***

Поиск по сайту:

  


***

Внимание!
Голосуем за этот сайт!
Просто щелкните по кнопке.
Заранее спасибо!




(Голосовать можно один раз в неделю)

Погружения с использованием газовых смесей, отличных от воздуха

Часть 2


В 1975 гелиокс вошел в мир пещерного дайвинга. В ходе первого погружения на глубину 265 футов, кислородные конвульсии во время декомпрессионной остановки на глубине 40 футов стоили жизни опытнейшему спелеоподводнику, Льюису Хольтцину. Его напарник, Курт Смит, пережил погружение. Дэйл Свит в 1980 году использовал гелиокс для достижения глубины 360 футов в пещере Ди Полдер #2. И несмотря на то, что Шэк Эксли шесть месяцев спустя повторил это погружение, используя сжатый воздух, сообщество спелеоподводников начало обращать внимание на возможности использования газовых смесей при глубоких исследовательских погружениях. Это займет еще три года, но в 1981 году немецкий пещерник Иохен Хассенмайер, используя гелиокс, достиг глубины 476 футов в Ваклюз, во Франции. Это был новый мировой рекорд для погружения с аквалангом. В 1983 Иохен совершил еще одно погружение с использованием гелиокса. В ходе этого погружения была достигнута глубина 685 футов, и таким образом был установлен новый мировой рекорд.

Одним из наиболее известных примеров использования газовых смесей спелеоподводниками стало исследование пещерной системы Вакулла Спрингс в 1987 году. Используя двенадцать дайверов, команда проникла в пещеру более чем на 4000 футов, при средней глубине погружения 300 футов. Декомпрессионные расписания для погружения были разработаны Биллом Гамильтоном и Дэйвом Кеньоном. Успех данным исследованиям был обеспечен использованием газовых смесей в соответствии с новыми рекомендациями по проведению декомпрессии. С этого момента, основываясь на разумных предсказаниях декомпрессионных режимов, глубинные рекорды будут идти один за другим, и все большее количество пещерных систем будет становиться объектом систематических исследований.

Водород

Впервые водород был использован как составляющая часть дыхательной смеси в 1789 году. Лавуазье (отец современной химии) и Секуин подвергли морских свинок воздействию смесей водорода и кислорода (Гидрокс). Их наблюдения показали, что животные потребляли одинаковое количества кислорода как в азотно-кислородных, так и в водородно-кислородных смесях.

Незадолго перед Второй Мировой войной русский ученый, Лазарев, подверг мышь воздействию смеси водорода и кислорода, при повышенном давлении. Тем не менее, использование водорода как составляющей дыхательной смеси для водолазных спусков традиционно ассоциируется со шведским инженером, Арне Зеттерстромом.

Водород является идеальной составляющей дыхательной смеси, поскольку является легчайшим из всех известных химических элементов. Это значит, что он обладает наименьшей плотностью на глубине, и сопротивление при дыхание минимально. Основной проблемой, связанной с водородно-кислородными смесями является их взрывоопасность. (Гибель дирижабля «Гинденбург» частично была связана со вступлением в реакцию водорода, которым был заполнен дирижабль, и кислорода содержащегося в воздухе. Смесь же водорода с чистым кислородом еще более взрывоопасна!). Зеттерстром знал, что смесь водорода и кислорода не взрывается, если процент кислорода в ней менее 4 процентов. Он также знал, что четырехпроцентная смесь кислорода и водорода будет поддерживать жизнь, если за счет увеличенного внешнего давления поднимется парциальное давление кислорода. «Трюк» состоял в том, как произвести переход на гидрокс таким образом, чтобы при этом не возникло взрывчатой смеси.

В 1944 году Арне Зеттерстром разработал способ перехода со сжатого воздуха на гидрокс, без опасности взрыва. Техника состояла в спуске до 100 футов и переключении на смесь, состоявшую из 4% кислорода и 96% азота. После того, как концентрация кислорода в легких падала ниже «концентрации взрыва», дайвер переключался на гидрокс, и продолжал погружение. Во время всплытия дайвер вновь использовал найтрокс (4% кислорода / 96 % азота), как переходную смесь между гидроксом и воздухом. Используя данный метод, он произвел погружения на 363 фута. На этой глубине изменения в характеристиках голоса, в сочетании с возбуждением, сделали какое-либо общение невозможным, и при последующих погружениях дайверы использовали телеграфный ключ.

7 августа 1945 года Арне вознамерился продемонстрировать полезность этого метода при попытках спасения с подводных лодок и установить новый мировой рекорд. Считается, что он проводил погружение с обеспечивающей платформы, подвешенной под кормой судна. Из-за сильнейшего течения от платформы к носу судна был проложен конец, позволявший сохранить вертикальную ориентацию платформы. Он быстро произвел спуск на глубину 100 футов, используя сжатый воздух, и произвел переключение через найтрокс на гидрокс. Затем, отстукивая телеграфные сообщения по мере спуска, он достиг рекордной отметки в 528 футов. Поскольку никаких таблиц для погружений на гидроксе в это время не существовало, Арен самостоятельно рассчитал профиль своего всплытия. Его первая декомпрессионная остановка должна была быть проведена на глубине 165 футов, однако, полная энтузиазма, но лишенная должного руководства команда, работавшая на корме судна, продолжила его подъем к поверхности. Ему не удалось произвести смену газов, и он поднялся на поверхность, продолжая дышать смесью из 4% кислорода, и 96% водорода, не сделав ни одной декомпрессионной остановки. Он умер вскорости после достижения поверхности. Свидетельство о смерти гласило, что смерть наступила «вследствие острой нехватки кислорода и острой кессонной болезни». Несмотря на то, что его смерть никак не была связана с использованием водорода или его техникой перехода (а с чем-то, что можно назвать «непростительной ошибкой»), исследования этого газа были заброшены на многие годы.

В середине 1960- х исследования использования водорода в составе дыхательных смесей возобновились, и были поставлены эксперименты над животными. Они дышали гидроксом на протяжении 24 часов при давлении 70 АТА. Один из интереснейших аспектов поставленных опытов заключался в предположении, что водород снижает НСВД (нервный синдром высокого давления), часто наблюдаемый в случае глубоких погружений с использованием гелиевых смесей. В ходе экспериментов животные погружались до глубин 3500 футов, используя для дыхания гидрокс.

К 1967 году людьми было проведено два успешных погружения (в барокамере), в ходе которых для дыхания использовался гидрокс. Погружения проводились при давлении 7 АТА, длительность их была от 10 до 20 минут.

Еще больше опытов было проведено в 1970-х, когда начались попытки определить реалистичные времена насыщения тканей, что позволило бы создать декомпрессионные таблицы для погружений на гидроксах. В 1974 году ВМФ США приступило к серии погружений, названной HYDROX, чтобы тщательно рассмотреть все проблемы, возникающие при переключении с гидрокса на другие газы.

В 1983 году КОМЕКС (COMEX), французская компания, занимающаяся глубоководными водолазными спусками (более известная в качестве компании, предоставившей спускаемые аппараты для подъема ряда артефактов с «Титаника») начала серию погружений. Целью этих погружений было исследование наркотического потенциала водорода. Дайверы, среди которых был и Х.Г. Де Лауз, президент компании КОМЕКС, погрузились в открытом море на глубину 300 футов и пробыли там 5 минут. На этой глубине дайверы не смогли почувствовать различия между гидроксом и гелиоксом. Погружения в барокамере на глубины до 300 метров показали, что наркотические эффекты азота и водорода различны. Водородный наркоз (водородный эффект) был более психотропным – то есть его воздействие было близко к воздействию LSD, в то время как эффекты азотного наркоза напоминали воздействие на организм алкоголя.

Подробные и детальные исследования показали, что гидрокс, как смесь двух газов, бесполезна на глубинах выше 500 футов.

Покорение смесей

Молодой математик и преподаватель инженерного колледжа в Цурихе, Ханнс Келлер, во время отпуска, проводимого в Греции, впервые в жизни увидел акваланг. Это произошло в 1958 году. Говорят, что после общения с местными дайверами и не имея никакого опыта в дайвинге, он провозгласил: «Техники спусков под воду отстают от времени лет на тридцать!». И он решил сделать целью своей жизни усовершенствование технологии дайвинга. Ненасытный книгочей, он вскорости уже прочел всю литературу, посвященную технологии глубоких водолазных спусков, доступную в то время. Он убедил специалиста-кардиолога, Альфреда Бульманна, присоединиться к нему в его проекте. Вместе они разработали метод использования девяти различных газовых смесей на различных глубинах и сказали, что глубокие погружения можно проводить, варьирую пропорциональное сочетание газов в смеси в зависимости от глубины.

Хотя денег на покупку компьютерного времени не было, Келлер убедил IBM предоставить ему четыре часа компьютерного времени. Это время было необходимо для разработки таблиц в соответствии с гипотезой использования различных наборов смесей для различных глубин. Результатом стало 400 таблиц для погружений на глубину до 1312 футов. Затем он обратился к Жаку Кусто и с его помощью получил доступ к французской водолазной (декомпрессионной) камере, с которой работал Отдел Исследований и Разработок ВМФ Франции. Там Кусто и команда швейцарских ученых наблюдали, как Келлер достиг глубины в 630 футов и произвел подъем без признаков болезни или каких-либо трудностей. Когда эта новость распространилась в международной дайверской среде, все решили, что Келлер – какой-то физиологический уникум, обладающий экстраординарной толерантностью к дыханию экзотическими газовыми смесями на глубине.

