гелия при погружениях с гелио-кислородными смесями водолазы быстро мерзнут, и в костюм подводника пришлось вводить поддевку с электрическим подогревом. Отметим также, что из-за различия плотностей гелио-кислородной смеси и нормального воздуха звучание человеческого голоса в ней изменяется, поэтому при работе с новыми дыхательными составами понадобились компенсаторы для регулировки тембра.

Выживание под водой: как проходят сверхглубокие погружения

Дышите глубже: человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам.

Роман Фишман

Мы живем на планете воды, но земные океаны знаем хуже, чем некоторые космические тела. Больше половины поверхности Марса артографировано с разрешением около 20 м — и только 10−15% океанского дна изучены при разрешении хотя бы 100 м. На Луне побывало 12 человек, на дне Марианской впадины — трое, и все они не смели и носа высунуть из сверхпрочных батискафов.

Погружаемся

Главная сложность в освоении Мирового океана — это давление: на каждые 10 м глубины оно увеличивается еще на одну атмосферу. Когда счет доходит до тысяч метров и сотен атмосфер, меняется все. Жидкости текут иначе, необычно ведут себя газы… Аппараты, способные выдержать эти условия, остаются штучным продуктом, и даже самые современные субмарины на такое давление не рассчитаны. Предельная глубина погружения новейших АПЛ проекта 955 «Борей» составляет всего 480 м.

Впрочем, на глубину существует и альтернативный путь. Вместо того чтобы создавать все более прочные корпуса, можно отправить туда… живых водолазов. Рекорд давления, перенесенного испытателями в лаборатории, почти вдвое превышает способности подлодок. Тут нет ничего невероятного: клетки всех живых организмов заполнены той же водой, которая свободно передает давление во всех направлениях.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним.

Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Под поверхностью

Кислород Дыхательные трубки из тростника были известны еще могиканам Фенимора Купера. Сегодня на смену полым стеблям растений пришли трубки из пластика, «анатомической формы» и с удобными загубниками. Однако эффективности им это не прибавило: мешают законы физики и биологии.

Уже на метровой глубине давление на грудную клетку поднимается до 1,1 атм — к самому воздуху прибавляется 0,1 атм водного столба. Дыхание здесь требует заметного усилия межреберных мышц, и справиться с этим могут только тренированные атлеты. При этом даже их сил хватит ненадолго и максимум на 4−5 м глубины, а новичкам тяжело дается дыхание и на полуметре. Вдобавок чем длиннее трубка, тем больше воздуха содержится в ней самой. «Рабочий» дыхательный объем легких составляет в среднем 500 мл, и после каждого выдоха часть отработанного воздуха остается в трубке. Каждый вдох приносит все меньше кислорода и все больше углекислого газа.

Чтобы доставлять свежий воздух, требуется принудительная вентиляция. Нагнетая газ под повышенным давлением, можно облегчить работу мускулам грудной клетки. Такой подход применяется уже не одно столетие. Ручные насосы известны водолазам с XVII века, а в середине XIX века английские строители, возводившие подводные фундаменты для опор мостов, уже подолгу трудились в атмосфере сжатого воздуха. Для работ использовались толстостенные, открытые снизу подводные камеры, в которых поддерживали высокое давление. То есть кессоны.

Глубже 10 м

Азот Во время работы в самих кессонах никаких проблем не возникало. Но вот при возвращении на поверхность у строителей часто развивались симптомы, которые французские физиологи Поль и Ваттель описали в 1854 году как On ne paie qu’en sortant — «расплата на выходе». Это мог быть сильный зуд кожи или головокружение, боли в суставах и мышцах. В самых тяжелых случаях развивались параличи, наступала потеря сознания, а затем и гибель.

Проблема в том, что количество растворенного в жидкости газа прямо зависит от давления над ней. Это касается и воздуха, который содержит около 21% кислорода и 78% азота (прочими газами — углекислым, неоном, гелием, метаном, водородом и т. д. — можно пренебречь: их содержание не превышает 1%). Если кислород быстро усваивается, то азот просто насыщает кровь и другие ткани: при повышении давления на 1 атм в организме растворяется дополнительно около 1 л азота.

