"SCUBA", joka tarkoittaa sukellusta, on lyhenne sanoista - itsenäinen vedenalainen hengityslaite. Alkukirjaimet "SCUBA" saivat alkunsa vuonna 1939 Yhdysvalloista hengityslaitteiden toimittamiseen sotilassukeltajille. Kuten tutka, nämä lyhenteet tulivat niin tunnetuiksi, että niitä ei usein enää kirjoitettu isoilla kirjaimilla, vaan niitä alettiin käyttää itsenäisenä sanana, esimerkiksi walesin kielessä sitä käytetään nimellä "sgwba". Sukelluslaite antaa sukeltajalle veden alla tarvittavan hengityskaasun.
Sisällysluettelo
Nykyään on olemassa kahdenlaisia sukellusvarusteita
Avoin sykli
Avoimen silmukan laitteita Euroopassa, mutta ei Yhdysvalloissa, kutsutaan usein "scubaksi", Aqua-Lungiksi. Siinä sukeltaja hengittää sisään laitteesta ja hengittää ilmaa takaisin veteen. Tämäntyyppiset laitteet ovat suhteellisen yksinkertaisia, mikä tekee niistä halpoja ja turvallisia. Open loop -sukellus on lyhyempi kuin rebreather-sukellus laitteen painon ja tilavuuden vuoksi. On epätaloudellista käyttää kalliita kaasuyhdisteitä, kuten heliumia tai trimixiä. Monet sukeltajat käyttävät tavallista ilmaa (21% happea, 79% typpeä). Sylinteri on lähes aina vedetty taakse. "Twin apparate" kahdella sylinterisellä reput, yleisempi 1960-luvulla, kaksosylinterit ovat yleensä ammattitaitoisten sukeltajien käytössä, koska ne tarjoavat sukeltajalle pidemmän sukelluksen keston. Lentourheilusukeltajat myivät näitä vedenalaisia tavaroita, jotka koostuivat kolmisylinterisistä reppuista. Luolasukeltajat ripustavat joskus nämä sylinterit etupuolelleen.
Suljettu sykli
Kutsutaan myös rebrizereiksi. Tässä tapauksessa sukeltaja hengittää sisään laitteesta ja hengittää takaisin siihen, jossa uloshengitetty kaasu kierrätetään, jotta se taas hengittää. Koska 80% tai enemmän happea jää normaalisti uloshengitetyssä kaasussa, voidaan päätellä, että kaasua käytetään erittäin säästeliäästi uudelleenhengittäjässä, mikä pidentää sukellusprosessia ja tekee erikoisseosten hinnasta halvempaa, mikä on välttämätöntä monimutkaisemmille teknologioille ja laajemmille koulutus- ja kokemustarpeille. Uudelleenhengitystyyppejä on kolmea tyyppiä - happi-, twin-suljetun silmukan ja täysin suljetun silmukan hengittäjiä.
Molemmat sukellustyypit sisältävät ilman tai muun hengityskaasun syöttämisen, yleensä korkeapainesylinteristä, joka on kiinnitetty sukeltajan kehoon. Useimmissa avoimen piirin scuba tankeissa ja joissakin rebreathereissa on myös asianmukaiset säätimet, jotka ohjaavat hengityskaasun syöttöä. Joissakin rebreathereissa, kuten suihkukoneissa, on vain jatkuva tuloilmasäädin. Joskus sukeltajat käyttävät sanaa "scuba" viittaamaan vain avoimen piirin laitteisiin.
Avoimen silmukan laite
Open Circuit -sukellus esitetään usein väärin sanomalehdissä ja televisiossa "hapen" toimittajana, luultavasti siksi, että se muistuttaa implisiittisesti lentokoneiden ohjaajien happisylintereitä. Viime aikoihin asti, 90-luvulla, kun rikastettua ilmanitroxia alettiin käyttää laajasti, lähes kaikki urheilusukeltajat käyttivät edelleen yksinkertaista paineilmaa. Teknisesti tämä mahdollisti Yhdysvaltojen sukellusteollisuuden pysymisen koskemattomana Food and Drug Administrationin (FDA) toimesta, joka kieltää ilmakaasuseosten käytön sairauksien hoidossa tai ehkäisyssä. Eksoottisten kaasuseosten käytön tarkoituksena on tällä hetkellä tukahduttaa dekompressiotauti sukeltamisessa, mutta virallisesti FDA katsoo, että sukeltajat käyttävät vain paineilmaa.
Noin 1,6 ilmakehän osapaineessa hapesta tulee myrkyllistä. Avoin silmukan sukellus voi toimittaa erilaisia hengityskaasuja, mutta harvoin puhdasta happea, paitsi dekompression lopussa, teknisessä sukelluksessa.
Jotkut sukeltajat käyttävät rikastettua ilman nitroksia, jossa on lisääntynyt happiprosentti, yleensä 32% tai 36% (EAN32 ja EAN36, vastaavasti). Tämä antaa heille mahdollisuuden pysyä veden alla pidempään, koska heidän kehon kudokset imevät vähemmän typpeä.
Pyydetyn säätimen kanssa
Tämäntyyppinen laite koostuu yhdestä tai useammasta sukellussylinteristä, jotka sisältävät hengityskaasua, joka on kytketty sukellussäätimeen korkealla paineella (yleensä 200-300 Bar). Säädin toimittaa sukeltajalle tarvittavan määrän kaasua sopivassa veden syvyydessä. Puhekielessä tämän tyyppistä hengityslaitetta (riippuen englanninkielisestä maasta) kutsutaan usein aqua-lungiksi, vaikka sana "Aqua-Lung" on tuotteen tarkka nimi, joka on suojattu Cousteau-Gagnanin patentilla.
"Twin tube" avoimen silmukan laitesukellusta
Tämä on ensimmäinen yleiseen käyttöön tullut sukeltamisen kysytty venttiilityyppi, se nähtiin tyypillisissä 60-luvun scubaseikkailunäytöksissä, kuten "Sea Hunters".
Tämän tyyppisissä laitteissa kaksi (tai tavallisesti yksi tai kolme) säätimien vaihetta sisältyy suureen venttiilikaariin, joka on asennettu sylinterirepun päälle. Tälle tyypille on tunnusomaista kaksi leveää hengitysletkua, kuten monet nykyaikaiset rebreathers - yksi sisäänhengitys, toinen uloshengitys. Uloshengitysputkea ei ole tarkoitettu sisäänhengitykseen, vaan siksi, että ilmanpoiston tulee olla takana, samalla syvyydellä kuin säätimien toisen vaiheen laipio paineen muutosten välttämiseksi. Tämä saa aikaan vapaan kaasun virtauksen tai ylimääräisen hengitysvastuksen sukeltajan asennon mukaan vedessä, ja nykyaikaiset yksiputkilaitteet ovat välttäneet tarkoitetun toisen vaiheen säätimen siirtämisen sukeltajan suukappaleen eteen. Kaksoisputkilaitteen mukana tulee suukappale, kokokasvonaamio on valinnainen. Toinen vaihtoehto on sukellusputkeen liitettävä suukappale ja venttiili, joka yhdistää sukellusputken putkeen.
Sarjakuvissa on tuhansia kuvia, jotka esittävät vääriä kaksisylinterisiä kaksoisputkisukeltajia. Jokaisen sylinterin yläosasta tulee yksi leveä hengitysputki ilman säädintä.
"One tube" avoimen piirin laitesukellusta
Useimmissa nykyaikaisissa avoimen silmukan sukelluslaitteissa on sukellussäätimet, jotka koostuvat ensimmäisen vaiheen paineenalennusventtiilistä, joka sijaitsee sukellussylinterin tehoventtiilin yläpuolella. Tämä venttiili jakaa sylinterissä olevan paineen (joka voi olla suurempi kuin 300 baaria) vakiopaineeseen, joka on noin 10 baaria ympäristön paineen yläpuolella, jota käytetään järjestelmän "matalapaineisessa" osassa. Suhteellisen ohut matalapaineputki yhdistää sen toisen vaiheen säätimeen tai tarvittavaan venttiiliin, joka sijaitsee suukappaleessa. Uloshengitys tapahtuu yksisuuntaisen väliseinän kautta vaaditussa venttiilikammiossa, suoraan vedessä, melko lähellä sukeltajan suuta. Tätä tyyppiä kutsutaan "yksiputkeksi". Ensimmäinen tämän tyyppinen sukellusmalli oli Purpoise (Dolphin), joka tehtiin Australiassa valmistetusta sukelluslaitteesta.
Kaikissa nykyaikaisissa sukelluslaitteissa on toisessa putkessa ylimääräinen toisen vaiheen venttiili, tätä kokoonpanoa kutsutaan "mustekalaksi", koska siinä on yleensä useita putkia eri tehtäviin, jotka tulevat ulos pääsylinterin yläosasta. Toinen "toisen vaiheen" säädin tai "varailmalähde" tai "lisäturvallisuus" tai "toissijainen turvallisuus" on yleensä keltainen (osoittaa sen käytön vara- tai hätälaitteena). Sitä käytetään yleensä erityisessä kitkatulpassa sukeltajan rinnassa. Täällä on helppo tarttua tai tarjota toiselle sukeltajalle, kun se tarvitsee ilmaa. Tällä tavalla tämä toinen suukappale antaa kahden sukeltajalle, joiden on jaettava yksi sylinteri, hengittää omasta suukappaleestaan. Alkuperäisen "mustekala"-idean suunnitteli Sheck Exley yhdeksi uintisetiksi luolasukeltajille ilman jakamiseksi kapeaan tilaan, mutta nyt sitä käytetään standardisarjana virkistyssukelluksessa. Nykyaikaisille "mustekala"-päätason säätimille on ominaista korkeapaineportit, joita käytetään tietokoneen antureiden kanssa, ja lisäportit ylimääräisille matalapaineputkille, kelluvuussarjat täyttömekanismeja varten.
Yhä useammin 2000-luvulla uusia "turvasuukappaleita" yhdistettiin inflaattoriin ja imukomponenttiin kelluvuuden kompensointimekanismia varten. Jotkut sukelluskoulut suosittelevat, että sukeltaja antaa ensin oman suukappaleensa uhrille samalla, kun hän käyttää ylimääräistä turvasuukappaletta. Tämä johtuu siitä, että sukeltajalla, joka ei ole hädässä, on paljon enemmän aikaa ryhmitellä varusteensa hengityksensä jälkeen.
Kryogeeninen avoimen piirin laitesukellus
On olemassa useita kryogeenisiä avoimen silmukan sukellusmalleja, joissa on nestemäiset ilmasäiliöt sylintereiden sijasta.
Jordan Klein mallinsi ja melkein prototyypin Makon kryogeenisen avoimen silmukan laitesukellusta.
Venäläinen Kriolang (kreikaksi cryo-( frost) + englanniksi "lung") kopioitiin Jordan Kleinin "Mako"-sukelluksesta. Janwillem Beach Rebrizers -linkki näyttää kuvia vuoden 1974 Kriolangista. Sukelluksen kesto on mahdollista muutaman tunnin ajan. Se on täytettävä välittömästi ennen käyttöä.
SCAMP (Supercritical Air Mobility Pack) on NASAn mallintama nestemäisen ilman avoimen silmukan hengityslaite käytettäväksi avaruuspuvussa.
Rebreathers
Uudelleenhengityksessä kaasu, jonka sukeltaja hengittää ulos hengitysten välillä, varastoituu vastakeuhkoihin. Joissakin rebreathereissa yksisuuntainen venttiili ohjaa kaasun suoraan "silmukan" läpi. Muissa uudelleenhengittäjässä sisään- ja uloshengitetty kaasu kulkee edestakaisin yhden putken kautta, jota kutsutaan venttiilijärjestelmäksi. Sukeltajan käyttämä happi täydennetään yleensä sylinteristä, sukeltajan uloshengittämä hiilidioksidi poistetaan ohjaamalla kaasu puhdistimen läpi: natronkalkkilla täytetty peltipurkki. Kaasu on sitten turvallista hengittää uudelleen sisään. Tämän tyyppinen sukellus tunnetaan nimellä "suljettu silmukka".
Rebreathersin taloudellinen kaasunkäyttö, tyypillisesti 1,6 litraa happea minuutissa, mahdollistaa pidemmän oleskelun veden alla kuin on mahdollista avoimen kierron laitteilla, joissa kaasun kulutus on vähintään 10 kertaa suurempi. Vaikka happihengityslaitteiden suurin sukellussyvyys on noin 6 metriä/18 jalkaa, joillakin täysin suljetuilla uudelleenhengityslaitteilla heliumliuotinta käytettäessä sukellukset jopa 100+ metriin/330+ jalkaan ovat mahdollisia. Suurin rajoittava tekijä rebreathereille on pesurin käyttöikä, joka tyypillisesti toimi noin 3 tuntia, ja pesurin tehokkuus syvyydessä.
Sukelluksen kesto
Avosyklisen sukelluksen kesto riippuu sylinterin kapasiteetista (kaasutilavuudesta), sukelluksen syvyydestä ja sukeltajan hengitystilasta.
Avosyklin sukeltaja, jonka hengitysnopeus pinnalla (ilmanpaineessa) on 15 litraa minuutissa, käyttää kaasua 3*15=45 litraa minuutissa, 20 metrin syvyydessä. [ 20m/10m/bar) +1 bar ilmanpaine ]* 15 l/min= 45 l/min). Jos 11 litran sylinteri, joka on täytetty 200 baariin, on käytetty 17%:n reserviin asti, on (83%*200*11)= 1826 litraa. Nopeudella 45 l/min sukelluksen kesto syvyydessä on enintään 40,5 minuuttia ( 1826/45). Nämä syvyydet ja ajat ovat tyypillisiä kokeneille sukeltajille, jotka haluavat tutkia koralliriuttoja vapaa-ajallaan käyttämällä 200 baarin alumiinisylintereitä, jotka on vuokrattu kaupallisilta sukellusyhdistyksiltä trooppisilla saarilla tai merenrantakohteissa.
Sukellus suljetulla uudelleenhengityksellä on noin kolme kertaa pidempi kuin avoimella; kaasu kierrätetään, mutta tuoretta kaasua syötetään itsenäisesti korvaamaan käytetty happi, ja ylimääräinen kaasu poistetaan. Koska tämäntyyppiset laitteet käyttävät kaasua paljon taloudellisemmin, sukeltajan on kannettava painoltaan pienempiä sylintereitä. Silti suljetun silmukan järjestelmä sallii sinun sukeltaa kaksi kertaa niin kauan kuin avoimen silmukan sukellus (noin 2 tuntia).
Happihengityslaitteita käyttävät sukeltajat käyttävät noin 1 litran happea minuutissa, mikä on sama kuin täysin suljetut uudelleenhengittäjät. Lukuun ottamatta yläiskua, kun täysin suljetun kierron uudelleenhengitys toimii kunnolla, se ei itse asiassa käytä liuotinta. Joten sukeltaja, jolla on 3 litran happisylinteri, joka on täytetty 200 baarilla ja joka on jättänyt 25%:n varaan, pystyy sukeltamaan 450 minuuttia (3 L* 200bar*0.75/1). Tätä sukellusta rajoittava tekijä on, että selkeyttimen natronkalkin säilyvyys on lyhyempi.
Käytännössä sukelluksen kestoon vaikuttavat useat tekijät, kuten veden lämpötila ja turvallisen nousun vaatimukset.
