От внешней среды.
Части снаряжения образуют специальную оболочку, непроницаемую для газов и воды. Скафандры подразделяются на жёсткие (нормобарические, или атмосферные) и мягкие.
Жёсткий водолазный скафандр
Также называется нормобарическим , или атмосферным .
По ГОСТ Р 52119-2003: Жёсткий водолазный скафандр предназначен для подводного наблюдения и выполнения водолазных работ оператором находящимся в условиях нормального внутреннего давления (Техника водолазная. Термины и определения ).
Снаряжение, предназначенное для глубоководных (до 600 метров) работ, во время которых на водолаза действует обычное атмосферное давление, что снимает проблему декомпрессии , исключает азотное , кислородное и иные отравления.
В настоящее время на снабжении ВМФ России находится четыре комплекта жёстких водолазных скафандров «HS-1200» (канадской фирмы «Oceanworks») с рабочей глубиной погружения 365 метров.
Мягкий водолазный скафандр
Изготовлен из резины, шлем сделан из металла. Не изолирует водолаза от воздействия давления внешней среды (воды). Самым простым примером мягкого водолазного скафандра может служить трехболтовое водолазное снаряжение .
См. также
Напишите отзыв о статье "Водолазный скафандр"
Ссылки
- www.divingheritage.com/atmospheric.htm
- www.divingheritage.com/armored.htm
- www.divingheritage.com/sam.htm
Отрывок, характеризующий Водолазный скафандр
«Сами себя богу предадим, – повторила в своей душе Наташа. – Боже мой, предаю себя твоей воле, – думала она. – Ничего не хочу, не желаю; научи меня, что мне делать, куда употребить свою волю! Да возьми же меня, возьми меня! – с умиленным нетерпением в душе говорила Наташа, не крестясь, опустив свои тонкие руки и как будто ожидая, что вот вот невидимая сила возьмет ее и избавит от себя, от своих сожалений, желаний, укоров, надежд и пороков.Графиня несколько раз во время службы оглядывалась на умиленное, с блестящими глазами, лицо своей дочери и молилась богу о том, чтобы он помог ей.
Неожиданно, в середине и не в порядке службы, который Наташа хорошо знала, дьячок вынес скамеечку, ту самую, на которой читались коленопреклоненные молитвы в троицын день, и поставил ее перед царскими дверьми. Священник вышел в своей лиловой бархатной скуфье, оправил волосы и с усилием стал на колена. Все сделали то же и с недоумением смотрели друг на друга. Это была молитва, только что полученная из Синода, молитва о спасении России от вражеского нашествия.
– «Господи боже сил, боже спасения нашего, – начал священник тем ясным, ненапыщенным и кротким голосом, которым читают только одни духовные славянские чтецы и который так неотразимо действует на русское сердце. – Господи боже сил, боже спасения нашего! Призри ныне в милости и щедротах на смиренные люди твоя, и человеколюбно услыши, и пощади, и помилуй нас. Се враг смущаяй землю твою и хотяй положити вселенную всю пусту, восста на ны; се людие беззаконии собрашася, еже погубити достояние твое, разорити честный Иерусалим твой, возлюбленную тебе Россию: осквернити храмы твои, раскопати алтари и поругатися святыне нашей. Доколе, господи, доколе грешницы восхвалятся? Доколе употребляти имать законопреступный власть?
Со времён древности человека манили океанские глубины. Но человеческие возможности не позволяли проникнуть на глубину больше 40 метров. Поэтому люди стали изобретать технические средства, чтобы проникнуть ещё глубже. Первым изобретателем полноценного водолазного костюма был Леонардо-да-Винчи.Он создал его для ныряльщиков за жемчугом, дабы те могли «ходить под водой и извлекать жемчужины». Но подлинный прорыв в этом направлении произошёл в 19 веке. С изобретениями и усовершенствованиями водолазных костюмов и подводных лодок человеку открылись невиданные глубины мирового океана.
Первое устройство для погружения на большую глубину английского королевского астронома, геофизика, математика, метеоролога, физика и демографа Эдмунда Галлея, конец 17 века.
“Колокол опустился на дно. Затем ассистент одел на голову другой, маленький колокол, и смог немного походить по дну – насколько ему позволяла трубка, через которую он дышал оставшимся в большом колоколе воздухом. После этого сверху были сброшены бочки с дополнительным запасом воздуха, утяжелённые грузом. Ассистент отыскал их и подтащил к колоколу”.
Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715 год.
Один из двух шлангов тянулся к поверхности – через него поступал воздух для дыхания; другой служил для отвода выдыхаемого воздуха.
Аппарат для погружения Джона Летбриджа, 1715 год.
Эта герметичная дубовая бочка предназначалась для поднятия ценностей с затонувших судов. В том же году, другой англичанин Эндрю Бекер разработал похожую систему, которая была снабжена системой трубок для вдоха и выдоха.
Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797 год.
Изобретатель опробовал его в реке, протекающей через его родной город Бреславль (сейчас Вроцлав, Польша). Верхняя часть костюма защищена цилиндрической конструкцией, благодаря чему можно было гулять по дну реки.
Костюм Чонси Холл, 1810 год.
Первый глубоководный скафандр с тяжёлыми башмаками Августа Зибе (Германия), 1819 год.
Неудобство состояло в том, что если водолазу приходилось удерживать вертикальную позицию, иначе под колокол могла попасть вода. В 1937 году к колоколу было добавлено водонепроницаемое облачение, что позволило водолазу стать более подвижным.
Такие шлемы использовались на протяжении более ста лет.
Водолазный костюм с 20 маленькими иллюминаторами Альфонса и Теодора Кармагноль, Марсель, Франция, 1878 год.
Аппарат Генри Флюсса, 1878 год. Прорезиненная маска соединялась герметичными трубками с дыхательным мешком и коробкой с веществом, поглощающим углекислый газ из выдыхаемого воздуха.
Водолаз спускается на дно у берегов Чили, где произошло крушение британского судна Cape Horn, чтобы поднять груз меди, 1900 год.
Один из первых водолазных костюмов с поддержанием давления, разработан М. де Плюви, 1906 год.
Костюм из алюминиевого сплава Честера Макдуффи весом около 200 кг, 1911 год.
Три поколения водолазных костюмов немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке», 1917-1940 год.
Первая модель (1917-1923)
Вторая (1923-1929)
Костюм третьего поколения (произведён между 1929 и 1940 годами) позволял погружаться на глубину 160 м. и был снабжён встроенным телефоном.
Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925 год.
Инструктор проверяет состояние студента, лежащего в декомпрессионной камере во время занятий в школе водолазов, Кент, Англия, 1930 год.
Странички из журнала с инструкциями о том, как смастерить собственный костюм для подводного плавания из подручных материалов вроде банки для хранения печенья или сосуда для нагревания воды.
Надувной костюм.
Мини-подводная лодка на одного человека, 1933 год.
Операция по подъёму на поверхность костей мастодонта, 1933 год.
Металлический костюм, позволявший водолазу спускаться на глубину более 350 м, 1938 год.
Первый автоматический костюм с регулятором давления и баллонами со сжатым воздухом Кусто и Ганьяна, 1943 год.
Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии, 1974 год.
Прыгали за борт лодки, чтобы принести, обработать и продать оную веточку. Вначале они долго и активно вдыхали и выдыхали воздух, потом прыгали с камнем за борт, достигали дна, хватали, до чего удавалось дотянуться — и сразу же всплывали, возвращаясь к чистому воздуху. На детальный выбор, что схватить, во время нырка времени не было.
Это с одной стороны. А с другой стороны… Еще в романе «20000 лье под водой» у Жюля Верна герои часами ходили по дну в водолазных костюмах, снабженных дыхательными аппаратами Рукейроля-Денейруза, усовершенствованных лично … А что там было совершенствовать?
Бенуа Рукейроль, французский горный инженер, в 1866 году изобрел и запатентовал прибор, регулирующий подачу воздуха с поверхности для горняков, находящихся в сильно загазованной атмосфере. Этот прибор был частью специального костюма для спуска в загазованные шахты с целью проведения там спасательных работ.
Лейтенант французского флота Огюст Денейруз узнал об изобретении и предложил усовершенствовать его для работы под водой. Аппарат содержал мембранный механизм, понижавший давление до нужного — в зависимости от силы давления воды на глубине.
Прибор Рукейлоля-Денейруза был пращуром акваланга и обладал кучей недостатков, главным из которых было фактическое отсутствие автономности. Мембранный механизм регулирования давления воздуха, поступавшего к водолазу, не позволял работать со сжатым воздухом давлением более чем 10−12 атмосфер. К тому же техника того времени не позволяла достаточно сильно сжимать воздух, посему реальной автономности в аппарате было всего несколько минут.
Все прочее время прогулки под водой водолаз дышал воздухом, подаваемым по шлангу с поверхности. И надо было обладать воображением Жюля Верна и его верой в разум человека, чтобы из этого «гадкого утенка» произвести руками капитана Немо практически будущий акваланг.
Давайте попробуем разобраться — в чем, собственно, проблема у водолаза? Сделал трубку подлиннее — и гуляй по дну, дыша воздухом с поверхности! Беда в том, что, скажем, на глубине 10 м давление по сравнению с атмосферным удваивается. И если попробовать, погрузившись даже на метр, сделать вдох через дыхательную трубку в метр длиной, то человек почувствует, что давление воды сделать вдох не позволяет.
Дело в том, что одна атмосфера соответствует давлению примерно 1 кг/см 2 . Площадь грудной клетки человека составляет примерно 600 см 2 . Это означает, что при погружении всего на метр при попытке дышать обычным атмосферным воздухом следует преодолеть противодействие давления воды примерно в 60 килограммов. А каково пытаться дышать атмосферным воздухом, если погрузиться еще глубже?
В XIX и первой половине XX века для подводных работ широко использовались водолазные костюмы. Англичанин Чарльз Энтони Дин еще в 1823 году запатентовал «шлем для пожарных». Когда через 5 лет, в 1828 году, Чарльз и его брат Джон объединили шлем и непромокаемый подводный костюм для водолаза — появился первый водолазный костюм, или скафандр.
Металлический герметичный шлем, окошки из толстого прочного стекла, шланг, по которому с поверхности подается воздух — и клапан, надавливая на который, водолаз стравливает лишнее давление. Зазевался стравить воздух — раздувшийся костюм выбросит на поверхность. Если ты работаешь в акватории порта на маленькой глубине, то это не страшно. А вот если опустился слишком глубоко, то можно заболеть кессонной болезнью, что весьма опасно.
Генри Флюсс в 1878 году изобрёл с замкнутой схемой дыхания (он был не первым — но зато более высокая надежность сделала его относительно безопасным), использующий чистый кислород (ребризер). Вскоре после начала применения аппарата стало известно, что чистый кислород, вдыхаемый под давлением, на глубине более 20 м становится токсичным, и время его вдыхания должно быть ограничено. То есть вроде бы — и можно опуститься под воду, но ненадолго. Если хочется жить.
С самого начала попыток создать прибор для дыхания под водой стало ясно, что воздух надо сжимать. Сжимать очень сильно. А потом придумать прибор, позволяющий понизить давление точно до того давления, которое соответствует глубине, на которой находится водолаз.
Первый мембранный механизм был придуман Рукейролем. А первый «легочный аппарат», сердце акваланга, был придуман Ж.-И. Кусто и Э. Ганьяном. Его хитрость была в сочетании регулятора, похожего на редуктор аппарата Рукейроля, и второго редуктора, снижавшего давление с 200−300 атмосфер в баллоне до примерно 10, поступавших на мембранный редуктор.
А с наступлением эры аквалангов при штурме глубин у водолазов появились новые проблемы. Об этом — в следующей статье.
> > подводный скафандр братьев Карманолле
На фото – водолазный скафандр, который придумали в далеком 1882 году братья Альфонс и Теодор Карманолле, в городе Марселе. Точнее придумали раньше, в 1878 году начали изготовление и через 4 года закончили. Общий вес – 380 кг. Патент на изобретение был зарегистрирован 20 декабря 1882, в 2 часа 21 минуту.
Скафандр способен безопасно погрузить человека на 60 м. Это сегодня эта глубина легкодостижима дайверам и даже фридайверам, а в те годы это было приделом совершенства, и пределом для этого костюма.
Основной целью при конструировании была возможность работать в костюме под водой на большой глубине, двигать руками и ногами и эта цель была достигнута. Видеть под водой водолаз мог с помощью 20-ти визиров, которые изрядно расширяли поле зрения. Толстые стекла (14 мм толщиной) должны были сократить риск трещин от давления и были вмонтированы в короткие конические трубы, герметичность обеспечивала смесь из мастики и сурика (так мне сказал гид в музее, сам не специалист).
Шлем состоит из металлической сферы и усилен за счет двух креплений сзади. Затылочная часть доходит до середины шлема и полностью заварена, там же есть трубка для поступления воздуха. Именно на этом месте больше всего вероятность того, что водолаз сам не запутается в шлаге с воздухом.
Шлем к корпусу крепился двумя болтами. Корпус состоит из двух половин, которые тоже крепились болтами в районе груди.
Самым интересным моментом можно назвать решение свободного вращения суставами, возможность свободно сгибать локти и колени. Герметичность скафандра в суставах обеспечивалась за счет прорезиновых полосок свиной кожи (если я правильно понял со слов гида).
В локтях и плечевом суставе было до четырех пластин – сегментов, которые были закреплены в определенной последовательности, что давало возможность перемещать конечности в четырех направлениях.
На поясе и на бедрах существовала система дисков, которая позволяла делать повороты в стороны.
Мне не совсем понятно, возможно ли было в таком костюме наклоняться. Возможно, сгибы в коленях давали возможность становится на одно из них, что позволяло сделать наклон.
С четом давления, веса костюма, ограниченной видимости практикой работы под водой и ограниченными движениями остается только представлять какой физической силой и сноровкой должен был обладать человек, чтобы работать в таком скафандре.
А до изобретения акваланга оставалось 64 года…
Вживую этот экспонат можно видеть в Национальном морском музее Франции в Париже (Musee national de la Marine)
Жесткий скафандр применяется для работы на больших глубинах. Он состоит из стальных корпуса и конечностей, которые должны обеспечить свободу движений рук и ног; для этого все соединения конечностей сделаны на шарнирах, представляющих наиболее слабое место жестких скафандров.
О герметичности мягких скафандров особенно беспокоиться не приходилось: там между наружным давлением воды и давлением воздуха в скафандре никакой разницы (перепада) не было. Совсем иначе в жестком скафандре. Здесь водолаз дышит воздухом, находящимся при атмосферном давлении, поэтому наружное давление воды не.уравновешивается давлением воздуха внутри скафандра. Достаточно появиться неплотности или небольшому отверстию в скафандре, как он будет мгновенно заполнен водой, и человек погибнет.
Количество воды, поступающее в отверстие любого погруженного сосуда, можно определить по формуле
V=μ
F√
2gH
V - количество поступающей воды, м³
/сек;
F - площадь отверстия, м²
;
Н - глубина погружения, м;
μ
=0,6 - коэффициент расхода;
g = 9,81 м/сек²
- ускорение силы тяжести.
Для примера примем F= 1 см²
, а H = 200 м; тогда
У = 0,0001-0,6√
2*9,81*200 =0,0038 м³
/сек = 230 л/мин.
Это значит, что при площади отверстия всего 1 см² скафандр на глубине 200 м (был бы заполнен водой гораздо меньше чем за минуту.
Воде легче всего проникнуть в скафандр в местах уплотнений. В скафандре имеются неподвижные соединения, которые уплотняются либо прокладками из резины, кожи или пластмассы (например, в крышке люка и иллюминаторе), либо сальниками (например, в месте прохода телефонного кабеля). Подвижные соединения - шарниры уплотнять особенно сложно: ведь для того, чтобы две детали могли двигаться (вращаться) одна относительно другой, между ними должен быть зазор, а через этот зазор на глубине может ворваться вода.
Самые лучшие уплотнения для подвижных соединений - самоуплотняющие манжеты, изготовленные из пластичных материалов (резины или пластика). Первоначально манжета плотно прижимается к зазору специальным распорным кольцом. При погружении роль кольца выполняет вода: чем больше глубина и давление, тем плотнее прижимается манжета, обеспечивая тем самым водонепроницаемость соединения. Однако на больших глубинах манжета так сильно зажимает соединения, что водолаз уже не может пошевелить ни руками, ни ногами. Это - главная причина, ограничивающая глубину погружения в жестком скафандре величиной 200-250 м.
Рассмотрим жесткий панцирный водолазный скафандр системы Нейфельдт и Кунке, предназначенный для работы на глубине до 150 м и состоящий из стального корпуса и шарнирных конечностей.
В корпусе имеются люк для водолаза, иллюминаторы и осветительные приборы. Снаружи к корпусу прикреплены четыре кислородных баллона (емкостью каждый по 2 л при давлении -кислорода 150 атм), из которых по специальным трубопроводам кислород подается в скафандр. Количество подаваемого кислорода регулируется самим водолазом вручную посредством клапанов, расположенных внутри скафандра. Там же имеется химический поглотитель углекислоты.
Несмотря на огромный вес скафандра (в воздухе 450 кг), водолаз в нем легко передвигается по дну, так как благодаря потере веса в воде вес скафандра под водой равен всего 60 кг.
Для производства различных маневров на корпусе скафандра сзади и спереди установлены две балластные цистерны, заполняемые при погружении водой. Водолаз может вытеснить воздухом воду из цистерн (продуть цистерны), и тогда вес скафандра уменьшится до 10 кг. Продувая и заполняя цистерны водой, водолаз может самостоятельно погружаться, ложиться на дно и т. д. Хотя скафандр и подвешен к судну на канате, но в случае обрыва каната водолаз может всплыть самостоятельно. При аварийном всплытии для уменьшения веса скафандра отдается также электротелефонный кабель.
Скафандр снабжен приборами: глубиномером, манометром, термометром и телефонным аппаратом. В «руки» скафандра может быть вставлен любой нужный инструмент, в зависимости от рода выполняемой работы.