При быстром снижении давления избыток газа начинает выделяться бурно, иногда вспениваясь, как вскрытая бутылка шампанского. Появляющиеся пузырьки могут физически деформировать ткани, закупоривать сосуды и лишать их снабжения кровью, приводя к самым разнообразным и часто тяжелым симптомам. По счастью, физиологи разобрались с этим механизмом довольно быстро, и уже в 1890-х годах декомпрессионную болезнь удавалось предотвратить, применяя постепенное и осторожное снижение давления до нормы — так, чтобы азот выходил из организма постепенно, а кровь и другие жидкости не «закипали».

В начале ХХ века английский исследователь Джон Холдейн составил детальные таблицы с рекомендациями по оптимальным режимам спуска и подъема, компрессии и декомпрессии. Экспериментируя с животными, а затем и с людьми — в том числе с самим собой и своими близкими, — Холдейн выяснил, что максимальная безопасная глубина, не требующая декомпрессии, составляет около 10 м, а при длительном погружении — и того меньше. Возвращение с глубины должно производиться поэтапно и не спеша, чтобы дать азоту время высвободиться, зато спускаться лучше довольно быстро, сокращая время поступления избыточного газа в ткани организма. Людям открылись новые пределы глубины.

Глубже 40 м

Гелий Борьба с глубиной напоминает гонку вооружений. Найдя способ преодолеть очередное препятствие, люди делали еще несколько шагов — и встречали новую преграду. Так, следом за кессонной болезнью открылась напасть, которую дайверы почти любовно зовут «азотной белочкой».

Дело в том, что в гипербарических условиях этот инертный газ начинает действовать не хуже крепкого алкоголя. В 1940-х опьяняющий эффект азота изучал другой Джон Холдейн, сын «того самого». Опасные эксперименты отца его ничуть не смущали, и он продолжил суровые опыты на себе и коллегах. «У одного из наших испытуемых произошел разрыв легкого, — фиксировал ученый в журнале, — но сейчас он поправляется».

Несмотря на все исследования, механизм азотного опьянения детально не установлен — впрочем, то же можно сказать и о действии обычного алкоголя. И тот и другой нарушают нормальную передачу сигналов в синапсах нервных клеток, а возможно, даже меняют проницаемость клеточных мембран, превращая ионообменные процессы на поверхностях нейронов в полный хаос. Внешне то и другое проявляется тоже схожим образом. Водолаз, «словивший азотную белочку», теряет контроль над собой. Он может впасть в панику и перерезать шланги или, наоборот, увлечься пересказом анекдотов стае веселых акул.

Наркотическим действием обладают и другие инертные газы, причем чем тяжелее их молекулы, тем меньшее давление требуется для того, чтобы этот эффект проявился. Например, ксенон анестезирует и при обычных условиях, а более легкий аргон — только при нескольких атмосферах. Впрочем, эти проявления глубоко индивидуальны, и некоторые люди, погружаясь, ощущают азотное опьянение намного раньше других.

Избавиться от анестезирующего действия азота можно, снизив его поступление в организм. Так работают дыхательные смеси нитроксы, содержащие увеличенную (иногда до 36%) долю кислорода и, соответственно, пониженное количество азота. Еще заманчивее было бы перейти на чистый кислород. Ведь это позволило бы вчетверо уменьшить объем дыхательных баллонов или вчетверо увеличить время работы с ними. Однако кислород — элемент активный, и при длительном вдыхании — токсичный, особенно под давлением.

Чистый кислород вызывает опьянение и эйфорию, ведет к повреждению мембран в клетках дыхательных путей.

При этом нехватка свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к гиперкапнии и метаболическому ацидозу, запуская физиологические реакции гипоксии. Человек задыхается, несмотря на то что кислорода его организму вполне достаточно. Как установил тот же Холдейн-младший, уже при давлении в 7 атм дышать чистым кислородом можно не дольше нескольких минут, после чего начинаются нарушения дыхания, конвульсии — все то, что на дайверском сленге называется коротким словом «блэкаут».

Пока еще полуфантастический подход к покорению глубины состоит в использовании веществ, способных взять на себя доставку газов вместо воздуха – например, заменителя плазмы крови перфторана. В теории, легкие можно заполнить этой голубоватой жидкостью и, насыщая кислородом, прокачивать ее насосами, обеспечивая дыхание вообще без газовой смеси. Впрочем, этот метод остается глубоко экспериментальным, многие специалисты считают его и вовсе тупиковым, а, например, в США применение перфторана официально запрещено.

Поэтому парциальное давление кислорода при дыхании на глубине поддерживается даже ниже обычного, а азот заменяют на безопасный и не вызывающий эйфории газ. Лучше других подошел бы легкий водород, если б не его взрывоопасность в смеси с кислородом. В итоге водород используется редко, а обычным заменителем азота в смеси стал второй по легкости газ, гелий. На его основе производят кислородно-гелиевые или кислородно-гелиево-азотные дыхательные смеси — гелиоксы и тримиксы.

Глубже 80 м

Сложные смеси Здесь стоит сказать, что компрессия и декомпрессия при давлениях в десятки и сотни атмосфер затягивается надолго. Настолько, что делает работу промышленных водолазов — например, при обслуживании морских нефтедобывающих платформ — малоэффективной. Время, проведенное на глубине, становится куда короче, чем долгие спуски и подъемы. Уже полчаса на 60 м выливаются в более чем часовую декомпрессию. После получаса на 160 м для возвращения понадобится больше 25 часов — а ведь водолазам приходится спускаться и ниже.

Поэтому уже несколько десятилетий для этих целей используют глубоководные барокамеры. Люди живут в них порой целыми неделями, работая посменно и совершая экскурсии наружу через шлюзовой отсек: давление дыхательной смеси в «жилище» поддерживается равным давлению водной среды вокруг. И хотя декомпрессия при подъеме со 100 м занимает около четырех суток, а с 300 м — больше недели, приличный срок работы на глубине делает эти потери времени вполне оправданными.

Методы длительного пребывания в среде с повышенным давлением прорабатывались с середины ХХ века. Большие гипербарические комплексы позволили создавать нужное давление в лабораторных условиях, и отважные испытатели того времени устанавливали один рекорд за другим, постепенно переходя и в море. В 1962 году Роберт Стенюи провел 26 часов на глубине 61 м, став первым акванавтом, а тремя годами позже шестеро французов, дыша тримиксом, прожили на глубине 100 м почти три недели.

Здесь начались новые проблемы, связанные с длительным пребыванием людей в изоляции и в изнурительно некомфортной обстановке. Из-за высокой теплопроводности гелия водолазы теряют тепло с каждым выдохом газовой смеси, и в их «доме» приходится поддерживать стабильно жаркую атмосферу — около 30 °C, а вода создает высокую влажность. Кроме того, низкая плотность гелия меняет тембр голоса, серьезно затрудняя общение. Но даже все эти трудности вместе взятые не поставили бы предел нашим приключениям в гипербарическом мире. Есть ограничения и поважнее.

Глубже 600 м

Предел В лабораторных экспериментах отдельные нейроны, растущие «в пробирке», плохо переносят экстремально высокое давление, демонстрируя беспорядочную гипервозбудимость. Похоже, что при этом заметно меняются свойства липидов клеточных мембран, так что противостоять этим эффектам невозможно. Результат можно наблюдать и в нервной системе человека под огромным давлением. Он начинает то и дело «отключаться», впадая в кратковременные периоды сна или ступора. Восприятие затрудняется, тело охватывает тремор, начинается паника: развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), обусловленный самой физиологией нейронов.

Добавление к кислородно-гелиевой смеси небольших (до 9%) количеств азота позволяет несколько ослабить эти эффекты. Поэтому рекордные погружения на гелиоксе достигают планки 200−250 м, а на азотсодержащем тримиксе — около 450 м в открытом море и 600 м в компрессионной камере. Законодателями в этой области стали — и до сих пор остаются — французские акванавты. Чередование воздуха, сложных дыхательных смесей, хитрых режимов погружения и декомпрессии еще в 1970-х позволило водолазам преодолеть планку в 700 м глубины, а созданную учениками Жака Кусто компанию COMEX сделало мировым лидером в водолазном обслуживании морских нефтедобывающих платформ. Детали этих операций остаются военной и коммерческой тайной, поэтому исследователи других стран пытаются догнать французов, двигаясь своими путями.

Пытаясь опуститься глубже, советские физиологи изучали возможность замены гелия более тяжелыми газами, например неоном. Эксперименты по имитации погружения на 400 м в кислородно-неоновой атмосфере проводились в гипербарическом комплексе московского Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН и в секретном «подводном» НИИ-40 Министерства обороны, а также в НИИ Океанологии им.  Ширшова. Однако тяжесть неона продемонстрировала свою обратную сторону.

Можно подсчитать, что уже при давлении 35 атм плотность кислородно-неоновой смеси равна плотности кислородно-гелиевой примерно при 150 атм. А дальше — больше: наши воздухоносные пути просто не приспособлены для «прокачивания» такой густой среды. Испытатели ИМБП сообщали, что, когда легкие и бронхи работают со столь плотной смесью, возникает странное и тяжелое ощущение, «будто ты не дышишь, а пьешь воздух». В бодрствующем состоянии опытные водолазы еще способны с этим справиться, но в периоды сна — а на такую глубину не добраться, не потратив долгие дни на спуск и подъем — они то и дело просыпаются от панического ощущения удушья. И хотя военным акванавтам из НИИ-40 удалось достичь 450-метровой планки и получить заслуженные медали Героев Советского Союза, принципиально это вопроса не решило.

Новые рекорды погружения еще могут быть поставлены, но мы, видимо, подобрались к последней границе. Невыносимая плотность дыхательной смеси, с одной стороны, и нервный синдром высоких давлений — с другой, видимо, ставят окончательный предел путешествиям человека под экстремальным давлением.

За помощь в подготовке статьи автор благодарит заведующего Отделом барофизиологии, баротерапии и водолазной медицины ИМБП РАН Владимира Комаревцева

Глубокое погружение: правила, рекомендации и забавные факты партнерские комиссии Если вы найдете хорошее предложение на DIVEIN, вы перейдете к продавцу и купите продукт, мы получим комиссию с продажи. Вот так мы платим себе. Это не делает продукт дороже для вас. когда вы покупаете через нас.

Джон Милнс

Как глубоко ты погружаешься?

Часто это первый вопрос, который задают дайверу.

И каков реальный ответ на этот вопрос?

Вы когда-нибудь ныряли у края рифа или вертикальной стены, где видели жизнь на больших глубинах? Вы хотите пойти глубже, но ваша подготовка и опыт ограничивают вас?

Вот несколько фактов, которые вам необходимо знать о глубоководных погружениях.

Что такое глубокое погружение?

Deep Diving — это любое погружение на глубину более 20 метров (60 футов). Однако существуют различные виды дайвинга, которые дают глубокому дайвингу свое собственное определение. В рекреационном дайвинге максимальная глубина составляет 40 метров (130 футов).

В техническом дайвинге погружение на глубину более 60 метров (200 футов) называется глубоким погружением.

Однако, по определению большинства агентств любительского дайвинга, глубокое погружение позволяет погрузиться на глубину 18 метров и более.

Спуск к месту крушения

Фото: Джон Милнс

Риски при глубоководных погружениях

Глубоководные погружения относительно безопасны, если вы соблюдаете все правила и процедуры. Однако важно, чтобы вы знали о неотъемлемом риске погружения на большую глубину.

Декомпрессионная болезнь (также называемая декомпрессионной болезнью)

Во время погружения вы вдыхаете воздух, состоящий из кислорода, азота и других газов. Ваше тело использует кислород, но азот со временем высвобождается, так как он не нужен нашему телу.

Итак, когда давление резко падает, как в случае быстрого подъема, газообразный азот внутри вашего тела расширяется и превращается в пузырьки. Эти пузырьки обычно застревают в суставах, вызывая сильную боль. Дайвер с декомпрессионной болезнью лечится с помощью гипербарической оксигенотерапии в рекомпрессионной камере.

