Устройство обеспечивающие человеку дыхание под водой

Лучший аппарат для дыхания под водой. Акваланг для дыхания под водой

Изучение морских глубин, знакомство с невероятными живыми существами, обитающими на дне океанов — все это до недавнего времени было недостижимо для человечества. Но с момента изобретения аппаратов для подводного плавания и батискафов недосягаемые глубины стали доступными.

История

После Клингертон модифицировал и усовершенствовал свой костюм, дорабатывая его год за годом. Сначала был металлический каркас, который одевался на голову и тело и крепился к резиновым штанам. Позже к нему добавился и большой баллон, наполненный кислородом, который погружался вместе с водолазом. Из него по трубкам воздух поступал в шлем человека в костюме.

Водолазный костюм

Август Зибе перенял эстафету создания водолазного снаряжения. Именно он пустил в обиход слово «скафандр». Металлический шлем соединялся с водонепроницаемым костюмом, а воздух подавался через трубки с помощью насоса, находящегося на корабле, с которого спускался водолаз. Также были свинцовые ботинки, для быстрого погружения и дополнительного веса, что придавало человеку устойчивость на морском дне.

В последующие годы скафандр дорабатывался и видоизменялся, но вопрос о подаче воздуха, не привязанного к суше, оставался актуальным.

В 1878 году Генри Флюсс изобретает аппарат для дыхания под водой с замкнутой системой подачи кислорода. При этом используется регулятор, который был создан и запатентован еще 12 лет до этого Бенуа Рукейролем. Флюсс это изобретение дорабатывает и добавляет к костюму новые баллоны, которые могли выдерживать высокое давление.

Изобретение акваланга

За основу для клапана подачи воздуха Кусто взял механизм и устройство для запуска горючего газа в мотор автомобиля. После модернизации и необходимых доработок начался процесс тестирования, который уже на первом этапе не удовлетворил изобретателя. При различных положениях тела человека под водой воздух поступал неравномерно, а в некоторых случаях его совсем не было.

После экспериментов Кусто доработал регулятор подачи воздуха из баллонов так, чтоб дыхание было возможным на любой глубине и при разных расположениях тела человека в воде. Это позволило погружаться на большие глубины и проводить под водой длительное время.

Регулятор

Регуляторы разделяют по виду на одно- и двухступенчатые. Они позволяют снизить сжатие воздуха, который поступает из баллонов через дыхательные трубки. В двухступенчатых регуляторах редуктор опускает давление до 6 атм., это первая ступень. Далее легочный автомат доводит воздух до состояния окружающей среды, это облегчает вдох и не вредит здоровью.

Для глубоководных и длительных работ рекомендуется использовать двухступенчатые регуляторы.

Виды аппаратов

С каждым годом аппараты для дыхания под водой модернизируются, а для специальных операций изобретаются и разрабатываются новые. Это обусловлено тем, что человек все глубже погружается на дно океана и все дольше желает там находиться.

Этот аппарат для дыхания под водой предназначен для ныряльщиков, которые задействованы в спасательных работах. Он обеспечивает воздухом специалистов при аварийных и других работах. Разработан аппарат специально для среды с низкой температурой и повышенной загрязненностью. Применяется во время операций при разливе нефтепродуктов. Для этого специально разработаны соответствующие комплектующие этого водолазного снаряжения. Весит аппарат не более 22 кг.

Этот портативный аппарат для дыхания под водой предназначен для пловцов, которые опускаются на глубину до 60 метров. Вес АВМ-5 при незаполненных баллонах до 22 кг. Применяется как обычными дайверами, для изучения морского дна, так и для различных глубинных работ.

Этот аппарат, как и два предыдущих, обеспечивает водолазу дыхание под водой при различных спасательных и аварийных работах. Система дыхания открытая, то есть выдох происходит в воду. У АВМ-12 простая конструкция и техническое обслуживание, с ним можно работать в загрязненной среде и при низких температурах. Также предусмотрена дополнительная комплектация.

Уникальный ныряльщик

Стиг Северинсен обладает уникальной способностью: он долго развивал и оттачивал такой навык, как задержка дыхания. Дыхание под водой ему может не понадобиться в течение 22 минут. Именно такой рекорд поставил молодой человек, пробыв без воздуха это промежуток времени.

