Водолазный колокол — это жесткая камера, используемая для транспортировки водолазов с поверхности на глубину и обратно в открытой воде, обычно для выполнения подводных работ. Наиболее распространенными типами являются мокрый колокол с открытым дном и закрытый колокол , который может поддерживать внутреннее давление, превышающее внешнее давление окружающей среды. [1] Водолазные колокола обычно подвешиваются на тросе и поднимаются и опускаются лебедкой с поверхностной опорной платформы. В отличие от подводного аппарата , водолазный колокол не предназначен для перемещения под контролем его пассажиров или для работы независимо от его системы спуска и подъема.
Мокрый колокол представляет собой конструкцию с герметичной камерой, которая открыта для воды на дне, которая опускается под воду, чтобы служить базой или средством транспортировки для небольшого числа водолазов. Воздух удерживается внутри колокола давлением воды на границе раздела. Это был первый тип водолазной камеры , и они до сих пор используются в модифицированном виде.
Закрытый колокол — это сосуд под давлением для людей, который может использоваться для прыжков с парашютом или погружений с насыщением , с доступом к воде через люк на дне. Люк запечатывается перед всплытием, чтобы сохранить внутреннее давление. На поверхности этот тип колокола может быть зафиксирован в барокамере, где водолазы живут в условиях насыщения или декомпрессии. Колокол сопрягается с системой камеры через нижний люк или боковой люк, а желоб между ними находится под давлением, чтобы водолазы могли перейти в камеру под давлением. При погружениях с насыщением колокол — это просто поездка на работу и обратно, а система камеры — это жилые помещения. Если погружение относительно короткое (прыжковое погружение), декомпрессия может быть выполнена в колоколе точно так же, как это было бы сделано в камере.
Третий тип — спасательный колокол, используемый для спасения персонала с затонувших подводных лодок, сохранивших структурную целостность. Эти колокола могут работать при атмосферном внутреннем давлении и должны выдерживать давление окружающей воды.
Водолазный колокол — один из самых ранних типов оборудования для подводных работ и исследований. [2] Его использование впервые было описано Аристотелем в 4 веке до нашей эры: «они позволяют водолазам дышать одинаково хорошо, спуская котел, поскольку он не наполняется водой, но удерживает воздух, поскольку он нагнетается прямо в воду». [3] Повторяющиеся легенды об Александре Великом (включая некоторые версии романа об Александре [4] ) рассказывают, что он исследовал море в каком-то закрытом сосуде, спущенном со своих кораблей. Их происхождение трудно определить, но некоторые из самых ранних датированных работ относятся к раннему Средневековью. [5] В 1535 году Гульельмо де Лорена создал и испытал свой собственный водолазный колокол, чтобы исследовать затонувшее судно в озере недалеко от Рима. Водолазный колокол Де Лорены имел место только для достаточного количества кислорода на несколько минут, однако, как сообщалось, воздуха в его водолазном колоколе хватало на один-два часа, причем ограничивающим фактором была способность водолаза выдерживать холод и усталость, а не недостаток кислорода. Механизм, который он использовал, должен был поддерживать постоянное давление внутри колокола, подавать свежий воздух и удалять воздух, выдыхаемый водолазом. Чтобы добиться этого, считается, что Де Лорена использовал метод, похожий на тот, который позже станет конструкцией Эдмонда Галлея 1691 года. [6]
В 1616 году Франц Кесслер спроектировал усовершенствованный водолазный колокол, сделав его доходящим до щиколоток водолаза, и добавив окна и балласт на дно. Эту конструкцию больше не нужно было привязывать к поверхности, но неясно, была ли она фактически построена. [7] [8]
В 1642 году Джон Уинтроп сообщил о том, что Эдвард Бендалл построил две большие деревянные бочки, утяжеленные свинцом и открытые снизу, чтобы спасти корабль «Мэри Роуз» , который взорвался и затонул, заблокировав гавань Чарлстауна, Бостон . Бендалл взялся за работу при условии, что ему будет присуждена вся стоимость спасения, если ему удастся разблокировать гавань, или половина стоимости, которую он сможет спасти, если он не сможет этого сделать. [9]
В 1658 году Альбрехту фон Трайлебену было разрешено поднять военный корабль «Ваза» , затонувший в гавани Стокгольма во время своего первого плавания в 1628 году. Между 1663 и 1665 годами водолазы фон Трайлебена успешно подняли большую часть пушек, работая из водолазного колокола. [10]
Водолазный колокол упоминается в «Балладе о колледже Грешем» 1663 года (строфа 16):
Чудесный двигатель изобретается
По форме, как говорят, очень похожий на колокол,
Весьма полезный для искусства ныряния.
