Ганс-Юрген Брозин - Атака на неизведанное

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. Используемый ими дыхательный газ состоял из 90 % гелия и 2 % кислорода. Перед началом опыта в барокамере на борту судна для бурения ткань их тела была насыщена газом при давлении в 21 атм. Затем водолазов ежедневно два раза в день спускали с помощью переносной погружаемой камеры на рабочую глубину. Обеспечение газом производилось из этой камеры. Декомпрессия была проведена только после завершения всех работ и длилась 97,5 ч. В мае 1972 г. у калифорнийского побережья два водолаза военно-морских сил США продержались 30 мин на глубине 288 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.

Различные водолазные костюмы защищают от холода и одновременно от травм. При погружениях вблизи поверхности, ведущихся в научных или технических целях, водолазы-спортсмены применяют маски из губчатой резины. Содержащиеся в материале костюма многочисленные маленькие газовые пузырьки кислорода или углекислого газа, благодаря плохой теплопроводности, обеспечивают хорошую изоляцию. Вода проникает между телом и не полностью водонепроницаемым костюмом. Так как вода не может там циркулировать, она быстро нагревается до температуры тела и усиливает изолирующий защитный слой. Однако с увеличением глубины газовые пузырьки все более сжимаются. Так, при испытаниях в Северном море подводной станции «Хельголанд» водолазы сообщали: «Единственной помехой был холод. Ежедневные погружения от 3 до 4 часов при температуре воды 13,5 °С в костюме из синтетического каучука, изоляционная способность которого на глубине 20 м снизилась примерно на одну треть, можно выдержать только в течение немногих дней».