Первые жесткие скафандры.

От внешней среды.

Части снаряжения образуют специальную оболочку, непроницаемую для газов и воды. Скафандры подразделяются на жёсткие (нормобарические, или атмосферные) и мягкие.

Жёсткий водолазный скафандр

Также называется нормобарическим , или атмосферным .

По ГОСТ Р 52119-2003: Жёсткий водолазный скафандр предназначен для подводного наблюдения и выполнения водолазных работ оператором находящимся в условиях нормального внутреннего давления (Техника водолазная. Термины и определения ).

Снаряжение, предназначенное для глубоководных (до 600 метров) работ, во время которых на водолаза действует обычное атмосферное давление, что снимает проблему декомпрессии , исключает азотное , кислородное и иные отравления.

В настоящее время на снабжении ВМФ России находится четыре комплекта жёстких водолазных скафандров «HS-1200» (канадской фирмы «Oceanworks») с рабочей глубиной погружения 365 метров.

Мягкий водолазный скафандр

Изготовлен из резины, шлем сделан из металла. Не изолирует водолаза от воздействия давления внешней среды (воды). Самым простым примером мягкого водолазного скафандра может служить трехболтовое водолазное снаряжение .

См. также

Напишите отзыв о статье "Водолазный скафандр"

Ссылки

www.divingheritage.com/atmospheric.htm
www.divingheritage.com/armored.htm
www.divingheritage.com/sam.htm

Отрывок, характеризующий Водолазный скафандр

«Сами себя богу предадим, – повторила в своей душе Наташа. – Боже мой, предаю себя твоей воле, – думала она. – Ничего не хочу, не желаю; научи меня, что мне делать, куда употребить свою волю! Да возьми же меня, возьми меня! – с умиленным нетерпением в душе говорила Наташа, не крестясь, опустив свои тонкие руки и как будто ожидая, что вот вот невидимая сила возьмет ее и избавит от себя, от своих сожалений, желаний, укоров, надежд и пороков.
Графиня несколько раз во время службы оглядывалась на умиленное, с блестящими глазами, лицо своей дочери и молилась богу о том, чтобы он помог ей.
Неожиданно, в середине и не в порядке службы, который Наташа хорошо знала, дьячок вынес скамеечку, ту самую, на которой читались коленопреклоненные молитвы в троицын день, и поставил ее перед царскими дверьми. Священник вышел в своей лиловой бархатной скуфье, оправил волосы и с усилием стал на колена. Все сделали то же и с недоумением смотрели друг на друга. Это была молитва, только что полученная из Синода, молитва о спасении России от вражеского нашествия.
– «Господи боже сил, боже спасения нашего, – начал священник тем ясным, ненапыщенным и кротким голосом, которым читают только одни духовные славянские чтецы и который так неотразимо действует на русское сердце. – Господи боже сил, боже спасения нашего! Призри ныне в милости и щедротах на смиренные люди твоя, и человеколюбно услыши, и пощади, и помилуй нас. Се враг смущаяй землю твою и хотяй положити вселенную всю пусту, восста на ны; се людие беззаконии собрашася, еже погубити достояние твое, разорити честный Иерусалим твой, возлюбленную тебе Россию: осквернити храмы твои, раскопати алтари и поругатися святыне нашей. Доколе, господи, доколе грешницы восхвалятся? Доколе употребляти имать законопреступный власть?

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ГЛУБОКОВОДНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЖЕСТКИХ ВОДОЛАЗНЫХ СКАФАНДРОВ

Текст:
Б.А. Гайкович, к.т.н., заместитель генерального директора
ЗАО «НПП ПТ «Океанос»

Жесткие водолазные скафандры (ЖВС, Atmospheric Diving Suits) находятся в постоянной эксплуатации ВМС различных стран и коммерческих организаций с 1980-х годов. Военно-морские силы США, Италии, Франции, Японии, Турции оценили преимущества ЖВС перед традиционными водолазными глубоководными комплексами и комплексами телеуправляемых аппаратов рабочего класса при проведении спасательных операций и подводно-технических работ.

Основные преимущества систем ЖВС:

возможность переброски/доставки комплекса ЖВС любым видом транспорта, включая авиационный;
возможность работать с минимально оборудованного судна (или иного плавсредства);
быстрое (несколько часов) развертывание и свертывание (мобилизация/демобилизация);
возможность обеспечения практически 24-часовой работы (при наличии сменных пилотов). Отсутствие необходимости декомпрессии позволяет поднимать скафандр на поверхность только для перезарядки АКБ системы жизнеобеспечения, перезарядки химического поглотителя СО 2 и смены пилота, что при наличии тренированной команды технических специалистов возможно проделать за несколько минут;
присутствие человека непосредственно на месте работ, что позволяет произвести оценку ситуации в реальном времени, а при необходимости – прибегнуть к импровизации.

Оценив преимущества систем ЖВС, руководство Военно-морского флота РФ в ходе программы экстренного восстановления аварийно-спасательной службы после трагедии АПЛ «Курск» закупило четыре комплекта (восемь скафандров) типа Hardsuit, которые вместе с новыми на тот момент для отечественного флота телеуправляемыми подводными аппаратами рабочего класса (РТПА) составили костяк аварийно-спасательных сил на флотах РФ.

ЖВС - жесткий водолазный скафандр

Компания ЗАО «НПП ПТ «Океанос» является единственной в Европе компанией, имеющей высококлассных техников и сертифицированных пилотов ЖВС Hardsuit (в том числе нового поколения – Hardsuit Quantum), и на протяжении многих лет ведет от лица производителя авторский надзор, осуществляя обслуживание, необходимый ремонт, модернизацию и полную техническую поддержку находящихся на вооружении глубоководных систем ЖВС.

Высокий уровень специалистов ЗАО «НПП ПТ «Океанос» неоднократно подтверждался и отмечался, в том числе и зарубежными ведущими специалистами данного профиля.

Средства обеспечения глубоководных аварийно-спасательных работ

В настоящее время задачи проведения аварийно-спасательных и подводно-технических работ на глубинах свыше 100 м возлагаются на следующие системы:

Обитаемые подводные аппараты (ОПА);
Необитаемые телеуправляемые подводные аппараты рабочего класса (РТПА);
Глубоководные водолазные комплексы и водолазы-глубоководники (ГВК);
Жесткие водолазные скафандры (ЖВС).

Вкратце опишем специфику, преимущества и недостатки каждой системы.

Обитаемые подводные аппараты (ОПА)

К преимуществам ОПА относится большая (для большинства аппаратов) рабочая глубина, достаточно высокая автономность, непосредственное присутствие человека на месте работ для оценки ситуации (а иногда – и для столь необходимого импровизированного решения неожиданной проблемы). Спасательные ОПА (например, западные проекты PRMS или Remora, или созданные в СССР пр. 1855 «Приз» и пр. 1827 «Бестер» и их модификации) имеют возможность (при успешной стыковке) переводить спасаемых из терпящей бедствие ПЛ в спасательный аппарат «по сухому», без необходимости выхода в воду. Манипуляторные комплексы отечественных аппаратов обеспечивают и выполнение целого ряда работ.

К недостаткам спасательных ОПА можно отнести необходимость использования мощного судна обеспечения (своевременная мобилизация которого крайне затруднительна), высокая стоимость как создания, так и эксплуатации таких аппаратов, необходимость постоянных тренировок личного состава, подготовки и повышения уровня квалификации персонала (что весьма сложно обеспечить в условиях нормальной ротации военнослужащих ВМФ). Размеры аппаратов и крайне ограниченная обзорность делают невозможным применение их в сложных условиях малой видимости, узостях, на сильных течениях и т.д. Также необходимо наличие дополнительных резервных аварийно-спасательных глубоководных средств для обеспечения безопасности самого аппарата (всем памятны история аппарата АС-28 и целый ряд аналогичных ситуаций с отечественными и зарубежными ОПА).

Необитаемые телеуправляемые подводные аппараты рабочего класса (РТПА)

РТПА на сегодняшний день – лидирующая подводная система при производстве аварийно-спасательных и подводно-технических работ. Представляя собой мощную (до 250 л.с.) силовую платформу с промышленными манипуляторами, видеокамерами, системами позиционирования, освещения и возможностью монтажа навесного оборудования по требованию заказчика, рабочие ТПА способны выполнять широкий диапазон работ. Например, один из наиболее совершенных аппаратов, РТПА Schilling HD компании FMC Technologies Schilling Robotics имеет следующие характеристики:

Рабочая глубина: до 4000 м
Размеры: 3 x 1,7 x 2 м
Мощность основного привода: 150 л.с.
Мощность вспомогательного привода (привод навесных инструментов): 40–75 л.с.
Вес в воздухе: 3700 кг
Манипуляторы (стандартно): 1 х 7-функциональный, 200 кгс; 1 x 5-функциональный, 250 кгс.

Являясь весьма крупными аппаратами, РТПА требуют применения специализированных судов (однако меньшего размера, чем в случае с ОПА). С другой стороны, большинство судов обеспечения буровых платформ имеют возможность размещения РТПА (или уже имеют РТПА на борту), что дает преимущества в скорости мобилизации аппаратов при возникновении аварии.

К недостаткам РТПА относят большие габариты (что исключает работу в стесненных условиях), необходимость высокого уровня практической подготовки личного состава, ограниченный обзор. К преимуществам – наличие мощных силовых систем, позволяющих использовать гидравлические и иные инструменты, мощные манипуляторы, осветительные системы и др.

Глубоководные водолазные комплексы (ГВК)

Являясь наиболее традиционным способом проведения водолазных работ, водолазный труд при этом остается наиболее рискованным и дорогим. С развитием подводных технологий задач, которые может выполнить только водолаз, остается все меньше и меньше. Примером тому могут служить освоение и эксплуатация глубоководных месторождений нефти и газа (1500 м и более), где используется только робототехника. Проведение глубоководных водолазных операций рискованно само по себе, даже не учитывая риск, которому подвергается водолаз в ходе непосредственной работы. Воздействие высоких давлений на организм, компрессия и декомпрессия, проживание в стесненных условиях на протяжении нескольких недель, развитие специфичных водолазных заболеваний и другие вредные факторы приводят к стремлению обойтись без труда водолазов.

Преимущества использования водолазов: возможность работы в стесненных условиях и при плохой видимости (так как доступны тактильные ощущения), возможность непосредственно анализировать ситуацию на месте работ и принимать своевременные решения. К недостаткам можно отнести наибольшие для рассматриваемых систем затраты на строительство самого ГВК и строительство/переоборудование судна-носителя, невозможность быстрой мобилизации, высокие эксплуатационные расходы, невозможность продолжительной непрерывной работы и прочие факторы, связанные с тем, что мы имеем дело с тяжелым физическим трудом людей в крайне опасной среде.

Жесткие водолазные скафандры (ЖВС)

Изначально ЖВС создавались как средство объединения преимуществ ОПА (отсутствие необходимости декомпрессии, защита от факторов внешней среды, мобильность без расхода физических сил, присутствие человека на месте работ) с преимуществами водолаза-глубоководника (применение любого инструмента, высокая обзорность, высокая мобильность и ловкость, возможность работы в сложных условиях). Получившаяся в итоге система в высшей степени отвечает требованиям для аварийно-спасательной системы – она высокомобильна, не требует применения специальных приписанных к ней судов, обладает высокими экономическими показателями.

Жесткий водолазный скафандр

С точки зрения применения ЖВС имеет смысл обратиться к опыту ведущих мировых компаний и проводимых ими работ. Особую роль в таких работах играет компания Phoenix International (США), начавшая коммерческие работы с применением ЖВС в 2003 году по всему миру. Являясь компанией-оператором по проведению ПТР мирового класса и имея в своем распоряжении глубоководные водолазные комплексы, РТПА, крановые суда и баржи и т.д., компания Phoenix на тендерной основе была выбрана правительством США для осуществления популярного в Америке принципа совместной работы гражданских специалистов и военных структур – GOPO (Government Owned, Privately Operated – «Принадлежит государству, работает частным образом»). Суть принципа в том, что гражданская компания (в данном случае – Phoenix) получает в свое распоряжение сложные технические системы (в нашем случае системы ЖВС, принадлежащих ВМС США) и обязуется поддерживать их в полностью исправном состоянии, проводить обслуживание, ремонты, модернизации, обучение персонала и т.д. Компании предоставляется право использовать оборудование для коммерческих работ, но при этом при получении извещения от ВМС она обязана предоставить в крайне сжатый срок (например, в случае с аппаратом АС-28 этот срок составил 12 часов) полностью готовый к работе и мобилизованный комплекс в сопровождении технического и управляющего персонала. Таким образом, с государства снимается бремя по обслуживанию и содержанию техники и подготовке персонала (что очень важно для флота, имеющего естественную ротацию специалистов), при этом ВМС уверены, что в необходимый момент в их распоряжении будут полностью готовые к работе системы с персоналом, получившим максимально возможную подготовку и опыт в ходе многочисленных практических работ.

Как показывает конкретный опыт применения ЖВС, данный принцип функционирует весьма успешно. Получив коммерческий успех с использованием государственных скафандров, компания к настоящему моменту приобрела (сначала в лизинг, а потом выкупила) и свои собственные два комплекта ЖВС (четыре скафандра). За прошедшие годы компания Phoenix провела более 90 коммерческих работ по всему земному шару, от Средиземноморья и Мексиканского залива до Мадагаскара и Южно-Африканских морей, длительностью от нескольких недель до нескольких месяцев и с рабочими глубинами от 30 до более 300 метров. По мере накопления опыта стало возможным привлечение ЖВС ко все более сложным и тяжелым видам ПТР, особенно в области подводного строительства и обустройства нефтегазовых месторождений.

Совместное использование ЖВС и РТПА

Как показал опыт проведения практических работ с использованием ЖВС, наилучшие результаты достигаются при совместном использовании ЖВС и ТПА (РТПА). В этом случае за РТПА остается роль платформы обеспечения – аппарат обеспечивает освещение, видеодокументирование и наружный обзор места работ, подает и принимает инструменты, является силовым приводом для ручного гидравлического инструмента, манипулирует тяжелыми объектами и т.п. Пилот ЖВС осуществляет общее руководство работами, обеспечивает «тонкие» манипуляции, проникает внутрь пространственных конструкций и способен работать в более сложных условиях.

Платформа Schilling HD

Безопасность ЖВС обеспечивается экипажем РТПА, а недостающая РТПА гибкость и маневренность компенсируются высокими маневренными свойствами и относительно малыми размерами ЖВС. Например, компания Phoenix провела целый ряд работ именно в такой конфигурации и сообщает о высокой эффективности и высоких показателях безопасности при проведении работ.

Модернизация ЖВС

Столь интенсивное практическое использование ЖВС Hardsuit привело к естественной потребности увеличения его функциональных возможностей. Производитель Hardsuit, международная компания OceanWorks International (Канада-США) выпустила на рынок новое поколение жестких скафандров – Hardsuit Quantum. В ходе глубокой модернизации ЖВС получила новый двигательный комплекс – в отличие от старых двигателей постоянной частоты со сложным механизмом винтов изменяемого шага, на скафандре устанавливаются бесщеточные двигатели увеличенной мощности с винтами фиксированного шага. Это изменение не только увеличило мощность скафандра практически в два раза, но и на порядок сократило длительность обслуживания и ремонта – именно обслуживание сервоприводов лопастей ВИШ было наиболее трудоемким и технически сложным этапом при ТО ЖВС.

Выводы

Жесткий водолазный скафандр Hardsuit, особенно с учетом последних модернизаций, успешно зарекомендовал себя на практике как на коммерческом рынке, так и в области аварийно-спасательного дела.

По утверждению компании Phoenix, лучших результатов при работе им удалось добиться, используя ЖВС вместе с ТПА рабочего класса. В этом случае пилот ЖВС брал на себя руководство операцией на месте, выполнение тонких и сложных работ, использовал зрительное и тактильное восприятие, способность к импровизации, оставляя ТПА роль «рабочей лошади» – силовой и инструментальной платформы большой мощности. Очевидно, что совместная работа с РТПА (мощность которого 150–250 л.с.) требует большого опыта, филигранной техники и идеальной согласованности действий, что достигается исключительно в ходе продуманных и интенсивных тренировок и большого объема совместных практических работ. Не следует ожидать удовлетворительных результатов от пилотов и поверхностных групп обеспечения, имеющих возможность выполнять тренировочные спуски только в ходе учений и подобных редких событий.

Экономически эффективным решением данной проблемы может и должна стать подготовка экипажей в многофункциональных учебно-тренировочных комплексах, которые позволяют отработать сложные взаимодействия подводной техники в полностью контролируемых условиях, с имитацией течений, ограниченной видимости и моделированием подводной обстановки на месте предполагаемых работ.

ЗАО «НПП ПТ «ОКЕАНОС»
194295, Россия, г. Санкт-Петербург,
ул. Есенина, 19/2
тел. +7 812 292 37 16
www.oceanos.ru

Водолазный костюм - от Леонардо да Винчи до наших дней.
Вся история водолазного дела, в фотографиях.

Водолазный костюм Леонардо да Винчи, воссозданный по его чертежам в наше время
Водолазный костюм был придуман Леонардо для венецианцев, которым постоянно приходилось отражать морские военные атаки. Водолазный костюм Леонардо был выполнен из кожи, шлем был оснащен стеклянными линзами, обувь водолаза утяжелена металлическим грузом. Человек в таком костюме мог дышать с помощью колокола с воздухом, опущенного под воду, от которого к шлему водолаза были подведены дыхательные трубки.
Ученый предложил концепцию водолазного костюма с целью отражения угрозы, исходящей от турецкого флота. Согласно задумке, водолазы должны были погрузиться на дно и дожидаться прибытия кораблей противника. Когда вражеские суда показались бы над водой, водолазы должны были совершить диверсию и пустить корабли на дно. Доказать правильность этой концепции было не суждено. Венеция смогла противостоять турецкому флоту без помощи диверсантов.

Первое устройство для погружения на большую глубину английского королевского астронома, геофизика, математика, метеоролога, физика и демографа Эдмунда Галлея, конец 17 века
Английский астроном Эдмонд Галлей (тот самый Галлей, предсказавший возвращение кометы Галлея) построил водолазный колокол, вентилируемый с помощью бочонков со сжатым воздухом, присылаемых с поверхности. Как ни странно, идея оказалась удачной, и сам Галлей с четырьмя рабочими пробыл свыше 11 часов на глубине около 9 сажен. Впервые вентиляция водолазного колокола с помощью помпы была достигнута в 1788 г. Смитоном и с этого момента многочасовое пребывание водолазов под водой перестало быть экстраординарным событием.

"Колокол опустился на дно. Затем ассистент одел на голову другой, маленький колокол, и смог немного походить по дну – насколько ему позволяла трубка, через которую он дышал оставшимся в большом колоколе воздухом. После этого сверху были сброшены бочки с дополнительным запасом воздуха, утяжелённые грузом. Ассистент отыскал их и подтащил к колоколу".

Россия. "Водолазы без вина в воду не лазят"
Профессиональное сословие водолазов в России появилось в начале XVII века вместе с развитием рыбного промысла на Волге и в устье Яика (Урала). Тогда же, кстати, и появился сам термин «водолаз». Водолазы занимались поддержанием в рабочем состоянии казённых и монастырских учугов (подводных свайных заграждений, куда загонялись рыбы).
Старец Иринарха из Спасо-Прилуцкого монастыря на изгибе реки Вологды в январе 1606 г. отметил: "Дал старцу Якиму Лузоре за водолазное и на горшки девять алтын". А в 1675 г. патриарх Иоаким жалуется царю Алексею Михайловичу: "А учюжному де их промыслу без вина быти невозможно некоторыми делы, потому что водолазы для окрепья учюжных забоев и водяной подмойки и дыр без вина в воду не лазят и от того де астраханскому их учужному промыслу чинитца мотчанье и поруха великая и многое нестроение".
Водолазы были заняты добычей речного жемчуга, а также строительством и поддержанием в исправности гидротехнических сооружений рыболовных промыслов Нижней Волги. Они погружались без использования какого-либо специального снаряжения, "на нырке", и серьезных работ под водой выполнять не могли.
В 1763 г. в Санкт-Петербурге были выпущены первые правила водолазной службы: «Известия о порядке, кои соблюдать должно при водолазании и вытаскивании товаров из воды».

Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715

Один из двух шлангов тянулся к поверхности – через него поступал воздух для дыхания; другой служил для отвода выдыхаемого воздуха.

Аппарат для погружения Джона Летбриджа, 1715

Герметичная дубовая бочка
Эта бочка предназначалась для поднятия ценностей с затонувших судов.
В том же году англичанин Эндрю Бекер разработал похожую систему, которая была снабжена системой трубок для вдоха и выдоха.

Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797
В 1797 г. немцем А. Клингертом была предложена первая "одежда для водолазов", в которой действительно можно было работать под водой дольше трёх минут. Она состояла из непромокаемой ткани, на плечах водолаза прикреплявшейся к краю металлического колпака, который покрывал голову водолаза. Внутрь двух дыхательных кожаных труб с распределительным клапаном для вдоха и выдоха была вделана спиральная пружина для того, чтобы давлением воды не сплюснуло стенки.
Помпа для вентиляции костюма не предусматривалась ибо предполагалось, водолаз сможет дышать в воде самостоятельно. В 1798 г. изобретение Клингерта было испытано на реке Одер под Врацлавом. Уже при незначительном погружении у водолаза возникали затруднения дыхания, а на глубине 6 футов дышать стало невозможно, вследствие того, что давление воды на грудь водолаза превзошло силу дыхательной мускулатуры.
Впоследствии Клингерт усовершенствовал свой костюм, придав ему окончательно монструозный вид. Для противодействия давлению воды на грудную клетку водолаза Клингерт превратил аппарат в металлическую кирасу с приделанными к ней штанинами. Поскольку герметичность этого сооружения была сомнительна, к кирасе крепился насос для выкачивания воды, попадающей в аппарат.

"Он состоял из куртки, штанов из непромокаемой кожи и шлема с иллюминатором. Шлем соединялся с башенкой, в которой находился резервуар с запасом воздуха. Резервуар не пополнялся, так что время пребывания под водой было ограничено".

Костюм Чонси Холл, 1810

Первый глубоководный скафандр с тяжёлыми башмаками Августа Зибе (Германия), 1819
Неудобство состояло в том, что водолазу приходилось удерживать вертикальную позицию, иначе под колокол могла попасть вода. В 1937 году к колоколу было добавлено водонепроницаемое облачение, что позволило водолазу стать более подвижным.

Снаряжение Рукеройля-Денейруза образца 1865
…"Пользуясь прибором Рукеройля-Денейруза, изобретённым вашим соотечественником и усовершенствованным мною, вы можете безо всякого ущерба для здоровья погрузиться в среду с совершенно иными физиологическими условиями. Прибор этот представляет собою резервуар из толстого листового железа, в который нагнетается воздух под давлением в пятьдесят атмосфер. Резервуар укрепляется на спине ремнями, как солдатский ранец. Верхняя часть резервуара заключает в себе некое подобие кузнечных мехов, регулирующих давление воздуха, доводя его до нормального…". Жюль Верн, «Двадцать тысяч лье под водой"…
В своем романе Жюль Верн описал реально существовавший тогда аппарат Рукеройля-Денейруза.

Водолаз с аппаратом Рукеройля-Денейруза, готовый к экстренному спуску
В аварийной ситуации, когда требовался экстренный спуск водолаза, снаряжение Рукеройля-Денейруза можно было использовать без водолазной рубахи и маски:

Такие шлемы без существенных изменений использовались сто лет

Водолазный костюм с 20 маленькими иллюминаторами Альфонса и Теодора Кармагноль, Марсель, Франция, 1878

Аппарат Генри Флюсса, 1878
Прорезиненная маска соединялась герметичными трубками с дыхательным мешком и коробкой с веществом, поглощающим углекислый газ из выдыхаемого воздуха.

Водолаз спускается на дно у берегов Чили,
где произошло крушение британского судна Cape Horn, чтобы поднять груз меди, 1900

Один из первых водолазных костюмов с поддержанием давления, разработан М. де Плюви, 1906

Костюм Честера Макдаффи, вес 250 кг. 1911.
Знаменитая ретро-фотография.

Три поколения водолазных костюмов немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке», 1917-1940
Первая модель (1917-1923)

Вторая (1923-1929)

Костюм третьего поколения (произведён между 1929 и 1940 годами)
Позволял погружаться на глубину 160 м. и был снабжён встроенным телефоном.

Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925

Инструктор проверяет состояние студента, лежащего в декомпрессионной камере
во время занятий в школе водолазов, Кент, Англия, 1930

Почти Мини-подводная лодка на одного человека, 1933

Металлический костюм, позволявший водолазу спускаться на глубину более 350 м, 1938

Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии, 1974

Современный нормобарический скафандр. Слева.

Внешне нормобарический скафандр, несмотря на свое название, напоминает скорее миниатюрный батискаф. При длине 2,5 м и ширине 1,5 м одноместный АС весит 1,5 т. В верхней части аппарата размещен обзорный купол, а по бокам корпуса крепятся металлические руки-манипуляторы. За счет использования четырех электродвигателей одноместные скафандры могут развивать под водой скорость до трех узлов, а система погружения позволяет опускаться на глубину до 600 м.

Существует также двухместная версия - это два соединенных друг с другом одноместных скафандра. Один оператор отвечает за передвижение самого аппарата, а второй управляет работой рук-манипуляторов. Такой вариант скафандра весит чуть более 3 т.
Все.
Основа материала - публикация с сайта "Водный мир", 2015. Дополненная автором.

В конструкциях жестких скафандров можно выделить два направления. Первое направление - создание аппаратов с бронированным корпусом и шарнирными сочленениями, второе - на пружинной основе, без шарниров. Шарниры герметизировались парусиной, а кисти рук оставались открытыми. Воздух подавался с поверхности, а его излишки выходили через клапан на шлеме.
Через несколько лет, в 1912 г., итальянцы Л. Дюран (L. Durand) и М. Бамбино (М. Bambino) предложили буксируемую конструкцию жесткого скафандра , снабженную четырьмя сферическими дубовыми колесами. Проект не был реализован.
Основная проблема жестких скафандров - шарнирные соединения, которые не обеспечивали достаточной подвижности человека под водой в условиях повышенного внешнего давления. Пружинные скафандры также не обеспечивали необходимую подвижность, так как под давлением воды пружины сжимались. Другая проблема- снабжение водолаза воздухом. Шланговая подача воздуха дает возможность достаточно долго находиться под водой, но ограничивает свободу действий водолаза и глубину погружения и этим сводит до минимума достоинства жестких скафандров . Чтобы устранить этот недостаток, конструкторы отказывались от систем подачи воздуха с поверхности в ущерб времени пребывания под водой. В целом эти проблемы могут быть решены только с помощью систем регенерации воздуха.
Лишь спустя 200 лет после Лесбриджа создается реальная действующая модель жесткого скафандра . Его авторами были Нейфельдт и Кунке (1920). Аппарат весил 385 кг, имел автономность 6 ч и глубину погружения более 200 м (рис. 1.12). Плавучесть регулировалась как в подводной лодке - с помощью балластных цистерн, которые для погружения заполнялись водой, а для всплытия осушались запасом сжатого воздуха. В этой модели впервые была решена проблема шарнирных сочленений - внутри шарниров находились шариковые подшипники, а герметичность обеспечивалась резиновыми уплотнениями. Работоспособность скафандра была испытана фирмой «Сорима сэлвидж и Ко» при подъеме американского парохода «Вашингтон» с глубины около 100 м.
Затем были разработаны достаточно удачные скафандры Р. Галеацци и Дж. Перреса (1930). Жесткий скафандр Дж. Перреса «Тритония», в котором шарнирные поверхности изолировались специальной жидкостью, исключавшей усиление трения поверхностей при возрастающем внешнем давлении, послужил прототипом для серии современных нормобарических скафандров , названных так в честь первого испытателя «Тритонии» - Дж. Ларрета (Jim Larret). Эти скафандры изготовляются из легких сплавов или пластиков, имеют рабочую глубину погружения до 610 м при массе 410 кг (в воде около 27 кг). В 1970 г. в ходе эксперимента «Ихтиандр-70», проходившего на мысе Тарханкут (Крым, Черное море), акванавт И. Опша пробыл на глубинах 5-10 м 26 ч 15 мин. Для этих целей был сконструирован специальный скафандр (рис. 1.13). Затем это время было увеличено до 37 ч 40 мин С. Хацетом.
Как уже отмечалось, нормальное развитие жестких водолазных скафандров было невозможно без эффективных систем подачи воздуха. Предложенная Р. Дэйвисом в его наблюдательной камере система регенерации воздуха была затем реализована в аппаратах Левита (1918) и в других жестких скафандрах. Однако идея регенерации воздуха не являлась новой, если вспомнить жесткий скафандр Фреминета, а также идею российского инженера А. Н. Лодынина (1871). Аппарат Лодынина представлял собой герметичный сосуд, в котором располагалась установка для электролиза воды.
Дышать водолаз должен был кислородно-водородной смесью. В 1873 г. мичман российского флота А. Хотинский предложил

Жесткий скафандр применяется для работы на больших глубинах. Он состоит из стальных корпуса и конечностей, которые должны обеспечить свободу движений рук и ног; для этого все соединения конечностей сделаны на шарнирах, представляющих наиболее слабое место жестких скафандров.

О герметичности мягких скафандров особенно беспокоиться не приходилось: там между наружным давлением воды и давлением воздуха в скафандре никакой разницы (перепада) не было. Совсем иначе в жестком скафандре. Здесь водолаз дышит воздухом, находящимся при атмосферном давлении, поэтому наружное давление воды не.уравновешивается давлением воздуха внутри скафандра. Достаточно появиться неплотности или небольшому отверстию в скафандре, как он будет мгновенно заполнен водой, и человек погибнет.

Количество воды, поступающее в отверстие любого погруженного сосуда, можно определить по формуле V=μ F√ 2gH
V - количество поступающей воды, м³ /сек;
F - площадь отверстия, м² ;
Н - глубина погружения, м;
μ =0,6 - коэффициент расхода;
g = 9,81 м/сек² - ускорение силы тяжести.
Для примера примем F= 1 см² , а H = 200 м; тогда
У = 0,0001-0,6√ 2*9,81*200 =0,0038 м³ /сек = 230 л/мин.

Это значит, что при площади отверстия всего 1 см² скафандр на глубине 200 м (был бы заполнен водой гораздо меньше чем за минуту.

Воде легче всего проникнуть в скафандр в местах уплотнений. В скафандре имеются неподвижные соединения, которые уплотняются либо прокладками из резины, кожи или пластмассы (например, в крышке люка и иллюминаторе), либо сальниками (например, в месте прохода телефонного кабеля). Подвижные соединения - шарниры уплотнять особенно сложно: ведь для того, чтобы две детали могли двигаться (вращаться) одна относительно другой, между ними должен быть зазор, а через этот зазор на глубине может ворваться вода.

Самые лучшие уплотнения для подвижных соединений - самоуплотняющие манжеты, изготовленные из пластичных материалов (резины или пластика). Первоначально манжета плотно прижимается к зазору специальным распорным кольцом. При погружении роль кольца выполняет вода: чем больше глубина и давление, тем плотнее прижимается манжета, обеспечивая тем самым водонепроницаемость соединения. Однако на больших глубинах манжета так сильно зажимает соединения, что водолаз уже не может пошевелить ни руками, ни ногами. Это - главная причина, ограничивающая глубину погружения в жестком скафандре величиной 200-250 м.

Рассмотрим жесткий панцирный водолазный скафандр системы Нейфельдт и Кунке, предназначенный для работы на глубине до 150 м и состоящий из стального корпуса и шарнирных конечностей.

В корпусе имеются люк для водолаза, иллюминаторы и осветительные приборы. Снаружи к корпусу прикреплены четыре кислородных баллона (емкостью каждый по 2 л при давлении -кислорода 150 атм), из которых по специальным трубопроводам кислород подается в скафандр. Количество подаваемого кислорода регулируется самим водолазом вручную посредством клапанов, расположенных внутри скафандра. Там же имеется химический поглотитель углекислоты.

Несмотря на огромный вес скафандра (в воздухе 450 кг), водолаз в нем легко передвигается по дну, так как благодаря потере веса в воде вес скафандра под водой равен всего 60 кг.

Для производства различных маневров на корпусе скафандра сзади и спереди установлены две балластные цистерны, заполняемые при погружении водой. Водолаз может вытеснить воздухом воду из цистерн (продуть цистерны), и тогда вес скафандра уменьшится до 10 кг. Продувая и заполняя цистерны водой, водолаз может самостоятельно погружаться, ложиться на дно и т. д. Хотя скафандр и подвешен к судну на канате, но в случае обрыва каната водолаз может всплыть самостоятельно. При аварийном всплытии для уменьшения веса скафандра отдается также электротелефонный кабель.

Скафандр снабжен приборами: глубиномером, манометром, термометром и телефонным аппаратом. В «руки» скафандра может быть вставлен любой нужный инструмент, в зависимости от рода выполняемой работы.