|
Познавательные
материалы и статьи ребризерах
Следы на воде
Пузыри на воде – вот первое, что притягивает взгляд внешнего
наблюдателя, когда он глазеет на любительские подводные погружения.
Отсутствие пузырей – тревожный признак и обычно сопровождается
активными действиями по подготовке и началу спасательной операции.
Однако есть одно исключение – погружение с ребризерами (от
англ. «rebreather»). Дайвер с ребризером в воде практически
бесшумен, как и обитатели подводного царства, – он не выпускает
булькающих пузырей, и водоплавающие принимают его «за своего».
Немного истории
На этих принципах и основаны дыхательные аппараты закрытого
или полузакрытого цикла – ребризеры. Не стоит думать, что
это достижение современных технологий. Первый ребризер был
разработан англичанином Генри Флеуссом еще в 1876 году. Ребризер
Флеусса представлял собой прорезиненную матерчатую оболочку,
дыхательный мешок, медный цилиндр с кислородом и поглотителем
углекислого газа. В качестве поглотителя использовалась пенька,
пропитанная едким натром (гидроксидом натрия). При необходимости
кислород добавлялся вручную. Хотя этот аппарат сейчас кажется
примитивным – для тех времен он работал весьма неплохо, позволяя
проводить под водой до 3 часов. Глубина погружения с аппаратом
Флеусса была ограничена изза использования чистого кислорода
(чистый кислород токсичен уже при погружении на 5-7 м, но
в то время этот факт не был известен). Тем не менее в 1880
году известный английский водолаз Александер Ламберт погрузился
в аппарате Флеусса, чтобы загерметизировать люк в затопленном
туннеле. Люк находился в 300 м от входа в туннель на глубине
20 м!
В 1907 году немецкая компания Draeger представила ребризер
для спасения людей с тонущих подводных лодок. Этот ребризер,
как и аппарат Флеусса, во многом послужил основой для разработки
в 1911 году англичанином Робертом Дэвисом, директором компании
Siebe Gorman, аппарата собственной конструкции, названного
«Davis False Lung» («Искусственное легкое Дэвиса»). В 1915
году съемочная группа первого подводного фильма, снятого по
книге Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой», использовала
во время съемок именно модифицированные ребризеры Флеусса-Дэвиса.
С началом Второй мировой войны появляется необходимость в
тайных подводных операциях и ребризеры прочно занимают ведущее
место среди подводного оборудования военно-морских флотов
многих стран.
В 1968-м доктор Уолтер Старк разрабатывает Electrolung –
первый дыхательный аппарат замкнутого цикла, управляемый электроникой.
Это был качественный шаг вперед в технологии, которая до этого
оставалась традиционной и базировалась на механическом дозировании
газов.
До середины 1990-х годов основными пользователями ребризеров
были военные, исследователи и профессиональные водолазы. Военные
ценили в аппаратах закрытого цикла малозаметность и бесшумность
(присутствие боевых подводных пловцов не выдают пузыри), немагнитность
(ребризер может быть изготовлен из немагнитных материалов).
Исследователи подводного мира – отсутствие пузырей (обитатели
подводного мира не пугаются, их легче фотографировать и изучать).
Водолазам ребризеры давали возможность погружаться на большие
глубины и проводить там большее время, увеличивая эффективность
работы.
С середины 1990-х годов ребризеры на газовых смесях начали
потихоньку завоевывать рынок любительского дайвинга. Сейчас
выпускается довольно много моделей ребризеров для любительских
погружений, и хотя стоимость их достаточно высока (от $2-5
тыс. за полузакрытые системы до $8-15 тыс. за системы с закрытым
циклом), они приобретают все большую популярность.
Закрытая дыхательная система
Дыхательный аппарат полностью закрытого цикла состоит из
двух небольших баллонов и системы поглощения углекислого газа.
Один баллон содержит кислород, второй – газразбавитель (дилюент).
Существует системы, работающие на чистом кислороде (без разбавителя),
но глубина погружения с ними ограничена 5-7 м (изза токсичности
чистого кислорода), в основном такими были старые военные
системы.
В качестве поглотителя обычно используются гидроксид натрия
(едкий натр), или гидроксид кальция (гашеная известь), или
их смесь. Выдыхаемый воздух пропускается через поглотитель
и попадает в дыхательный мешок (counterlung – противолегкое).
Вдох осуществляется из дыхательного мешка. Иногда он разделен
на две части – для вдоха и для выдоха. Датчики давления и
содержания кислорода и углекислого газа дают сигналы электронной
системе, которая с помощью электромагнитных клапанов при необходимости
производит добавление кислорода и газаразбавителя (система
управления старается в любых условиях поддерживать парциальное
давление кислорода в безопасных пределах).
