На какую глубину может погрузиться человек

Человек под водой

Водолазы на Байкале

Собирательницы жемчужных раковин японские женщины без аппарата ныряют на глубину 15-20 м. Туземцы с Багамских островов также без дыхательных аппаратов, только в очках, ныряют за раковинами до сотни раз в день и так в течение всей недели на глубине до 43 м.

Жак Майоль, 19-летний француз, нырнул на глубину 60 м, позднее он же совершил погружение до 100-метро-вой глубины.

Энцо Майорка, сицилийский спортсмен, погрузился до 64 м, а американский моряк Р. А. Крафт — на 75-метро-вую глубину. Хорошо тренированные искатели жемчуга и спортсмены-ныряльщики могут находиться под водой на задержке дыхания до 2,5-3 мин, большинство же людей — не более 1 мин. Рекорд погружения без аппарата сейчас превышает 100 м.

Когда впервые проводились водолазные работы на Байкале?

В начале XX в., когда строилась Транссибирская железная дорога, портовые и берегоукрепительные сооружения.

Когда впервые использован на Байкале акваланг для исследования?

Легководолазные костюмы использовались для изучения переноса береговых наносов на Байкале с 1953 г. С начала 1970-х гг. проводятся исследования фауны (бентоса)

и биоценозов, а также изучение устройств по выбросу промстоков БЦБК в Байкал. Установлено, в частности, что оголовок трубопровода, через который сбрасываются в озеро промстоки, выполнен не по проекту, без рассеивающих устройств, которые должны были обеспечить быстрое их разбавление и смешивание с большим объемом воды.

С помощью каких аппаратов и когда совершены глубоководные погружения в Байкале?

Погружения совершались в автономных глубоководных аппаратах «Пайсис-VII» и «Пайсис-XI» канадского производства. Эти аппараты способны погружаться на глубину до 2000 м. По существу, это миниатюрные подводные лодки. Они плавают со скоростью до 4 узлов и могут находиться в подводных условиях до 72 ч. Аппараты «Пайсис», в отличие от других глубоководных аппаратов, оснащены наружными манипуляторами, которые позволяют отбирать пробы грунта донных отложений и биологические объекты и помещать их в магазин для хранения, оборудованный на наружной обшивке. Аппараты оснащены видео- и киносъемочной аппаратурой.

В морских условиях возможно погружение 3 человек -2 пилотов и наблюдателя с полным набором аппаратуры для наблюдения и жизнеобеспечения. В пресной воде, плотность которой меньше морской, для сохранения экипажа из 3 человек и обеспечения нулевой плавучести, пришлось отказаться от некоторого оборудования и снять часть аппаратуры, главным образом, исследовательской. В 1977 г. исследовались подводные склоны в южной котловине Байкала вдоль северо-западного берега в Лиственничном заливе и в бухте Коты. В это же время осуществлено и рекордное для Байкал погружение на глубину 1410 м. Итогом явились интересные научные данные и материалы, которые раньше получить было невозможно. В 1991 г. исследование с помощью автономных глубоководных аппаратов продолжалось. Исследовались донные отложения во всех трех котловинах Байкала и совершено погружение на самую большую глубину озера — 1637 м. Отснят цветной видеофильм о глубоководных погружениях, подводные ландшафты, рельеф дна на разных глубинах и животный мир.

В 2008 — 2010 гг в рамках международной научно-исследовательской экспедиции глубоководные работы велись российскими батискафами «Мир-1» и «Мир-2».

Что нового дали ученым исследования с помощью глубоководных аппаратов?

Углубились наши знания о пределах распространения организмов в Байкале. В частности, до глубины 80 м и более встречены живые, прикрепленные ко дну водоросли драпар-нальдии. До этого находки только планктонных водорослей рассматривались как случайное попадание при вертикальном перемешивании воды или осаждении отмирающих водорослей. На глубинах до 1000 м встречены простейшие колониальные организмы — губки. Обычно эти организмы встречались в мелководной зоне. Было известно, что живут они постоянно в симбиозе с фотосинтезирующими водорослями, которые придают им зеленую окраску, и поэтому считалось, что на больших глубинах губки без водорослей жить не могут. Оказалось, что губки на больших глубинах живут без водорослей-симбионтов, хорошо себя чувствуют и размножаются. При погружении на глубину ученые установили неоднородность распределения в водной толще планктонных организмов. Выяснилось также, что голомянка при погружении или всплытии на определенных глубинах делает остановки и как бы впадает в сонное состояние, а подъем к поверхности или опускание на глубину осуществляет по кратчайшему пути, то есть, вертикально.

Любопытно, что поверхностный слой донных отложений на глубине имеет волнистый характер, несколько напоминающий рябь на песке мелководья, хотя течения там малы и ряби образовать не могут. Важным было наблюдение, что бычки на больших глубинах прячутся в вырытые ими норы, что глубоководные организмы на Байкале не светятся и т. д.

