Техника - молодёжи 1982-02, страница 33

БАРЬЕР ГЛУБИНЫ

АЛЕКСАНДР ДУРНЕВ, инженер

По-моему, когда заходит речь о том, кому предстоит осваивать владения Нептуна (как и космос), ответ может быть однозначен — и человеку и автоматам. А коль скоро присутствие первого необходимо при работе в глубинах Мирового океана, то следует, очевидно, разобраться в особенностях среды, которую американец Скотт Карпен-тер, побывавший и в межпланетном пространстве, и в пучине Атлантики, назвал «более враждебной человеку, чем космос».

Стремясь обжиться в столь непривычной для него обстановке, человек придумывал все более сложные технические устройства. Начал с примитивной дыхательной трубки, потом вооружился кожаным мешком, наполненным воздухом, на смену которому пришел водолазный колокол. Затем для подачи воздуха применили насос, следом за ним водонепроницаемые костюмы и сверхпрочные стальные скафандры.

Кстати сказать, идею такого аппарата одним из первых выдвинул еще в начале XVIII века русский умелец Е. Никонов.

Изобретатель А. Хотинский в 1881 году получил патент на автономный скафандр. Большую роль в освоении глубин сыграло создание годом позже в Кронштадте водо-лазяой школы.

Огромный вклад в дело освоения океана внесла и созданная в 1923 году по инициативе Ф. Э. Дзержинского экспедиция подводных работ особого назначения, со временем превратившаяся в крупнейшую организацию, которая занималась не только практической работой, но и научными исследованиями. Тщательное изучение физиологии водолаза и создание оригинальной техники позволили осуществить замечательные погружения и провести ряд поистине уникальных операций. Уже в 1931 году водолаз А. Разуваев первым достиг небывалой по тем временам глубины — 81 м, спустя шесть лет группа его товарищей погрузилась на 137 м. Значение свершенного ими становится ясным, если учесть, что значительно позже при освоении мень

ших глубин погибли опытные подводники — француз Фарг, американец Хоуп, да и другие. Рекорды наших водолазов позволили установить предел погружения со сжатым воздухом, а после того, как на смену ему пришел гелий, Б. Иванов, И. Выскребенцев, С. Кий-ко в 1946-м смогли погрузиться в двухсотметровую пучину, а за десять лет до швейцарца Г. Келлера водолазы Д. Лимбес, В. Шалаев, А. Ковалевский и другие побывали на 300-м глубине.

Цель, которую преследовали отважные первопроходцы владений Нептуна, остается одна — добиться длительного пребывания на глубине и быстрого возвращения на поверхность. Однако еще в XVIII веке французский ученый П. Бэр отметил, что «давление воды действует на живой организм не как непосредственный физический фактор, а как химический агент». В чем же дело?

В обычных условиях все мы дышим воздухом, в котором парциальное давление кислорода (оно равно произведению абсолютного давления смеси на процентное содержание в ней этого газа) составляет 0,21 атм. А если он будет иным?

Оказывается, если давление ниже 0,16 атм,. возникает кислородное голодание, сопровождающееся внезапной потерей сознания, а в том случае, когда оно превышает 0,6 атм, наступает кислородное отравление, а за ним и летальный исход. Даже при давлении воздуха 2—2,5 кгс/см², что соответствует десятиметровой глубине, через полтора-два часа у водолаза могут наступить судороги и затемнение рассудка. Отсюда нетрудно прийти к выводу — чем глубже опускается подводник, тем меньше ему нужно кислорода, место которого в дыхательной смеси должны занять другие газы — разбавители. В атмосферном воздухе им служит азот. Однако при повышенном давлении и с ним происходят неприятные метаморфозы: возникает азотный наркоз. Дурманящее действие азота проявляется на глубине уже 40 м, а на 60—70 м оно становится опасным — у водолаза возникает ненормальное возбуждение, снижаются работоспособность и внимание, начинаются галлюцинации. Почему это происходит?

Одни ученые полагают, что степень отравляющего влияния нейтральных газов зависит от их растворимости в воде и тканях организма, особенно в жиросодержащем веществе мозга. Другие связывают это с молекулярным весом нейтральных газов: чем он больше, тем сильнее его действие. Эта вза

имосвязь породила еще одну версию, согласно которой с увеличением плотности дыхательной смеси, ускорением ее турбулентности в дыхательных путях появляется недостаточность альвеолярной вентиляции. А это ведет к накоплению в организме углекислого газа. По теории же Миллера и Паулин-га, при высоких давлениях в клетках, вокруг молекул нейтрального газа образуются структурные формирования молекул воды. Это изменяет электрические параметры нервных клеток, что приводит к макроизменениям во всем организме.

Но раз так, то почему бы ие применить что-то более безопасное? И в 1937 году американский инженер М. Нол успешно погрузился, дыша гелиевой смесью. Оказалось, что употребление его не вызывает глубинного опьянения и на 300 м. А дальше появляется новый враг. Это НСВД, «нервный синдром высоких давлений», проявляющийся на больших глубинах, где именно гелий и показывает себя «во всей красе». Сначала у цодводного пловца начинаются нарушения моторики (дрожь), затем он теряет ясность мышления, приходя в беспричинное возбуждение, заканчивающееся припадками эпилептического характера. Хоть это явление и воспроизводилось в лабораторных условиях, причины его пока объясняются по-разному. Одни ученые отмечают неблагоприятное воздействие гелия на центральную нервную систему, другие считают НСВД следствием нарушения аль-веолярно-капиллярного обмена

после увеличения плотности вдыхаемой смеси; третьи полагают, что ткани организма, по-разному поглощая нейтральный газ, насыщаются им неравномерно, и между ними образуется перепад давлений — дис-барнзм, который и вызывает НСВД.

Поэтому в некоторых странах попробовали заменить и гелий. В 1968 году несколько обезьян опустили на 600 м, подавая им гелие-во-водородно-кислородную смесь, и животные перенесли этот опыт довольно сносно. Однако другие эксперименты привели специалистов к выводу, что и водород не поможет полностью освободиться от НСВД, позволив разве что «нырять» на 500—600 м. Но это ли предельная глубина погружения? Сегодня еще нельзя точно сказать, что следует понимать под этим термином. По крайней мере, в 300 м под поверхностью работать можно, что подтвердили водолазы Франции и США, успешно выдерживавшие восьмидневное пребывание там. Поэтому большинство иностранных экспертов считает, что ныне предел глубоководных погружений распо

30