История подводного плавания

редактировать

История практики погружения под поверхность воды для экспериментов с окружающей средой 16 век Исламская живопись из Александра Македонского опускается в стеклянный водолазный колокол.

История подводного плавания начинается с фридайвинга как широко распространенное средство охоты и собирательства, как для еды, так и для других ценных ресурсов, таких как жемчуг и коралл, в классические греческие и римские времена коммерческие приложения, такие как были новые ныряние с губкой и морское спасение, военное водолазное плавание также имеет долгую историю, восходящую, по крайней мере, к Пелопоннесской войне, с недавней разработкой приложений для отдыха и для спорта и для спорта. Технологические разработки в погружении с атмосферным давлением начались с каменных грузов (скандалопетра ) для быстрого спуска. В XVI и XVIIх водолазные колокола стали функционально полезными, когда водолазу на глубине можно было возобновить возобновляемую подачу воздуха, и переросли в водолазные шлемы с поверхностным питанием - по сути, миниатюрные ныряльщики. колокольчики, закрывающие голову водолаза и снабжаемые сжатым воздухом с помощью насосов с ручным управлением, усовершенствованы путем прикрепления водонепроницаемого костюма шлема в начале 19 века стали стандартной одеждой для дайвинга.

Ограничение мобильности систем с поверхностным питанием способствовала развитию в 20-м веке как акваланга, так и акваланга с замкнутым контуром, что дает дайверу намного большую автономию. Они также стали популярными во время Второй мировой войны для тайных военных операций и после войны для научных, поисково-спасательных, медиа-дайвинг, развлекательный и технический дайвинг. Медные шлемы с тяжелой обтекаемой превратились в легкие специальные шлемы, которые более экономичны при использовании дыхательного газа, что особенно важно для более глубоких погружений и дорогих дыхательных смесей на основе гелия, и погружение с насыщением снижает риск декомпрессионной болезни при глубоких и длительных воздействиях.

Альтернативным подходом была разработка «одинарной атмосферы » или бронированного костюма, который изолирует водолаза от давления на глубине за счет большой механической сложности и ограниченной ловкости. Впервые эта технология стала планом в середине 20 века. Изоляция водолаза от окружающей среды получила дальнейшее развитие с развитием дистанционно управляемых подводных аппаратов в конце 20 века, где оператор управляет ROV с поверхности, и автономных подводных аппаратов, которые полностью обходятся без оператора. Все эти способы все еще используются, и каждый имеет ряд применений, которые он имеет преимущества по сравнению с другими, хотя водолазные колокола в основном использовались как средство передвижения для водолазов с помощью системы питания. В некоторых случаях эффективны комбинации, такие как одновременное использование водолазного оборудования с ориентированной поверхности и дистанционно управляемых транспортных средств рабочего или наблюдательного класса.

Хотя патофизиология декомпрессионной болезни еще полностью не изучена, практика декомпрессии достигла степени низкого, и в большинстве случаев успешно лечится с помощью терапевтической рекомпрессии и гипербарическая кислородная терапия. Смешанные дыхательные газы обычно используются для уменьшения воздействия гипербарической среды на водолазов, работающих под давлением окружающей среды.

Содержание
  • 1 Фридайвинг
  • 2 Водолазные колокола
  • 3 Гидрокостюмы, комплект поставки поверхности
    • 3.1 Открытая водолазная форма
    • 3.2 Стандартная водолазная форма
    • 3.3 Ранние занятия дайвингом
      • 3.3. 1 Разработка спасательных водолазных работ
  • 4 Автономное оборудование для подачи воздуха
    • 4.1 Акваланг с открытым контуром
    • 4.2 Акваланг с замкнутым контуром
  • 5 Сатурационное погружение
  • 6 Атмосферные водолазные костюмы
    • 6.1 Ранние разработки
    • 6.2 Тритония Переса
    • 6.3 Костюм JIM
    • 6.4 Более поздние разработки
  • 7 Физиологические открытия
  • 8 Источники
Фридайвинг
Натуральные губки были добыты фридайверами вблизи греческого острова Калимнос, по крайней мере, со времен Платона.

Подводное плавание практиковалось в древних культурах для сбора информации и других ресурсов, таких как жемчуг и драгоценные кораллы, а позже возвращать затонувшие ценности и помогать военным кампаниям. Дайвинг с задержкой дыхания был доступным доступным методом, иногда с использованием тростниковых трубок на мелководье и каменных гирь для более глубоких погружений

Подводное погружение в коммерческих целях могло начаться еще в в древности. Греция, поскольку и Платон, и Гомер регистрируют губку как использованную для купания. Остров Калимнос был главным главным ловли губок. Используя грузы (skandalopetra ) до 15 кг (33 фунта) для ускорения спуска, задерживающие дыхание дайверы могут погружаться на глубину до 30 метров (98 футов) для целых пять минут на сбор губок. Губки были не единственным ценным урожаем, который можно было найти на морском дне ; Также весьма популярна была добыча красных кораллов. Таким способом можно было добывать различные ценные ракушки или рыбу, создавая у дайверов спрос на добычу морских сокровищ, в том числе затонувших богатств других мореплавателей.

У них был большой объем морской торговли. В результате было много кораблекрушений, поэтому водолазов часто нанимали, чтобы спасти все, что они могли с помощью морских дна. Водолазы подплывали к затонувшему кораблю и отбирали осколки для спасения.

Водолазы также использовались в войне. Их можно было использовать для подводной разведки, когда корабли приближались к вражеской гавани, и если бы подводная защита была обнаружена, водолазы разобрали бы их, если бы это было возможно. Во время Пелопоннесской войны водолазы использовались для преодоления блокады врага для передачи сообщений и обеспечения припасов союзникам или войскам, отрезанным блокадой. Эти водолазы и пловцы время от времени использовались в качестве диверсантов, сверлили дыры в корпусах, используемых , рубили корабли такелаж и швартовные канаты.

В Японии ныряльщики Ама начали собирать жемчуг около 2000 лет назад. Фридайвинг был основным источником дохода для многих граждан Персидского залива, таких как катарцы, эмиратцы и бахрейнцы и Кувейтцы. В результате популяризируют развлекательные и серьезные мероприятия, связанные с фридайвингом, подводным снаряжением и сопутствующими видами деятельности, такими как подводное плавание.

Водолазные колокола
Иллюстрация занятого водолазного колокола.

Водолазный колокол - один из самых ранних видов снаряжения для подводных работ и разведки. Его использование было впервые продемонстрировано Аристотелем в 4 веке до эры: «... они позволяют ныряльщикам одинаково хорошо дышать, опуская котел, поскольку он не наполняется водой, но задерживает воздух, потому что он идет прямо в воду ». Согласно Роджеру Бэкону, Александр Великий исследовал Средиземное море на основании авторитета астронома.

Вероятно, первые применения были для промыслового ловли губки.

Водолазные колокола были разработаны в 16-17 веках как первое существенное механическое средство для подводного плавания. Это были жесткие камеры, опускаемые в воду и балластированные, чтобы оставаться в вертикальном положении в воде и тонуть, даже когда они наполнены воздухом.

Первое достоверно зарегистрированное использование водолазного колокола было Гульельмо де Лорена в 1535 году для исследования Калигулы. баржи в озере Неми. В 1616 году Франц Кесслер построил улучшенный водолазный колокол.

Сэр Уильям Фиппс использовал водолазный колокол, чтобы спасти огромные богатства с затонувшего испанского корабля сокровищ.

В 1658 году Альбрехт фон Трейлебен был нанят который королем Швеции Густавом Адольфом для спасения военного корабля Vasa, затонул у гавани Стокгольма на глубине около 32 метров ( 105 футов) на его первое плавание в 1628 году. Между 1663 и 1665 годами водолазы фон Трайлебена успешно подняли большую часть пушки, работая с водолазным колоколом с расчетным объемом свободного воздуха около 530 литров (120 имп галлонов; 140 галлонов США). в течение 15 минут в темной воде с температурой около 4 ° C (39 ° F). В конце 1686 года сэр Уильям Фиппс предоставил спонсил финансирования экспедиции на территорию, которая сейчас Гаити и Доминиканской Республикой, чтобы найти полностью затонувшие сокровища, несмотря на то, что местонахождение кораблекрушения основано на слухах. и домыслы. В январе 1687 года Фиппс обнаружил останки испанского галеона Нуэстра Сеньора де ла Консепсьон у берегов Санто-Доминго. Некоторые источники говорят, что они использовали перевернутый контейнер в качестве водолазного колокола для спасательной операции, в качестве команды помогали индийские водолазы на мелководье. Операция длилась с февраля по апрель 1687 года, в течение которого они спасли драгоценности, немного золота и 30 тонн серебра, которые в то время стоили более 200 000 фунтов стерлингов.

В 1691 г. Эдмонд Галлей завершены планы значительно улучшенного водолазного колокола, способного оставаться под водой в течение длительных периодов времени и оснащенного окном для подводных исследований. Атмосфера пополнялась за счет утяжеленных бочек с воздухом, спускаемых с поверхности. В ходе демонстрации Галлей и пять товарищей нырнули на глубину 18 м в Темзе и оставались там более полутора часов. Со временем в него были внесены улучшения, и время его использования под водой увеличилось до четырех часов.

В 1775 году Чарльз Сполдинг, Эдинбургский кондитер, усовершенствованный дизайн Эдмонда Галлея. путем добавления системы противовесов для облегчения подъема и опускания колокола, а также ряда тросов для передачи сигналов наземной команде. Сполдинг и его племянник, Эбенезер Уотсон, позже задохнулись у берегов Дублина в 1783 году, выполняя спасательные работы в водолазном колоколе конструкции Сполдинга.

В 1689 году Денис Папен предположил, что давление а свежий внутри водолазного колокола можно поддерживать с помощью силового насоса или сильфона. Его идея была реализована ровно 100 лет спустя инженером Джоном Смитоном, который построил первый работоспособный воздушный насос для дайвинга в 1789 году.

Водолазные костюмы, поставляемые с поверхности
Джона Летбриджа Одежда для ныряния, построенная в 1710-х годах.

В 1602 году испанский военный инженер Херонимо де Аянц-и-Бомонт разработал первую задокументированную форму для ныряния. Он был испытан в том же году в реке Писуэрга (Вальядолид, Испания). Король Филипп Третий присутствовал на демонстрации.

Два английских изобретателя разработали водолазные костюмы в 1710-х годах. Джон Летбридж построил полностью закрытый костюм для помощи в спасательных работах. Он состоял из герметичного наполненного воздухом ствола со стеклянным смотровым окном и двух герметичных закрытых гильз. После тестирования этой машины в своем специально построенном для этой цели садовом пруду Летбридж нырнул на несколько затонувших кораблей: четыре английских военных, один восточно-индийский, два испанских галеона и ряд галер. Он стал очень богатым в результате своих спасений. Одно из наиболее известных находок было на голландском Слот-тер-Хоуге, который затонул Мадейра с более чем тремя тоннами серебра на борту.

В то же время Эндрю Беккер создал собственный гидрокостюм со шлемом с окном. В костюме использовалась система трубок для вдоха и выдоха, и он использовал свой костюм в реке Темзе в Лондоне, в течение которого он оставался под водой в течение часа. Эти костюмы имели ограниченное применение, поскольку до сих пор не существовало практической системы пополнения запаса воздуха во время погружения.

Открытая форма для ныряния

Набросок водолазного шлема братьев Дин 1842 г. Стандартная форма для ныряния

В 1405 году Конрад Кизер описал водолазный костюм из кожаной куртки и металлической шлема с двумя стеклянными окнами. Куртка и шлем были покрыты губкой, чтобы «удерживать воздух», а кожаная трубка была соединена с воздушным мешком. Дизайн водолазного костюма был проиллюстрирован в книге Вегетиуса в 1511 году. Борелли разработал водолазное снаряжение, которое состояло из шлема, трубы для «регенерации» воздуха, кожаного костюма и средство управления плавучестью дайвера. В 1690 году компания Thames Divers, недолговечная лондонская дайвинг-компания, провела публичную демонстрацию костюма для мелководья типа Vegetius. Клингерт разработал полный костюм для дайвинга в 1797 году. Этот дизайн состоял из большого металлического пояса и такого же большого металлического пояса, соединенного кожаной курткой и штанами.

В 1800 году [де ] представил свой дайвинг

В 1819 Август Зибе изобрел открытый водолазный костюм, который закрывал только верхнюю часть тела. В костюм входил металлический шлем, который был приклепан к водонепроницаемой куртке, заканчивающейся ниже пояса дайвера. Костюм работал как водолазный колокол - воздух, нагнетаемый в костюм, выходил по нижнему краю. Диапазон движений дайвера был ограничен, и ему приходилось двигаться в более или менее вертикальном положении. Только в 1837 году Зибе изменил конструкцию на закрытую систему, в которой только руки были оставлены вне костюма с воздухонепроницаемой оболочкой вокруг запястий.

Первые успешные водолазные шлемы были произведены братьями Чарльзом и Джоном Дином в 1820-х годах. Вдохновленный пожаром, свидетелем которого он стал в конюшне в Англии, он разработал и запатентовал «Дымовой шлем», который в 1823 году использовали пожарные в задымленных помещениях. Аппарат состоял из медного шлема с прикрепленным к нему гибким воротником и одеждой. Длинный кожаный шланг, прикрепленный к задней части шлема, должен был сообщать воздух - первоначальная идея заключалась в том, что он будет перекачиваться с помощьюдвойного сильфона. Короткая труба позволяла выходить лишнему воздуху. Одежда была сделана из кожи или воздухонепроницаемой ткани и закреплена ремнями.

Уев не было достаточно средств, чтобы построить оборудование, поэтому они продали патент своему работодателю Эдварду Барнарду. Лишь в 1827 году первые дымовые шлемы были построены британским инженером немецкого происхождения Августом Зибе. В 1828 году они решили найти другое устройство своему устройству и превратили его в водолазный шлем. Они продавали шлем со свободно прикрепленным «водолазным костюмом», чтобы водолаз мог выполнять спасательные работы, но только в полностью вертикальном положении, иначе в костюм попадала вода.

Усовершенствованный дизайн Зибе в 1873 году.

В 1829 году братья Дин отплыли из Уитстабля для испытаний своего нового подводного аппарата, создаваемого в городе водолазную индустрию. В 1834 году Чарльз использовал свой водолазный шлем и костюм в успешной попытке найти место крушения HMS Royal George в Спитхед, во время которой он обнаружил 28 корабельных пушек . В 1836 году Джон Дин извлек из Мэри Роуз обломки кораблекрушения, бревна, ружья, длинные луки и другие предметы. К 1836 году братья Дин выпустили первое в мире руководство по дайвингу «Метод использования запатентованного устройства для дайвинга» Дина, в котором подробно объясняется принцип действия устройства и насоса, а также меры предосторожности.

Стандартная форма для дайвинга

В 1830-х братья Дин попросили Августа Зибе улучшить дизайн подводного шлема. Развивая улучшения, уже сделанные инженером, Джорджем Эдвардсом, Зибе создал свой собственный дизайн; шлем, прилегающий к водонепроницаемому холсту гидрокостюму по всей длине. Сибе внесла различные изменения в дизайн своего водолазного костюма, чтобы удовлетворить требованиям спасательной команды на затонувшем корабле Royal George, в том числе сделать капот шлема съемным с корсета . Его улучшенная конструкция дала начало типичной стандартной водолазной одежде, которая произвела революцию в подводном гражданском строительстве, подводном спасании, коммерческое дайвинге и морские водолазы. Водонепроницаемый костюм позволял дайверам носить несколько слоев сухой одежды, температура воды. Как правило, это были тяжелые чулки, гернси и знаменитая шерстяная шапка, которую до сих пор иногда носят дайверы.

