Водолазный скафандр. Основные преимущества систем ЖВС

§ 8. ЖЕСТКИЙ КУРС НИКОЛАЯ I НОВЫЙ ИМПЕРАТОР. Третий сын Павла I, Николай, был почти на 20 лет моложе своего старшего брата Александра. Образование Николай Павлович получил обычное для великих князей: наследником его не считали и не готовили к обязанностям монарха, да и он сам автора Миронов Сергей Михайлович

И жесткий отпор, и «мягкая сила» Против нас действуют целенаправленно, вероломно и агрессивно. А значит первое, что необходимо сделать, – осознать, что речь идет об угрозе национальной безопасности. Нужна выработка четкой, продуманной и наступательной государственной

Всего в мире эксплуатируется 39 скафандров с рабочей глубиной погружения 300−365 м и 5 скафандров — с рабочей глубиной до 605 м (модель HS2000)

Стоят на вооружении аварийно-спасательных служб ВМС Франции (от 1 до 300 м), ВМС Италии (от 3 до 300 м), ВМС Японии (от 4 до 365 м), ВМС США (от 1 до 300 м, от 4 до 605 м), ВМФ России (от 8 до 365 м)

После трагедии АПЛ «Курск» Управление поисковых и аварийно-спасательных работ ВМФ России в 2002 году приобрело у американо-канадской компании OceanWorks Int. Corp. восемь нормобарических скафандров Newsuit HS1200 (цифра означает глубину работы в футах — 365 м)

На переднем крае освоения глубин — батискафы и подводные роботы. Это разведчики, они предназначены в основном для наблюдения, хотя их манипуляторы позволяют брать пробы и образцы (вспомните, как Джеймс Кэмерон снимал свой знаменитый «Титаник» при помощи российских глубоководных аппаратов «Мир»). Однако все чаще возникает необходимость в работе на глубинах в сотни метров, а ее способен выполнить только человек. Основные заказчики — нефтяные компании, которым необходимо строить подводные буровые платформы, и военные, которым нужно иметь планы на случай спасательных или подъемных работ (случай с «Курском» весьма показателен).

Под водой

При работе на больших глубинах (от 60 м) применяются два основных метода подводных работ. Первый — это метод длительного пребывания (saturation dive). В этом случае водолазы погружаются в мягких скафандрах, но дышат не воздухом (он на таких глубинах токсичен), а специальными газовыми смесями (гелий + кислород + азот). Перед погружением водолазы несколько суток проводят в барокамере, чтобы адаптироваться к давлению на нужной глубине, там же они живут в перерывах, а опускают их под воду и поднимают на судно в водолазном колоколе. После окончания работ требуется длительная декомпрессия (десятки суток). Эксплуатация сложных барокомплексов (барокамера, водолазный колокол, спускоподъемное устройство, система подготовки дыхательной смеси) стоит дорого и требует многочисленного технического и медицинского персонала. Поэтому такие системы трудно использовать, например, для спасательных работ: их нельзя оперативно развернуть.

Более современный метод подводных работ — погружения в нормобарических скафандрах. Слово «нормобарический» означает, что внутри такого скафандра нормальное атмосферное давление и водолаз дышит обычным воздухом. Компрессия и декомпрессия при таких погружениях не нужны, не требуется барокамера, не ограничена декомпрессионными рамками скорость погружения и всплытия. Набор из скафандра, подъемного устройства и палубного оборудования весит немного и может быть быстро переброшен к месту работ по воздуху. Время развертывания исчисляется часами, что критично для спасательных работ, где скорость означает грань между жизнью и смертью людей.

Броня крепка

По сути, нормобарический скафандр — это большая консервная банка, только человек находится не снаружи, а внутри, как килька в томате. Стенки этой «консервы» имеют толщину больше сантиметра и отлиты из алюминия (у модели HS1200), а у более глубоководной версии HS2000 — выкованы (и отфрезерованы), как латы у средневековых рыцарей — только толще.