Узнайте больше о декомпрессионной болезни и способах ее лечения

Джон Милнс

Азотный наркоз

Если вы накопите слишком много азота, вы почувствуете наркотический эффект. Первыми симптомами являются покалывание пальцев, головокружение и дезориентация. Это также влияет на ваше зрение, вызывая туннельное зрение, что затрудняет чтение датчиков и инструментов. Чем глубже вы погружаетесь, тем сильнее действует азотный наркоз.

Быстрое потребление воздуха

Воздух, которым вы дышите, становится плотнее по мере того, как вы погружаетесь глубже из-за увеличения давления. Это означает, что при глубоком погружении вы потребляете больше воздуха, чем при погружении на меньшую глубину. Поэтому настоятельно рекомендуется постоянно следить за показаниями манометра.

Вы также можете взять с собой дополнительный небольшой баллон или бутылку с пони, некоторые из них могут поставить декомпрессионный баллон на линии остановки безопасности.

Annetje

Правила, рекомендации и советы по безопасному глубокому погружению

Что нужно делать

1. Спланируйте свое погружение. Установите максимальную глубину и время нахождения на дне.
2. Перед погружением всегда выполняйте проверку безопасности перед погружением.
3. Регулярно проверяйте глубину и манометр. Убедитесь, что у вас достаточно воздуха в баллоне для подъема.

Запрещено

1. Не планируйте свое погружение таким образом, чтобы оно превышало бездекомпрессионные пределы, указанные в таблице погружений.
2. Никогда не ныряйте в одиночку и всегда берите с собой опытного напарника.
3. Никогда не выходите за пределы запланированной глубины и не превышайте время пребывания на дне.

С чего начать

Ваше первое глубокое погружение должно быть под наблюдением инструктора по дайвингу. Вы можете сделать это во время курса Advanced Open Water Diver. Вас научат нырять на глубину до 30 метров (100 футов). У вас также может быть возможность записаться на специальный курс Deep Diver, на котором вас научат погружаться на глубину до 40 метров (140 футов).

После получения сертификата вы можете запланировать глубокое погружение с опытным напарником. Некоторые места для глубоководных погружений могут привести вас к кораблекрушениям или могут потребовать от вас использования обогащенного воздуха, чтобы продлить время погружения. Таким образом, вы также можете рассмотреть возможность записи на другие специальные курсы, такие как погружение на затонувшие объекты, плавучесть с максимальной производительностью и погружение с обогащенным воздухом.

Погружение как любое другое погружение

1. 1. Войдите в воду, настройте часы для дайвинга и определите ориентацию или направление с помощью компаса.
   2. Когда будете готовы, подайте сигнал своему напарнику, чтобы он начал снижаться и медленно сдул компенсатор плавучести.
   3. Вы должны спускаться близко друг к другу, пока не достигнете запланированной глубины. Следите за своим приятелем на наличие признаков азотного наркоза.
   4. Во время спуска вы можете почувствовать внезапное изменение температуры, называемое термоклином. Просто продолжайте погружение, так как это происходит естественным образом.
   5. Никогда не выходите за пределы запланированной глубины и не превышайте время пребывания на дне.
   6. Регулярно проверяйте глубину и манометр. Убедитесь, что у вас достаточно воздуха в баллоне для подъема.
   7. Прежде чем начать восхождение, подайте сигнал своему напарнику, и вы всегда должны подниматься вместе.
   8. Убедитесь, что вы сдули компенсатор плавучести при подъеме, чтобы предотвратить быстрый подъем.
   9. Поднимайтесь медленно и строго следуйте нормальной скорости подъема не более 20 метров (60 футов) в минуту.
   10. Обязательно сделайте остановку безопасности на высоте 5 метров (15 футов) в течение 3 минут. Разверните DSMB перед последним восхождением.

Некоторые из всемирно известных мест для глубоководного дайвинга

Lighthouse Reef Blue Hole  (Белиз, Карибское море) – это место образовалось из древней системы пещер. Он представляет собой почти идеальный синий круг диаметром 300 метров (1000 футов). Вы можете войти в подводную пещеру, где вас поразит удивительное образование сталактитов. Вы также можете добраться до глубокого кораллового рифа, который начинается с 33 метров (110 футов) и спускается до 135 метров (450 футов).

Вид на Голубую дыру в Белизе

Фото: Wata51

Blue Hole  (Дахаб, Египет, Красное море) — известное как одно из самых опасных мест для дайвинга в мире из-за большого количества жизней, которое оно унесло.

Вы начинаете погружение, спускаясь через вертикальную полость между коралловыми насыпями. Вы выйдете через 27 метров (90 футов) в чистой воде, где вы найдете вертикальную стену. Эта стена погружается все глубже и глубже.

Нижний вид Blue Hole, Египет

Фото: Kristina Vackova

Blue Corner Wall  (Палау, Микронезия) – вам обязательно понравится этот вертикальный обрыв, который начинается с 10 метров (30 футов) и опускается на глубину более 330 метров (1000 футов). Вы найдете большие косяки рыб, акул, черепах, гигантских морских окуней, барракуд и многих других. Голубая угловая стена считается одним из лучших мест для дайвинга в мире.

Места для глубоководных погружений ограничены не только соленой водой. Воронка «Орлиное гнездо» в Уики-Уочи, Флорида, представляет собой пресноводный пруд. Внизу находится большая камера с кристально чистой водой. Вы начинаете спуск, входя в комнату, ведущую к «Главному бальному залу ». Это очень большая и глубокая пещера, глубина которой достигает 91 метра (300 футов). Орлиное гнездо считается горой Эверест для дайвинга и одним из самых сложных мест для дайвинга в мире.

Рекорд мира по глубоководному погружению

С целью подключения подводного трубопровода группа коммерческих дайверов достигла глубины 534 метра (1752 фута). Для этой работы они использовали специально приготовленный дыхательный газ. Это произошло в 1988 году у побережья Средиземного моря.

Самое глубокое погружение с аквалангом было зафиксировано на 332,35 метра (1090,45 футов). Это было выполнено в 2014 году египетским дайвером Ахмедом Абдель Габром. Это погружение было занесено в Книгу рекордов Гиннеса как самое глубокое погружение человечества.

Самое глубокое в мире погружение на затонувший корабль было зафиксировано на глубине 205 метров (676 футов) во время погружения на затонувший корабль Иоланда в Египте. Это было исполнено в 2005 году Ли Каннингем и Марком Эндрюсом.

Вы глубоко ныряете?

Есть большая разница в том, что нравится дайверу? Некоторым нравятся неглубокие погружения, другие хотят углубиться. Что ты предпочитаешь?

На этой странице

Продолжить чтение

Глубина подводного плавания для начинающих (+Почему существуют ограничения)

Содержание

• 📈 Что произойдет, если вы превышаете предел для отдыха дайвинг
• 🏊‍♂️ Ограничения подводного плавания. Пределы глубины

Как и все в жизни, вам придется не торопиться, пока вы учитесь нырять с аквалангом. Никто не ожидает, что вы погрузитесь на 40 метров (130 футов) при первом погружении!

Не волнуйтесь – Начинающие аквалангисты могут безопасно погружаться на глубину 18 метров (60 футов) и более, что является одной из самых распространенных глубин для многих дайв-сайтов.

Свет также падает, когда вы спускаетесь, вода препятствует попаданию солнечных лучей на вас. Это может вызвать некоторые страхи и клаустрофобию, а это не совсем то, что вам нужно при первом погружении!

Начинающие дайверы должны придерживаться меньших пределов глубины и сосредоточиться на совершенствовании своих навыков подводного плавания, прежде чем отправиться в более глубокие воды.

Кроме того, глубоководное плавание — это особый навык, требующий дополнительной подготовки и опыта в форме курса Advanced Open Water Diver или одного из специальных курсов глубоководного погружения. По мере того, как вы прогрессируете и получаете больше опыта, вы можете подумать о том, чтобы погрузиться на более глубокие глубины.

📈 Что произойдет, если вы превысите лимит для рекреационного дайвинга

Если повезет, ничего. Многие дайверы случайно превышают максимальную глубину, но не проявляют никаких симптомов травм при погружении. Тем не менее, всегда контролируйте свою глубину с помощью дайв-компьютера или глубиномера, чтобы убедиться, что вы находитесь в пределах ограничений для любительского дайвинга.

Понимание давления

На уровне моря давление составляет 1 атмосферу или 1 бар. Давление увеличивается на одну атмосферу на каждые 10 метров глубины.

На глубине 10 метров / 33 фута давление составляет 2 бара, а на глубине 20 метров / 66 футов оно утраивается при давлении 3 бара и т. д., вы понимаете дрейф.

Это означает, что вместо того, чтобы вдыхать 21% кислорода и 79% азота, вы вдыхаете в три раза больше на расстоянии 20 метров.

В то время как мы усваиваем кислород, мы не можем усваивать азот, который должен растворяться в нашем кровотоке в течение определенного периода времени.

Поскольку на глубине мы вдыхаем более высокие концентрации кислорода и азота, если вы превысите лимит, может произойти несколько вещей.

Кислородная токсичность

Кислородная токсичность возникает, когда вы вдыхаете слишком много кислорода, обычно на больших глубинах. Это может произойти внезапно и без предупреждения и вызвать судороги, помутнение зрения, головокружение и затрудненное дыхание.

Парциальное давление кислорода или общее количество, которое вы вдыхаете, удваивается каждые 10 метров (33 фута) вы спускаетесь. Когда вы доберетесь до определенной глубины, это сделает вас уязвимым для отравления, которое может быть опасным и даже смертельным.

Азотный наркоз

Это происходит при погружении на глубину около 30 метров (130 футов) и более. Такое ощущение, что ты пьян! У вас может закружиться голова, и вы будете склонны делать глупости, например, снимать снаряжение для подводного плавания или регулятор. Однажды у нас был студент, который катался на велосипеде под водой!

Декомпрессионная болезнь

Слишком долгое пребывание на больших глубинах также делает вас восприимчивыми к ДКБ. Повышенное давление может привести к тому, что азот будет поступать в ваше тело, расширяясь по мере всплытия и часто вызывая серьезные травмы, особенно если вы регулярно ныряете.

🏊‍♂️ Ограничения для любительского подводного плавания

Давайте посмотрим на ограничения по глубине для начинающих дайверов.

Ограничения по глубине, которых вы должны придерживаться, зависят от того, имеете ли вы сертификат подводного плавания или нет. Кроме того, в некоторых дайв-центрах для дайверов-любителей разрешено не более 9 человек.0013 30 метров (95 футов), , в то время как другие 42 метра (130 футов) для тех, у кого есть специальная сертификация.

Несертифицированный

Взрослые

Начинающие дайверы, не имеющие сертификата, могут попробовать себя в подводном плавании, пройдя вводный курс, например, PADI’s Discover Scuba Diving или SSI’s Try Scuba. Эти курсы типа «попробуй дайвинг» имеют ограничение по глубине 12 метров (40 футов).

Курсы обычно длятся один день и знакомят вас с самыми базовыми навыками подводного плавания, такими как очистка маски и восстановление регулятора, которые необходимы каждому дайверу.

Дети

Минимальный возраст для прохождения курса Discover Scuba — 10 лет. Если ребенку от 8 до 10 лет, его можно записать на программу PADI Bubblemaker, которая позволяет маленьким детям попробовать себя в дайвинге на максимальной глубине 2 метра.

Diver-In-Training

Любой, кто хочет научиться подводному плаванию с аквалангом, может пройти базовый сертификационный курс подводного плавания, например, PADI Open Water Diver, SSI Open Water Diver, NAUI Scuba Dive.

Например, курс сертификации дайверов открытой воды PADI начинается с теории, затем продолжается подводное плавание с аквалангом в бассейне и, наконец, четыре дайвера открытой воды.

Первые два погружения происходят на максимальной глубине 12 м (40 футов), но вы погружаетесь глубже в последних двух погружениях на максимальной глубине 18 м (60 футов).

Любой продвинутый курс обучения дайвингу в открытой воде должен охватывать глубины до 30 или 40 метров (от 95 до 130 футов) в зависимости от учебного агентства.

Связанный: Можете ли вы нырять с аквалангом, если не умеете плавать?

Сертифицированный аквалангист

Сертифицированный взрослый дайвер

Open Water Divers имеют ограничения 18 м (60 футов), а Advanced Open Water Divers — 30 м (95 футов) или 40 м (130 футов), если они проходят какие-либо специальные курсы глубокого погружения.

Certified Kid

Junior Open Water Divers могут погружаться на глубину до 12 метров (40 футов) для детей от 10 до 12 лет и до 18 метров (60 футов) для детей от 12 до 15 лет.

Продвинутый юниор Open Water Diver может погружаться на глубину до 21 метра (70 футов) в возрасте от 12 до 14 лет и до 30 метров (130 футов) в возрасте 15 лет.

🛑 Ограничение максимальной глубины для различных агентств по обучению подводному плаванию

Эти ограничения могут различаться в разных частях земного шара, местных правилах и организациях подводного плавания.

В то время как PADI и SSI являются наиболее известными, другие организации подводного плавания, такие как BSAC, RAID, NAUI и другие, имеют свои собственные сертификаты подводного плавания Open Water и другие ограничения по глубине.

Ограничение глубины погружения с аквалангом Для других агентств

• Ограничение BSAC (Британского клуба подводных лодок) для Ocean Divers составляет 20 метров (65 футов).
• Ограничение по глубине для RAID Open Water составляет 20 метров (65 футов).
• NAUI (Национальная ассоциация инструкторов по подводному плаванию) допускает погружение на глубину до 18 метров (60 футов).
• Ограничение для 1 Star Diver, установленное CMAS (Всемирная конфедерация подводной деятельности), составляет 20 метров (65 футов).
• Максимальная глубина для SDI (Scuba Diving International) Open Water Scuba Diver составляет 18 метров (60 футов).

✅ Важность предела глубины

Помните одно из правил подводного плавания: «ныряй в пределах своих возможностей»? Предельная глубина отраслевого стандарта существует не просто так.

При соблюдении правил подводное плавание с аквалангом является довольно безопасным занятием. Тем не менее, подводное плавание с аквалангом может быть опасным видом спорта, если вы решите проявить амбициозность и пойти против своей подготовки и опыта.

По мере погружения давление воды увеличивается, а при увеличении давления воды также возрастает риск отравления кислородом.

Последствия кислородного отравления могут проявиться не сразу и будут различаться в зависимости от ситуации. Это одна из травм при подводном плавании с аквалангом, которую можно предотвратить, если соблюдать ограничения по глубине.

Глубина крайне важна для подводного плавания, поскольку чем глубже вы погружаетесь, тем больше аспектов необходимо учитывать. Глубокое погружение , хотя и не является исчерпывающим, сопряжено с сопутствующими рисками, такими как:

• При более глубоком погружении используется больше воздуха, а это означает, что вам придется гораздо тщательнее планировать потребление воздуха, чтобы учесть время, необходимое для всплытия. медленно и вернитесь на поверхность
• Из-за большего давления ваше тело и ткани будут поглощать больше азота, чем глубже ваше погружение, делая вас более уязвимыми для DCS
• У вас будет больше шансов получить азотный наркоз при погружении глубже или за пределами 25 метров или 80 футов
• Подъемная сила вашего компенсатора плавучести или устройства контроля плавучести будет значительно меняться во время погружения, и вам придется постоянно компенсировать изменения давления
• В более глубокой воде вы теряете свет и можете чувствовать себя немного некомфортно, так как мир становится менее ярким и теряет цвета

В популярных местах для дайвинга по всему миру чаще встречаются глубины от 15 до 25 метров. Почему вы так думаете? Потому что на мелководье может быть так весело! Цвета ярче, солнечные лучи по-прежнему могут освещать подводный мир, и вы можете получить удовольствие с меньшим риском.

📑 Заключительные мысли об ограничениях глубины погружения

Повторюсь, ограничения существуют не просто так.