Долгие тренировки и знания в области биологии позволили ему экспериментировать со своим телом и добиться таких результатов. Его достижение внесено в книгу рекордов Гиннеса.

Незадолго до этого Стиг Северинсен уже ставил рекорд нахождения под водой без воздуха в течение 20 минут и 10 секунд. Но этого ему было мало, поэтому он решился на новый прорыв. За данным процессом постоянно наблюдал его брат-медик. А сам эксперимент проходил в бассейне, температура воды в котором была 30 градусов.

Батискаф

Батискаф – это аппарат для дыхания под водой, который вмещает в себя 1-2 человек. Такой мини-корабль был создан Огюстом Пикаром, швейцарским ученым, для передвижения под водой и изучения морских глубин. Батискаф состоял из кабины в виде шара и большой емкости-цистерны. С помощью специально оборудованных двигателей корабль мог передвигаться под водой, а наличие запаса воздуха позволяло ему быть независимым от надводных суден.

С помощью батискафов можно спускаться на глубины, которые не подвластны обычным ныряльщикам, даже с самой современной аппаратурой. Глубина погружения маленького подводного корабля превышает 10 000 метров. Именно на батискафе была изучена самая глубокая впадина Земли – Марианская.

Подводное плавание

Для ныряния с аквалангом необходимо пройти специальную школу, где научат обращаться с аппаратом, устанавливать на нем все необходимые параметры, правильно рассчитывать грузы. Кроме того, погружение на большие глубины должно быть медленным, как и всплытие. Это обусловлено тем, что чем ниже погружение в воде, тем выше давление, и организм должен иметь время на адаптацию. Резкое всплытие на поверхность также может привести к нежелательным последствиям.

Источник

Акваланг

Ключевая задача акваланга — обеспечить поступление воздуха в легкие аквалангиста. Но подача воздуха должна осуществляться под тем же давлением, что существует в природной среде. Современное устройство акваланга включает четыре основных части:

• Баллоны. Обязательно очень прочные, обычно стальные или из сплава алюминия, емкости для воздуха. Воздух в них закачивается под давлением. В среднем, давление в баллоне акваланга составляет от 200 до 300 атмосфер.
• Регулятор давления. Переключает давление с высокого на низкое, обеспечивая поступление воздуха в легкие аквалангиста.
• Вспомогательное оборудование. Прежде всего, сюда входит: маска, ремни, шланги для соединения и грузовая система.
• Компенсатор плавучести. Специальная резиновая емкость, наполненная воздухом.

Правильная проверка акваланга включает анализ всех частей устройства и правильность их соединения между собой.

Из чего состоит акваланг

Акваланг состоит из следующих составных частей:

• баллон. Применяют обычно одну или две ёмкости, заполненные дыхательной смесью. Одна ёмкость вмещает в себя от 7 до 18 литров сжатого воздуха;
• регулятор. Как правило, состоит из двух частей — редуктора и лёгочного автомата. В одном акваланге может содержаться от одного до нескольких редукторов;
• компрессор плавучести. Это специальный надувной жилет, благодаря которому дайвер может регулировать глубину погружения.

Кто изобрел акваланг

Первый образец акваланга был придуман в 19 веке Бенуа Рукейролем и Огюстом Денейрузом, причем познакомились они именно благодаря этому изобретению. Горный инженер Рукейроль разрабатывал аппарат автономного дыхания для спуска в шахту, а лейтенант французского флота Денейруз, узнав об этом, предложил применять этот агрегат для погружения человека под воду. Снаряжение было запатентовано, но не получило широкого распространения из-за высокой цены и ряда серьезных недостатков. Баллоны могли выдерживать незначительное давление и позволяли аквалангисту пребывать под водой лишь несколько минут, затем требовалось подавать воздух с поверхности при помощи насоса.

В 1936 году француз Ив Ле Прийор изобрел полностью автономный агрегат, способный выдерживать давление до 150 атмосфер. Конструкция включала в себя не только сам аппарат, но и специальную маску, наполнявшуюся воздухом из баллона.

Усовершенствованную конструкцию для подводного плавания создал капитан французского флота Жак Ив Кусто совместно с инженером Эмилем Ганьяном в 1943 году. Это был эффективный и безопасный агрегат, позволявший аквалангисту погружаться на глубину до 60 метров. Впоследствии это устройство стало основным элементом экипировки дайверов, во Франции его начали продавать под торговой маркой Aqua Lung.

