Военное образование в России

Новости и учебные материалы

Исторические сведения о развитии водолазного дела. классификация водолазного снаряжения - История создания водолазного снаряжения с замкнутой и полузамкнутой схемами дыхания

 

 

История создания водолазного снаряжения с замкнутой и полузамкнутой схемами дыхания

Многолетняя практика водолазных работ, выполняемых в вентилируемом водолазном снаряжении, показала, что наиболее распространенные их образцы — 3-болтовое и 12-болтовое снаряжение — имеют ряд недостатков. Наиболее существенными являются громоздкость, ограничение подвижности и маневренности, связанные с большим объемом скафандра и наличием шланга подачи воздуха.

Попытки создания мобильного автономного снаряжения, не зависящего от воздухоснабжения с поверхности, предпринимались сотни лет назад. В посмертной публикации 1680 г. Борелли был предложен автономный подводный аппарат, состоящий из шлема, трубок и устройства для регенерации воздуха. Борелли считал, что выдыхаемый воздух будет очищаться в конденсате при прохождении через трубки, охлаждаемые морской водой. В снаряжении впервые было предусмотрено нечто напоминающее ласты. Это предложение не было в то время реализовано.

В 1772-1774 гг. француз Фреминэ вернулся к идее Борелли, предложив «гидростатическую машину», состоящую из скафандра с медным шлемом и воздушного резервуара, из которого по шлангу подавался воздух с помощью мехов, приводимых в действие спиральным пружинным двигателем. Фреминэ, как и Борелли, придерживался ошибочной гипотезы о возможности регенерации воздуха при его охлаждении. Хотя испытания показали, что регенерация не происходила, запас воздуха был мал, а двигатель маломощен, изобретателю удалось пробыть под водой несколько минут на глубине 15м.

Английский врач Пэйерн в 1842 г. предложил для проведения подводных работ использовать водолазное снаряжение со шлангами вдоха и выдоха, которые крепятся к изобретенной им подводной лодке с устройством для выхода водолазов. Углекислый газ поглощался щелочью, а кислород вырабатывался путем подогрева хлората калия. Изобретение Пэйерна произвело сенсацию, и Пэйерн получил патент на регенерацию воздуха.

В 1879 г. офицер английского торгового флота Генри Флюсс предложил автономный кислородный аппарат с замкнутой схемой дыхания и поглощением углекислого газа. Аппарат состоял из расположенного на спине водолаза дыхательного мешка, в верхней части которого помещался металлический регенеративный патрон, наполненный паклей, пропитанной каустической содой. Под мешком находился медный баллон с кислородом под давлением 30 кгс/см2. От баллона к мешку шла резиновая трубка с ручным запорным клапаном, который водолаз должен был периодически открывать для пополнения мешка кислородом. От мешка по плечам водолаза шли 2 резиновые трубки, которые присоединялись к клапанной коробке. Клапанная коробка двумя гофрированными шлангами соединялась с полумаской, надетой налицо водолаза. Выдыхаемый газ едким калием очищался от углекислоты и возвращался в дыхательный мешок, где обогащался кислородом и становился пригодным для дыхания. По принципу действия аппарат Флюсса близок к современным аппаратам с замкнутой схемой дыхания, однако продолжительность его использования была незначительной (10—15 мин) из-за малого давления кислорода. В 1902 г. к работе по усовершенствованию аппарата Флюсса подключился Роберт Дэвис, который заменил ручной запорный клапан автоматическим клапаном подачи кислорода и ручным пускателем (байпасом), усовершенствовал поглотитель СО2 применил стальные баллоны, выдерживающие давление 150 кгс/см2 а затем изобрел редукционный клапан с инжектором, который автоматически подавал в шлем кислород через поглотитель СО2 и отсасывал выдыхаемую смесь .

Флюсе, Зибе и Горман создали также сна­ряжение, названное прибором Зибе—Гормана , которое представляет комбинацию вентилируемого снаряжения и снаряжения с замкнутой схемой дыхания. Скафандр с ме­таллическим шлемом дополнялся размещае­мым на груди дыхательным мешком с попе­речной перегородкой, в нижнюю часть которого вставлялся поглотитель СО,. На верху мешка имелись клапаны вдоха и выдоха, соединенные гофрированными трубками с загубником. На спине размещался баллон с кислородом.

В 1907 г. капитан США М.Холл и морской хирург Риид создали снаряжение с замкнутой схемой дыхания для спасения подводников с использованием препарата перекиси натрия – оксилита.

В 1911 г. Роберт Дэвис сконструировал аппарат с замкнутой схемой дыхания, в котором можно было применять воздух с оксилитом или кислород с поглотителем СО2. Аппарат представлял собой дыхательный мешок в форме спасательного нагрудника, внутри которого размещался регенеративный патрон, к дыхательному мешку крепились гофрированные трубки вдоха и выдоха, соединенные, в свою очередь, с клапанной коробкой и загубником. Дыхательный мешок на начальном этапе применения аппарата заполнялся кислородом из отдельного баллона, поскольку активность оксилита проявлялась только через 2 мин. Впоследствии этот аппарат получил широкую известность как ПСАД - подводный спасательный аппарат Дэвиса.

Интенсивное развитие подводного флота заставило советских ученых заняться изучением вопроса обеспечения выхода личного состава из аварийной подводной лодки. Предложенные за рубежом образцы снаряжения с замкнутой схемой дыхания по своим тактико-техническим данным не соответствовали требованиям безопасного спасения людей, выходящих на поверхность из погруженной подводной лодки. В иностранных образцах спасательного снаряжения осуществлялось маятниковое дыхание, когда вдох и выдох проводились по одной трубке. В таких аппаратах схема дыхания предусматривала прохождение газовой смеси через регенеративный патрон дважды (при вдохе и при выдохе), что приводило к повышению сопротивления дыхания на вдохе по сравнению с раздельным использованием трубок вдоха и выдоха. Кроме того, за счет большого мертвого пространства в дыхательной трубке содержалась сравнительно большая концентрация СО2.

В 1932 г. был разработан первый отечественный индивидуальный спасательный аппарат «Э-1» («ЭПРОН-1») (рис.25), который стал изготавливаться в мастерских ЭПРОНа. Аппараты типа «Э» состояли из кислородного баллона, коробки с химпоглотителем, дыхательного мешка с травящим клапаном, клапанной коробки с клапанами вдоха и выдоха и двумя гофрированными трубками. При вдохе кислород из дыхательного мешка по трубке вдоха через клапан вдоха клапанной коробки поступает в легкие. Выдыхаемый газ через клапан выдоха и трубку выдоха попадает в патрон, заполненный химическим поглотителем известковым (ХП-И), где очищается от СО2; а затем - вдыхательный мешок. Пополнение кислорода в дыхательном мешке аппарата «Э-1» производилось вручную путем открытия вентиля кислородного баллона. Постепенно аппараты типа «Э» совершенствовались, ручная подача кислорода была заменена подачей с помощью байпаса, а затем в аппарате «Э-5» — также автоматической постоянной подачей.

В 1934 г. для проведения водолазных работ и спасения подводников был разработан и принят к эксплуатации гидрокомбинезон, полностью изолирующий тело водолаза от воды. Это сразу расширило возможности использования снаряжения с замкнутой схемой дыхания, позволило увеличить время работы водолаза под водой без риска переохлаждения, повысило безопасность самостоятельного спасения из подводной лодки, появилась возможность спусков в этом типе снаряжения в зимнее время. Кроме аппаратов типа «Э» были созданы новые аппараты ИПА-1 и ИПА-2 с резиновыми масками, изолирующими лицо водолаза от воды.

Первый практический выход личного состава из погруженной подводной лодки был проведен с глубины 16 м 6 июля 1936 г. во время учения на Тихоокеанском флоте. В 1938 г. водолазы И.И.Выскребенцев, Б.А.Иванов, Н.Н.Солнцев и Б.Е.Соколов впервые произвели выход из подводной лодки по буйрепу через торпедный аппарат с глубины 40 м и через рубку с глубины 70 м. В 1939 г. было разработано «Временное наставление по выходу людей из затонувшей подводной лодки».

В Военно-Морском Флоте (особенно на Черноморском флоте) стало быстро развиваться «легководолазное дело» — спуски с использованием снаряжения с замкнутой схемой дыхания. Водолазные аппараты стали применяться на надводных кораблях для осмотра подводной части кораблей и винтов, а также для работ в затопленных отсеках корабля. Снаряжение с замкнутой схемой дыхания нашло широкое применение и в народном хозяйстве, особенно на спасательных станциях.

В 1939 г. был принят на снабжение ВМФ гидрокомбинезон ТУ-1, имеющий шлем с очками. В этом же году был разработан один из лучших образцов автономных аппаратов – изолирующий спасательный аппарат морской ИСА-М, на базе которого в 1943 г. была выпущена усовершенствованная модель — ИСА-М-43.

В послевоенные годы продолжались работы по совершенствованию водолазного снаряжения с замкнутой схемой дыхания. В 1948 г. был разработан и принят на снабжение ВМФ аппарат ИСА-М-48, обладавший хорошими техническими характеристиками и позволявший находиться под водой до 2 ч. В аппарате предусматривалась ручная подача кислорода в дыхательный мешок с помощью байпаса м автоматически с помощью модифицированного кислородного редуктора.

В 1951 г. 40 ГосНИИ МО был разработан и принят на снабжение изолирующий дыхательный аппарат ИДА-51 с гидрокомбинезоном ГК-2, имеющим объемный шлем. Это снаряжение было предназначено для выхода из аварийной подводной лодки. В отличие от аппарата ИСА-М-48 в этом аппарате было 2 малолитражных баллона, из которых один заполнялся кислородом, а другой — 7%-ной кислородно-гелиевой смесью (КГС). Регенеративный патрон заряжался не ХП-И, а веществом О-З, которое поглощает в выдыхаемой газовой смеси СО2 и выделяет О2. Наличие в аппарате баллона с КГС позволяло подводникам осуществлять выход с глубин до 200 м, а дыхание кислородом в аппарате требовалось для декомпрессии с глубины 25 м до поверхности. Переключение на дыхание кислородом производилось с помощью байпаса. Редуктор кислородного баллона обеспечивал непрерывную подачу кислорода в дыхательный мешок в течение всего времени использования аппарата. В модернизированном аппарате ИДА-51М вместо баллона с КГС использовался баллон с 25%-ной КАГС (25% кислорода, 60% азота и 15% гелия), а также дополнительный гелиевый баллон. Этот баллон с ручным пускателем не входил в комплект аппарата, а хранился на спасательных судах и должен был передаваться водолазами на аварийную подводную лодку.

В 1957 г. было разработано регенеративное водолазное снаряжение с наспинным кислородным аппаратом ЛВИ-57 в магнитном и немагнитном вариантах. В снаряжение входили гидрокомбинезон ГК-1 с емкостями всплытия, нагрудный груз, свинцовые задники. В качестве теплозащитной одежды применялось шерстяное водолазное белье.

В 1960 г. было принято на снабжение индивидуальное спасательное снаряжение подводника ИСП-60. В 1964 г. был выпущен кислородный изолирующий дыхательный аппарат ИДА-64, являющийся модификацией аппарата ЛВИ-57.

Дыхательные аппараты с замкнутой схемой дыхания, в том числе предназначенные для спасения подводников, используются для водолазных погружений на глубины до 20 м, выполнения работ в затопленных отсеках, обеспечения кислородной декомпрессии и лечения с применением гипербарической оксигенации (ГБО).

В 1970-х годах 40 ГосНИИ МО был разработан ряд аппаратов типа ИДА-72 с замкнутой (ИДА-71У и ИДА-72Д2) и полузамкнутой (ИДА-72, ИДА-72В и ИДА-72Д1) схемами дыхания.

Аппарат с ИДА-71У обеспечивает дыхание кислородом при погружении на глубины до 20 м, а в комплекте с баллоном, заполненным КАС, — до 40 м. Аппарат ИДА-72-Д2 входит в комплект водолазных барокамер для обеспечения дыхания водолаза в процессе кислородной декомпрессии и проведения гипербарической оксигенации. В аппаратах с полузамкнутой схемой дыхания основное газоснабжение осуществляется с поверхности, а баллоны аппарата служат лишь резервным запасом ДГС. Аппараты ИДА-72 и ИДА-72В обеспечивают выполнение водолазных работ на глубинах от 0 до 200 м. Аппараты снабжены аварийным сигнализатором содержания кислорода и подогревателем ДГС. В комплекте с этим аппаратом снаряжение СВГ-200 было принято на снабжение глубоководных водолазных комплексов взамен водолазного снаряжения ГКС-ЗМ, являвшегося переходным звеном от вентилируемого водолазного снаряжения к снаряжению с полузамкнутой схемой дыхания. Аппарат ИДА-72-Д1 предназначен для обеспечения компрессии в барокамере до давления, соответствующего 300 м вод.ст., и имеет специальное инжекторное устройство на выходном штуцере регенеративного патрона для снижения сопротивления дыхания на выдохе.

You are here: Главная Лекции Водолазное дело Исторические сведения о развитии водолазного дела. классификация водолазного снаряжения