Водолазный костюм — это одежда или устройство, предназначенное для защиты водолаза от подводной среды . Водолазный костюм может также включать в себя подачу дыхательного газа (например, для стандартного водолазного костюма или атмосферного водолазного костюма ), [1] но в большинстве случаев этот термин применяется только к защитному покрытию от окружающей среды, которое носит водолаз. Подача дыхательного газа обычно упоминается отдельно. Не существует общего термина для комбинации костюма и дыхательного аппарата по отдельности. Его обычно называют водолазным снаряжением или снаряжением для дайвинга вместе с любым другим снаряжением, необходимым для погружения.
Водолазные костюмы можно разделить на два класса: «мягкие» или водолазные костюмы с атмосферным давлением — примерами являются мокрые костюмы , сухие костюмы , полусухие костюмы и водолазные костюмы — и «жесткие» или водолазные костюмы с атмосферным давлением , бронированные костюмы, которые поддерживают водолаза при атмосферном давлении на любой глубине в пределах рабочего диапазона костюма. Водолазные костюмы — это активно подогреваемые гидрокостюмы.
Водолазный костюм надевается в качестве защиты от окружающей среды при погружении. Это имеет несколько аспектов, важность которых может варьироваться в зависимости от конкретной среды погружения. Атмосферные водолазные костюмы в первую очередь изолируют водолаза от давления окружающей среды и всех осложнений, которые оно приносит как последствия дыхания газом под давлением. Водолазные костюмы — водолазные костюмы, гидрокостюмы и сухие костюмы — не обладают эффектом изоляции давления и обычно в первую очередь надеваются для тепловой защиты, а тепловая защита также может влиять на декомпрессию. [2] Распространенной вторичной целью водолазных костюмов, гидрокостюмов и сухих костюмов является защита от истирания, укусов морских животных и незначительных порезов и травм от ударов. В некоторых средах, содержащих опасные материалы или микроорганизмы, сухой костюм имеет основную функцию изоляции водолаза от опасных материалов или микроорганизмов. Этот тип костюма полагается на полное водонепроницаемое покрытие для эффективной защиты. [2] [3] Эти дополнительные функции по своей сути доступны из атмосферного водолазного костюма.
Чарльз К.-Дж. Ле Ру создал водонепроницаемую и ветрозащитную ткань, из которой можно было изготавливать ранние водолазные костюмы. [4] Первые конструкции водолазных костюмов появились в начале 18 века. Два английских изобретателя разработали первые водолазные костюмы, устойчивые к давлению, в 1710-х годах. Джон Летбридж построил полностью закрытый костюм для помощи в спасательных работах. Он состоял из герметичной, заполненной воздухом бочки со стеклянным смотровым отверстием и двух герметичных закрытых рукавов. [5] Этот костюм давал водолазу достаточно маневренности для выполнения полезных подводных спасательных работ.
После тестирования этой машины в своем садовом пруду (специально построенном для этой цели) Летбридж нырнул на несколько затонувших кораблей: четыре английских военных корабля, один восточно-индийский корабль, два испанских галеона и несколько галер. Он стал очень богатым в результате своих спасений. Одним из его самых известных подъемов был голландский Slot ter Hooge , который затонул у Мадейры с более чем тремя тоннами серебра на борту. [6]
В то же время Эндрю Беккер создал водолазный костюм, обтянутый кожей, со шлемом с окном. Беккер использовал систему трубок для вдоха и выдоха и продемонстрировал свой костюм в реке Темзе в Лондоне , где он оставался под водой в течение часа. [ необходима цитата ]
Британский инженер немецкого происхождения Август Зибе разработал стандартный водолазный костюм в 1830-х годах. Развивая усовершенствования шлема братьев Дин, уже сделанные другим инженером, Джорджем Эдвардсом, Зибе создал свою собственную конструкцию: шлем, прикрепленный к водонепроницаемому брезентовому водолазному костюму полной длины. Позднее костюмы изготавливались из водонепроницаемого холста, изобретенного Чарльзом Макинтошом . С конца 1800-х годов и на протяжении большей части 20-го века большинство стандартных костюмов изготавливалось из тонкого листа твердой резины, ламинированной между слоями коричневой саржи. [7]
Самый старый сохранившийся костюм, названный «Wanha herra» (что означает «старый джентльмен» на старофинском языке), можно найти в музее Раахе , Финляндия . Он был сделан из телячьей кожи и датируется 18 веком. Его точное происхождение неизвестно, но части стопы предполагают финское происхождение. Костюм, который использовался для коротких подводных работ, таких как проверка состояния днища корабля, был подарен музею Раахе капитаном Йоханом Леуфстадиусом (1829-1906), который был капитаном-мореплавателем, торговцем и владельцем судна. [ необходима цитата ] Консерватор музея Раахе, Йоуко Турунен, сшил точную копию старого костюма в 1988 году, который был успешно испытан под водой несколько раз. [ необходима цитата ]
Костюм Sladen был типом тяжелого сухого костюма, изготовленного Siebe Gorman , который использовался с ребризерами британскими военно-морскими водолазами во время Второй мировой войны. Более легкие сухие костюмы из латексной резины от Pirelli использовались во время Второй мировой войны итальянскими водолазами . Они были запатентованы в 1951 году. [8]
Костюмы, выдерживающие давление окружающей среды, являются формой защиты от воздействия холода , а в случае сухих костюмов — от контакта с окружающей водой. Они также обеспечивают некоторую защиту от абразивных и острых предметов, а также некоторых форм потенциально опасной подводной жизни. Они не защищают водолазов от давления окружающей воды или баротравмы и декомпрессионной болезни .
