Техника - молодёжи 1998-09, страница 32

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБ

О 3 Р Е Н И Е

ШАГИ

«Люди уже в недалеком будущем смогут подолгу жить на дне моря и постепенно осваивать просторы подводного континентального гтлато», — утверждал в свое время выдающийся океанограф Ж.И.Кусто. Напомним, что освоение Мирового океана началось еще в незапамятные времена и разом шло по двум направлениям — по горизонтали, когда мореплаватели отправлялись s путешествия, чтобы открыть и нанести на карты новые земли, и по вертикали. В последнем случае сначала преследовались сугубо потребительские цели, к примеру, добыча даров моря или подъем ценных грузов с затонувших судов. Постепенно, классическим методом проб и ошибок, отрабатывались способы погружений и специфическое оснащение.

Так, еще древнегреческие добытчики губок и полинезийские охотники за жемчугом умели нырять на 40 м, причем самые опытные, задерживая дыхание, оставались на дне до 4 мин. Наконец, в XVI столетии техника коснулась и этой сферы человеческой деятельности — изобрели водолазный колокол — закрытый сверху и с боков, нечто вроде перевернутого ведра. Его вместе с водолазом опускали на тросе на глубину до 20 м и оставляли там, пока хватало находившегося внутри воздуха. Насколько известно, первыми такое устройство применили испанцы, отправив в нем двух человек на дно реки Тахо.

А в 1609 г. итальянец Б.Лорини придумал удобную маску, снабженную кожаной трубкой, по которой подавали воздух для дыхания. В 1715 г. англичанин Д.Лесбридж смастерил прототип нынешнего жесткого скафандра. Он представлял собой громоздкий железный цилиндр. Водолаз залезал в него, задраивал крышку и просовывал руки в кожаные, просаленные «перчатки». С помощью такого устройства, снабжавшегося воздухом по шлангу, доставали гульдены и пиастры с испанского судна, покоившегося на глубине 25 м. Спустя два столетия в Германии создали улучшенный, уже стальной скафандр системы Нойфельдта — Кун-ке. Внутри него находились баллоны с кислородом или сжатым воздухом для дыхания, системы освещения и освежения атмосферы. В случае обрыва несущего троса водолаз мог продуть встроенные в скафандр балластные цистерны и самостоятельно подняться на поверхность подобно подводной лодке.

Но веком раньше, в 1819 г., англичанин А.Зибе предложил более удобный вариант водолазного снаряжения. Он состоял из герметичного шлема, соединенного с водонепроницаемой рубахой, доходившей до пояса. Воздух в шлем подавался с поверхности насосом, отработавший стравливался через подол. Спустя 18 лет Зибе довел свое изобретение до логического конца — изготовил рубаху в виде комбинезона, избыток воздуха убирался через вделанный в шлем клапан, сам костюм дополнили свинцовыми галошами, удерживавшими водолаза на грунте в вертикальном положении, а навешенные грузы не позволяли ему произвольно всплыть. В подобном, но, понятно, усовершенствованном снаряжении советские водолазы, дышавшие сжатым воздухом, в 1930 г. достигли невероятной тогда глубины 110 м.

И наконец, в 1943 г, французы Ж.И.Кусто и Э.Ганьян создали акваланг. Он состоял из маски, наспинных баллонов для сжатого

воздуха, а также, в отличие от спасательных аппаратов, которыми пользовались подводники, покидавшие затонувшую субмарину, еще и легочным автоматом, который приравнивал давление поступающего из баллона | воздуха с изменяющимся в | зависимости от глубины наружным. Акваланг годился (для погружений до 30 м, Причем однократное было вполне безопасно. Однако когда водолаз делал два и более погружений в течение суток, он рисковал получить | кессонную болезнь. | «Практика водолазных работ знает достаточно случаев и примеров того, насколько серьезным противником являются морские глубины, — писал в 30-е гг. главный инженер Экспедиции подводных работ особого назначения (ЭПРОН) Т.Бобрицкий. — ;В 1909 г. на Черном море при работах по подъему подводной лодки «Камбала», затонувшей на глубине 29 сажен (около 60 м), первый водолаз, опустившийся на нее в течение дня три раза на короткое время, почувствовал себя на грунте нехорошо и был поднят уже в бессознательном и параличном состоянии и к вечеру умер. Позже четыре водолаза заболели отдышкой, сердечной слабостью и параличом рук и ног, у остальных семи наблюдались посинение тела и сыпь».

Эта болезнь недаром называется кессонной — с ней впервые столкнулись те, кто в середине XIX в. трудился в кессонах, применявшихся при работах в водонасы-щенных грунтах, например, при прокладке туннелей и устройстве мостовых опор. После того как в камеру входили люди, в ней задраивали дверь и повышали давление, чтобы не просочилась вода. После смены работники перебирались в шлюз, где давление постепенно уменьшали до нормального, и только после этого их выпускали наружу. Если же процедуру ускоряли, то у кессонщиков (а потом и водолазов) возникала кессонная болезнь.

Дело в том, что на поверхности мы дышим воздухом под давлением 1 атм (1 кГс/см'), но на глубине 10 м его приходится удваивать, а в 50 м — доводить до 5 атм. Естественно, при таких условиях воздух куда интенсивнее насыщает кровь и, следовательно, ткани организма. И при слишком быстром подъеме он просто не успевает выходить при выдохе через легкие; остающийся образует микропузырьки, 70—80% которых составляет азот, 10—18% — кислород и 5—10% — углекислота. При дальнейшем же скором падении давления они как бы вскипают и закупоривают, а то и разрывают сосуды. Отсюда признаки «кессонки» — зуд, боли в суставах и мышцах, головокружение, расстройства речи, помрачнение сознания, параличи и, в худшем случае, смерть.

Выход напрашивался сам собой — надо замедлить подъем водолаза — провести декомпрессию, чтобы растворенный в крови воздух успел бы нормально перейти в легкие. Уже в первом десятилетии нашего века составили таблицы декомпрессии, Понятное дело, чем значительнее глубина, на которую опустился водолаз, и проведенное там время, тем больше приходится замедлять подъем. Таким образом, проблему предотвращения «кессонки» в принципе решили.

ТЕХНИКД-М 0JHJ ЕЖИ 998

Однако после того как в обычном снаряжении освоили глубины в 100 и более метров, образовались новые. Горький опыт несчастий показал, что содержащиеся в сжатом воздухе газы по разному действуют на организм водолаза.

Например, кислород способен вызвать воспаление дыхательных путей. Углекислый газ опасен при длительной физической работе — водолазу приходится чаще дышать, и она накапливается в его легких, не успевая выходить. Куда коварнее азот — примерно в 50 м от поверхности у аквалангистов и других ныряльщиков наблюдалось специфическое, вызванное им, опьянение. Сначала человек испытывал неожиданный прилив сил, чрезмерную веселость, что нередко становилось причиной необдуманных поступков, затем все сменялось безразличием, в том числе к самому себе. Так, в 1947 г. от азотного опьянения погиб член группы Кусто М.Фарг, попытавшийся спуститься с аквалангом со сжатым воздухом на 160 м, но на глубине 120 м потерявший контроль над своими действиями...

Поэтому предложили заменить азот нейтральным гелием. Тот меньше растворяется в крови и тканях, а при понижении давления скорее выходит из них. В результате были созданы гелиево-кислородные дыхательные смеси. Именно с ними в 1939 г. советские водолазы Л.Кобзарь и П.Выгу-лерный в мягких рубахах достигли, причем без нежелательных последствий, глубины 157 м, а в 1956 г. В.Шалаев, Б.Курочкин и Д.Ламбенс преодолели и 300-метровый барьер. Подобные эксперименты проводились у нас в полной секретности, за рубежом о них, понятно, не знали и шли по тому же, но своему пути.

Сенсационных — для Запада — успехов добился швейцарец Г.Келлер. Обработав свыше 250 тыс. цифровых данных, он получил таблицы ускоренного спуска и подъема водолазов и создал принципиально новые дыхательные смеси, позволившие ему осуществить задуманное.

В 1958 г. он опустился в Женевском озере на 96 м и всплыл всего за 28 мин. Спустя два года, опробовав шесть составов на гелиево-кислородной основе, сумел подняться с 156 м за 45 мин вместо положенных по нормам декомпрессии 7 ч!

В 1961 г. Келлер продолжил опыты на озере Лаго-Маджоре, использовав подводную камеру (вроде водолазного колокола) собственной конструкции. Облачившись в легководолазное снаряжение, он, в сопровождении корреспондента американского журнала «Лайф», за 7 мин. достиг 222 м и всего через час вернулся на поверхность. В его камере было четыре баллона: в первом содержался чистый кислород — им участники опыта дышали до глубины 17 м, затем переходили на смеси из остальных трех. Известно только, что одна содержала 95% азота и 5% кислорода. Келлер таил их состав от конкурентов, и когда очередное погружение на 300 с лишним метров оказалось неудачным, он, чудом добравшись до поверхности и едва прийдя в себя, первым делом выпустил содержимое баллонов.

Итак, к середине 60-х гг. проблемы применения дыхательных смесей, режимов компрессии и декомпрессии при спусках на 100 — 300 м были, в общем-то, решены. Однако в тот же период во многих странах начали эксплуатировать морские нефте- и газопромыслы, развернули крупномасштабные исследования Мирового океана. Потребовалось, чтобы специалисты, облаченные в водолазное снаряжение, не просто «ныряли», а работали на дне, притом достаточно долго. А это значило, что пришла пора заняться отработкой методики длительных погружений. □