Aqua-Lung [1] был первым автономным подводным дыхательным аппаратом открытого типа (или «аквалангом»), добившимся всемирной популярности и коммерческого успеха. Этот класс оборудования теперь обычно называют двухшланговым регулятором для дайвинга [2] или регулирующим клапаном . Aqua-Lung был изобретен во Франции зимой 1942–1943 годов двумя французами: инженером Эмилем Ганьяном и Жаком Кусто , который был лейтенантом военно-морского флота ( французский : лейтенант де Вайссо ). Это позволило Кусто и Ганьяну легче снимать и исследовать подводное пространство. [3]
Изобретение произвело революцию в автономном подводном плавании, предоставив компактную и надежную систему, способную работать на больших глубинах и выносливее, чем его предшественники, и стало основным фактором, повлиявшим на развитие любительского подводного плавания после Второй мировой войны.
Двухшланговый регулятор потребности Aqua-Lung является основой всех современных регуляторов подводного плавания. Диафрагма используется для управления клапаном для подачи дыхательного газа дайверу по требованию при давлении окружающей среды. Однако компоновка была изменена на систему с одним шлангом, в которой вторая ступень отделена от первой ступени вместе с выпускным клапаном, поскольку они должны находиться на одной и той же глубине, и перемещаются у рта дайвера, что устраняет необходимость в выхлопной шланг и позволяет использовать более прочный шланг меньшего диаметра для подачи газа промежуточного давления к клапану второй ступени на мундштуке, но увеличивает нагрузку на челюсть дайвера и выпускает пузырьки ближе к глазам и ушам.
Aqua-Lung — это автономная система с открытым контуром. Это означает, что дыхательный газ подается из хранилища высокого давления, доставляемого дайверу по требованию, когда дайвер вдыхает и снижает давление в подающем шланге, а поток перекрывается, когда в этом нет необходимости, и после вдоха выдыхаемый газ выбрасывается в окружающую среду. Системы подводного плавания, изобретенные до Aqua-Lung, в основном представляли собой ребризерное оборудование с замкнутым контуром, в котором дыхательный газ подается через шланг под давлением окружающей среды к дайверу, а выдыхаемый газ возвращается через скруббер, который удаляет углекислый газ, в противолегочный резервуар. Некоторое количество свежего газа добавляется для поддержания содержания кислорода, а затем снова возвращается к дайверу по замкнутому контуру. В системах со свободным потоком открытого контура воздух подается с примерно постоянной скоростью, и дайвер использует лишь относительно небольшую часть проходящего газа.
Оригинальный регулятор Aqua-Lung представлял собой одноступенчатый агрегат, заключенный в круглый латунный корпус, установленный на клапане баллона за шеей дайвера. Газ под высоким давлением поступает в регулятор из выпускного отверстия клапана баллона и блокируется регулирующим клапаном. Когда дайвер потребляет газ под давлением окружающей среды, давление в камере низкого давления падает, и диафрагма деформируется внутрь, прижимаясь к толкателю клапана. При этом открывается клапан высокого давления, позволяя газу проходить мимо седла клапана в камеру низкого давления. Когда дайвер прекращает вдыхать, давление в камерах низкого давления быстро повышается до тех пор, пока диафрагма не вернется в нейтральное положение и больше не будет давить на подъемник клапана, перекрывая поток до следующего вдоха. В одноступенчатом регуляторе скорость потока через отверстие регулируемого клапана будет варьироваться в зависимости от давления в цилиндре для одного и того же размера отверстия, а требуемая сила открытия будет варьироваться в зависимости от входного давления и площади отверстия, в результате чего скорость подачи будет меняться в зависимости от давление в цилиндре меняется. На скорость потока также влияет давление ниже по течению, которое меняется в зависимости от глубины, поэтому усилие дыхания может значительно меняться во время погружения, даже без учета положения дайвера. [4] : 9–13 [5] : Глава 3
Более поздние модели включали регулятор первой ступени для подачи воздуха в автомат при более низком давлении с компенсацией глубины, что обеспечивало более точный контроль и большую чувствительность к небольшим перепадам давления на диафрагме второй ступени, но меньшую чувствительность к изменению давления в баллоне во время погружения. , обе желательные функции. Клапанные механизмы регулятора первой и второй ступени заключены в круглый латунный корпус, установленный на клапане баллона за шеей водолаза. Газ под высоким давлением поступает в регулятор из выпускного отверстия клапана баллона и блокируется клапаном первой ступени. Первая ступень снижает давление в баллоне до межступенчатого давления, которое на несколько бар превышает давление окружающей среды и устанавливается регулируемой пружиной, предварительно нагружающей диафрагму. Затем на второй ступени давление межступенчатого дыхательного газа снижается до давления окружающей среды. [4] : 17–20 [5] : Гл3
Диафрагма первой ступени представляет собой подпружиненную гибкую крышку межкаскадной напорной камеры. Когда дайвер потребляет газ из второй ступени, давление в межкаскадной камере падает, и диафрагма деформируется внутрь, толкая толкатель клапана. При этом открывается клапан высокого давления, позволяя газу проходить мимо седла клапана в межкаскадную камеру. Когда дайвер прекращает вдыхать, давление в камерах низкого давления быстро повышается до тех пор, пока диафрагма не вернется в нейтральное положение и больше не будет давить на подъемник клапана, перекрывая поток до следующего вдоха. [4] : 9–13 [5] : Глава 3
Вторая ступень, или ступень клапана по требованию, удерживает газ в межкаскадной камере до тех пор, пока он не откроется из-за снижения давления в камере низкого давления. Он снижает давление межступенчатой подачи воздуха почти до давления окружающей среды, когда дайвер вдыхает воздух в камере низкого давления, а более крупная и более чувствительная диафрагма низкого давления отклоняется внутрь, оказывая давление на рычаг, управляющий клапаном второй ступени. Когда дайвер прекращает вдыхать, поток продолжается только до тех пор, пока давление в камере низкого давления не уравновесит давление окружающей воды снаружи диафрагмы низкого давления. [5] : Глава 3
Чтобы предотвратить свободный поток или чрезмерное противодавление выхлопных газов, выпускной клапан должен находиться на той же глубине, что и диафрагма, и единственное надежное место для этого - в том же корпусе. Воздух проходит через пару гофрированных резиновых шлангов большого диаметра к мундштуку и обратно. Подающий шланг подсоединяется к одной стороне корпуса регулятора и подает воздух в мундштук через обратный клапан, а выдыхаемый воздух возвращается в корпус регулятора с внешней стороны диафрагмы, также через обратный клапан на другую сторону мундштука и через другой обратный выпускной клапан в корпусе регулятора. [5] Обратные клапаны, установленные на каждом из дыхательных шлангов в месте их соединения с мундштуком, предотвращают попадание воды, попавшей в мундштук, в шланг для вдоха и гарантируют, что после ее попадания в шланг для выдоха она не сможет попасть в шланг для выдоха. течь обратно. Это немного увеличивает сопротивление потоку воздуха и работу дыхания , но облегчает очистку регулятора, особенно когда у дайвера недостаточно воздуха в легких, чтобы резко выдохнуть. При перекатывании в правильном направлении в горизонтальном положении захваченная вода будет течь под действием силы тяжести в выпускной шланг, а когда мундштук меньше диафрагмы, регулятор будет стремиться к свободному потоку при выходе из рта, что также может использовать для продувки шланга для ингаляций. [5] : 341
В идеале создаваемое давление равно давлению покоя в легких дайвера, поскольку именно к нему приспособлены легкие человека. Благодаря двухшланговому регулятору позади дайвера на уровне плеч подаваемое давление меняется в зависимости от ориентации дайвера. если дайвер перекатывается на спину, давление высвобождаемого воздуха выше, чем в легких. Дайверы научились ограничивать поток, закрывая мундштук языком. Когда давление в баллонах падало, а потребность в воздухе возрастала, крен в правую сторону облегчал дыхание. [5] : 341 Поднятие мундштука над регулятором увеличивает подаваемое давление газа в устье и увеличивает сопротивление выдоху, а опускание мундштука снижает подаваемое давление и увеличивает сопротивление вдоху.
