До сих пор водолазные работы редко удавалось производить на глубинах больше 20 мет., причем и на этих глубинах производство работ было сопряжено с большими трудностями. Опускание водолаза на такую глубину обыкновенно занимает от 5 до 10 минут, так как человеческому организму, как бы он ни был крепок, необходимо дать некоторое время, чтобы постепенно привыкнуть к возрастающему с глубиной давлению воздуха. Если опускание производить быстрее, то водолаз испытывает резкую боль в ушах, головокружение и, опустившись, первое время будет дышать с большим трудом, не имея возможности работать.
Несмотря на то, что для дыхания водолазу все время подается свежий воздух либо по воздухонагнетательному шлангу, либо из специального резервуара, расположенного у него за плечами, все же пребывание под сильно повышенным давлением быстро утомляет, и обыкновенно водолаз может проработать на больших глубинах минут 45, а при исключительно хорошей тренировке — около часа, после чего его необходимо начать поднимать на верх. Водолаз может еще не испытывать даже особенно сильного утомления, но тем не менее под'ем его пора начинать, так как процесс под'ема с таких глубин занимает не меньше 2-х часов и, следовательно, после утомительной напряженной работы водолазу предстоит еще долго дышать под водой при повышенном давлении.
Ускорить под'ем водолаза до сих пор не удавалось по нижеследующим причинам. Вследствие сильно повышенного давления, человеческийорганизм как бы пропитывается, насыщается увеличенным количеством воздуха; когда начинается под'ем водолаза, а следовательно и понижение окружающего его давления, то получается явление, подобное тому, которое можно наблюдать, например, при откупоривании бутылки с содовой водой или лимонадом: прозрачная до этого жидкость становится мутной от массы мелких пузырьков, которые быстро соединяются друг с другом, образуют более крупные пузыри, поднимающиеся на поверхность, и, лопаясь, дают выход газам; процесс этот продолжается до тех пор, пока все излишнее количество газа из жидкости не улетучится.
То же самое происходит внутри человеческого тела, но образующиеся пузырьки воздуха не могут так легко найти себе выход, как в откупоренной бутылке, и образование их сопряжено всегда с сильными болевыми ощущениями, а если таких пузырьков будет много, или если они будут крупными, то они легко могут вызвать смерть. Всего опаснее, когда такие пузырьки образуются в мозгу человека, — тогда они вызывают паралич и очень часто смерть. Одновременно с образованием пузырьков, в человеческом организме происходит химический процесс разложения воздуха на составляющие его газы, вследствие понижения давления. При этом кислород легко и без вреда для человека в большом количестве поглощается организмом; водород, легко проникая через мельчайшие поры кожи, выходит наружу, а внутри организма остается азот, который с трудом входит в соединение с другими веществами, трудно проникает через ткани тела и потому стремится образовывать пузырьки.
Так как азот совершенно не нужен человеку для дыхания, то естественно возник вопрос, — нельзя ли заменить его каким-нибудь другим газом, который бы не препятствовал свободному дыханию водолаза и в то же время с большей легкостью, с большей быстротой выходил из человеческого организма? В течение последпих 3-месяцев в Америке производились многочисленные опыты и научные изыскания, чтобы найти наиболее подходящий суррогат воздуха для водолазов. Работы дали следующие результаты.
Вместо воздуха, водолазу дают дышать смесью кислорода с гелием, который заменяет соответствующее количество азота. Такой смесью дышать нисколько не труднее, чем обычным воздухом, а вместе с тем гелий в гораздо меньшем количестве проникает в ткани человеческого тела и в то же время гораздо быстрее выходит из него, не образуя крупных пузырей. Благодаря этому, стало возможным производить под'ем водолаза на поверхность в 8 раз быстрее, чем раньше, то есть, иными словами, в 15 минут вместо 2-х часов. Принимая во внимание, что общая продолжительность пребывания водолаза на глубине, таким образом, сокращается при той же продолжительности работы почти в 2 раза, можно быть уверенным, что это открытие даст возможность водолазам значительно увеличить продолжительность самой работы и в то же время избавит их от непроизводительной усталости, получавшейся во время под'ема на поверхность. В данное время добывать большие количества гелия может только Америка, но быстрое развитие химии несомненно в ближайшее время даст возможность и остальным странам либо добывать в нужном количестве гелий, либо заменить его каким-либо другим, не менее пригодным для этой цели, газом.
Усовершенствования в устройстве водолазных костюмов преследуют две цели: сделать водолаза возможно независимым от судна, с которого он спустился, и достигнуть возможно больших глубин погружения.
 |
| Рис. 2. 1 — Кислородный цилиндр. 2 — Груз. 3 — Шлем. 4 — Отвод использованного воздуха. 5 — Подвод обновленного воздуха. 6 — Очистительный патрон. 7 — Телефонный кабель. 8 — Грузскамейка. |
Для работ на глубинах до 20 метров служит изображенный водолазный костюм, в котором водолаз соединен с внешним миром лишь сигнальным линем (веревкой), являющимся одновременно кабелем телефона. В таком костюме водолаз может оставаться на глубине в продолжение двух часов, причем если бы соединяющий его кабель оказался оборванным или где-либо зацепившимся, он может совершенно самостоятельно подняться на поверхность воды. Надобность в воздушном шланге с насосом для дыхания устранена тем, что водолаз имеет с собой аппарат для возобновления воздуха, в котором циркулирующее в его костюме количество воздуха беспрерывно освежается кислородом и очищается от углекислоты. Служащий для этого аппарат помещается за спиной и состоит из двух стальных цилиндров с находящимся под давлением 150 атмосф. кислородом, и из очищающего воздух патрона. Достигаемая, вследствие высокого давления, скорость протекания кислорода служит для продувания использованного воздуха, путем засасывания этого воздуха в трубу, ведущую в коробку патрона, и в патрон, наполненный едким кали и едким натром. Кали и натр поглощают углекислоту и другие примеси использованного воздуха.
Так как кислород находится в цилиндрах под высоким давлением, то для понижения его при входе в шлем служит особый редухционный (понижающий давление) клапан, который доводит давление до такого, какое необходимо на данной глубине. Поэтому, на большей глубине протекает больше кислорода, вследствие изменения веса воздуха.
Шлем снабжен тремя окнами спереди и сбоков и одним сверху. Внутри помещаются необходимые указатели и телефон; сверху же находится ушко, за которое водолаза поднимают из воды и опускают посредством крана.
У английского водолаза два цилиндра, содержащие смесь воздуха и кислорода под давлением в 120 атмосфер, расположены на спине горизонтально, ниже камеры, в которой помещается углекислота. Эта камера соединена с шлемом двумя гибкими трубками, для выдохнутого воздуха и для выпуска очищенного, третья трубка от цилиндров с кислородом.
С грузом на груди соединены запасные цилиндры с сжатой смесью кислорода и воздуха, главное назначение которых служить для подъема водолаза на поверхность в случае израсходования запаса.
В случае необходимости почему либо подняться на поверхность без посторонней помощи, водолаз, отстегнув груз на груди, открывает клапан, через который его костюм наполняется кислородом, в достаточном для всплывания количестве. Регулирование постепенности подъема возможно совершенно точно. Необходимость же постепенности вытекает из того обстоятельства, что на глубине, под повышенным давлением, тело водолаза насыщается в большой степени кислородом, азотом и другими газами. Кислород усваивается кровью, но азот остается химически не связанным и, при прекращении давления, стремится выделиться, чем и вызывает крайне вредные последствия в случае быстрого подьема из воды. Если водолаз пробыл два часа на глубине 30 метров, то он должен подняться сперва до 12 метров, на этой глубине пробыть пять минут и затем продолжать подъем с таким расчетом, чтобы чрез каждые 3 метра следовали остановки в 15, 25 и 35 минут. Вся продолжительность подъема таким образом окажется равна 1 часу 24 минутам.
Между ногами водолазного костюма помещается также груз, обеспечивающий лучшую устойчивость и подвешенный так, что он служит одновременно скамьей при работе. Общий вес аппарата достигает 100 кгр.
На глубине 20 метров при ясной погоде и чистой воде водолаз может видеть на расстоянии до 15 метров. При сближении шлемов возможны на такой глубине непосредственные переговоры между двумя водолазами. Опускаются вниз в таком аппарате, очень часто прямо бросаясь в воду, так как это не вызывает никаких вредных последствий.
 |
| Рис. 4. Спуск водолаза. |
Наиболее важным завоеванием в области водолазного дела является недавно достигнутая возможность опускания на большие глубины, до 200 метров. В обычных костюмах описанного выше типа опускание возможно было не более чем до 40 метров, причем и этих глубин могли достигать лишь особенно крепкого сложения люди и лишь на очень короткое время. Так как с каждыми 10 метрами погружения давление воды возрастает, приблизительно, на 1 атм., то на 50 метрах оно равно 5 атм. или 5 кгр на кв. см. Глубин свыше 55 метров удавалось достигать лишь в редких, исключительных случаях. Задача состояла в том, что бы защитить человеческое тело от огромного давления глубин и вместе с тем сохранить необходимую свободу движения, причем устройство сочленений должно быть очень просто и надежно. Выработанный в результате всех опытов аппарат дает возможность достижения глубин до 200 метров, хотя опыты произведены были пока еще на глубине 160 м.
Новый водолазный аппарат состоит из двух главных частей, — нижней, заключающей ноги и нижнюю часть туловища, и верхней для головы и рук, — здесь помещаются все приспособления и аппараты. Соединение частей приходится по средине высоты аппарата. При одевании, нижняя часть устанавливается на особом кронштейне на палубе; водолаз влезает в нее, а затем сверху краном опускается верхняя часть. Аппарат изготовлен из лучших сортов стали, обеспечивающей большую крепость при малом весе. В верхней части, помимо окон с особенно толстыми стеклами, расположены измерительные приборы, приборы для возобновления воздуха, клапан, телефон и т. д. Руки располагаются не сбоку, как у прежних аппаратов, а впереди, что практически оказывается гораздо целесообразнее. Сочленения рук и ног шариковые и дают при малом трении большую свободу действий во всех направлениях. Они изготовлены из нержавеющей никкелевой стали, и замена и осмотр их очень легки. Набивка — особая, содержащая масло и резину. Сочленения ног допускают возможность опускаться на колени. Вверху расположен сосуд, служащий для погружения, с помощью которого водолаз может совершенно самостоятельно погрузиться до желаемой глубины или всплыть на поверхность. Освобождение от воды этого бака производится сжатым воздухом, находящимся в шести цилиндрах по 2 литра каждый, под давлением в 150 атмосфер. Бак разделен на четыре части, что дает возможность, помимо изменения погружения, легко передвигаться в стороны, вперед и назад, при надлежащей регулировке. Остальные баки находятся с боков, на высоте центра водоизмещения аппарата. Приборы для возобновления воздуха рассчитаны на восемь часов пребывания под водой. Для сношений с внешним миром служит громкоговорящий телефон, пробник сигналов Морзе и сигнальный линь. В этом лине заключается и телефонный кабель, и кабель для тока к освещению и к измерительным инструментам.
Все внешние поверхности аппарата закруглены или защищены особыми покрытиями, чем устранена возможность зацепления за какой либо подводный предмет. Захватывающие приспособления могут меняться в зависимости от рода работ, производимых под водой. Как универсальный инструмент, служат клещи, при помощи которых могут производиться вдевания гаков (крюков) в различные отверстия и другие нужные работы.
Наружная поверхность аппарата равна 4,75 кв. метрам, так что на глубине 100 метров он должен выдерживать давление в 475000 килогр. Его вес вместе с водолазом составляет 475 кгр., водоизмещение же 490 литров, так что в пресной воде в его баках должно быть 15 литров воды для достижения полного погружения.
Первые испытания происходили на глубине 140 метров, при чем водолаз видел на расстоянии одного метра. Подъем с этой глубины производился всего 4½ минуты, так как тело водолаза защищено от перемен давления. Последующее погружение было уже на 160 метрах, и водолаз находился в течение 20 минут на дне, где господствовала абсолютная темнота. Затем, на глубине 110 метров, производились разного рода работы. Аппарат оставался внутри совершенно сухим и на испытаниях выдерживал 16 атм. давления.
Предполагается применить его для работ со многими затонувшими судами, для добычи оттуда золота и других ценностей.