Если не попадет, это будет Чудо;
Ибо, джентльмены, немаленькое дело
Заставить человека дышать под водой.
В конце 1686 года сэр Уильям Фиппс убедил инвесторов финансировать экспедицию на территорию нынешних Гаити и Доминиканской Республики , чтобы найти затонувшие сокровища, несмотря на то, что место кораблекрушения было основано исключительно на слухах и домыслах. В январе 1687 года Фиппс нашел обломки испанского галеона Nuestra Señora de la Concepción у берегов Санто-Доминго . Некоторые источники говорят, что они использовали перевернутый контейнер для спасательной операции, в то время как другие говорят, что экипажу помогали индейские водолазы на мелководье. Операция длилась с февраля по апрель 1687 года, за это время они спасли драгоценности, немного золота и 30 тонн серебра, что в то время стоило более 200 000 фунтов стерлингов. [11]
В 1689 году Дени Папен предположил, что давление и свежий воздух внутри водолазного колокола могут поддерживаться силовым насосом или мехами. Инженер Джон Смитон использовал эту концепцию в 1789 году. [7] [12]
В 1691 году доктор Эдмонд Галлей завершил разработку проекта водолазного колокола, способного оставаться под водой в течение длительного времени и снабженного окном для подводных исследований. В проекте Галлея атмосфера пополняется путем отправки утяжеленных бочек с воздухом вниз с поверхности. [13]
В 1775 году Чарльз Сполдинг , кондитер из Эдинбурга, усовершенствовал конструкцию Галлея, добавив систему противовесов для облегчения подъема и опускания колокола, а также ряд канатов для подачи сигналов находящейся на поверхности команде. [14] Сполдинг и его племянник Эбенезер Уотсон позже задохнулись у берегов Дублина в 1783 году, выполняя спасательные работы в водолазном колоколе конструкции Сполдинга. [14]
Колокол опускается в воду с помощью тросов от крана , козлового крана или А-образной рамы, прикрепленной к плавучей платформе или береговой конструкции. Колокол балластируется так , чтобы оставаться в воде в вертикальном положении и иметь отрицательную плавучесть , так что он будет тонуть даже при наполнении воздухом.
Шланги, питаемые газовыми компрессорами или батареями баллонов высокого давления на поверхности, подают дыхательный газ в колокол, выполняя две функции:
Физика водолазного колокола применима также к подводной среде обитания , оборудованной лунным бассейном , который похож на водолазный колокол, увеличенный до размеров одной или двух комнат, и в котором граница раздела вода-воздух на дне ограничена определенной секцией, а не образует все дно конструкции.
Мокрый колокол, или открытый колокол, представляет собой платформу для спуска и подъема водолазов на подводное рабочее место и обратно, которая имеет заполненное воздухом пространство, открытое в нижней части, где водолазы могут стоять или сидеть, высунув голову из воды. Воздушное пространство все время находится под давлением окружающей среды, поэтому нет больших перепадов давления, а наибольшие структурные нагрузки обычно представляют собой собственный вес и плавучесть воздушного пространства. Часто требуется довольно тяжелый балласт, чтобы противодействовать плавучести воздушного пространства, и он обычно устанавливается низко в нижней части колокола, что способствует устойчивости. [1] Основание колокола обычно представляет собой решетку или палубу, на которой водолазы могут стоять, а для удобства водолазов во время подъема могут быть установлены складные сиденья, поскольку декомпрессия в воде может быть длительной. Другое оборудование, которое перевозится на колоколе, включает баллоны с аварийным запасом газа, а также стеллажи или ящики для инструментов и оборудования, которые будут использоваться на работе. Могут быть предусмотрены приспособления для подъема и поддержки водолаза-инвалида таким образом, чтобы его голова выступала в воздух.
Мокрый колокол типа 1 не имеет шланга, снабжающего колокол, потому что шланги водолаза снабжают водолазов напрямую с поверхности, подобно сцене дайвинга . Водолазы, спускающиеся с колокола типа 1, будут выходить с противоположной стороны от того места, где шланги входят в колокол, так что шланги проходят через колокол, и водолазы могут найти свой путь обратно в колокол в любое время, следуя по шлангу. Спасение из колокола типа 1 осуществляется путем выхода из колокола с той стороны, где шланги входят в колокол, так что они больше не проходят через колокол, предоставляя водолазам возможность свободно всплыть.
Газовая панель внутри колокола питается от шлангокабеля колокола и аварийных газовых баллонов, а также питает шлангокабели водолазов и иногда комплекты BIBS. Будут установлены стойки для подвешивания шлангокабелей водолазов, которые для этого применения не должны быть плавучими. Оставление мокрого колокола типа 2 требует от водолазов самостоятельного управления своими шлангокабелями, пока они поднимаются по оставшемуся соединению на поверхность.
Колокол с водолазами на борту спускается с рабочей платформы (обычно судна) краном , шлюпбалкой или другим механизмом с лебедкой, рассчитанной на человека . Колокол опускается в воду на рабочую глубину со скоростью, рекомендуемой графиком декомпрессии, и которая позволяет водолазам комфортно выравнивать давление . Влажные колокола с воздушным пространством будут иметь воздушное пространство, пополняемое по мере погружения колокола, и воздух сжимается за счет увеличения гидростатического давления . Воздух также будет обновляться по мере необходимости, чтобы поддерживать приемлемый для пассажиров уровень углекислого газа . Содержание кислорода также пополняется, но это не является ограничивающим фактором, так как парциальное давление кислорода будет выше, чем в поверхностном воздухе из-за глубины.
Когда колокол поднят, давление упадет, и избыток воздуха из-за расширения автоматически выльется под края. Если водолазы в это время дышат из воздушного пространства колокола, может потребоваться его продувание дополнительным воздухом для поддержания низкого уровня углекислого газа. Снижение давления пропорционально глубине, поскольку воздушное пространство находится под давлением окружающей среды, и всплытие должно проводиться в соответствии с запланированным графиком декомпрессии, соответствующим глубине и продолжительности дайвинг-операции.
Закрытый или сухой колокол, также известный как капсула для перемещения персонала или погружная декомпрессионная камера, представляет собой сосуд высокого давления для пребывания людей, который опускается в море на рабочее место, выравнивается по давлению с окружающей средой и открывается, чтобы позволить водолазам войти и выйти. Эти функциональные требования диктуют структуру и расположение. Внутреннее давление требует прочной конструкции, и сфера или цилиндр со сферическим концом наиболее эффективны для этой цели. Когда колокол находится под водой, у пассажиров должна быть возможность войти или выйти, не затапливая внутреннее пространство. Для этого требуется люк давления на дне. Требование, чтобы колокол надежно сохранял свое внутреннее давление при снижении внешнего давления, диктует, чтобы люк открывался внутрь, так что внутреннее давление будет держать его закрытым. Колокол опускается через воду на рабочую глубину, поэтому должен иметь отрицательную плавучесть. Для этого может потребоваться дополнительный балласт, который может быть прикреплен системой, которая может быть сброшена изнутри колокола в чрезвычайной ситуации, без потери давления, чтобы позволить колоколу всплыть обратно на поверхность.
Запирание на палубной декомпрессионной камере или системе насыщения на поверхности возможно как снизу, так и сбоку. Использование люка колокола для этой цели имеет преимущество в том, что нужен только один люк, и недостаток в том, что нужно поднять колокол и поместить его над вертикальным входом в камеру. Колокол, используемый таким образом, можно назвать капсулой для перемещения персонала. Если декомпрессия производится внутри колокола, его можно назвать погружной декомпрессионной камерой. [15]
Люк в нижней части колокола должен быть достаточно широким для того, чтобы большой водолаз, полностью экипированный соответствующими спасательными баллонами , мог войти и выйти без излишних затруднений, и его нельзя закрыть, пока водолаз находится снаружи, так как за шлангокабелем следит через люк посыльный . Также посыльный должен иметь возможность поднять работающего водолаза через люк, если он без сознания, и закрыть люк после него, чтобы колокол можно было запечатать и накачать для всплытия. Для этой цели внутри колокола обычно устанавливается подъемный механизм, и колокол может быть частично затоплен, чтобы облегчить процедуру. [15]
Внутреннее пространство должно быть достаточно большим для того, чтобы полностью экипированный водолаз и матрос (резервный водолаз, отвечающий за обслуживание колокола, пока рабочий водолаз заблокирован) могли сидеть, а их шлангокабель был аккуратно сложен на стеллажах, а люк открывался внутрь, когда они находятся внутри. Все, что больше, сделает колокол тяжелее, чем он должен быть на самом деле, поэтому все оборудование, которое не должно быть внутри, монтируется снаружи. Это включает в себя каркас для поддержки вспомогательного оборудования и защиты колокола от ударов и зацепления за препятствия, а также аварийные источники газа и питания, которые обычно размещаются на стеллажах вокруг каркаса. Аварийный источник газа (EGS) подключается через коллекторы к внутренней газовой панели. Часть каркаса, которая удерживает нижний люк над дном, называется ступенью колокола . Она может быть съемной, что может облегчить подключение к шлюзу вертикальной камеры доступа. Шлангокабель колокола подключается к колоколу через сквозные фитинги корпуса (проходы корпуса), которые должны выдерживать все рабочие давления без утечки. Внутренняя газовая панель подключается к проходкам корпуса и шлангопроводам водолаза. Шлангопроводы будут нести основной запас дыхательного газа, кабель связи, шланг пневмофатометра , горячее водоснабжение для обогрева костюма, питание для устанавливаемых на шлеме фонарей и, возможно, шланг возврата газа и видеокабель. Шлангопровод колокола обычно также будет нести силовой кабель для внутреннего и внешнего освещения колокола. Гидравлические линии питания для инструментов не обязательно должны проходить внутрь колокола, поскольку они никогда не будут там использоваться, а инструменты также могут храниться снаружи. Может быть аварийная система связи через воду с питанием от батареи и транспондер местоположения, работающий на международном стандарте 37,5 кГц. [16] Колокол может также иметь смотровые окна и медицинский замок.
Закрытый колокол может быть оснащен резаком для шлангов, механизмом, который позволяет жильцам отрезать шланг колокола изнутри герметичного и находящегося под давлением колокола в случае зацепа шланга, который препятствует восстановлению колокола. Устройство обычно приводится в действие гидравлически с помощью ручного насоса внутри колокола и может отрезать шланг в точке или чуть выше, где он крепится к верхней части колокола. После разрезания колокол можно поднять, и если шланг можно восстановить, его можно снова подключить, потеряв лишь небольшую длину. [17] Может быть установлено внешнее соединение, известное как блок горячего удара , который позволяет подключать аварийный шланг для поддержания жизнеобеспечения в колоколе во время спасательной операции. [18]
Водолазы в колоколе также могут контролироваться из пункта управления погружениями с помощью замкнутой видеосистемы [16] , а атмосфера колокола может контролироваться на предмет загрязнения летучими углеводородами с помощью гипербарического анализатора углеводородов, который может быть подключен к верхнему ретранслятору и настроен на подачу сигнала тревоги, если уровень углеводородов превысит 10% от уровня анестезии. [19] [20]
Колокол может быть оснащен внешним аварийным аккумуляторным блоком питания, очистителем углекислого газа для внутренней атмосферы и кондиционером для контроля температуры. Источник питания обычно 12 или 24 В постоянного тока. [18]
Колокол будет снабжен оборудованием для спасения и лечения травмированного водолаза. Обычно это будет включать в себя небольшую снасть, чтобы поднять водолаза в колокол через нижний люк и закрепить его в вертикальном положении, если это необходимо. Клапан затопления колокола, также известный как клапан затопления, может быть доступен для частичного затопления внутреннего пространства, чтобы помочь поднять водолаза в колокол. После того, как он находится внутри и закреплен, колокол очищается от воды с помощью продувочного клапана, чтобы заполнить внутреннее пространство дыхательным газом при давлении окружающей среды и вытеснить воду через люк. Будет перевозиться аптечка первой помощи. [15]
Вариантом этой системы, использовавшейся на нефтяных месторождениях Северного моря в период с начала 1986 года по начало 90-х годов, была система Oceantech Minibell, которая использовалась для погружений с отскоком колокола и использовалась как открытый колокол для спуска и как закрытый колокол для подъема. Водолазы забирались в колокол после того, как укладывали свои шлангокабели на внешние стойки, снимали шлемы для внешнего хранения, запечатывали колокол и возвращались на поверхность, выпуская воздух на глубину первой декомпрессионной остановки. Затем колокол закреплялся на палубной декомпрессионной камере, водолазы переводились под давлением для завершения декомпрессии в камере, и колокол был доступен для использования для другого погружения. [21]
Дыхательный газ для колокола включает основной запас газа, резервный запас газа и аварийный запас газа, размещенный на колоколе. Водолазы также будут нести спасательный газ в баллонах для подводного плавания или в качестве полузакрытого контура ребризера , достаточного для того, чтобы вернуться в колокол в случае отказа шлангового питания.
Первичный газ или основная подача газа может быть сжатым воздухом, который обычно подается компрессором дыхательного воздуха низкого давления, или смешанным газом, который обычно поставляется в коллекторных кластерах баллонов высокого давления, обычно называемых «квадами». Первичный газ подключается к главной газовой панели на протяжении всей операции по погружению, за исключением случаев, когда она выходит из строя или устраняется проблема, в течение которых водолазы переключаются на резервный газ.
Резервный газ, или вторичный газ, который подключен к основной газовой панели и доступен для немедленного использования путем открытия клапана подачи, может также подаваться компрессором низкого давления или из хранилища высокого давления. Он имеет тот же состав, что и основной источник газа.
Декомпрессионный газ , если он используется, также подается через главную газовую панель. Это может быть тот же газ, что и основной газ, или обогащенная кислородом смесь, или чистый кислород. Переключение газа для подводной декомпрессии в мокром колоколе не является предпочтительной процедурой для коммерческого дайвинга, так как вся система подачи дыхательного газа должна быть чистой от кислорода, и так как на месте требуется декомпрессионная камера, когда планируется определенный предел обязательной декомпрессии, удобнее проводить поверхностную декомпрессию на кислороде (SurDO 2 ) в камере. Относительная безопасность поверхностной декомпрессии и подводной декомпрессии не определена. Обе процедуры приняты органами, регулирующими здравоохранение и безопасность.
Аварийный газ поставляется на колоколе, обычно в небольшом количестве 50-литровых баллонов высокого давления, подключенных к газовой панели колокола. Это должен быть тот же газ, что и основной газ. На закрытых колоколах есть дополнительная подача чистого кислорода, если колокол имеет скруббер углекислого газа для атмосферы колокола. На мокром колоколе типа 2 или закрытом колоколе этот аварийный газ может быть распределен среди водолазов с газовой панели колокола, управляемой звонарем, через шлангокабель.
Каждый водолаз имеет при себе аварийный запас газа (спасательный газ), достаточный для возвращения в колокол в случае любого разумно предсказуемого отказа шлангового соединения основного, резервного и аварийного источников газа в колоколе.
Главная распределительная панель газа расположена в пункте управления водолазными работами и управляется газовщиком , который также может быть водолазом, или, если газом является воздух, ею может управлять непосредственно руководитель водолазных работ .
Панель управления газом колокола представляет собой коллектор из клапанов, труб, шлангов и манометров, смонтированных внутри закрытого колокола и под навесом мокрого колокола типа 2, и управляется звонарем . Когда используется система возврата гелия, обратный шланг для восстановленного газа проходит через панель управления газом колокола и регулятор обратного давления на своем пути к поверхности. Панель управления газом колокола снабжается первичными и вторичными поставками газа от главной газовой панели через шлангокабель колокола, а также бортовым аварийным газом из баллонов, перевозимых на колоколе. [22]
Водолазные колокола спускаются с борта судна или платформы или через лунный бассейн, используя козловую стойку или А-образную раму, на которой подвешены груз и колокол. На судах поддержки дайвинга со встроенными системами насыщения колокол может спускаться через лунный бассейн . Система управления колоколом также известна как система запуска и подъема (LARS). [23]
Шланговый колокол подает газ на газовую панель колокола и отделен от шланговых кабелей водолазов, которые подключены к газовой панели внутри колокола. Шланговый колокол разворачивается из большого барабана или корзины для шлангов, и принимаются меры для поддержания низкого натяжения в шланговом кабеле, но достаточного для того, чтобы оставаться почти вертикальным при использовании и аккуратно сворачиваться во время подъема, так как это снижает риск зацепления шлангового кабеля за подводные препятствия. [23]
Обработка мокрого колокола отличается от обработки закрытого колокола тем, что нет необходимости перемещать колокол в систему камер и из нее для создания герметичного соединения, и что мокрый колокол должен будет поддерживать точно контролируемую скорость спуска и подъема и оставаться на фиксированной глубине в пределах довольно жестких допусков для того, чтобы пассажиры могли декомпрессировать при определенном давлении окружающей среды, в то время как закрытый колокол можно извлечь из воды без задержки, и скорость подъема и спуска не имеет решающего значения.
Команда водолазов в колоколе обычно включает двух водолазов в колоколе, назначенных рабочим водолазом и носителем, хотя они могут чередовать эти роли во время погружения. Звонарь является дежурным водолазом и проводником шлангов от колокола до рабочего водолаза, оператора бортовой панели распределения газа, и имеет шланг примерно на 2 м длиннее, чем рабочий водолаз, чтобы гарантировать, что рабочий водолаз может быть доступен в чрезвычайной ситуации. Это можно отрегулировать, завязав шланги внутри колокола, чтобы ограничить длину развертывания, что часто необходимо делать в любом случае, чтобы не допустить приближения водолазов к известным опасностям в воде. В зависимости от обстоятельств, может также быть поверхностный дежурный водолаз с сопровождающим, на случай возникновения чрезвычайной ситуации, когда водолаз, ориентированный на поверхность, может оказать помощь. Команда будет находиться под прямым контролем руководителя водолазных работ , будет включать оператора лебедки и может включать выделенного оператора панели управления поверхностным газом. [16]
Развертывание водолазного колокола обычно начинается с опускания грузила, который представляет собой большой балластный груз, подвешенный в изгибе троса, который идет от лебедки, через шкив с одной стороны портала, вниз к грузу, вокруг пары шкивов по бокам груза и обратно на другую сторону портала, где он закреплен. Груз свободно висит между двумя частями троса и из-за своего веса висит горизонтально и удерживает трос под натяжением. Колокол висит между частями троса грузила и имеет направляющую с каждой стороны, которая скользит по тросу, когда он опускается или поднимается. Развертывание колокола осуществляется отдельным тросом, прикрепленным к верхней части, который проходит через шкив в середине портала. Когда колокол опускается, направляющие не дают ему вращаться на тросе развертывания, что может привести к скручиванию шлангокабеля и риску образования петель или зацепления. Таким образом, кабели грузила действуют как направляющие или рельсы, по которым колокол опускается на рабочее место и поднимается обратно на платформу. Если подъемная лебедка или кабель выходят из строя, а балласт колокола освобождается, положительно плавучий колокол может всплыть, а кабели направят его на поверхность в положение, где его можно будет сравнительно легко поднять. Кабель грузила также может использоваться в качестве системы аварийного подъема, в этом случае и колокол, и груз поднимаются вместе. [23] Альтернативной системой предотвращения вращения на подъемном тросе является использование системы поперечной тяги , которая также может использоваться как средство регулировки бокового положения колокола на рабочей глубине и как система аварийного подъема. [16]
Ступень колокола — это открытая структура под колоколом, которая не позволяет нижнему замку колокола слишком близко подходить к грузу или морскому дну, гарантируя, что водолазам будет достаточно места для безопасного выхода и входа в колокол. Она может быть развернута либо как часть колокола, либо как часть груза. Ступень колокола может быть оснащена корзинами для переноски инструментов и оборудования. [24]
Закрытая система управления колоколом используется для перемещения колокола из положения, в котором он закреплен на системе камеры, в воду, опускания его на рабочую глубину и удержания его в положении без чрезмерного перемещения, а также для возврата его в систему камеры. Система, используемая для перемещения колокола на палубу, может быть системой палубной тележки, подвесным порталом или качающейся А-образной рамой. Система должна ограничивать движение поддерживаемого колокола в достаточной степени, чтобы обеспечить точное расположение на желобе камеры даже в плохую погоду. Курсор колокола может использоваться для управления движением через и над зоной всплеска, а механизм компенсации качки может использоваться для ограничения вертикального движения в воде и вдали от курсора, особенно на рабочей глубине, когда водолаз может быть заблокирован, а колокол открыт для давления окружающей среды. [16]
Курсор колокола — это устройство, используемое для направления и управления движением колокола по воздуху и зоне всплеска вблизи поверхности, где волны могут значительно перемещать колокол. Это может быть либо пассивная система, которая опирается на дополнительный балластный вес, либо активная система, которая использует управляемую систему привода для обеспечения вертикального движения. Курсор имеет люльку, которая фиксируется на колоколе и которая перемещается вертикально по рельсам, чтобы ограничить боковое движение. Колокол отпускается и фиксируется на курсоре в относительно спокойной воде ниже зоны всплеска. [23] [16]
Оборудование для компенсации качки используется для стабилизации глубины колокола путем противодействия вертикальному движению системы обработки, вызванному движениями платформы, и обычно также поддерживает правильное натяжение направляющих тросов. Обычно это не является необходимым, в зависимости от устойчивости платформы. [16]
Системы поперечной тяги представляют собой тросы от независимого подъемного устройства, которые предназначены для использования для перемещения колокола вбок от точки, расположенной непосредственно под LARS, а также могут использоваться для ограничения вращения и в качестве аварийной системы подъема колокола. [16]
Коммерческие водолазные подрядчики обычно используют закрытый колокол в сочетании с поверхностной гипербарической камерой . Они имеют преимущества в плане безопасности и эргономики и позволяют проводить декомпрессию после того, как колокол был поднят на поверхность и возвращен на борт судна поддержки водолазов . Закрытые колокола часто используются при погружениях с насыщением и подводных спасательных операциях. Водолазный колокол будет соединен через ответный фланец воздушного шлюза с палубной декомпрессионной камерой или системой насыщения для передачи под давлением пассажиров.