Какие бывают

Популярные модели аквалангов различаются схемой дыхания, в связи с чем они делятся на такие типы:

• С закрытой схемой. Выдыхаемый воздух освобождается от углекислого газа и, при необходимости, насыщается кислородом. Таким образом, дайвер для дыхания использует один и тот же объем воздуха, находящийся в баллоне, несколько раз. При этом пловец, выдыхая, не создает вокруг себя пузырьки, что позволяет ему спокойно находиться среди морских обитателей, не пугая их своим присутствием. Считается оптимальным вариантом для профессионалов. Возглавляют рейтинг качественных товаров. Преимущества: дайвер практически не привлекает к себе внимания, находясь длительное время на значительной глубине. Конструкция имеет незначительный вес и габариты. Недостаток – для новичков он не подходит.
• С полузакрытой схемой. Данные устройства от предыдущего варианта отличаются тем, что часть выдыхаемого воздуха регенерируется, а часть выпускается в воду.
• С открытой схемой. Повторное использование выдыхаемого воздуха полностью исключается. Аквалангист получает сжатый воздух посредством загубника из дыхательного устройства, выдох осуществляется прямо в воду. Регулятор используется в качестве проводника для подачи воздуха. Он находится на выходе баллонного блока. Манометр помогает пловцу убедиться в рабочем показателе и наличии воздуха в баллоне. К позитивным моментам стоит отнести несложность конструкции и надежность в процессе использования. Отрицательное качество – не подходит для глубинных погружений.

Лучшие производители выпускают агрегаты, разнящиеся устройством, в связи с чем их делят на такие виды:

• с разделением ступеней редуцирования воздушных масс;
• без разделения ступеней редуцирования воздушных масс;
• двухступенчатые;
• одноступенчатые.

Если отталкиваться от количества баллонов, то различают 3, 2 и 1-баллонные модели. Различия бывают и в дыхательном автомате, поэтому устройства делят на такие типы:

• с противоточным механизмом клапана;
• с поточным механизмом клапана.

Конструктивные особенности

Основными составными частями акваланга являются:

Элементы	Описание
Баллон	Специальные емкости, внутри которых находится сжатый воздух. В большинстве случаев, имеют объем 5 или 7 литров, однако встречаются новинки на 10 и 14 литров. По форме напоминают цилиндр с вытянутой горловиной, к которой крепится трубка или патрубок. Материал изготовления – углеволокно, сталь, алюминиевые сплавы, титан и т.д. Материалы разнятся стоимостью, износостойкостью и весом, но отвечают главному требованию – выдерживают существенное сжатие (до 300 атм.). Что качается стальных конструкций, то во избежание появления коррозии их обрабатывают специальным антикоррозийным составом.
Регулятор	Состоит из редуктора и легочного автомата. Редуктор предназначен, чтобы давление поступающего из баллона сжатого воздуха понизить до среднего уровня. После этого, воздух со средним уровнем сжатия поступает в шланг, а потом в легочный автомат, где он получает оптимальное значение. Аквалангист использует его для дыхания через загубник. Акваланги оснащены основным и запасным регуляторами. Их число разнится в зависимости от модели и производителя.
Компенсатор плавучести	Приспособление, основная задача которого – компенсировать переменную плавучесть человека в процессе погружения и в период нахождения на поверхности.

Как выбрать и где купить аппарат

Критерии выбора каждый человек определяет для себя самостоятельно, однако рекомендации специалистов сводятся к следующему: стоит особое внимание обратить на баллоны. Какой лучше купить, зависит от многих факторов, но прежде всего от качества материала изготовления.

Самыми распространенными считаются алюминиевые и стальные: алюминий не боится коррозии, а сталь обладает прочностью. Оптимальный вариант для профессиональных дайверов – стальные баллоны, которые, при правильном использовании и уходе, отличаются длительным сроком службы. Но стоит проверить наличие специального антикоррозийного покрытия.

По мнению аквалангистов, выбирать объем и количество баллонов нужно тщательно. Все зависит от глубины и длительности погружения. Чем продолжительнее водное путешествие, тем больший объем воздуха потребуется.

Зачастую, профессиональные дайверы берут с собой не камеры, а компрессор. Он помогает самостоятельно перезаправить камеры. Средняя цена такого устройства значительная, поэтому можно приобрести модель, бывшую в употреблении. Однако, если позволяют финансы, лучше остановить свой выбор на новом компрессоре, в котором вы будете полностью уверены. Для начинающих ныряльщиков такое снаряжение не является обязательным и на нем можно сэкономить.

Какой фирмы лучше купить каждый определяется самостоятельно, исходя из личных предпочтений и денежных средств. Самые хорошие стоят дорого, бюджетные варианты больше подходят для начинающих. Чтобы не ошибиться при выборе, нужно ознакомиться с функционалом, изучить рейтинги и проанализировать отзывы покупателей.

Лучше всего посетить специализированные маркеты, получить совет от менеджера по продажам, выбрать понравившуюся модель по цвету и дизайну. Набор можно заказать онлайн в интернет-магазине. По цене это выйдет дешевле, но нет гарантии того, что не получится приобрести некачественную подделку.

Есть еще 1 вариант – сделать акваланг своими руками. В интернете есть даже пошаговая инструкция, как сделать аппарат в домашних условиях. Умельцы используют для этих целей газовые баллоны и противогазы. Получаются недорогие изделия, но насколько они надежные и долговечные? По мнению покупателей, экономить на собственном здоровье и рисковать жизнью не стоит.

Где купить акваланг

Современные дайвинг-центры готовы предоставить снаряжение для дайвинга в аренду. Чтобы воспользоваться этой услугой, необходимо лишь предъявить сертификат дайвера. Однако, по мнению опытных аквалангистов, лучше иметь собственный акваланг, это дает уверенность в качестве и надежности аппарата и позволяет подобрать оборудование с учетом личных предпочтений. Новички могут обратиться к своему инструктору по дайвингу, он даст компетентные рекомендации по выбору магазина и посоветует, акваланг какой фирмы лучше купить.

По мнению многих покупателей, лучше приобрести набор экипировки в специализированной торговой точке или заказать онлайн в надежном интернет-магазине. Второй вариант предпочтительнее, так как дает возможность изучить описание, отзывы и рейтинг товара, не выходя из дома.

Некоторые умельцы предлагают не покупать акваланг, а смастерить его своими руками. В интернете есть пошаговая инструкция, как сделать агрегат самостоятельно. Однако, такое изделие не может заменить профессиональное снаряжение и обеспечить безопасность дайвера, поэтому рисковать жизнью и здоровьем не стоит.

На что обратить внимание при выборе

Решить, какой акваланг лучше купить, не так-то просто. Ошибки при выборе могут не только привести к дискомфорту, но и стоить дайверу жизни. Необходимо учесть следующие критерии выбора:

• Емкость баллона. Наиболее распространены изделия, имеющие объем от 7 до 18 литров. Они рассчитаны на эксплуатацию при давлении 150 – 300 bar. Чтобы погружение в открытой воде было комфортным, требуется примерно 2500 литров воздуха. Оптимальным вариантом является 12-ти литровый баллон. Он дешевле, чем спарка из двух небольших емкостей, и удобнее, чем тяжелые 15-ти и 18-ти литровые агрегаты. Ныряние в неглубоком озере, а также учебные погружения не требуют большого запаса воздуха, для этих целей подойдет компактная 10-ти литровая модель. Для профессионалов, напротив, необходимы баллоны, имеющие увеличенную емкость или давление.
• Материал. Для изготовления баллонов применяют различные материалы: алюминий, сталь, композитный сплав, углеродное волокно. Модели из алюминия обладают лучшей плавучестью, но при этом они неудобны в транспортировке из-за большого веса на суше. Такое оборудование прекрасно подходит для обучения и тренировок. Популярность моделей из стали обусловлена их прочностью и долговечностью материала, однако, он имеет отрицательную плавучесть. Такие цилиндры обычно используют вместе с сухими гидрокостюмами, на пояс которых вешают дополнительные грузы.
• Габариты. Выбирая снаряжение, аквалангист должен обязательно учесть свою комплектацию и рост. Для невысоких дайверов подойдет изделие, имеющее малую высоту, но большой диаметр, или спарка из двух компактных моделей.
• Цена. Конечно, вопрос о том, сколько стоит экипировка, является существенным для большинства людей. Однако, следует помнить о том, что от выбранного баллона зависит безопасность, поэтому экономить на нем не следует. Желательно приобретать новое снаряжение от проверенных и надежных производителей, перед покупкой полезно изучить рейтинг качественных товаров и советы опытных дайверов.

Типы акваланга

Используется три типа аквалангов, различающихся между собой принципом дыхания.

Открытая схема

Достаточно недорогая, лёгкая и не имеющая больших габаритов экипировка. Этот тип дыхания работает только на подачу дыхательной смеси. Переработанный воздух при выдыхании выбрасывается в окружающую среду и не смешивается с воздухом в баллонах. Это позволяет избежать кислородного голодания или отравления углекислым газом. Отличается простотой конструкции и безопасен в использовании. Однако имеется один существенный недостаток: модели с открытой схемой дыхания не предназначены для глубоководных погружений из-за высокого расхода дыхательной смеси на глубине.

Замкнутая схема

Принцип работы такого типа акваланга заключается в том, что выдыхаемый ныряльщиком переработанный воздух проходит очистку от углекислоты, насыщается кислородом и вновь становится пригодным для дыхания. Такая система обладает большим количеством преимуществ:

• небольшая масса и габариты снаряжения;
• возможность погружения на глубоководье;
• большая длительность пребывания под водой;
• возможность оставаться незамеченным.

Однако настоящий тип экипировки рассчитан на высокий уровень подготовки и не подходит новичкам. К недостаткам можно отнести значительную стоимость.

Полузакрытая схема

Принцип работы такой системы является гибридом открытой и закрытой схем дыхания. То есть часть переработанного воздуха вновь обогащается кислородом и становится доступной для дыхания, а избыток выбрасывается в окружающую среду. При этом для разной глубины погружения используются разные газовые коктейли для дыхания.

Резервный источник дыхания

Многие дайверы в качестве резервного баллона предпочитают использовать мини-акваланги. Мини-модели представляют собой компактную систему, предназначенную для дыхания под водой на небольшой глубине. В систему мини-акваланга входит малолитражная ёмкость с воздухом и редуктор с загубником. Объём воздуха зависит от индивидуальных характеристик дайвера.

Особенности баллонов

Баллон это главное, из чего состоит акваланг, и он обязательно делается из прочного материала, выдерживающий давление, создаваемое на уровне нескольких десятков метров под водой. Но не менее важно и конкретный газ, который закачивается в акваланг.

Чаще всего, это очищенный и обезвоженный воздух, пригодный для дыхания. Его преимущества в максимальной пригодности для человеческого дыхания. Хотя могут также использоваться специальные смеси для дыхания. Состоят из кислорода, азота и гелия.

Полезная информация: специальные дыхательные смеси предназначены для погружения на большую глубину.

Заправка баллонов осуществляется с помощью компрессора, он под давлением закачивает воздух, одновременно очищая от масла и других нежелательных мельчайших частиц. Использование хорошего компрессора это главный принцип работы акваланга и безопасного дайвинга.

Характеристики баллонов

В акваланге может быть один, два или три баллона сразу. При этом размеры варьируются от 5 до 15 литров. В большинстве случаев, новичку хватает баллона на 10 литров. Размеров вполне хватает, чтобы делать относительно глубокие, но недолгие погружения.

Если используются стальные баллоны, их поверхность обязательно покрывается защитным материалом. В противном случае неизбежно появление коррозии, ухудшение технических характеристик баллонов.

Особенности регуляторов

Основные функции, которые выполняет регулятор акваланга:

• Снижение давления до такого состояния, которое необходимо на данной глубине погружения.
• Установка дыхательных масок на шланге.

Контроль давления в баллоне обычно осуществляется с помощью вспомогательного инструмента — манометра.

Существует одно- и двухступенчатая система регулятора. В любом случае, устанавливается устройство на вентиле и давление в акваланге может регулироваться поворотом механизма. К сожалению, одноступенчатый регулятор располагается слишком близко и может вызывать затруднения с дыханием. Поэтому больше востребованы двухступенчатые модели.

Чтобы при погружении можно было контролировать давление в баллонах для дайвинга надо первоочередное внимание уделить манометру. Часто акваланги комплектуются не очень качественным дополнительным оборудованием, поэтому ничто не мешает заменить на другой, более совершенный.

Безопасность погружения также зависит от скорости расхода воздуха. Новички иногда могут дышать очень быстро, расходуя запас жизненно важного газа. Поэтому первые погружения лучше все делать с профессиональным наставником.

Источник