Более ранний регулятор подводного дыхания, известный как регулятор , был изобретен во Франции в 1860 году Бенуа Рукайролем . Сначала он задумал его как устройство, помогающее выбраться из затопленных шахт. Регулятор Рукайроля был адаптирован для дайвинга в 1864 году, когда Рукайроль встретил лейтенанта де Вайссо Огюста Денайруза . Аппарат Рукайроля-Денайруза был запущен в массовое производство и коммерциализацию 28 августа 1865 года, когда министр военно-морского флота Франции заказал первые устройства. [6]
После 1884 года несколько компаний и предпринимателей купили или унаследовали патент и производили его до 1965 года. В 1942 году, во время немецкой оккупации Франции, патент принадлежал компании Бернара Пиля ( Établissements Bernard Piel ). [7] Один из их аппаратов достался Эмилю Ганьяну , инженеру, работающему в компании Air Liquide . Ганьян миниатюризировал и приспособил его к газовым генераторам в ответ на нехватку топлива, ставшую следствием немецких реквизиций. Начальник Ганьяна, Анри Мельхиор, знал, что его зять Жак-Ив Кусто искал автоматический регулятор мощности для увеличения полезного срока службы подводного дыхательного аппарата, изобретенного командором Ивом ле Приером , [8] поэтому он представил Кусто Ганьян в декабре 1942 года. По инициативе Кусто регулятор Ганьяна был модифицирован для использования в водолазах. Кусто и Ганьян получили патент несколько недель спустя, в 1943 году. [9] После войны, в 1946 году, оба мужчины основали La Spirotechnique как подразделение Air Liquide с целью массового производства и продажи своего изобретения, на этот раз под новой торговой маркой. Патент 1945 года и известен как CG45 («C» для Кусто, «G» для Ганьяна и «45» для 1945 года). Тот же самый регулятор CG45, производившийся более десяти лет и поступивший в продажу во Франции с 1946 года, был первым, получившим название «Aqua-Lung». Во Франции термины scaphandre autonome («автономный набор для дайвинга»), scaphandre Cousteau-Gagnan («набор для дайвинга Кусто-Ганьана») или CG45 имели достаточное значение для коммерциализации, но для продажи своего изобретения в англоязычных странах Кусто нужно было привлекательное имя, соответствующее стандартам английского языка. Затем он придумал торговое название Aqua-Lung .
В конце 1940-х и начале 1950-х годов La Spirotechnique начала экспортировать Aqua-Lung и сдавать свой патент в аренду иностранным компаниям, таким как британская Siebe Gorman . Это оборудование имело большой успех по сравнению с аппаратом Рукайроля-Денайруза, который был ограничен, поскольку технологии того времени могли производить только баллоны со сжатым воздухом, способные удерживать 30 атмосфер , что позволяло погружаться всего на 30 минут на глубину не более десяти метров. . [10] До 1945 года французские дайверы предпочитали традиционную стандартную водолазную одежду с медным шлемом и подачей воздуха для дыхания с поверхности. Когда Aqua-Lung стал доступен для коммерческого использования, дайверы по всему миру обнаружили, что оборудование Кусто-Ганьяна меньше и проще в использовании, чем аппарат Ле Приера или Рукайроля-Денайруза. Aqua-Lung также может быть установлен на более прочных и надежных баллонах с воздухом, выдерживающих давление до 200 атмосфер, [11] что позволит увеличить продолжительность погружения до более чем часа на значительных глубинах, включая время, необходимое для декомпрессионных остановок .
Первые Aqua-Lung Кусто-Ганьана (например, CG45 1945 года или Mistral 1955 года) представляли собой двухшланговые акваланги с открытым контуром . Подобные конфигурации с тех пор были созданы различными производителями с разными деталями конструкции и количеством цилиндров. Как и акваланги с открытым контуром с одношланговыми регуляторами, они состояли из одного или нескольких баллонов для дайвинга высокого давления и регулятора для дайвинга ( Aqua-Lung ), который снабжал дайвера дыхательным газом под давлением окружающей среды через регулирующий клапан. На протяжении более десяти лет, показанных в фильмах « Эпав» ( «Кораблекрушение» , 1943) и «Монд тишины» (« Безмолвный мир », 1956), основным снаряжением для подводного плавания, которое использовал Кусто и его водолазы, был «Аква-Лунг», установленный на трех водолазных баллонах, один из которых используется как резерв. [12] Aqua-Lung позволил дайверам проводить больше времени под водой и, наряду с изобретением нескольких подводных камер, более свободно снимать и исследовать. [13]
Aqua-Lung не был первым автономным подводным дыхательным аппаратом, но он был первым, получившим широкую популярность. В 1934 году Рене Коммейнес разработал дыхательный аппарат пожарного , приспособленный для водолазных работ под названием GC-42 и запатентованный в апреле 1942 года (№976590) его сыном Жоржем в 1937 году. Он использовался французским флотом во время первые несколько лет Второй мировой войны. Это была система с открытым контуром, питаемая от двух баллонов на 200 бар, в которой использовался одноступенчатый регулятор для подачи газа в мешок между двумя баллонами, установленными сзади, при давлении немного выше окружающего. Затем газ подавался к левой стороне полнолицевой маски по гофрированному резиновому шлангу и выходил непосредственно с правой стороны маски. [14]
Неясно, кто изобрел первый регулятор с одним шлангом. Изобретение было мотивировано попыткой обойти патент Aqua-Lung на двухшланговый регулятор, который предусматривал возврат выхлопных газов в регулятор для уменьшения перепада давления и, следовательно, уменьшения количества и колебаний избыточного или пониженного давления. дыхательный газ в легких. В регуляторе с одним шлангом это достигается за счет перемещения диафрагмы датчика давления второй ступени к точке выпуска на мундштуке, а не путем направления выхлопных газов обратно к диафрагме регулятора в цилиндре.
В рекламе в журнале «Популярная механика» за октябрь 1950 года компания Divers Supply в Уилмингтоне, Калифорния, предлагала продажу одного шлангового регулятора. [15] Примерно в то же время, когда Divers Supply начала продавать регулятор Sport Diver, австралиец Тед Элдред разработал двухступенчатый одношланговый регулятор, который он продавал в Австралии как Porpoise . [16] Практически все современные регуляторы для подводного плавания с открытым контуром используют двухступенчатую конструкцию с одним шлангом, хотя в 2005 и 2006 годах компания Aqualung продавала модернизированную модель Mistral с двумя шлангами. [17]
Aqualung , Aqua-Lung и Aqua Lung являются зарегистрированными торговыми марками дыхательного оборудования для подводного плавания. Первоначально это торговое название принадлежало в Соединенных Штатах компании, известной как US Divers (ныне Aqua Lung America ). Этот термин использовался до того, как товарный знак был зарегистрирован Рене Бюссозом, который владел магазином спортивных товаров René Sports в Лос-Анджелесе. Он получил контракт с Air Liquide , материнской компанией Aqua Lung/La Spirotechnique , на импорт нового оборудования для подводного плавания в Соединенные Штаты для продажи на побережье Тихого океана (у SPACO Inc. был контракт на побережье Атлантического океана). Буссоз изменил название своей компании на US Divers и зарегистрировал название Aqua-Lung. Это оказалось мудрым шагом, поскольку, когда французская компания решила не продлевать пятилетний контракт, никто даже не слышал об их продукте, но все были знакомы с зарегистрированными им названиями. Бюссоз продал компанию и торговые марки с солидной прибылью и вернулся во Францию. Название US Divers звучало очень официально и очень по-американски, однако оно принадлежало французу и было продано французской компании.
Air Liquide владела патентом на оригинальный «Аквалунг» (также называемый «Аква-Лунг» или «Аква-Лунг») до тех пор, пока срок действия патента не истечет примерно в 1960–1963 годах. Насколько известно, термин «Аквалунг» впервые появился. в печати на странице 3 первой книги Жака-Ива Кусто « Безмолвный мир » в 1953 году. Публичное использование слова «акваланг» и общественный интерес к аквалангам и подводному плаванию начались примерно в 1953 году в англоязычных графствах Статья журнала Национального географического общества о подводной археологической экспедиции Кусто в Гран-Конглу. Во Франции дайвинг с аквалангом популяризировался благодаря фильму Кусто « Эпав» , а его книга « Безмолвный мир» также оказала значительную помощь.
Как и некоторые другие зарегистрированные товарные знаки , термин «акваланг» стал обобщенным товарным знаком в англоязычных странах в результате широкого использования среди общественности и в публикациях, включая официальные руководства по дайвингу BSAC . Предположительно, юристы Кусто или Air Liquide могли бы замедлить или остановить это обобщение, приняв незамедлительные меры, но этого, похоже, не было сделано в Великобритании, где Зибе Горман владел британскими правами как на торговое название, так и на патент.
В Соединенных Штатах термин « акваланг» был популяризирован благодаря популярному телесериалу «Морская охота» (1958), в первых эпизодах которого появлялись настоящие «Аква-легкие». В этом сериале никогда не говорилось, что регулятор подводного плавания может называться как-то иначе или быть изготовлен кем-то еще, но компания Voit Rubber Corporation предоставила большую часть снаряжения для дайвинга, используемого в сериале, и поставила Майка Нельсона, главного героя. Слово «акваланг» обычно использовалось в речи и в публикациях как термин для обозначения дыхательного аппарата открытого цикла с регулируемым клапаном (даже после того, как истек срок действия патента Air Liquide и другие производители начали производить идентичное оборудование), иногда также для ребризеров и в переносном значении (например, « акваланг водяного паука из пузырьков воздуха»). Слово вошло в русский язык как родовое существительное акваланг («акваланг»). Это слово было переведено в литовский язык как родовое существительное «аквалангас»; «Лангас» по-литовски означает «окно», что буквально означает «окно с водой».
В США компании US Divers удалось сохранить товарный знак «Aqualung». Аббревиатура «SCUBA», или «Автономный подводный дыхательный аппарат», возникла в ВМС США , где она относилась к кислородному ребризеру водолазов , разработанному Кристианом Дж. Ламбертсеном . Подводное плавание стало общим термином для любого типа автономного дыхательного комплекта для дайвинга, и вскоре аббревиатура SCUBA стала нарицательным – « подводное плавание » – все в нижнем регистре. «Scuba» какое-то время был товарным знаком, который использовался компанией Healthways , теперь известной как Scubapro , одним из конкурентов US Divers. [ нужна цитата ]
В Великобритании Зибе Горман (который владел правами на торговую марку «Акваланг») не предпринял серьезных попыток контролировать использование этого слова, и «аквалунг» оставался общепринятым родовым словом для обозначения такого рода аппаратов, в том числе в Британской субрегионе. Официальные издания Аква Клуба – уже много лет.
Aqua Lung America , нынешнее название американской компании Divers, теперь производит ребризеры, торговые марки или описания в каталогах которых включают слово «Aqualung». Название US Divers теперь используется в качестве товарного знака компанией Aqua Lung America для своей линии снаряжения для подводного плавания . [ нужна цитата ]