Использование барокамер под водой может быть опасным, так как барокамеры подвержены возгоранию изнутри. [25]
.jpg/1280px-Caisson_Diving_Bell_Barge_BF73_001_079_060_(cropped).jpg)
Установка для водолазного колокола с воздушным шлюзом была специально построенной баржей для укладки, осмотра и ремонта швартовов для линкоров [26] в гавани Гибралтара . [27] [28] Она была спроектирована Siebe Gorman из Ламбета и Forrestt & Co. Ltd из Wivenhoe в Эссексе, которые построили и поставили ее в 1902 году Британскому Адмиралтейству . [26]
Судно появилось из особых условий в Гибралтаре. Тяжелые причалы гавани имеют три цепи, простирающиеся радиально вдоль морского дна от центрального кольца, каждая из которых заканчивается большим якорем. Большинство гаваней имеют мягкое морское дно, и обычно причалы устанавливают, закладывая якоря в ил, глину или песок, но это невозможно сделать в гавани Гибралтара, где морское дно представляет собой твердую породу. [29]
В процессе работы баржу буксировали по рабочей площадке, пришвартовывали на месте якорями, а колокол опускали вертикально на дно. [27] и вода вытеснялась насосами. Рабочие бригады заходили в колокол через шлюз в центральной шахте доступа. Работая в обычной одежде, они могли выкапывать якоря для швартовки. [29]
Немецкая сервисная баржа Carl Straat имеет схожую концепцию, но колокол опускается путем поворота трубы доступа. Carl Straat был построен в 1963 году для Управления водных путей и судоходства Запад в Мюнстере. Доступ к колоколу размером 6 м × 4 м × 2,5 м осуществляется через трубу диаметром 2 м и воздушный шлюз. Система пантографа удерживает колокол и внутренние лестницы на одном уровне на всех глубинах. Максимальная рабочая глубина составляет 10 м. Судно используется на тех внутренних водных путях, которые имеют шлюзы, достаточно большие для размещения его общей длины 52 м, ширины 11,8 м и осадки 1,6 м. [30] [31]
Водолазные колокола использовались для спасения подводных лодок . Закрытый сухой колокол предназначен для уплотнения палубы подводной лодки над аварийным люком. Вода в пространстве между колоколом и подводной лодкой откачивается, и разница давлений удерживает колокол напротив подводной лодки, поэтому люки можно открыть, чтобы позволить пассажирам покинуть подводную лодку и войти в колокол. Затем люки закрываются, юбка колокола затапливается, чтобы освободить ее от подводной лодки, и колокол с его грузом выживших поднимается обратно на поверхность, где выжившие выходят, а колокол может вернуться за следующей группой. Внутреннее давление в колоколе обычно поддерживается на уровне атмосферного давления, чтобы минимизировать время работы за счет устранения необходимости в декомпрессии , поэтому уплотнение между юбкой колокола и палубой подводной лодки имеет решающее значение для безопасности операции. Это уплотнение обеспечивается с помощью гибкого уплотнительного материала, обычно типа резины, который плотно прижимается к гладкому окружению люка перепадом давления, когда юбка откачивается.
Наблюдательный колокол — это закрытый колокол, обычно работающий с внутренним давлением при атмосферном давлении, который обеспечивает наблюдательную платформу, которая может быть опущена на глубину с одним или несколькими обитателями, которые могут наблюдать за окружающей средой через смотровые окна, но, как правило, не имеют средств физического взаимодействия с внешней средой. Первый наблюдательный колокол был одним из первых современных колоколов, построенных в конце 19 века. [ необходима цитата ]
Батисфера и наблюдательный колокол — это похожие конструкции. Стальная батисфера, созданная в 1930 году Уильямом Бибом и Отисом Бартоном, имела три хрустальных окна для наблюдения. Наблюдательные колокола для более мелких глубин обычно используют другие конструкции, чем батисферы. [ 32]
Стандартные процедуры для погружения в колокол включают подготовку колокола к погружению, спуск и подъем, а также контроль рабочего водолаза носителем колокола. Носитель колокола отвечает за обеспечение готовности колокола и его пассажиров к спуску или подъему, а также за связь с поверхностью для укладки шлангокабеля рабочего водолаза и за работу газовой панели колокола.