Келлер отправился в США в надежде убедить ВМФ США финансировать дальнейшие исследования. Хотя многие представители научного сообщества США были заинтригованы заявлениями Келлера, в финансировании его проектов было отказано. (Келлер настаивал на сохранении за собой всех коммерческих прав, и что газовые смеси будут сохранены в секрете). Келлер вернулся во Францию.

Несмотря на то, что французы не имели возможности финансировать его работы, они предоставили ему возможность использовать барокамеру в Тулони. Здесь Келлер провел погружение на 1000 футов, используя при этом для дыхания имеющийся в свободной продаже одношланговый регулятор для спортивного дайвинга – «Калипсо». Это привлекло внимание всего мира, но к сожалению привело только к дальнейшему развитию мифа о том, что Келлер по природе «мутант», ошибка природы, который выживает в ситуациях, которые приведут простого смертного к смерти.

Стараясь убедить окружающих в ценности своих теорий дайвинга, в 1961 году он установил в озере Маггиоре, возле Испано, Итальянской границы, дайверскую баржу. Здесь, вместе с Кеннетом МакЛишем в качестве напарника, он предпринял попытку доказать, что его успех был результатом его теории, а не какой-то необычной физиологии. Используя резиновые костюмы с шерстяными поддевками, дайверы погрузились на «лифте» на глубину 725 футов пресной воды (эквивалентная глубина в морской воде – 685 футов). После того, как они выцарапали свои инициалы на кукле-русалке, захваченной на удачу, на протяжении часа они двигались к поверхности. За исключением холода, они не испытали никаких физиологических проблем или признаков болезни.

Это событие убедило многих, что работу Келлера необходимо принимать всерьез. В 1962 году Келлер, при финансовой поддержке ВМФ США, нескольких издательских домов и нефтяной компании, вместе с Питером Смоллом (журналистом и основателем Британского Подводного Клуба – BSAC) провел погружение на глубину 1000 футов. Погружение производилось в разработанном самим Келлером колоколе. На дне Келлер вышел из колокола и установил Швейцарский и Американский флаги. Флаги были очень большими, и Келлер запутался в них. С трудом вырвавшись, он вернулся в колокол – в запасе у него оставалось газа на считанные мгновенья. При возвращении в колокол, его ласта попала в уплотнение люка, запиравшего колокол. Из-за отсутствия герметичности, запасы дыхательной смеси были утеряны. Наблюдатели, находившиеся на поверхности, видели на мониторах, как два человека в колоколе потеряли сознание. Когда колокол достиг глубины, доступной для погружения на задержке дыхания (200 футов), Ричард Андерсон и Крис Уиттакер нырнули к колоколу, и вытащили ласту. Вернулся только Андерсон.
По возвращении на поверхность выяснилось, что Смол мертв. Он погиб из-за воздушной эмболии; причина заключалась в недостатке кислорода в организме в то время, как он находился без сознания.
Расследование, проведенное под председательством Джона Крейга, признало смерть результатом несчастного случая – результатом желания исследовать неизвестное, совмещенного со стрессом и желанием свершить погружение. Заключение было: «Хотя эксперимент завершился трагедией, он подтвердил реалистичность идеи использования многочисленных газовых смесей на глубине».

Далее стали исследовать использование смесей, содержащих многочисленные компоненты, для длительных погружений. В 1965 году было выяснено, что дайверы, использующие для дыхания гелиоксные смеси на глубинах свыше 500 футов, испытывают мышечные судороги и тик, известные как НСВД. Серия глубоких погружений в лаборатории А.Г. Холла показала, что небольшое количество азота, вводимого в гелиокс (эта смесь была названа тримикс), помогала устранить эту проблему. Погружаясь в колоколе «Атлантис», три дайвера достигли глубины 2132 фута, дыша при этом тримиксом.

Также было выяснено, что если добавить гелий в водородно-кислородные смеси (что было названо гидрелиокс), можно избавиться от «водородного эффекта». Теоретические границы гидрелиокса – в районе 1750 футов.

Азот

Генри Флейс, мастер-водолаз, работавший на компанию «Зибе, Горман & Ко», Лондон, осуществил первое документально подтвержденное погружение с использованием обогащенного кислородом воздуха. Используя смесь с 50 или 60% кислорода, мистер Флейс провел час в глубокой цистерне. Неделю спустя он использовал свой аппарат в открытой воде. Он получил травму, когда обеспечивающие слишком быстро вытянули его на поверхность. Эти погружения были проведены в 1879 году. К 1912 году Роберт Дэвис и Леонард Хилл разработали независимый жесткий водолазный шлем, использовавший смесь с 50% кислорода и 50% азота. Этот аппарат использовался под руководством Дж. С. Хальдана, и он испытывался до глубины в 100 футов. Поскольку содержание азота ниже, чем в воздухе, этот аппарат обеспечивал значительные декомпрессионные преимущества (замечательные для того времени).

Первое коммерческое использование азот-кислородных смесей, отличных по процентным содержаниям от воздуха, было произведено в Германии. В 1912 году фирма «Westfalia Machinenfabrik» изготовила и испытала костюм, в котором для погружений до 100 футов использовались смеси с 45% и 55% кислорода, а для погружения на 200 метров – 30% смесь. Этот костюм, так же как и найтроксные смеси, так и не получил широкого распространения.
Основываясь на этой работе, в 1913 году «Draegerwerk» изготовил сходное устройство, которое автоматически смешивало азот и кислород, давая на выходе смесь с 60% кислорода.
Незадолго до Первой Мировой войны появился аппарат Флейса-Дэвиса. Это устройство состояло из двух баллонов емкостью по 10 кубических футов; один – для сжатого воздуха, другой – для кислорода. Смешение газов происходило в манифольде между двумя баллонами и загубником. Изготовители гарантировали успешное использование этого аппарата до глубины 66 футов.

Между двумя мировыми войнами «Зибе Горман и Ко» разработали техники использования различных концентраций кислорода. Было выяснено, что дайверы не могут выносить парциальные давления кислорода выше 2 АТА на протяжении длительного времени. Дайверы, испытавшие воздействие повышенных концентраций кислорода (включая конвульсии), стали говорить о мистическом монстре «Кислородном Пите». Предполагалось, что он прячется на дне моря, поджидая ни о чем не подозревающих водолазов. О проявлениях кислородного отравления в это время говорили «Встретил Пита».

Вероятно наиболее охраняемым секретом Второй Мировой войны было использование Британскими Коммандос найтроксных ребризеров. Их враги использовали чисто кислородные ребризеры. Большая рабочая глубина британских смесей (45-60% кислорода) являлась огромным преимуществом в бою под водой – ведь враги уже достигнут «глубины конвульсий», а британцы все еще будут находиться в допустимых рабочих пределах. Основным элементом британской стратегии было погружение до глубины, на которой у противника начнутся конвульсии. Этот секрет настолько хорошо охранялся, что даже ВМФ США не знали об этом до 1950-х.

Одним из интересных особенностей Британских правил ведения боя было понимание связи между накоплением CO2 и повышения восприимчивости к кислородному отравлению. Приказы запрещали быстрое плавание, если это не вызывалось «контактом с неприятелем». Многие из имеющихся у нас знаний об использовании обогащенных смесей можно проследить до британских исследований, проводившихся в годы Второй Мировой войны.

В 1965 году Воркман создал декомпрессионные расписания для погружений на азотно-кислородных и гелий-кислородных смесях.

В конце семидесятых, канадский исследовательский институт DCIEM получил запрос на разработку аппарата для погружений под воду от Канадских вооруженных сил. Это было необходимо для разминирования, и поэтому идеальным был бы аппарат, который не потревожил бы минные сенсоры, реагирующие на движение, магнитные поля и/или звук. Было решено использовать полузамкнутую систему, которая варьировала бы концентрацию кислорода, поддерживая постоянное парциальное давление кислорода. Эта система была разработана к концу 1980-х.

В 1978 NOAA разработала процедуры использования смеси с 32% кислорода и 68% азота. Эта смесь получила название «NOAA Nitrox I». Второй стандартной смесью стала смесь с 36% кислорода, известная как «NOAA Nitrox II». С этого момента ряд пользователей, включая ВМФ США, коммерческих и научных водолазов, успешно использовали найтрокс для работ на глубинах менее 130 футов.

В последнее время благодаря усилиям многих обучающих агентств, найтрокс стал постоянной частью рекреационного спортивного дайвинга.


Перевод: Кирилл "CELT" Егоров

www.decostop.ru

 

Вернуться назад



Вступайте в нашу группу Вконтакте


***

Все разделы сайта
регулярно пополняются

***

На сайте:

более 5800 фото в разделах:

мои фотоотчеты

фото занятий по дайвингу в СК "Родина"

фото подводной охоты

детский дайвинг

фото моих учеников

фотогалерея

*

6 видео:

Смотреть видео про дайвинг

*

Более 220 статей

на тему дайвинга

*

Смотрите также:

Тайский бокс в Кирове