Человека всегда тянуло покорять новые просторы — будь то вдаль, ввысь или вглубь. Не стал исключением и мировой океан. С древнейших времен люди погружались в морские пучины, чтобы найти там пропитание, собрать жемчуг, кораллы или ценности с затонувших кораблей. Кое-где, например, в Японии профессия ныряльщика становилась семейной, со своими ритуалами и профессиональными секретами, которые передавались от поколения к поколению. Разумеется, человек — существо сухопутное и под водой находиться может очень и очень недолго. Но человек не был бы человеком, если бы не компенсировал свои природные слабости силой ума и технической смекалкой. Уже в 4 веке до н. э. Аристотель упоминает о ныряльщиках, которые погружались, удерживая над головой перевернутый котелок с запасом воздуха. Он же рассказывает о первом применении батискафа — погружении Александра Македонского в огромном стеклянном сосуде. Правда это или нет, сейчас спорить бессмысленно, но если погружение было кратким и неглубоким — ничего технически невыполнимого в этом не было.
Средневековая иллюстрация по мотивам:
Прогресс не стоял на месте и постепенно, с помощью различных технических приспособлений, человечество всё дальше погружалось в глубины моря. И в какой-то момент уперлось в новую неодолимую преграду. Чем глубже погружался водолаз, тем сильнее на него действовало давление воды. На глубине свыше 300 метров оно очень быстро становилось несовместимым с жизнью (текущий абсолютный рекорд погружения с современным аквалангом — 332 метра). Водолазный костюм для глубоководных погружений требовался, с одной стороны, достаточно жесткий для защиты от давления воды, с другой стороны — достаточно гибкий для сохранения подвижности. Ну и разумеется — герметичным. Сочетать в одной конструкции три этих сложносовместимых качества долгое время считалось невыполнимым. Хотя многие пытались, находя порой довольно необычные решения.
Так, в 1715 году британец Джон Летбридж предложил нечто среднее между скафандром и батискафом, а по сути просто дубовую бочку с отверстиями для рук и смотровым оконцем.
Подводный аппарат Летбриджа:
Аппарат в горизонтальном положении опускался к подводному объекту (например, затонувшему кораблю), перемещение осуществлялось силами надводного экипажа по условным сигналам от водолаза. Руки в отверстиях предполагалось перетягивать кожаными манжетами. Слабое место конструкции вполне очевидно: для надежной герметизации руки пришлось бы перетянуть на грани ампутации.
Только в 1878 году французские изобретатели Альфонс и Теодор Карманьоль представили первый рабочий вариант подводного скафандра. Он представлял собой подобие средневекового доспеха с подвижными сочленениями во всех анатомически нужных местах. Всего скафандр насчитывал 22 сустава: по четыре на каждой ноге, шесть на руке и два на теле костюма. Стыки пластин герметизировались прорезиненными прокладками.
Подводный костюм Карманьолей:
Шлем представлял собой сваренную из 4 частей сферу с 20 мини-иллюминаторами, забранными стеклом толщиной 14 мм. Таким образом удалось добиться приличного обзора без риска разрушения стекла давлением воды. В затылке шлема имеется отдельный лючок, который можно было снять, давая водолазу возможность дышать свежим воздухом во время длительного процесса сборки/разборки скафандра. Своеобразные поручни, идущие от шлема к поясу предназначались для крепления тросов, которые опускали и поднимали скафандр при погружениях.
Костюм получился более 380 кг весом, и первые же пробные погружения выявили катастрофические проблемы с герметичностью. Даже на небольшой глубине вода начинала просачиваться через многочисленные соединения, в считанные минуты заливая костюм изнутри. Проблему решить не удалось и костюм братьев Карманьоль так и остался хоть и первым, но неудачным образцом глубоководного скафандра. Только в 2006 году группа энтузиастов изготовила латунную копию шлема и опробовала ее в комплекте с мягким водолазным костюмом, подтвердив работоспособность по крайней мере этой части снаряжения.
Любители компьютерных игр наверняка узнали характерную форму шлема Большого Папочки из серии Bioshock. Да, создатели проекта вдохновлялись вполне реальными примерами.
Но процесс уже запущен и его было не остановить. В 1910 году американский изобретатель Честер Макдаффи создает свой вариант глубоководного скафандра с учетом наработок и ошибок предшественников.
Скафандр Макдаффи:
Он сократил количество подвижных соединений и применил шарикоподшипниковые элементы. За счет упрощения конструкции удалось выиграть в весе (всего 210 кг) и надежности. Герметичность суставов всё так же обеспечивалась резиновыми вкладышами, но за 30 лет химическая промышленность уже научилась создавать более прочные и устойчивые соединения. К шлему были подведены шланг для обеспечения воздухом, провода для электропитания фонаря или иного оборудования, а также телефонный кабель. При обычной эксплуатации скафандр разбирался на две части в области пояса. Вот так:
Одна рука костюма по умолчанию оснащалась мощным электрическим фонарем, а вторая механической клешней-захватом, которой водолаз управлял изнутри скафандра через передаточный механизм. Вот так:
Первые погружения выявили, что с герметичностью дела у скафандра Макдаффи обстоят сильно лучше, чем у французского предшественника, но всё же не идеально. Вода всё равно просачивалась через подвижные сочленения и скапливалась внутри костюма. Тогда конструктор придумал прекрасное в своей простоте решение — установил на скафандр помпу и подвел всасывающие шланги так, чтобы они выкачивали скапливающуюся внизу воду. Чертов гений!
Но несмотря на все ухищрения, особой популярности скафандр Макдаффи не завоевал. Он несколько раз применялся в различных работах на глубине до 100 метров, но общая сложность и несовершенство конструкции вкупе со спорной герметичностью в итоге заставили вывести его из эксплуатации.
Тем более, как уже сказано выше, прогресс не стоял на месте. В 1914 году немецкая фирма Neufeldt & Kuhnke начала производство глубоководного скафандра Tiefseetaucher (переводится, как ни банально, «глубоководный ныряльщик») разработки инженера Фридриха Галла.
Немецкий гений, как всегда, сумрачен, но очень практичен:
В основу подвижных сочленений легло модернизированное шарикоподшипниковое соединение, прочие элементы конструкции в той или иной степени развивали идеи предшественников. Пожалуй самым важным нововведением стала балластная емкость в верхней части костюма, которая могла заполняться воздухом для частичной компенсации веса скафандра.
27 сентября 1914 года скафандр успешно прошел испытания, погружаясь на глубину свыше 100 метров сначала с грузом, а потом и с самим конструктором внутри. Последний более получаса пробыл на глубине 114 метров, после чего продемонстрировал полное отсутствие протечек внутрь скафандра. Глубоководный костюм Neufeldt & Kuhnke стал первым серийным экземпляром и активно применялся по всему миру. В частности участвовал в подъеме золотых и серебряных слитков из обломков британского корабля «Египет», затонувшего в мае 1922 года на глубине 170 метров.
Постепенно и прочие ведущие страны обзавелись своими моделями глубоководных скафандров и вскоре спуск и работы на недостижимой ранее глубине из прорыва и подвига превратились в скучную рутину.
Современный глубоководный скафандр ADS 2000 позволяет работать на глубине 610 метров:
Комментарии (26)
VT100
00.00.0000 00:00+3Так, в 1715 году британец Джон Летбридж предложил нечто среднее между скафандром и батискафом,……… Слабое место конструкции вполне очевидно: для надежной герметизации руки пришлось бы перетянуть на грани ампутации.
Тем не менее — Джон стал одним из успешнейших подводных кладоискателей 18 века. И "машина для погружений" будто бы — упомянута на его надгробии.
Под давлением воды — чулок сам будет облегать руки всё плотнее и плотнее. КМК.
mmMike
00.00.0000 00:00+1Не то слово облегать. Тут не поддуешься вовремя (сухой костюм) - обожмет так, что потом все швы поддевы а теле отпечатаются на перепаде метра 3-4 при погружении.
Хотя.. наверное метров до 5-7.. и то, если бочка не до конца герметична и хоть как то давление в ней повышается при погружение.
что скорее всего так. Бочка (дубовая) выдерживающая давление на 10 м это что то многовато.VT100
00.00.0000 00:00+1Давление на бочку — снаружи. Вполне может выдерживать, КМК.
mmMike
00.00.0000 00:00+1вот как раз изнутри проще выдержать на разрыв чем снаружи.
10 м - 1атм. 1 кг на см2. Это весьма много, если умножить на площадь поверхности.Можно глянуть ролики, как схлопываются авто и жд. цистерны под давлением окружающего воздуха (как раз 1атм).
VT100
00.00.0000 00:00Не думаю… КМК, фокус со схлопыванием цистерны вызывается намного большим перепадом давлений, чем 5..10 ати.
mmMike
00.00.0000 00:00+1фокус со схлопыванием цистерны вызывается намного большим перепадом давлений, чем 5..10 ати.
Вы это сейчас серьезно? :)
Я как то даже немного в шоке..
Давление воздуха на уровне моря ну никак не может быть больше одной атмосферы (на планете Земля).
Давление внутри цистерны в принципе никак не может быть меньше 0 (0 = вакуум полный).
Давление на цистерну, (из которой выкачали воздух) на уровне моря (воздушная среда) никак не может быть больше 1кг на см2.
Tarakanator
00.00.0000 00:00Давление воздуха на уровне моря ну никак не может быть больше одной атмосферы (на планете Земля).
Владельцы барокамер с вами не согласятся.
Давление внутри цистерны в принципе никак не может быть меньше 0 (0 = вакуум полный).
вакуум казимира
Да, я согласен это утопление урановых ломов в ртути... но тем не менее.
mmMike
00.00.0000 00:00+1фокус со схлопыванием цистерны вызывается намного большим перепадом давлений, чем 5..10 ати.
Причем тут барокамеры и пр. Речь шла о схлопывани авто и жд. цистерн (роликов полно на ютюб). И Вашим утверждением, приведенным выше.
Не люблю когда лавировать начинают.
Tarakanator
00.00.0000 00:00-11))я не лавировал, я сюда только зашёл. Выше не моё утверждение.
2)я же написал, что это аналогично утоплению урановых ломов в ртути, но ваши утверждения уж слишком категоричны, чтобы оставить их без коммента.mmMike
00.00.0000 00:00+1Да. Извините. Вы не VT100..
Мои утверждения про физику конкретного явления категоричны, потому что пытался сформулировать условия как можно точнее.
А пытаться говорить про что жд. цистерну можно пометить в барокамеру и тогда условия будут другие и что вакуум бывает разный (скорость света) и из за этого нельзя утверждать, что давление в вакууме нельзя принять за 0 в макромире для практических расчетов...
ну это спор ради спора.
Если бы Вы прицепились к 1кг на 1см (что является приближением для 1атм), это хоть как то бы имело смысл.Tarakanator
00.00.0000 00:00-1Для практических рассчётов нужно как минимум не забывать про ветер. Я же комментировал ваше
ну никак не может быть
VT100
00.00.0000 00:00Условно, на глубине 10 м давления вне и внутри бочки сравниваются. На 50 м — перепад 4 ати. Не знаю, сколько выдерживали деревянные бочки для шампанского. Но думаю, погружение на 50 м бочка вполне способна выдержать. Особенно, если учесть, что давление направлено внутрь бочки.
"Слот тер Хооге", который "обчистил" Летбридж — затонул вообще на 24 м."Лодко-человек" (σκάφος ἀνήρ) Летбрижда был довольно совершенной машиной, имеющей многие признаки водолазного скафандра начала-середины ХХ века. Вентиляция с поверхности, сбрасываемый оператором балласт.
mmMike
00.00.0000 00:00конечно точных данных нет. Но откуда выводы и предположения?
Вентиляция с поверхности, сбрасываемый оператором балласт.
Ни в одном источнике нет упоминания о вентиляции и сбрасываемом балласте.
Ладно сброс балласта изнутри. Это сложно понять по сохранившимся описаниями.
Но вентиляция (насос на поверхности) это из какого источника инфа?на глубине 10 м давления вне и внутри бочки сравниваются.
Это как сравняется? Без вентиляции (1), давление внутри (2) будет равно атмосферному, а на 10 метров давление НА бочку будет 1 атмосфера (3).
(1) - как более поздние скафандры с подачей сжатого воздуха насосом с ручным приводом с поверхности
(2) - если принять, что бочка без частично не затопляется и полностью герметична.
(3) - каждые 10м водного столба это приблизительно 1 атм.Скорее всего бочка была частично затопляемой для выравнивания давления. Потому что давление в 1 атм на сдавливание - это весьма прилично.
А уж обжим рук в мягких "перчатках" даже в одну атмосферу это фатально для рук за короткое время. Представьте, что вам кто то весом в 100 кг наступил на запястье (10x10 см. 100 кв.см * 1 кг)VT100
00.00.0000 00:00Ни в одном источнике нет упоминания о вентиляции и сбрасываемом балласте.
Значит — такой науч-поп 90-х. Автор приписал.
Но сам Летбридж пишет о спуске на 10-12 морских саженей, что даёт 18-21 метр — так или иначе. А там и до 24 — рукой подать.
Это как сравняется?
Да. Заврался я что-то про выравнивание.
Но, думаю, 3-5 ати дубовая бочка способна выдержать в обе стороны.
j_aleks
00.00.0000 00:00+1Рекомендую для любопытствующих, один американский товарищ,Виктор Весково , нырнул на дно всех океанов.
там есть и остальные ссылки по остальным океанам, легко найти.
очень познавательно.
EugeneH
00.00.0000 00:00+2Текущий абсолютный рекорд погружения с современным аквалангом — 332 метра
Вот погружение на 534 метра на кислород-водородной смеси:
Эта же компания организовала симуляцию погружения на 701 м в барокамере на похожем оборудовании.
mmMike
00.00.0000 00:00Важное уточнение "с аквалангом". Т.е. со связкой баллонов на себе. И практически без подстраховки.
Поскольку все это в "любительском" дайвинге. Т.е. частными лицами за относительно небольшие (смотря с чем сравнивать) деньги. И гибнут они регулярно..Информация о погружениях в открытой воде сделанных на "государственном уровне" вся на уровне слухов. Потому что в 100% это военные.
А "сухие погружения" от компаний, типа http://www.comex.fr - это в чистом виде пиар. Да и то, все без подробностей. О том, что это кислородно водородная смесь - не секрет. Но самое важное - это подробности. Соотношения смеси, графики погружения..
Да и сам эксперимент длился около месяца однако.EugeneH
00.00.0000 00:00+1Данное экспериментальное погружение Hydra 8 неплохо докумнтировано. И вообще, тянет на отдельную статью. Вкратце написано в описании к видео: компрессия до 53 атмосфер в барокамере втечение 8 дней, несколько погружений на глубину 520 и 534 м, общей продолжительностью 28 часов (работа в открытом море, не "сухое погружение"), 18 дней декомпрессии. Со связкой баллонов такое, конечно, не получится провернуть.
Также Comex проводили симуляцию погружения на 650 и 701 м в барокамере. Это я к тому, что само по себе давление не становится "несовместимым с жизнью" глубже 300 м.
mmMike
00.00.0000 00:00+2Данное экспериментальное погружение Hydra 8 неплохо докумнтировано.
Документировано. когда то с интересом читал. Сейчас ссылку на сайте у них не нашел. Но и тогда, когда читал, сложилось впечатление, что без технических подробностей по эксперименту нему никто не рискнет такое повторить. Не найдется рисковый парень. Да и очень все это не дешево.
Это я к тому, что само по себе давление не становится "несовместимым с жизнью" глубже 300 м.
Ну так уровень статьи то "надо что то написать, что бы воткнуть ссылку на .."
Гораздо интереснее читать переписку на форумах tetis. Там хоть народ ближе к теме.
3epka
Недавно появился т.н. EXOSUIT - новый костюм для глубоководных (до 300м) погружений - весьма футуристично выглядит:
Fedorkov
Я бы сказал ретрофутуристично.
Didimus
Терранский скафандр