Подъем по мокрому колоколу обычно включает декомпрессионные остановки в воде, а иногда и поверхностную декомпрессию .
Процедуры закрытого колокола также включают блокировку на глубине и разблокировку, а также перемещение под давлением между колоколом и системой насыщения или палубной декомпрессионной камерой.
Процедуры аварийного звонка включают динамическую позиционную сигнализацию и ответ на выбег, операции аварийной газовой панели звонка, такие как отказ подачи поверхностного газа или загрязненный поверхностный газ, оба из которых требуют аварийного выхода на бортовой газ, отказ подачи горячей воды и спасения работающего водолаза носильщиком. Отказ голосовой связи требует соответствующего использования аварийного света и газовых сигналов. Оставление колокола может быть необходимым, если мокрый колокол не может быть поднят, но водолазы, занимающиеся насыщением, в закрытом колоколе должны быть спасены в колоколе или в другом колоколе, поскольку они не могут быть подняты на поверхность в воде.
Закрытый колокол, который был разгерметизирован для доступа к обслуживанию, вероятно, сохранит остаточную смесь дыхательного газа для дайвинга, которая обычно будет гипоксической при нормальном атмосферном давлении и может привести к тому, что любой, кто войдет, довольно быстро потеряет сознание. Смеси на основе гелия плавучие и требуют активной промывки сильным потоком воздуха с последующей проверкой парциального давления кислорода перед входом. [33]
Атмосфера колокола может быть загрязнена материалами, принесенными водолазом, который подвергся воздействию загрязняющих веществ во время блокировки. Это будет зависеть от рабочей среды и может включать нефтехимические вещества. Это более серьезная проблема для закрытых колоколов. [34]
Водолазы, имеющие квалификацию для работы с колоколами, обучаются навыкам и процедурам, соответствующим типу колокола, с которого им предстоит работать. Открытые колокола обычно используются для погружений на глубину с поверхностной подачей воздуха, а закрытые колокола используются для погружений с насыщением и погружений с поверхностной подачей газа. Эти навыки включают стандартные процедуры для развертывания рабочего водолаза из колокола, уход за рабочим водолазом из колокола носителем, а также аварийно-спасательные процедуры как для рабочего водолаза, так и для носителя. Существует значительное сходство и существенные различия в этих процедурах между погружениями с открытым и закрытым колоколом. [35] [36] [37] [38]
Как отмечалось выше, дальнейшее развитие концепции мокрого колокола — это подводная среда обитания, оборудованная лунным бассейном, где дайверы могут проводить длительные периоды в сухом комфорте, акклиматизируясь к повышенному давлению, испытываемому под водой. Не имея необходимости возвращаться на поверхность между погружениями в воду, они могут уменьшить необходимость в декомпрессии (постепенном снижении давления) после каждого погружения, необходимой для предотвращения проблем с выделением пузырьков азота из кровотока (изгибы , также известные как кессонная болезнь). Такие проблемы могут возникнуть при давлении, превышающем 1,6 стандартных атмосфер (160 кПа), что соответствует глубине 6 метров (20 футов) воды. Дайверам в среде обитания с атмосферным давлением потребуется декомпрессия, когда они вернутся на поверхность. Это форма погружения с насыщением .
Водолазный паук ( Argyroneta aquatica ) — это паук , который живет исключительно под водой, хотя может выживать и на суше.
Поскольку паук должен дышать воздухом, он строит из шелка среду обитания, похожую на открытый водолазный колокол, который он прикрепляет к подводному растению . Паук собирает воздух тонким слоем вокруг своего тела, удерживаемый густыми волосками на брюшке и ногах. Он переносит этот воздух в свой водолазный колокол, чтобы пополнить запас воздуха в колоколе. Это позволяет пауку оставаться в колоколе в течение длительного времени, где он поджидает свою добычу .
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Александр пытается исследовать глубины океана с помощью водолазного колокола, история, которую мидрашские источники рассказывают об Адриане. 15 Она также встречается в арабских исторических книгах, а также в латинской «Космографии» Этикуса Истера (VIII век) и в латинском переводе Льва Архисвященника , немецком «Annolied» (XI–XII века) и старофранцузской прозе «Александр» (XII век).
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Воздушно-компрессорное судно, используемое для установки швартовов для линкоров, оснащенное водолазным колоколом, вход в который находится внизу большой трубы в середине судна. Заголовок картины здесь появился на обложке Illustrated London News 25 марта 1906 г.