Существует пять основных типов водолазных костюмов для дайвинга под давлением окружающей среды : гидрокостюмы, мокрые костюмы и их производные полусухие костюмы и гидрокостюмы для горячей воды, а также сухие костюмы. [9] Помимо гидрокостюмов, эти типы костюмов используются не только дайверами, но и часто используются для тепловой защиты людьми, занимающимися другими водными видами спорта, такими как серфинг , парусный спорт , виндсерфинг , кайтсерфинг , водные лыжи , спелеология и плавание .
Дополнительная плавучесть из-за объема костюма является побочным эффектом большинства водолазных костюмов. Для противодействия этой плавучести можно надевать водолазную систему утяжелителей. Комбинезон можно надевать поверх водолазного костюма в качестве дополнительной защиты от порезов и ссадин. Это более распространено среди профессиональных водолазов. Комбинезоны увеличивают сопротивление во время плавания и не пользуются популярностью у любителей подводного плавания. [9] [10]
Водолазные костюмы используются при погружениях в воду с температурой выше 25 °C (77 °F). Они сделаны из спандекса или лайкры и обеспечивают слабую тепловую защиту, но защищают кожу от укусов медуз , ссадин и солнечных ожогов . Этот вид костюма также известен как «костюм Stinger». Некоторые дайверы надевают водолазный костюм под гидрокостюм, что облегчает надевание и (для тех, у кого проблемы с кожей из-за неопрена) обеспечивает дополнительный комфорт. [11]
«Dive Skin» изначально был изобретен для защиты аквалангистов в Квинсленде, Австралия, от «кубовидной медузы» ( Chironex fleckeri ) [ необходима цитата ]
В 1978 году Тони Фармер был дизайнером и производителем купальников, владевшим бизнесом под названием «Daring Designs». Помимо купальников он также занимался нижним бельем и аэробной одеждой, включая полный костюм из лайкры/спандекса. Он стал дайвером, и это стало катализатором изобретения «подводной кожи», какой мы ее знаем сегодня. [ необходима цитата ]
Гидрокостюмы — это относительно недорогие, простые, расширенные неопреновые костюмы, которые обычно используются там, где температура воды составляет от 10 до 25 °C (от 50 до 77 °F). Вспененный неопрен костюма теплоизолирует пользователя. [12] [13] Хотя вода может проникнуть в костюм, плотно прилегающий костюм предотвращает чрезмерную потерю тепла, поскольку лишь небольшая часть воды, нагретой внутри костюма, выходит из костюма и заменяется холодной водой, этот процесс называется «промывкой».
Правильная посадка имеет решающее значение для тепла. Слишком свободный костюм позволит большому количеству воды циркулировать по коже дайвера, забирая тепло тела. Слишком тесный костюм очень неудобен и может нарушить кровообращение в области шеи, что является очень опасным состоянием, которое может привести к потере сознания. По этой причине многие дайверы предпочитают шить гидрокостюмы на заказ, а не покупать их «в готовом виде». Многие компании предлагают эту услугу, и ее стоимость часто сопоставима со стоимостью готового костюма.
Гидрокостюмы ограничены в своей способности сохранять тепло тремя факторами: пользователь все еще подвергается воздействию некоторого количества воды, костюм сжимается давлением окружающей среды, что снижает эффективность на глубине, а изолирующий неопрен может быть изготовлен только до определенной толщины, прежде чем он станет непрактичным для надевания и ношения. Самые толстые коммерчески доступные гидрокостюмы обычно имеют толщину 10 мм. Другие распространенные толщины составляют 7 мм, 5 мм, 3 мм и 1 мм. Костюм толщиной 1 мм обеспечивает очень мало тепла и обычно считается дайверской кожей, а не гидрокостюмом. Гидрокостюмы могут быть изготовлены из неопрена разной толщины, чтобы наибольшая толщина была там, где она будет наиболее эффективна для сохранения тепла дайвера. Аналогичного эффекта можно достичь, накладывая слои гидрокостюмов с разным покрытием. Некоторые виды неопрена мягче, легче и более сжимаемы, чем другие при той же толщине, и больше подходят для гидрокостюмов, не предназначенных для дайвинга, поскольку они быстрее сжимаются и теряют свои теплоизоляционные свойства под давлением, хотя они более удобны для занятий поверхностными видами спорта, поскольку они более гибкие и обеспечивают большую свободу движений. [14]
Полусухие костюмы фактически являются гидрокостюмами с водонепроницаемыми швами и почти водонепроницаемыми уплотнениями на запястьях, шее, лодыжках и молнии. Обычно они используются там, где температура воды составляет от 10 до 20 °C (от 50 до 68 °F). Уплотнения ограничивают объем воды, поступающей и выходящей из костюма, а плотное прилегание минимизирует насосное действие, вызванное движением конечностей. В полусухом костюме владелец промокает, но вода, которая попадает внутрь, вскоре нагревается и не так легко покидает костюм, поэтому владелец остается в тепле. Захваченный слой воды не добавляет изолирующей способности костюму, и любая циркуляция воды через уплотнения все равно вызывает потерю тепла, но полусухие костюмы дешевы и просты по сравнению с сухими костюмами и не выходят из строя катастрофически. Они обычно изготавливаются из толстого неопрена, который обеспечивает хорошую теплозащиту, но теряют плавучесть и теплозащиту, поскольку захваченные пузырьки газа в неопреновой пене сжимаются на глубине. Полусухие костюмы обычно изготавливаются как цельный полный костюм с неопреновыми манжетами, запястьями и шейными обтюраторами, имеющими гладкую уплотнительную поверхность, контактирующую с кожей. Двухкомпонентные комплекты, как правило, представляют собой цельный костюм полной длины, иногда называемый «длинными кальсонами», плюс аксессуары, которые надеваются поверх, под или вместе с цельным костюмом, например, короткая туника, которую можно носить отдельно в теплой воде, но у которой нет ограничивающих смыв уплотнений на отверстиях. Полусухие костюмы обычно не включают капюшоны, ботинки или перчатки, поэтому надеваются отдельные изолирующие капюшоны, ботинки и перчатки. [15] [16]
Водонепроницаемые костюмы — это неопреновые гидрокостюмы свободного покроя, используемые в коммерческих погружениях с поверхностной подачей воды в холодной воде . [17] Шланг в пуповинной линии водолаза , который соединяет водолаза с поверхностной поддержкой, переносит горячую воду от нагревателя на поверхности вниз к костюму. Водолаз контролирует скорость потока воды из клапана около талии, что позволяет ему изменять тепло костюма в ответ на изменения условий окружающей среды и рабочей нагрузки. Трубки внутри костюма распределяют воду по конечностям, груди и спине. Специальные ботинки, перчатки и капюшон надеваются для расширения нагрева до конечностей. [18] Подогрев дыхательного газа в шлеме возможен с помощью кожуха горячей воды над впускным трубопроводом шлема между блоком клапанов и регулятором. [19] Эти костюмы обычно изготавливаются из вспененного неопрена и похожи на гидрокостюмы по конструкции и внешнему виду, но они не так плотно прилегают по конструкции и не должны быть очень толстыми, поскольку их основная функция — временно удерживать и направлять поток нагревающей воды. Запястья и лодыжки костюма открыты, что позволяет воде вымываться из костюма по мере того, как он пополняется свежей горячей водой с поверхности. [18]
Водонагревательные костюмы часто используются для глубоких погружений, когда используются дыхательные смеси, содержащие гелий. Гелий проводит тепло гораздо эффективнее воздуха, но имеет более низкую молярную теплоемкость. Теплоемкость по объему увеличивается пропорционально давлению, что означает, что дайвер будет терять большое количество тепла тела через легкие при дыхании им на большой глубине. Это усугубляет риск гипотермии, уже присутствующей при низких температурах, встречающихся на этих глубинах. В этих условиях водонагревательный костюм является вопросом выживания, а не комфорта. Потеря подачи подогретой воды для водонагревательных костюмов может быть опасной для жизни чрезвычайной ситуацией с высоким риском изнурительной гипотермии . Так же, как требуется аварийный резервный источник дыхательного газа, резервный водонагреватель также является необходимой мерой предосторожности, когда условия погружения требуют водонагревательного костюма. Если нагреватель выходит из строя, а резервный блок не может быть немедленно подключен, дайвер в самых холодных условиях может умереть в течение нескольких минут. В зависимости от требований декомпрессии, подъем водолаза непосредственно на поверхность может оказаться столь же смертельным. [18]
Нагретая вода в костюме образует активный изоляционный барьер для потери тепла, но температура должна регулироваться в довольно узких пределах. Если температура падает ниже примерно 32 °C, может возникнуть гипотермия, а температура выше 45 °C может привести к ожогам у дайвера. Дайвер может не заметить постепенного изменения температуры на входе, а на ранних стадиях гипо- или гипертермии может не заметить ухудшения состояния. [18] Костюм имеет свободную посадку, что обеспечивает беспрепятственный поток воды. Это приводит к тому, что в костюме удерживается большой временный объем воды (от 13 до 22 литров), что может препятствовать плаванию из-за дополнительной инерции. [18] При правильном управлении костюм с горячей водой безопасен, удобен и эффективен, и позволяет дайверу адекватно контролировать тепловую защиту, однако отключение подачи горячей воды может быть опасным для жизни. [18]
Дайвер обычно надевает что-то под гидрокостюм для защиты от ожогов и раздражения, а также для личной гигиены, поскольку гидрокостюмы могут использоваться водолазами в разные смены, а внутренняя часть костюма может передавать грибковые инфекции, если ее недостаточно очищать между пользователями. Гидрокостюмы эффективны против ожогов закрытых частей тела, а термобелье может защитить от раздражения и сохранить тепло дежурного дайвера на поверхности. [9] [20] [21]
Горячая вода подается из системы отопления на поверхности, обычно нагреваемой сжиганием дизельного топлива, хотя доступны также электрические версии, и вода подается в шлангокабель насосом. Нагреватели могут быть рассчитаны на 1-3 водолазов. [22] [23] Большие системы горячего водоснабжения доступны в контейнерных пакетах. [24]
Шланг подачи горячей воды в шлангокабеле обычно имеет диаметр 1 ⁄ 2 дюйма (13 мм) и подключен к распределительному коллектору на правом бедре костюма, который имеет набор клапанов, позволяющих водолазу контролировать поток к передней и задней части туловища, а также к рукам и ногам, и сбрасывать подачу в окружающую среду, если вода слишком горячая или слишком холодная. Распределительный коллектор распределяет воду по костюму через перфорированные трубки. Водонепроницаемый костюм обычно представляет собой цельный неопреновый гидрокостюм, довольно свободного покроя, надеваемый поверх тонкого неопренового нижнего костюма, который может защитить водолаза от ожогов, если система контроля температуры выйдет из строя, с застежкой-молнией на передней части туловища и на нижней части каждой ноги. Надеваются перчатки и ботинки, которые получают горячую воду из концов шлангов для рук и ног. Если надето полнолицевое лицо, капюшон может снабжаться трубкой на шее костюма. Шлемы не требуют подогрева. Нагревающая вода вытекает через ворот и манжеты костюма через нахлест с перчатками, ботинками или капюшоном. [25] : ch18
_prepare_to_dive.jpg/1280px-US_Navy_060329-F-3759D-001_U.S._Navy_divers_assigned_to_the_rescue_and_salvage_ship_USS_Safeguard_(ARS_50)_prepare_to_dive.jpg)
Сухие костюмы обычно используются там, где температура воды составляет от −2 до 15 °C (от 28 до 59 °F). Вода не попадает в костюм с помощью уплотнителей на шее и запястьях, а отверстие для надевания и снятия костюма обычно закрывается водонепроницаемой молнией . Костюм изолирует пользователя, поддерживая изолирующий слой воздуха в нижнем костюме между телом и оболочкой костюма (точно так же, как теплоизоляционная одежда работает над водой) или используя водонепроницаемую расширенную неопреновую оболочку костюма, которая по своей сути изолирует так же, как и мокрый костюм, и которую обычно можно носить с дополнительным изолирующим нижним бельем. [27] [28] [29]
Как ламинированные тканевые, так и неопреновые сухие гидрокостюмы имеют свои преимущества и недостатки: тканевый сухой гидрокостюм более приспосабливаем к различным температурам воды, поскольку под него можно надевать разные предметы одежды. Однако они довольно громоздкие, и это приводит к увеличению сопротивления и усилий при плавании. Тканые материалы относительно неэластичны и ограничивают подвижность суставов, если их не надуть до достаточно свободной посадки. Кроме того, если тканевый сухой гидрокостюм выходит из строя и затапливается, он теряет почти все свои изолирующие свойства. Неопреновые сухие гидрокостюмы сравнительно обтекаемы, как и гидрокостюмы, и более эластичны, но в некоторых случаях не позволяют надевать под себя предметы одежды и, таким образом, менее приспосабливаемы к различным температурам. Преимущество этой конструкции в том, что даже если он полностью затапливается, он по сути становится гидрокостюмом и все равно будет обеспечивать значительную степень изоляции.
Специальные сухие костюмы из прочной прорезиненной ткани носят коммерческие водолазы, которые работают в загрязненных средах, таких как сточные воды или опасные химикаты. Гладкую внешнюю поверхность легче дезактивировать. Сухой костюм hazmat имеет встроенные ботинки и герметично прикрепляется к водолазному шлему и сухим перчаткам, чтобы предотвратить любой контакт с опасным материалом.
Сухие костюмы постоянного объема имеют систему, позволяющую надувать костюм, чтобы предотвратить « сжатие костюма », вызванное увеличением давления, и предотвратить чрезмерное сжатие изолирующего нижнего белья. Они также имеют вентиляционные отверстия, позволяющие избыточному воздуху выходить из костюма во время всплытия. [2]
Для дополнительного тепла некоторые пользователи сухих костюмов надувают свои костюмы аргоном , инертным газом, который обладает превосходными теплоизоляционными свойствами по сравнению с воздухом. [30] Аргон переносится в небольшом баллоне, отдельно от дыхательного газа дайвера . Такое расположение часто используется, когда дыхательный газ содержит гелий, который является очень плохим изолятором по сравнению с другими дыхательными газами.
Трубчатый костюм — это тип нагревательной или охлаждающей одежды, которая предназначена для ношения под водолазным костюмом. Он циркулирует нагретую или охлажденную воду через замкнутые гибкие трубки вблизи кожи пользователя. Обычно его носят под дополнительным слоем изоляции, чтобы уменьшить теплопередачу с внешней средой. Циркулирующая вода может подаваться из работающего на аккумуляторе теплового насоса, который носит водолаз, что делает этот тип терморегулирования подходящим для водолазов. Трубчатый костюм можно носить под герметичным сухим костюмом, подходящим для использования в загрязненной воде [31]
«Короткий» гидрокостюм или туника могут быть надеты поверх полного гидрокостюма для дополнительной изоляции. Некоторые продавцы продают очень похожий предмет и называют его «утеплителем ядра», когда надевают поверх другого гидрокостюма. «Скин» также может быть надет под гидрокостюм. Эта практика началась с того, что дайверы носили обтягивающие колготки под гидрокостюмом для дополнительного тепла и для облегчения надевания и снятия гидрокостюма. «Скин» также может быть надет как нижний костюм под сухой гидрокостюм в температурах, когда полный нижний костюм не нужен. [ требуется цитата ]
Атмосферный водолазный костюм представляет собой небольшой одноместный сочлененный подводный аппарат антропоморфной формы, напоминающий доспехи, со сложными компрессионными соединениями, обеспечивающими сочленение при поддержании внутреннего давления в одну атмосферу. [33]
Их можно использовать для очень глубоких погружений на длительные периоды без необходимости декомпрессии , и они устраняют большинство физиологических опасностей, связанных с глубоким погружением. Дайверам даже не нужно быть опытными пловцами. Подвижность и ловкость обычно ограничены механическими ограничениями, а эргономика движения проблематична.
