Юрий Берков – Новая водолазная и другая подводная техника (страница 4)
Работает ДА следующим образом.
Перед погружением водолаз открывает вентиль баллона ВВД и включается в аппарат. Дыхательный мешок 14 наполняется воздухом. Его ёмкость должна быть меньше, чем обычно (6 – 8 л), поскольку часть воздуха содержится в пластинах газогенератора 13. Из-за экскурсии дыхательного мешка (расширения и сжатия) возникает движение воды между пластинами 13, что улучшает газообмен между водой и пластинами.
При погружении водолаза мешок 14 сжимается и дыхательный автомат 19 наполняет его воздухом из баллона ВВД. При всплытии мешок 14 расширяется, и излишки воздуха стравливаются в воду через травящий клапан, установленный в дыхательном мешке.
При работе на постоянной глубине водолаз на вдохе потребляет воздух обогащённый кислородом за счёт экстракции его из пластин газогенератора. При выдохе воздух снова заходит в пластины и обогащается кислородом. Углекислый газ при этом уходит в воду за счёт диффузии через мембраны (срабатывает разница в парциальных давлениях). Это позволит водолазу неограниченно долго работать под водой. При этом допустимая физическая нагрузка определяется производительностью газогенератора и должна проверяться экспериментально.
Но при работе газогенератора в дыхательную систему будет в небольших количествах попадать и вода, которая образуется за счёт конденсации паров воды, проходящих через селективные мембраны. При выдохе она будет выдуваться из газогенератора в дыхательный мешок. Вода эта пресная (дистиллят) и может быть просто выпита водолазом. Для этого ему достаточно опуститься вниз головой.
Предложенная конструкция газогенератора может применяться и для обеспечения дыхания экипажа в замкнутом объёме подводной лодки или подводного аппарата. Естественно, что там площадь селективных мембран должна быть увеличена до нескольких квадратных метров и расположены они могут быть в лёгком корпусе МПЛ или СМПЛ. Кроме воздуха газогенератор может снабжать экипаж и пресной (дистиллированной) водой.
1.5. Гидрокостюм «Дельфин»
В моём научно-фантастическом романе «Новые кроманьонцы», книга 2, стр. 290 читаем (с небольшой моей правкой):
Георгий Евгеньевич:
– «Для длительного пребывания человека под водой – акванавта создан гидрокостюм «Дельфин». В нём человек действительно похож на дельфина. Костюм этот эластичный и «поддут» изнутри водой, благодаря чему он упругий как футбольный мяч и имеет хорошую гидродинамику. В качестве движителя используется хвостовой плавник, который повторяет движения ног акванавта, усиленные гидроприводом. Источником энергии служит электрохимический генератор на жидком водороде и кислороде. Сжиженный водород, охлаждённый до —253° C, хранится в криогенном баллоне, типа термоса. Он медленно испаряется, при этом температура его остаётся постоянной. При работе электрохимического генератора водород соединяется с кислородом, добываемым прямо из морской воды с помощью селективных мембран. Реакция происходит в специальных топливных батареях. На выходе получаем электрический ток. «Гидрокостюм – движитель – энергоустановка», это единая система, обеспечивающая обогрев, движение и дыхание акванавта. В гидрокостюме «Дельфин» акванавт может находиться до трёх суток и плавать со скоростью до восьми узлов.
– А как же он ест и пьёт? – спросил Александр.
– Ест и пьёт он из специальных тюбиков, в которых находится жидкая или пастообразная пища. Тюбик подсоединяется к специальному штуцеру, акванавт берёт губами «соску», нажимает на тюбик и выдавливает его содержимое в рот. Всё как у космонавтов.
– А как же он, извините, писает?
– Всё предусмотрено. В костюме имеется специальное гальюнное устройство для вывода мочи.
– А если акванавту нужно сходить по большому?
– Тогда он перед погружением надевает специальный подгузник.
– А как же он так долго находится в воде? – спросил Валерий. – Ведь кожа у человека уже после нескольких часов пребывания в воде начинает размокать и облезает.
– Так сам-то акванавт находится в специальном непромокаемом тёплом костюме, да ещё и вентилируемом. Внутри он пористый и по порам прокачивается воздух. Это только верхний гидрокостюм «Дельфин» накачан водой, чтобы обеспечить хорошую обтекаемость.
– А руки у него тоже в костюме?
– Нет, руки выведены через специальные рукава наружу и снабжены герметичными перчатками. Акванавт может пользоваться различным инструментом, у него есть фонарь, гидроакустические и навигационные приборы. Так что под водой он чувствует себя как рыба в воде.
– И что же акванавты делают в таких костюмах? – спросил Александр.
– Много чего. В них можно погружаться на глубины до 500 метров. При этом для дыхания используется водородно-кислородная смесь, в которой кислорода содержится 1 – 3 процента. Акванавты наблюдают за биосферой, выполняют поисковые, спасательные, аварийные и судоподъёмные работы, монтаж подводного оборудования, подводных камер, станций, обслуживают подводные нефте и газопромыслы, занимаются геологоразведкой и прочее. Это по сути дела подводные космонавты, а вода для них – гидрокосмос, который мы сейчас успешно осваиваем».
Ниже я попытался изобразить этот хитрый гидрокостюм (рис. 6).
– И какие же спасательные работы выполняют эти акванавты? – спросит читатель.
– Извините. Это конечно не совсем спасательные… Я бы назвал их послеаварийные работы или поставарийные. Это, например, извлечение тел погибших из отсеков и кают затонувших НК или ПЛ. Извлечение драгоценностей или иного дорогого груза – золота, платины, изделий электроники и т. д. из затонувшего судна (т.е. его разгрузка). Извлечение секретных документов и техники, например, ядерных боеголовок ракет или торпед из затонувшей ПЛ.
– А как же декомпрессия? – спросит читатель. – Ведь с таких глубин надо очень долго подниматься на поверхность, иначе закесонишь – кровь акванавтов будет насыщена водородом.
– Так это после работы. Но в процессе работы акванавтам надо периодически отдыхать. Каждый раз шлюзоваться в сухой жилой отсек, снимать гидрокостюм, а затем, отдохнув полчаса – час, опять надевать снаряжение, переходить в шлюзовую камеру, опять шлюзоваться – это долго. В таком удобном гидрокостюме можно отдыхать и в воде. Достаточно просто повисеть под водой без движения, поесть, попить, подремать…
Рис. 6. Гидрокостюм «Дельфин».
Цифрами обозначены:
– Опасность кессонной болезни невелика. Акванавты поднимаются с больших глубин не на поверхность, а в специальные подводные камеры, в которых могут жить долгое время под повышенным давлением. Эти камеры вместе с акванавтами можно поднимать на специальное судно и транспортировать куда угодно.
– И зачем же акванавтам автономность трое суток, если живут они в специальных прочных подводных камерах под повышенным давлением и снимают всё снаряжение после нескольких часов работы? – спросит мой уважаемый читатель.
– Но просто висеть под водой без движения акванавту нельзя. Точной нулевой вывески не бывает. Акванавт будет либо всплывать (плавучесть немного положительная), либо тонуть (плавучесть слегка отрицательная), а это опасно, – заявит читатель.
– Согласен. Опять же под водой всегда есть течения и неподвижного акванавта будет сносить с места работы. Ведь у акванавта нет никаких верёвок, чтобы привязать себя к чему-нибудь под водой. Поэтому лучше акванавту заплыть в шлюзовую камеру и отдыхать там.
В шлюзовой камере светло, нет течений, и акванавт может отдыхать, зависнув под потолком или опустившись на пол шлюзовой камеры. Он сможет поесть, попить, заправиться водородом, пополнить запас тюбиков с едой и водой, доложить обстановку, пообщаться с товарищами, посмотреть телевизор и т. д. Снаряжения снимать он не будет и большая автономность, 10 – 12 часов, ему не помешает (8 часов на работу с перерывами на отдых, плюс 2 – 4 часа – необходимый запас автономности).
– Но зачем тогда акванавту автономность до трёх суток? – спросит читатель.
– А если акванавты заняты поисками каких-то затонувших предметов или представителей флоры и фауны на большой акватории, в том числе подо льдом? Если они заняты геологоразведкой? Если они выполняют какие-то специальные операции в водах противника?
Под водой в таком снаряжении они совершенно свободны и на судно или на берег могут вернуться не скоро. Они могут путешествовать группами под водой на значительные расстояния и жить в подводных базах. Они подводные туристы! Однако заправится водородом, пополнить запасы воды и пищи где угодно они не смогут и тут автономность снаряжения трое и более суток не помешает. При глубинах менее 60м акванавты используют для дыхания только азотно-кислородные смеси, если глубины более 60м, то используют водородо-азотно-кислородные смеси.
– Всё это интересно, но подобные подводные работы может выполнить и необитаемый подводный аппарат (НПА), – возразит читатель, – и при этом ему не нужен такой хитрый и сложный гидрокостюм.
– Согласен. Кое-что и НПА может сделать, но далеко не всё. Ниже я изобразил НПА, который способен выполнять некоторые функции акванавта (рис. 7). Предложенный НПА может перемещаться и маневрировать под водой за счёт винторулевых колонок, вращающихся как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, что обеспечивает возможность маневрирования НПА как по курсу, так и по глубине. Он может захватывать манипуляторами небольшие предметы и поднимать их на поверхность, крутить вентили, удерживать разный инструмент и т. д.