Поскольку оболочка принимает на себя чудовищное давление на больших глубинах (от 30 до 60 атмосфер), она совершенно жесткая. А водолазу, чтобы не просто рассматривать рыбок сквозь полусферический иллюминатор, но и выполнять, например, резку, сварку, дефектоскопию или спасательные работы, нужно иметь возможность сгибать руки и ноги. Для этого конечности сделаны «суставными» — они разделены на сегменты герметичными подшипниками специальной конструкции, расположенными друг относительно друга под строго рассчитанными углами: руки и ноги сгибаются за счет поворота сегментов. Такая схема обеспечивает подвижность жесткой «скорлупы» при огромном внешнем давлении.

Чтобы не усложнять конструкцию многочисленными пальцевыми суставами, вместо перчаток используются манипуляторы со сменными схватами, напоминающие щипцы или клешни. Рядом с манипулятором могут быть установлены различные инструменты (например, гайковерт, дрель или приборы дефектоскопии).

Подводный вертолет

Понятно, что при такой конструкции скафандра ходьба — не лучший способ передвижения (хотя опытные пилоты используют подвижность «ног» для удобства работы). Поэтому Newtsuit оснащен двумя двигателями, каждый из которых вращает два гребных винта. Управляются они педалями — левая педаль контролирует движение по вертикали, правая — по горизонтали и поворот. «По способу передвижения Newtsuit больше напоминает вертолет, а не пешехода. Когда проводилось обучение специалистов ВМФ России, водолазам пришлось отучаться от привычки передвигаться привычным способом. Не зря же этих людей называют пилотами», — смеется Борис Гайкович, инженер по эксплуатации скафандров Newtsuit компании «Дайвтехносервис». Как и у вертолета, винты скафандра вращаются во время всего погружения с постоянной скоростью, а меняется лишь их шаг (угол атаки лопастей). Такой способ позволяет быстрее и точнее управлять движением (при наличии подводных течений это очень важно). А вот «кресло» пилота совсем не вертолетное — оно скорее напоминает велосипедное седло.

Нам сверху видно все

Скафандр Newsuit — это фактически маленькая субмарина. Но, несмотря на свою автономность, она привязана к кораблю обеспечения прочным «поводком» — кабель-тросом. И совсем не для того, чтобы не потеряться — с поверхности по кабель-тросу подается электропитание на двигатели, освещение и систему газоочистки. Оборвать кабель-трос практически нереально: он рассчитан на рабочую нагрузку 907 кг (в модификации HS1200 для ВМФ России — 1200 кг) и на разрыв при нагрузке более 6 т. Единственный, кто может сделать это, — сам пилот. В случае запутывания троса его можно перерезать при помощи специального механизма (после этого пилот сбрасывает двигатели, всплывает на поверхность и ждет, когда его подберут, обнаружив сигналы УКВ, проблескового или гидроакустического маяка). Кабель-трос служит не только для подачи электропитания, но и для двухсторонней связи. Оператор на судне обеспечения слышит пилота и видит обстановку благодаря цветной видеокамере (управлять ей он может самостоятельно). Для навигации (особенно в мутной воде) используется гидролокатор, его экран расположен перед оператором, который и «наводит» пилота. Все данные (видео с камеры, переговоры, данные гидролокатора и системы жизнеобеспечения) записываются для дальнейшего использования (например, для Морского регистра Ллойда). Оператор (как и пилот) контролирует еще один жизненно важный аспект: показания системы жизнеобеспечения (содержание кислорода, углекислого газа, давление, температура, глубина, давление в баллонах). И, наконец, подобно инспектору ГАИ, останавливающему нарушителя взмахом жезла, при опасности столкновения оператор может вмешаться и со своего пульта нажатием одной кнопки отключить питание на двигатели. Пилот также может сделать это, но включить питание вновь можно только с поверхности — таков алгоритм обеспечения безопасности работ.

Лифт-кондиционер

Если зимой, в мороз, вам приходилось сидеть час-другой в машине с заглохшим мотором, вы примерно можете себе представить, как обстоит дело с климатом внутри цельнометаллического скафандра. Вода на тех глубинах, где производятся работы (в особенности в российских морях) довольно прохладная, поэтому пилоты надевают теплые комбинезоны и даже берут с собой каталитические грелки. Газоочиститель при поглощении углекислого газа тоже выделяет тепло, что обеспечивает дополнительный обогрев.

А вот кондиционера в скафандре, увы, нет: если вода теплая, приходится изобретать способы охладиться. Например, американские пилоты, работающие в Мексиканском заливе на подводных нефтяных платформах на небольших глубинах (30−40 м), после часа работы просят разрешения «сбегать» на несколько десятков метров глубже, где вода имеет значительно более низкую температуру. А «остудившись», вновь поднимаются и принимаются за работу.

История водолазного костюма

Люди давно хотели попасть под толщу воды и узнать, что же там происходит на дне морском, но всегда было одно маленькое препятствие — не хватало воздуха в легких, что бы продержаться под водой как можно дольше.

В помощь людям был придуман — водолазный костюм. Давайте вместе посмотрим какие были водолазные костюмы, их эволюционный путь. Сегодняшний обзор о скафандрах, о тех забавных прародителях современных гидрокостюмов, которые мы много раз видели по телевизору, в фильмах и исторических передачах.Один из первых скафандров состоял из мешковатого брезентового гидрокостюма (если его можно так назвать), шлема, который был сделан из меди, латуни или бронзы, к нему шел воздушный шланг для подачи воздуха с поверхности, в довершении всего у водолаза были тяжеленные ботинки и нож на всякий случай. Некоторые костюмы еще специально утяжеляли разнообразными грузами, что бы водолаз быстрее спустился на нужную глубину.

Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715 Предполагалось, что железный корсет защитит водолаза от чрезмерного гидравлического давления, а кожаная куртка сделает костюм водонепроницаемым. Два шланга присоединённые к шлему тянулись на поверхность. Один шланг для поступления воздуха (его должны были накачивать в шланг с помощью мехов), второй шланг для отвода выдыхаемого воздуха.

Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797 Изобретатель сам опробовал свое изобретение в реке. Верхняя часть костюма была защищена цилиндрической конструкцией, благодаря чему можно было гулять по дну реки. Костюм состоял из кожаной куртки, штанов и цилиндрического шлема, а вот ботинки к костюму не прилагались, надеюсь испытатель не порезал себе ноги о речные камни. Шлем был соединен с башенкой, в которой находился резервуар с воздухом. Резервуар не пополнялся, так что время прибывания под водой было ограничено.

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

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 Альфонса и Теодора Кармагноль, Марсель, Франция, 1878 С двадцатью маленькими иллюминаторами. В чем суть такого большого количества таких маленьких экранчиков нам понять не удалось.
Аппарат Генри Флюсса, 1878 Прорезиненная маска соединялась герметичными трубками с дыхательным мешком и коробкой с веществом, поглощающим углекислый газ из выдыхаемого воздуха.

Один из первых водолазных костюмов с поддержанием давления, разработан де Плюви, 1906. Он утверждал, что совершил много погружений на глубину до 100 метров. Мы не знаем правда это или нет, но водолазный костюм выглядит забавно. Похож на робота из научно-фантастических фильмов 1950-х годов.

Три поколения водолазных костюмов немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке», 1917-1940

Костюм третьего поколения немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке» позволял погружаться на глубину до 160 метров и был снабжен встроенным телефоном. Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925

Американские морские водолазы носили вот такие водолазные костюмы с 1918 прямо до середины 1980-х. Этот костюм позволил водолазам работать на немного больших глубинах, чем прежде и главным образом его можно было использовать на большой глубине для спасательных операций. Костюм из прорезиненной ткани защищал водолаза от холода и грязной воды.

Под такой водолазный костюм водолазы надевали теплую шерстяную одежду, что бы было теплее.
Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии. Можно сказать, что это скафандр был субмариной на одного человека. Благодаря этому скафандру водолазы больше не должны были испытывать дискомфорт от холодной воды, вдыхать сложные газовые смеси и должны были перестать бояться потенциальную кесонную болезнь. скафандр широко использовался в 70-х годах прошлого века в нефтяной промышленности. А в 1979 Сильвия Эрл установила мировой рекорд в этом скафандре. Она спустилась на 381 метр и шла по морскому дну в течение двух с половиной часов, рекорд, который до сих пор не побит.

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

Несколько иначе обстояло дело с созданием жестких скафандров. Еще в 1715 г., примерно за 50 лет до гидростатической машины Фремине с ее охлаждавшимися водой трубами для "регенерации" воздуха, англичанин Джон Лесбридж изобрел первый бронированный, т. е, жесткий, водолазный костюм. Изобретатель полагал, что такой скафандр защитит водолаза от воздействия давления воды и позволит ему дышать атмосферным воздухом.

Как и следовало ожидать, скафандр не принес славы его создателю. Во-первых, деревянный панцирь (высотой 183 см, диаметром 76 см у головы и 28 см у ног) оставлял незащищенными руки водолаза. Кроме того, для подачи воздуха с поверхности служили мехи, совершенно неспособные создать сколько-нибудь значительное давление. В довершение всего водолаз практически был лишен возможности пошевелиться, вися лицом вниз в этом сооружении, к тому же не отличавшемся водонепроницаемостью.

Вероятно, именно одно из детищ Лесбриджа посчастливилось увидеть некоему Дезагюлье, авторитетному специалисту того времени по водолазным костюмам. В 1728 г. он следующим образом описал результаты испытаний скафандра, свидетелем которых явился: "... Эти бронированные машины совершенно бесполезны. Водолаз, у которого из носа, рта и ушей текла кровь, умер вскоре после окончания испытаний". Надо полагать, что именно так и было.

Если многолетние старания изобрести мягкий водолазный скафандр увенчались в 1837 г. созданием костюма Зибе, то творцам жесткого скафандра потребовалось еще почти сто лет, чтобы сконструировать пригодный для практического применения образец, хотя англичанин Тейлор изобрел первый жесткий скафандр с шарнирными соединениями за год до появления костюма Зибе. К несчастью, шарнирные соединения были защищены от давления воды всего лишь слоем парусины, а руки водолаза опять-таки оставались открытыми. Поскольку под водой он должен был дышать атмосферным воздухом, при погружении на любую сколько-нибудь значительную глубину их неизбежно расплющило бы давлением воды.

В 1856 г. американцу Филипсу посчастливилось предугадать основные особенности тех немногих удачных по конструкции жестких скафандров, которые были созданы уже в XX веке. Скафандр защищал не только тело, но и конечности водолаза; для выполнения различных работ предназначались управляемые водолазом клещи-захваты, проходившие через водонепроницаемые сальники, а шарнирные соединения вполне удовлетворительно решали проблему защиты от давления воды. К сожалению, всего Филипс предусмотреть не мог. Перемещение водолаза под водой обеспечивалось по мысли изобретателя небольшим гребным винтом, который располагался примерно в центре скафандра - напротив пупка водолаза - и приводился в движение вручную. Необходимую плавучесть создавал наполненный воздухом шар размером с баскетбольный мяч, закрепленный в верхней части шлема. Такой поплавок вряд ли поднял бы на поверхность даже обнаженного ныряльщика, не говоря уже о водолазе, облаченном в металлические доспехи, весившие не одну сотню килограммов.

К концу XIX в. появилось великое множество жестких скафандров самых разнообразных конструкций. Однако ни один из них ни на что не годился - их изобретатели обнаружили удивительное невежество в отношении реальных условий пребывания человека под водой, хотя к тому времени в данной области уже были накоплены некоторые данные.

В 1904 г. итальянец Рестуччи выступил с предложением, чрезвычайно сложным с точки зрения его технического осуществления, но научно вполне обоснованным. В разработанном им скафандре предусматривалась одновременная подача воздуха при атмосферном давлении в скафандр и сжатого - в шарнирные соединения. В результате отпадала необходимость в декомпрессии и обеспечивалась водонепроницаемость соединений. К сожалению, эта весьма привлекательная идея так никогда и не была осуществлена на практике.

Спустя несколько лет, в 1912 г., два других итальянца Леон Дюран и Мельчиорре Бамбино разработали, несомненно, наиболее оригинальную из всех ранее изобретенных конструкций жесткого скафандра. Он был снабжен четырьмя шарообразными колесами, изготовленными из дуба, которые позволяли буксировать скафандр по морскому дну. На шасси этого фантастического сооружения, кроме того, устанавливались фары и рулевое колесо. Не хватало только мягких сидений. Но они и не требовались. Как и в скафандре Лесбриджа, водолаз должен был лежать на животе. В этом удобнейшем положении снабженный всем необходимым мученик мог беспрепятственно разъезжать по всем подводным шоссе, которые ему посчастливилось бы найти. К счастью, до постройки дело не дошло.