Прибор для дыхания под водой

OK, I hate gearing up for a dive as much as anyone, but unfortunately there’s a bit of physics and physiology that means the Triton concept just ain’t gonna happen. On Earth at least. Naboo, maybe… Let me break it down for you.

The average human breathes about 500mls of air per breath as their standard tidal volume
Of that 500 mls, 21% is oxygen going in, and 16% is oxygen coming out, meaning that we strip about 5% of the volume of every breath as pure oxygen, or about 25mls (0.025 liters)
Using Avagadro’s Law (1 mole of any gas occupies 22.4 liters) we see:
V1/n1 = V2/n2 –> 22.4L/1mol = 0.025L/Xmol –> X = 0.00111mol. Each breath consumes 0.00111 moles of oxygen gas
From the molar weight of di-molecular oxygen gas (16g x 2 = 32g/mol), we can calculate that each breath is:
32g * 0.00111mol = 0.03552g of oxygen, or 35.52 milligrams (mg)
Now, well-oxygenated surface ocean waters (on Earth of course, I have no idea about Naboo) contain about 6mg/L of oxygen.
So, to supply one breath’s worth of oxygen, the Triton would need to filter 35.52mg/6mgL = 5.92L of water.
t’s call it 6L for convenience. And it would need to do so with 100% extraction efficiency, which is not realistic under any diffusion or adsorption scenario
, but let’s give Mr Yeon the benefit of the doubt.
The average person breathes around 15 times per minute at rest. Lets assume we’re diving in a restful fashion, and not chasing Gungans into the underwaterways to escape Colo Clawfish
Therefore, to supply you with oxygen at normal resting breathing rates, the Triton would need to filter 15 x 6L = 90L per minute, or about 24 gallons. For scale, 25 gallons a minute is about as much as a 1/4 horsepower sump pump pushes out, depending on static head. Without any kind of pump in the Triton to move water through the device, it relies on swimming (and presumably breathe suction?) to create the flow of water. There’s too many variables in that, but let’s just say you’d certainly have to swim so fast to supply the needs of 15bpm that you wouldn’t be breathing 15bpm anymore.
All of this assumes the device is only stripping oxygen from the water, but if you think about it, that wouldn’t work very well. You’ll get your 25mls of pure oxygen, but nothing else. The human mouth holds over 75mls alone (don’t ask how I know this, let’s just say that I learned at college), with at least that much again in the trachea (it was a rough night), so you’re 6 breaths in just to get the gas to your bronchi, let alone the alveoli where the magic happens.


So I’m sorry Jeabyun Yeon, there’s not much future for the Triton. You have an awesome name though. Very Jedi.

EDIT: After publishing, my wife pointed out to me that breathers like this were not only in the Star Wars films, but also in not one but TWO James Bond films: Thunderball and Die Another Day. So, not only is it a fictional concept, it’s also not even an ORIGINAL fictional concept.

vsi.org.ua

Scorkl – представляет собой баллон со сжатых воздухом, который позволит ныряльщику оставаться под водой до 10 минут. Новизна в том, что наполнять баллон воздухом можно самостоятельно при помощи насоса.

 

В устройстве предусмотрен стандартный мундштук, который подсоединен непосредственно к баллону SCORKL. В конструкции используется постоянно действующий сбалансированный одноступенчатый регулятор, проверенный многолетней практикой в дайверском снаряжении Scuba во всем мире.

Scorkl – новое устройство для дыхания под водой

Каждый баллон укомплектован манометром, который отображает на шкале, сколько в нем осталось воздуха.

Создатель SCORKL Дэвид Халламор объясняет, что он преследовал цель создать простой способ исследовать подводный мир для каждого человека, без необходимости тратить большие деньги на покупку или аренду дайверского снаряжения.


Scorkl – новое устройство для дыхания под водой

Цена действительно невысока: на стадии сбора денег на Kickstarter.com, оформить предзаказ на один баллон SCORKL с адаптером для накачки можно за $199, или на 33% ниже, чем будет в розничной продаже.

Scorkl – новое устройство для дыхания под водой

Цена за комплект с одним баллоном, адаптером для наполнения и насосом составляет $398. Такой же набор, но в удобном кейсе для переноски обойдется в $597. И далее по возрастающей: два баллона за $398, вместе с помпой за $597 или с помпой и в кейсе за $796.

Scorkl – новое устройство для дыхания под водой

Все комплектации, цены и другая информация на официальной странице Kickstarter.com.

Стартап планирует начать отгрузку первых комплектов дайверам-любителям в октябре 2017 года.

 

 

 

 

yacht-com.ru

История


аппарат для дыхания под водойПодводным миром человек интересовался еще с древних времен. В Месопотамии, Греции и других прибрежных странах ныряльщики использовались для охоты и военных действий. Ни о каких костюмах речи не было, люди как могли задерживали дыхание, чтобы дольше находиться под водой. Так продолжалось многие века, пока в 1747 году не появился человек, который придумал первый костюм для подводной ходьбы. Плавать в нем возможности не было, он был очень большим и тяжелым. Такой аппарат для дыхания под водой был изобретен А. Клингертом, немцем по происхождению. Он состоял из железного колпака для головы, в который входили две трубки, предназначенные для вдоха и выдоха. К колпаку крепилась ткань водонепроницаемая, которая лежала на плечах. После испытания это устройство для дыхания под водой себя не оправдало. Человек, находившийся в костюме, ощущал сильное давление на грудную клетку.

После Клингертон модифицировал и усовершенствовал свой костюм, дорабатывая его год за годом. Сначала был металлический каркас, который одевался на голову и тело и крепился к резиновым штанам. Позже к нему добавился и большой баллон, наполненный кислородом, который погружался вместе с водолазом. Из него по трубкам воздух поступал в шлем человека в костюме.

Водолазный костюм


Август Зибе перенял эстафету создания водолазного снаряжения. Именно он пустил в обиход слово «скафандр». Металлический шлем соединялся с водонепроницаемым костюмом, а воздух подавался через трубки с помощью насоса, находящегося на корабле, с которого спускался водолаз. Также были свинцовые ботинки, для быстрого погружения и дополнительного веса, что придавало человеку устойчивость на морском дне.задержка дыхания дыхание под водой

В последующие годы скафандр дорабатывался и видоизменялся, но вопрос о подаче воздуха, не привязанного к суше, оставался актуальным.

В 1878 году Генри Флюсс изобретает аппарат для дыхания под водой с замкнутой системой подачи кислорода. При этом используется регулятор, который был создан и запатентован еще 12 лет до этого Бенуа Рукейролем. Флюсс это изобретение дорабатывает и добавляет к костюму новые баллоны, которые могли выдерживать высокое давление.

Изобретение акваланга

дыхание под водойВ 1943 году Эмиль Ганьян и Жак Ив Кусто создают аппарат, который внешне знаком каждому ныряльщику и дайверу. Данное изобретение используется и по сегодняшний день. Это акваланг – аппарат для дыхания под водой.


За основу для клапана подачи воздуха Кусто взял механизм и устройство для запуска горючего газа в мотор автомобиля. После модернизации и необходимых доработок начался процесс тестирования, который уже на первом этапе не удовлетворил изобретателя. При различных положениях тела человека под водой воздух поступал неравномерно, а в некоторых случаях его совсем не было.

После экспериментов Кусто доработал регулятор подачи воздуха из баллонов так, чтоб дыхание было возможным на любой глубине и при разных расположениях тела человека в воде. Это позволило погружаться на большие глубины и проводить под водой длительное время.

Регулятор

Регуляторы разделяют по виду на одно- и двухступенчатые. Они позволяют снизить сжатие воздуха, который поступает из баллонов через дыхательные трубки. В двухступенчатых регуляторах редуктор опускает давление до 6 атм., это первая ступень. Далее легочный автомат доводит воздух до состояния окружающей среды, это облегчает вдох и не вредит здоровью.

Для глубоководных и длительных работ рекомендуется использовать двухступенчатые регуляторы.

Виды аппаратов

С каждым годом аппараты для дыхания под водой модернизируются, а для специальных операций изобретаются и разрабатываются новые. Это обусловлено тем, что человек все глубже погружается на дно океана и все дольше желает там находиться.

АВМ-15
портативный аппарат для дыхания под водой

Этот аппарат для дыхания под водой предназначен для ныряльщиков, которые задействованы в спасательных работах. Он обеспечивает воздухом специалистов при аварийных и других работах. Разработан аппарат специально для среды с низкой температурой и повышенной загрязненностью. Применяется во время операций при разливе нефтепродуктов. Для этого специально разработаны соответствующие комплектующие этого водолазного снаряжения. Весит аппарат не более 22 кг.

АВМ-5

Этот портативный аппарат для дыхания под водой предназначен для пловцов, которые опускаются на глубину до 60 метров. Вес АВМ-5 при незаполненных баллонах до 22 кг. Применяется как обычными дайверами, для изучения морского дна, так и для различных глубинных работ.

АВМ-12

Этот аппарат, как и два предыдущих, обеспечивает водолазу дыхание под водой при различных спасательных и аварийных работах. Система дыхания открытая, то есть выдох происходит в воду. У АВМ-12 простая конструкция и техническое обслуживание, с ним можно работать в загрязненной среде и при низких температурах. Также предусмотрена дополнительная комплектация.

Уникальный ныряльщик

Стиг Северинсен обладает уникальной способностью: он долго развивал и оттачивал такой навык, как задержка дыхания. Дыхание под водой ему может не понадобиться в течение 22 минут. Именно такой рекорд поставил молодой человек, пробыв без воздуха это промежуток времени.


Долгие тренировки и знания в области биологии позволили ему экспериментировать со своим телом и добиться таких результатов. Его достижение внесено в книгу рекордов Гиннеса.

Незадолго до этого Стиг Северинсен уже ставил рекорд нахождения под водой без воздуха в течение 20 минут и 10 секунд. Но этого ему было мало, поэтому он решился на новый прорыв. За данным процессом постоянно наблюдал его брат-медик. А сам эксперимент проходил в бассейне, температура воды в котором была 30 градусов.

Батискаф

акваланг аппарат для дыхания под водойВ 1930 году американские изобретатели создали батисферу – стальной шар, который на тросах опускался с корабля на глубины. Постоянно проводя доработки, ученые добились того, чтобы такой шар мог опускаться более чем на 1000 метров. Но у него не было необходимой маневренности и независимости. Поэтому работы по изобретению подводных аппаратов продолжались.

Батискаф – это аппарат для дыхания под водой, который вмещает в себя 1-2 человек. Такой мини-корабль был создан Огюстом Пикаром, швейцарским ученым, для передвижения под водой и изучения морских глубин. Батискаф состоял из кабины в виде шара и большой емкости-цистерны. С помощью специально оборудованных двигателей корабль мог передвигаться под водой, а наличие запаса воздуха позволяло ему быть независимым от надводных суден.

С помощью батискафов можно спускаться на глубины, которые не подвластны обычным ныряльщикам, даже с самой современной аппаратурой. Глубина погружения маленького подводного корабля превышает 10 000 метров. Именно на батискафе была изучена самая глубокая впадина Земли – Марианская.

Подводное плавание


 устройство для дыхания под водойВ современном мире ныряние на глубины и подводное плавание стало популярным спортом. Опытные дайверы пользуются различными способами для того, чтобы как можно дольше находиться у морского дна: задержка дыхания, дыхание под водой с помощью специальных аппаратов, изучение океанического мира в батискафе.

Для ныряния с аквалангом необходимо пройти специальную школу, где научат обращаться с аппаратом, устанавливать на нем все необходимые параметры, правильно рассчитывать грузы. Кроме того, погружение на большие глубины должно быть медленным, как и всплытие. Это обусловлено тем, что чем ниже погружение в воде, тем выше давление, и организм должен иметь время на адаптацию. Резкое всплытие на поверхность также может привести к нежелательным последствиям.

fb.ru


Прибор для дыхания под водойУстройство Triton, которое, по словам разработчиков, будет отфильтровывать из воды растворённый кислород и заполнять им газовый баллон для ныряльщика,собрало на краудфандинговой платформе более 830 тысяч долларов при том, что инженеры и учёные предостерегают участников финансирования: создание такого прибора при современном уровне технологий невозможно.

Эффектная модель «искусственных жабр», выставленная на краудфандинговом сайте Indiegogo, представляет собой компактную двойную 29-сантиметровую трубку, заполненную микропористой мембраной.

— Отверстия в ней меньше, чем размеры молекул воды, — пишут создатели Triton, — они задерживают их, пропуская кислород внутрь. Микрокомпрессор извлекает его и наполняет под давлением небольшой газовый баллон.

Громкие обещания и эффектные картинки позволили авторам проекта привлечь уже средства от 1200 инвесторов — на порядок больше запланированной суммы в 50 тысяч. Создатели обещают, что Triton позволит погружаться на глубину до 15 метров, а бортовые аккумуляторы обеспечат работу в течение 45 минут. Планируемая стоимость устройства составит 1995 долларов, однако участникам, вложившимся в проект, Triton обещают поставить по значительно более низкой цене.

Однако настоящие специалисты и эксперты смотрят на проект крайне скептически. Обозреватель сайта Deep Sea News Элистер Дав (Alistair Dove)подсчитал, что для обеспечения дыхания среднего человека требуется «фильтровать» 90 литров морской воды в минуту, извлекая 100 процентов растворённого в ней кислорода. Это потребует либо использования мощного насоса, либо плавания на невероятной для людей скорости. По мнению океанолога Дэвида Тэлера (David Thaler), давшего интервью изданию Business Insider, на рынке не существует и аккумуляторов, способных обеспечить устройство достаточной энергией.

Отдельно стоит отметить, что чистый кислород является высокореактивным и токсичным газом, особенно под давлением. Он вызывает опьянение и ведёт к повреждению мембран в клетках дыхательных путей. Нехватка в крови свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к её закислению и запускает физиологические реакции гипоксии.

Нельзя не напомнить и о том, что пока не существует фильтров, способных разделять друг от друга столь мелкие соединения, какими являются вода и молекулярный кислород. Используемый сегодня на подводных лодках электролиз, позволяющий разлагать воду на водород и кислород, требует исключительных энергозатрат и также нереализуем в такой компактной системе.

Впрочем, подобный прибор нередко изображается в научной фантастике. Нечто подобное фильтру Triton использовали джедаи Квай-Гон Джин и Оби-Ван Кеноби в фильме «Звёздные войны. Эпизод I: скрытая угроза». С помощью фильтров джедаи добираются до подводного города гунганов на планете Набу.

lifenews.ru

nabludatel.net


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector