Меню

Как летают баллоны высокого давления

Баллон для дайвинга. Мал золотник, да дорог!

Некоторые интересные факты о баллонах для дайвинга расскажу сегодня в этой статье.

Баллоны для воздуха и других газовых смесей используются дайверами ежедневно по всему миру. Существуют различные конфигурации подключения дыхательных аппаратов и способы их использования при погружениях. Баллоны изготавливаются из алюминия, из композитных материалов или стали с последующей окраской. Покраска стального баллона необходима для избежания возникновения коррозии на его поверхности.

Сколько воздуха помещается в баллон?

В зависимости от объёма и материала корпуса в баллон может быть закачано разное количество воздуха или другой газовой смеси. Баллоны бывают различных объёмом 8, 10, 12, 15, 18 литров. Самые распространенные в любительском дайвинге типы баллонов — это 12-ти и 15-ти литровые.

Для примера, в баллон объёмом 15 литров, при давлении 200 бар помещается 3000 литров воздуха. При этом вес закачанного в баллон воздуха составляет 3,8 кг.

1 литр воздуха при атмосферном давлении весит 1,247 грамм

На сколько хватает воздуха в баллоне?

На расход воздуха или другого газа при погружении влияет несколько факторов. Так, при постоянном ровном дыхании (как на поверхности) человек потребляет 10-30 литров воздуха в минуту. Расход воздуха с увеличение глубины возрастает в несколько раз. Вызвано это тем, что при погружении возрастает окружающее дайвера давление. Его лёгкие вмещающие на поверхности в среднем 4 литра воздуха, на глубине в 30 метров будут вмещать все 16 литров!

С увеличение глубины на каждые 10 метров давление воды возрастает на 1 атмосферу. У поверхности воды давление примерно равно атмосферному и составляет 1 атм, на 10 метрах — 2 атм, на 20 метрах-3 атм, на 30- 4 атм и так далее.

Кроме того на расход воздуха влияют: температура воды, физическая нагрузка (движение против течения), общее состояние организма и др.

В среднем, при любительском погружении, запаса воздуха в баллоне хватает на 40-50 минут пребывания под водой.

Может ли взорваться баллон?

Самое «взрывоопасное» время для баллона — это момент его заправки и первые минуты после её окончания. Во время наполнения, из компрессора выходит горячий воздух под давлением и нагревает стенки баллона, а после заправки стенки начинают остывать. Если на резьбе вентиля или на самом баллоне имеются повреждения, они со временем могут стать местом его разрушения и привести к взрыву. Единовременное высвобождение 3500 литров воздуха может привести к катастрофическим последствиям. Чтобы этого избежать баллоны должны проходить регулярную проверку и гидростатические испытания.

Давление газа в баллоне в зависимости от типа и материала может составлять до 300 бар! Для примера в бытовом газовом баллоне давление составляет 20-30 бар.

О фактах взрыва баллона у дайвера на спине во время погружения информации нет.

Тяжело ли плавать с баллоном?

Нет. Его тяжело таскать на поверхности. В воде его вес почти не ощущается.

Вес заправленного 15-ти литрового баллона составляет примерно 24 кг. В воде же его вес будет составлять примерно 5 кг. А в конце погружения всего 1,5-2 кг. Это объясняется тем, что в зависимости от материала и количества газа в нем, баллон имеет небольшую отрицательную плавучесть. А пустой алюминиевый баллон даже положительную (всплывает). Поэтому плавать с баллоном за спиной совсем не тяжело.

Я создал канал для того, чтобы развеять некоторые мифы и страхи у людей, которые хотят открыть для себя дайвинг.

Спасибо за внимание! Подписывайтесь, если статья была интересной.

Источник

Высотные кислородные системы: новое – хорошо забытое старое.

90% альпинистов используют кислородные системы при восхождениях на большие высоты. Эти системы стали практически обязательными к использованию теми, кто не имеет опыта восхождений в суровых условиях высоты. Даже некоторые из сильнейших в мире альпинистов должны полагаться на дополнительные преимущества кислорода, находясь выше 8 000 метров.

Важнейшая причина использования кислорода на большой высоте – то, что организм стремится прекратить свою работу, когда его вынуждают находиться на высших точках планеты. Все мы слышали об отеке мозга и отеке легких, обе болезни ассоциируются с недостатком кислорода в организме на высоте. Отек мозга – смертельно опасная ситуация, когда мозг начинает увеличиваться в объеме из-за недостатка кислорода. Если человека не спустить вниз немедленно, последствия могут стать трагичными очень быстро. Яркий пример такого случая можно найти в фильме моего хорошего друга Ланса Трамбулла “ Эверест: восхождение за мир” (http://www.everestpeaceproject.org/) К счастью, тогда ситуация не стала фатальной, но вполне могла бы.

Тенсинг и Хиллари тестируют кислородные системы в Базовом лагере.

Отек легких – еще одна очень опасная ситуация, вызванная недостатком кислорода. Болезнь вызывается тем, что легкие наполняются жидкостью, и становится почти невозможно вдохнуть даже то небольшое количество кислорода, что еще содержится в воздухе. В 1953 году, когда сэр Эдмунд Хиллари и Тенцинг Норгей впервые достигли вершины Эвереста, они восходили с новейшими, на то время, кислородными системами. Успех их восхождения привел к тому, что использование кислорода стало почти обязательным среди высотников. Та же система, с некоторыми улучшениями, используется до сих пор. Следующая информация – это то, о чем вы могли не знать:

Читайте также:  Курсы сосуды под давлением мурманске

Кислородные системы закрытого и открытого типов.

Система, которую использовали Хиллари и Норгей, называют системой «открытого цикла». Это означает, что воздух находится в баллоне и поступает через кислородную маску в соответствии с уровнем расхода, установленным альпинистом. Многие их тех, кто штурмует вершину Эвереста, ставят подачу на 4 литра в час.

Кислородная система «открытого цикла» была разработана Томом Бурдиллоном и Чарльзом Эвансом незадолго до успешного покорения вершины Эвереста сэром Эдмундом и Тенцингом. Приблизительно в то же время, Бурдиллон и Эванс разработали другой тип кислородной системы. Она известна как система «закрытого цикла». Эта система перерабатывает воздух, который вы выдыхаете, и позволяет вам использовать выдыхаемый кислород. В 1953 году эта концепция была новой. За три недели до триумфа Хиллари и Норгея, Бурдийон и Эванс протестировали систему закрытого цикла и достигли точки на 300 футов ниже вершины Эвереста. Хиллари и Норгей выбрали нетестированную систему «открытого цикла».

Джордж Финч тестирует кислородную систему в экспедиции 1922 г.

Санди Ирвин производит наладку кислородного оборудования в экспедиции 1924 г.

Том Бурдиллон на Южной предвершине Эвереста в аппарате закрытого типа в 1953 г.

Успех, сопровождающий использование продукта, помогает покорить рынок. Сегодня каждый, кто восходит с кислородом, использует систему «открытого цикла», впервые разработанную в 1953 году. Перенесемся на полстолетия вперед, и сейчас мы можем увидеть возвращение первой кислородной системы, разработанной Бурдиллоном и Эвансом.

Том Бурдиллон и Чарлз Эванс на Южном седле после попытки восхождения

Кислородная система «закрытого цикла» в настоящее время тестируется как способ помочь людям, страдающим от ХОБЛ, хронической обструктивной болезни легких. Эта болезнь убивает 3 миллиона людей в год, и может стать лидирующей причиной смертности в мире к 2030 .
Как пишет британская «Таймс Онлайн», ведущие британские ученые поменяли конфигурацию оригинальной кислородной системы «закрытого цикла» и решили проблему, которая не позволила Бурдиллону и Эвансу достичь вершины Эвереста. По некоторым причинам, оригинальная система становилась ненадежной на большой высоте (свыше 8 000 м). Эта проблема была решена.

Кислородная система закрытого цикла экстраординарна по двум причинам. Когда альпинисты впервые протестировали этот метод, было отмечено, что они могли передвигаться на больших высотах в два раза быстрее, чем используя стандартный ныне «открытый цикл». Также вы можете получать в два раза больше воздуха, во время вдоха, через вашу систему, что облегчает многие опасные проблемы, возникающие на высоте. Кроме того, поскольку система использует переработанный воздух, который вы уже выдохнули, вам никогда не придется беспокоиться о том, что кислород закончится посреди опасного восхождения. Это могло бы спасти жизнь многим альпинистам, которые были застигнуты штормом, или тем, у кого закончился кислород недалеко от вершины.

Новая система будет разрабатываться и тестироваться и дальше, перед тем, как ее выпустят на рынок, но, похоже, что оригинальная система, разработанная в далеком 1953 году, cможет, в конце концов, получить ту оценку, которой, по мнению её создателей, она заслуживает. Не только альпинисты получат преимущества от развития старой технологии, это может помочь и больным людям во всем мире. Она также могла быть полезна водолазам, пожарникам, всем, кому нужна кислородная поддержка во время развлечений или работы.

В альпинистском сообществе применения кислорода с самого начала его использования вызывало ожесточенные дискуссии.

Применение кислорода рассматривается многими альпинистами, как не спортивное поведение и, с одной стороны, хоть и значительно облегчает альпинистам нахождение на предельных высотах, с другой стороны, чревато смертельной опасностью.

Если кислород внезапно закончится, человек мгновенно оказывается в почти безвоздушном пространстве (как в разгерметизированном самолете) со всеми вытекающими последствиями.
Голландские ученые смоделировали на компьютере, что произойдет с человеком, у которого на высоте 8800 метров внезапно откажет кислородный аппарат.

Первым эффектом, который ощутит на себе оказавшийся в такой ситуации человек, будет расширение воздуха в легких и пищеварительном тракте, вызванное падением внешнего давления. Жертва внезапной декомпрессии может существенно повысить свои шансы на выживание, просто выдохнув. Если не выпустить воздух из легких в течение первых секунд, их может просто разорвать, в кровоток попадут крупные пузыри воздуха – и то, и другое ведет к неминуемой смерти. Скорее всего, спасительный выдох окажется криком, который издаст альпинист, осознавший свое положение. Впрочем, этот крик вряд или будет кем-либо услышан – как известно, в разряженном воздухе звуки почти не распространяются.

Читайте также:  Датчики давления температуры настройка

Только находящиеся рядом друзья могут успеть прийти на помощь.

В отсутствии атмосферного давления вода начнет быстро испаряться, поэтому с поверхности глаз и рта жертвы улетучится вся влага. Начнется вскипание воды в мускулах и мягких тканях, из-за чего некоторые части тела увеличатся примерно вдвое относительно своего нормального объема. Расширение вызовет многочисленные разрывы капилляров, хотя будет недостаточным для того, чтобы порвать кожу. Через несколько секунд растворенный в крови азот также начнет образовывать пузырьки газа, вызывая «кессонную болезнь», от которой страдают ныряльщики: эти пузырьки закупоривают мелкие сосуды, затрудняя циркуляцию крови по организму и вызывая тем самым кислородное голодание тканей.

На открытых участках лица, подвергшихся прямому солнечному излучению после срыва маски, появятся ультрафиолетовые ожоги. Несмотря на жуткий холод, моментальная заморозка жертве не грозит, поскольку в разряженном воздухе тепло будет отводиться от организма очень медленно.

В течение нескольких минут человек будет сохранять трезвый ум и способность к активным действиям. В принципе, этого может оказаться достаточным для принятия срочных мер к спасению. Иначе уже через пару мгновений мозг начнет испытывать острый недостаток кислорода, наступит потеря зрения и ориентации. В разряженной атмосфере газообменный процесс в легких пойдет в обратную сторону: кислород изымается из крови и выбрасывается в пространство, что, в совокупности с кессонными эффектами, ускоряет наступление глубокой гипоксии – кислородного голодания тканей.

Полная потеря сознания случится, в зависимости от особенностей организма, в промежутке от нескольких минут до получаса позднее, причем к этому моменту кожа пострадавшего примет отчетливо синюшный оттенок.

Несмотря на глубокий коллапс, мозг жертвы все еще будет оставаться неповрежденным, а сердце все еще будет биться. Если в течение ближайшего времени пострадавший будет помещен в камеру с кислородной атмосферой, он, скорее всего, довольно быстро придет в себя, отделавшись лишь незначительными повреждениями организма (правда, вызванная гипоксией слепота может сохранятся еще какое-то время). По истечении же часа-полутора давление в кровеносной системе упадет настолько, что кровь начнет закипать, а сердце остановится. После этого возврат к жизни уже невозможен.

Таким образом, время выживания внезапно оставшегося без кислорода человека на вершине Эвереста измеряется очень коротким промежутком времени.

Те же из альпинистов, кто изначально поднимался на вершину без кислорода и смог адаптироваться к высоте не подвергабт себя такой страшной опасности.
Тенсинг и Хиллари остановили свой выбор на аппаратах открытого типа. На то время эта аппаратура функционировала надежнее.

Проверка оборудования в ВС.

Хиллари и Тенсинг на восхождении над Южным седлом.

Хиллари и Тенсинг на высоте 8323 м.

Известнейший снимок. Тенсинг Норгей на вершине Эвереста. 11.30, 29 мая 1953 г.

Кстати, бросилось в глаза странное несоответствие. На восхождении Тенсинг идет в желтой пуховке, а Хиллари — в синей.
А на вершине Тенсинг стоит в синей пуховке.
Одолжил у Хиллари сфоткаться?:-))

В книге Дж.Ханта «Восхождение на Эверест» (можно скачать в сети в десятках мест) довольно много места уделено изучению «кислородного» вопроса.
Очень рекомендую почитать.
Я хочу показать здесь только совершенно фантастические проекты обеспечения альпинистов кислородом.
Все-таки 1 апеля, пора и улыбнуться.

Итак, выдержка из книги Д.Ханта

«Кислородные приборы описаны в приложении II. К ним предъявлялись два основных требования: легкость и продолжительность действия. Последнее качество в идеале должно было дать возможность избежать или, по крайней мере, свести до минимума случаи перезарядки аппарата. В основном, как я уже говорил, мы возлагали надежды на уже проверенные аппараты открытого типа. В этом приборе кислород подается из баллона, находящегося за спиной восходителя, через маску, которая допускает вдыхание атмосферного воздуха. При выдохе кислород попадает в окружающую атмосферу. Таким образом при этой системе кислород не сохраняется. После каждого вдоха он улетучивается. То, что мы в такой значительной степени положились на применение кислородных аппаратов и, в частности, усовершенствовали прибор открытого типа, явилось отчасти признанием взглядов, отстаиваемых профессором Джорджем Финчем, который высказывался за применение кислородных аппаратов описанной выше системы с тех пор, как он сам пользовался ими при восхождении на Эверест в 1922 г.

Экспериментальный прибор, сконструированный доктором Бурдиллоном и его сыном Томом, который мы также намеревались взять с собой, представлял собой аппарат закрытого типа; при этой системе восходитель вдыхает все 100% кислорода из аппарата. Атмосферный воздух под маску не попадает или, во всяком случае, не должен попадать. Часть выдыхаемого кислорода поступает обратно и снова используется, что значительно удлиняет срок работы кислородных баллонов и позволяет сократить их количество. Если бы прибор этой системы, пригодность которого для работы на больших высотах тогда еще не была проверена, показал хорошие результаты, он мог бы значительно упростить нашу задачу.

Читайте также:  Клапан высокого давления схема

Вес нашего кислородного снаряжения, несмотря на все усилия уменьшить его, продолжал причинять нам большое беспокойство. Мы прекрасно понимали, что после значительных усовершенствований наш аппарат при данном весе был значительно лучше любого другого кислородного прибора, применявшегося в экспедициях на Эверест. Но факт оставался фактом: он был и громоздок и тяжел. В этом ни в коей мере не были повинны ни наши консультанты, ни фирмы, изготовлявшие детали и монтировавшие приборы. Дело просто заключалось в том, что за разрешение этой задачи взялись слишком поздно, чтобы можно было разработать и сконструировать радикально измененную модель. Нельзя не восхищаться той самоотверженностью, с которой работали все, кто имел отношение к этому делу, стараясь к установленному сроку создать прибор, удовлетворяющий нашим требованиям. Очевидно, наши заботы были поняты многими нашими друзьями, которые хотя и не были столь тесно связаны с этой проблемой, но не менее нас желали найти ее разрешение. Мы получили множество всевозможных предложений. К сожалению, значительная часть из них поступила спустя много времени после того, как мы были вынуждены остановиться на принятой нами конструкции кислородного прибора.

Предлагалась, например, очень заманчивая, но едва ли осуществимая идея: вооружиться крупной мортирой и палить с Западного цирка вместо снарядов кислородными баллонами, забрасывая их на Южную седловину. Как мы установили позднее, поверхность Южной седловины была столь тверда, что баллоны любой, конструкции должны были бы при приземлении не только отскакивать, но и разбиваться, не говоря уже о том, что мы были бы вынуждены заняться весьма забавной игрой – охотой за баллонами в высокогорных условиях. Перспектива недолета баллонов, которые в этом случае, набирая скорость, катились бы вниз по тысячеметровой круче обратно к месту выстрела, также нас мало прельщала.

Не менее заманчиво было и другое предложение: проложить на всем пути вверх по склону Лходзе и далее по Юго-Восточному гребню трубопровод, по которому из запасов, находящихся в Западном цирке, подавался бы кислород. У отводов, предусмотренных вдоль всего трубопровода, утомленные альпинисты могли бы время от времени останавливаться, чтобы «хлебнуть глоток-другой».

Однако, трезво рассудив, мы решили, что предпочтительней все же нести баллоны на себе, несмотря на всю их громоздкость и тяжесть. Нам также советовали уменьшить тяжесть наших кислородных аппаратов при помощи воздушного шара, наполненного водородом, ровно настолько, чтобы обезопасить себя от обвинений в мошенническом восхождении на вершину по воздуху. Видение штурмующей двойки, на цыпочках подымающейся вверх, едва касаясь снега, рассеялось, как только мы узнали о чудовищных размерах воздушного шара, необходимого для подъема.

При принятии другого предложения нам пришлось бы облечься в надувные костюмы, в которых поддерживалось бы давление при помощи либо специального механизма, прикрепленного к ноге, либо ветра, вращающего небольшой пропеллер, красующийся на лбу, что позволило бы нам одолеть трудности восхождения по склону Лходзе, имея при этом вид резиновых человечков, известных реклам автошин фирмы «Мишелен». Но от этого предложения нам пришлось отказаться. Более серьезным было предложение перебросить все наше снаряжение, включая кислородную аппаратуру, в район Западного цирка по воздуху. Даже ставился на обсуждение вопрос о заброске снаряжения на Южную седловину. Изучение этого предложения в министерстве авиации показало, что осуществление его связано с большими техническими трудностями. Абсолютной гарантии, что груз будет сброшен удачно, по сути дела, не было, и пришлось бы в любом случае заготовлять двойное количество запасов, если мы не хотели рисковать тем, что они окажутся в Тибете или что нам придется направить нашу энергию на поиски и спасение потерпевшего крушение самолета».

Революцией в новейшем кислородном оборудовании можно назвать работы известного альпиниста — Валентина Михайловича Божукова в области оборудования с применением жидкого кислорода.
Кто заинтересуется ознакомтесь здесь. На сайтах еще много статей по этой теме.

Следует не забывать и еще об одной проблеме использования кислорода.
Какой бы тип оборудования не применялся, везде существует проблема утилизации кислородных баллонов.
На вершине Эвереста, на Южном седле и по всему пути следования валяются тысячи пустых баллонов.

Южное седло Эвереста.

В основном экспедиции используют отлично зарекомендовавшую себя российскую аппаратуру НПО «Поиск».

Всем удачи и успешных восхождений на Большие Горы!

Источник

Adblock
detector