Атака на неизведанное
Шрифт:
Так же как и кислород, углекислый газ вызывает отравление при повышенном парциальном давлении. Поэтому водолазные аппараты с замкнутой или полузамкнутой циркуляцией должны снабжаться механизмами, контролирующими норму парциального давления кислорода и углекислого газа. При кратковременном пребывании под водой парциальное давление кислорода должно находиться в пределах от 0,2 до 1,8 атм, а при длительном — не должно превышать 0,5 атм. Для углекислого газа допустимое парциальное давление лежит между 0,005 и 0,01 атм.
Токсические действия углекислого газа и кислорода при повышенном парциальном давлении были известны давно. Позднее выяснилось, что даже такие трудно вступающие в реакцию газы, как азот, при превышении определенного давления также вредны. С середины 30-х
В октябре 1943 г. при одном из первых опытных погружений в жестком скафандре на глубину 64 м сотрудник Кусто сообщал о глубинном опьянении: «Я ощущал странное чувство счастья. Я был как пьяный и полностью беззаботный… Я был близок к засыпанию, однако я не мог спать с этим ощущением головокружения».
Глубинное опьянение и его последствия у неопытных водолазов заметны примерно на глубине 40 м. Хорошо тренированные и опытные водолазы могут достигать глубин свыше 60 м без появления опасных признаков. Однако на больших глубинах они также становились жертвами глубинного опьянения. Иногда это даже приводило к смерти.
Как до применения ступенчатой декомпрессии последствия выделения азота из тканей тела затрудняли длительное пребывание под водой, так теперь глубинное опьянение при дыхании сжатым воздухом оказалось преградой для более глубокого проникновения человека в море. На помощь пришли искусственные газовые смеси. Так как опасность глубинного опьянения возрастает с увеличением доли азота, сначала в порядке опыта часть азота была заменена кислородом. Однако для значительных глубин этот путь оказался неприемлемым, так как более высокая доля кислорода приводила к увеличению его парциального давления, что вызывало опасность отравления. На основании этих опытов пришли к выводу, что азот следует заменять трудно вступающим в реакцию благородным газом — гелием. В 1939 г. в США при погружении водолазов в обычных скафандрах со шлемами, снабженными шлангами, в качестве дыхательного газа впервые с успехом была применена кислородно-гелиевая смесь. Эти водолазы с помощью колокола спасли с глубины 73 м большую часть экипажа затонувшей подводной лодки.
По другому пути пошел шведский инженер Цеттерштрем, который заменил азот водородом. Чтобы предотвратить образование взрывчатого гремучего газа, дыхательный газ содержал только 4 % кислорода. У поверхности при погружении и всплытии Цеттерштрем применял сжатый воздух, а глубже — водородно-кислородную смесь. В августе 1945 г. в Балтийском море он достиг 150 м без признаков глубинного опьянения, но погиб из-за ошибок, допущенных на борту обеспечивающего судна.
Опыты с гелиокислородными смесями были с успехом продолжены после второй мировой войны. В США и Великобритании в этих опытах принимали участие главным образом морские службы. Вероятно, они предполагали в дальнейшем использование результатов этих испытаний в военных целях. В последующие годы приобрели значение также задачи, интересные с точки зрения морской техники. В 1962 г. швейцарцу Келлеру в барокамерной установке французского военно-морского флота удалось имитировать погружение на 10 с на глубину 250 м. Наконец, Келлер и английский водолаз Смолл в декабре 1962 г. в Тихом океане свободно передвигались с водолазным снаряжением на глубине 300 м в течение 3 мин. Из-за недостаточной подачи кислорода и вызванной паникой ошибочной реакции Смолл погиб при катастрофе.
Через несколько лет, при имитации глубинных погружений в барокамерах, выяснилось, что человек может выдерживать и большие давления. Последовали на первых порах сенсационные спуски на большие глубины. В сентябре 1970 г. три французских профессиональных водолаза предприняли у побережья Корсики 13 рабочих спусков продолжительностью до 3 ч на глубину 257 м.
Сейчас проводятся новые опыты с имитацией погружений на глубины свыше 500 м, причем особенно интересные эксперименты проведены во Франции. Их целью являются дальнейшие исследования влияния высокого давления окружающей среды на человеческий организм и его работоспособность. К настоящему времени проведены имитации кратковременных погружений на глубину 610 м, а при долговременных опытах водолазы в течение нескольких дней подвергались давлению воды свыше 500 м без каких-либо вредных воздействий. Опыты над животными при еще более высоких давлениях служат подготовкой дальнейших экспериментов.
Подводные дома, суда и лаборатории (см. 3-й и 4-й цветные развороты); 1- японское подводное судно «Куросио II»; 2 — советское подводное судно «Север 2»; 3 — советская подводная лаборатория «Садко 3»; 4 — «Бентос 300» — комбинированный вариант подводного судна и подводной лаборатории, разработанный в Советском Союзе; 5 — советская подводная лаборатория «Черномор 2»; 6 — мезоскаф «Бен Франклин»; 7 — подводная лаборатория, снабженная энергией и дыхательным газом с судна-базы. Рядом — погружаемая камера, которая служит для связи с водной поверхностью; 8 — «Дом морской звезды» Кусто (1963 г.); 9 — надувной подводный дом «Спрут»
Кроме давления, на водолаза значительное влияние оказывает температура воды. Низкие температуры также являются ограничивающим фактором, который затрудняет подводные работы.
Температура воды на поверхности моря колеблется между -2 °С в полярных районах и 36 °С в Персидском заливе. В тропических районах температуры более 25 °С сохраняются в относительно тонком поверхностном слое воды толщиной около 100 м, который отделен от лежащих под ним более холодных водных масс слоем значительных температурных градиентов, или, как его часто называют, слоем температурного скачка. В других районах, в зависимости от сезонного хода температуры и от вертикального перемешивания, также образуются термические скачки. Например, в Балтийском море такой слой лежит на глубинах между 20 и 35 м. Летом здесь градиенты температуры могут достигать 10–14 °С.
Из-за более высокой по сравнению с воздухом теплопроводности воды следует принимать в расчет и более быструю потерю тепла телом. Тело человека только в очень незначительной степени может компенсировать под водой непрерывную теплоотдачу окружающей среде, и поэтому необходима соответствующая защита против охлаждения. Даже при температуре 25 °С незащищенный водолаз начинает зябнуть через 1–2 ч, а при температуре ниже 15 °водолазные костюмы абсолютно необходимы. Эти костюмы должны обеспечивать постоянную защиту от холода при низких температурах воды и больших глубинах погружения и при длительных пребываниях под водой. Охлаждение снижает не только работоспособность водолаза, но и его ориентацию.