Устройство акваланга


Основная проблема под водой — человеку там нечем дышать! Именно поэтому все изобретения, связанные с подводным оборудованием, были в первую очередь посвящены обеспечению свободного дыхания.

Эволюция мысли

Эволюция подводного дыхательного оборудования довольно интересна и вполне отражает общий ход человеческой мысли. Первое, что приходит в голову, — если под водой воздуха нет, его надо туда подать. Простейший способ сделать это — дыхательная трубка, один конец ее находится над водой. Однако не все так просто! Если вы когда-нибудь пробовали нырять, пытаясь дышать через длинную трубку или шланг, то знаете, что человеческие легкие не в силах преодолеть давление воды и сделать вдох уже на глубине 1−1,5 м.


этому этот способ годится только для плавания по поверхности, и многие из наших читателей наверняка не раз его использовали, плавая с трубкой и маской. Следующая идея — дышать воздухом под давлением, равным давлению воды, привела к изобретению водолазного колокола. Его в 1530 году предложил Гульельмо де Лорено. Конструкция колокола была очень проста — пустотелая бочка без дна, погруженная открытым концом в воду. Давление в таком колоколе за счет открытого конца бочки и, следовательно, подвижной границы «воздух — вода», равно внешнему давлению воды на данной глубине. Работая под водой, можно время от времени делать вдох из бочки, не всплывая при этом на поверхность. Одно плохо — воздух в бочке быстро заканчивается.

Конечно, запас воздуха можно пополнять. Подавая воздух в колокол с поверхности с помощью насоса, можно значительно продлить пребывание человека под водой. Конечно, это потребует использования воздушного насоса (причем чем глубже мы погружаемся, тем мощнее должен быть насос). Однако работать (или просто наблюдать подводный мир) все равно не слишком удобно: водолаз остается довольно жестко привязан к поверхности шлангом и колоколом и способен «оторваться» от них только на время задержки дыхания.

Все свое ношу с собой


Увы, эту проблему можно преодолеть только с помощью автономного дыхательного аппарата. В английском языке для обозначения таких аппаратов есть специальная аббревиатура — SCUBA (Self-contained Breathing Underwater Apparatus). Первый такой аппарат был предложен в 1825 году англичанином Уильямом Джеймсом. Аппарат представлял собой жесткий баллон в виде пояса вокруг талии водолаза, наполненный воздухом под давлением около 30 атмосфер, и дыхательный шланг, соединяющий баллон с водолазным шлемом. Он был неудобен: воздух подавался в шлем постоянно и за счет этого (и еще низкого давления в баллоне) быстро заканчивался.

Чтобы преодолеть этот недостаток, необходимо подавать воздух для дыхания только в момент вдоха. Это делается с помощью мембранно-управляемых клапанов, реагирующих на разрежение, создаваемое легкими. Именно так и был устроен аппарат «Аэрофор», изобретенный в 1865 году французами Бенуа Рукейролем и Огюстом Денейрузом. Их конструкция представляла собой горизонтально расположенный на спине ныряльщика стальной баллон с воздухом под давлением 20−25 атмосфер, соединенный через редукционный клапан с загубником. Мембранный редукционный клапан подавал воздух только в момент вдоха под давлением, равным давлению воды.


«Аэрофор» не был полностью автономен: баллон был соединен шлангом, по которому подавался воздух, с поверхностью, но в случае необходимости ныряльщик мог на короткое время отсоединяться. «Аэрофор» является предшественником современного оборудования открытого цикла дыхания (ныряльщик вдыхает воздух из баллона, выдыхает в воду) для погружений. Он в течение нескольких лет использовался французским (и не только) военно-морским флотом и даже в 1870 году удостоился упоминания в книге Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой».

До современного вида аппарату «Аэрофор» оставался всего один шаг — это шаг к запасу воздуха под высоким давлением. И этот шаг был сделан. Но «шаг вперед, два шага назад» — в 1933 году капитан французского военного флота Ив Ле Приор модифицировал аппарат Рукейроля-Денейруза, сочетая ручной вентиль с баллоном высокого давления (100 атмосфер). Это позволило получить большее время автономности, но управление было крайне неудобным — при вдохе вентиль открывался вручную, выдох же производился в маску (через нос).

И, наконец, в 1943 году Жак Ив Кусто и Эмиль Ганьян собирают все идеи воедино и придают дыхательному аппарату тот вид, в котором он и дошел до нас. Они соединяют два баллона с воздухом (100−150 атмосфер), специальный понижающий газовый редуктор и клапан, подающий воздух под давлением, в точности равным давлению внешней среды, причем только в момент вдоха. Регулятор Рукейроля-Денейруза, на 78 лет опередивший конструкцию Кусто и Ганьяна, по непонятным причинам оказался забыт.


Кусто и Ганьян решили назвать свой аппарат «Aqua Lung», то есть «Подводные легкие». Именно под этим названием он и стал известен всему миру. Слово «акваланг» стало нарицательным и вошло во многие языки мира как синоним подводного дыхательного аппарата.

Современный акваланг

Давайте рассмотрим подробнее, как же работает современный акваланг. Несмотря на то что с 1943 года прошло довольно много лет, современные дыхательные аппараты совсем недалеко ушли от своего предка — акваланга Кусто-Ганьяна. Да, разумеется, изменились технологии, появились новые материалы, но принципы работы остались абсолютно теми же.

Основные составляющие части дыхательного аппарата — это баллон с воздухом под высоким (200−300 атмосфер) давлением и двухступенчатый редуктор.

Для чего нужен редуктор?

Дело в том, что подавать для дыхания воздух напрямую из баллона под давлением 200 атмосфер просто опасно: легкие не выдержат такого давления. Поэтому к баллону присоединяется специальный редуцирующий (понижающий давление) клапан. Его первая ступень снижает давление до 6−15 атмосфер (в зависимости от конструкции и модели).


Вторая ступень, называемая обычно регулятором (или легочным автоматом), выполняет две важные задачи. Первая — подавать воздух под давлением, точно соответствующим давлению воды на любой глубине. Это позволяет аквалангисту на любой глубине дышать, не прилагая усилий и не чувствуя дискомфорта.

Вторая задача регулятора — подавать воздух для дыхания только в момент вдоха (это позволяет расходовать воздух значительно экономнее). В момент вдоха легкие человека создают разрежение, специальный клапан с мембранным управлением реагирует на это и открывает подачу воздуха.

Выдох происходит через тарельчатые мембранные клапаны прямо в воду. Таким образом, воздух используется всего один раз. Поэтому иногда акваланг называют дыхательной системой открытого цикла.

Как видите, конструкция акваланга очень проста и, следовательно, надежна. Простота изготовления и технического обслуживания и надежность обеспечили аквалангу многолетний успех. Именно с акваланга началась настоящая эра освоения морских глубин.

www.popmech.ru


1-min

Бизнес, связанный с таким увлекательным занятием, как подводное плаванье, является довольно прибыльным делом. В данной статье предлагаем вам ознакомиться с разнообразием оборудования для дайвинга, которое понадобится при открытии своей школы дайвинга или фирмы по организации подводных погружений.

Содержание статьи:

  • Разнообразие гидрокостюмов
  • Маска и ласты
  • Типы аквалангов
  • Разновидности компенсаторов плавучести

Базовое подводное снаряжение – это комплект оборудования для дайвинга № 1, состоящий из трёх предметов: ластов, маски и трубки. Еще можно добавить гидрокостюм с поясными грузами, обеспечивающий комфортное плаванье.

Полный комплект подводного оборудования для дайвинга включает:

  • гидрокостюм, ласты, маска;
  • компенсатор плавучести;
  • пояс с грузами;
  • акваланг (ребризер) – баллон, наполненный воздухом или воздушной смесью, регулятор;
  • перчатки, ботинки, шлем;
  • глубиномер, подводные часы или компьютер, совмещающий все эти функции.

Дополнительно могут использоваться фонарь, катушка, буксировщик, компас, трубка и т.д.

Разнообразие гидрокостюмов

5-min

Гидрокостюм – неотъемлемая часть снаряжение для дайвинга, обеспечивает теплоизоляцию, предохраняет пловца от негативного воздействия внешней среды (укусы животных, порезы, ссадины).

Необходимая толщина костюма


Температура воды, °C Толщина гидрокостюма, мм
от 24 3
17 — 23 5
10 — 18 7
4 — 12 9 — 10

1. Облегающий Bodyskin – при погружении в теплые воды, не стесняет движений, легкий. Изготовляется из эластичной лайкры, нейлона ярких цветов. Недостаток – быстрая изношенность.

2. Сухой гидрокостюм для дайвинга – при холодной воде с надеванием теплого нижнего белья под низ. Изготовляется из различных материалов: триламината нейлона, бутилкаучука, нейлона или вулканизированной резин.

3. Мокрый гидрокостюм эластичен, так как изготавливается из неопрена, легко одевается-снимается. Плотность ткани и стиль кроя подбираются в зависимости от предполагаемых условий водного пространства. В нем процесс потери тепла замедляется благодаря тонкой прослойке воды, что нагревается от тела. Применяется в теплых водоемах. Чем плотнее сидит гидрокостюм, тем теплее.

Размерная таблица гидрокостюмов Aquasphere Aquaskins


Размеры Рост м. (ж.), см Вес м. (ж.), кг
XS 152-157 (154-160) 47-53 (49-53)
S 160-170 (160-165) 53-61 (53-58)
M 167-175 (165-170) 61-68 (58-62)
L 175-182 (170-175) 67-72 (63-68)
XL 177-185 (175-182) 71-77 (67-72)
XXL 185-195 76-90

Что учитывать при выборе снаряжения

Маска и ласты

Маска – оборудование для защиты глаз, обеспечения четкой видимости под водой, дыхания через нос.

Ласты обеспечивают плавное движение дайвера под водой ласты из резины или пластика.

Ласты с открытой пяткой и затягивающимся ремнем уместны при холодной воде. Под эти ласты надевается специальная обувь. Недостаток – ремни могут натирать пятки, ноги полностью не защищены.

Ласты с закрытой пяткой не нуждаются в поддевании дополнительной обуви. При правильно подобранном размере и посадке они доступны по цене, удобны.

Посмотрите видео о выборе маски

Типы аквалангов

Акваланг – оборудование для дайвинга, что позволяет дышать под водой длительный период времени. Обеспечивает подачу сжатого воздуха или дыхательной смеси. Минимальная комплектация акваланга, что позволяет дышать под водой – баллон плюс регулятор.

Существует два основных типа аквалангов:


  1. Акваланг с открытой схемой – вдыхаемый воздух повторно не используется и выводится в воду. Оборудование портативное и удобно эксплуатируется в рекреационном дайвинге, дешевое. Недостаток – невозможность погружения на длительное время и значительную глубину.
  2. Акваланг с закрытой схемой, или ребризер – воздух используется несколько раз, так как циркулирует, проходя через систему. Недостатки: дорогой, трудный в использовании. Это подводное оборудование профессиональных дайверов.

Регулятор – часть снаряжения для дайвинга, что понижает давление в баллоне до давления окружающей среды, а при вдохе и выдохе регулирует потоки воздуха. С помощью регулятора подается газ дайверу для дыхания.

Баллоны для дайвинга

2-min

Это часть акваланга цилиндрической формы, применяемая для хранения, транспортировки газа или смеси газов под большим давлением:

  • Стандартное – 200 bar;
  • Низкое – 150-180 bar;
  • Высокое – 200-300 bar.

Чем больше давление, тем толще стенки баллона, которые обычно изготавливаются алюминия или стали.

Алюминиевые баллоны быстрее изнашиваются, подвержены механическим воздействиям. Стальные – ржавеют изнутри.

Показатели пустых и заполненных баллонов в воде, на суше

Вид баллона, л / бар Объём воздуха, л Вес на суше, кг / кг Вес в воде, кг / кг
Алюминиевый 9 / 203 1826 12,2 / 13,5 1,8 / -0,5
Алюминиевый 11 / 203 2247 14,4 / 17,2 1,8 / -1,1
Алюминиевый 13 / 203 2584 17,1 / 20,3 1,4 / — 1,7
Стальной 8 / 300 2400 13 / 16 — 3,5 / — 6,5
Стальной 10 / 300 3000 17 / 20,8 — 4 / — 7,8
Стальной 12 / 200 2400 16 / 19 — 1,2 / — 3,4
Стальной15 / 200 3000 20 / 23,8 — 1,4 / — 5,4

В состав баллона входят:

  • Запорный вентиль – деталь, что герметично соединяет регулятор и баллон, регулирует поток подачи газа;
  • Y-образный запорный вентиль – это клапан для двух пар выходов и вентиляторов подключения основного, а также запасного регуляторов;
  • Резиновое о-кольцо – герметическое соединение запорного вентиля и регулятора.

Виды баллонов рекреационного погружения:

  • Основной – ёмкостью, обычно, от 10 до 18 литров;
  • Запасной – аварийный резерв воздуха, объёмом от 0,4 до 1 литра;
  • Пони-баллон – резерв небольшого размера.

 

Разновидности компенсаторов плавучести

6-min

Компенсатор плавучести (BCD) – оборудование, применяемое для контроля плавучести во время погружения или всплытия путем добавления-выпускания определенного количества воздуха из специальной камеры.

Крыловидный компенсатор – полностью расположен на спинной части. Эффективен при подводной съемке, техническом дайвинге. Преимущество этого оборудования – передняя часть тела свободна.

Компенсатор в виде жилета позволяет достичь плавучести объемом от 25 литров. Не стесняет движений.

Легким и доступным по цене оборудованием является регулируемый компенсатор объемом плавучести до 15 литров. Имеет одно неудобство – крепление вокруг шеи, между ногами.

coolbusinessideas.info

Аквала́нг (лат. Aqua, вода + англ. lung, лёгкое = Aqua-lung, «Водяное лёгкое») , или ску́ба (англ. SCUBA, Self-contained underwater breathing apparatus, автономный аппарат для дыхания под водой) — лёгкое водолазное снаряжение, позволяющее погружаться на глубины до трёхсот метров и легко перемещаться под водой.

Составные части акваланга
Баллон — один или два металлических баллонов объёмом 7—18 литров (иногда встречаются 20 и 22-х литровые баллоны) .
Регулятор — может быть несколько на одном акваланге (в зависимости от задач, решаемых во время погружения) . Состоит обычно из двух частей: редуктора и лёгочного автомата.
Компенсатор плавучести — не обязателен, но повсеместно используется в настоящее время.

Работа акваланга основана на принципе пульсирующей подачи воздуха для дыхания (только на вдох) по открытой схеме, т. е. с выдохом в воду. При этом исключается перемешивание выдыхаемого воздуха с вдыхаемым или повторное его использование, как это происходит в аппаратах с замкнутым циклом.
Дыхание в акваланге осуществляется по следующей схеме: сжатый в баллонах воздух поступает в легкие через загубник из дыхательного автомата, а выдох производится непосредственно в воду. Воздух поочередно из каждого баллона идет через стопорные краны в металлический патрубок, соединенный с редукционным клапаном. К патрубку прикрепляется армированная резиновая трубка с манометром, находящимся на груди у пловца. Протянув руку назад и повернув стопорные краны, пловец
может определить по манометру, сколько у него осталось воздуха. Манометр для пловца является тем же, чем является указатель уровня бензина для водителя автомобиля: он позволяет пловцу судить, сколько времени может он находиться под водой.
Главная часть конструкции акваланга — дыхательный (легочный) автомат, с помощью которого воздух подается к дыхательным органам человека в необходимом количестве и под давлением, соответствующим давлению окружающей воды. Специальный клапан при вдохе перекрывает трубку выдоха, а при выдохе — трубку вдоха. Тем самым предотвращается потеря свежего воздуха и вдыхание использованного. В первых моделях акваланга трубка выдоха отсутствовала, пока Кусто не обнаружил, что аппарат, прекрасно работавший, когда пловец находился лицом вниз, отказывал, если он переворачивался на спину. Это объясняется тем, что давление воздуха в дыхательном клапане и в выпускном отверстии возле рта пловца было неодинаковым. Выход был найден в том, что посредством трубки выдоха выпускное отверстие передвинули к затылку пловца.
Дыхательные автоматы по своему устройству бывают одноступенчатыми и двухступенчатыми, без разделения ступеней редуцирования воздуха и с разделением. В настоящее время используются, в основном, двухступенчатые автоматы с разделенными ступенями редуцирования. Схема их действия такова:
Редуктор 1 крепится непосредственно на баллоне со сжатым воздухом. Из него воздух по гибкому гладкому шлангу 2 поступает в дыхательный автомат 6, который размещен возле рта пловца. Дыхательный автомат разделен мембраной 5 на внутреннюю (подмембранную) и внешнюю (надмембранную) полости. В корпусе автомата размещен качающийся клапан вдоха 4 со штоком, расположенный под углом к мембране. При вдохе во внутренней полости автомата создается разрежение. Под действием наружного давления, мембрана, прогибаясь во внутреннюю полость, давит тогда на шток клапана вдоха и перекашивает этот клапан 4 относительно седла. Через образовавшийся зазор воздух поступает во внутреннюю полость автомата.
После окончания вдоха давление во внутренней полости уравнивается с наружным давлением воды, мембрана возвращается в нейтральное положение и прекращает давить на шток клапана. Тогда под воздействием силы пружины 3 клапан садится на седло и прекращает доступ воздуха во внутреннюю полость автомата. Выдох производится через клапаны выдоха, размещенные в корпусе дыхательного автомата.

otvet.mail.ru

Основной задачей подводного дыхательного аппарата (акваланга) является обеспечение сбалансированной подачи воздуха к легким водолаза под таким давлением, которое равно окружающей среде. Акваланг состоит из трех основных частей:

  1. Баллоны. Высокопрочные стальные емкости, в которые закачивается воздух под высоким давлением. В последнее время используются баллоны из алюминиевого сплава. Давление в баллоне – 200 – 300 атм.
  2. Регулятор давления. Является редуктором преобразования высокого давления в баллоне в низкое, под которым воздух подается к дыхательной маске.
  3. Вспомогательное оборудование: маска, соединительные шланги, ремни для крепления и грузовая система.
  4. Компенсатор плавучести. Представляет собой резиновую емкость, в которую подкачивается воздух в зависимости от глубины погружения.

Чаще всего баллоны для дайвинга заправляются чистым обезвоженным воздухом. Также используются различные дыхательные смеси, составленные из кислорода, азота и гелия. Особенно они необходимы при большой глубине погружения. Для заправки баллонов используется специальный компрессор. Он сжимает воздух до необходимого давления, а также очищает его от частиц воды и смазочного масла. Чистота дыхательной смеси – важнейшее условие для безопасного дайвинга. Используются многоступенчатые фильтры с адсорбентами и сепараторы. Баллоны рекомендуется хранить заправленными, так как тогда исключается попадание посторонних веществ и воды, что сильно увеличивает коррозию внутренней поверхности.

Регулятор давления – важнейший узел аппарата для дайвинга. Сейчас пользуются комбинированными моделями. Они одновременно выполняют несколько функций:

  • Снижение давления воздуха до необходимого значения, которое зависит от глубины погружения.
  • Контроль за давлением в баллоне (на корпусе установлен манометр).
  • Крепление дыхательных шлангов на маске. Размещение выпускного клапана.

Одноступенчатый регулятор для дайвинга устанавливается на вентилях баллонов на спине. При положении лицом вниз (а это одно из основных положений дайвера), он находится на 20 – 30 сантиметров выше легких, что затрудняет дыхание. Поэтому сейчас стали пользоваться двухступенчатой системой. Узел второй ступени именуется как легочный автомат, а первая – редуктор давления. Двухступенчатая система отличается хорошей функциональностью и особенно часто используется в дайвинг-клубах, так как обеспечивает комфорт.

Редуктор регулятора размещают как можно ближе к баллону в целях безопасности, так как соединение выполняется магистралью высокого давления. Иногда используют два редуктора, отдельный на каждый баллон. Давление в магистрали от редуктора к легочному автомату – 10 – 15 атм. Легочный автомат навешивают на маску. В особо ответственных случаях используют дублирующую дыхательную систему. Тогда контуры от обоих баллонов делаются полностью раздельными и независимыми друг от друга.

Огромное значение для безопасного погружения имеет субъективный контроль за расходом воздуха. Основной прибор, который для этого используется – манометр. Сейчас манометры для дайвинга делают по аналоговой схеме. Она отличается простотой и надежностью. Цифровые приборы пока распространены мало, но по ним проще отсчитывать оставшееся время погружения. Манометр непосредственно контролирует давление в баллоне и соединяется с ним гибкой магистралью высокого давления.

Все основные части аппарата для дайвинга соединяются в единую систему при помощи различных резиновых шлангов. Ремни обеспечивают закрепление аппарата на спине. Компенсатор плавучести имеет вид жилета с наполняемой воздухом емкостью. Благодаря компенсатору по мере погружения во все более плотную среду воды, плавучесть дайвера остаётся неизменной.

www.check-dive.ru


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.