Комплект акваланга , изначально просто акваланг , представляет собой любой дыхательный аппарат, который полностью переносится подводным водолазом и обеспечивает водолаза дыхательным газом при давлении окружающей среды. Акваланг является ананимом для автономного подводного дыхательного аппарата . Хотя строго говоря, комплект акваланга представляет собой только водолазное снаряжение, необходимое для обеспечения водолаза дыхательным газом, общее употребление включает в себя обвязку или такелаж, с помощью которых он переносится, и те аксессуары, которые являются неотъемлемыми частями узла обвязки и дыхательного аппарата, такие как компенсатор плавучести в виде жилета или крыла и приборы, установленные в объединенном корпусе с манометром. В более широком смысле комплект акваланга использовался для обозначения всего водолазного снаряжения, используемого водолазом, хотя это было бы более распространено и точно называть оборудованием для акваланга или снаряжением для акваланга . Акваланг в подавляющем большинстве является наиболее распространенной подводной дыхательной системой, используемой водолазами-любителями, а также используется в профессиональном дайвинге, когда он обеспечивает преимущества, как правило, мобильности и дальности, по сравнению с водолазными системами, снабжаемыми с поверхности , и разрешен соответствующим законодательством и кодексом практики.
В общем случае используются два основных функциональных варианта акваланга: открытый цикл по требованию и ребризер. В акваланге с открытым циклом по требованию дайвер выдыхает выдыхаемый дыхательный газ в окружающую среду, и каждый вдох подается при давлении окружающей среды по требованию с помощью регулятора для дайвинга, который снижает давление из баллона для хранения. Дыхательный газ подается через клапан по требованию; когда дайвер вдыхает, он снижает давление в корпусе клапана по требованию, таким образом втягивая свежий газ. В акваланге с ребризером система рециркулирует выдыхаемый газ, удаляет углекислый газ и компенсирует использованный кислород, прежде чем дайверу будет подан газ из дыхательного контура. Количество газа, теряемого из контура во время каждого цикла дыхания, зависит от конструкции ребризера и изменения глубины во время цикла дыхания. Газ в дыхательном контуре находится под давлением окружающей среды, а запасенный газ подается через регуляторы или инжекторы , в зависимости от конструкции.
В этих системах могут использоваться различные конфигурации крепления для переноски акваланга в зависимости от применения и предпочтений. К ним относятся: крепление на спине, которое обычно используется для любительского подводного плавания и для спасательных комплектов для погружений с поверхности; боковое крепление, которое популярно для тесных пещерных проникновений; крепление на стропе, используемое для наборов Stage-Drop; наборы декомпрессионного газа и спасательных комплектов, где основной источник газа крепится на спине; и различные нестандартные системы переноски для особых обстоятельств.
Самый непосредственный риск, связанный с подводным плаванием, — утопление из-за отказа подачи дыхательного газа. Это можно контролировать с помощью тщательного мониторинга оставшегося газа, адекватного планирования и предоставления аварийного запаса газа, который дайвер несет в баллоне для спасения или предоставляет напарник дайвера , а также навыков, необходимых для управления источниками газа во время чрезвычайной ситуации.
Слово SCUBA было придумано в 1952 году майором Кристианом Ламбертсеном , который служил врачом в Медицинском корпусе армии США с 1944 по 1946 год. [1] Сначала Ламбертсен назвал изобретенный им аппарат ребризера замкнутого цикла «Laru» ( аббревиатура от Lambertsen Amphibious Respiratory Unit ), но в 1952 году отказался от термина «Laru» в пользу «SCUBA» («Self-Contained Underwater Breathing Apparatus»). [2] Изобретение Ламбертсена, на которое он имел несколько патентов, зарегистрированных с 1940 по 1989 год, было ребризером и отличалось от регулятора и баллона для дайвинга открытого цикла, также обычно называемых аквалангом. [3]
Open-circuit-demand scuba — изобретение 1943 года французов Эмиля Ганьяна и Жака-Ива Кусто , но в английском языке аббревиатура Ламбертсена стала общепринятой, а название Aqua-Lung (часто пишется как «aqualung»), придуманное Кусто для использования в англоязычных странах , [4] вошло во вторичное употребление. Как и в случае с radar , аббревиатура scuba стала настолько привычной, что ее обычно не пишут с заглавной буквы и считают обычным существительным. Например, на валлийский язык она была переведена как sgwba . [ требуется цитата ]
Хотя изначально этот термин был аббревиатурой, в настоящее время «scuba» используется для обозначения аппарата или практики погружения с использованием аппарата, либо отдельно как нарицательное существительное, либо как прилагательное в scuba set и scuba diving соответственно. Он также используется как прилагательное, относящееся к оборудованию или деятельности, связанной с погружением с использованием автономного дыхательного аппарата. [5]
Водолаз использует автономный подводный дыхательный аппарат (акваланг) для дыхания под водой . Акваланг обеспечивает водолазу преимущества мобильности и горизонтального диапазона, значительно превышающие досягаемость шланга, прикрепленного к водолазному оборудованию с поверхностной подачей воды (SSDE). [6]
В отличие от других режимов дайвинга, которые полагаются либо на задержку дыхания , либо на дыхательный газ, подаваемый под давлением с поверхности , дайверы-аквалангисты несут свой собственный источник дыхательного газа , обычно фильтрованный сжатый воздух , [7] что обеспечивает им большую свободу движений, чем с воздуховодом или водолазным шлангом , и большую выносливость под водой, чем задержка дыхания. Подводное плавание с аквалангом может осуществляться в рекреационных или профессиональных целях в ряде приложений, включая научные, военные и общественные службы безопасности, но большинство коммерческих дайвинга используют водолазное снаряжение с поверхностной подачей в качестве основного источника газа, когда это осуществимо. Водолазы с поверхностной подачей могут быть обязаны нести акваланг в качестве аварийного источника дыхательного газа, чтобы добраться до безопасности в случае отказа подачи поверхностного газа. [6] [8] [9]
Есть дайверы, которые работают полный или неполный рабочий день в сообществе любителей дайвинга в качестве инструкторов, помощников инструкторов, дайвмастеров и дайв-гидов. В некоторых юрисдикциях профессиональный характер, с особым акцентом на ответственность за здоровье и безопасность клиентов, обучения дайверов-любителей, руководства дайвингом за вознаграждение и дайв-гидов признается и регулируется национальным законодательством. [9]
Другие специализированные области подводного плавания включают военное плавание с долгой историей военных водолазов в различных ролях. Их роли включают прямой бой, проникновение за линию фронта, установку мин или использование пилотируемой торпеды , обезвреживание бомб или инженерные операции. В гражданских операциях многие полицейские силы используют полицейские водолазные команды для выполнения операций «поиска и восстановления» или «поиска и спасения» и для оказания помощи в обнаружении преступлений, которые могут быть связаны с водоемами. В некоторых случаях поисково-спасательные водолазные команды могут также быть частью пожарной части , парамедицинской службы или спасательного подразделения и могут быть классифицированы как водолазные службы общественной безопасности . [9]
Существуют также профессиональные дайверы, занимающиеся подводной средой , такие как подводные фотографы или подводные видеооператоры, которые документируют подводный мир, или научные дайвинг-исследования , включая морскую биологию , геологию, гидрологию , океанографию и подводную археологию . [8] [9]
Выбор между аквалангом и оборудованием для дайвинга, поставляемым с поверхности, основан как на правовых, так и на логистических ограничениях. Когда дайверу требуется мобильность и большой диапазон движений, акваланг обычно является выбором, если это позволяют безопасность и правовые ограничения. Работа с более высоким риском, особенно в коммерческом дайвинге, может быть ограничена оборудованием, поставляемым с поверхности, законодательством и кодексами практики. [9] [10]
Существуют альтернативные методы, которые человек может использовать для выживания и функционирования под водой, в настоящее время к ним относятся:
Дыхание с аквалангом в основном является простым делом. В большинстве случаев оно мало чем отличается от обычного дыхания на поверхности. В случае полнолицевой маски дайвер обычно может дышать через нос или рот по своему усмотрению, а в случае с клапаном, удерживаемым ртом, дайверу придется держать загубник между зубами и поддерживать герметичность вокруг него губами. При длительном погружении это может вызвать усталость челюсти, а у некоторых людей — рвотный рефлекс. Различные типы загубников доступны в готовом виде или в качестве индивидуальных изделий, и один из них может работать лучше, если возникнет любая из этих проблем.
Часто цитируемое предостережение против задержки дыхания во время погружения с аквалангом является грубым упрощением реальной опасности. Целью предостережения является обеспечение того, чтобы неопытные дайверы случайно не задерживали дыхание при всплытии, так как расширение газа в легких может чрезмерно расширить воздушные пространства легких и разорвать альвеолы и их капилляры, позволяя легочным газам попасть в легочный возвратный кровоток, плевру или интерстициальные области вблизи травмы, где это может вызвать опасные медицинские состояния. Задержка дыхания на постоянной глубине в течение коротких периодов времени с нормальным объемом легких, как правило, безвредна, при условии, что в среднем есть достаточная вентиляция для предотвращения накопления углекислого газа, и является стандартной практикой подводных фотографов, чтобы не пугать своих объектов. Задержка дыхания во время спуска может в конечном итоге вызвать сжатие легких и может позволить дайверу пропустить предупреждающие признаки неисправности подачи газа, пока не станет слишком поздно что-либо исправить.
Опытные водолазы открытого цикла могут и будут вносить небольшие изменения в плавучесть, регулируя средний объем легких во время цикла дыхания. Эта регулировка обычно составляет порядка килограмма (что соответствует литру газа) и может поддерживаться в течение умеренного периода, но более комфортно регулировать объем компенсатора плавучести в течение более длительного периода.
Следует избегать практики поверхностного дыхания или пропуска дыхания в попытке сэкономить дыхательный газ, поскольку это приводит к накоплению углекислого газа, что может привести к головным болям и снижению способности восстанавливаться после чрезвычайной ситуации с подачей дыхательного газа. Дыхательный аппарат обычно увеличивает мертвое пространство на небольшую, но существенную величину, а давление открытия и сопротивление потоку в регулирующем клапане вызывают увеличение чистой работы дыхания, что снижает способность дайвера к другой работе. Работу дыхания и эффект мертвого пространства можно минимизировать, дыша относительно глубоко и медленно. Эти эффекты усиливаются с глубиной, поскольку плотность и трение увеличиваются пропорционально увеличению давления, с предельным случаем, когда вся доступная дайверу энергия может быть потрачена просто на дыхание, и ничего не останется для других целей. За этим последует накопление углекислого газа, вызывающее острое чувство потребности дышать, и если этот цикл не разорвать, скорее всего, последуют паника и утопление. Использование инертного газа низкой плотности, как правило, гелия, в дыхательной смеси может уменьшить эту проблему, а также ослабить наркотическое действие других газов. [11]
Дыхание с помощью ребризера во многом похоже, за исключением того, что на работу дыхания в основном влияет сопротивление потоку в дыхательном контуре. Это отчасти связано с абсорбентом углекислого газа в скруббере и связано с расстоянием, которое газ проходит через абсорбирующий материал, и размером зазоров между зернами, а также с составом газа и давлением окружающей среды. Вода в контуре может значительно увеличить сопротивление потоку газа через скруббер. Еще меньше смысла в поверхностном или прерывистом дыхании с ребризером, поскольку это даже не сохраняет газ, а влияние на плавучесть незначительно, когда сумма объема контура и объема легких остается постоянной. [ необходима цитата ]
До тех пор, пока Nitrox , содержащий больше кислорода, чем воздух, не получил широкого распространения в конце 1990-х годов [12] , почти все любительские подводные погружения использовали простой сжатый и отфильтрованный воздух. Другие газовые смеси, обычно используемые для более глубоких погружений техническими дайверами, могут заменять гелием часть или весь азот (называемые Trimix или Heliox , если азота нет), или использовать более низкие пропорции кислорода, чем воздух. В этих ситуациях дайверы часто берут с собой дополнительные комплекты акваланга, называемые этапами, с газовыми смесями с более высоким содержанием кислорода, которые в основном используются для сокращения времени декомпрессии при погружениях с поэтапной декомпрессией . [13] Эти газовые смеси позволяют совершать более длительные погружения, лучше контролировать риски декомпрессионной болезни , кислородной токсичности или недостатка кислорода ( гипоксии ) и тяжесть азотного наркоза . Комплекты аквалангов замкнутого цикла ( ребризеры ) обеспечивают газовую смесь, которая контролируется для оптимизации смеси для фактической глубины в данный момент.
Комплекты для подводного плавания бывают двух типов:
Оба типа аквалангов включают средства подачи воздуха или другого дыхательного газа , почти всегда из баллона высокого давления , и упряжь для его крепления к водолазу. Большинство аквалангов открытого цикла имеют регулятор потребности для управления подачей дыхательного газа, а большинство ребризеров имеют инжектор постоянного расхода или инжектор с электронным управлением для подачи свежего газа, но также обычно имеют автоматический клапан разбавителя (ADV), который функционирует так же, как клапан потребности, для поддержания объема контура во время спуска. [14]
Акваланг открытого цикла выпускает выдыхаемый воздух в окружающую среду и требует, чтобы каждый вдох подавался дайверу по требованию с помощью регулятора для дайвинга, который снижает давление из баллона для хранения и подает его через клапан-автомат, когда дайвер слегка снижает давление в клапане-автомате во время вдоха. [8] [6]
Основными подсистемами акваланга открытого цикла являются: [ необходима ссылка ]
Дополнительные компоненты, которые при наличии считаются частью комплекта акваланга:
Компенсатор плавучести обычно собирается как неотъемлемая часть комплекта, но технически не является частью дыхательного аппарата.
Баллон обычно носится на спине. «Двойные комплекты» с двумя маломощными баллонами, установленными на спине и соединенными коллектором высокого давления, были более распространены в 1960-х годах, чем сейчас, для любительского дайвинга, хотя более мощные сдвоенные баллоны («дублеры») обычно используются техническими дайверами для увеличения продолжительности погружения и избыточности. Одно время фирма Submarine Products продавала спортивный комплект воздушного подводного плавания с тремя баллонами, установленными на спине, соединенными коллектором. [ необходима цитата ] Водолазы, проникающие в пещеры и затонувшие объекты, иногда носят баллоны, прикрепленные по бокам , что позволяет им проплывать через более ограниченные пространства.
В комплектах для подводного плавания с постоянным расходом нет регулятора расхода; дыхательный газ течет с постоянной скоростью, если только дайвер не включает и не выключает его вручную. Они используют больше воздуха, чем акваланги с регулируемым расходом. Были попытки разработать и использовать их для дайвинга и промышленного использования до того, как акваланг типа Кусто стал общедоступным около 1950 года. Примерами являются платье Шарля Кондера в США (с 1831 года) и ручной клапан подачи Ива ле Приера во Франции (с 1926 года); см. Хронология технологий подводного плавания . Эти системы устарели, поскольку они тратят большую часть газа или требуют ручного управления каждым вдохом, и доступны более эффективные регуляторы расхода. « Несравненный респиратор Огуши » из Японии с 1918 года имел клапан подачи дыхательного газа, управляемый укусом, который можно было бы считать формой клапана подачи, и успешно использовался в течение нескольких лет.
Эта система состоит из одного или нескольких баллонов для дайвинга, содержащих дыхательный газ под высоким давлением, обычно 200–300 бар (2900–4400 фунтов на кв. дюйм), подключенных к регулятору для дайвинга . Регулятор потребности автоматически подает дайверу столько газа, сколько необходимо при давлении окружающей среды.
Этот тип дыхательного аппарата иногда называют аквалангом . Слово Aqua-Lung , впервые появившееся в патенте Кусто - Гагнана , является торговой маркой , в настоящее время принадлежащей Aqua Lung/La Spirotechnique . [15]
Это первый тип клапана для дайвинга, который получил широкое распространение, и который можно увидеть в классических телевизионных подводных приключениях 1960-х годов, таких как Sea Hunt . Они часто использовались с коллекторными двойными баллонами.
Все ступени этого типа регулятора находятся в большом клапанном узле, установленном непосредственно на клапане баллона или коллекторе за шеей водолаза. Два резиновых гофрированных дыхательных шланга большого диаметра соединяют регулятор с загубником, один для подачи и один для выпуска. Выпускной шланг используется для возврата выдыхаемого воздуха в регулятор, чтобы избежать разницы давления из-за разницы глубины между выпускным клапаном и мембраной конечной ступени , что может вызвать свободный поток газа или дополнительное сопротивление дыханию в зависимости от ориентации водолаза в воде. В современных одношланговых комплектах эта проблема устраняется путем перемещения регулятора второй ступени к загубнику водолаза . Двухшланговые регуляторы поставляются с загубником в стандартной комплектации, но полнолицевая маска для дайвинга была опцией. [ необходима цитата ]
Большинство современных комплектов аквалангов открытого цикла имеют регулятор для дайвинга, состоящий из редукционного клапана первой ступени, соединенного с выпускным клапаном или коллектором баллона для дайвинга . Этот регулятор снижает давление из баллона, которое может достигать 300 бар (4400 фунтов на кв. дюйм), до более низкого давления, как правило, примерно на 9-11 бар выше давления окружающей среды. Шланг низкого давления связывает его с регулятором второй ступени, или «клапаном спроса», который установлен на загубнике. Выдох происходит через резиновый односторонний грибовидный клапан в камере клапана спроса, непосредственно в воду довольно близко ко рту дайвера. Некоторые ранние комплекты аквалангов с одним шлангом использовали полнолицевые маски вместо загубника, например, те, которые производятся Desco [16] и Scott Aviation [17] (которые продолжают производить дыхательные аппараты этой конфигурации для использования пожарными ).
Современные регуляторы обычно оснащены портами высокого давления для датчиков давления подводных компьютеров и подводных манометров, а также дополнительными портами низкого давления для шлангов для накачивания сухих костюмов и компенсаторов плавучести. [18]
Основной клапан-потребитель — это тот, через который обычно дышит дайвер. На том же регуляторе или на другой первой ступени, подключенной к тому же комплекту акваланга, может быть вторичный клапан-потребитель. Дополнительные комплекты аквалангов, используемые для аварийного выхода, этапов, декомпрессии или сайдмаунт-дайвинга, обычно имеют только одну вторую ступень, которая для этого комплекта является основной по умолчанию.
Большинство комплектов для любительского подводного плавания имеют резервный клапан второй ступени на отдельном шланге, конфигурация называется «вторичный» или «октопус» клапан, «альтернативный источник воздуха», «безопасный вторичный» или «безопасный второй». Такое расположение было призвано уменьшить проблемы дыхания напарника с помощью одного клапана и стало стандартом в любительском дайвинге. Благодаря наличию второго клапана необходимость попеременно дышать из одного и того же загубника при совместном использовании воздуха устраняется. Это снижает нагрузку на дайверов, которые уже находятся в стрессовой ситуации, и это, в свою очередь, снижает расход воздуха во время спасения и освобождает руку донора. [ необходима цитата ]
Некоторые учебные агентства по дайвингу рекомендуют дайверам регулярно предлагать свой основной клапан дайверу, который просит поделиться воздухом, а затем переключаться на свой собственный вторичный клапан дайвера. [13] Идея этой техники заключается в том, что основной клапан дайвера, как известно, работает, и дайвер, сдающий газ, с меньшей вероятностью будет находиться в состоянии стресса или иметь высокий уровень углекислого газа, поэтому у него больше времени, чтобы разобраться со своим собственным оборудованием после временной приостановки способности дышать. Во многих случаях паникующие дайверы выхватывали основные регуляторы изо рта других дайверов, [ необходима цитата ] поэтому переключение на резервный в качестве рутины снижает стресс, когда это необходимо в чрезвычайной ситуации.
В техническом дайвинге сдача основного клапана по требованию обычно является стандартной процедурой, а основной подключается к первой ступени длинным шлангом, обычно около 2 м, чтобы обеспечить совместное использование газа во время плавания по одному в узком пространстве, как это может потребоваться в пещере или затонувшем объекте. В этой конфигурации вторичный регулятор обычно удерживается под подбородком свободной петлей-резинкой вокруг шеи, подается по более короткому шлангу и предназначен для резервного использования дайвером, сдающим газ. [13] Резервный регулятор обычно носится в области груди дайвера, где его можно легко увидеть и получить доступ для экстренного использования. Его можно носить закрепленным с помощью отрывного зажима на компенсаторе плавучести , подключенным к мягкому фрикционному гнезду, прикрепленному к обвязке, закрепленным путем вставления петли шланга в чехол плечевого ремня компенсатора плавучести в стиле куртки или подвешенным под подбородком на отрывной петле-резинке, известной как ожерелье. Эти методы также предотвращают свисание вторичного регулятора под дайвером и загрязнение его мусором или зацепление за окружающую среду. Некоторые дайверы хранят его в кармане компенсатора плавучести, но это снижает его доступность в чрезвычайной ситуации.
Иногда вторичная вторая ступень объединяется с узлом клапана накачки и выпуска устройства компенсатора плавучести. Такая комбинация устраняет необходимость в отдельном шланге низкого давления для компенсатора плавучести, хотя соединитель шланга низкого давления для комбинированного использования должен иметь большее отверстие, чем у стандартных шлангов накачки компенсатора плавучести, поскольку он должен будет обеспечивать более высокую скорость потока, если он используется для дыхания. [ требуется ссылка ] Этот комбинированный блок переносится в положении, где блок инфлятора обычно висит на левой стороне груди. В интегрированных конструкциях инфлятора DV/BC вторичный клапан подачи воздуха находится на конце более короткого шланга накачки компенсатора плавучести, и донор должен сохранять к нему доступ для управления плавучестью, поэтому пожертвование основного регулятора для помощи другому дайверу имеет важное значение при этой конфигурации. [19] Вторичный клапан подачи воздуха часто частично желтого цвета и может использовать желтый шланг для лучшей видимости и в качестве указания на то, что это аварийное или резервное устройство.
При использовании конфигурации с боковым креплением полезность вторичного клапана-распределителя значительно снижается, поскольку каждый баллон будет иметь регулятор, а тот, который не используется, доступен в качестве резервного. Эта конфигурация также позволяет передать весь баллон приемнику, поэтому длинный шланг также вряд ли понадобится.
Некоторые инструкторы по дайвингу продолжают обучать дыханию с помощью одного клапана-распределителя как устаревшей, но все еще иногда полезной технике, изучаемой в дополнение к использованию резервного клапана-распределителя, поскольку наличие двух вторых ступеней на одного дайвера теперь считается стандартом в любительском подводном плавании. [ необходима ссылка ]
Были разработаны проекты криогенного акваланга открытого цикла, в котором вместо баллонов были баки с жидким воздухом. Подводный кинооператор Джордан Кляйн-старший из Флориды в 1967 году стал одним из разработчиков такого акваланга, [20] названного «Мако», и создал не менее пяти прототипов . [21]
Русский «Криоланг» (от греческого «крио- » (= «мороз», что означает «холод») + английского «легкое») был скопирован с криогенного акваланга открытого цикла «Мако» Джордана Кляйна и выпускался по крайней мере до 1974 года. [22] Его приходилось наполнять незадолго до использования.
Ребризер рециркулирует дыхательный газ, уже использованный дайвером, после замены кислорода, использованного дайвером, и удаления продукта метаболизма углекислого газа. Ребризер используется дайверами-любителями, военными и научными дайверами, где он может иметь преимущества по сравнению с аквалангом открытого цикла. Поскольку 80% или более кислорода остается в обычном выдыхаемом газе и, таким образом, тратится впустую, ребризеры используют газ очень экономно, что делает возможными более длительные погружения и более дешевые специальные смеси за счет более сложной технологии и большего количества возможных точек отказа. Для компенсации более высокого риска требуются более строгая и конкретная подготовка и больший опыт. Экономичное использование газа ребризером, обычно 1,6 литра (0,06 куб. фута) кислорода в минуту, позволяет совершать погружения гораздо большей продолжительности при эквивалентном запасе газа, чем это возможно с оборудованием открытого цикла, где расход газа может быть в десять раз выше. [23]
Существует два основных варианта ребризеров – ребризеры полузакрытого цикла и ребризеры полностью закрытого цикла, которые включают подвариант кислородных ребризеров. Кислородные ребризеры имеют максимальную безопасную рабочую глубину около 6 метров (20 футов), но несколько типов ребризеров полностью закрытого цикла при использовании разбавителя на основе гелия могут использоваться глубже 100 метров (330 футов). Основными ограничивающими факторами для ребризеров являются продолжительность работы скруббера углекислого газа, которая обычно составляет не менее 3 часов, повышенная работа дыхания на глубине, надежность управления газовой смесью и требование иметь возможность безопасного выхода из воды в любой точке погружения. [24]
Ребризеры обычно используются для подводного плавания, но иногда их также используют в качестве спасательных систем или удлинителей газа для погружений с поверхности. [25]
Возможная продолжительность погружения с ребризером больше, чем при погружении с открытым циклом, при аналогичном весе и объеме комплекта, если комплект больше практического нижнего предела для размера ребризера, [26] и ребризер может быть более экономичным при использовании с дорогими газовыми смесями, такими как гелиокс и тримикс , [26] но это может потребовать большого количества погружений, прежде чем будет достигнута точка безубыточности, из-за высоких начальных и эксплуатационных расходов большинства ребризеров, и эта точка будет достигнута быстрее для глубоких погружений, где экономия газа более выражена. [23]
Газовые баллоны, используемые для подводного плавания, бывают разных размеров и материалов и обычно обозначаются по материалу — обычно алюминий или сталь , и размеру. В США размер обозначается их номинальной емкостью , объемом газа, который они содержат при расширении до нормального атмосферного давления. Обычные размеры включают 80, 100, 120 кубических футов и т. д., наиболее распространенным из которых является «Алюминий 80». В большинстве остальных стран мира размер указывается как фактический внутренний объем цилиндра, иногда называемый вместимостью воды, поскольку именно так он измеряется и маркируется (WC) на цилиндре (10 литров, 12 литров и т. д.). [27]
Рабочее давление цилиндра варьируется в зависимости от стандарта производителя и обычно составляет от 200 бар (2900 фунтов на кв. дюйм) до 300 бар (4400 фунтов на кв. дюйм).
Алюминиевый баллон толще и объемнее стального баллона той же емкости и рабочего давления, так как подходящие алюминиевые сплавы имеют меньшую прочность на разрыв, чем сталь, и более плавучий, хотя на самом деле тяжелее вне воды, что означает, что водолазу нужно будет нести больший вес балласта. Сталь также чаще используется для баллонов высокого давления, которые несут больше воздуха при том же внутреннем объеме. [28]
Обычный метод смешивания нитрокса парциальным давлением требует, чтобы баллон находился в «кислородном режиме», что означает, что баллон и клапан баллона были заменены на любые несовместимые с кислородом компоненты, а любые загрязнения горючими материалами удалены путем очистки. [29] Баллоны для дайвинга иногда в разговорной речи называют «танками», «баллонами для акваланга», «бутылками» или «флягами», и некоторые из них могут быть эквивалентны правильному термину в других языках, хотя правильный технический термин для них — «цилиндр» или «баллон для акваланга». [30]
Дайверы с ребризером и некоторые дайверы с открытым циклом носят с собой дополнительные баллоны для аварийного выхода из строя в случае, если основной запас дыхательного газа израсходован или неисправен. Если баллон для аварийного выхода небольшой, их можно назвать « пони-баллонами ». Они имеют собственные регуляторы и загубники и технически являются отличными дополнительными комплектами для подводного плавания. В техническом дайвинге дайвер может нести различное оборудование для разных фаз погружения. Некоторые дыхательные газовые смеси, такие как тримикс, можно использовать только на глубине, а другие, такие как чистый кислород , можно использовать только во время декомпрессионных остановок на мелководье. Самые тяжелые баллоны обычно переносятся на спине, поддерживаемые спинной пластиной, в то время как другие подвешиваются сбоку на прочных точках на подвеске. [ требуется ссылка ]
Аквалангист может переносить комплект несколькими способами. Две наиболее распространенные базовые конфигурации крепления — это крепление на спине и крепление сбоку, причем крепление сзади может быть расширено за счет включения вспомогательного бокового крепления, включая крепление с резинкой и менее компактное крепление на стропе или крепление на сцене. Некоторые ребризеры для дайвинга крепятся на груди.
Скуба с задним креплением проста, популярна и для одного баллона хорошо сбалансирована и проста в освоении. Существует несколько вариантов конфигурации, которые были разработаны для улучшения удобства, безопасности или пригодности для использования с несколькими баллонами.
Наиболее распространенной конфигурацией для любительского дайвинга является обвязка стабилизирующей куртки, в которой один баллон, а иногда и два, пристегиваются к компенсатору плавучести в стиле куртки, который используется в качестве обвязки. Некоторые обвязки в стиле куртки позволяют пристегивать спасательный или декомпрессионный баллон с помощью D-образных колец на обвязке. Небольшой спасательный баллон (пони-цилиндр) также может быть пристегнут сбоку от основного баллона, закрепленного на спине. [31] [32]
Другая популярная конфигурация — это задняя пластина и крыло , в которых используется компенсатор плавучести, надуваемый сзади, зажатый между жесткой задней пластиной и основным газовым баллоном или баллонами. Такая компоновка особенно популярна для двух- или двухбаллонных комплектов и может использоваться для переноски больших комплектов из трех или четырех баллонов и большинства ребризеров. Дополнительные баллоны для декомпрессии могут быть закреплены стропами по бокам водолаза. [ необходима цитата ]
Также возможно использовать простую упряжь для рюкзака, чтобы поддерживать комплект, либо с компенсатором плавучести в виде хомута, либо без него. Это было стандартное расположение до введения компенсатора плавучести, и до сих пор используется некоторыми любителями и профессиональными дайверами, когда это подходит для дайвинговой операции. [ необходима цитата ]
Водолазы, снабжаемые на поверхности, как правило, обязаны иметь при себе аварийный запас газа, также известный как аварийный комплект , который обычно представляет собой акваланг открытого цикла, устанавливаемый на спине и подключаемый к системе подачи дыхательного газа путем подсоединения промежуточного шланга к блоку переключения газа (или аварийному блоку), установленному сбоку шлема или полнолицевой маски или на ремне водолаза, где он легко доступен, но маловероятно, что будет случайно открыт. В особых случаях могут использоваться другие варианты крепления.
Система подводного плавания Mini B представляет собой комплект для подводного плавания открытого цикла со встроенной подвесной системой и мягкой сумкой для транспортировки/хранения. [33] Эти устройства состоят из рюкзака с подвесной системой одного размера, внутри которого находится воздушная камера для контроля плавучести, горизонтально установленный баллон и регулятор с первичным и октопусным клапанами, а также консоль с погружным манометром и глубиномером, которые выступают из верхней части устройства при использовании. Некоторые военные ребризеры, такие как Interspiro DCSC и российский IDA71, также хранят дыхательные шланги внутри корпуса, когда они не используются. [34]
Технические дайверы могут нуждаться в нескольких различных газовых смесях или нескольких дополнительных баллонах с дополнительным газом, необходимым для погружения. Они предназначены для использования на разных этапах запланированного профиля погружения, и по соображениям безопасности дайверу необходимо иметь возможность проверить, какой газ используется на любой заданной глубине и в любое время, а также открывать и закрывать клапаны подачи, когда это необходимо, поэтому газы обычно перевозятся в полностью автономных независимых комплектах акваланга, которые подвешиваются к обвязке по бокам дайвера. Такое расположение известно как монтаж на этапе или монтаж на стропе, комплекты акваланга известны как комплекты на этапе или баллоны на этапе, и обычно применяется к баллонам, дополнительным к основному комплекту или комплектам, монтируемым на спине. [35]
Наборы этапов могут быть спрятаны вдоль направляющей линии проникновения, чтобы быть извлеченными во время выхода для удобства. Их также называют сбрасываемыми баками . Сбрасываемый бак обычно оснащается для переноски в стропе и имеет регулятор с установленным манометром и размещается в подходящем месте вдоль направляющей, обычно прикрепляясь к линии, чтобы гарантировать, что его можно будет найти снова. Количество газа в сбрасываемом баке может варьироваться в зависимости от того, как он предполагается использовать. Газовая смесь должна быть подходящей для этапа, на котором она будет использоваться, и будет отмечена на этикетке, обычно с именем пользователя, чтобы избежать путаницы. Клапан баллона закрыт до времени использования. [36]
Похож на базовую концепцию бокового крепления и может быть спутан с ним, но не использует резинки для управления верхней частью цилиндра. Никакой установленный сзади цилиндр не переносится, и все цилиндры подвешены по бокам, как обычные сценические цилиндры, поэтому они не заправлены под руки для обтекаемости и низкого профиля. [36]
Боковые ремни безопасности поддерживают баллоны, пристегивая их к D-образным кольцам или направляющим на бедрах с одной или обеих сторон, и баллоны висят примерно параллельно туловищу водолаза под водой. Верхняя часть баллона удерживается под плечом водолаза с помощью эластичного троса, удерживая его примерно параллельно туловищу, и также может быть прикреплена к ремню безопасности в области плеча с помощью защелки для безопасности. Обычно в комплект ремней безопасности входит компенсатор плавучести. Опытный водолаз может нести до 3 баллонов с каждой стороны с помощью этой системы. [36] [ необходима цитата ]
Конфигурация для любительского дайвинга с одним баллоном, установленным сбоку. [36]
Для некоторых пещерных погружений, где плавание мало или совсем не требуется, а ограничения строгие, дайвер может нести один или несколько баллонов, просто прикрепленных к обвязке или грузовому поясу , которые можно отстегнуть, когда необходимо пройти через ограничение. Это называется погружением без крепления. [36]
Для каждой подвесной системы акваланга требуется система крепления баллонов на подвесной системе и система крепления подвесной системы к дайверу.
Наиболее распространенная система предполагает, что комплект акваланга носится на спине дайвера. Это использует хорошо разработанные и знакомые системы подвесных ремней, разработанные для наземной деятельности, и позволяет убрать громоздкие и тяжелые компоненты с области груди. Крепление на спине также имеет тенденцию ограничивать доступ к контрольным клапанам для подачи газа и размещает большую часть комплекта там, где дайвер не может ее видеть.
Самая простая конструкция для комплекта, устанавливаемого на спине, состоит из металлического или тканого ремня вокруг баллона чуть ниже плеча и другого ниже баллона, к которому прикреплены тканые плечевые и поясные ремни. Плечевые ремни могут быть фиксированной длины в соответствии с потребностями конкретного дайвера, но чаще всего регулируются. Иногда к одному или обоим плечевым ремням добавляется быстросъемная пряжка. Поясной ремень имеет пряжку для застегивания и расстегивания, а поясной ремень обычно регулируется для безопасности и комфорта. Для крепления ремней подвески к ремням баллона использовались различные крепления. Паховый ремень не является обязательным и обычно проходит от нижнего ремня баллона до передней части пояса. Этот ремень не позволяет комплекту подниматься вверх по дайверу во время использования. Такое расположение все еще иногда можно увидеть в использовании.
Характерное отличие между этой и базовой обвязкой заключается в том, что между цилиндром и ремнями обвязки добавляется жесткая или гибкая задняя пластина. Цилиндр крепится к задней пластине металлическими или лямочными ремнями, а лямки обвязки крепятся к задней пластине. В остальном система похожа на базовую обвязку. Методы фиксации цилиндра включают металлические зажимные ленты, закрепленные болтами или рычажными зажимами, или лямки обвязки, обычно закрепленные кулачковыми пряжками.
Первоначально этот тип подвесной системы использовался в простой форме, но в настоящее время чаще применяется с компенсатором плавучести типа заднего надувного крыла, расположенным между цилиндром и спинкой.
Комбинация лямочного ремня и пряжки кулачкового действия, которая используется для крепления баллона к компенсатору плавучести или задней пластине, известна как кулачковый ремень или кулачковый ремень. [37] Они представляют собой тип баллонного ремня, [38] который включает в себя ремни из нержавеющей стали, используемые для удерживания двух баллонных наборов вместе. [39] Они обычно полагаются на действие рычага над центром для обеспечения натяжения и блокировки, которое может быть изменено с помощью прорезей для регулировки длины и вторичного крепления безопасности, такого как липучка, чтобы удерживать свободный конец на месте. Большинство кулачковых пряжек для акваланга изготавливаются из литого пластика, но некоторые из них из нержавеющей стали. [37] Многие рекреационные ремни для акваланга полагаются на один кулачковый ремень для удержания баллона на задней пластине. Другие модели предусматривают два кулачковых ремня для безопасности. Кулачковый ремень также может использоваться на стропе или боковом комплекте для акваланга для прикрепления нижнего зажима к баллону.
Ленты крепления бака из нержавеющей стали являются стандартным методом поддержки сдвоенных цилиндров с коллекторами, поскольку они обеспечивают хорошую поддержку цилиндров, минимизируют нагрузку на коллекторы и обеспечивают простые и надежные точки крепления для соединения с задней пластиной.
Используется почти исключительно в военных ребризерах и спасательных комплектах.
Было сделано несколько примеров интеграции сумки для хранения и переноски в подвесную систему, но без заметного успеха для открытого цикла подводного плавания. Наиболее успешные примеры были для военных ребризеров, где было место в жестком корпусе для размещения дыхательных шлангов, маски или DSV и простых ремней подвесной системы внутри корпуса, когда дыхательные мешки пусты.
Самая простая обвязка sidemount — это не более чем баллоны, оснащенные петлями для ремня и надетые на стандартный страховочный или аккумуляторный пояс спелеолога вместе с любыми дополнительными грузами, необходимыми для достижения нейтральной плавучести, и аккумуляторный блок, закрепленный на поясе спелеолога. Эта простая конфигурация особенно низкопрофильна и подходит для небольших баллонов.
Более сложная, но все еще минималистская система представляет собой лямочную стропу с плечевыми ремнями, поясным ремнем и паховым ремнем, поддерживающую различные слайдеры и D-образные кольца для крепления баллонов и аксессуаров, с интегрированным утяжелением или отдельными грузовыми поясами или без них, а также с установленным на спине компенсатором плавучести или без него, который может быть прикреплен к стропе или непосредственно к дайверу. Баллоны обычно крепятся к плечевому или грудному D-образному кольцу и D-образному кольцу поясного ремня с каждой стороны.
Оснастка баллонов с креплением на стропе и сайдмаунте похожа, но не идентична. Оснастка с креплением на стропе включает в себя защелку на плече и одну около основания баллона, которые крепятся к основной подвесной системе акваланга, которая может быть как задней, так и боковой с D-образными кольцами или направляющими в качестве точек крепления. Оснастка баллона с сайдмаунтом может не включать плечевой зажим и имеет петлю-резинку на подвесной системе для фиксации и ограничения верхнего конца комплекта. [36] [40]
В большинстве комплектов для подводного плавания компенсатор плавучести (BC) или устройство управления плавучестью (BCD), например, устанавливаемое на спине крыло или стабилизирующий жилет (также известный как «жилет-стаб»), встроены в подвесную систему. Хотя строго говоря, это не часть дыхательного аппарата, оно обычно подключается к системе подачи воздуха водолаза, чтобы обеспечить легкое надувание устройства. Обычно это можно сделать вручную через загубник, чтобы экономить воздух на поверхности или в случае неисправности системы надувания под давлением. BCD надувается воздухом из шланга инфлятора низкого давления, чтобы увеличить объем снаряжения для подводного плавания и заставить водолаза набрать плавучесть. Другая кнопка открывает клапан, чтобы сдуть BCD и уменьшить объем снаряжения, и заставить водолаза потерять плавучесть. Некоторые BCD допускают встроенный груз, что означает, что BCD имеет специальные карманы для грузов, которые можно легко сбросить в случае чрезвычайной ситуации. Функция BCD под водой — поддерживать нейтральную плавучесть водолаза, т. е . не всплывать и не тонуть. BCD используется для компенсации сжатия мокрого костюма и для компенсации уменьшения массы водолаза по мере расходования газа из баллонов. [41]
Балласт используется для увеличения средней плотности аквалангиста и оборудования для компенсации плавучести водолазного оборудования, в частности водолазного костюма, что позволяет водолазу полностью погружаться с легкостью, получая нейтральную или слегка отрицательную плавучесть. Системы утяжеления изначально состояли из твердых свинцовых блоков, прикрепленных к поясу вокруг талии водолаза, но некоторые системы утяжеления для дайвинга встроены в BCD или обвязку. Эти системы могут использовать небольшие нейлоновые мешочки со свинцовой дробью или небольшие грузы, которые распределяются вокруг BCD, позволяя водолазу получить лучшее общее распределение веса, что приводит к более горизонтальному расположению в воде. Баллонные грузы могут быть прикреплены к баллону или нанизаны на кулачковые бандажи, удерживающие баллон в BCD. [42]
Основным инструментом для контроля имеющегося газа является подводный манометр, который показывает остаточное давление в баллоне акваланга, путем непосредственного измерения давления в порту высокого давления первой ступени регулятора. Любители дайвинга обычно устанавливают SPG в резиновом или пластиковомконсоль вместе с другими приборами, такими как компас, глубиномер и/или подводный компьютер . Альтернативой SPG является датчик давления, установленный на порт высокого давления, который по беспроводной связи передает давление в баллоне на подводный компьютер для отображения, система, известная как воздушная интеграция .
Во многих ребризерах замкнутого цикла используется современная электроника для контроля и регулирования состава дыхательного газа. [43]
Состав газа в баллоне акваланга анализируется перед использованием и записывается на этикетке на баллоне. Обычно это делается сразу после заполнения, при передаче баллона предполагаемому пользователю и при сборке комплекта акваланга для использования. Наполнитель несет ответственность за то, чтобы смесь соответствовала допускам спецификации заказчика, а пользователь или в некоторых случаях инструктор несет ответственность за то, чтобы смесь была пригодна для запланированного погружения. Каждый человек, который анализирует газ, несет ответственность за то, чтобы анализ соответствовал этикетке на баллоне. Значение по умолчанию — воздух, что не всегда требует специальной этикетки. Если газ — воздух, а баллон идентифицирован как воздух только по цветовому коду или маркировке, анализировать содержимое не обязательно. [27]
Ремень для фиксации загубника (MRS) — это элемент защитного оборудования, который является обязательной конструкционной особенностью для ребризеров, продаваемых в ЕС и Великобритании, в соответствии с европейским стандартом ребризеров EN14143:2013. Ремни для фиксации загубника, как показал многолетний опыт ВМС, эффективны для защиты дыхательных путей у водолаза с ребризером, находящегося без сознания, в качестве альтернативы полнолицевой маске. Конструкция должна быть регулируемой или саморегулирующейся, чтобы надежно и удобно удерживать загубник во рту пользователя и обеспечивать герметичность. MRS также снижает нагрузку на челюсть во время погружения. [44]
Ремни для фиксации загубника также использовались с открытым контуром акваланга, как на одношланговых, так и на двухшланговых устройствах. Они были довольно распространены как оригинальное оборудование производителя в 1960-х годах, когда их обычно называли шейными ремнями, [45] но на каком-то этапе потеряли популярность. Сообщество технического дайвинга позже разработало похожий функциональный аксессуар, обычно называемыйОжерелье-регулятор или ожерелье-банджи, вторичная или самодельная эластичная петля, обычно используемая для удержания вторичного клапана-автомата в положении под подбородком, где к нему можно получить доступ без помощи рук, наклонив голову. [13] Его также можно использовать для удержания первичного клапана-автомата таким же образом, что будет удерживать его в непосредственной близости от лица, если его случайно уронить или сместить, что часто позволяет извлечь его без помощи рук. Этот тип фиксатора не обязательно удерживает загубник на месте во рту дайвера или сохраняет герметичность, если дайвер теряет сознание, так как посадка не всегда регулируется. Ожерелье-банджи можно стянуть с шеи с умеренным усилием, в результате чего резиновый загубник выскочит из удерживающей петли. [46]
Доступны поворотные фитинги между шлангом низкого давления и входным соединением второй ступени, которые допускают либо фиксированный угол, либо переменный угол между шлангом и корпусом клапана-распределителя. Они допускают более широкий диапазон удобных маршрутов шланга, особенно полезны для цилиндров ступени и бокового монтажа, но добавляют еще одну потенциальную точку отказа в поворотном соединении. Поворотные соединения также иногда используются между первой ступенью и шлангом для обеспечения лучшей маршрутизации шланга, но они обычно имеют фиксированный угол. Эти два типа не являются взаимозаменяемыми и могут быть распознаны по резьбе и расположению уплотнительного кольца. [47]
Между шлангом низкого давления и второй ступенью может быть установлен запорный клапан с ручным управлением, который может использоваться для изоляции второй ступени в свободном потоке или в любое время, когда это необходимо. Когда он установлен, на первой ступени необходим предохранительный клапан избыточного давления. Для этой цели доступны низкопрофильные клапаны, работающие путем скольжения осевой втулки, и они менее склонны к застреванию, чем шаровой клапан на четверть оборота, и работают быстрее, чем завинчивающийся клапан, такой как стандартный на водолазных шлемах для аварийного выхода. [48]
Для некоторых вторых ступеней имеются адаптеры для их подключения к некоторым моделям полнолицевых масок для дайвинга . Система Dräger P-port с байонетным разъемом используется на масках Dräger Panorama, маска Ocean Reef имеет винтовое соединение, а Kirby-Morgan 48 SuperMask использует систему с зажимом "pod"
Диффузор — это компонент, установленный над выпускным отверстием для разбиения выдыхаемого газа на пузырьки, достаточно маленькие, чтобы их не было видно над поверхностью воды, и они производят меньше шума (см. акустическую сигнатуру ). Они используются в боевых погружениях, чтобы избежать обнаружения поверхностными наблюдателями или подводными гидрофонами , в подводных операциях по обезвреживанию мин, проводимых водолазами-очистителями , чтобы производить меньше шума, [49] чтобы снизить риск детонации акустических мин , и в морской биологии , чтобы не нарушать поведение рыб. [50]
Проектирование подходящего диффузора для ребризера намного проще, чем для акваланга открытого цикла , поскольку скорость потока газа, как правило, намного ниже. [ требуется ссылка ] Система диффузора открытого цикла, называемая « глушителем акваланга », была прототипирована Эдди Полом в начале 1990-х годов для подводных фотографов Джона Маккенни и Марти Снайдермана; прототип имел два больших фильтрующих камня, установленных на задней части цилиндра со шлангом, подключенным к выпускным отверстиям регулятора второй ступени . Фильтрующие камни были установлены на шарнирном рычаге, чтобы плавать на высоте 1–2 футов (30–60 см) над дайвером, чтобы создать эффект всасывания с перепадом глубинного давления для противодействия дополнительному давлению выдоха, необходимому для выдоха через диффузор. Утверждалось, что глушитель акваланга снижает шум выдоха на 90%. [51] Ребризеры закрытого цикла оказались более полезными, позволяя дайверам приближаться к акулам. [52]
Газовая выносливость акваланга — это время, на которое хватит запаса газа во время погружения. На это влияет тип акваланга и обстоятельства, в которых он используется.
Газовая выносливость акваланга открытого цикла зависит от таких факторов, как емкость (объем газа) в баллоне для дайвинга , глубина погружения и частота дыхания дайвера, которая зависит от усилий, физической подготовки, физических размеров дайвера, состояния ума и опыта, среди прочих факторов. Новые дайверы часто потребляют весь воздух в стандартном баллоне «алюминий 80» за 30 минут или меньше при типичном погружении, в то время как опытные дайверы часто погружаются на 60-70 минут на той же средней глубине, используя баллон той же емкости, поскольку они изучили более эффективные методы дайвинга. [ необходима цитата ]
Дайвер открытого цикла, скорость дыхания которого на поверхности (атмосферное давление) составляет 15 литров в минуту, будет потреблять 3 × 15 = 45 литров газа в минуту на глубине 20 метров. [(20 м/10 м на бар) + 1 бар атмосферного давления] × 15 л/мин = 45 л/мин). Если 11-литровый баллон, заполненный до 200 бар, будет использоваться до тех пор, пока не будет запаса 17%, то будет доступно (83% × 200 × 11) = 1826 литров. При 45 л/мин погружение на глубину будет длиться максимум 40,5 минут (1826/45). Эти глубины и время типичны для опытных дайверов-любителей, неспешно исследующих коралловый риф, используя стандартные 200-барные баллоны «алюминиевый 80», которые можно арендовать в коммерческой организации любительского дайвинга на большинстве тропических островов или прибрежных курортов. [ необходима ссылка ]
Ребризер полузакрытого цикла может иметь выносливость примерно в 3–10 раз больше, чем эквивалентное погружение открытого цикла, и меньше зависит от глубины; газ рециркулируется, но свежий газ должен постоянно впрыскиваться, чтобы заменить, по крайней мере, использованный кислород, и любой избыток газа из этого должен быть сброшен. Хотя он использует газ более экономично, вес ребризера побуждает дайвера носить меньшие баллоны. Тем не менее, большинство полузакрытых систем позволяют, по крайней мере, вдвое большую продолжительность, чем системы открытого цикла среднего размера (около двух часов), и часто ограничены выносливостью скруббера. [ необходима цитата ]
Дайвер с кислородным ребризером или дайвер с полностью замкнутым циклом потребляет около 1 литра кислорода, скорректированного по атмосферному давлению, в минуту. За исключением подъема или спуска, полностью замкнутый цикл, работающий правильно, использует очень мало или вообще не использует разбавитель. Дайвер с 3-литровым кислородным баллоном, заполненным до 200 бар, который оставляет 25% в резерве, сможет совершить погружение на 450 минут = 7,5 часов (3 литра × 200 бар × 0,75 литра в минуту = 450 минут). Эта выносливость не зависит от глубины. Срок службы скруббера натронной извести , вероятно, будет меньше этого значения, и поэтому будет ограничивающим фактором погружения. [ необходима цитата ]
На практике время погружения для ребризеров чаще всего зависит от других факторов, таких как температура воды и необходимость безопасного всплытия (см. Декомпрессия (дайвинг) ), и это, как правило, справедливо и для аппаратов открытого цикла большой емкости. [ необходима ссылка ]
Комплекты для подводного плавания содержат дыхательный газ под высоким давлением. Сохраненная энергия газа может нанести значительный ущерб, если высвободится неконтролируемым образом. Самый высокий риск возникает во время зарядки баллонов, но травмы также происходили, когда баллоны хранились в чрезмерно жаркой среде, что может увеличить давление газа и иногда может привести к взрывному разрыву поврежденных баллонов, из-за использования несовместимых клапанов баллонов, которые могут взорваться под нагрузкой, или из-за разрыва шлангов регулятора при контакте с пользователем, поскольку давление более 100 фунтов на квадратный дюйм (6,9 бар) может разорвать кожу и ввести газ в ткани вместе с возможными загрязняющими веществами. [53] [27] [54]
Акваланг — это оборудование, критически важное для безопасности , поскольку некоторые виды отказов могут подвергнуть пользователя немедленному риску смерти от утопления, а катастрофический отказ баллона акваланга может мгновенно убить или серьезно травмировать людей поблизости. Акваланг открытого цикла считается высоконадежным, если он правильно собран, проверен, заполнен, обслуживается и используется, а риск отказа довольно низок, но достаточно высок, чтобы его следует учитывать при планировании погружения, и, где это уместно, следует принять меры предосторожности, чтобы обеспечить надлежащую реакцию в случае отказа. Варианты смягчения зависят от обстоятельств и вида отказа.
Когда дайвер носит с собой несколько баллонов для дайвинга, особенно стальных , нехватка плавучести может стать проблемой, особенно в начале погружения, когда они все полные, а изменение плавучести во время погружения по мере использования газа может потребовать использования компенсаторов плавучести большой емкости, чтобы дайвер мог эффективно поддерживать нейтральную плавучесть на протяжении всего погружения. [ необходима ссылка ]
Большое количество цилиндров, шлангов и фитингов, проходящих через воду, имеет тенденцию увеличивать гидродинамическое сопротивление , снижая эффективность плавания. [ необходима цитата ]
.png/1280px-Aqualung_(PSF).png)
К началу двадцатого века были разработаны две основные архитектуры подводных дыхательных аппаратов: оборудование открытого цикла с поверхностной подачей воздуха, где выдыхаемый дайвером газ выбрасывается непосредственно в воду, и дыхательный аппарат закрытого цикла, где углекислый газ дайвера фильтруется от неиспользованного кислорода, который затем рециркулируется. Оборудование закрытого цикла было легче адаптировать для подводного плавания в отсутствие надежных, портативных и экономичных сосудов для хранения газа высокого давления. К середине двадцатого века стали доступны баллоны высокого давления, и появились две системы для подводного плавания: акваланг открытого цикла , где выдыхаемый дайвером воздух выбрасывается непосредственно в воду, и акваланг закрытого цикла , где углекислый газ удаляется из выдыхаемого дайвером воздуха, в который добавляется кислород и который рециркулируется. Кислородные ребризеры серьезно ограничены по глубине из-за риска отравления кислородом, который увеличивается с глубиной, а доступные системы для ребризеров со смешанным газом были довольно громоздкими и разработаны для использования с водолазными шлемами. [55] Первый коммерчески применимый ребризер для подводного плавания был спроектирован и построен инженером-водолазом Генри Флейссом в 1878 году, когда он работал на Siebe Gorman в Лондоне. [56] Его автономный дыхательный аппарат состоял из резиновой маски, соединенной с дыхательным мешком, с предполагаемым 50–60% кислорода, подаваемого из медного бака, и углекислого газа, очищаемого путем пропускания его через пучок веревочной пряжи, пропитанной раствором едкого кали, система обеспечивала продолжительность погружения до трех часов. Этот аппарат не имел возможности измерять состав газа во время использования. [56] [57] В 1930-х годах и на протяжении всей Второй мировой войны британцы, итальянцы и немцы разрабатывали и широко использовали кислородные ребризеры для оснащения первых водолазов . Британцы адаптировали спасательный аппарат Davis Submerged Escape Apparatus, а немцы адаптировали спасательные ребризеры Dräger для своих водолазов во время войны. [58] В США майор Кристиан Дж. Ламбертсен в 1939 году изобрел подводный кислородный ребризер , который был принят Управлением стратегических служб . [59] В 1952 году он запатентовал модификацию своего аппарата, на этот раз названную SCUBA (аббревиатура от «автономный подводный дыхательный аппарат»), [60] [7] [1] [61] что стало общим английским словом для автономного дыхательного оборудования для дайвинга, а позднее и для деятельности с использованием этого оборудования. [62]После Второй мировой войны военные водолазы продолжали использовать ребризеры, поскольку они не создают пузырей, которые могли бы выдать присутствие водолазов. Высокий процент кислорода, используемый этими ранними системами ребризеров, ограничивал глубину, на которой их можно было использовать, из-за риска судорог, вызванных острым отравлением кислородом . [6]
Хотя работающая система регулятора расхода была изобретена в 1864 году Огюстом Денайрузом и Бенуа Рукейролем , [63] первая система подводного плавания с открытым циклом, разработанная в 1925 году Ивом Ле Приером во Франции, была вручную регулируемой системой свободного потока с низкой выносливостью, что ограничивало практическую полезность системы. [64] В 1942 году, во время немецкой оккупации Франции, Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян спроектировали первый успешный и безопасный акваланг с открытым циклом, известный как Aqua-Lung . Их система объединила улучшенный регулятор расхода с воздушными баллонами высокого давления. [65] Это было запатентовано в 1945 году. Чтобы продавать свой регулятор в англоязычных странах, Кусто зарегистрировал торговую марку Aqua-Lung, которая сначала была лицензирована компанией US Divers , [66] а в 1948 году — компанией Siebe Gorman из Англии, [67] Siebe Gorman было разрешено продавать в странах Содружества, но у нее возникли трудности с удовлетворением спроса, а патент США не позволял другим производить этот продукт. Патент был обойден Тедом Элдредом из Мельбурна , Австралия, который разработал одношланговую систему открытого цикла для подводного плавания, которая разделяет первую ступень и клапан давления регулятора давления шлангом низкого давления, помещает клапан давления у рта дайвера и выпускает выдыхаемый газ через корпус клапана давления. Элдред продал первый одношланговый акваланг Porpoise Model CA в начале 1952 года. [68]
Ранние комплекты для подводного плавания обычно снабжались простой подвесной системой из плечевых ремней и поясного ремня. Пряжки поясного ремня обычно были быстроразъемными, а плечевые ремни иногда имели регулируемые или быстроразъемные пряжки. Многие подвесные системы не имели спинной пластины, и баллоны опирались прямо на спину дайвера. [45] Ранние дайверы ныряли без средств обеспечения плавучести. [69] В экстренной ситуации им приходилось сбрасывать свои грузы. В 1960-х годах стали доступны регулируемые спасательные жилеты плавучести (ABLJ), которые можно использовать для компенсации потери плавучести на глубине из-за сжатия неопренового гидрокостюма и в качестве спасательного жилета , который будет удерживать потерявшего сознание дайвера лицом вверх на поверхности, и который можно быстро надуть. Первые версии надувались из небольшого одноразового баллона с углекислым газом, позже — из небольшого непосредственно соединенного воздушного баллона. Низкое давление подачи от первой ступени регулятора к клапану накачки/спуска, оральному клапану накачки и клапану сброса позволяет контролировать объем ABLJ в качестве средства обеспечения плавучести. В 1971 году ScubaPro представила стабилизирующий жилет . Этот класс средств обеспечения плавучести известен как устройство контроля плавучести или компенсатор плавучести. [70] [71]
Спинка и крыло — это альтернативная конфигурация подвесной системы с компенсационной камерой плавучести, известной как «крыло», установленной позади водолаза, зажатой между спинкой и цилиндром или цилиндрами. В отличие от стабилизирующих жилетов, спинка и крыло представляют собой модульную систему, поскольку она состоит из разделяемых компонентов. Такая компоновка стала популярной среди пещерных дайверов, совершающих длительные или глубокие погружения, которым необходимо было нести несколько дополнительных баллонов, поскольку она освобождает переднюю и боковые стороны водолаза для другого оборудования, которое можно прикрепить в области, где оно легко доступно. Это дополнительное оборудование обычно подвешивается к подвесной системе или переносится в карманах на гидрокостюме. [13] [72] Сайдмаунт — это конфигурация оборудования для подводного плавания с аквалангом, которая имеет базовые комплекты акваланга , каждый из которых состоит из одного баллона со специальным регулятором и манометром, установленного рядом с водолазом, прикрепленного к подвесной системе под плечами и вдоль бедер, а не на спине водолаза. Он возник как конфигурация для продвинутого пещерного дайвинга , поскольку он облегчает проникновение в узкие участки пещеры, поскольку комплекты можно легко снять и переустановить при необходимости. Конфигурация обеспечивает легкий доступ к клапанам баллонов и обеспечивает легкое и надежное резервирование газа. Эти преимущества для работы в замкнутых пространствах были также признаны дайверами, которые совершали проникновения в затонувшие объекты . Погружение с сайдмаунтом стало популярным в сообществе технических дайверов для общего декомпрессионного дайвинга , [73] и стало популярной специальностью для любительского дайвинга. [74] [75] [76]
Технический дайвинг — это любительское подводное плавание с аквалангом, которое превышает общепринятые пределы и может подвергать дайвера опасностям, выходящим за рамки тех, которые обычно связаны с любительским дайвингом, и более высокому риску получения серьезной травмы или смерти. Эти риски могут быть снижены за счет соответствующих навыков, знаний и опыта, а также за счет использования подходящего оборудования и процедур. Концепция и термин появились относительно недавно, хотя дайверы уже десятилетиями занимаются тем, что сейчас обычно называют техническим дайвингом. Одно из достаточно широко распространенных определений заключается в том, что любое погружение, при котором в какой-то момент запланированного профиля физически невозможно или физиологически неприемлемо совершить прямой и непрерывный вертикальный подъем на поверхность воздуха, является техническим погружением. [77] Оборудование часто включает в себя дыхательные газы, отличные от воздуха или стандартных смесей нитрокса , несколько источников газа и различные конфигурации оборудования. [78] Со временем некоторое оборудование и методы, разработанные для технического дайвинга, стали более широко принятыми для любительского дайвинга. [77]
Проблемы более глубоких погружений и более длительных проникновений, а также большие объемы дыхательного газа, необходимые для этих профилей погружения, и доступность сенсорных ячеек кислорода, начиная с конца 1980-х годов, привели к возрождению интереса к дайвингу с ребризером. Благодаря точному измерению парциального давления кислорода стало возможным поддерживать и точно контролировать дыхательную газовую смесь в контуре на любой глубине. [77] В середине 1990-х годов для рынка любительского подводного плавания стали доступны полузамкнутые ребризеры, за которыми на рубеже тысячелетий последовали замкнутые ребризеры. [79] В настоящее время (2018 г.) ребризеры производятся для военного, технического и любительского рынков подводного плавания. [77]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )