Итак, поначалу возможности проникнуть в глубины океана были ограничены запасом воздуха в легких ныряльщика и длиной дыхательной трубки. Прошли столетия, прежде чем изобретатели создали специальные средства для проникновения под воду.
Первыми были водолазные колокола. Еще в V веке до н. э. Геродот писал о том, что его современники использовали водолазный аппарат, опускавшийся на дно рек. В 332 году до н. э., по свидетельству Аристотеля, Александр Македонский во время осады финикийского города Тира спускался на дно в водолазном колоколе – перевернутом сосуде, наполненном воздухом. Как отмечает летописец, «чудеса Божьи изумления всяческого достойны», произнес царь Македонии, вновь оказавшись на суше.
К сожалению, он не сообщил, зачем царю понадобился такой спуск. О первой подводной атаке с помощью водолазных колоколов, произошедшей в III веке нашей эры, рассказывал лишь Дион Кассий. Он описал, как защитники Византии напали на блокирующие гавань Океанотехника прошлогогалеры римского императора Люция Септимия Севера.
Что же представлял собой водолазный колокол? В своем труде «Военная архитектура» Франческо де Марчи описывает такое устройство, построенное в 30-е годы XVI века Гульельмо де Лорено. Сосуд цилиндрической формы со стеклянными иллюминаторами держался на плечах водолаза с помощью двух опор. Лорено в своем колоколе, который одновременно смахивал и на первый водолазный скафандр, погружался на дно озера Неми. Целью погружения, длившегося целый час, был поиск затонувших галер Калигулы.
Однако воздуха в малом сосуде было не так уж много. Поэтому в Средние века водолазными колоколами стали служить открытые снизу деревянные ящики или большие бочки с платформой для водолазов. При погружении вода поступала в колокол снизу и сжимала воздух до тех пор, пока не устанавливалось состояние равновесия.
Подобный колокол успешно использовался в 1663 году при подъеме пятидесяти орудий с затонувшего у берегов Швеции военного корабля «Ваза».
В 1717 году англичанин Галлей предложил использовать дополнительные воздушные резервуары для подачи воздуха в водолазный колокол. Для выпуска отработанного воздуха в корпусе колокола устанавливался выпускной клапан. Галлей лично испытал колокол: вместе с четырьмя водолазами он опустился на глубину 18 м, погружение продолжалось полтора часа.
Само название «колокол», видимо, появилось оттого, что подводным сосудам часто стали придавать конусообразную форму. Такой аппарат наиболее устойчив при погружении, а столб воды, заходящей снизу, оказывается сравнительно невысок.
Водолазные колокола поначалу применялись лишь при строительстве подводных объектов и поисков сокровищ на затонувших кораблях. Однако в мае 1939 года благодаря водолазному колоколу удалось спасти и экипаж из 33 человек затонувшей у побережья Америки подлодки «Сквалус». Со спасательного судна «Фалькон» точно на люк лодки, лежавшей на глубине 73 м, был опущен 10-тонный подводный колокол с двумя отделениями. Спасатели продули сжатым воздухом колокол для того, чтобы вытеснить воду, и открыли люк лодки. Часть команды «Сквалуса» перешла в колокол, который затем благополучно подняли на поверхность. Таким образом, в три приема был спасен весь экипаж.
Снаряжение водолазов
Стремясь обжиться в столь не привычной для него обстановке, человек придумывал все более сложные технические устройства. Кроме водолазного колокола, для пребывания под водой люди используют еще и Водолазное дело в России – зарождение и развитиеводолазное снаряжение. Начав с примитивной дыхательной трубки, человек потом вооружился кожаным мешком, наполненным воздухом, на смену которому пришел водолазный колокол.
Затем для подачи воздуха применили насос, следом за ним – водонепроницаемые костюмы и сверхпрочные стальные скафандры.
Кстати сказать, эскиз водолазного костюма нашли еще в бумагах Леонардо да Винчи. В нашей стране идею такого аппарата одним из первых выдвинул еще в начале XVII века русский умелец Е. Никонов. А изобретатель А. Хотинский в 1881 году получил патент на автономный скафандр с баллонами, не нуждавшийся в подаче воздуха с поверхности.
В ХХ веке долгое время стандартное снаряжение советского водолаза состояло из медного шлема с иллюминаторами, сплошной прорезиненной рубахи-комбинезона и системы подачи воздуха с поверхности. Сами водолазы прозвали этот костюм «трехболтовкой», имея в виду количество болтов, крепивших шлем к самому костюму.
Предлагается к прочтению: Легендарный буксир «Фотий Крылов» на службе Тихоокеанского флота
Это снаряжение служит и поныне. Причем, несмотря на почтенный возраст конструкции – ей уже более века, – это снаряжение по-прежнему применяется при различных подводных работах, спасательных операциях и исследованиях Мирового океана.
Конечно, и у этого, ставшего классическим комплекса есть свои недостатки: большой вес (около 80 кг); необходимость постоянно следить за шлангом, по которому водолазу подается воздух, и тросом-сигналом, непременно подтягивая либо потравливая их, а также невозможность выполнять некоторые работы, в частности, «в подвешенном состоянии».
Такое снаряжение не годится и для свободного плавания под водой. Поэтому в 1943 году известный французский исследователь глубин Жак Ив Кусто и его коллега Эдвард Ганьян сконструировали акваланг, представлявший собой автономный ранцевый аппарат. Баллоны со сжатым воздухом помещались за спиной аквалангиста, а воздух подавался через шланг и ротовой загубник. Выдох осуществлялся непосредственно в воду через специальный клапан дыхательного аппарата.
В основном, эта конструкция сохранилась и до наших дней, позволяя практически любому здоровому человеку нырять на глубину до 30-40 м.
Опускаться глубже могут лишь специально подготовленные ныряльщики, использующие вместо воздуха специальные газовые смеси. Иначе велик риск погибнуть.
Наследник «трехболтовки»
Поняв, что Прадед первого аквалангаакваланг не годится для серьезных работ на больших глубинах, конструкторы разных стран не прекращали попыток улучшить «трехболтовку» и ее разновидности. В России этим, в частности, занимаются специалисты предприятия «Кампо» (бывшего КБ кислородного оборудования), расположенного в старинном русском городе Орехово-Зуево. Оно по праву считается старейшим и даже единственным в своем роде проектировщиком и производителем разнообразных дыхательных аппаратов и других устройств, предназначенном для подводных и иных работ.
Предприятие располагает уникальной исследовательской лабораторией, в которой проводят испытания новых образцов аппаратуры, «обкатывают» ее на стендах, установках искусственного климата, где имитируют температуры воздуха и воды в различных климатических зонах – от полярных до тропических, приводят ее в соответствие международным стандартам.
Именно здесь в 90-е годы минувшего столетия и взялись за проектирование усовершенствованного вентилируемого (с подачей воздуха с поверхности) снаряжения, которому предстояло заменить заслуженную «трехболтовку». Водолазу обеспечили не только большую подвижность, но и способность плавать над грунтом, перемещаясь по горизонтали. Кроме того, при обрыве шланга или иной аварии водолаз имеет возможность всплыть, используя воздух в аварийных баллонах.
Именно так на сегодняшний день выглядит СВВ-97, «снаряжение водолазное вентилируемое», предназначенное для подводных работ на глубинах до 60 м и при температуре воды от минус 2 до плюс 30 градусов.
Хотя конструктивно оно аналогично «трехболтовке», имеет еще и дополнительные элементы, но весит оно уже не 80 кг, а 55. А все дело в том, что шлем теперь не медный, 24-килограммовый, а из легкого и прочного стеклопластика и весит всего 13,5 кг. Перед лицом водолаза находится открывающийся на поверхности передний иллюминатор с улучшенным обзором в стороны. С левой стороны в шлеме есть гнездо, к которому и подсоединяется шланг для подачи воздуха от компрессора, установленного на берегу или судне обеспечения. По мере поступления воздух проходит через регулятор, который автоматически устанавливает норму – от 20 до 120 л в минуту, в зависимости от глубины, на которой находится водолаз. Тут же стоит клапан, не позволяющий воздуху выходить из шлема при внезапном обрыве шланга либо по иной причине.
Читайте также: Новая строка в покорении подводного мира морей и океанов
А на правой стороне шлема смонтирован другой, травящий клапан, выравнивающий внутреннее давление с наружным. По желанию водолаз может воспользоваться и традиционным, головным, клапаном-золотником, нажимая на него затылком.
На шлеме также есть герметичный разъем для подключения телефонного провода, а также соединения для установки небольших цилиндрических светильников, или миниатюрной телекамеры, либо щитка светофильтра, защищающего глаза водолаза от яркого света при электросварке или газовой резке металлических конструкций.
Кольцо шлема герметически соединяется с цилиндрическим фланцем гидрокостюма «сухого» типа. Подобные водонепроницаемые эластичные комбинезоны обычно изготавливают из натуральной резины методом вулканизации, что позволяет обойтись без склейки его частей. Причем под наружный резиновый слой подкладывают полиэстерную ткань, обеспечивающую комфорт, прочность и плотность порядка 1 000-1 500 г/см2.
А фирменные гидрокомбинезоны марки «Нордик ПРО СВВ» производят из высокопрочного триламината – синтетического материала, с обеих сторон продублированного нейлоном. Такой костюм примерно вдвое легче резинового.
Наиболее ответственные части костюма усилены налокотниками, наколенниками и прочими накладками из резины либо кевлара. В нижнюю часть гидрокомбинезона вклеивают резиновые же боты с подошвами толщиной 8 мм, а внутри для термоизоляции ставят прокладку из неопрена.
Это интересно: Лайонел Крэбб и дело Орджоникидзе
В отличие от классической «рубахи», влезать в которую приходилось через ворот, который растягивали два помощника водолаза, в нынешнем комбинезоне имеются водонепроницаемые застежки-молнии, облегчающие и ускоряющие его надевание.
Перчатки могут быть «мокрыми», водонепроницаемыми, из неопрена либо «сухими», изготовленными из латекса или резины.
Особо отметим, что все материалы водолазного костюма стойки к воздействию не только воды, но и нефти, бензина и технических масел.
При обрыве или зажиме воздухопроводного шланга водолаз может отсоединить его и всплывать, пользуясь запасом воздуха, заключенным в двух баллонах, объемом по 2 л. Они наполнены воздухом под давлением 200 кг/см2, который при необходимости начинает поступать в шлем через поршневой редуктор ВР-15. Воздуха вполне достаточно, чтобы можно было подняться на поверхность с глубины в 60 м, делая остановки, чтобы избежать кессонной болезни.
На практике приходится вести работы и на больших глубинах. Тут уж сжатый воздух для дыхания и резиновый костюм не годятся.
Глубоководные скафандры делают из прочной стали, позволяющей выдерживать давление и на глубине порядка 300 м, а дышат водолазы уже особыми смесями на основе не азота, а гелия.
Советские специалисты В. Иванов, И. Выскребенцев, С. Кийко еще в 1946 году смогли погрузиться в пучину на 200 м, а затем водолазы Д. Лимбес, В. Шалаев, А. Ковалевский и другие побывали на 300-метровой глубине за десять лет до швейцарца Г. Келлера.
Цель, которую преследовали отважные первопроходцы, – добиться длительного пребывания на глубине и быстрого возвращения на поверхность. Однако еще в XVIII веке французский ученый П. Бэр отметил, что «давление воды действует на живой организм… как химический агент». В чем тут дело?
В обычных условиях все мы дышим воздухом, в котором парциальное давление кислорода составляет 0,21 атм. Если же оно будет ниже 0,16 атм, возникает Выживание спасающихся на морекислородное голодание, сопровождающееся внезапной потерей сознания, а в том случае, когда оно превышает 0,6 атм, наступают кислородное отравление, а за ним и летальный исход.
Отсюда нетрудно прийти к выводу – чем глубже опускается подводник, тем меньше ему нужно кислорода, место которого в дыхательной смеси должны занять другие газы – разбавители. В атмосферном воздухе им служит азот. Однако при повышенном давлении и с ним происходят неприятные метаморфозы и у ныряльщика или водолаза возникает так называемый азотный наркоз. Дурманящее действие азота проявляется на глубине уже 40 м, а на 80-90 м оно становится опасным – у водолаза возникает ненормальное возбуждение, начинаются галлюцинации.
Поэтому на глубине азот заменяют гелием. Еще в 1937 году американский инженер М. Нол успешно погрузился, дыша гелиевой смесью, на глубину порядка 100 м. Позднее выяснилось, что употребление гелия не вызывает глубинного опьянения и на 300 м. А дальше появляется новый враг. Это НСВД – нервный синдром высоких давлений. Тут именно гелий и показывает себя «во всей красе». Сначала у подводного пловца начинаются нарушения моторики (дрожь), затем он теряет ясность мышления, приходит в возбуждение, заканчивающееся припадками эпилептического характера.
Поэтому в некоторых странах попробовали заменить и гелий. В 1968 году несколько обезьян опустили на глубину 600 м, подавая им гелиево-водородно-кислородную смесь, и животные перенесли этот эксперимент довольно сносно. Однако и по сей день водолазы работают на глубинах 600-700 м лишь в случаях крайней необходимости.
