ไม่มีร่องรอย: Rebreather

ศัตรูจะไม่ผ่าน! แม้ใต้น้ำ

รูปแบบของการทำงานและการปกครองของผู้ rebreather «แรงบันดาลใจ

อย่างไรก็ตามขอบเขตของงานที่เขาทำนั้นมีขนาดใหญ่มาก ในวันที่“ X” กองกำลังพิเศษของกองทัพเรือโซเวียตต้องลงจอดจากเรือดำน้ำเครื่องบินเฮลิคอปเตอร์และจากเรือพาณิชย์และเรือประมงหลายลำภายใต้ธงต่างประเทศ ผีดำที่โผล่ขึ้นมาจากใต้น้ำในทันใดนั้นควรปิดระบบป้องกันการต่อต้านเรือดำน้ำทั้งหมดในมหาสมุทรแอตแลนติกมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลเมดิเตอร์เรเนียนทำลายศูนย์บัญชาการและควบคุมของการก่อตัวทางทะเลของนาโต้บล็อกฐานไปข้างหน้าจับเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญ ชานบันไดเชื่อมโยงไปถึงหลัก กองกำลังพิเศษทางทะเลกำลังเตรียมการอย่างจริงจังมีส่วนร่วมในปฏิบัติการทางทหารมากมายทั่วโลก - แองโกลาเวียดนามอียิปต์นิการากัวเอธิโอเปียล่องเรือไปยังท่าเรือต่างประเทศเพื่อจุดประสงค์ในการลาดตระเวนและฝึกฝนเรือของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียตอย่างต่อเนื่อง พืช กองกำลังพิเศษใต้น้ำของสหภาพโซเวียตอ้างว่านาโต้มีพื้นที่ผิดกฎหมายบนชายฝั่งสวีเดนและนอร์เวย์มากกว่า 150 ครั้ง การโจมตีส่วนใหญ่ไม่มีใครสังเกตเห็น ผู้ก่อวินาศกรรมไม่มีร่องรอย แม้แต่ชั่วคราวเหมือนฟองน้ำ

รอยเท้าในน้ำ

Bubbles on water - นี่คือสิ่งแรกที่ดึงดูดสายตาของผู้สังเกตการณ์ภายนอกเมื่อเขาจ้องมองที่นักดำน้ำมือสมัครเล่น การไม่มีฟองอากาศเป็นสัญญาณที่น่าตกใจและมักจะมาพร้อมกับการกระทำที่หนักแน่นเพื่อเตรียมและเริ่มปฏิบัติการกู้ภัย อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นหนึ่งข้อ - ดำน้ำกับ rebreathers (จากภาษาอังกฤษ "rebreather") นักดำน้ำที่มี rebreather อยู่ในน้ำเกือบจะนิ่งเงียบเช่นผู้อยู่อาศัยในอาณาจักรใต้น้ำเขาไม่ปล่อยให้ฟองสบู่ไหลเวียนและนกพาเขาไป“ เพื่อตัวเขาเอง”

แพร่หลาย

ในฐานะอุปกรณ์หลักสำหรับการดำน้ำการออกแบบ Cousteau-Ganyana เป็นเครื่องช่วยหายใจแบบเปิดรอบ: นักดำน้ำสูดอากาศจากกระบอกสูบและหายใจออกเป็นน้ำ ในกรณีนี้มีออกซิเจน 21% อยู่ในอากาศที่หายใจแล้วและประมาณ 16% ในอากาศที่หายใจออก (ที่ความดันบรรยากาศปกตินั่นคือบนพื้นผิวของน้ำ) ดังนั้นอากาศส่วนใหญ่จึงสูญเปล่า หากอากาศที่หายใจออกถูกทำความสะอาดด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอุดมไปด้วยออกซิเจนก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ สิ่งนี้ทำโดยสารดูดซับสารเคมีและการเติมออกซิเจนเล็กน้อย (โดยทั่วไปเมื่อเพิ่มความลึกความต้องการออกซิเจนลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันบางส่วน) ความดันบางส่วนคือความดันขององค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซที่มันจะออกแรงถ้าใครครอบครองปริมาตรของส่วนผสมทั้งหมด

ประวัติเล็กน้อย

เครื่องช่วยหายใจของวงจรการปิดหรือปิดครึ่ง rebreathers อยู่บนพื้นฐานของหลักการเหล่านี้ อย่าคิดว่านี่เป็นความสำเร็จของเทคโนโลยีที่ทันสมัย ผู้บุกเบิกคนแรกได้รับการพัฒนาโดยชาวอังกฤษ Henry Fleuss ย้อนกลับไปในปี 1876 Fleuss rebreather เป็นเปลือกผ้ายางถุงหายใจกระบอกทองแดงที่มีออกซิเจนและตัวดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ในฐานะที่เป็นตัวดูดซับจะใช้กัญชาแช่ในโซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ถ้าจำเป็นออกซิเจนจะถูกเพิ่มด้วยตนเอง แม้ว่าตอนนี้หน่วยนี้จะดูดั้งเดิม แต่สำหรับตอนนั้นมันใช้งานได้ดีมากทำให้คุณสามารถใช้ใต้น้ำได้นานถึง 3 ชั่วโมง ความลึกของการแช่ด้วยอุปกรณ์ Fleuss นั้นมี จำกัด เนื่องจากการใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ (ออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นพิษแม้เมื่อแช่ที่ 5-7 ม. แต่ในเวลานั้นยังไม่รู้ความจริง) อย่างไรก็ตามในปี 1880 อเล็กซานเดอร์แลมเบิร์ตนักดำน้ำชาวอังกฤษผู้โด่งดังกระโจนเข้าสู่อุปกรณ์เฟลส์เพื่อปิดช่องในอุโมงค์น้ำท่วม ฟักเป็น 300 เมตรจากปากทางเข้าอุโมงค์ที่ความลึก 20 เมตร!

ในปี 1907 Draeger บริษัท สัญชาติเยอรมันได้เปิดตัว rebreather เพื่อช่วยชีวิตผู้คนจากการจมเรือดำน้ำ ผู้รีบูตคนนี้เช่นเดียวกับเครื่องมือ Fleuss ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาในปี 1911 โดยชาวอังกฤษ Robert Davis ผู้อำนวยการ Siebe Gorman ซึ่งเป็นอุปกรณ์ในการออกแบบของตัวเองที่เรียกว่า "Davis False Lung" ("Davis Artificial Light") ในปี 1915 ทีมงานของภาพยนตร์เรื่องใต้น้ำคนแรกซึ่งมีพื้นฐานมาจากหนังสือ Jules Verne“ ยี่สิบหมื่นไมล์ใต้ท้องทะเล” ใช้กองกำลังเฟลอส - เดวิสที่ดัดแปลงใหม่ในระหว่างการถ่ายทำ

ด้วยการระบาดของสงครามโลกครั้งที่สองมีความจำเป็นในการปฏิบัติการลับใต้น้ำและ rebreathers ครองตำแหน่งผู้นำในอุปกรณ์ใต้น้ำของกองทัพเรือของหลายประเทศอย่างมั่นคง

ในปี 1968 ดร. วอลเตอร์สตาร์กพัฒนา Electrolung ซึ่งเป็นเครื่องช่วยหายใจแบบปิดด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรก นี่คือก้าวไปข้างหน้าในเชิงคุณภาพในเทคโนโลยีซึ่งยังคงเป็นแบบดั้งเดิมและอยู่บนพื้นฐานของการวัดก๊าซเชิงกล

จนถึงกลางทศวรรษที่ 1990 ผู้ใช้หลักของ rebreathers คือทหารนักวิจัยและนักดำน้ำมืออาชีพ ทหารชื่นชมความลับและความเงียบสงบในอุปกรณ์วงปิด (การปรากฏตัวของนักว่ายน้ำใต้การต่อสู้ไม่ได้ให้ฟองสบู่) ไม่ใช่แม่เหล็ก (ผู้ที่สามารถทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก) นักวิจัยของโลกใต้น้ำ - ไม่มีฟอง (ชาวโลกใต้ทะเลไม่กลัวพวกเขาง่ายต่อการถ่ายภาพและการศึกษา) rebreathers หลากหลายได้รับโอกาสที่จะดำน้ำลึกและใช้เวลามากขึ้นที่นั่นเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน

ตั้งแต่กลางปี ​​1990 rebreathers ที่ใช้ส่วนผสมของก๊าซเริ่มที่จะพิชิตตลาดการดำน้ำมือสมัครเล่นอย่างช้าๆ ตอนนี้มีการผลิตโมเดล rebreather ไม่กี่ตัวสำหรับการดำน้ำแบบสมัครเล่นและถึงแม้ว่าค่าใช้จ่ายจะค่อนข้างสูง (จาก $ 2-5, 000 สำหรับระบบปิดครึ่งไปจนถึง $ 8-15, 000 สำหรับระบบวงปิด) พวกเขากำลังได้รับความนิยมมากขึ้น

ระบบทางเดินหายใจปิด

เครื่องช่วยหายใจที่ปิดสนิทประกอบด้วยถังบรรจุขนาดเล็กสองกระบอกและระบบดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หนึ่งกระบอกมีออกซิเจนส่วนที่สองบรรจุก๊าซเจือจาง (เจือจาง) มีระบบที่ใช้งานกับออกซิเจนบริสุทธิ์ (โดยไม่ต้องเจือจาง) แต่ความลึกของการแช่จะ จำกัด เพียง 5-7 เมตร (เนื่องจากความเป็นพิษของออกซิเจนบริสุทธิ์) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นระบบทหารเก่า

โซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซดาไฟ) หรือแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (ปูนขาว) หรือส่วนผสมดังกล่าวมักใช้เป็นตัวดูดซับ อากาศหายใจออกจะถูกส่งผ่านตัวดูดซับและเข้าสู่ถุงหายใจ (ตัวนับ - น้ำหนักเบา) การสูดดมมาจากถุงหายใจ บางครั้งมันแบ่งออกเป็นสองส่วน - สำหรับการสูดดมและสำหรับการหายใจออก เซ็นเซอร์ความดันและออกซิเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้สัญญาณแก่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของวาล์วแม่เหล็กไฟฟ้าจะเพิ่มออกซิเจนและก๊าซเจือจางหากจำเป็น (ระบบควบคุมพยายามรักษาความดันออกซิเจนบางส่วนให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัยในทุกสภาวะ)

หากจำเป็นคุณสามารถจ่ายออกซิเจนจากกระบอกสูบหนึ่งหรือก๊าซเจือจางด้วยตนเอง ขึ้นอยู่กับงานของคุณคุณสามารถใช้อากาศ nitrox (ส่วนผสมของออกซิเจนและไนโตรเจนที่มีปริมาณออกซิเจนมากกว่า 21%) หรือส่วนผสมพิเศษ (ตัวอย่างเช่นสำหรับการดำน้ำลึกสุดใช้ Trimix (“ trimix”) - ส่วนผสม ประกอบด้วยฮีเลียมไนโตรเจนและมีปริมาณออกซิเจนต่ำ)

ระบบวงปิดในขณะที่ความลึกคงที่ไม่ปล่อยฟองใด ๆ เมื่อความลึกลดลงปริมาตรของส่วนผสมการหายใจในถุงหายใจจะเพิ่มขึ้นและส่วนเกินจะถูกระบายผ่านทางวาล์ว เมื่อความลึกเพิ่มขึ้นถุงลมหายใจจะถูกเติมเต็มโดยอัตโนมัติหรือด้วยตนเองด้วยก๊าซเจือจางเพื่อรักษาระดับเสียงคงที่

ระบบหายใจครึ่งปิด

มันแตกต่างจากกระบอกสูบที่ปิดโดยมีกระบอกเดียวที่มีส่วนผสมของระบบทางเดินหายใจ โดยปกติจะใช้ nitrox เป็นส่วนผสมดังกล่าว (ส่วนผสมของออกซิเจนและไนโตรเจนที่มีปริมาณออกซิเจนมากกว่า 21%) เพื่อชดเชยการใช้ออกซิเจน (ไม่ได้ใช้ไนโตรเจนในระหว่างการหายใจ) ในระบบกึ่งปิดส่วนหนึ่งของส่วนผสมจะถูกปล่อยลงในน้ำในระหว่างการหายใจออก (มากถึง 25% ของปริมาตรหายใจ) เพื่อลดเสียงรบกวนก่อนการปลดปล่อยส่วนผสมจะถูกส่งผ่านตัวกรองพิเศษที่ "แยก" ฟองอากาศให้เป็นฟองอากาศที่เล็กลงและกระจายไปตามหลังนักดำน้ำ

ความเชื่อถือได้

ความล้มเหลวขององค์ประกอบใด ๆ ของผู้ใต้บังคับบัญชาที่สามารถนำไปสู่การตายของนักดำน้ำ ดังนั้นผู้ผลิตจึงใช้มาตรการที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ เซ็นเซอร์ตัวบ่งชี้และโซลินอยด์วาล์วซ้ำกันซ้ำ นอกจากนี้ระบบเตือนภัยที่เป็นอิสระมักจะมีให้ในการรีบูต - ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ ในฐานะที่เป็นระบบฉุกเฉินอุปกรณ์วงจรเปิด (แม่นยำมากขึ้นลด - ควบคุม) มักจะติดอยู่กับบอลลูน rebreather กับส่วนผสมของการหายใจหรือบอลลูนเล็ก ๆ ที่เป็นอิสระ สิ่งนี้ทำให้เป็นไปได้ที่นักดำน้ำจะโผล่ขึ้นมาที่ผิวน้ำแม้จะมีความล้มเหลวอย่างสมบูรณ์หรือเกิดอุบัติเหตุจากผู้โจมตี

ประโยชน์ที่จะได้รับ

ข้อดีหลักประการแรกของผู้รีบูตคือเวลาการดำน้ำที่ยอดเยี่ยม การชาร์จหนึ่งครั้งของ rebreather ก็เพียงพอแล้วขึ้นอยู่กับรุ่นความลึกของการแช่และความเข้มของการหายใจเป็นเวลา 2-5 ชั่วโมงของการแช่

Rebreathers ยังเพิ่มขีด จำกัด ที่ไม่มีการบีบอัดอย่างมีนัยสำคัญ ระบบควบคุมออกซิเจนที่ปิดที่ซับซ้อนที่สุดบางระบบสามารถปรับปริมาณออกซิเจนให้เหมาะสมสำหรับการหายใจในส่วนผสมของแก๊สตามรูปแบบการแช่

ข้อดีอีกอย่างของ rebreathers คือการเก็บความร้อนและความชื้น ในระบบที่มีรูปแบบการหายใจแบบเปิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำเย็นความร้อนจะถูกใช้เพื่อทำให้อากาศที่สูดเข้าไปอุ่นขึ้นและอุดมไปด้วยไอน้ำ ใน rebreathers การดูดซับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สร้างความร้อน เนื่องจากการหายใจออกไม่เกิดขึ้นในน้ำความร้อนและไอน้ำจะถูกเก็บไว้ในรอบปิด

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น rebreathers ผลิตเสียงและฟองอากาศน้อยลงอย่างมากซึ่งช่วยให้คุณสามารถเข้าใกล้คนที่อาศัยอยู่ในทะเลลึกและสังเกตชีวิตของพวกเขา (ด้วยอุปกรณ์ดำน้ำธรรมดานี้เป็นไปไม่ได้)

ข้อบกพร่อง

คุณต้องจ่ายราคาสูงเพื่อประโยชน์ของ rebreathers ประการแรกในความหมายที่แท้จริงของคำว่า ค่าใช้จ่ายของระบบปิดครึ่งคือจาก $ 2 ถึง $ 8000 ปิดอย่างเต็มที่ - จาก $ 8 ถึง $ 15, 000 และมีความหวังเล็กน้อยว่าพวกเขาจะกลายเป็นราคาถูกกว่าในอนาคตอันใกล้

Rebreathers ต้องการการบำรุงรักษาตามปกติหลังจากการดำน้ำแต่ละครั้ง - ระบบมากขึ้นหรือน้อยลงง่ายสำหรับระบบกึ่งปิด (การตรวจสอบและการแทนที่ตัวดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ควรมีการตรวจสอบเซ็นเซอร์ความดันบางส่วนของออกซิเจนอิเล็กทรอนิกส์อย่างสม่ำเสมอและสอบเทียบเป็นระยะ

การฝึกว่ายน้ำกับ rebreathers ยังอยู่ในระยะเริ่มต้นแม้ว่าสถานการณ์จะเปลี่ยนไปค่อนข้างเร็ว ผู้ผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวทั้งหมดมีข้อกำหนดการฝึกอบรมของตนเอง ปัจจุบันมี 4 องค์กร (IANTD, TDI, PSA, ANDI) ที่มีหลักสูตรการฝึกอบรมที่ได้มาตรฐาน ตอนนี้อุปกรณ์วงปิดค่อนข้างแพง หลังจากการเรียนการสอนเป็นเวลาหลายชั่วโมงคุณสามารถดำน้ำเพียงครั้งเดียวหรือลงเรียนหลักสูตรใต้ทะเลลึกที่มีใบรับรอง (3-7 วัน, $ 500-1500, ค่าใช้จ่ายในการฝึกอบรมมักจะรวมอยู่ในราคาของอุปกรณ์)

บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Popular Mechanics (ฉบับที่ 3, มีนาคม 2003)

แนะนำ

Mitsubishi X-2 Shinshin: นักมวยญี่ปุ่นรุ่นที่ 5
2019
F-35 ของอังกฤษเป็นครั้งแรกที่บินด้วยกันกับ B-2 "ล่องหน"
2019
จักรวาลนี้อายุเท่าไหร่
2019