У подножья подводного восточного склона Байкала обнаружены выходы глубинных вод. В зоне их выхода сформировался своеобразный биоценоз донных организмов, отличающийся по видовому разнообразию от донных биоценозов соседних и удаленных участков. В настоящее время проводится исследование собранных там организмов донной фауны и бактерий.

Когда были сделаны первые подводные фотоснимки в Байкале?

Первые фотографии подводных сюжетов были сделаны в 1961 г. аквалангистами-любителями клуба «Альбатрос» (Иркутск). В 1963 г. студия «Киевнаучфильм» сделала подводные киносъемки о жизни байкальских организмов.

Кто сделал первые подводные цветные снимки в Байкале?

Свердловская киностудия в 1975 г. при съемке первого подводного фильма.

Может ли цветная фотография воспроизвести истинные цвета подводных объектов?

Это возможно подбором соответствующих голубых и зеленых фильтров. В чистой мелкой воде глаз человека автоматически корректирует цветовые оттенки, а на фотопленке все предметы приобретают зелено-голубую окраску. Для получения истинных цветов лучше всего пользоваться искусственными источниками света вблизи объекта.

Как получают фотоснимки дна Байкала?

Различными способами, в зависимости от задач, стоящих перед исследователями,- фотоаппаратами, заключенными в специальный бокс; с помощью специальной установки с телеэкрана; с борта исследовательского судна или лодки обычным фотоаппаратом; с самолета, оборудованного специальными аппаратами; с искусственных спутников Земли

Для чего используют подводное телевидение?

Оно применяется для осмотра дна подводных частей корабля, а также для биологических и геологических исследований. Биологи изучают распределение и численность бентосных животных, живущих на поверхности дна; геоморфологи и геологи — материал, которым сложены донные отложения, структуру обнажения горных пород, движение донных наносов и др. На Байкале подводная телевизионная установка впервые использовалась в 1965 г. В последующие годы она широко используется гидробиологами, ихтиологами и маммологами для изучения жизни водных животных.

подводная фотосъемка Байкала

Что такое кессонная болезнь?

Кессонная болезнь — это болезнь декомпрессии (снижение давления). Оно возникает при дегазации тканей организма, насыщенных азотом. Для того, чтобы водолаз мог работать под водой, он должен дышать воздухом, находящимся под давлением, соответствующим глубине погружения. При этом кислород расходуется на физиологические процессы в организме, а азот остается растворенным в крови и тканях. Если водолаз поднимается на поверхность, не пройдя всех требуемых стадий декомпрессии, то при быстром изменении наружного давления растворенный азот в крови и тканях превращается в газообразный, происходит дегазация, при которой образуются пузырьки азота. Они закупоривают кровеносные сосуды, что вызывает сильные боли, параличи, потерю сознания и даже смерть.

Почему водолазы не дышат чистым кислородом?

Кислород под давлением оказывает отрицательное воздействие на центральную нервную систему человека. Симптомами кислородного отравления являются судороги, головокружение и тошнота, возможна смерть. Симптомы кислородного отравления напоминают поведение водных животных при повышении давления. В чем причина такого внешнего сходства — пока не выяснено.

Влияние высокого давления на глубине на нервную систему

Летом многие люди отправляются отдыхать на море или океан. Кто-то наслаждается плаванием и получает красивый загар, а кто-то любит понырять. Ныряние – не только познавательный и интересный процесс, но он и несет в себе немало угроз здоровью человека, и даже может привести к летальным последствиям. Какие опасности несет в себе ныряние? Что должен знать человек, которые собирается погрузиться на глубину? И как предотвратить опасное воздействие на организм сил природы, читайте на estet-portal.com.

Атмосферное давление на глубине вызывает кессонную болезнь

На вершине горы Эверест высотой в 8848 м давление атмосферы снижается на две трети, а при погружении в воду на эту же глубину, атмосферное давление на глубине возрастает в 885 раз! Естественно, ведь вода куда тяжелее воздуха. В морской воде с каждым спуском в 10 м, давление на глубине становится все больше и больше. Так, уже на глубине 30 м человек при нырянии испытывает на себе давление 4 бар. При резком подъеме из зоны высокого давления на глубине ныряльщик в условиях нормального атмосферного давления получает кессонную болезнь. Кессонная болезнь проявляется кожным зудом и сильной болью в суставах и мышцах. При более резких подъемах с глубины появляется головокружение, паралич всего тела, потеря сознания, может наступить смерть. Это все происходит за несколько минут.