Ранние занятия дайвингом

В первые годы использования гидрокостюмов водолазы часто нанимались для очистка и обслуживание морских судов, которые могут потребовать усилий нескольких водолазов. Суда, на которых не было водолазных костюмов, поручали бы водолазным компаниям выполнять подводное обслуживание корпусов судов, поскольку чистый корпус увеличивал бы скорость судна. Среднее время, затрачиваемое на погружение в этих целях, составляло от 4 до 7 часов.

Управление Адмиралтейства и морских дел приняло на вооружение гидрокостюм в 1860-х годах. В обязанности водолазов входил подводный ремонт судов, техническое обслуживание и очистка гребных винтов, извлечение потерянных якорей и цепей, а также удаление водорослей и других загрязнений с корпуса, которые могли затруднить движение.

Разработка водолазных операций

Затопление Royal George

Royal George, 100-пушечный первый курс линейный корабль из Royal Navy, затонул в процессе планового технического обслуживания Работа в 1782 году. Чарльз Сполдинг использовал водолазный колокол, чтобы найти шесть железных 12-фунтовых пушек и девять латунных 12-фунтовых орудий в том же году. В 1839 году генерал-майор Чарльз Пэсли, в то время полковник Королевских инженеров, начал операции. Ранее он уничтожил несколько старых затонувших кораблей в Темзе и намеревался разрушить «Ройал Джордж» с помощью пороховых зарядов, а затем спасти как можно больше с помощью водолазов. Братьям Дин было поручено провести спасательные работы на месте крушения. Используя свои новые водолазные шлемы с воздушным насосом, им удалось восстановить около двух дюжин пушек.

Спасательная операция Пэсли установила многие вехи в подводном плавании, включая первое зарегистрированное использование системы напарников в дайвинге., когда он приказал своим водолазам работать парами. Кроме того, первое аварийное всплытие совершил ныряльщик после того, как у него запуталась воздушная линия, и ему пришлось ее перерезать. Менее удачной вехой было первое медицинское сообщение о баротравме при нырянии. Первые водолазные шлемы не имели обратных клапанов, поэтому, если шланг разрывался у поверхности, окружающий воздух с давлением вокруг головы дайвера быстро стекал из шлема до более низкого давления в месте разрыва, оставляя перепад давления внутри и снаружи шлема, который может вызвать травмы, а иногда и опасные для жизни последствия. На встречефут (30,8 м) в центре повторного сжатия окружной больницы скорой помощи в Милуоки, Висконсин. Их декомпрессия длилась пять часов, в результате чего у Нола был легкий случай декомпрессионной болезни, который разрешился с помощью рекомпрессии.

Альберт Р. Бенке подвергнуться испытанию дайверов атмосферному давлению достаточно долго, ткани пропитались инертными газами в 1942 году. В 1957 году Джордж Ф. Бонд начал проект Genesis в Морской лаборатории медицинских исследований подводных лодок, что люди могут выдерживать длительное воздействие различных дыхательных газов и повышенное давление на среду. Это было начало погружений с насыщением и ВМС США.

Первые коммерческие погружения с насыщением были выполнены в 1965 г. компанией Westinghouse для замены неисправных стеллажей для мусора на 200 футов (61 м) на плотине Смит-Маунтин.

Питеру Б. Беннетту приписывают изобретение тримикс дыхательного газа в качестве способа устранения ной системы высокого давления. синдром. В 1981 году в Медицинском центре Университета Дьюка Беннетт провел эксперимент под названием «Атлантида III», в ходе которого водолазы поднимались на глубину 2250 футов (690 м) и медленно выводили на поверхность их некоторое время. 31 с лишним дней, установив ранний мировой рекорд глубины в этом процессе.

После новаторского периода морских коммерческих погружений с насыщением нефтегазодобывающей отрасли, когда произошло несколько несчастных случаев со смертельным исходом, технология и процедуры погружения с насыщением достигли точки, когда несчастные случаи редки, аные случаи со смертельным исходом очень редки. Это стало результатом систематического расследования аварий, анализа причин и применения результатов для снижения рисков, часто со значительными затратами, путем процедуры и оборудования для устранения единичных точек отказа и возможностей для ошибок пользователя. Улучшения в области безопасности частично обусловлены национальным законодательством в области здравоохранения и безопасности, но также в степени были вызваны отраслью членству в таких организациях, как IMCA.

Атмосферный водолазный костюм

Атмосферный водолазный костюм - это небольшой одиночный подводный аппарат антропоморфной формы с продуманным давлением суставы для обеспечения сочленения при поддержании внутреннего давления в одну атмосферу. Хотя атмосферные костюмы были разработаны в викторианскую эпоху, ни один из этих костюмов не смог решить основную конструктивную проблему создания соединений, оставшихся бы гибким и водонепроницаемым на глубине без заедания под давлением.

Ранние разработки

Водолазный костюм Джона Летбриджа, первый закрытый водолазный костюм, построенный в 1710-х годах.

В 1715 году британский изобретатель Джон Летбридж сконструировал «водолазный костюм». По сути, это деревянный бочонок длиной около 6 футов (1,8 м) с двумя отверстиями для рук водолаза, запечатанными кожаными манами, и 4-дюймовым (100 мм) окном из толстого стекла. Сообщается, что он использовался для погружений на глубину до 60 футов (18 м) и использовался для спасения значительного количества серебра с обломков корабля East Indiaman Vansittart, затонувшего в 1718 году у побережья Кабо-Верде. islands.

Первый бронированный костюм с настоящими суставами, выполненный в виде кожаных изделий с кольцами в пружины (также известный как шарнирные соединения), был разработан англичанином У.Х. Тейлором в 1838 году. руки и ноги были покрыты кожей. Тейлор также разработал балластный бак, прикрепленный к костюму, который можно было наполнить водой для достижения отрицательной плавучести. Хотя он был запатентован, костюм так и не был произведен. Считается, что его вес и объем сделали бы его почти неподвижным под водой.

Лоднер Д. Филлипс разработал первый полностью закрытый ADS в 1856 году. Его конструкция включающая бочкообразную верхнюю часть туловища с куполообразными концами и суставы суставов суставов рук и ног. Руки имели суставы в плечах и локтях, а ноги в коленях и бедрах. Костюм включал балластную цистерну, смотровое окно, вход через крышку люка сверху, винт с ручным приводом и примитивные манипуляторы на концах стрел. Воздух должен быть подаваться с поверхности по шлангу. Однако никаких особых указаний на то, что костюм Филлипса когда-либо был сконструирован.

ADS, построенный братьями Карманьоль в 1882 году, был первым антропоморфным проектом.

Первый собственно антропоморфный дизайн ADS, созданный с помощью братьев Карманьоль из Марсель, Франция, в 1882 году, в нем были свернутые шарниры, состоящие из частичных секций концентрических сфер, образованных для плотного прилегания и сохраненной водонепроницаемой. У костюма было 22 таких сустава: по четыре на руке и два на теле костюма. Шлем 25 отдельных 2-дюймовых (50 мм) стеклянных смотровых окон, расположенных на среднем расстоянии от человеческого глаза. При весе 830 фунтов (380 кг) Carmagnole ADS никогда не работал должным образом, а его соединения не были полностью водонепроницаемыми. Сейчас он выставлен в Национальном военно-морском музее Франции в Париже.

Другой дизайн был запатентован в 1894 году изобретателями Джоном Бьюкененом и Александром Гордоном из Мельбурна, Австралия. В основе конструкции лежал каркас из спиральных проволок, покрытых водонепроницаемым материалом. Дизайн был улучшен Александром Гордоном, прикрепив костюм к шлему и другим частям и включив шарнирные радиальные стержни в конечности. В результате получился гибкий костюм, способный выдерживать высокое давление. Костюм был изготовлен британской фирмой Siebe Gorman и испытан в Шотландии в 1898 году.

Американский дизайнер Макдаффи сконструировал первый костюм, в котором для обеспечения движения суставов использовались шариковые подшипники; он был испытан в Нью-Йорке на глубине 214 футов (65 м), но безуспешно. Год спустя Гарри Л. Боудоин из Байон, штат Нью-Джерси, создал улучшенный ADS с маслонаполненными вращающимися соединениями. В стыках используется небольшой канал, ведущий внутренний стыка для выравнивания давления. Костюм разработан с четырьмя суставами на каждой руке и ноге и по одному суставу на каждом большом пальце, всего восемнадцать. Четыре смотровых окна и лампа на предназначались для облегчения подводного обзора. К сожалению, нет никаких доказательств того, что костюм Боудина когда-либо был построен, или что он работал бы, если бы был.

Атмосферные водолазные костюмы, построенные немецкой фирмой Neufeldt и Kuhnke, использовались при спасении серебряных слитков из обломки британского корабля SS Egypt, 8000-тонного лайнера PO, затонувшего в мае 1922 года. Костюм был передан в обязанности наблюдательной камеры на глубине места крушения и был успешно использован для прямых механических захватов, открывавших хранилище слитков. В 1917 году Бенджамин Ф. Ливитт из Траверс-Сити, штат Мичиган, совершил погружение на SS Pewabic, который затонул на глубину 182 футов (55 м) в озере Гурон в 1865 году добыли 350 тонн медной руды. В 1923 году он отправился на спасение обломков британской шхуны «Мыс Горн», лежавшей на глубине 220 футов (67 м) у берега Пичиданги, Чили, спасая медь на сумму 600 000 долларов. Костюм Ливитта был его собственной конструкции и конструкции. Поскольку дыхательная смесь подавалась из резервуара, установленного на задней части костюма, он был полностью автономным и не нуждался в шлангокабеле. Дыхательный аппарат, включающий скруббер и кислородный регулятор, мог работать до одного часа.

В 1924 году Reichsmarine проверили второе поколение костюма Нойфельдта и Кунке на глубине 530 футов (160 м), но движение конечностей было очень трудным, и суставы были признаны небезопасными безотказными, поскольку в случае их выхода из строя существовала вероятность нарушения целостности костюма. Однако эти костюмы немцы использовали в качестве водолазов во время Второй мировой войны, а после войны их забрали западные союзники.

В 1952 году Альфред А. Микалоу сконструировал ADS, в котором использовались шаровые и шарнирные соединения, специально для поиска и утилизации затонувших сокровищ. Сообщается, что костюм был способен погружаться на глубину до 1000 футов (300 м) и успешно использовался для погружения на затонувшее судно SS Город Рио-де-Жанейро на глубине 328 футов (100 м) на глубине около <276.>Форт-Пойнт, Сан-Франциско. В скафандре Микалова были различные сменные инструменты, которые можно было закрепить на концах рук вместо обычных манипуляторов. Он нес семь баллонов высокого давления объемом 90 кубических футов для обеспечения дыхательного газа и контроля плавучести. Балластный отсек прикрывал газовые баллоны. Для связи в костюме использовались гидрофоны.

Peress 'Tritonia

Два дайвера, один из которых был одет в ADS "Tritonia", в другой стандартной водолазной форме, готовясь исследовать затонувший корабль RMS Lusitania, 1935.

Хотя в викторианскую эпоху были разработаны различные атмосферные костюмы, ни один из этих костюмов не смог решить основную конструктивную проблему создания соединений, оставшихся гибким и водонепроницаемым на глубине без заедания под давлением.

Пионерский британский инженер по подводному плаванию, Джозеф Салим Перес, в 1932 году изобрел первый действительно пригодный для использования атмосферный гидрокостюм, Tritonia, а участвовал в создании знаменитого костюма JIM. Обладая врожденным талантом к инженерному проектированию, он поставил перед собой задачу создать ADS, который будет держать дайверов в сухом состоянии при атмосферном давлении даже на большой глубине. В 1918 году Перес начал работать в WG Tarrant в Byfleet, СоединенноеКоролевство, где ему было предоставлено пространство и инструменты для развития его идей по созданию ADS. Его первой попыткой был старый сложный прототип, изготовленный из твердой нержавеющей стали.

. В 1923 году Переса попросили разработать костюм для спасательных работ на затонувшем Ла-Манше <44 кораблекрушении СС Египет.>. Он отказался на том основании, что его прототип костюма был слишком тяжелым для дайвера, но его воодушевила просьба начать работу над новым костюмом из легких материалов. К 1929 году он решил проблему веса, используя литой магний вместо стали, а также сумел улучшить конструкцию шарниров костюма, используя масляную подушку для плавного движения поверхностей. Нефть, которая была практически несжимаемой и легко вытесняемой, позволяющая суставам конечных перемещаться на глубине 200 саженей (1200 футов; 370 м), где давление составляло 520 фунтов на квадратный дюйм (35 атм). Перес утверждал, что костюм Tritonia может функционировать на высоте 1200 футов (370 м), хотя это никогда не было доказано.

В 1930 году Перес показал костюм Тритония. К маю он завершил испытания и был публично задействан на танке в Байфлите. В сентябре помощник Переса Джим Джаррет нырнул в костюме на глубину 123 м (404 фута) в Лох-Нессе. Костюм работал отлично, суставы оказались устойчивыми к давлению и свободно двигались даже на глубине. Костюм был предложен ниже Королевскому флоту, который отклонил его, заявив, что водолазам ВМФ никогда не нужно спускаться 90 м (300 футов). В октябре 1935 года Джаррет совершил успешное глубокое погружение на глубину более 90 м (300 футов) на затонувшем корабле RMS Lusitania в южной Ирландии, за последовательное более мелкое погружение на глубину 60 метров (200 футов) в Ла- Манше. в 1937 году, после чего из-за отсутствия интереса иск Тритония был прекращен.

Развитие костюмов атмосферного давления физиологическим методом в 1940-1960-х годах, как были приняты меры для решения проблем глубокого погружения путем решения проблем погружения в атмосферу окружающей среды, вместо того, чтобы использовать их путем изоляции дайвера от физиологии окружающей среды. давление. Хотя достижения в области дайвинга при атмосферном давлении (в частности, с аквалангом) были значительными, ограничения возродили интерес к разработке ADS в конце 1960-х.

Костюм JIM

Костюм Tritonia провел около 30 лет на складе инженерной компании в Глазго, где он был обнаружен с помощью Переса двух сторон по британской фирме Underwater Marine Equipment, Майком Хамфри и Майком Борроу, в середине. -1960-е гг. Позже UMEL классифицировал костюм Переса как «A.D.S Type I», обозначений, которая будет продолжена компанией для более поздних моделей. В 1969 году Переса попросили стать консультантом новой компании, созданной для разработки костюма JIM, названного в честь дайвера Джима Джаррета.

A костюм JIM выставлен в Музее подводных лодок Королевского флота, Gosport

Костюм Tritonia был преобразован в первый костюм JIM, завершенный в ноябре 1971 года. Этот костюм прошел испытания на борту HMS Reclaim в начале 1972 года, а в 1976 году костюм JIM установил рекорд. для самого продолжительного рабочего погружения на глубину ниже 490 футов (150 м), продолжительностью пять часов 59 минут на глубине 905 футов (276 м). Первые костюмы JIM были сконструированы из литого магния из-за его высокого отношения прочности к весу и весили около 1100 фунтов (500 кг) в воздухе, включая дайвера. Они были 6 футов 6 дюймов (2,0 м) в высоту и имели максимальную рабочую глубину 1 500 футов (460 м). Костюм имел положительную плавучесть от 15 до 50 фунтов (от 6,8 до 22,7 кг). Балласт был прикреплен к передней части костюма и мог быть сброшен изнутри, что позволяло оператору подниматься на поверхность со скоростью примерно 100 футов (30 м) в минуту. Костюм также включал в себя линию связи и отсоединяемый шлангокабель. Оригинальный костюм JIM имел восемь кольцевых универсальных шарниров с масляной опорой, по одному на каждом плече и предплечье и по одному на каждом бедре и колене. Оператор JIM получал воздух через оральную / носовую маску, прикрепленную к газоочистителю с питанием от легких, продолжительность жизни которого составляла примерно 72 часа. Работы в арктических условиях с температурой воды -1,7 ° C в течение более 5 часов успешно проводились с использованием шерстяной термозащиты и неопреновой обуви. Сообщалось, что при температуре воды 30 ° C костюм был неприятно горячим во время тяжелой работы.

По мере совершенствования технологий и роста эксплуатационных знаний Oceaneering модернизировала свой парк JIM. Конструкция из магния была заменена на стеклопластик (GRP), а отдельные шарниры - на сегментированные, каждый из которых допускает семь степеней движения, а при сложении дает оператору очень большой диапазон движений. Кроме того, куполообразный верх с четырьмя отверстиями был заменен прозрачным акриловым верхом, взятым у Wasp, что позволило оператору значительно улучшить поле зрения. Министерство обороны также провело испытания летающего костюма Джима, питаемого с поверхности через пуповину. Это привело к созданию гибридного костюма, способного работать как на морском дне, так и в середине воды.

Более поздние разработки

В дополнение к обновлениям дизайна JIM, другие варианты оригинального костюма были построены. Первый, названный SAM Suit (обозначенный A.D.S III), был полностью алюминиевой моделью. Меньший и более легкий костюм, он был более антропоморфным, чем оригинальные JIM, и имел номинальную глубину до 1000 футов (300 м). Были предприняты попытки ограничить коррозию с помощью хромового анодирующего покрытия, нанесенного на суставы рук и ног, которое придало им необычный зеленый цвет. Костюм SAM имел высоту 6 футов 3 дюйма (1,91 м) и имел срок службы жизнеобеспечения 20 часов. До того, как проект был отложен на полку, компания UMEL выпустила всего три костюма ЗРК. Второй, названный костюм JAM (обозначенный ADS IV), был сконструирован из стеклопластика и имел расчетную глубину около 2 000 футов (610 м).

ADS 2000 ВМС США на платформе запуска и восстановления после сертификационного погружения в августе 2006 г.

В 1987 году канадский инженер Фил Найттен разработал «Newtsuit ». Newtsuit сконструирован так, чтобы функционировать как «подводная лодка, которую вы можете носить», позволяя дайверу работать при нормальном атмосферном давлении даже на глубине более 1000 футов (300 м). Сделанный из кованого алюминия, он имел полностью шарнирные соединения, поэтому дайверу было легче перемещаться под водой. Система жизнеобеспечения обеспечивает от шести до восьми часов воздуха с резервным запасом на 48 часов. Костюм Ньюттена был использован для спасения колокола с крушения СС Эдмунд Фицджеральд в 1995 году. Более поздней разработкой Найттена является экзокостюм, относительно легкий костюм, предназначенный для морских исследований. Впервые он был использован в 2014 году в подводных исследовательских экспедициях Bluewater и Antikythera.

ADS 2000 был разработан совместно с OceanWorks International и ВМС США в 1997 году как эволюция костюма Newtsuit для удовлетворения требований ВМС США. ADS2000 обеспечивает увеличенную глубину для ВМС США. Изготовленный из кованого алюминиевого сплава T6061, он использует усовершенствованную конструкцию шарнирного соединения на основе шарниров Newtsuit. Способный работать в морской воде на глубине до 2 000 футов (610 м) при нормальной работе продолжительностью до шести часов, он имеет автономную автоматическую систему жизнеобеспечения. Кроме того, встроенная система двойного подруливающего устройства позволяет пилоту легко перемещаться под водой. Он был полностью введен в эксплуатацию и сертифицирован ВМС США у южной Калифорнии 1 августа 2006 года, когда дайвер погрузился на глубину 2 000 футов (610 м).

Физиологические открытия
The painting "An Experiment on a Bird in an Air Pump" by Joseph Wright of Derby, 1768, showing Robert Boyle performing a decompression experiment in 1660. На этой картине Эксперимент с птицей в воздушном насосе, автор Джозеф Райт из Дерби, 1768 г., изображен эксперимент, проведенный Робертом Бойлем в 1660 году.

Изменение давления может немедленно повлиять на уши и носовые пазухи, вызывая боль и приводя к заложенности, отеку, кровотечению и временному или постоянному ухудшению слуха. Эти эффекты были знакомы дайверам, задерживающим дыхание, с древних времен, и их можно избежать с помощью методов выравнивания. Снижение давления окружающей среды во время всплытия может привести к повреждению внутреннего газового пространства из-за избыточного давления, если не дать возможности для свободного выравнивания. Последствия для здоровья у дайверов включают повреждение суставов и костей, аналогичное симптомам, связанным с кессонной болезнью у работников, работающих с сжатым воздухом, которое, как было установлено, было вызвано слишком быстрой декомпрессией до атмосферного давления после длительного пребывания в герметичной среде.

Когда водолаз опускается в толщу воды, давление окружающей среды повышается. Газ для дыхания подается под тем же давлением, что и окружающая вода, и часть этого газа растворяется в крови дайвера и других тканях. Подбор инертного газа продолжается до тех пор, пока газ, растворенный в водолазе, не придет в состояние равновесия с газом для дыхания в легких дайвера (см.: «погружение с насыщением »), или дайвер движется вверх в толще воды и снижает окружающее давление дыхательного газа до тех пор, пока инертные газы, растворенные в тканях, не достигнут более высокой концентрации, чем равновесное состояние, и снова не начнут диффундировать. Растворенные инертные газы, такие как азот или гелий, могут образовывать пузырьки в крови и тканях дайвера, если парциальное давление растворенных газов у ​​дайвера становится слишком высоким. высокое по сравнению с давлением окружающей среды.Эти пузырьки и продукты травм, вызванных пузырьками, могут вызывать повреждение тканей, известное как декомпрессионная болезнь или изгибы. Ближайшая цель контролируемой декомпрессии - избежать развития симптомов образования пузырей в тканях дайвера, а долгосрочная цель - также избежать осложнений из-за субклинической декомпрессионной травмы.

Известно, что симптомы декомпрессионной болезни вызываются повреждениями, возникающими в результате образования и роста пузырьков инертного газа в тканях, а также блокированием артериального кровоснабжения тканей пузырьками газа и другими эмболами. вследствие образования пузырей и повреждения тканей. Точные механизмы образования пузырей и причиняемых ими повреждений были предметом медицинских исследований в течение значительного времени, и несколько гипотез были выдвинуты и проверены. Таблицы и алгоритмы для прогнозирования результатов декомпрессионных графиков для определенных гипербарических воздействий были предложены, протестированы и использованы и обычно оказываются полезными, но не совсем надежными. Декомпрессия остается процедурой с некоторым риском, но она была уменьшена и обычно считается приемлемой для погружений в хорошо испытанном диапазоне коммерческого, военного и рекреационного дайвинга.

Первая зарегистрированная экспериментальная работа, связанная с декомпрессией, была проведена Робертом Бойлем, который подверг экспериментальных животных воздействию пониженного давления окружающей среды с помощью примитивного вакуумного насоса. В самых ранних экспериментах испытуемые умирали от удушья, но в более поздних экспериментах наблюдались признаки того, что позже стало известно как декомпрессионная болезнь. Позже, когда технический прогресс позволил использовать создание давления в шахтах и ​​кессонах, чтобы исключить попадание воды, у шахтеров наблюдались симптомы того, что стало известно как болезнь кессона, изгибы и декомпрессионная болезнь. После того, как было установлено, что симптомы вызваны пузырьками газа и что рекомпрессия может облегчить симптомы, дальнейшая работа показала, что можно избежать симптомов с помощью медленной декомпрессии, и впоследствии были разработаны различные теоретические модели для прогнозирования профилей декомпрессии с низким риском. и лечение декомпрессионной болезни.

К концу 19 века, когда спасательные операции становились все глубже и продолжительнее, необъяснимая болезнь начала поражать дайверов; у них будет затрудненное дыхание, головокружение, боли в суставах и паралич, иногда приводящий к смерти. Эта проблема уже была хорошо известна рабочим, строящим туннели и опоры мостов, работающих под давлением в кессонах, и первоначально называлась «кессонной болезнью », но позже «изгибами», потому что боль в суставах обычно вызывала у пациента сутулость. Первые сообщения о болезни были сделаны во время спасательной операции Пэсли, но ученые все еще не знали о ее причинах. Ранние методы лечения включали возвращение дайвера в условия повышенного давления посредством повторного погружения в воду.

В 1942–43 годах правительство Великобритании провело обширные испытания на кислородную токсичность у дайверов.

Французский физиолог Пол Берт первым понял это как декомпрессионную болезнь. Его классическая работа, La Pression barometrique (1878), представляла собой всестороннее исследование физиологических эффектов давления воздуха, как выше, так и ниже нормы. Он определил, что вдыхание сжатого воздуха вызывает растворение азота в кровотоке ; затем быстрое снижение давления приведет к высвобождению азота в его естественное газообразное состояние, образуя пузырьки, которые могут заблокировать кровообращение и потенциально вызвать паралич или смерть. Центральная нервная система кислородное отравление также впервые было описано в этой публикации и иногда упоминается как «эффект Пола Берта».

Джон Скотт Холдейн разработал декомпрессионную камеру в 1907 году, чтобы сделать глубоководных дайверов более безопасными, и он создал первые декомпрессионные таблицы для Королевского флота в 1908 году после обширных экспериментов с животными и людьми. В этих таблицах установлен метод поэтапной декомпрессии - он остается основой методов декомпрессии и по сей день. Следуя рекомендации Холдейна, максимальная безопасная рабочая глубина для дайверов была увеличена до 200 футов (61 м).

ВМС США продолжили исследования по декомпрессии. Таблицы CR были опубликованы в 1915 году, а большое количество экспериментальных погружений было выполнено в 1930-х годах, что привело к таблицам 1937 года. Декомпрессия поверхности и использование кислорода были также исследованы в 1930-х годах, и таблицы ВМС США 1957 года были разработаны для решения проблем, обнаруженных в таблицах 1937 года.

В 1965 году Хью Ле Мессурье и Брайан Хиллз опубликовали свою статью «Возникновение термодинамического подхода».из исследования методов ныряния в Торресовом проливе, которое показало, что декомпрессия с помощью традиционных моделей приводит к образованию пузырьков, которые затем устраняются повторным растворением на декомпрессионных остановках, что происходит медленнее, чем выделение газа, пока оно все еще находится в растворе. Это указывает на важность минимизации пузырьковой фазы для эффективного удаления газа.

М.П. Спенсер показал, что ультразвуковые допплеровские методы могут обнаруживать венозные пузыри у бессимптомных дайверов, а Эндрю Пилманис показал, что безопасность предотвращает образование пузырей. В 1981 году Д. Йонт описал модель переменной проницаемости, предложив механизм образования пузырьков. Затем последовали несколько других моделей пузырей.

Ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-23 03:12:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте