Экспериментальные работы по достижению больших глубин
Дальнейшее развитие водолазной техники невозможно без выполнения
большого комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских
работ. К числу этих работ относятся: изучение воздействия на
человеческий организм
высоких давлений, в том числе воздействия различных
газовых смесей; разработка систем жизнеобеспечения и средств контроля за
их функционированием на больших глубинах; создание новых видов и типов
водолазного снаряжения; разработка разнообразных средств обеспечения
водолазных спусков и ведения подводных работ на больших глубинах.
Ведущей дисциплиной в научных исследованиях по освоению водолазами
глубин океана является медицина, а точнее, ее отрасль, получившая
название водолазной медицины.
Сложность процессов, происходящих в человеческом организме при
повышенном давлении и дыхании несвойственными для него искусственными
газовыми смесями, требует для их познания проведения большого числа
различных экспериментальных работ. В мировой практике установился
определенный порядок проведения экспериментов в области физиологических
исследований для водолазных спусков.
Исследования, как правило, проводятся в несколько этапов, включая:
выработку, исходя из общих теоретических знаний, рабочей гипотезы
исследуемого процесса с возможной проверкой ее основных положений;
проведение опытов на различных животных с целью подтверждения принятой
гипотезы и выработки условий проведения опытов на людях; проведение
опытов с людьми в специальных экспериментальных камерах и комплексах в
условиях газовой среды и затем с имитацией спусков в воду в гидрокамерах
(гидротанках); проведение экспериментальных спусков в море. И без того
большая продолжительность всего объема экспериментов осложняется тем,
что их бывает необходимо выполнять многократ«о с тем, чтобы получить
безопасные параметры интересующих данных.
По изложенным причинам научные разработки в области водолазной медицины,
ведущиеся во многих странах, проходят последовательно в течение многих
лет с постепенным увеличением глубин спусков водолазов. В результате
этих разработок практические водолазные работы ведут на глубинах 400—460
м; ознакомительные водолазные спуски проводились на глубину 500 м, а в
камерах достигнут результат, соответствующий спуску на глубину более 600
м.
Естественно, что проведение рассматриваемых экспериментов требует весьма
сложного и дорогостоящего оборудования, которое стало составной частью
водолазной техники и получило наименование береговых гипербарических
центров или комплексов.
Основным параметром гипербарического центра является рабочее давление в
его камерах для проведения экспериментальных работ. Это давление вначале
было 2,94 МПа (30 кгс/см2) и, постепенно увеличиваясь, в новых центрах
может достигать 9,80 МПа (100 кгс/см2), что, заметим, соответствует
спускам на глубину 1000 м.
Имеющиеся и проектирующиеся гипербарические комплексы и центры различают
по составу оборудования, в первую очередь количеству и объему камер, и
их техническому исполнению.
Схожесть устройств центров позволяет привести данные только одного из
них, а именно, изготовленного фирмой «Дре-гер» (ФРГ) и установленного в
контрольном госпитале в г. Цюрихе. Этот центр (рис. 10.1) состоит из
четырех соединенных между собой камер, позволяющих проводить
одновременно два
эксперимента при любых давлениях в них вплоть до
предельного 9,80 МПа (100 кгс/см2) (1000 м). Последняя величина делает
центр перспективным для проведения в нем работ на многие годы вперед.
Две основные камеры цилиндрической формы с внутренним диаметром 2500 мм
рассчитаны на размещение в них по 4 человека с длительным пребыванием.
Камеры одинаковы по устройству и могут отличаться только внутренним
оборудованием. Камеры имеют по два входных люка для выхода наружу,
одному переходному люку для перехода в соединительную камеру и одному
шлюзу для передачи пищи и других предметов. Оснащены камеры наружными
светильниками и иллюминаторами для наблюдения за испытуемыми. Внутреннее
оборудование включает предметы и устройства для жизни испытуемых:
и санитарное устройство. В камерах размещены также
системы индивидуального дыхания, контрольные приборы и пульты физических
и физиологических датчиков.
К основным камерам присоединена переходная камера сферической формы
диаметром 2500 мм. Она предназначена для переодевания и размещения
водолазного снаряжения и оборудования. Снизу к переходной камере
присоединена вторая сферическая камера диаметром 3500 мм, являющаяся
гидротанком. Она заполняется водой и служит для имитации погружений
водолазов. Внутри гидрокамера насыщена оборудованием для проведения
водолазных спусков включая: настилы с водолазным трапом, установку
газоснабжения двух водолазов, систему обогрева водолазов и систему
связи.
Управление всеми процессами в камерах производится с общего пульта и
пультов, установленных на каждой камере. Пульты снабжены приборами для
контроля давления, температуры, влажности и газового состава атмосферы в
камерах.
Некоторые системы устанавливают на всех комплексах. Такими системами
являются: газоснабжения, газоанализа, водяная и обогрева.
Система газоснабжения наиболее сложна по своему устройству и
предусматривает подачу в камеры различных газовых смесей и отдельных
газов, очистку и регенерацию атмосферы внутри камер и утилизацию
отработанных газовых смесей путем их очистки и закачки в баллоны
(экономия гелия).
Соответственно система газоснабжения состоит по крайней мере из четырех
контуров: регенерации с очисткой от углекислого газа, влаги и запахов и
подогревом газовой смеси, подачи газовых смесей, сжатого воздуха и
кислорода, декомпрессии и утилизации газов.
Система газоанализа, кроме непрерывного измерения давления в камерах,
имеет приборы с датчиками в камерах, показывающие содержание в газовой
смеси кислорода и углекислого газа.
Система водоснабжения имеет два самостоятельных контура: один для
санитарных нужд, а другой для заполнения гидрокамеры. Контур подачи воды
для санитарных нужд имеет высоконапорные насосы на давление 11,76 МПа
(120 кгс/см2) и магистрали для подачи горячей и холодной воды. Контур
заполнения гидрокамеры имеет цистерну, причем вода может охлаждаться и
подогреваться как в ней, так и непосредственно в гидрокамере до желаемой
температуры обычно в пределах от —2 до 35 °С.
Устройство гипербарического центра сложно. Для его эксплуатации
требуется специальный штат.
Гипербарический центр позволяет производить необходимые медицинские
эксперименты, связанные с задачами по освоению глубин. Кроме того, центр
позволяет проводить испытания
вновь создаваемого водолазного снаряжения и
оборудования по достаточно широким программам благодаря возможности
размещения в гидрокамере дополнительных устройств и оборудования.