Образование смертоносных пузырьков. Опасность ныряния

После ныряния при быстром подъеме с глубины в организме происходят следующие процессы: газы из крови и тканей организма высвобождаются в виде пузырьков. Образовавшиеся пузырьки продолжают свой процесс роста, используя новые порции газа. В результате эти пузырьки разрастаются до такого большого размера, что могут закупорить сосуды и спровоцировать развитие газовой эмболии. Этот процесс препятствует поступлению крови с кислородом к клеткам, и они погибают. После ныряния образовавшиеся пузырьки воздуха при резком подъеме также активируют выработку тромбоцитов, которые реагируют на прибавление воздуха в сосудах, образовываются тромбы. При образовании пузырьков воздуха внутри тканей ткани могут повредиться или разорваться. Опытные ныряльщики испытали на себе действие этих пузырьков. Перебои с дыханием, которые появляются после ныряния, происходят из-за образования пузырьков в капиллярах легочной ткани, при этом сокращается их дыхательный объем. При поражении пузырьками вестибулярного аппарата нарушается равновесие. Нарушение кровообращения в нервных структурах после ныряния проявляется в виде парезов или параличей, нарушений чувствительности и речи.

Читайте также  Как исправить восьмерку

Какую опасность несут зубные пломбы при нырянии?

При нырянии происходит сокращение объема газов, а при подъеме на поверхность они расширяются. То есть при нырянии газы, которые находятся в полостях организма, сжимаются под действием давления, а затем растворяются в жидкостях. Если это сжатие произойдет слишком быстро, при нырянии возможен разрыв барабанной перепонки. А если вдруг в зубной пломбе при лечении зуба остался маленький пузырек воздуха, то при сжатии его на глубине в этой же пломбе может произойти имплозия (взрыв, направленный внутрь). А на большой высоте может произойти обратное – при пониженном давлении зуб, в котором таится пузырек воздуха, может разорваться внутри.

Влияние высокого давления на глубине на нервную систему

При давлении на человека 21 бар на глубине 200 м у людей развивается так называемый нервный синдром высокого давления («трясучка»). Этот синдром проявляется дрожью, головокружением, тошнотой и микросном — кратковременным отключением внимания. Этот синдром ставит предел глубины погружения ныряльщика. При кислородно-гелиевой смеси этот предел 200-250 м, а если в эту смесь добавить азот — человек сможет выдержать давление на глубине до 450 м в открытом море. Нижней безопасной границей при погружении на сжатом воздухе считается глубина 30 м. При погружении есть опасность азотного наркоза. Это потому, что у ныряльщиков, которые дышат сжатым воздухом, пузырьки в крови образует азот.

Интоксикация от азота. Азотный наркоз при нырянии

При нырянии и нахождении человека под высоким давлением в несколько атмосфер азот всегда вызывает интоксикацию, которая очень похожа на алкогольное опьянение. Появляется эйфория, отрыв от реальности, повышенное возбуждение, потеря координации. Азотный наркоз возникает при нырянии на глубину 50 м, и по мере увеличения глубины симптомы усиливаются. Уже после 90 м возможна потеря сознания. При частых ныряниях на глубину организм адаптируется к действию азота, но, при всем этом, азотная интоксикация все же является причиной смерти многих ныряльщиков, которые погрузились на 50 метров глубиной.

При нырянии на глубину возможно кислородное отравление

Чистый кислород — опасное вещество, токсичность которого под давлением только увеличивается. Человек может дышать чистым кислородом около 12 часов под давлением 1 атм, через сутки происходит разрушение клеток альвеол в легких. При этом у человека появляется кашель после ныряния, возможно скопление жидкости в легочной ткани. При давлении 2 атм человек испытывает тошноту, головокружение. Через несколько часов начинаются конвульсии, которые похожи на эпилептический припадок. При давлении 7 атм дышать чистым кислородом возможно лишь 5 минут, а после начинаются судороги. При этом кислород становится кисло-сладким по запаху и напоминает, со слов ныряльщиков, запах имбирного пива или разбавленные чернила с сахаром.

Меры предосторожности при нырянии и советы людям с опасной профессией на глубине

Даже если человек несколько минут находился под действие высокого давления на глубине, подниматься стоит очень медленно, чтобы организм смог адаптироваться и перестроиться к изменениям давления. Водолазам, которые укладывают или ремонтируют трубы, приходится по несколько недель проводить на океанском дне. Например, при использовании гелиокса, при погружении на 100 м, на процесс декомпрессии требуется 4 дня, при погружении на 300 м декомпрессия занимает 10 дней.

У подводников, которые перенесли острую кессонную болезнь после ныряний, часто наблюдаются такие симптомы как потеря слуха, сниженная чувствительность ступней и ладоней, тремор конечностей и другие неврологические расстройства. При обследовании аквалангистов с помощью МРТ часто можно обнаружить маленькие очаги повреждения клеток в мозге- участки ишемии вследствие гибели нервных клеток из-за блокировки воздушными пузырями.

Организм человека реагирует на все изменения окружающее среды, в том числе и на изменение давления. Чтобы предотвратить возникновение необратимых процессов, людям, чья работа связана с работой при низком или высоком давлении, разработаны гигиенические требования к режиму и условиям труда, правила декомпрессии, разработан перечень противопоказаний к подобным работам.

Ну а те, кто просто поехал отдыхать на море или океан, а также является заядлым ныряльщиком, стоит подготовиться к ныряниям. Это значит, что человек должен быть осведомлен о правилах декомпрессии, знать максимальную глубину при той смеси, которой он будет дышать, а также время, на протяжении которого ему не вредно будет опускаться на глубину.

На какую максимальную глубину под водой может погрузиться человек?

Зафиксированы погружения с аквалангом, на глубину до 350м. Средняя глубина погружения- около 200-250м. Хотя, я думаю, что находились смельчаки, которые превышали отметку 350 м. и выживали после этого. Человек в батискафе, может погрузиться на дно Марианской впадины(11км!) более подробно о погружениях, вы можете найти тут

Ну поскольку вы не уточнили, что человек должен опуститься по собственному желанию и после этого остаться живым, то я смело отвечаю, что ни один человек не сможет опуститься глубже 10994 ± 40 м ниже уровня моря. Именно столько составляла глубина Марианской впадины по замерам 2011 года. Даже с аквалангом. ;-)

А так мне, например, удавалось дойти 9-10 метров. И то потом уши болели. Кому-то больше, но учтите что 10 м воды — это 1 атмосфера давления.

Без приспособлений человек может нырнуть метров на 10-20. Для этого нужно пройти специальные тренировки, учиться надолго задерживать дыхание. Для этого нужно пробыть под водой минут 5. При этом учтите, задержка дыхания под водой и над водой — разные вещи. На глубине дыхание сдерживать намного сложнее — давление воды настолько большое, что давит на грудь, вызывает неприятные ощущения даже у самых обученных ныряльщиков. Поэтому я не вижу особенного удовольствия нырять на глубину. Думаю, это сильно влияет на здоровье.

Метров до 5 еще можно понырять. Обычно фридайвингом — нырянием без специального оборудования занимаются на шельфах, вблизи берега, на отмелях, где вода хорошо просматривается и где неглубоко. Только в этом случае можно получить какое-то удовольствие от ныряния. Но даже и тут подумайте что можно рассмотреть под водой в течение пяти минут? Еще: когда уже кончается запас воздуха в легких опять же наступают неприятные ощущения, поэтому о каких удовольствиях тут можно говорить. Более-менее комфортно человек чувствует себя лишь первые одну-три минуты, а потом приходится принимать меры для всплытия.

Для начала вам предложат оценить состояние здоровья по специальной анкете, где вы указываете возраст, наличие вредных привычек и их стаж (курение, алкоголь), вес, наличие хронических заболеваний (ЦНС, сердечно-сосудистых, заболеваний дыхательных путей), наличие операций. На основании этой анкеты инструктор сможет сказать, можно ли вам погружаться. Желательно, чтобы между погружением и авиаперелетом был интервал не менее 3-х дней.

Перед погружением надо отказаться от алкоголя, дискотек "до утра", сильных физических нагрузок и переедания. Нельзя погружаться, если есть даже легкий насморк или отек носоглотки.

Перед погружением проходится инструктаж, пробное погружение. Во время глубоководного дайвинга следите за сигналами инструктора, отслеживайте реакцию организма на смену давления. Глубокие погружения проводятся в гидрокостюмах, чтобы избежать переохлаждения.

В воде давление во много раз превышает атмосферное давление. При погружение глубже на каждые 10 м давление возрастает на 1 атм. То есть человек достигший границ континентального шельфа которое составляет около 200, будет подвергаться давлению, более чем в 20 раз превышающему нормальное.

Механическое воздействие повышенного давления на человеческий организм само по себе не причиняет человеку никакого вреда, поскольку оно полностью уравновешивается гидростатическим противодавлением в тканях организма и повышенным давлением газов, заполняющих легкие и все прочие воздухоносные полости. Только лишь в случае быстрого спуска в глубину или быстрого подъема из водной глубины возможны механические повреждения тканей (баротравмы), причем баротравма легких считается одним из наиболее серьезных специфических водолазных заболеваний. Однако, пользуясь исправным снаряжением и соблюдая правила погружений, опасность баротравм можно полностью исключить.

18 сентября 2014 года Ахмед Габр достиг глубины 332,4.

Погружение проходило в Красном море неподалеку от города Дахаб .

Разница, примерно, как между гонщиком и водителем маршрутки. И в том и другом случае суть та же, только отличаются мотивы погружения под воду. Если дайвер погружается ради удовольствия, то для водолаза — это его работа.

Давление создаваемое водой при погружении

давление под водой

Здоровье

Давление и глубина всегда взаимосвязаны. Соотношение между ними выявляется через специальную формулу. Давление меняется на разной глубине. О том, как оно высчитывается и что требуется для вычислений мы расскажем дальше.

Глубина погружения

Организм человека в большей степени адаптирован к воздушной среде. В воде он чувствует себя иначе, поскольку она гораздо плотнее воздуха. У некоторых людей возникает тяга к покорению глубины только из-за такого физиологического фактора.

Читайте также  Мотовелик своими руками как сделать

На суше организм испытывает давление в 1 атмосферу, поэтому на каждый квадратный сантиметр приходится всего 1 кг. В результате этого возникает нагрузка около 16 тонн, но она компенсируется внешним давлением, из-за чего человек не ощущает такой тяжести.

давление на глубине при заходе

Вода тяжелее воздуха, поэтому при погружении эта величина постоянно растет и меняется в зависимости от веса столба воды. Чем ниже погружается человек, тем сильнее поднимается давление воды, на этом основано уже несколько теорий, которые удалось подтвердить.

Получается, что при погружении в толщу повышается плотность жидкости, из-за чего при опускании постоянно увеличивается разница между давлением внутри и снаружи.

На суше существует только атмосферное давление, его показатель статичен: на каждом квадратном сантиметре земли оно составляет 1033 кг. Его испытывают все люди и предметы на поверхности. Несмотря на высокий показатель, человек не чувствует его из-за уравновешивания и распределению по всему телу.

давление на глубине

К этому показателю тело приспособлено, поскольку при нем развивались все органы и части тела. Однако, существует еще и давление водяного столба, его называют гидростатическим. Оно указывает на показатель, который демонстрирует уровень жидкость в результате силы тяжести. При погружении тело человека ощущает оба показателя. С помощью гидростатики ученые определяют не только водонепроницаемость и остальные параметры, они изучают гидравлику, законы равновесия и способы их практического применения.

Даже находясь на мелководье, тело человека испытывает гидростатическое и атмосферное давление. Во время ныряния и другого резкого погружения на глубину разница стремительно растет, поскольку плотность среды увеличивается. Так происходит из-за того, что верхние слои всегда оказывают давление на нижние, появляется сдавливающая сила, которая сильнее ощущается на глубоководье.

Насколько зависимы эти показатели?

На глубине погружения в 10 метров давление составляет 1 атмосферу, при превышении дистанции оно медленно увеличивается. Если опуститься на 100 метров, то ощущение появится такое же, как тело испытывает в паровом котле.

При этом создаваемое водой на дне озера давление не всегда соразмерно тому, что рассчитывается изначально. Показатели здесь следующие:

  • 10 м — прирост составляет 100%, то есть вместо одной атмосферы появляется две;
  • 20 м — показатель составляет лишь 50%;
  • 40 м — он достигает уже 25%;
  • 60 м — уровень падает до 15–20%.

как рассчитать давление под водой

Каждый погруженный в воду предмет дополнительно испытывает гидростатический прессинг, этот показатель считается избыточным.

Впервые взаимосвязь между глубиной и давлением обнаружили во время изучения того, как организм человека меняется при нахождении на глубине. Этим же объясняется то, что при сильном погружении люди не могут вдохнуть кислород, даже если он подключен.

В этом случае влияет разница между двумя уровнями давления и тем, насколько сильным становится класс прессинга, который влияет на грудную клетку. Поэтому при большом погружении грудная клетка просто разрывается, даже если человек подключен к кислородному баллону.

Как рассчитать давление воды?

Поскольку уровень меняется в зависимости от глубины, его определяют по следующей формуле:

  • h — уровень глубины погружения в метрах, при этом не учитывают, какой именно объект там находится;
  • g — ускорение, возникающее в результате силы тяжести, иногда вместо него за показатель берут силу свободного падения, на поверхности он не меняется и едва превышает 9 единиц;
  • р — плотность, которая высчитывается в соотношении килограмм на квадратный метр.

Эта формула появилась в результате формирования закона Паскаля, который определяет показатель давления на жидкость и газ. Выявленная закономерность указывает, что значение прессинга меняется в зависимости от размера водяного столба.

давление водяного столба

По этой формуле с каждым метром давление увеличивается примерно на 0,1 атмосферу, поэтому при погружении на глубину с каждым метром увеличивается сила воздействия.

На какой глубине давление опасно?

Поскольку каждые 10 метров показатель увеличивается на одну единицу, организм человека выдерживает только определенную глубину. При погружении сердцебиение замедляется примерно на 20%, а при частом нырянии еще больше. Из-за этого в организме снижается уровень потребления кислорода. В такой ситуации организм рефлекторно защищает легкие от попадания воды и повышает давление.

В этот период кровь приливает к жизненно важным органам, чтобы защитить их от высокого давления. Также повышается гемоглобин, чтобы формировались запасы кислорода. Рефлекс появляется даже в том случае, если не нырять, а просто опустить голову в прохладную воду.

глубина погружения для человека

Организм пытается предотвратить влияние прессинга, но полностью защититься от него он не может. Уже на глубине 3 м диафрагма неспособна в достаточной мере расширить легкие, чтобы они раскрылись и сделали вдох. У дайверов эта проблема решается тем, что воздух подается под тем же давлением, что и в окружающей среде.

Компенсировать прессинг удается только примерно до 60 метров, на этой глубине давление уже равняется 5 атмосферам. После этого воздух становится еще плотней, поэтому даже при возможности дыхания на этот процесс у человека уходят все силы. В таблице показаны остальные показатели давления и глубина погружения при этом.

5 атмосфер в таблице

Поскольку при погружении прирост давления неодинаковый и снижается он медленно, у человека остается достаточно времени, чтобы подняться повыше. Если этого не сделать, то кислород станет токсичным и вызовет отравление, которое спровоцирует судороги, тошноту, головную боль.

-Покорение глубин-
Водолазное снаряжение и
подводные аппараты

Ткани человеческого организма построены из мельчайших клеток, которые заполнены жидкостью, на 80% состоящей из воды. При давлении, соответствующем глубинам, доступным для водолаза в мягком скафандре, вода, а следовательно и клетки тела, практически несжимаемы. Кстати, выражение «давление, соответствующее глубине», не случайно.

Известно, что давление даже на земле (например, давление, развиваемое насосом) измеряется в метрах водяного столба, причем с достаточной точностью можно считать, что давление, которое создает столб воды высотой 10 м, равно давлению в одну атмосферу — 1 атм. При погружении человека под воду на него, кроме воды, будет давить и атмосфера, т. е. воздух, давление которого равно 1 атм. Таким образом, абсолютное давление под водой на глубине 10 м будет равно 2 атм, на глубине 20 м — 3 атм и т. д.

Благодаря малой сжимаемости жидкости механическое действие давления воды на ткани человеческого тела не так уж опасно. Установлено, что механическое давление воды может привести к расстройству жизнедеятельности клеток организма человека только при давлениях порядка 300—400 атм, что соответствует погружению на глубины 3—4 км.

В самом деле, рыбы и другие животные встречаются на всех глубинах Мирового океана. Правда, это особые глубоководные животные, рождающиеся на этих глубинах, но их организмы также состоят из клеток, сходных с клетками наземных животных. Американец Вильям Биби, опустившийся в батисфере на 923 м, видел на этой глубине обыкновенного кита; французы Гуо и Вильм на глубине 4000 м обнаружили белоглазых акул, а Жак Пикар и Дон Уолш на глубине 10919 м видели креветку и рыбу.

Но если для человека не опасно давление, сжимающее части тела, не имеющие пустот (например, конечности), то сжатие полостей, заполненных газами или воздухом, может привести к самым неприятным последствиям. При площади подвижной части грудной клетки и живота, равной у человека среднего роста 3000 см2, уже на глубине 1 м эти органы подвергаются давлению 3300 кг. При этом не следует забывать, что нормально, на поверхности, на эти органы уже действует нагрузка 3000 кг (которую, кстати, мы совершенно не ощущаем).

Для уравновешивания этой сжимающей внешней силы в легкие водолаза подается воздух под давлением, равным давлению окружающей среды; благодаря такому выравниванию давлений изнутри и снаружи сжатие будут испытывать только сами стенки грудной клетки.

Хуже обстоит дело при сжатии воздуха, заполняющего среднее ухо и лобные пазухи. При быстром нарастании давления происходит вдавливание барабанных перепонок и может наступить их разрыв. Чтобы избежать этого, водолазу при спуске необходимо делать глотательные движения; при этом сокращаются мышцы, раскрывающие устья евстахиевых труб ¹ , и происходит выравнивание давления. При работе водолаза на постоянной глубине давление в среднем ухе установится равным наружному. При быстром подъеме, когда барабанные перепонки будут растягиваться в сторону слухового прохода, выравнивание давления достигается тем же способом, что и при погружении.

Вообще, при подъеме водолаза с глубины могут произойти большие неприятности. При быстром подъеме водолаз может заболеть кессонной болезнью. Дело в том, что с увеличением глубины погружения увеличивается весовое количество воздуха,, вдыхаемое водолазом за один вдох. Это следствие закона Бойля — Мариотта, по которому удельный вес газа прямо пропорционален давлению. Одновременно увеличивается растворимость воздуха в крови. Кровь разносит воздух из легких по всему телу, постепенно насыщая все ткани газами в большем количестве, чем при атмосферном давлении. Степень такого насыщения тканей газами зависит от глубины спуска, от времени пребывания под водой и от характера работы водолаза; различные ткани человеческого организма насыщаются газами неодинаково.

При подъеме водолаза происходит выделение избыточного воздуха через легкие. При быстром подъеме пузырьки воздуха, состоящие, главным образом, из азота (примесь кислорода и углекислоты незначительна), выделяются прямо в крови ² ; крупные пузырьки могут закупорить кровеносные сосуды и нарушить кровообращение отдельных частей организма. Кроме того, увеличение общего объема крови вследствие насыщения ее газовыми пузырьками может вызвать в разных частях тела растяжение и разрыв мелких кровеносных сосудов. Симптомы кессонной болезни таковы: головокружение, боли в суставах и мышцах, кожный зуд. В тяжелых случаях могут наступать параличи отдельных органов.

Читайте также  Дельтаплан с двигателем

Но оказывается, что кессонную болезнь можно предупредить: чтобы выделение азота из крови не было столь бурным, подъем водолаза следует производить с остановками. Продолжительность и глубины остановок определяют по специальным таблицам.

Следует напомнить, что киты тоже дышат атмосферным воздухом; ныряя, они быстро меняют глубину и, конечно, не делают остановок для декомпрессии, т. е. выхода из крови сжатого воздуха. Однако киты не болеют кессонной болезнью. Объясняется это тем, что киты под водой не вдыхают сжатый воздух, а пользуются запасом воздуха в легких, который они вдохнули на поверхности; их кровь и ткани не перенасыщаются воздухом, а следовательно, отсутствует и причина, вызывающая кессонную болезнь.

Вредное действие азота не ограничивается кессонной болезнью. При спуске водолаза, начиная с глубин 30—50 м, азот вызывает опьянение ³ . Доказано, что азот при повышенном давлении является наркотиком. Изобретатель акваланга француз Кусто пишет, что уже с глубины 30 м у него наблюдается головокружение, после которого наступает необыкновенный подъем духа, когда все препятствия кажутся легко преодолимыми. Затем наступает вялость и сонливость. У некоторых людей азотное опьянение вызывает обморочное состояние и может привести к гибели.

Чтобы избавиться от вредных последствий вдыхания азота, казалось бы, следовало исключить его из состава воздуха, подаваемого водолазу, т. е. подавать чистый кислород, действительно необходимый для дыхания. Но, оказывается, организм человека не приспособлен к длительному вдыханию чистого кислорода. Продолжительное вдыхание чистого кислорода даже при атмосферном давлении может вызвать заболевание воспалением легких. При абсолютном же давлении 3 атм кислород ядовит. У водолаза, пользующегося кислородным прибором, при спуске на глубину более 20 м могут возникнуть судороги.

Все перечисленные препятствия к достижению больших глубин при достаточной тренировке, хорошем здоровье и соблюдении правил спуска и подъема в какой-то мере преодолимы. По жалуй, самым серьезным препятствием следует считать трудность газообмена в легких при дыхании газовыми смесями, сжатыми под большим давлением. Так, при глубине погружения 150 м удельный вес воздуха в 16 раз больше атмосферного. При такой плотности воздух с большим трудом протекает через узкие легочные пути. Пожалуй, выражение «нужен, как воздух», уже не подходит для водолазов, работающих на больших глубинах, где нужна газовая смесь, не имеющая тех свойств воздуха, которые вредно действуют на организм водолаза.

В годы второй мировой войны было применено оборудование, позволяющее водолазу опускаться в мягком скафандре на глубину до 180 м. Достижению такой глубины способствовало, главным образом, применение для дыхания гелиево-кислородных смесей. В этих смесях гелий заменяет азот воздуха. Гелий — нейтральный газ без цвета, запаха и вкуса. Благодаря тому, что гелий диффундирует быстрее и менее растворим в крови, он более приемлем для дыхания и вызывает меньше осложнений при подъеме водолаза, хотя не избавляет от опасности кессонной болезни.

Нужно отметить, что гелием разбавляют кислород для того, чтобы понизить его парциальное давление (парциальное давление газа равно произведению давления смеси на процентное содержание газа в смеси). Как уже упоминалось, кислород при абсолютном давлении свыше 3 атм ядовит, поэтому процентное содержание кислорода в гелиево-кислородной смеси должно быть таким, чтобы его парциальное давление не превышало опасного предела. Это значит, что, например, на глубине 200 м нужно применять гелиево-кислородную смесь с 15 %-ным содержанием кислорода; с уменьшением глубины погружения содержание кислорода можно увеличивать.

Очень интересные опыты по глубоководным погружениям производит швейцарский математик Ганс Келлер. Он не только совершил необычное погружение в легководолазном снаряжении, перешагнув 200-метровый порог глубины, долгое время считавшийся предельным для человека, но и сломал все каноны, предписывающие длительные остановки при подъеме.

Как это удалось сделать? На этот вопрос очень трудно ответить. Те скудные сведения, которые просочились в печать, лишь в некоторой степени приподнимают завесу над тайной Келлера.

Для устранения глубинного опьянения, причиной которого, по мнению Келлера, является отравление организма углекислым газом, водолаз должен вдыхать газовую смесь, образующую с углекислым газом безвредное соединение. В течение двух лет Ганс Келлер разрабатывал свою таблицу быстрого подъема (при этом было обработано около 250000 цифр), устанавливающую зависимость между скоростью подъема, глубиной погружения и химическим составом газовой смеси для дыхания.

Гораздо больше подробностей известно о результатах его опытов. И строгая засекреченность существа изобретения и широкая реклама самих погружений Келлера служат одной цели — исключив возможность конкуренции, как можно выгоднее продать секрет. Таковы звериные законы капиталистического мира, рабом которого остается Келлер. Вместе с тем нельзя не восхищаться его смелостью и точностью расчетов. Несомненно, что со временем его секрет станет широко известным, и человечество получит новое, совершенное средство для победы над глубинами.

Впервые имя Келлера появилось в печати в 1958 г. Тогда на Женевском озере он погрузился на глубину 96 м, причем подъем с этой глубины занял всего 28 минут.

23 августа 1960 г. на озере Лаго-Маджоре он погрузился в изобретенном им аппарате на глубину 155 м и всплыл всего за 45 минут (вместо 7 часов по существующим правилам). По сообщениям печати, его аппарат представлял собой простейший водолазный колокол из 200-литровой бензиновой бочки. Колокол был снабжен четырьмя баллонами с секретной газовой смесью.

Келлер одет в обычный водолазный костюм; без сомнения, при погружении давление. внутри колокола всегда остается равным наружному давлению воды, значит дело не в колоколе и не в костюме, а в том, что Келлер сумел найти особую газовую смесь, победившую глубинное опьянение и кессонную болезнь. Подтверждением чудесных свойств этой газовой смеси является «погружение» 25 апреля 1961 г., проделанное Келлером на поверхности (в декомпрессионной камере). За короткое время давление в камере было поднято до 30 атм, что соответствует глубине погружения 300 м. После выхода из камеры Келлер заявил о своем намерении погрузиться в море вначале на 250 м, а затем на 350 м Он уверен, что его газовая смесь позволит человеку опускаться даже на 1000 м..

Затем последовал (29 июня 1961 г.) спуск на том же озере на глубину 222 м. Спуск занял 7 минут, а подъем около 60. Этот спуск Келлер совершил вместе с американцем, корреспондентом журнала «Лайф» Кеннетом Меклишем. Поэтому, естественно, пришлось познакомить Меклиша с некоторыми тайнами. Он узнал, что в начале и в конце спуска водолазам подается чистый кислород; ниже 17 м. водолазы вдыхают последовательно три газовые смеси, содержание кислорода в которых уменьшается с глубиной. Одна из смесей Келлера содержит 95% азота и только 5% кислорода.

водолазное снаряжение водолазКеллер добился своего: благодаря рекламе «Лайфа» его изобретением заинтересовались в США.

В декабре 1962 г. Келлер объявил о своем намерении погрузиться в Калифорнийском заливе на глубину 1000 футов (302 м). В этом рекордном погружении принял участие 35-летний англичанин Смолл, известный подводный спортсмен и журналист. Спуск, как и все предыдущие, производился в стальном цилиндре, снизу открытом для воды (аппарат этот был назван «Атлантис»). Согласно программе, по достижении заданной глубины водолазы должны были выйти из аппарата и укрепить на дне швейцарский и американский флаги.

Однако на этот раз события развивались не по программе и приняли трагический оборот. Американский морской офицер, наблюдавший за спуском по телевизору, заметил, что один из водолазов, выйдя из аппарата, неожиданно выбросил флаги и быстро вернулся в него. Тотчас же была дана команда о подъеме на сравнительно безопасную глубину — 60 м. Через 17 минут эта глубина была достигнута. На поверхности воды появились большие пузыри; это показывало, что, видимо, герметичность аппарата была нарушена. Телефон молчал. На помощь Келлеру и его спутнику нырнули двое опытных пловцов. Достигнув аппарата, они обнаружили, что его крышка закрыта неплотно из-за попавшего под нее резинового ласта. Ласт удалось протолкнуть внутрь аппарата ножом, после чего крышка закрылась и утечка газа прекратилась. Но из двух нырнувших на помощь пловцов на поверхность всплыл только один: по неизвестным причинам погиб Крис Уиттекер — 22-летний лондонский студент.

Когда через 20 минут аппарат был поднят на борт судна, Келлер и Смолл были без сознания. Келлер скоро пришел в себя и, ко всеобщему изумлению, первым делом выпустил секретную газовую смесь из баллонов. Тем временем Смоллу становилось все хуже. На морской станции Лонг-Бич его ждала карета скорой помощи, однако помощь береговых врачей Смоллу не потребовалась— он был мертв.

Последнее погружение в аппарате Келлера стоило двух человеческих жизней. Этому немало способствовали атмосфера секретности и рекламная шумиха при нарочитой примитивности водолазного оборудования. Знания и опыт помогли самому Келлеру выжить.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: