В глибину століть, в глиб океану – історія водолазної справи. Продовження.
Наступний етап освоєння морів і океанів наступив тільки після тисячі років середньовічного застою. Так, в 1538 році імператору Карлу V було продемонстровано в Толедо пристрій у вигляді дзвону, що дозволяє здійснювати тривалі занурення. Повітря в стислому вигляді передбачалося доставляти на нього в спеціальних ємностях, забезпечених баластом. Основним стимулом до розвитку в цій області служило прагнення заволодіти скарбами затонулих кораблів, що упокоїлися на дні морському.
У 1667 році англійський король Карл II підтримав проект Вільяма Фіпсу з підняття срібних злитків із затонулого біля берегів Сан-Домінго іспанського галеона. З ініціативи монарха була оголошена всенародна позика для збору коштів на цю експедицію. Відомості про технічну сторону цієї операції фактично відсутні, але закінчилася вона цілком успішно – срібло було піднято!
Вдалим прикладом співпраці двох провідних морських держав того часу може служити реалізація в Англії у 1624 році проекту голландця Корнеліуса Дреббла. Медик за професією, він перебував на службі короля Якова I в якості вихователя його дітей. Сконструйований ним підводний апарат, за описом хіміка Роберта Бойля, представляв собою, виражаючись сучасною мовою, оригінальну комбінацію надводного і підводного модулів. У першому знаходилися 12 веслярів, що приводили в рух весь комплекс, а в другому, зануреному на глибину чотири метри, розміщувалися шість пасажирів. Сам король брав участь у першому випробувальному запливі на Темзі. Судячи з того, що підводний круїз тривав кілька годин, Дребблу вдалося якимось чином забезпечувати регенерацію повітря всередині апарату.
Як роз’яснив один його колега по медичній частині, він отримав «якусь квінтесенцію повітря, кілька крапель якої було достатньо, щоб дихання здійснювалося настільки ж легко, як і на природі». Можна припустити, однак, що повітря подавалося з поверхні за допомогою шланга, а віддалялося через систему клапанів. Легенда ж про чудодійну квінтесенцію повинна була завуалювати більш прозаїчний, суто технічний спосіб вирішення проблеми. Розробник прагнув зберегти видимість чарівної ілюзії, казки.
У 1682 році італієць Бореллі вперше запропонував для занурень розроблений ним комплект спорядження з системою подачі і видалення повітря, згодом названий «скафандром». Бурхливий же розвиток засобів освоєння підводного середовища припадає на XVIII століття. У 1715 році якийсь англійський негоціант Джон Летбридж посилив звичайний пивний бочонок додатковими обручами, забезпечив ілюмінаторами і рукавами, перехідними в рукавички. У цьому пристрої він міг протягом 30 хвилин знаходитись на глибині до 20 метрів і досить вільно пересуватися по дну. У 1721 році знаменитий англійський астроном Галлей спроектував ефективну систему подачі і видалення повітря для підводного дзвону. Під час випробувань він з чотирма асистентами провів 2 години на глибині 12 метрів.
Особливістю його проекту було те, що даний пристрій був достатньо автономним – повітря під тиском періодично подавалося зі спеціального резервуара, а не з поверхні. У наступних модифікаціях проекту до базового дзвону під’єднувався з допомогою шланга інший, розрахований лише на одну людину. Дещо пізніше для подачі і видалення повітря почали застосовувати насос.
Слово «скафандр» ввів в обіг у 1775 році абат Ла-Шапель в направленому морському міністру Франції посланні, в якому описувався пристрій, який наділяє людину здібностями підводного корабля. Запропонований термін у перекладі з грецької і означає «людина-корабель». У ті ж роки французький винороб Франсуа Фреміне сконструював водолазний шолом, повітря в який нагніталося по шлангу насосом з поплавковним повітрозабірником, він приводився в дію самою людиною. Передбачалася і можливість циркуляції. Система Фреміне дозволяла перебувати на глибині 15 метрів протягом години.
Перший підводний військовий апарат був спроектований і випробуваний під час війни за незалежність Північно-Американських Штатів. Американець Девід Бушнелл зібрав його з дерев’яних компонентів і забезпечив металевою обшивкою. Плавучість регулювалася баластними цистернами, пересування апарату під водою здійснювалося за допомогою двох гвинтів, що оберталися вручну, на випадок екстреного спливання був аварійний баласт. Озброєння складалося з міни, закріпленої на гарпуні, вістря якого було забезпечено гвинтовою нарізкою. За зовнішнім виглядом апарат нагадував черепаху, відповідно так його і назвали – «Turtle» (англ. «Черепаха»).
Темної вересневої ночі 1776 року «Черепаха», керована піхотним сержантом Езрою Лі, то пірнаючи, то спливаючи, стала підкрадатися до стоячого на бостонському рейді 64-гарматного англійського фрегату «Eagle» (англ. «Орел»). Через пару годин маневрування увінчалося успіхом, зближення з метою завершилося. На жаль, підводна частина корпусу англійського корабля виявилася захищена мідною обшивкою, і вкрутити в нього гарпун не вдалося.
З «Черепахи» почалася історія створення бойових підводних кораблів, що представляють собою окремий напрямок в освоєнні людиною морських глибин, що все більш і більш розходиться із власне водолазною справою.
Розробники ж водолазного спорядження до 1865 року вийшли практично на сучасний рівень. Цього вдалося домогтися завдяки плідній співпраці в даній галузі гірничого інженера Бенуа Рукорла і морського офіцера Огюста Деноруза. Створена ними система складалася з сталевої ємності на 24-40 літрів стисненого повітря і, головне з мембранного регулятора, що забезпечував подачу повітря під тиском навколишнього середовища. При вдиху, коли тиск в легенях злегка знижується, відкривається один з двох клапанів, через інший клапан здійснюється видих у воду. Фактично так був винайдений сучасний балон аквалангіста. Але, мабуть, цей проект надто випереджав свій час, і розвиток продовжився по більш традиційному шляху без відриву від пуповини – що тягнулася з поверхні шланга.
Крім того, розробники і плавці ще перебували в щасливому невіданні щодо декомпресійних захворювань. Хоча морський інженер Ф. Трігер, який спеціалізувався на створенні водолазного спорядження, ще до того, як він винайшов кесонну камеру, рекомендував водолазам після спливання проводити в шлюзовому блоці не менше семи хвилин, інтуїтивно усвідомлюючи необхідність повільної декомпресії.
Великим внеском у дослідження різних аспектів дихання під тиском стала опублікована в 1878 році книга професора фізіології Поля Берта. У ній висловлювалося припущення, що всі проблеми водолазів обумовлені тим, що у них в крові розчиняються газові суміші з різним парціальним тиском. При цьому увага приділялася в першу чергу показникам азоту і кисню. Було встановлено, що кисневе отруєння відбувається при тиску 9 атмосфер, тобто на глибині 90 метрів, а після тривалого перебування в умовах підвищеного тиску з’являється небезпека розвитку хронічної гіпероксії. У цьому зв’язку наголошувалося, що граничне значення парціального тиску кисню становить 0,6 атмосфери, а азот погано розчинний при атмосферному тиску, стає вельми розчинним під великим тиском. Тому в процесі спливання водолаза він активно виділяється з крові, приводячи до емболії, закупорки судин і больовим відчуттям в суглобах.
Акванавти можуть відчувати це, побувавши на глибині 40-50 метрів, а з 70-80 метрів ці прояви стають вже цілком вираженими. Одним з найбільш важливих висновків, зроблених Бертом, була вказівка на необхідність уповільненого спливання – щоб дозволити азоту, розчиненому в насиченому стані в крові, поступитися місцем кисню, що знаходиться в легеневих альвеолах.
Завдяки роботам П. Берта, а також німецьких інженерів Ф. Зіебе і Г. Гормана до 1882 року вдалося створити скафандр, в системі життєзабезпечення якого застосовувався чистий кисень по замкнутому циклу. Вуглекислий ж газ поглинався спеціальними патронами з каустичною содою.
Наприкінці XIX століття англійський фізіолог Хепдейн сформулював практичні правила, що встановлюють взаємозв’язок між глибиною і тривалістю занурення. На випадок екстреного спливання була розроблена наступна методика: плавця поміщали в барокамеру, тиск в якій швидко доходив до значень, що відповідають максимальній глибині його занурення, а потім повільно знижували тиск, моделюючи спливання за спеціальною таблицею, створеною тим же Хелдейном.
У 1925 році капітан французьких ВМС Ів Ле Пріер створив автономний скафандр, в якому знайшла застосування система Б. Рукорла і О. Деноруза. Незабаром після цього в практику широко увійшло використання окуляр, носового затиску, загубника, клапану «качиний ніс» (для видиху) і балона на 150-200 літрів. Подальшим нововведенням Пріера стала маска з гнучкої гуми з ілюмінатором. Дихання в ній могло здійснюватися і носом, і ротом.
Найбільших успіхів у практичному використанні цих розробок вдалося домогтися італійським водолазам. Так, в 1929 році ними була розпочата унікальна операція з підйому на поверхню золотих і срібних злитків із затонулого на глибині 120 метрів у південно-східного узбережжя Бретані англійського пакетбота «Єгипет». Вперше розтин корпусу здійснювався шляхом підривів, застосовувалися також щипцеподібні маніпулятори, за допомогою яких знімалися листи обшивки. На жаль, всі 12 осіб водолазної команди трагічно загинули при роботах на транспорті з боєприпасами. Однак в 1932 році італійці повернулися на «Єгипет» і за кілька тижнів підняли 3,75 тонни золотих і 1,5 тонни срібних злитків.
Довели ж все напрацьоване до середини тридцятих років XX століття в галузі освоєння людиною океанських глибин до досконалості, як відомо, знамениті Ж. І. Кусто і Ф. Ганьян. Цей період – свого роду рубіж між тим, що вже стало історією, і тим, що поки є хронікою поточних подій, безсумнівно, гідних уваги, але віднесених до дещо іншої теми.
Автор: Василь Комарденков.