Патрик Прингл - Приключения под водой

Водолазный колокол в Древней Греции применялся тоже без насоса, поэтому я и откошу его к категории автономных аппаратов, а не зависимых от подачи воздуха с поверхности. Конечно, этот колокол не допускал свободы передвижения под водой, так как подвешивался на канате, но тем не менее заключенный в нем воздух был отделен от поверхности слоем воды.

Нырянием занимались и древние римляне. По свидетельству Плиния, они тоже пользовались дыхательными трубками, а когда им нужно было погрузиться на дно, чтобы достать губку, они полагались лишь на свои легкие. Из губок римские воины делали себе фляги для питьевой воды.

Так было в древние времена и продолжалось, по-видимому, более тысячи лет. Так было и в средневековье, когда водолазной науки еще не существовало. Появилась она вместе с другими науками в XV в. и сразу же дала миру ряд замечательных открытий в области водолазной техники. Правда, эти открытия оставались еще па бумаге, но ведь и большинство изобретений возникает сначала на бумаге. Одним из первых таких изобретений, появившихся на чертежной доске, был кожаный водолазный костюм с металлическим шлемом, снабженным двумя иллюминаторами и дыхательной трубкой, которая, соединялась с погружаемым под воду воздушным баллоном.

В записных книжках Леонардо да Винчи, относящихся примерно к 1500 г., имеются эскизы дыхательной трубки-шноркеля, водолаза в маске с прикрепленным к его груди воздушным баллоном и комплекта автономного водолазного снаряжения, включающего дыхательное устройство. Эти приспособления тоже представляли собой лишь идеи, но они показывают, что Леонардо проектировал водолазные устройства двух типов: автономного действия и зависимые от подачи воздуха сверху.

Конечно, Леонардо да Винчи не был знатоком водолазного дела. Спроектированное им снаряжение для искателей жемчуга в Индийском океане состояло из дыхательной трубки шноркельного типа и жесткого шлема с застекленными отверстиями для глаз и даже с шипами для защиты от рыб, однако в таком костюме невозможно было нырять глубже чем на 2—3 фута. По-видимому, Леонардо не учитывал воздействия давления воды на грудную клетку человека.

Давление является следствием веса. Воздух имеет вес, отсюда и атмосферное давление. Нормальное давление атмосферы на уровне моря составляет около 14,7 фунта на квадратный дюйм. Мы не ощущаем его, поскольку давление воздуха внутри человеческого организма равно внешнему давлению. Но если воздух из тела человека выкачать насосом, то грудь его будет раздавлена почти двухтонным давлением атмосферного воздуха. На уровне моря атмосферное давление больше, чем на вершине горы, потому что воздух внизу уплотнен тяжестью его верхних слоев. Мы живем, так сказать, на дне воздушного океана. То же происходит и в море: наибольшая плотность воды и, следовательно, наибольшее давление наблюдаются на дне. У самой поверхности океана давление воды почти равно нормальному атмосферному давлению. По мере того как водолаз погружается, давление увеличивается, поскольку вес воды, давящей сверху, все время возрастает.

Вода гораздо тяжелее воздуха, поэтому и давление на тело по мере его погружения в воду возрастает быстрее, чем в воздушной среде. С каждым футом глубины оно увеличивается почти на полфунта на квадратный дюйм площади тела. Следовательно, когда водолаз погружается под воду с дыхательной трубкой-шноркелем, давление на его тело снаружи становится все большим и большим по сравнению с давлением воздуха в его грудной клетке. Естественное движение воздуха направлено из области большего давления в область меньшего, т. е. вверх, а не вниз по дыхательной трубке. Находясь у самой поверхности воды, водолаз может помешать этому естественному движению с помощью мышц грудной клетки: напрягая мышцы, он удерживает воздух внутри тела. При дальнейшем погружении мышечное усилие должно увеличиться, и уже на глубине в два-три фута давление воды окажется непосильным для мышц.

Если бы искатели жемчуга воспользовались дыхательной трубкой Леонардо, действовавшей подобно поднятому хоботу слона, то они бы задохнулись. Древнегреческие и древнеримские ныряльщики, применявшие дыхательные трубки, должно быть, знали об этом явлении, хотя и не умели его объяснить. Да и сам Леонардо обнаружил бы его, если бы подверг свое изобретение простейшему испытанию. Однако его идеи остались в записных книжках и при жизни автора не были опубликованы. Поэтому изобретение практически применимого водолазного костюма задержалось до тех пор, пока не был создан водолазный колокол.

Простейший водолазный колокол автономного действия применялся на глубинах, значительно превышающих два-три фута. Такие колокола применялись в спасательных работах уже в начале XVI в. Принцип действия водолазного колокола, как древнего, так и современного, весьма прост. Укрепите зажженную свечу на пробке и опустите ее на воду. Затем возьмите стакан, переверните его вверх дном, накройте свечу и погрузите в воду. Свеча окажется под водой вместе со стаканом, но она останется сухой и не перестанет гореть. Объясняется это просто: окружающая стакан вода не позволяет воздуху выйти наружу, и он там остается.

Но хотя воздух и остается в стакане, объем его уменьшается. Дело в том, что воздух, являясь смесью газов, легко сжимается. Давление воды заставляет его уменьшаться в объеме. Чем выше давление на стакан, тем меньше заключенный в нем объем воздуха. Но свеча продолжает гореть, пока в воздухе есть кислород. Потом она гаснет.

Водолазный колокол напоминает перевернутый стакан, а человека, находящегося под ним, можно сравнить с зажженной свечой. На воздух, которым он дышит, оказывается такое же давление, как и на окружающую человека воду, поэтому его грудная клетка остается невредимой. При желании он может выйти на короткое время из колокола, чтобы выполнить какую-либо работу под водой, а затем возвратиться в него, если нужно, за новым запасом воздуха.

Первые водолазные колокола имели существенные недостатки. Уже на глубине тридцати трех футов уровень воды в колоколе достигал половины его высоты, и если колокол был недостаточно велик, его нельзя было держать под водой долго, ибо человек, находившийся в нем, быстро использовал весь имевшийся в воздухе запас кислорода. Преодолеть эту трудность можнолишь одним способом — подачей свежего воздуха в водолазный колокол.

Но как это сделать? Если просто провести трубку с поверхности в колокол, то весь имеющийся в нем воздух под давлением воды устремится вверх. Эту трудность удалось преодолеть или по крайней мере избежать ее астроному доктору Эдмунду Хэлли. Он пришел к выводу, что нет вообще надобности в какой-либо трубке. Хэлли просто погружал в воду герметически закупоренные бочки, наполненные воздухом, и пользовался ими для пополнения запаса воздуха в колоколе.