«SCUBA», що означає акваланг, є абревіатурою слів - автономний підводний дихальний апарат. Ініціали «SCUBA» виникли в 1939 році в Сполучених Штатах для доставки дихальних апаратів військовим водолазам. Як і у випадку з радаром, ці абревіатури стали настільки відомими, що їх часто перестали писати з великої літери, а натомість почали використовувати як самостійне слово, наприклад у валлійській мові воно використовується як «sgwba». Апарат для підводного плавання забезпечує водолаза дихальним газом, необхідним під водою.
Зміст
Сьогодні існує два типи спорядження для підводного плавання
Відкритий цикл
Апарати з відкритим контуром в Європі, але не в США, часто називають «аквалангом», Aqua-Lung. У ній водолаз вдихає з апарату і видихає повітря назад у воду. Цей тип обладнання відносно простий, що робить його дешевим і безпечним. Занурення з відкритим контуром коротше, ніж занурення з ребризером, через вагу та об’єм апарату. Використовувати дорогі газові сполуки, такі як гелій або тримікс, неекономно. Багато дайверів використовують стандартне повітря (21% кисень, 79% азот). Циліндр майже завжди відтягнутий назад. «Двійні апарати» з двома циліндровими рюкзаками, більш поширені в 1960-х роках, подвійні циліндри зазвичай використовуються досвідченими дайверами через збільшену тривалість занурення, яку вони забезпечують дайверу. Ці підводні товари продавали дайвери повітряного спорту, що складалися з трициліндрових рюкзаків. Печерні дайвери іноді вішають ці циліндри на передню частину.
Замкнутий цикл
Також називаються ребрайзерами. У цьому випадку дайвер вдихає з апарату і видихає назад у нього, де видихуваний газ переробляється, щоб знову зробити його придатним для дихання. Оскільки 80% або більше кисню залишається в нормальному видихуваному газі, можна зробити висновок, що газ використовується дуже економно в ребризерах, що робить процес занурення довшим і витрати спеціальних сумішей дешевшими, що необхідно для більш складних технологій і більшого навчання та досвіду. Є три варіанти ребрізеру - кисневий, подвійний замкнутий контур і повністю замкнутий контур.
Обидва типи підводного плавання передбачають подачу повітря або іншого дихального газу, як правило, з балона високого тиску, прикріпленого до тіла дайвера. Більшість резервуарів для підводного плавання з відкритим контуром і деякі ребризери також мають відповідні регулятори, які контролюють подачу дихального газу. Деякі ребризери, наприклад реактивні літаки, мають лише регулятор постійної подачі повітря. Іноді дайвери використовують слово «акваланг» лише для позначення апаратів з відкритим контуром.
Апарат з відкритим контуром
Підводне плавання з відкритим контуром часто неправильно представляється в газетах і на телебаченні як постачальник «кисню», ймовірно, через неявну схожість з кисневими балонами пілотів літаків. До недавнього часу, в 90-х роках, коли збагачене повітря найтроксом почало широко використовуватися, майже всі спортивні дайвери все ще використовували звичайне стиснене повітря. Технічно це дозволило промисловості підводного плавання в США залишитися недоторканою Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів (FDA), яке забороняє використання повітряно-газових сумішей для лікування або профілактики захворювань. Використання екзотичних газових сумішей в даний час призначене для придушення декомпресійної хвороби під час дайвінгу, але офіційно FDA вважає, що аквалангісти використовують тільки стиснене повітря.
При парціальному тиску близько 1,6 атмосфери кисень стає отруйним. Підводне плавання з відкритим контуром може постачати різні дихальні гази, але рідко чистий кисень, за винятком закінчення декомпресії під час технічного дайвінгу.
Деякі дайвери використовують збагачений нітрокс повітря, який має підвищений відсоток кисню, зазвичай 32% або 36% (EAN32 і EAN36 відповідно). Це дозволяє їм залишатися під водою довше, тому що тканини їхнього тіла поглинають менше азоту.
