Як винаходили акваланги? Перші водолазні костюми
Люди - дивно непосидючі і цікаві істоти. «А що там, за поворотом?» - Мандрівники поступово, крок за кроком, обігнули земну кулю і обстежили всі його куточки, навіть самі незатишні для людини.
«А як би помацати он ту красиву гілочку корала по-о-он там, під водою ...» - і нирці стрибали за борт човна, щоб принести, обробити і продати ону гілочку. Спочатку вони довго і активно вдихати і видихати повітря, потім стрибали з каменем за борт, досягали дна, хапали, до чого вдавалося дотягнутися - і відразу ж спливали, повертаючись до чистого повітря. На детальний вибір, що схопити, під час нирка часу не було.
Це з одного боку. А з іншого боку ... Ще в романі «20 000 льє під водою» у Жюля Верна герої годинами ходили по дну в водолазних костюмах, забезпечених дихальними апаратами Рукейроля-Денейруз, удосконалених особисто капітаном Немо... А що там було вдосконалювати?
Бенуа Рукейроля, французький гірський інженер, в 1866 році винайшов і запатентував прилад, який регулює подачу повітря з поверхні для гірників, що знаходяться в сильно загазованій атмосфері. Цей прилад був частиною спеціального костюма для спуску в загазовані шахти з метою проведення там рятувальних робіт.
Лейтенант французького флоту Огюст Денейруз дізнався про винахід і запропонував удосконалити його для роботи під водою. Апарат містив мембранний механізм, що знижує тиск до потрібного - залежно від сили тиску води на глибині.
Прилад Рукейлоля-Денейруз був пращуром акваланга і володів купою недоліків, головним з яких було фактична відсутність автономності. Мембранний механізм регулювання тиску повітря, що надходила до водолазу, не дозволяв працювати зі стисненим повітрям тиском більш ніж 10-12 атмосфер. До того ж техніка того часу не дозволяла досить сильно стискати повітря, тому реальної автономності в апараті було всього кілька хвилин.
Все інше час прогулянки під водою водолаз дихав повітрям, що подається по шлангу з поверхні. І треба було мати уявою Жюля Верна і його вірою в розум людини, щоб з цього «гидкого каченяти» провести руками капітана Немо практично майбутній акваланг.
Давайте спробуємо розібратися - в чому, власне, проблема у водолаза? Зробив трубку достовірніше - і гуляй по дну, дихаючи повітрям з поверхні! Біда в тому, що, скажімо, на глибині 10 м тиск в порівнянні з атмосферним подвоюється. І якщо спробувати, занурившись навіть на метр, зробити вдих через дихальну трубку в метр довжиною, то людина відчує, що тиск води зробити вдих не дозволяє.
Справа в тому, що одна атмосфера відповідає тиску приблизно 1 кг / см2. Площа грудної клітини людини становить приблизно 600 см2. Це означає, що при зануренні всього на метр при спробі дихати звичайним атмосферним повітрям слід подолати протидію тиску води приблизно в 60 кілограмів. А яке намагатися дихати атмосферним повітрям, якщо зануритися ще глибше?
У XIX і першій половині XX століття для підводних робіт широко використовувалися водолазні костюми. Англієць Чарльз Ентоні Дін ще в 1823 році запатентував «шолом для пожежників». Коли через 5 років, в 1828 році, Чарльз і його брат Джон об'єднали шолом і непромокальний підводний костюм для водолаза - з'явився перший водолазний костюм, або скафандр.
Металевий герметичний шолом, віконця з товстого міцного скла, шланг, по якому з поверхні подається повітря - і клапан, натискаючи на який, водолаз підбурює зайвий тиск. Зазівався стравити повітря - роздутий костюм викине на поверхню. Якщо ти працюєш в акваторії порту на маленькій глибині, то це не страшно. А от якщо опустився занадто глибоко, то можна захворіти кесонної хворобою, що вельми небезпечно.
Генрі Флюсс в 1878 році винайшов підводний апарат із замкнутою схемою дихання (він був не першим - але зате більш висока надійність зробила його відносно безпечним), що використовує чистий кисень (ребрізер). Незабаром після початку застосування апарату стало відомо, що чистий кисень, що вдихається під тиском, на глибині більше 20 м стає токсичним, і час його вдихання має бути обмежена. Тобто начебто - і можна опуститися під воду, але ненадовго. Якщо хочеться жити.
З самого початку спроб створити прилад для дихання під водою стало ясно, що повітря треба стискати. Стискати дуже сильно. А потім придумати прилад, що дозволяє знизити тиск точно до того тиску, який відповідає глибині, на якій знаходиться водолаз.
Перший мембранний механізм був придуманий Рукейроля. А перший «легеневий апарат», серце акваланга, був придуманий Ж.-І. Кусто і Е. Ганьяном. Його хитрість була в поєднанні регулятора, схожого на редуктор апарату Рукейроля, і другого редуктора, знижував тиск з 200-300 атмосфер в балоні до приблизно 10, що надходили на мембранний редуктор.
А з настанням ери аквалангів при штурмі глибин у водолазів з'явилися нові проблеми. Про це - в наступній статті.