При необходимости можно подавать кислород из одного баллона
или газразбавитель из другого вручную. В качестве газаразбавителя
можно использовать в зависимости от стоящих задач воздух,
нитрокс (смесь кислорода и азота с большим, чем 21%, содержанием
кислорода), или специальные смеси (например, для сверхглубоких
погружений используют Trimix («тримикс») – смесь, состоящую
из гелия, азота и с невысоким содержанием кислорода).
Система закрытого цикла при нахождении на постоянной глубине
не выпускает никаких пузырей. При уменьшении глубины объем
дыхательной смеси в дыхательном мешке возрастает и излишки
стравливаются через клапан. При увеличении глубины дыхательный
мешок автоматически или вручную пополняют газомразбавителем
для поддержания постоянного объема.
Полузакрытая дыхательная система
Отличается от закрытой наличием всего одного баллона с дыхательной
смесью. Обычно в качестве такой смеси используется нитрокс
(смесь кислорода и азота с большим, чем 21%, содержанием кислорода).
Чтобы компенсировать расход кислорода (азот не расходуется
в процессе дыхания), в полузакрытых системах часть смеси при
выдохе выпускается в воду (до 25% от объема выдоха). Для снижения
шума перед выпуском смесь пропускается через специальный фильтр,
который «дробит» пузырьки на более мелкие и рассеивает их
за спиной дайвера.
Надежность
Отказ какого-либо из компонентов ребризера под водой может
привести к смерти дайвера. Поэтому производители принимают
все возможные меры для повышения их надежности. Датчики, индикаторы
и электромагнитные клапаны многократно дублируются. Кроме
этого, в ребризере обычно предусмотрена независимая аварийная
система – на случай полного отказа. В качестве аварийной системы
обычно выступает аппарат открытого цикла (точнее, редуктор-регулятор),
присоединенный к баллону ребризера с дыхательной смесью или
независимому маленькому баллону. Это дает возможность дайверу
даже при полном отказе или аварии ребризера всплыть на поверхность.
Преимущества
Первый основный плюс ребризера – большое время погружения.
Одной зарядки ребризера хватает, в зависимости от модели,
глубины погружения и интенсивности дыхания, на 2-5 часов погружений.
Ребризеры также значительно увеличивают бездекомпрессионные
пределы. Некоторые наиболее сложные закрытые кислородно-управляемые
системы могут даже оптимизировать содержание кислорода для
дыхания в газовой смеси согласно профилю погружения.
Еще одно преимущество ребризеров – сохранение тепла и влаги.
В системах с открытой схемой дыхания, особенно в условиях
холодной воды, расходуется тепло на согревание вдыхаемого
воздуха и происходит обогащение его водяными парами. В ребризерах
при поглощении углекислого газа выделяется тепло. Поскольку
выдох не происходит в воду, тепло и водяной пар сохраняются
в пределах замкнутого цикла.
Как уже было сказано выше, ребризеры производят значительно
меньше шума и пузырей, что позволяет приближаться даже к самым
пугливым обитателям морских глубин и наблюдать за их жизнью
(с обычным аквалангом это зачастую просто невозможно).
Недостатки
За преимущества ребризеров приходится платить высокую цену.
Прежде всего, в прямом смысле этого слова. Стоимость полузакрытых
систем составляет от $2 до $8 тыс., полностью закрытых – от
$8 до $15 тыс. И надежды, что они подешевеют в ближайшем будущем,
довольно мало.
Ребризеры требуют регулярного технического обслуживания после
каждого погружения – более-менее простого у полузакрытых систем
(проверка и замена поглотителя углекислого газа, очистка шлангов)
и более сложного у закрытых. Электронные датчики парциального
давления кислорода должны регулярно проверяться и периодически
калиброваться.
Обучение плаванию с ребризерами также находится пока еще
в зачаточном состоянии, хотя ситуация меняется довольно быстро.
Все производители подобных аппаратов имеют собственные требования
к подготовке. В настоящее время есть 4 организации (IANTD,
TDI, PSA, ANDI), стандартизировавшие курсы обучения. Теперь
аппараты закрытого цикла достаточно доступны. Можно после
нескольких часов инструктажа совершить только одно погружение
или пройти полный глубоководный курс с сертификацией (3-7
дней, $500-1500, стоимость обучения часто входит в цену аппарата).
| Автор: Дмитрий Мамонтов
|