З необхідним регулятором
Цей тип апарату складається з одного або кількох водолазних циліндрів, які містять дихальний газ, який підключений до водолазного регулятора під високим тиском (зазвичай 200-300 бар). Регулятор подає водолазу необхідну кількість газу на відповідну глибину води. У розмовній мові цей тип дихальних апаратів (залежно від англомовної країни) часто називають aqua-lung, хоча слово «Aqua-Lung» є точною назвою продукту, який захищено патентом Кусто-Ганьяна.
Підводне плавання з відкритою петлею "Twin tube".
Це перший тип клапана, затребуваний у дайвінгу, який увійшов у загальне використання, його можна було побачити в типових пригодницьких шоу з аквалангом 60-х років, таких як «Морські мисливці».
Для цього типу апарату два (або зазвичай один або три) ступені регуляторів містяться у великій дузі клапана, встановленій у верхній частині ранця циліндра. Цей тип характеризується двома широкими дихальними трубками, як і багато сучасних ребрізера - одна для вдиху, інша для видиху. Видихальна труба не призначена для вдиху, але тому, що вихід повітря повинен бути позаду, на тій же глибині, що й перегородка другого ступеня регуляторів, щоб уникнути змін тиску. Це викликає вільний потік газу або додатковий опір диханню відповідно до положення дайвера у воді, і сучасні однотрубні апарати уникають переміщення призначеного регулятора другого ступеня перед мундштуком дайвера. Двотрубний апарат постачається з мундштуком, повнолицьова маска не є обов’язковою. Іншим варіантом є мундштук, який з’єднується з трубкою для підводного плавання, і клапан, який з’єднує акваланг з трубкою.
У коміксах є тисячі зображень, які неправильно представляють двоциліндрових двотрубних аквалангістів, з однією широкою дихальною трубкою, що йде від верхньої частини кожного циліндра, без регулятора.
Підводне плавання з відкритим контуром «One Tube».
Більшість сучасних пристроїв для підводного плавання з відкритим контуром мають регулятори підводного плавання, які складаються з клапана скидання тиску першого ступеня, розташованого над силовим клапаном циліндра підводного плавання. Цей клапан розподіляє тиск у циліндрі (який може перевищувати 300 бар) до постійного нижчого тиску, приблизно на 10 бар вище тиску навколишнього середовища, який використовується в частині системи «низького тиску». Відносно тонка трубка низького тиску з'єднує його з регулятором другого ступеня або необхідним клапаном, розташованим в мундштуці. Видих відбувається через односторонню перегородку в необхідній камері клапана, безпосередньо у воді, досить близько до рота водолаза. Такий тип називається «однотрубний». Першою моделлю підводного плавання цього типу був Purpoise (Dolphin), виготовлений з підводного апарату, виготовленого в Австралії.
Усе сучасне спорядження для підводного плавання має запасний клапан другого ступеня, розташований на другій трубі, ця конфігурація називається «восьминіг», оскільки зазвичай має багато трубок для різних завдань, що виходять із верхньої частини головного циліндра. Другий регулятор «другого ступеня», або «резервне джерело повітря», або «додаткова безпека», або «вторинна безпека», зазвичай має жовтий колір (вказує на його використання в якості резервного або аварійного пристрою). Зазвичай його носять у спеціальній фрикційній втулці на грудях водолаза. Тут його легко схопити або запропонувати іншому дайверу, коли йому потрібен повітря. Таким чином, цей другий мундштук дозволяє двом дайверам, які мають спільний циліндр, дихати через відповідні мундштуки. Оригінальна ідея «восьминога» була задумана Шеком Екслі як єдиний плавальний набір для печерних дайверів для розподілу повітря у вузькому просторі, але зараз він використовується як стандартний набір для рекреаційного дайвінгу. Сучасні регулятори основного рівня «восьминоги» характеризуються портами високого тиску, які використовуються з комп’ютерними датчиками, і додатковими портами для додаткових трубок низького тиску, комплектів плавучості для механізмів накачування.
У 21-му столітті додаткові «захисні» мундштуки все частіше поєднувалися з нагнітачем і всмоктуючим компонентом для механізму компенсації плавучості. Деякі школи підводного плавання рекомендують, щоб дайвер спочатку дав жертві власний мундштук, використовуючи додатковий захисний мундштук. Це пояснюється тим, що водолаз, який не зазнає лиха, має набагато більше часу, щоб перегрупувати своє обладнання після втрати дихання.
Кріогенне підводне плавання з відкритим контуром
Було кілька конструкцій кріогенних аквалангів з відкритим контуром, які замість балонів мали резервуари з рідким повітрям.
Джордан Кляйн змоделював і майже створив прототип кріогенного аквалангіста Mako з відкритим контуром.
Російський Кріоланг (від грецького кріо-( мороз) + англійський «легені») був скопійований з підводного плавання Джордана Кляйна «Мако». Посилання Janwillem beach rebrizers показує фотографії Kriolang 1974 року. Тривалість занурення можлива протягом декількох годин. Заповнювати його необхідно безпосередньо перед використанням.
SCAMP (Supercritical Air Mobility Pack) — це дихальний апарат із відкритим контуром для поверхневого рідкого повітря, розроблений NASA для використання в скафандрі.
Ребризери
У ребризерах газ, який дайвер видихає між вдихами, зберігається в протилегенях. У деяких ребризерах односторонній клапан направляє газ безпосередньо через «петлю». В інших ребризерах вдихуваний і видихуваний газ проходить вперед і назад через одну трубку, яка називається системою клапанів. Кисень, який використовує дайвер, зазвичай поповнюється з балона, вуглекислий газ, який видихає дайвер, видаляється, пропускаючи газ через очисник: консервну банку, наповнену натронним вапном. Після цього газ безпечно повторно вдихнути. Цей тип підводного плавання відомий як «замкнута петля».
Економне використання газу ребризерами, зазвичай 1,6 літра кисню на хвилину, дозволяє довше залишатися під водою, ніж це можливо з обладнанням з відкритим циклом, де споживання газу принаймні в 10 разів більше. Хоча максимальна глибина занурення кисневих ребризерів становить приблизно 6 метрів/18 футів, з деякими повністю закритими ребризерами, коли використовується гелієвий розчинник, можливі занурення на глибину 100+ метрів/330+ футів. Основним обмежуючим фактором для ребризерів є термін служби скрубера, який зазвичай працював близько 3 годин, і ефективність скрубера на глибині.
Тривалість занурення
Тривалість занурення відкритого циклу залежить від ємності (об'єму газу) в балоні, глибини занурення та режиму дихання дайвера.
Дайвер відкритого циклу, частота дихання якого на поверхні (при атмосферному тиску) становить 15 літрів на хвилину, на глибині 20 м витрачатиме 3*15=45 літрів газу на хвилину. [ 20 м/10 м на бар) +1 бар атмосферного тиску ]* 15 л/хв= 45 л/хв). Якщо 11-літровий балон, наповнений до 200 бар, був використаний до 17% резерву, то ( 83%*200*11)= 1826 літрів. При 45 л/хв тривалість занурення на глибину становитиме максимум 40,5 хвилин (1826/45). Ці глибини та час типові для досвідчених дайверів, які хочуть досліджувати коралові рифи на дозвіллі, використовуючи алюмінієві балони під тиском 200 бар, орендовані комерційними асоціаціями підводного плавання на тропічних островах або морських курортах.
Занурення із замкнутим ребризером приблизно в три рази довше, ніж із відкритим; газ рециркулює, але свіжий газ подається незалежно для заміни використаного кисню, а будь-який надлишок газу випускається. Оскільки цей тип апаратів витрачає газ набагато економніше, водолаз повинен мати при собі менші за вагою балони. Тим не менш, система замкнутого циклу дозволяє занурюватися вдвічі довше, ніж занурення з відкритим контуром (близько 2 годин).
Дайвери, які використовують кисневі ребрізери, споживають приблизно 1 літр кисню за хвилину, що дорівнює повністю закритим ребрізеру. За винятком ходу вгору, коли ребризер із повністю замкнутим циклом працює належним чином, він фактично не використовує розчинник. Отже, дайвер, який має 3-літровий кисневий балон, наповнений тиском 200 бар і залишив 25% у резерві, має можливість занурюватися протягом 450 хвилин (3 л* 200 бар*0,75/1). Обмежуючим фактором для цього занурення є те, що термін придатності освітлювача натрію менший.
На практиці на тривалість занурення впливають різні фактори, такі як температура води та вимоги безпечного спливання.
