Ганс-Юрген Брозин - Атака на неизведанное
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».
При технических работах под водой в большинстве случаев применяются непромокаемые («сухие») костюмы, в которых тело водолаза не имеет непосредственного соприкосновения с водой. Они обеспечивают достаточную механическую защиту и чаще всего делаются из ткани, покрытой слоем резины. Защита от холода обеспечивается только тогда, когда под костюмом надето соответствующее нижнее белье. С увеличением давления воды воздух, находящийся между телом и костюмом, сжимается и в значительной степени выдавливается из костюма. Вследствие этого его изоляционная способность уменьшается, а складки костюма мешают маневренности водолаза.
В конце концов был создан костюм постоянного объема, который может применяться и при работах на больших глубинах. В этом непромокаемом костюме поддерживается постоянный объем воздуха, причем между наружным давлением воды и давлением внутри костюма сохраняется состояние равновесия. Изолирующая воздушная подушка обеспечивает хорошую защиту от холода на любой глубине. Сохраняется и маневренность водолаза, так как никакие складки на костюме не образуются.
Проблема защиты от холода приобретает особое значение, когда для дыхания используется искусственная гелиокислородная смесь. Гелий, по сравнению с воздухом, обладает большей теплопроводностью, вследствие чего тело быстрее охлаждается. Поэтому при длительных погружениях надевают обогреваемые водолазные костюмы. При технических работах костюмы часто обогреваются подаваемой из погружаемой камеры по шлангам горячей водой. При этом водолаз надевает особое нижнее белье из дюритовых трубок.
Другие варианты предусматривают по аналогии с защитными костюмами космонавтов электрический обогрев. Источник тока находится на поясе водолаза. Сконструированы миниатюрные изотопные генераторы, нагревающие воду, которая циркулирует затем по трубкам в водолазном костюме. Еще один способ обогрева связан с использованием тепла, выделяющегося при химических реакциях. Костюм обогревается водой, подаваемой по шлангам. Следует отметить, что в двух последних системах обогрева речь идет в основном о проведении экспериментов. Эксплуатационная надежность этих систем оставляет еще желать много лучшего, что особенно важно при выполнении производственных работ в суровых условиях окружающей среды. При погружении водолазов на большие глубины, как, например, при французских спусках до 256 м, подогревается также и дыхательный газ.
Среди факторов окружающей среды, влияющих на ориентацию водолазов и на их работоспособность, большую роль играют световые условия. Велико значение светового поля и для подводной фотографии. Спектральный состав света в воде сильно меняется. Минимальное поглощение излучение претерпевает в коротковолновой синей области спектра, зато в длинноволновой красной области оно в 100 раз больше. Инфракрасное излучение почти целиком «проглатывается» верхним полуметровым слоем воды, глубже сильно поглощаются красная, а затем и желтая области спектра. Поэтому цвета на сделанных под водой фотоснимках с увеличением глубины все более и более смещаются к сине-зеленым. Глубже 30 м преобладают сине-серые сумерки. На глубине около 120 м в океанических условиях без искусственного освещения человеческий глаз распознает только тени, а глубже 250 м царит густая синеватая темнота.
В прозрачной океанской воде на глубине 100 м интенсивность света составляет всего около 1,5 % от излучения, проникающего через водную поверхность. В то же время, если в воде много планктона или мельчайших неорганических частиц, то распространяющийся в море свет ослабляется еще больше. Так, например, в Балтийском море уже на глубине 15 м поглощается примерно 95 % всего падающего на поверхность моря света. Значительное ухудшение условий видимости вызывает также рассеяние света на этих частицах. Так как состав и концентрация рассеивающих частиц колеблются в широких пределах, закономерности рассеяния изучению поддаются с трудом. У водолаза создается впечатление, будто бы в его поле зрения перед предметами лежит дымка, уменьшающая контрастность.
