0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Акваланг – водяное лёгкое

Акваланг. Виды и работа. Устройство и как выбрать. Особенности

В переводе с французского «акваланг» означает «водяные легкие». Это устройство создавалось не сразу. Постепенно разрабатывались отдельные его элементы: прежде всего регулятор подачи воздуха, который впоследствии был адаптирован для оснащения акваланга. В 1978 году был впервые опробован прибор для дыхания под водой на чистом кислороде. А непосредственно акваланг был запатентован в 1943 году французами Жаком-Ивом Кусто и Эмилем Ганьяном.

Устройство и принцип работы

Акваланг включает в себя:
  • Баллон — одну, две или даже три металлические емкости, содержащие сжатый воздух. Обычно объем баллона составляет 5 и 7 литров, но имеются устройства на 10 и 14 литров. Емкости имеют форму цилиндра и вытянутую горловину. К ней крепится патрубок или трубка высокого давления (посредством резьбы внутри горловины). Баллоны производятся из стали, титана, углеволокна, сплавов алюминия и др. Разные материалы обладают различным весом, долговечностью и стоимостью. Но они должны отвечать основному требованию – выдерживать высокое давление (230-300 атм.). Стальные емкости обрабатываются специальным составом, защищающим их от коррозии.
  • Регулятор, в устройстве которого имеются редуктор и легочный автомат. Воздух из баллона под давлением поступает в редуктор, где давление опускается до среднего уровня. Затем через шланг воздух направляется в легочный автомат, где его давление приобретает рабочее значение, и через загубник используется для дыхания аквалангистом. В акваланге присутствуют основной и запасной регуляторы, но устройство может оснащаться и большим их числом.
  • Компенсатор плавучести — устройство, необходимое для компенсации переменной плавучести аквалангиста во время погружения и во время пребывания на поверхности.
Принцип работы

При опускании на глубину на аквалангиста действует давление воды. И чем больше глубина, тем большей силы давление. Для осуществления вдоха приходится преодолевать эту силу. Однако человеческие дыхательные мышцы не способны сделать это самостоятельно, поэтому воздух для вдыхания должен подаваться под давлением, большим, чем давление воды. За это отвечает регулятор.

Давление воздуха в регуляторе проходит два этапа изменения.
  1. Первый и основной этап — понижение давления. Это происходит посредством редуктора — составного элемента регулятора, встраиваемого на вентиль баллона.
  2. Второй этап — нормализация давления до рабочего уровня и автоматизация дыхательного процесса. Эту функцию обеспечивает дыхательный автомат, который находится во рту аквалангиста и сообщается с редуктором посредством шланга.

Редукторы бывают поршневыми и мембранными. Мембранные являются наиболее распространенными. Их принцип работы сводится к следующему.

Первый этап
  • Когда давление в шланге принимает определенное значение, клапан редуктора блокирует поступление воздуха из баллона. Система достигает равновесного состояния.
  • Когда аквалангист делает вдох, давление падает, клапан вновь открывается и поступает новая порция воздуха.
  • Когда вдох произведен, давление в шланге опять повышается и клапан регулятора закрывается.

Второй этап
  • Когда аквалангист вдыхает, он втягивает в себя воздух.
  • Мембрана смещается и сдвигает рычаг, который открывает клапан подачи воздуха.
  • С прекращением вдоха давление нормализуется и мембрана возвращается в прежнее положение, закрывая клапан.

Резервный источник дыхания

Некоторые аквалангисты предпочитают брать с собой дополнительные источники дыхательной смеси. Такими источниками выступают мини-акваланги. Мини-акваланг — это система небольшого размера, которую можно применять при неглубоководных погружениях. В нее включены емкость с дыхательной смесью небольшого объема и редуктор с загубником.

Типы аквалангов

По типу дыхания акваланги делятся на три группы.

Акваланг с открытой схемой

Этот тип оборудования работает только на вдох. Сжатый воздух при вдыхании поступает из дыхательного аппарата в лёгкие дайвера через загубник, а выдох происходит в воду. Переработанный и свежий воздух не перемешиваются между собой. Это предотвращает кислородное голодание и вероятность отравления углекислым газом.

Регулятор расположен на выходе баллона и осуществляет подачу воздуха. Дыхательная смесь подается из каждой емкости по очереди через стопорные краны. Получить информацию о количестве оставшегося воздуха можно по манометру, который соединен с регулятором. По нему есть возможность узнать также и давление воздуха, имеющегося в баллоне.

Акваланг с открытой схемой имеет несложное устройство и надежен в эксплуатации. Единственный его недостаток заключается в том, что он не предназначен для глубинных погружений вследствие большого потребления воздуха.

С полузакрытой и закрытой схемой

В оборудовании с полузакрытой схемой половина выдыхаемого воздуха возвращается на регенерацию, а половина выходит наружу.

При закрытой схеме дыхания один и тот же воздух в баллоне используется для дыхания несколько раз. Выдыхаемый воздух поступает на регенерацию, очищается от углекислого газа и обогащается кислородом. Таким образом, характерные пузырьки при выдохе отсутствуют, и вид аквалангиста не так отпугивает морских обитателей, что важно для исследований подводной фауны.

Закрытая система имеет множество преимуществ:
  • Обладает небольшими габаритами и весом.
  • Позволяет опускаться на значительную глубину и пребывать под водой длительное время.
  • Обеспечивает аквалангисту возможность меньше привлекать к себе внимание.

К минусам можно отнести высокую стоимость и возможность использования оборудования данного вида только при достаточной натренированности.

Выбор баллона
Выбирая акваланг, следует оценивать определенные параметры этих устройств:
Материал

Наиболее распространены емкости для воздуха из стали или алюминия. Алюминиевые не подвержены коррозии, а стальные наиболее прочны. Среди профессиональных аквалангистов пользуются популярностью стальные баллоны, которые при грамотном использовании очень долговечны. Однако такие изделия обязательно должны иметь защитное антикоррозийное покрытие.

Количество и объём

Сколько сосудов должен иметь акваланг — дело личных предпочтений, так как не имеет принципиальных отличий, брать с собой один 14-литровый баллон или два по 7 литров. Здесь прослеживается только одно правило: чем более глубоким и продолжительным будет погружение, тем больший объем воздуха потребуется и тем больший объем баллона нужно брать.

Читать еще:  Изготовление детского велосипедного кресла своими руками

Опытные аквалангисты зачастую берут не камеры, а компрессор. При его наличии камеры можно арендовать или самостоятельно перезаправлять имеющиеся. Стоит он немало, поэтому покупать новый компрессор или бывший в употреблении — зависит от бюджета и индивидуальных пожеланий. Новичкам же заморачиваться с покупкой компрессора стоит только в том случае, если подводными погружениями планируется заниматься долго и серьезно.

Регуляторы — это сложные и хрупкие механизмы. Для обеспечения их долгой и беспроблемной работы им требуется особый уход. После каждого использования регулятор обязательно нужно тщательно выполаскивать от соли. Сушить резиновые части автомата необходимо подальше от ультрафиолетовых лучей, поскольку под ними происходит пересыхание и растрескивание.

Акваланг устройство и принцип работы

Данная статья не является попыткой пересказа общеизвестных фактов, и создания еще одной, похожей друг на друга статьи.

Задача – сформировать однозначное и прозрачное понимание устройства и принципов работы, одного из основных элементов снаряжения для занятия дайвингом.

Лично у меня, долгое время, было именно приблизительное понимание основ работы регулятора для дайвинга, и это не правильно.

Знание общих принципов построения и основ работы, позволит Вам более осмысленно подходить к выбору данного элемента снаряжения для дайвинга.

Когда мы говорим «Акваланг» — мы подразумеваем, что это часть автономного легководолазного снаряжения.
Для того, что бы не было путаницы, стоит сказать, что существует легководолазное снаряжение двух типов – использующее замкнутую и открытую схемы дыхания.

Дыхательный аппарат с замкнутой схемой, называют ребризером.

Дыхательный аппарат с открытой схемой, называют аквалангом.

Само слово «Акваланг» — не несет смысловой нагрузки, и появилось, благодаря Жаку-Иву Кусто, и Эмилю Ганьяну, которые назвали этим именем фирму (Aqualung, Aqua Lung), начавшую массово производить эту часть автономного легководолазного снаряжения.

Со временем, это название стало привычным общеупотребительным на территории Европы и Азии. В нашей стране, подводная охота с аквалангом запрещена.

Акваланг состоит из двух основных частей баллоновсо сжатой дыхательной смесью и редуктора, понижающего высокое давление в баллоне, до значений, необходимых для вдоха.

Баллон может быть изготовлен, из стали, алюминиевых сплавов, титана, углеволокна и т.д., как следствие, разница в весе, долговечности, стоимости. Главное требование – выдерживать высокое давление. Условно, оборудование разделено на оборудование с возможным давлением до 230 атм., и 300 атм.

При погружении, на пловца, начинает действовать давление воды, возрастающее по мере роста глубины. Для того, что бы сделать вдох, нужно преодолеть эту силу.

Силы мышц грудной клетки не достаточно для вдоха, даже на метровой глубине. Поэтому вдыхаемый воздух, должен подаваться под давлением, компенсирующим давление воды.

Чем больше глубина, тем больше должно быть давление подаваемого воздуха. При этом дыхание должно оставаться максимально естественным и комфортным. Эту работу выполняет регулятор для дайвинга.

При погружении на значительные глубины, и как следствие, нахождение под действием большего внешнего давления, вызывает сложные физиологические изменения в организме человека. Следствием попыток избежать негативных последствий этого воздействия, явилось использование в качестве дыхательной смеси, различных газовых смесей, что потребовало конструктивных изменений регулятора.

В задачи этой статьи входит рассмотрение только общих принципов работы.

Преобразование давления воздуха до давления, необходимого для вдоха, происходит в два этапа. Первый, основной этап понижения обеспечивает редуктор — часть регулятора для дайвинга устанавливаемая непосредственно на вентиль баллона.

Второй этап понижения давления и автоматизацию процесса дыхания выполняет «дыхательный автомат» — часть, находящаяся во рту дайвера и соединенная с редуктором воздушным шлангом.

Редуктор или первая ступень, может быть двух типов, поршневой и мембранной.

Большинство используемых регуляторов используют схему с мембраной. Для понимания принципов работы, на мой взгляд, достаточно будет рассмотреть только ее.

Проще всего понять как это работает, можно посмотрев эту анимацию:

Здесь показаны этапы работы сбалансированной первой ступени регулятора.

Когда давление с шланге, достигает определенного давления, клапан редуктора, перекрывает подачу воздуха из баллона.

Система начинает находиться в равновесии. Давление в шланге, в данном случае, управляет открытием — закрытием клапана.

Кок только дайвер делает вдох и давление падает, клапан открывается и подается новая порция воздуха.

Когда фаза вдоха заканчивается, давление в шланге возрастает и клапан первой ступени регулятора для дайвинга закрывается.

Термин «сбалансированная» обозначает, что усилие, необходимое не открытие клапана будет неизменным, не зависимо от остаточного давления в баллоне.

Как работает вторая ступень регулятора для дайвинга, тоже понятно.

Когда дайвер делает вдох, то он делает действие по втягиванию в себя воздуха.

В результате чего мембрана мембрана смещается и сдвигает рычаг, открывающий клапан подачи воздуха.

Как только вдох заканчивается, давление восстанавливается и мембрана возвращается в обратное положение, клапан закрывается.

Усилие, необходимое на открытие клапана второй ступени можно регулировать посредством сжатия или ослабления пружины.

Более подробно о регуляторах для дайвинга как основной части акваланга, можно почитать в других статья:

Читайте в разделе статьи о снаряжении для дайвинга и подводной охоты:

Акваланг – «водяное легкое»

Акваланг – «водяное легкое». Так переводится это слово. Аппарат, позволяющий человеку чувствовать себя «как рыба в воде». Изобретение акваланга приписывают легендарному исследователю морских глубин французу Жак-Иву Кусто. Это не совсем верно.

Читать еще:  Елфутина занимает 5-е место по итогам пяти гонок ЧМ по виндсёрфингу

«Самое главное его изобретение, вот этот вот узел: Жак-Ив Кусто изобрел автомат подачи воздуха. То есть лёгочный автомат, который подаёт смесь дыхательную, воздух или дыхательную смесь под давлением окружающей среды», — поясняет Виталий Замятин, заместитель главного конструктора ОАО НПП «респиратор».

Это — первый отечественный акваланг. Ему уже полвека. Специалисты утверждают – музейный экспонат прекрасно работает. Не модный, конечно, но надежный.

«Он верой и правдой прослужил не один десяток лет. Уже снят с производства, но есть люди, которые в нём ещё плавают и очень его хвалят», — признаётся Виталий Замятин.

В музее научно-производственного предприятия «Респиратор» немало любопытного и даже таинственного. ИДА-71У – главное в экипировке подводного спецназа.

«А вот это аппарат, по-современному – ребризер, который применяется в инженерных войсках для проведения водолазных работ, а также боевыми пловцами», — показывает на устройство заместитель главного конструктора ОАО НПП «Респиратор».

Люди-лягушки, так называют боевых пловцов, — представителей самых элитных подразделений Военно-морского флота.

Аппарат с замкнутой системой дыхания не допускает появление пузырьков воздуха. Боец должен быть незаметен! Ещё один способ скрыться от противника: антимагнитный корпус акваланга с использованием сплавов алюминия и меди. С таким не засекут. Он защищает бойца и от магнитных мин.

В Советском Союзе водолазов для подрывных работ стали готовить в 1940 году. Но лишь в 1957-м за подготовку подводных диверсантов взялись всерьёз. Для них были разработаны оружие и транспортные средства. До сих пор в мире нет аналогов автомату АСП. Его десятисантиметровые патроны бойцы окрестили «гвоздями».

Мало кто знает, что к разработке аппаратов для подводных солдат приложил руку сам Леонардо да Винчи. Потомкам остались его чертежи — мешок с дыхательной смесью, железными полуобручами, чтобы крепиться к груди, загубник и бронзовый зажим для носа.

Конструкторское бюро предприятия «Респиратор». Новые акваланги теперь разрабатывают здесь. Акваланг последнего поколения АВМ -15. Он снабжен воздушным трактом, соответствующим всем международным стандартам. Теперь любители дайвинга могут путешествовать налегке, прихватив с собой воздушный тракт, а баллоны с воздухом можно взять и напрокат.

«Мало того, этот воздушный тракт может использоваться во всём диапазоне температур, потому что снабжён незамерзающим редуктором и лёгочным аппаратом. Поэтому может использоваться при температуре воды до минус 2-3 градусов. Испытан он был в Институте Арктики и Антарктики, в бассейне. Замечаний не было», — описывает преимущества этого аппарата Виталий Замятин.

Этот акваланг называют «последний вдох». Это специальный аварийный аппарат для подводников. При чрезвычайных ситуациях его можно использовать отдельно от основного акваланга. Объём – четыреста миллилитров. Этого хватит на 10-20 вдохов.

«Сегодня предприятие занимается производством кислородно-дыхательной и воздушно-дыхательной аппаратуры для авиации, флота, медицины. Созданы очень интересные аппараты по борьбе за живучесть судов. Таких аппаратов мы не помним, чтобы они были в мире», — отмечает генеральный директор ОАО НПП «Респиратор» Александр Брызгалин.

Сборочный цех. Тишина и сосредоточенность. Персонал в белых халатах. К сборке — самое пристальное внимание: цена ошибки – человеческая жизнь.

«Ответственность здесь, конечно, очень высока и у слесарей-сборщиков. Достаточно квалифицированный персонал у нас работает, сложившийся. Процесс формирования сборщика, как профессионала, довольно длительный, примерно 3 года», — гордится своими кадрами технический директор, первый , первый заместитель генерального директора ОАО НПП «Респиратор» Александр Куренков.

А здесь временами бывает шумно. Так стравливают давление в барокамере. Проверка качества проходит с использованием «искусственных лёгких». Этот прибор размещён внутри барокамеры, где можно создать давление, имитируя погружение на глубину до 100 метров. Имена такова рабочая глубина для водолазов-профессионалов.

«Искусственные лёгкие» имитируют у нас дыхание человека. В барокамере мы проводим испытание новой техники подводной аппаратуры, предназначенной для водолазов-подводников», — рассказывает о том, для чего существуют «искусственные лёгкие» заместитель главного конструктора по испытаниям ОАО НПП «Респиратор» Сергей Преображенский.

Каждый готовый акваланг обязательно проходит настоящий тест-драйв. В качестве своей продукции сотрудники научно-производственного предприятия «Респиратор», входящего в состав корпорации «Ростехнологии» уверены.

«Можно погордиться немножко, что присуждена Национальная премия предприятию Конфедерацией подводного плавания России. Главное, что есть результаты, многие образцы техники сегодня проходят опытную эксплуатацию на флотах Российской Федерации», — с гордостью отмечает генеральный директор предприятия Александр Брызгалин.

С аквалангами от «Респиратора», уверенно чувствуют себя и дайверы, и профессиональные водолазы, и подводный спецназ. На любой глубине. Главное – правильно дышать. Это тоже искусство и технология.

История изобретения акваланга.

Современный акваланг, который мы знаем это аппарат открытого цикла. То есть это когда вдох производится из акваланга, а выдох отводится в воду. И в разработке этого аппарата в первую очередь спасибо мы должны сказать французам.

Первые попытки разработки автономного «аппарата открытого цикла» совершили два француза. Это горный инженер Бенуа Рукейроль и лейтенант французского флота Огюст Денейруз. В середине девятнадцатого века они разработали конструкцию аппарата, который содержал мембранный механизм для понижения давления в зависимости от глубины. Любопытно, что Рукейроль и Денейруз не были знакомы на том момент. Рукейроль же на самом деле пытался сделать аппарат автономного дыхания при спуске в шахту при проведении спасательных работ.

Первый глубоководный скафандр с тяжёлыми башмаками Августа Зибе (Германия), 1819.

Огюст Денейруз узнав об этой разработке, предложил использовать ее для спуска людей под воду. Таким образом, был создан прототип современного акваланга. Аппарат был запатентован и впоследствии именно он был описан Жюлем Верном в своем великом романе «20000 лье под водой».

Читать еще:  На парадроме в Кабардино-Балкарии проходят Чемпионат и Кубок России по полётам на параплане

Несмотря на это, в реальности этот аппарат имел массу недостатков. Самый главный из них был обусловлен тем, что баллоны того времени были способны выдерживать лишь давление до 30 — 40 атмосфер и для увеличения времени пребывания человека под водой приходилось подавать воздух с поверхности. Таким образом, о какой-либо особенной автономности на длительное время речи пока не шло.

Но из-за ряда недостатков конкуренцию им составляли аппараты «замкнутого цикла» – ребризеры. Это когда выдыхаемый воздух остается в системе и обогащается кислородом для нового вдоха. Но об этом позже.

Металлический костюм, позволявший водолазу спускаться на глубину более 350 м, 1938. год

Люди и далее пытались усовершенствовать этот «открытый цикл» и уже в 1936 году офицер фрацузской армии Ив Ле Прийор разработал аппарат с постоянной подачей воздуха под давлением из баллона для накачивания автомобильных шин, которые выдерживали уже давление до 150 атмосфер. Интересной особенностью данной конфигурации снаряжения было то, что наряду с самим автономным аппаратом применялась еще и специальная маска, которая наполнялась воздухом из баллона, выталкивая, таким образом, воду. Аппарат Прийора был на сей раз полностью автономным, поскольку окончательно освобождал человека от шлангов.

Но и этот аппарат был далек от совершенства, поскольку вентиль для вдоха открывался только вручную, а выдох производился в маску и только через нос.

В то же время автономное плавание человека под водой уже было возможно, благодаря так называемым аппаратам «замкнутого цикла». Система этого аппарата еще в 1787 году разработана молодым британским моряком, предпринимателем, естествоиспытателем и изобретателем Генри Флюссом. На лице ныряльщика была маска соединенная с находящимися за спиной дыхательным мешком, соединенным в свою очередь с медным баллоном, который заполнялся кислородом и, с коробкой с едким калием.

Первый автоматический костюм с регулятором давления и баллонами со сжатым воздухом Кусто и Ганьяна, 1943.

Человек совершал вдох не воздухом, а кислородом. При выдохе (смеси кислорода и углекислого газа) выдыхаемая смесь не отводилась в воду, а оставалась в системе. Углекислый газ поглощался едким калием и человек совершал новый вдох кислорода. Израсходованный кислород человек возмещал запасом из баллона, добавление которого он регулировал при помощи специального клапана находящегося на баллоне.

Данный аппарат невозможно было использовать под водой на значительных глубинах, поскольку на глубине кислород страшно токсичен и именно поэтому данную систему могли использовать только для спасения людей в угольных шахтах или тоннелях. Все так и было до того момента, как эта система была модернизирована англичанином Робертом Дэвисом. Уже в 1911 году был выпущен аппарат названный «Davis False Lung» («Искусственное легкое Дэвиса») и который в дальнейшем поступил в продажу под названием «Прото».

Кстати именно этот же, правда, несколько модифицированный аппарат Флюсса — Дэвиса использовался в 1925 году при съемках первого подводного фильма, снятого по роману Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой».

Аппарат Генри Флюсса, 1878.

Но пришло время, и идея аппарата открытого цикла сказала свое веское слово в автономном подводном плавании.

Дело было так. Молодой французский офицер Жак Ив Кусто по счастливой случайности женился на дочери магната из владельцев крупнейшей французской корпорации по производству бытового газа — «Эйр Ликвид» (Air Liquide). В сорок втором году, когда Франция была оккупирована Германий, то вся нефть методически забиралась на военные нужды рейха. Режим Виши сотрудничал с Германией и угождал ей во всем.

Тем не менее французы не желали ограничивать себя в возможности перемещаться на автомобилях и в стенах КБ конструкторского бюро «Эйр Ликвид» была разработана система подачи газа в двигатель. Разработал эту систему штатный инженер Эмиль Ганьян. Именно ему Кусто и предложил переделать эту систему для дыхания под водой. Таким образом, была создана двухступенчатая система понижения давления, именовавшаяся в дальнейшем аквалангом.

Основное отличие акваланга от предыдущих разработок состояло в том, что дыхательная система автоматически, сама давала человеку воздух с давлением окружающей среды. То есть человек на любой глубине получал воздух с нужным ему давлением. Это давало немыслимый по тем временам комфорт и возможность не только полной автономности под водой, но и возможности длительности плавания.

Само название «Акваланг» образовалось в результате сложения слов из двух языков — латинского «аqua» (вода) и английского «lung» (лёгкое).

Затем аппарат был испытан Ганьяном на реке Марна в январе 1943 года и затем после некоторой модификации еще раз в одном из парижских бассейнов. В июле 1943 года Кусто продолжает испытание акваланга уже в море недалеко от Марселя.

Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии, 1974 год.

Таким образом, появилось именно то, что сегодня принято называть аквалангом. Первый регулятор был выпущен в 1945 году и носил название CG45 (Cousteau-Gagnan 45). Патент же на само слово «акваланг» принадлежал корпорации «Эйр Ликвид» до 1960-63 г.г.

Но настоящую известность слово «акваланг» получило лишь тогда, когда оно в 1953 году появилось в книге Жака Ива Кусто «Мир безмолвия».

После войны начали возникать многочисленные национальные водолазные федерации, каждая из которых пыталась разработать свою собственную программу обучения. Однако, как правило, все они были ориентированы на спортсменов и военных водолазов. В нашей стране аналогом подобной организации являлся ДОСААФ, где молодежь учили плавать с аквалангом с учетом будущей службы в военно-морском флоте.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector