Jump to content

Ребризер для дайвинга

(Перенаправлено из коктейля «Каустик» )
Ребризер для дайвинга
Электронный ребризер с полностью замкнутым контуром ( AP Diving Inspiration).
Акроним CCUBA (подводный дыхательный аппарат замкнутого цикла); CCR (ребризер закрытого типа), SCR (ребризер полузакрытого типа)
Использование Дыхательный набор
Похожие товары Ребризер

Ребризер для дайвинга - это подводный дыхательный аппарат , который поглощает углекислый газ дайвером из выдыхаемого воздуха , обеспечивая повторное дыхание (рециркуляцию) практически неиспользованного содержания кислорода и неиспользованного инертного содержимого, если оно присутствует, при каждом вдохе. Кислород добавляется для восполнения количества, усваиваемого дайвером. В этом его отличие от дыхательных аппаратов открытого типа, в которых выдыхаемый газ выбрасывается непосредственно в окружающую среду. Цель состоит в том, чтобы продлить продолжительность дыхания при ограниченном запасе газа, а также для скрытого военного использования водолазами или наблюдения за подводной жизнью, чтобы устранить пузырьки, образующиеся в системе с открытым контуром. Под ребризером для дайвинга обычно понимают портативное устройство, переносимое пользователем, и, следовательно, это тип автономного подводного дыхательного аппарата (акваланга). Полузакрытый ребризер, который носит с собой дайвер, также может быть известен как расширитель газа . Одна и та же технология на погружной или надводной установке скорее будет называться системой жизнеобеспечения. .

Технология ребризера для дайвинга может использоваться там, где подача дыхательного газа ограничена или когда дыхательный газ специально обогащен или содержит дорогие компоненты, такие как гелиевый разбавитель. Ребризеры для дайвинга предназначены для первичной и аварийной подачи газа. Аналогичная технология используется в системах жизнеобеспечения на подводных лодках, подводных аппаратах, в подводных и надводных средах обитания, а также в системах утилизации газа, используемых для восстановления больших объемов гелия, используемого при насыщенных погружениях .

Переработка дыхательного газа происходит за счет технологической сложности и дополнительных опасностей, которые зависят от конкретного применения и типа используемого ребризера. Масса и объем могут быть больше или меньше, чем у эквивалентного акваланга с открытым контуром, в зависимости от обстоятельств. Ребризеры для дайвинга с электронным управлением могут автоматически поддерживать парциальное давление кислорода между программируемыми верхним и нижним пределами или заданными точками и быть интегрированы с декомпрессионными компьютерами для мониторинга состояния декомпрессии дайвера и записи профиля погружения .

Приложения

[ редактировать ]

Ребризеры для дайвинга обычно используются для подводного плавания , где количество дыхательного газа, переносимого дайвером, ограничено, но также иногда используются в качестве расширителей газа для подводного плавания с надводным подводом и в качестве аварийных систем для подводного плавания с аквалангом или с надводного подводного плавания. [ 1 ] Системы рекуперации газа, используемые для глубоких погружений с гелиоксом, используют технологию, аналогичную ребризерам, как и для дайвинга с насыщением системы жизнеобеспечения , но в этих приложениях дайвер не носит с собой оборудование для рециркуляции газа. [ 2 ] Атмосферные водолазные костюмы также оснащены ребризерной технологией для рециркуляции дыхательного газа в рамках системы жизнеобеспечения. [ 3 ]

Ребризеры обычно более сложны в использовании, чем акваланги с открытым контуром, и имеют больше потенциальных точек отказа , поэтому приемлемо безопасное использование требует более высокого уровня навыков, внимания и ситуационной осведомленности, что обычно достигается за счет понимания систем, тщательного обслуживания и изучения ситуации. практические навыки эксплуатации и устранения неисправностей . Отказоустойчивая конструкция может снизить вероятность отказа ребризера, что сразу же подвергает опасности пользователя, и снижает нагрузку на дайвера, что, в свою очередь, может снизить риск ошибки оператора. [ 4 ] [ 5 ]

Технология полузакрытого ребризера также используется в газовых расширителях, переносимых дайверами на поверхность, главным образом для уменьшения использования гелия. Некоторые устройства также функционируют в качестве аварийного источника газа с использованием бортовых аварийных баллонов: ребризер ВМС США MK29 может продлить продолжительность водолазных операций с системой смешанного газа Flyaway в пять раз, сохраняя при этом первоначальную площадь хранилища газовой смеси на корабле поддержки. [ 6 ] Советский полузакрытый ребризер ИДА-72 имеет продолжительность работы скруббера 4 часа на надводном питании и запас хода на высоте 200 м 40 минут на бортовом газе . [ 7 ] Гелиоксовый газовый шлем ВМС США Mark V Mod 1 имеет баллон со скруббером, установленный на задней части шлема, и систему впускного впрыска газа, которая рециркулирует дыхательный газ через скруббер для удаления углекислого газа и, таким образом, сохранения гелия. [ 8 ] Сопло инжектора пропускает через скруббер в 11 раз больше объема впрыскиваемого газа. [ 9 ]

Первыми попытками создания практических ребризеров были простые кислородные ребризеры, когда достижения в промышленной металлообработке сделали возможным создание баллонов для хранения газа под высоким давлением. С 1878 года их использовали для работы в непригодных для дыхания атмосферах, в промышленности и при пожаротушении, на большой высоте, для спасения от подводных лодок; а иногда и для плавания под водой; но обычным способом работы под водой было использование стандартной водолазной одежды и дыхание открытым воздухом, подаваемым с поверхности.

(Дрегер и гелиевый шлем Mark V)

Итальянское подразделение Decima Flottiglia MAS , первое подразделение боевых пловцов, было основано в 1938 году и вступило в бой в 1940 году. Во время Второй мировой войны значительно расширилось использование ребризерного дайвинга в военных целях. Во время и после Второй мировой войны в вооруженных силах возникла необходимость погружаться глубже, чем позволяет чистый кислород. Это побудило, по крайней мере, в Британии, к разработке простых вариантов «смесевых ребризеров» с постоянным потоком некоторых из их кислородных ребризеров для дайвинга (= того, что сейчас называется « найтрокс »): SCMBA от SCBA ( дыхательного аппарата пловца-каноэиста ) и CDMBA. от Siebe Gorman CDBA , добавив дополнительный баллон подачи газа. Перед погружением с таким набором дайвер должен был знать максимальную или рабочую глубину своего погружения, а также то, как быстро его организм использует запас кислорода, и исходя из этого рассчитать, на какой уровень установить скорость потока газа в ребризере. [ нужна ссылка ]

В течение этого долгого периода, до появления современных автоматических спортивных ребризеров найтрокса, существовало несколько клубов спортивного кислородного дайвинга, в основном в США. [ нужны разъяснения ] [ нужна ссылка ]

В конце концов, холодная война закончилась, и в 1989 году коммунистический блок распался , и в результате предполагаемый риск диверсионных атак со стороны боевых водолазов уменьшился, и у западных вооруженных сил было меньше оснований требовать патенты на гражданские ребризеры , а также автоматические и полуавтоматические ребризеры для любительского дайвинга. с датчиками ppO2 начали появляться. [ нужна ссылка ]

Общая концепция

[ редактировать ]

Когда человек дышит, организм потребляет кислород и вырабатывает углекислый газ . Для основного метаболизма требуется около 0,25 л/мин кислорода при частоте дыхания около 6 л/мин, а здоровый человек, усердно работающий, может дышать со скоростью 95 л/мин, но метаболизирует только около 4 л/мин кислорода. [ 10 ] Метаболизированный кислород обычно составляет от 4% до 5% вдыхаемого объема при нормальном атмосферном давлении или около 20% доступного кислорода в воздухе на уровне моря . Выдыхаемый воздух на уровне моря содержит примерно от 13,5% до 16% кислорода. [ 11 ]

Ситуация с расточительством кислорода еще более расточительна, когда доля кислорода в дыхательном газе выше, а при подводном плавании сжатие дыхательного газа из-за глубины делает рециркуляцию выдыхаемого газа еще более желательной, так как еще большая доля разомкнутого контура газ тратится впустую. Продолжение повторного вдыхания того же газа приведет к истощению кислорода до уровня, который больше не будет поддерживать сознание и, в конечном итоге, жизнь, поэтому газ, содержащий кислород, необходимо добавлять к рециркулируемому дыхательному газу для поддержания необходимой концентрации кислорода. [ 12 ] [ 13 ]

Однако, если это сделать без удаления углекислого газа, он будет быстро накапливаться в переработанном газе, что почти сразу же приведет к легкому респираторному расстройству и быстрому развитию дальнейших стадий гиперкапнии или токсичности углекислого газа. Высокая скорость вентиляции обычно необходима для удаления углекислого газа (CO 2 ), продукта метаболизма. Дыхательный рефлекс вызывается концентрацией углекислого газа в крови, а не концентрацией кислорода, поэтому даже небольшое накопление углекислого газа во вдыхаемом газе быстро становится непереносимым; Если человек попытается повторно вдохнуть выдыхаемый газ, он вскоре почувствует острое чувство удушья , поэтому ребризеры должны химически удалять углекислый газ с помощью компонента, известного как скруббер углекислого газа . [ 12 ] [ 13 ]

Добавляя достаточное количество кислорода для компенсации метаболического использования, удаляя углекислый газ и повторно вдыхая газ, большая часть объема сохраняется. По-прежнему будут небольшие потери, когда газ необходимо будет выпускать по мере его расширения во время подъема, и потребуется дополнительный газ для восполнения объема, поскольку газ сжимается во время спуска. [ 12 ]

Связь физиологических эффектов с концентрацией углекислого газа и продолжительностью воздействия. [ 14 ]
Влияние различных уровней парциального давления кислорода [ 10 ]
ПО 2
(бар)
Применение и эффект
<0,08 Кома, в конечном итоге приводящая к смерти
0.08-0.10 Бессознательное состояние у большинства людей
0.09-0.10 Серьезные признаки/симптомы гипоксии
0.14-0.16 Начальные признаки/симптомы гипоксии (нормальный уровень кислорода в окружающей среде в некоторых очень высокогорных районах)
0.21 Нормальный кислород окружающей среды (воздух на уровне моря)
0.35–0.40 с нормальным Погружение PO 2 насыщением, уровень
0.50 Порог воздействия на все тело ; максимальная экспозиция погружения с насыщением
1.0–1.20 Общий диапазон для для отдыха уставки замкнутого контура
1.40 Рекомендуемый предел для нижнего сектора разомкнутой рекреационной зоны
1.60 Предел NOAA для максимального воздействия на работающего дайвера
Рекреационный/технический предел декомпрессии
2.20 камеры Sur-D Коммерческая/военная декомпрессия поверхности на 100% O 2 на высоте 12 мс.
2.40 с содержанием 40% O 2 нитрокса для рекомпрессионной обработки Газ для использования в камере на глубине 50 метров морской воды.
2.80 100% газ для рекомпрессионной обработки O 2 для использования в камере при 18 мс.в.
3.00 Газ для рекомпрессионной обработки найтрокса с содержанием 50% O 2 для использования в камере при 50 мс.в.

Ограничения дизайна

[ редактировать ]

В дайвинге используется самое широкое разнообразие типов ребризеров, поскольку физические и физиологические последствия дыхания под давлением усложняют требования, и доступен большой спектр технических возможностей в зависимости от конкретного применения и имеющегося бюджета. Ребризер для дайвинга является критически важным для безопасности оборудованием жизнеобеспечения : некоторые виды отказа могут привести к гибели дайвера без предупреждения, другие могут потребовать немедленной соответствующей реакции для выживания.

Общие эксплуатационные требования включают в себя:

  • водонепроницаемая и устойчивая к коррозии конструкция
  • плавучесть достаточно близка к нейтральной после балластировки
  • приемлемо обтекаемая форма, чтобы минимизировать дополнительное сопротивление плаванию
  • низкая работа дыхания во всех положениях дайвера и во всем диапазоне рабочих глубин.
  • устройство не должно отрицательно влиять на балансировку и баланс дайвера.
  • легкое и быстрое отстегивание ремня и снятие устройства с дайвера без посторонней помощи.
  • доступность элементов управления и регулировки
  • однозначная обратная связь дайверу с критической информацией
  • отсутствие режимов критического единичного отказа. Пользователь должен иметь возможность справиться с любым единичным разумно предсказуемым отказом без посторонней помощи.

Специальные приложения также могут потребовать:

  • малошумящий сигнал
  • низкий выброс пузырьков/мелких пузырьков
  • низкая электромагнитная сигнатура
  • прочная конструкция
  • легкий вес в воздухе
  • минимальная дополнительная нагрузка для нормальной работы

Кислородные ребризеры

[ редактировать ]

Поскольку чистый кислород токсичен при вдыхании под давлением, агентства по сертификации дайверов-любителей ограничивают кислородную декомпрессию максимальной глубиной 6 метров (20 футов), и это ограничение было распространено на кислородные ребризеры; [ нужна ссылка ] Раньше они использовались на большей глубине (до 20 метров (66 футов)) [ нужна ссылка ] но такие погружения были более рискованными, чем то, что сейчас считается приемлемым. Кислородные ребризеры также иногда используются при декомпрессии после глубокого погружения с открытым контуром. [ нужна ссылка ] поскольку дыхание чистым кислородом помогает азоту быстрее диффундировать из тканей тела, а использование ребризера может быть более удобным для длительных декомпрессионных остановок.

Ограничения ВМС США на использование кислородных ребризеров: [ 15 ]

  • Нормальный рабочий предел 25 футов (7,6 м) в течение 240 минут. (P O 2 = 1,76 бар)
  • Максимальный рабочий предел 50 футов (15 м) в течение 10 минут. (P O 2 = 2,5 бар)

Кислородные ребризеры больше не широко используются в любительском дайвинге из-за ограничения глубины, налагаемого токсичностью кислорода, но широко используются для военных боевых пловцов, где не требуется большая глубина, из-за их простоты, легкого веса и компактных размеров.

Ребризеры смешанного газа

[ редактировать ]

Ребризеры полузамкнутого контура (SCR), используемые для дайвинга, могут использовать активную или пассивную подачу газа, а системы подачи газа могут иметь компенсацию по глубине. В них используется смешанный подаваемый газ с более высоким содержанием кислорода, чем в стационарной газовой смеси контура. Обычно используется только одна газовая смесь, но во время погружения можно переключать газовые смеси, чтобы расширить доступный диапазон глубин некоторых SCR. [ 13 ]

Область применения и ограничения SCR:

  • Пассивные дополнительные SCR без компенсации глубины уменьшают безопасный диапазон рабочих глубин обратно пропорционально увеличению срока службы газа. Это можно компенсировать переключением газа за счет сложности и увеличения количества потенциальных точек отказа.
  • SCR с постоянным массовым расходом создают газовую смесь, которая не является постоянной при изменении нагрузки дайвера. Это также ограничивает диапазон безопасной рабочей глубины, если не контролируется состав газа, также за счет увеличения сложности и дополнительных потенциальных точек отказа.
  • Добавление активного газа, контролируемое по потребности, обеспечивает надежные газовые смеси во всем потенциальном диапазоне рабочих глубин и не требует контроля кислорода, но за счет большей механической сложности.
  • Пассивная добавка с компенсацией по глубине обеспечивает надежную газовую смесь в потенциальном диапазоне рабочих глубин, который лишь немного снижается по сравнению с рабочим диапазоном открытого контура для используемого газа за счет большей механической сложности.

Ребризеры для дайвинга с замкнутым контуром могут иметь ручное или электронное управление и использовать как чистый кислород, так и пригодный для дыхания газовый разбавитель. [ 16 ]

Область применения и ограничения CCR: Ребризеры замкнутого контура в основном ограничены физиологическими ограничениями дайвера, такими как максимальная рабочая глубина смеси разбавителя при сохранении пригодности для дыхания до поверхности, хотя это можно обойти, переключив разбавитель. Работа дыхания на глубине может быть ограничением, так как наступает момент, когда дыхательное усилие, необходимое для противодействия скорости метаболического образования углекислого газа, превышает работоспособность дайвера, после чего гиперкапния возрастает и дистресс с последующей потерей сознания и смертью неизбежен. . На работу дыхания влияет плотность газа, поэтому использование разбавителя низкой плотности, богатого гелием, может увеличить диапазон глубины при приемлемой работе дыхания для данной конфигурации. WoB также увеличивается из-за турбулентного потока , на который влияет скорость потока ( число Рейнольдса ). В некоторой степени работа дыхания может быть уменьшена или ограничена конструкцией дыхательного контура, но существуют и физиологические ограничения, и работа по циркуляции газа через дыхательный контур и скруббер может составлять значительную часть общей работы дыхания. [ 17 ] [ 18 ]

Рекреационные ребризеры

[ редактировать ]

Некоторые агентства по сертификации дайверов-любителей выделяют класс ребризеров, который, по их мнению, подходит для любительского дайвинга. Эти ребризеры непригодны для декомпрессионных погружений, а при электронном управлении не позволяют дайверу совершать погружения с обязательной декомпрессией, тем самым позволяя немедленное всплытие в любой точке запланированного погружения без неоправданного риска развития симптоматической декомпрессионной болезни. Это ограничение снижает необходимость носить с собой аварийный газ за борт, а также потребность в навыках эвакуации с поэтапной декомпрессией. Этот класс дайвинга с ребризером дает возможность продавать обучение и сертификацию, в которых отсутствует большая часть более сложных и трудных навыков, а также уменьшается количество снаряжения, которое дайвер должен иметь при себе. Критерии PADI для ребризеров класса «R» включают электронные подсказки для проверок перед погружением, автоматический контроль заданного значения, предупреждения о состоянии, проекционный дисплей для предупреждений, аварийный клапан, предварительно упакованные канистры скруббера и систему оценки продолжительности работы скруббера. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] Хотя эти ограничения действительно делают ребризеры рекреационного класса по своей сути менее опасными, они не снижают риск до того же уровня, что и оборудование с открытой цепью для того же профиля погружения. [ 22 ]

Атмосферные гидрокостюмы

[ редактировать ]

Атмосферный водолазный костюм представляет собой небольшой одноместный шарнирно-сочлененный подводный аппарат примерно антропоморфной формы с шарнирами конечностей, обеспечивающими шарнирное соединение под внешним давлением при поддержании внутреннего давления в одну атмосферу. Подача дыхательного газа может осуществляться с поверхности по шлангокабелю, но тогда ее придется выбрасывать обратно на поверхность, чтобы поддерживать внутреннее давление ниже внешнего давления окружающей среды, что возможно, но представляет опасность прорыва прочного корпуса в случае повреждения шлангокабеля или из-за система ребризера, встроенная в костюм. Поскольку существует аналогичная проблема с удалением избыточного газа, простым и эффективным решением является восполнение кислорода по мере его потребления и удаление углекислого газа без изменения компонента инертного газа, который просто рециркулирует. По сути, это простой кислородный ребризер замкнутого контура, используемый в качестве системы жизнеобеспечения . Поскольку обычно имеется достаточный источник питания для других служб, механизированная циркуляция через скруббер обычно не должна быть проблемой для нормального обслуживания и более удобна для оператора, поскольку сохраняет зону лица чистой и облегчает голосовую связь. Поскольку внутреннее давление поддерживается на уровне одной атмосферы, риск острой кислородной токсичности отсутствует. Срок службы зависит от производительности скруббера и подачи кислорода. Циркуляция через скруббер может обеспечиваться за счет дыхания дайвера, и это вариант аварийного резервного ребризера, который также может быть установлен на костюме. Дыхательная система требует снижения механическое мертвое пространство с помощью мундштука и противолегкого для образования замкнутого контура.

Архитектура

[ редактировать ]
Простой кислородный ребризер для дайвинга военно-морского типа с маркировкой деталей:
Технический рекреационный ребризер закрытого типа с электронным управлением, вид сзади, с открытым корпусом.

Основные компоненты

[ редактировать ]

Хотя существует несколько вариантов конструкции ребризера для дайвинга, все типы имеют газонепроницаемый резервуар, в котором содержится дыхательный газ при атмосферном давлении, из которого дайвер вдыхает и в который выдыхает. Резервуар с дыхательным газом состоит из нескольких компонентов, соединенных между собой водонепроницаемыми и воздухонепроницаемыми соединениями. Дайвер дышит через мундштук или полнолицевую маску для дайвинга с запорным клапаном, клапаном погружения/поверхности, который закрывается, когда дайвер не дышит из устройства, чтобы предотвратить затопление, если комплект находится в воде. Он соединен с одним или двумя дыхательными шлангами, по которым вдыхаемый и выдыхаемый газ подается между дайвером и противолегким или дыхательным мешком, который расширяется, чтобы вместить газ, когда его нет в легких дайвера. Резервуар также включает в себя скруббер, содержащий абсорбирующий материал для удаления углекислого газа, выдыхаемого дайвером. Также будет иметься по меньшей мере один клапан, позволяющий добавлять газ, такой как кислород, и часто газ-разбавитель, из контейнера для хранения газа в резервуар. [ 16 ]

Там могут быть клапаны, позволяющие стравливать газ, датчики для измерения парциального давления кислорода и, возможно, углекислого газа, а также система мониторинга и контроля. Критические компоненты могут быть дублированы для обеспечения инженерного резервирования. [ 16 ]

Конфигурация канала для дыхательного газа

[ редактировать ]

Существует две основные конфигурации газовых проходов: петля и маятник.

Конфигурация петли использует однонаправленную циркуляцию дыхательного газа, который при выдохе покидает мундштук, проходит через обратный клапан в шланг выдоха, а затем через противолегкое и скруббер, чтобы вернуться в мундштук через шланг вдоха и другой обратный клапан при вдохе дайвера. [ 16 ]

В маятниковой конфигурации используется двунаправленный поток. Выдыхаемый газ течет из мундштука через один шланг в скруббер, в противолегкое, а при вдохе газ втягивается обратно через скруббер и тот же шланг обратно в мундштук. Маятниковая система конструктивно проще, но по своей сути содержит большее мертвое пространство неочищенного газа в объединенной трубке выдоха и вдоха, через которую осуществляется повторный вдох. Существуют противоречивые требования к минимизации объема мертвого пространства при минимизации сопротивления потоку дыхательных путей.

Конфигурация противолегких

[ редактировать ]

Маятниковый ребризер имеет только одно противолегкое, находящееся на стороне скруббера, противоположной единственному дыхательному шлангу. Дайвер продувает выдыхаемый газ через скруббер, а затем всасывает его обратно во время вдоха. Скорость потока газа через скруббер зависит от частоты дыхания дайвера.

Единственное противолегкое в петлевом ребризере может быть противолегким выдоха или вдоха или устанавливаться между разделенными канистрами скруббера. [ 23 ] Если это противолегкое выдоху, оно надувается при выдохе, но газ не проходит через скруббер до тех пор, пока не начнется вдох, после чего дайвер всасывает газ со скоростью, определяемой частотой вдоха. Если это противолегкое вдоха, дайвер должен продувать газ через скруббер во время выдоха, но вдыхать из противолегкого полного вдоха, без дальнейшего потока через скруббер. Если он находится между разделенными скрубберами, дайвер должен продувать газ через скруббер выдоха во время выдоха и всасывать его через скруббер вдоха. Во всех этих случаях буфер отсутствует, а пиковые скорости потока относительно высоки, что означает, что пиковое сопротивление потоку относительно велико и может приходиться на одну половину дыхательного цикла или распределяться между обеими половинами, аналогично маятниковой конфигурации, но без большое мертвое пространство. [ 23 ]

Двойной противолегочный ребризер имеет два дыхательных мешка, поэтому выдыхаемый газ наполняет противолегкое выдоха, одновременно начиная проходить через скруббер и начиная надувать противолегкое вдоха. К тому времени, когда дайвер начинает вдыхать, противолегкое вдоха создает объемный буфер, поэтому сопротивление потоку меньше, поскольку газ продолжает течь через скруббер во время вдоха с меньшей скоростью, чем если бы было только одно противолегкое. работу дыхания, а также увеличивает время пребывания газа в скруббере, поскольку он проходит через скруббер как при выдохе, так и при вдохе. Большинство ребризеров для дайвинга на смешанном газе используют эту конструкцию. [ 20 ]

Общее расположение

[ редактировать ]

Многие ребризеры имеют основные компоненты в жестком корпусе для поддержки, защиты и/или обтекаемости. Этот корпус должен иметь достаточную вентиляцию и дренаж, чтобы окружающая вода или воздух могли свободно входить и выходить, чтобы обеспечить изменение объема при надувании и сдувании противолегкого, а также для предотвращения захвата больших объемов плавучего воздуха при погружении дайвера и воды при погружении дайвера. выходит на воздух. [ 16 ]

Компоненты могут быть установлены на раме или внутри корпуса, чтобы скрепить их вместе. Иногда конструкция канистры скруббера является частью каркаса, особенно в конфигурации с боковым креплением. Положение большинства частей не имеет решающего значения для функционирования, но противолегкие должны быть расположены так, чтобы их центр тяжести объема находился на той же глубине, что и центр тяжести легких дайвера в большинстве случаев под водой, а дыхательные трубки, идущие к мундштуку, не должны загромождать дайверу больше, чем необходимо, и обеспечить максимально свободное движение головы. [ 16 ]

Ранние кислородные ребризеры часто изготавливались без рамы или корпуса и полагались на ремни безопасности и прочное противолегкое, удерживающее компоненты вместе.

Части ребризера для дайвинга (противолегкое, абсорбирующий баллон, газовый баллон(ы), соединяющие их трубки и шланги) могут быть расположены на теле пользователя четырьмя основными способами, при этом положение противолегкого оказывает большое влияние на работу дыхательного аппарата для дайвинга. дыхание.

Ребризеры заднего монтажа

[ редактировать ]

Заднее крепление распространено на более громоздких и тяжелых устройствах. Это хорошо для поддержки веса вне воды и сохраняет переднюю часть дайвера свободной для работы под водой. При заднем креплении обычно используются противолегкие сзади или через плечо, центр тяжести которых находится над легкими в наиболее распространенных положениях дайвера, что приводит к дыханию с небольшим отрицательным давлением .

Нагрудные ребризеры

[ редактировать ]
Дайвер с нагрудным ребризером

Нагрудное крепление довольно распространено для военных кислородных ребризеров, которые обычно относительно компактны и легки. Это обеспечивает легкий доступ к компонентам под водой и оставляет спину свободной для другого оборудования для десантных операций. Ребризер можно отстегнуть от общей подвесной системы, не нарушая при этом нагрузку на спине. Передние противолегкие имеют центр тяжести, который обычно находится немного ниже центроида легких, что приводит к дыханию с небольшим положительным давлением для большинства распространенных ориентаций дайвера.

Боковые ребризеры

[ редактировать ]
Ребризер Liberty Sidemount для низкопрофильных пещерных дайвингов

Sidemount позволяет низкому профилю преодолевать жесткие ограничения при погружениях в пещеры и затонувшие объекты, а также удобен для ношения аварийного ребризера. Ребризер бокового крепления в качестве основного дыхательного аппарата может быть установлен на одной стороне тела дайвера и может быть сбалансирован по весу и гидродинамически с помощью большого аварийного баллона, установленного сбоку с другой стороны. Ребризеры с боковым креплением чувствительны к ориентации дайвера, что может изменять гидростатическую работу дыхания в большем диапазоне, чем для ребризеров с креплением на спине или на груди, а резистивная работа дыхания также относительно велика из-за длинных дыхательных шлангов и множества изгибов, необходимых для установки компонентов. в длинный узкий формат. По состоянию на 2019 год ни один ребризер с боковым креплением не прошел испытания CE на работу дыхания. Ребризеры с боковым креплением также могут быть более восприимчивы к сильному затоплению контура из-за отсутствия удобного положения противолегких на выдохе, позволяющего образовывать водную ловушку. [ 18 ]

Варианты системы

[ редактировать ]

Ребризеры можно в первую очередь отнести к категории ребризеров для дайвинга, предназначенных для использования в гипербарических условиях, и других ребризеров, используемых при давлениях, немного превышающих нормальное атмосферное давление на уровне моря, чтобы значительно снизить давление окружающей среды на больших высотах и ​​в космосе. Ребризеры для дайвинга часто сталкиваются с трудностями, связанными с предотвращением гипербарической кислородной токсичности, в то время как нормобарические и гипобарические применения могут использовать относительно тривиально простую технологию кислородного ребризера, где нет необходимости контролировать парциальное давление кислорода во время использования, при условии, что давление окружающей среды достаточно.

Ребризеры смешанного газа

[ редактировать ]

Все ребризеры, кроме кислородных ребризеров, можно считать ребризерами со смешанным газом. Их можно разделить на полузамкнутые контуры, в которых подаваемый газ представляет собой пригодную для дыхания смесь, содержащую кислород и инертные разбавители, обычно азот и гелий, и которая пополняется путем добавления большего количества смеси по мере расходования кислорода, достаточного для поддержания парциальное давление кислорода в контуре, пригодное для дыхания, и ребризеры с замкнутым контуром, в которых используются два параллельных источника газа: разбавитель, обеспечивающий основную часть газа, который рециркулируется, и кислород, который метаболически расходуется. [ 13 ]

Ребризеры полузамкнутого контура

[ редактировать ]

Они почти исключительно используются для подводного плавания, поскольку они более громоздкие, тяжелые и сложные, чем кислородные ребризеры замкнутого цикла. Военные и дайверы-любители используют их, потому что они обеспечивают большую продолжительность пребывания под водой, чем открытый контур, имеют большую максимальную рабочую глубину , чем кислородные ребризеры, и могут быть довольно простыми и дешевыми. Они не полагаются на электронику для контроля состава газа, но могут использовать электронный мониторинг для повышения безопасности и более эффективной декомпрессии. Альтернативный термин для этой технологии — «газовый расширитель».

Оборудование полузамкнутого контура обычно подает один дыхательный газ, например воздух, найтрокс или тримикс за раз . Газ впрыскивается в контур с постоянной скоростью для восполнения кислорода, потребляемого дайвером из контура. Избыточный газ необходимо постоянно выпускать из контура небольшими объемами, чтобы освободить место для свежего, богатого кислородом газа. Поскольку кислород в отводимом газе не может быть отделен от инертного газа, полузакрытый контур приводит к расточительству как кислорода, так и инертных компонентов. [ 24 ]

Должна использоваться газовая смесь, максимальная рабочая глубина которой безопасна для планируемой глубины погружения и которая обеспечит воздухопроницаемую смесь на поверхности, или потребуется менять смеси во время погружения. [ 16 ]

Поскольку количество кислорода, необходимое дайверу, увеличивается с увеличением скорости работы, скорость впрыска газа необходимо тщательно выбирать и контролировать, чтобы предотвратить потерю сознания дайвером из-за гипоксии . [ 25 ] Более высокая скорость добавления газа снижает вероятность гипоксии, но приводит к большим потерям газа.

Полузамкнутая схема пассивного сложения

[ редактировать ]
Принципиальная схема контура дыхательного газа ребризера полузамкнутого типа с пассивным дополнением.
  • 1 клапан для погружения/на поверхности с петлевыми обратными клапанами
  • 2 Шланг выдоха
  • 3 Противолегочная передняя камера
  • 4 Обратный клапан на выпускном сильфоне
  • 5 Разгрузочные сильфоны
  • 6 Клапан избыточного давления
  • 7 Главный противолегочный сильфон
  • 8 Дополнительный клапан
  • 9 Скруббер (осевой поток)
  • 10 Шланг для ингаляций
  • 11 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 12 Клапан цилиндра
  • 13 Регулятор первой ступени
  • 14 Погружной манометр
  • 15 Клапан аварийного требования

Этот тип ребризера работает по принципу добавления свежего газа для компенсации уменьшенного объема в дыхательном контуре. Выделяется часть вдыхаемого газа, которая в некоторой степени пропорциональна потреблению кислорода. Обычно это фиксированная объемная доля дыхательного потока, но были разработаны более сложные системы, которые позволяют получить очень близкое соотношение к скорости поверхностного дыхательного потока. Их называют системами с компенсацией глубины или частичной компенсацией глубины. Добавление газа инициируется низким объемом противолегких, который активирует автомат по требованию.

Простой случай разряда с фиксированным соотношением может быть достигнут с помощью концентрических сильфонов противолегких, при которых выдыхаемый газ расширяет оба противолегких, и в то время как внешний сильфон большего объема выбрасывает газ обратно в петлю, когда дайвер делает следующий вдох, внутренний сильфон выпускает свой газ. содержимое в окружающую среду, используя обратные клапаны для обеспечения однонаправленного потока. Объем, обрабатываемый во время каждого вдоха, зависит от дыхательного объема этого вдоха.

К концу вдоха сильфон опускается вниз и активирует дополнительный клапан, подобно тому, как диафрагма регулятора активирует регулирующий клапан , чтобы восполнить газ, выпускаемый внутренним сильфоном. Поэтому этот тип ребризера имеет тенденцию работать с минимальным объемом.

Системы с фиксированным соотношением обычно сбрасывают за борт от 10% (1/10) до 25% (1/4) объема каждого вдоха. В результате выносливость газа в 10-4 раза выше, чем при открытом контуре, и зависит от частоты и глубины дыхания так же, как и при открытом контуре. Доля кислорода в контуре зависит от коэффициента расхода и в меньшей степени от частоты дыхания и темпа работы водолаза. Поскольку некоторая часть газа рециркулируется после дыхания, доля кислорода всегда будет ниже, чем у подпиточного газа, но может близко приближаться к подпиточному газу после продувки контура, поэтому газ обычно выбирается таким, чтобы он был пригодным для дыхания на максимальной глубине. , что позволяет использовать его для аварийного восстановления разомкнутой цепи. Доля кислорода в петлевом газе будет увеличиваться с глубиной, поскольку массовая скорость метаболического использования кислорода остается практически постоянной с изменением глубины. Это тенденция, противоположная тому, что происходит в ребризерах с замкнутым контуром, где парциальное давление кислорода контролируется так, чтобы оно было более или менее одинаковым в определенных пределах на протяжении всего погружения. Система фиксированных соотношений использовалась в Ребризеры DC55 и Halcyon RB80 . Ребризеры с пассивным добавлением кислорода с небольшой степенью расхода могут стать гипоксическими у поверхности, когда используется подаваемый газ с умеренной или низкой долей кислорода, что приводит к необходимости переключения газов между глубоким и неглубоким погружением. [ 26 ]

Системы компенсации глубины сбрасывают часть дыхательного объема дайвера, которая изменяется обратно пропорционально абсолютному давлению. На поверхности они обычно выделяют от 20% (1/5) до 33% (1/3) каждого вдоха, но с глубиной эта цифра уменьшается, чтобы поддерживать долю кислорода в контуре примерно постоянной и уменьшать потребление газа. Система с полной компенсацией глубины будет сбрасывать объем газа, обратно пропорциональный давлению, так что объем, сбрасываемый на глубине 90 м (абсолютное давление 10 бар), будет составлять 10% от поверхностного сброса. Эта система будет обеспечивать примерно фиксированную долю кислорода независимо от глубины при использовании одного и того же подпиточного газа, поскольку эффективный массовый расход остается постоянным.

Системы частичной компенсации глубины являются промежуточным звеном между системами с фиксированным передаточным числом и системами компенсации глубины. Они обеспечивают высокую степень выделения у поверхности, но степень выделения не фиксируется ни в пропорции к вдыхаемому объему, ни в массе. Доля кислорода в газе рассчитать труднее, но она будет находиться где-то между предельными значениями для фиксированного соотношения и полностью компенсированных систем. В Halcyon PVR-BASC используется система внутренних сильфонов переменного объема для компенсации глубины.

Полузамкнутая схема с активным добавлением

[ редактировать ]
Схема контура ребризера полузамкнутого контура с постоянным массовым расходом
  • 1 клапан для погружения/на поверхности с петлевыми обратными клапанами
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 Канистра скруббера (осевой поток)
  • 4 Противолегкое
  • 5 Контурный клапан избыточного давления
  • 6 Клапан вдоха
  • 7 Баллон подачи дыхательного газа
  • 8 Клапан цилиндра
  • 9 Регулятор абсолютного давления
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Автоматический клапан разбавления
  • 12 Измерительное отверстие постоянного массового расхода
  • 13 Ручной перепускной клапан
  • 14 Клапан аварийного требования

Система активной подачи добавляет питательный газ в дыхательный контур, а избыток газа сбрасывается в окружающую среду. Эти ребризеры имеют тенденцию работать на максимальной громкости.

Добавление газа с постоянным массовым расходом
[ редактировать ]

Наиболее распространенной системой активного добавления подпиточного газа в полузакрытые ребризеры является использование инжектора постоянного массового расхода, также известного как дроссельный поток . Этого легко достичь с помощью звукового отверстия, поскольку при условии, что перепад давления на отверстии достаточен для обеспечения звукового потока, массовый расход конкретного газа будет независим от давления на выходе. [ 27 ] Массовый расход через звуковое отверстие является функцией давления на входе и газовой смеси, поэтому давление на входе должно оставаться постоянным в диапазоне рабочей глубины ребризера, чтобы обеспечить надежно предсказуемую смесь в дыхательном контуре, и модифицированный регулятор используется, на который не влияют изменения давления окружающей среды. Добавление газа не зависит от использования кислорода, а доля газа в контуре сильно зависит от нагрузки дайвера: чрезмерная физическая нагрузка может привести к опасному истощению кислорода.

Добавление газа по требованию
[ редактировать ]
Принципиальная схема дыхательного контура ребризера полузамкнутого контура Interspiro DCSC
  • 1 баллон с питательным газом Найтрокс
  • 2 Клапан цилиндра
  • 3 Манометр
  • 4 Регулятор первой ступени сырьевого газа
  • 5 Дозирующая камера
  • 6 Дозирующий механизм с тягой управления от крышки сильфона
  • 7 противолегких с шарнирным сильфоном
  • 8 Вес сильфона
  • 9 Выпускной клапан с тягой управления от крышки сильфона
  • 10 Скруббер с радиальным потоком
  • 11 Шланг выдоха
  • 12 Мундштук с клапаном погружения/поверхности и петлевыми обратными клапанами
  • 13 Шланг для ингаляций
  • 14 Ручной перепускной клапан
  • 15 Клапан сигнализации низкого уровня газа

В продажу поступила только одна модель, использующая этот принцип управления газовой смесью. Это Интерспиро DCSC . Принцип работы заключается в добавлении массы кислорода, пропорциональной объему каждого вдоха. Этот подход основан на предположении, что объемная частота дыхания дайвера прямо пропорциональна метаболическому потреблению кислорода, что, как показывают экспериментальные данные, достаточно близко к реальности. [ 28 ]

Добавление свежего газа осуществляется путем регулирования давления в дозировочной камере, пропорционального объему противолегочного сильфона. Дозирующая камера заполняется свежим газом до давления, пропорционального объему сильфона, с самым высоким давлением, когда сильфон находится в пустом положении. Когда сильфон заполняется во время выдоха, газ выпускается из дозировочной камеры в дыхательный контур пропорционально объему в сильфоне во время выдоха и полностью выпускается, когда сильфон заполнен. Избыточный газ сбрасывается в окружающую среду через клапан избыточного давления после наполнения сильфона. [ 28 ]

В результате добавляется масса газа, пропорциональная объему вентиляции, а фракция кислорода остается стабильной в пределах нормального диапазона нагрузки.

Объем дозирующей камеры подбирается под конкретную подаваемую газовую смесь и изменяется при смене газа. DCSC использует две стандартные смеси найтрокса: 28% и 46%. [ 28 ]

Ребризеры замкнутого цикла

[ редактировать ]

Кислородные ребризеры

[ редактировать ]
Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с маятниковой конфигурацией и скруббером с радиальным потоком
  • 1 клапан для погружения/поверхности
  • 2 Двусторонний дыхательный шланг
  • 3 Скруббер (радиальный поток)
  • 4 Противолегкое
  • 5 Автоматический клапан подпитки
  • 6 Ручной перепускной клапан
  • 7 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 8 Клапан цилиндра
  • 9 Регулятор первой ступени
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Клапан избыточного давления
Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с петлевой конфигурацией и скруббером с осевым потоком.
  • 1 клапан для погружения/поверхности с петлевыми обратными клапанами
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 Скруббер (осевой поток)
  • 4 Противолегкое
  • 5 Клапан избыточного давления
  • 6 Шланг для ингаляций
  • 7 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 8 Клапан цилиндра
  • 9 Регулятор первой ступени
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Автоматический клапан подпитки
  • 12 Ручной перепускной клапан

Это самый ранний тип ребризера, который широко использовался военно-морскими силами и для горноспасательных операций с начала двадцатого века. Кислородные ребризеры могут иметь удивительно простую конструкцию, и они были изобретены до подводного плавания с открытым контуром. Они поставляют только кислород, поэтому нет необходимости контролировать газовую смесь, кроме продувки перед использованием и удаления углекислого газа. [ 29 ]

Варианты подачи кислорода
[ редактировать ]

В некоторых ребризерах, например Siebe Gorman Salvus , кислородный баллон имеет два механизма подачи кислорода параллельно. Один из них имеет постоянный расход , а другой представляет собой ручной двухпозиционный клапан, называемый перепускным клапаном. Оба питаются в противолегкие . [ 30 ] Нет необходимости во второй ступени, и газ можно включать и выключать с помощью клапана баллона.

Другие, такие как USN Mk25 UBA, подаются автоматически через регулируемый клапан на противолегком, который добавляет газ в любой момент, когда противолегкое опорожняется и дайвер продолжает вдыхать. Кислород также можно добавить вручную с помощью кнопки, которая активирует легочный автомат, что эквивалентно кнопке продувки автомата с открытым контуром. [ 15 ]

Некоторые простые кислородные ребризеры не имели автоматической системы подачи, только клапан ручной подачи, и дайверу приходилось периодически включать клапан, чтобы наполнить дыхательный мешок, когда объем кислорода падал ниже комфортного уровня. Это загрузка задачи, но дайвер не может оставаться в неведении о необходимости дозаправки. Контроль объема в контуре также будет контролировать плавучесть.

Газовые ребризеры замкнутого цикла

[ редактировать ]
Принципиальная схема газового ребризера замкнутого контура с электронным управлением.
  • 1 клапан для погружения/поверхности и обратные клапаны контура
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 Скруббер (осевой поток)
  • 4 Противолегкое
  • 5 Клапан избыточного давления
  • 6 Клапан вдоха
  • 7 Кислородный баллон
  • 8 Клапан кислородного баллона
  • 9 Регулятор абсолютного давления кислорода
  • 10 Погружной манометр кислорода
  • 11 Ручной перепускной клапан кислорода
  • 12 Отверстие для измерения постоянного массового расхода кислорода
  • 13 Электромагнитный клапан впрыска кислорода с электронным управлением.
  • 14 Цилиндр разбавителя
  • 15 Клапан цилиндра с дилуентом
  • 16 Регулятор разбавителя
  • 17 Погружной манометр дилуента
  • 18 Клапан аварийного требования
  • 19 Ручной перепускной клапан дилиента
  • 20 Автоматический разбавительный клапан
  • 21 ячейка датчика кислорода
  • 22 Электронные схемы управления и контроля
  • 23 первичных и вторичных дисплеев

Военные, фотографы и дайверы-любители используют ребризеры замкнутого цикла, поскольку они позволяют совершать длительные погружения и не образуют пузырьков. [ 31 ] Ребризеры замкнутого контура подают в контур два дыхательных газа: один — чистый кислород, а другой — разбавитель или разбавляющий газ, такой как воздух, найтрокс, гелиокс или тримикс. [ 32 ]

Основная функция ребризера замкнутого контура — контролировать парциальное давление кислорода в контуре и предупреждать дайвера, если оно становится опасно низким или высоким. Слишком низкая концентрация кислорода приводит к гипоксии, ведущей к потере сознания и, в конечном итоге, к смерти. Слишком высокая концентрация кислорода приводит к гипероксии, что приводит к кислородному отравлению , состоянию, вызывающему судороги, из-за которых дайвер может потерять мундштук, когда они происходят под водой, и может привести к утоплению . В системе мониторинга используются чувствительные к кислороду электрогальванические топливные элементы для измерения парциального давления кислорода в контуре. Парциальное давление кислорода в контуре обычно можно контролировать в пределах разумного допуска фиксированного значения. Эта уставка выбрана таким образом, чтобы обеспечить приемлемый риск как долгосрочной, так и острой кислородной токсичности, при этом минимизируя требования к декомпрессии для запланированного профиля погружения. [ 32 ]

Газовая смесь контролируется дайвером в ребризерах замкнутого цикла с ручным управлением. Дайвер может вручную контролировать смесь, добавляя газ-разбавитель или кислород. Добавление разбавителя может предотвратить чрезмерное обогащение газовой смеси контура кислородом, а добавление кислорода делается для увеличения концентрации кислорода.

В полностью автоматических системах с замкнутым контуром электромагнитный клапан с электронным управлением впрыскивает кислород в контур, когда система управления обнаруживает, что парциальное давление кислорода в контуре упало ниже необходимого уровня. CCR с электронным управлением можно переключить на ручное управление в случае некоторых сбоев в системе управления. [ 32 ]

Добавление газа для компенсации сжатия во время спуска обычно осуществляется с помощью автоматического разбавительного клапана. [ 16 ]

Стандартные ребризеры для дайвинга

[ редактировать ]

В 1912 году немецкая фирма Drägerwerk из Любека представила версию стандартной водолазной одежды, в которой подача газа осуществлялась из кислородного ребризера и не подавалась с поверхности. В системе использовался медный водолазный шлем и стандартный тяжелый водолазный костюм с установленным сзади комплектом баллонов и скруббером. Дыхательный газ циркулировал с помощью инжекторной системы в контуре, питаемом добавленным газом. Это получило дальнейшее развитие в шлеме Modell 1915 «Bubikopf» и кислородной ребризерной системе DM20 для глубин до 20 м, а также в газовом ребризере DM40, который использовал кислородный баллон и воздушный баллон для подачи газа, производя смесь найтрокса. для глубин до 40 м. [ 33 ]

ВМС США разработали вариант системы Mark V для гелиокс-дайвинга. Они были успешно использованы во время спасения экипажа и спасения военного корабля США Squalus в 1939 году. Гелиоксовый газовый шлем ВМС США Mark V Mod 1 основан на стандартном шлеме Mark V, с канистрой для очистки скруббера, установленной на задней части шлема. и систему впрыска входного газа, которая рециркулирует дыхательный газ через скруббер для удаления углекислого газа и, таким образом, сохранения гелия. В гелиевом шлеме используется тот же нагрудник, что и в стандартном Mark V, за исключением того, что запирающий механизм перенесен вперед, нет крана, есть дополнительное электрическое соединение для подогрева нижнего белья, а в более поздних версиях - двух- или трехступенчатый выпускной клапан. был установлен для снижения риска затопления скруббера. [ 8 ] Подача газа у водолаза контролировалась двумя клапанами. «Клапан Хока» контролирует поток через инжектор к «аспиратору», который циркулирует газ из шлема через скруббер, а главный регулирующий клапан используется для аварийного открытия контура, промывки шлема и для подачи дополнительного газа при интенсивной работе или спуске. . Расход сопла инжектора номинально составлял 0,5 кубического фута в минуту при давлении на 100 фунтов на квадратный дюйм выше окружающего давления, что позволяло продувать через скруббер в 11 раз больший объем впрыскиваемого газа. [ 9 ]

Обе эти системы были полузакрытыми и не контролировали парциальное давление кислорода. Они оба использовали инжекторную систему для рециркуляции дыхательного газа и не увеличивали работу дыхания.

Ребризеры с использованием абсорбента, выделяющего кислород.

[ редактировать ]

Было несколько конструкций ребризеров (например, Oxylite), которые имели абсорбирующий баллон, наполненный супероксидом калия , который выделяет кислород при поглощении углекислого газа: 4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2 ; у него был очень маленький кислородный баллон для заполнения контура в начале погружения. [ 34 ] Эта система опасна взрывоопасной реакцией, которая происходит при попадании воды на супероксид калия. Российский военный и военно-морской ребризер IDA71 был разработан для работы в этом режиме или как обычный ребризер.

Испытания IDA71 в Экспериментальном водолазном подразделении ВМС США в Панама-Сити, Флорида, показали, что IDA71 может обеспечить значительно большее время погружения с супероксидом в одном из баллонов, чем без него. [ 34 ]

Эту технологию можно применять как к кислородным, так и к газовым ребризерам, а также использовать для дайвинга и других целей.

Ребризеры, использующие жидкий кислород.

[ редактировать ]

Подачу жидкого кислорода можно использовать для ребризеров с кислородом или газовой смесью. При использовании под водой контейнер с жидким кислородом должен быть хорошо изолирован от передачи тепла от воды. Промышленные комплекты этого типа могут быть непригодны для дайвинга, а комплекты для дайвинга этого типа могут быть непригодны для использования вне воды из-за противоречивых требований к теплопередаче. Резервуар с жидким кислородом комплекта необходимо заполнить непосредственно перед использованием.

Криогенный ребризер

[ редактировать ]

Криогенный ребризер удаляет углекислый газ, замораживая его в «снежном ящике» за счет низкой температуры, возникающей при испарении жидкого кислорода для замены используемого кислорода.

Прототип криогенного ребризера под названием S-1000 был построен корпорацией Sub-Marine Systems Corporation . Продолжительность погружения составляла 6 часов, а максимальная глубина погружения - 200 метров (660 футов). Его ppO 2 можно было установить на любое значение от 0,2 до 2 бар (от 3 до 30 фунтов на квадратный дюйм) без использования электроники, контролируя температуру жидкого кислорода и, таким образом, контролируя равновесное давление газообразного кислорода над жидкостью. Разбавителем может быть азот или гелий, в зависимости от глубины погружения. Парциальное давление кислорода контролировалось температурой, которая контролировалась путем регулирования давления, при котором жидкий азот мог кипеть, которое контролировалось регулируемым предохранительным клапаном. Никаких регулирующих клапанов, кроме клапана сброса давления азота, не требовалось. Низкая температура также использовалась для вымораживания из контура до 230 граммов углекислого газа в час, что соответствует потреблению кислорода 2 литра в минуту, поскольку углекислый газ вымерзает из газообразного состояния при -43,3 °C или ниже. Если кислород из-за большой нагрузки расходовался быстрее, требовался обычный скруббер. Никакой электроники не требовалось, поскольку все зависело от настройки давления выпуска азота из охлаждающего устройства, а охлаждение за счет испарения жидкого азота поддерживало постоянную температуру до тех пор, пока жидкий азот не был исчерпан. Поток газа в контуре пропускался через противоточный теплообменник, который повторно нагревал газ, возвращающийся к водолазу, путем охлаждения газа, направляемого в снежный ящик (криогенный скруббер). Первый прототип, S-600G, был завершен и испытан на мелководье в октябре 1967 года. О выпуске S1000 было объявлено в 1969 году. [ 35 ] [ 36 ] но системы никогда не продавались. [ 37 ]

Криогенные ребризеры широко использовались в советской океанографии в период с 1980 по 1990 годы. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]

Компоненты и подсистемы

[ редактировать ]

Дыхательный интерфейс пользователя

[ редактировать ]
Мундштук с клапаном для погружения/поверхности полузакрытого ребризера Draeger Ray

Дайвер дышит из контура ребризера через загубник или оро-носовую маску , которая может быть частью полнолицевой маски или водолазного шлема . Мундштук соединен с остальной частью ребризера гибкими дыхательными шлангами. Мундштук ребризера для дайвинга обычно включает в себя запорный клапан и может включать в себя клапан погружения/поверхности, аварийный клапан или и то, и другое. В ребризерах с петлевой конфигурацией мундштук обычно является местом установки обратных клапанов петли. [ 16 ]

Клапан для погружения/поверхности

[ редактировать ]

Клапан погружения/поверхности (DSV) представляет собой клапан на мундштуке, который может переключаться между контуром и окружающей средой. Он используется для закрытия петли на поверхности, чтобы дайвер мог дышать атмосферным воздухом, а также может использоваться под водой для изоляции петли, чтобы она не затоплялась, если мундштук вынут изо рта. [ 16 ]

Аварийный клапан

[ редактировать ]
Мундштук с аварийным клапаном и проекционным дисплеем

Клапан для погружения/поверхности, который можно переключить на замыкание контура и одновременное открытие соединения с регулирующим клапаном разомкнутого контура, известен как аварийный клапан, поскольку его функция заключается в переключении на аварийный режим разомкнутого контура без необходимости снятия загубника. Важное защитное устройство при отравлении углекислым газом . [ 40 ]

Ремешок, удерживающий мундштук

[ редактировать ]

Ремень для крепления загубника (MRS) — это элемент защитного оборудования, который является обязательной конструктивной особенностью ребризеров, продаваемых в ЕС и Великобритании, в соответствии с европейским стандартом ребризеров EN14143:2013. Опыт военно-морских сил в течение нескольких лет показал, что ремни, удерживающие мундштук, эффективны для защиты дыхательных путей у дайвера с ребризером, находящегося без сознания, в качестве альтернативы полнолицевой маске. Устройство должно быть регулируемым или саморегулирующимся, чтобы надежно и удобно удерживать мундштук во рту пользователя и сохранять герметичность. MRS также снижает нагрузку на челюсть во время погружения. [ 41 ]

Дыхательные шланги

[ редактировать ]
Клапан на поверхности погружения и дыхательные шланги полузакрытого ребризера Draeger Ray. Показаны два веса шлангов.

Гибкие гофрированные шланги из синтетического каучука используются для соединения загубника с остальной частью дыхательного контура, поскольку они обеспечивают свободное движение головы дайвера. Эти шланги имеют гофрированную форму, что обеспечивает большую гибкость, сохраняя при этом высокую устойчивость к разрушению. Шланги спроектированы таким образом, чтобы обеспечить низкое сопротивление потоку дыхательного газа. Один дыхательный шланг используется для маятниковой (тяни-толкай) конфигурации, а два шланга — для односторонней петлевой конфигурации. [ 16 ] Для уменьшения чрезмерной плавучести можно использовать утяжелители для шлангов.

Противолегкие

[ редактировать ]

Противолегкое — это часть петли, объем которой изменяется на ту же величину, что и дыхательный объем пользователя при дыхании. Это позволяет петле расширяться и сжиматься при дыхании пользователя, позволяя общему объему газа в легких и петле оставаться постоянным на протяжении всего дыхательного цикла. Объем противолегкого должен обеспечивать максимально возможный объем дыхания пользователя, но обычно не обязательно должен соответствовать жизненной емкости всех возможных пользователей. [ 42 ] [ 16 ]

Под водой положение противолегкого – на груди, над плечами или на спине – оказывает влияние на гидростатическую работу дыхания . Это происходит из-за разницы давления между противолегкими и легкими дайвера, вызванной вертикальным расстоянием между ними. [ 42 ]

Рекреационные, технические и многие профессиональные дайверы проводят большую часть своего времени под водой, плавая лицом вниз и в горизонтальном положении. Противолегкие должны хорошо функционировать при низкой работе дыхания в этом положении и когда дайвер находится в вертикальном положении.

  • Передняя установка: в горизонтальном положении они находятся под большим гидростатическим давлением, чем легкие дайвера. Вдохнуть легче, выдохнуть труднее.
  • Установка сзади: в горизонтальном положении они испытывают меньшее гидростатическое давление, чем легкие дайвера. Сумма варьируется, так как некоторые из них расположены ближе к спине, чем другие. Тяжелее вдохнуть, легче выдохнуть. [ 16 ]
  • Через плечо: гидростатическое давление будет меняться в зависимости от того, сколько газа находится в противолегких, и увеличивается по мере увеличения объема и перемещения нижней части газового пространства вниз. Резистивная работа дыхания часто сводит на нет преимущества хорошего позиционирования вблизи центроида легких. [ 16 ]

ныряльщика Конструкция противолегких также может влиять на обтекаемость из-за расположения и формы противолегких, если они не находятся в кожухе.

Ребризер, в котором используются резиновые противолегкие, не находящиеся в закрытом корпусе, должен быть защищен от солнечного света , когда он не используется, чтобы предотвратить разрушение резины под воздействием ультрафиолета .

Концентрические сильфонные противолегкие

[ редактировать ]

Большинство полузакрытых ребризеров для дайвинга с пассивным добавлением контролируют газовую смесь, удаляя фиксированную объемную долю выдыхаемого газа и заменяя ее свежим подаваемым газом из автомата по требованию, который срабатывает при низком объеме противолегкого.

Это достигается за счет использования концентрических сильфонных противолегких – противолегкое выполнено в виде сильфона с жесткой верхней и нижней частью и имеет гибкую гофрированную мембрану, образующую боковые стенки. Внутри находится второй, меньший по размеру сильфон, также соединенный с жесткими верхней и нижней поверхностями противолегкого, так что по мере движения жестких поверхностей навстречу друг другу и удаления друг от друга объемы внутреннего и наружного сильфона изменяются в одинаковой пропорции.

Выдыхаемый газ расширяет противолегкие, и часть его попадает во внутренние сильфоны. При вдохе дайвер дышит только внешним противолегким — обратный поток из внутреннего сильфона блокируется обратным клапаном. Внутренний сильфон также соединяется с другим обратным клапаном, открывающимся во внешнюю среду, и, таким образом, газ из внутреннего сильфона выбрасывается из контура в фиксированной пропорции объема вдыхаемого воздуха. Если объем противолегких уменьшается настолько, что жесткая крышка активирует клапан подачи подаваемого газа, газ будет добавляться до тех пор, пока дайвер не завершит вдох.

Скруббер углекислого газа

[ редактировать ]
Канистра для скруббера Inspiration
Канистра скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray
Внутренняя часть канистры скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray

Выдыхаемые газы направляются через химический скруббер, канистру, полную подходящего поглотителя углекислого газа, такого как натронная известь , который удаляет углекислый газ из газовой смеси и оставляет кислород и другие газы доступными для повторного дыхания. [ 43 ]

Некоторые из абсорбирующих химикатов производятся в гранулированной форме для применения в дайвинге, например, Atrasorb Dive, Sofnolime , Dragersorb или Sodasorb. В других системах используется предварительно упакованный картридж на основе реактивной пластиковой завесы (RPC): [ 44 ] Термин «реактивная пластиковая завеса» первоначально использовался для описания абсорбирующих завес Micropore для аварийного использования подводных лодок ВМС США, а в последнее время RPC стал использоваться для обозначения картриджей из реактивного пластика, которые, как утверждается, обеспечивают лучшую и более надежную работу, чем те же самые картриджи. объем гранулированного абсорбирующего материала. [ 45 ]

Диоксид углерода, проходящий через абсорбент скруббера, удаляется при его реакции с абсорбентом в канистре; эта химическая реакция является экзотермической . Большая часть этой реакции происходит вдоль «фронта», который представляет собой область поперек потока газа через натронную известь в канистре. Этот фронт движется через канистру скруббера от конца входа газа к концу выхода газа, поскольку в реакции расходуются активные ингредиенты. Этот фронт будет зоной, толщина которой зависит от размера зерна, реакционной способности и скорости потока газа, поскольку диоксиду углерода в газе, проходящем через баллон, требуется время, чтобы достичь поверхности зерна абсорбента, а затем время, чтобы проникнуть в него. внутренняя часть каждого зерна абсорбента по мере истощения внешней части зерна. В конце концов газ с остатком углекислого газа достигнет дальнего конца баллона и произойдет «прорыв». После этого содержание углекислого газа в очищаемом газе будет расти, поскольку эффективность скруббера падает, пока он не станет заметным для пользователя, а затем станет непригодным для дыхания. [ 16 ]

При погружениях с ребризером типичный эффективный срок службы скруббера составляет от получаса до нескольких часов дыхания, в зависимости от гранулометрического состава и состава абсорбента, температуры окружающей среды, размера баллона, времени пребывания газа. в абсорбирующем материале и выделении дайвером углекислого газа.

Конструкция и размер скруббера

[ редактировать ]

Конструкция и размер скруббера представляют собой компромисс между объемом, стоимостью расходных материалов и работой дыхания. Объем влияет на размер устройства и количество необходимого балласта, что влияет на логистику погружения. Работа дыхания может иметь решающее значение для безопасности на больших глубинах, где она может стать значительной частью доступной аэробной работоспособности дайвера и может оказаться подавляющей, когда она превышает пределы возможностей дайвера.

Один или несколько скрубберов
[ редактировать ]

Обычная конструкция представляет собой один скруббер, но использовались конфигурации с двумя скрубберами, например, IDA71 , в которой скрубберы установлены параллельно (для некоторых применений один из них может быть заполнен абсорбентом супероксидного типа, который генерирует кислород для замены углекислый газ) и KISS Sidewinder, в котором скрубберы расположены последовательно, с одним противолегким устройством, установленным сзади между скрубберами, так что поперечные сдвиги плавучести не происходят во время дыхательного цикла. [ 46 ]

Осевой или радиальный поток
[ редактировать ]

Путь потока газа скруббера может быть осевым, когда газ втекает с одного конца и выходит с другого, или радиальным, когда газ течет от центра скруббера к периферии (обычно) или наоборот. [ 47 ] Путь потока должен иметь постоянную длину, чтобы свести к минимуму ранний прорыв некоторых частей скруббера, что ограничивает радиальные конструкции круглыми цилиндрами с переменным соотношением длины и диаметра, а осевые скрубберы - примерно постоянной формой сечения вдоль оси потока (длины).

Размер зерна и распределение по размерам
[ редактировать ]

Распределение зерен сорба по размерам влияет на пористость упаковываемой канистры. более широкое распределение зерен по размерам дает низкую пористость. Пористость колеблется от примерно 32% для зерен одинакового размера (хорошо отсортированных) примерно сферической формы до менее 12% для зерен плохо отсортированных размеров с большим стандартным отклонением, когда более мелкие гранулы занимают большую часть пространства между более крупными гранулами. Низкая пористость требует более высокой скорости потока при том же объемном расходе в том же фильтре-скруббере. Высокая скорость потока обеспечивает высокое сопротивление трению и малое время пребывания (время выдержки). Высокое сопротивление обуславливает большую работу дыхания, а малое время пребывания способствует более быстрому прорыву углекислого газа с дальней стороны сорба, т.е. более короткий срок службы канистры. [ 47 ]

Влияние температуры на срок службы скруббера
[ редактировать ]

Скорость реакции абсорбента (сорба) скруббера снижается при более низких температурах из-за более низкой кинетической энергии молекул газа, уменьшающей среднее время до контакта с реактивным материалом ( уравнение Аррениуса ). Реакция сорбции выделяет тепло, а окружающая холодная вода поглощает тепло через стенки канистры, поэтому фронт реакции перемещается от входного конца к выходному концу, нагревая сорб, а тепло теряется через стенки, которые находятся по бокам в осевом направлении. проточные канистры. Углекислый газ проходит дальше через более холодные части сорба, прежде чем он будет поглощен, поэтому имеет тенденцию сначала прорываться вдоль стенок. На практике прорыв происходит примерно при 50% теоретического срока службы канистры в воде с температурой 1,7°C. Этот эффект можно уменьшить, изолируя стенки канистры в местах их контакта с абсорбирующим материалом. [ 47 ]

Выпуск газа – Клапан избыточного давления и диффузор

[ редактировать ]

Во время всплытия газ в дыхательном контуре расширяется, и ему необходимо каким-то образом выйти, прежде чем разница давлений приведет к травме дайвера или повреждению контура. Самый простой способ сделать это - позволить дайверу выйти излишку газа через мундштук или через нос, но простой клапан избыточного давления надежен и может быть отрегулирован для контроля разрешенного избыточного давления. Клапан избыточного давления обычно устанавливается на противолегком, а в военных ребризерах для дайвинга он может быть оснащен диффузором, который помогает скрыть присутствие дайвера, маскируя выброс пузырьков и разбивая их до размеров, которые труднее обнаружить. Диффузор также снижает пузырьковый шум. [ 48 ] [ 42 ]

Петлевой дренаж

[ редактировать ]

Многие ребризеры имеют «водоотделители» в противолегких или корпусе скруббера, чтобы предотвратить попадание больших объемов воды в среду скруббера, если дайвер убирает мундштук под водой, не закрывая клапан, или если губы дайвера расслабляются и позволяют воде просачиваться внутрь. [ 42 ] Некоторые ребризеры имеют ручные насосы для удаления воды из водоотделителей, а некоторые SCR с пассивным добавлением автоматически откачивают воду вместе с газом во время такта выпуска противолегких сильфонов. [ 28 ] [ 49 ] Другие используют внутреннее давление для вытеснения воды через перепускной клапан с ручным управлением, когда он находится в нижнем положении. [ 50 ]

Источники газа

[ редактировать ]
Регулятор, аварийный ДВ, дозировка CMF и ADV, SPG и шланги от полузакрытого ребризера Draeger Ray.

Ребризер должен иметь источник кислорода для восполнения того, что потребляет дайвер. В зависимости от варианта конструкции ребризера источником кислорода будет либо чистый кислород, либо смесь дыхательных газов , которая почти всегда хранится в газовом баллоне . В некоторых случаях кислород подается в виде жидкого кислорода или в результате химической реакции. [ 16 ]

Разбавляющий газ

[ редактировать ]

Чистый кислород не считается безопасным для любительского дайвинга на глубине более 6 метров, поэтому ребризеры замкнутого цикла для более глубокого использования также имеют баллон с газом- разбавителем . Этот баллон с разбавителем может быть заполнен сжатым воздухом или другой газовой смесью для дайвинга, такой как найтрокс , тримикс или гелиокс . Разбавитель снижает процент вдыхаемого кислорода и увеличивает максимальную рабочую глубину ребризера. Разбавитель обычно не представляет собой бескислородный газ, такой как чистый азот или гелий, и он пригоден для дыхания, поэтому в аварийной ситуации его можно использовать либо для промывки контура пригодным для дыхания газом известного состава, либо в качестве аварийного газа . Газ-разбавитель дайверы обычно называют разбавителем, разбавителем или просто «разбавителем». [ 16 ] Состав газа-разбавителя также влияет на плотность газа и, следовательно, на работу дыхания на глубине. [ 17 ]

Клапаны добавления газа

[ редактировать ]

Газ необходимо добавить в дыхательный контур, если объем становится слишком мал или если необходимо изменить состав газа. [ 16 ]

Автоматический дилуентный клапан (ADV)
[ редактировать ]
Внутренний вид отверстия постоянного массового расхода и автоматического дилуентного клапана полузакрытого ребризера Draeger Ray.

Он выполняет аналогичную функцию автоматическому автомату разомкнутого контура. Он добавляет газ в контур, если объем в контуре слишком мал. Механизм либо приводится в действие специальной диафрагмой, как во второй ступени акваланга, либо может управляться верхней частью противолегкого сильфонного типа, достигающей нижней части своего хода. [ 42 ]

Добавление вручную
[ редактировать ]

Ребризеры замкнутого цикла обычно позволяют дайверу добавлять газ вручную. В кислородных ребризерах это просто кислород, но ребризеры со смешанным газом обычно имеют отдельный ручной клапан добавления кислорода и разбавителя, поскольку любой из них может потребоваться для корректировки состава смеси контура , либо в качестве стандартного метода работы для CCR с ручным управлением, либо в качестве резервной системы на CCR с электронным управлением. [ 42 ] Добавление разбавителя вручную иногда осуществляется с помощью кнопки продувки на ADV.

Постоянный массовый расход
[ редактировать ]

Добавление газа с постоянным массовым расходом используется в полузакрытых ребризерах с активным добавлением, где это обычный метод добавления газа на постоянной глубине, а также во многих ребризерах с замкнутым контуром, где это основной метод добавления кислорода, со скоростью, меньшей, чем метаболически. требуется дайверу в состоянии покоя, а остальное восполняется системой управления через электромагнитный клапан или водолаза вручную.

Постоянный массовый расход достигается за счет звукового потока через отверстие. Поток сжимаемой жидкости через отверстие ограничен потоком со скоростью звука в отверстии. Это можно контролировать с помощью давления на входе, а также размера и формы отверстия, но как только поток в отверстии достигает скорости звука, любое дальнейшее снижение давления на выходе не оказывает влияния на скорость потока. Для этого требуется источник газа с фиксированным давлением, и он работает только на глубинах, где давление окружающей среды достаточно низкое, чтобы обеспечить звуковой поток в отверстии.

Регуляторы, элементы управления которых изолированы от давления окружающей среды, используются для подачи газа под давлением, не зависящим от глубины.

Пассивное дополнение
[ редактировать ]

В полузакрытых ребризерах с пассивным добавлением газ обычно добавляется с помощью клапана по требованию, который приводится в действие противолегкими сильфонами, когда сильфоны пусты. Это то же условие срабатывания, что и для автоматического дилюционного клапана любого ребризера, но фактический спусковой механизм немного отличается. Пассивный ребризер этого типа не требует отдельного ADV, поскольку пассивный дополнительный клапан уже выполняет эту функцию.

Электронное управление (электромагнитные клапаны)
[ редактировать ]

В ребризерах смешанного газа с замкнутым контуром с электронным управлением часть подачи кислорода может обеспечиваться через отверстие с постоянным массовым расходом, но точный контроль парциального давления осуществляется с помощью электромагнитных клапанов, приводимых в действие схемами управления. Открытие электромагнитного клапана по времени сработает, когда парциальное давление кислорода в смеси контура упадет ниже нижнего заданного значения.

Если отверстие постоянного массового расхода неисправно и не обеспечивает правильный поток, схема управления компенсирует это, чаще запуская электромагнитный клапан.

Забортовой газ

[ редактировать ]
Внебортовый газ подается в баллоне, установленном сбоку, подсоединенном к аварийному клапану ребризера с помощью муфт с мокрым соединением.

На некоторых ребризерах для технического дайвинга можно подключить к ребризеру альтернативный источник газа, обычно с использованием мокрой системы быстрого соединения. Обычно это особенность аварийных ребризеров и других ребризеров, устанавливаемых сбоку, где ребризер намеренно сделан максимально компактным, а источник газа может быть переброшен на другую сторону дайвера для удобства и баланса. Это средство также позволяет потенциально подавать весь газ, переносимый дайвером, через ребризер. [ 51 ]

Спасительный газ

[ редактировать ]

Спасательный газ и процедура спасения тесно связаны между собой. Процедура должна соответствовать конфигурации подачи газа. Первоначальный выход из строя для размыкания цепи часто является первым шагом, даже если имеется аварийный ребризер, поскольку он прост и надежен, и требуется некоторое время, чтобы подготовить аварийный ребризер к использованию. [ 52 ] Запаса аварийного газа должно быть достаточно для безопасного возвращения на поверхность из любой точки запланированного погружения, включая любую необходимую декомпрессию, поэтому нередко приходится носить с собой два аварийных баллона, а баллон с дилуентом использовать в качестве первого аварийного газа. добраться до глубины, где можно использовать другой газ. При глубоком погружении или длительном проникновении аварийный ребризер с открытым контуром может легко оказаться тяжелее и громоздче, чем ребризер, а для некоторых погружений аварийный ребризер является более практичным вариантом. [ 53 ]

Контроль смеси дыхательных газов

[ редактировать ]
Narked at 90 Ltd – электронный контроллер ребризера Deep Pursuit Advanced
Ячейки датчика кислорода

Основными требованиями к контролю газовой смеси в дыхательном контуре любого применения ребризера являются удаление углекислого газа и поддержание его на допустимом уровне, а также поддержание парциального давления кислорода в безопасных пределах. Для ребризеров, которые используются при нормобарическом или гипобарическом давлении, требуется только достаточное количество кислорода, чего легко достичь в кислородном ребризере. Гипербарические применения, такие как дайвинг, также требуют ограничения максимального парциального давления кислорода, чтобы избежать кислородной токсичности , что технически является более сложным процессом и может потребовать разбавления кислорода метаболически инертным газом.

Если добавлено недостаточно кислорода, концентрация кислорода в контуре может оказаться слишком низкой для поддержания жизни. У людей позывы к дыханию обычно вызваны накоплением углекислого газа в крови, а не недостатком кислорода. Гипоксия может вызвать потерю сознания практически без предупреждения с последующей смертью. [ 16 ]

Метод контроля диапазона парциального давления кислорода в дыхательном контуре зависит от типа ребризера.

  • В кислородном ребризере после тщательной промывки контура смесь становится фактически статичной при 100% кислороде, а парциальное давление является функцией только давления окружающей среды.
  • В полузакрытом ребризере состав петли зависит от комбинации факторов:
  • тип системы подачи газа и ее настройки в сочетании с используемой газовой смесью, которые контролируют скорость добавления кислорода.
  • скорость работы и, следовательно, скорость потребления кислорода, которая контролирует скорость истощения кислорода и, следовательно, получаемую долю кислорода.
  • давление окружающей среды, поскольку парциальное давление изменяется пропорционально атмосферному давлению и доле кислорода.
  • В ребризерах с замкнутым контуром с ручным управлением (MCCCR), также известных как ребризеры с замкнутым контуром, управляемые дайвером (DCCCR), дайвер контролирует смесь в контуре с помощью одного или нескольких датчиков кислорода и контролирует газовую смесь и объем в контуре, впрыскивая соответствующие доступные газы в контур и путем его вентиляции. В этом приложении дайверу необходимо знать парциальное давление кислорода в контуре и корректировать его по мере отклонения от заданного значения. Распространенный метод увеличения времени между коррекциями - это использование отверстия с постоянным массовым расходом, настроенного на скорость метаболического потребления кислорода дайвером при расслабленном погружении, чтобы добавлять кислород со скоростью, которая вряд ли приведет к увеличению парциального давления на постоянной глубине.
  • Большинство ребризеров замкнутого цикла с электронным управлением (ECCCR) имеют электрогальванические кислородные датчики и электронные схемы управления, которые контролируют уровень ppO 2 , впрыскивая при необходимости больше кислорода и выдавая дайверу звуковое, визуальное и/или вибрационное предупреждение, если ppO 2 снижается. достигает опасно высокого или низкого уровня. [ 16 ]

Объем в контуре обычно контролируется автоматическим разбавительным клапаном, срабатывающим по давлению или объему, а также предохранительным клапаном избыточного давления. Автоматический клапан разбавления работает по тому же принципу, что и регулируемый клапан, и позволяет добавлять разбавитель, когда давление в контуре падает ниже давления окружающей среды, например, во время спуска или в случае потери газа из контура. В комплект также может быть добавлен ручной дополнительный клапан, иногда называемый байпасом. В некоторых ранних кислородных ребризерах пользователю приходилось вручную открывать и закрывать клапан кислородного баллона, чтобы наполнить противолегкое каждый раз, когда объем становился низким. [ 16 ]

Приборы и дисплеи

[ редактировать ]
На дисплее встроенного датчика кислорода на подводном компьютере отображается парциальное давление кислорода трех датчиков в центральном ряду.

Инструментарий может варьироваться от минимальной глубины, времени и остаточного давления газа, необходимых для кислородного ребризера с замкнутым контуром или полузакрытого ребризера с найтроксом, до резервных электронных контроллеров с несколькими датчиками кислорода, резервных встроенных декомпрессионных компьютеров, датчиков мониторинга углекислого газа и проекционного дисплея. сигнальных и сигнальных огней со звуковой и вибрационной сигнализацией.

Сигнализация о неисправностях

[ редактировать ]

Сигнализация может быть предусмотрена при некоторых неисправностях. Сигнализация управляется электроникой и может зависеть от входных данных датчика и обработки схемой управления. Они могут включать в себя: [ 16 ]

  • Выход из строя системы управления.
  • Выход из строя одного или нескольких датчиков.
  • Низкое парциальное давление кислорода в контуре.
  • Высокое парциальное давление кислорода в контуре.
  • В системе подачи кислорода газ, отличный от чистого кислорода. (необычный)
  • Высокий уровень углекислого газа в контуре. (необычный)
  • Надвигающийся прорыв скрубберов (необычный)

Индикация сигналов тревоги: [ 16 ]

  • Видимый (цифровой экран, мигающие светодиоды)
  • Звуковой сигнал (зуммер или генератор тона)
  • Тактильные (вибрации)
  • Дисплеи панели управления (обычно с цифровым считыванием значения и состояния измеряемого параметра, часто с мигающим или мигающим дисплеем)
  • Проекционные дисплеи (обычно светодиодный дисплей с цветовой кодировкой, иногда предоставляющий дополнительную информацию за счет частоты мигания).

Если сработала сигнализация ребризера, высока вероятность отклонения газовой смеси от заданной. Существует высокий риск того, что газ в контуре ребризера вскоре станет непригоден для поддержания сознания. Хорошей общей мерой является добавление в контур газа-разбавителя, поскольку известно, что он пригоден для дыхания. Это также снизит концентрацию углекислого газа, если она высока. [ 16 ]

  • Подъем на выдохе без выявления проблемы может увеличить риск потери сознания из-за гипоксии.
  • Если парциальное давление кислорода неизвестно, нельзя полагать, что ребризер пригоден для дыхания, и дайвер должен немедленно выйти из строя и разомкнуть контур, чтобы снизить риск потери сознания без предупреждения. [ 54 ]

Работа дыхания

[ редактировать ]

Работа дыхания – это усилие, необходимое для дыхания. Часть работы дыхания обусловлена ​​собственными физиологическими факторами, часть — механикой внешнего дыхательного аппарата, а часть — особенностями дыхательного газа. Высокая работа дыхания может привести к накоплению углекислого газа у дайвера и снизить его способность прилагать полезные физические усилия. В крайних случаях работа дыхания может превысить аэробную работоспособность дайвера, что может привести к летальному исходу. [ 17 ]

Работа дыхания ребризера состоит из двух основных компонентов: Резистивная работа дыхания возникает из-за ограничения потока газовых каналов, вызывающего сопротивление потоку дыхательного газа, и существует во всех приложениях, где нет вентиляции с внешним приводом. Гидростатическая работа дыхания применима только при дайвинге и обусловлена ​​разницей давления между легкими дайвера и противолегкими ребризера. Эта разница давления обычно возникает из-за разницы гидростатического давления, вызванной разницей в глубине между легким и противолегким, но ее можно изменить путем балластировки подвижной стороны сильфонного противолегкого. [ 28 ]

Резистивная работа дыхания представляет собой сумму всех ограничений потока из-за изгибов, гофрированности, изменения направления потока, давления открытия клапана, потока через скрубберную среду и т. д., а также сопротивления потоку газа из-за инерции и вязкости. , на которые влияет плотность, которая является функцией молекулярной массы и давления. Конструкция ребризера может ограничить механические аспекты сопротивления потоку, особенно за счет конструкции скруббера, противолегких и дыхательных шлангов. На ребризеры для дайвинга влияют изменения работы дыхания в зависимости от выбора газовой смеси и глубины. Содержание гелия снижает работу дыхания, а увеличенная глубина увеличивает работу дыхания. Работа дыхания также может быть увеличена из-за чрезмерной влажности среды скруббера, обычно вследствие утечки в дыхательном контуре, или из-за использования слишком маленького размера зерен абсорбента. [ 17 ]

Полузакрытые ребризерные системы, разработанные Drägerwerk в начале 20-го века в качестве подвода газа для стандартной водолазной одежды с использованием кислорода или найтрокса, а также шлем Mark V Heliox ВМС США, разработанный в 1930-х годах для глубоководных погружений, циркулировали дыхательный газ через шлем и скруббер с помощью инжекторной системы, в которой добавленный газ увлекал петлевой газ и создавал поток очищенного газа мимо дайвера внутри шлема, что устраняло внешнее мертвое пространство и резистивная работа дыхания, но не подходит для высокой частоты дыхания. [ 55 ]

Безопасность

[ редактировать ]

Существуют проблемы безопасности, характерные для ребризерного оборудования, и они, как правило, более серьезны в ребризерах для дайвинга. Методы решения этих проблем можно разделить на инженерные и эксплуатационные подходы. Разработка инженерных решений этих проблем продолжается и происходит относительно быстро, но зависит от доступности подходящей технологии, а некоторые инженерные проблемы, такие как надежность измерения парциального давления кислорода, оказались относительно неразрешимыми. [ 56 ] Другие проблемы, такие как мониторинг прорыва скруббера и автоматизированный контроль газовой смеси, значительно продвинулись в XXI веке, но остаются относительно дорогостоящими. Работа дыхания - еще одна проблема, которую можно улучшить, и которая является серьезным ограничением приемлемой максимальной глубины работы, поскольку циркуляция газа через скруббер почти всегда обеспечивается легкими дайвера. Отказоустойчивая конструкция может помочь предотвратить сбои. [ 5 ]

Опасности

[ редактировать ]

Некоторые опасности связаны с тем, как работает оборудование, а другие связаны с окружающей средой, в которой оно используется.

Гипоксия

[ редактировать ]

Гипоксия может возникнуть в любом ребризере, который содержит достаточно инертного газа, позволяющего дышать без автоматического добавления газа.

В кислородном ребризере это может произойти, если петля недостаточно продута в начале использования. Продувку следует производить при выдыхании устройства, чтобы инертный газ из легких пользователя также удалялся из системы.

Гипероксия

[ редактировать ]

Опасно высокое парциальное давление кислорода может возникнуть в дыхательном контуре по нескольким причинам:

  • Спуск ниже максимальной рабочей глубины с кислородным ребризером или полузакрытым ребризером.
  • Неспособность правильно поддерживать смесь контура в пределах допуска заданного значения. Это может быть связано с:
    • Неисправность датчика кислорода: если ячейка выходит из строя при ограничении тока , она регистрирует парциальное давление ниже реального, и система управления может попытаться исправить это путем непрерывной подачи кислорода.
    • Ошибка логики голосования. Если в системе имеется три или более кислородных датчика, логика голосования предполагает, что два с наиболее похожими выходными данными являются правильными. Это может быть не так – бывали случаи, когда две ячейки с почти идентичной историей выходили из строя одинаково одновременно, и логика голосования отклоняла одну оставшуюся правильно функционирующую ячейку, что приводило к фатальным последствиям. [ 53 ]
    • Неисправность источника питания
    • Использование разбавителя со слишком высокой долей кислорода для запланированной глубины в CCR. В этом случае промывка дилуентом не приведет к образованию в контуре пригодного для дыхания газа.

Накопление углекислого газа

[ редактировать ]

Накопление углекислого газа произойдет, если скрубберная среда отсутствует, плохо упакована, неадекватна или исчерпана. Нормальное человеческое тело довольно чувствительно к парциальному давлению углекислого газа, и пользователь заметит его повышение. Однако нечасто можно сделать многое для устранения проблемы, за исключением замены на другой источник дыхательного газа до тех пор, пока скруббер не будет переупакован. Продолжение использования ребризера с неэффективным скруббером невозможно в течение длительного времени, так как уровни станут токсичными, и у пользователя возникнет сильнейшее расстройство дыхания с последующей потерей сознания и смертью. Скорость развития этих проблем зависит от объема контура и скорости метаболизма пользователя.

Чрезмерная работа дыхания

[ редактировать ]

Накопление углекислого газа также может произойти, когда сочетание напряжения и работы дыхания превышает возможности пользователя. Если это происходит, когда пользователь не может в достаточной степени снизить нагрузку, исправить это может оказаться невозможно. В этом случае проблема заключается не в скруббере, который не удаляет углекислый газ, а в неспособности дайвера эффективно циркулировать газ через скруббер, несмотря на сопротивление трения контура. Это более вероятно произойдет с ребризерами для дайвинга на глубинах, где плотность дыхательного газа сильно повышена, или когда вода в скруббере препятствует потоку газа. [ 17 ]

Пожароопасность высокой концентрации кислорода

[ редактировать ]

Высокое парциальное давление кислорода значительно увеличивает опасность пожара, и многие материалы, которые самозатухают в атмосферном воздухе, будут гореть непрерывно при высокой концентрации кислорода. Это больший риск для наземных применений, таких как спасательные операции и пожаротушение, чем для дайвинга, где риск возгорания относительно невелик.

Каустический коктейль

[ редактировать ]

Затопление контура, достигающее скруббера, может вызвать «едкий коктейль», когда щелочные компоненты материалов, поглощающих углекислый газ, смешиваются с водой. Эта смесь едкая и может вызвать химические ожоги слизистой и кожи. Смесь обычно представляет собой жидкость или водянистую суспензию с меловым и горьким вкусом, что должно побудить дайвера переключиться на альтернативный источник дыхательного газа и немедленно хорошо прополоскать рот водой. Некоторые современные абсорбенты для ребризеров для дайвинга разработаны так, чтобы не образовывать «едкий коктейль» при намокании. [ нужна ссылка ]

Режимы отказа

[ редактировать ]

Ребризеры для дайвинга подвержены некоторым отказам, которые не могут возникнуть в других дыхательных аппаратах.

Неисправность скруббера

[ редактировать ]

Термин «прорыв» означает неспособность скруббера продолжать удалять достаточное количество углекислого газа из газа, циркулирующего в контуре. Это неизбежно произойдет, если скруббер будет использоваться слишком долго, но в некоторых случаях может произойти преждевременно. Есть несколько причин, по которым скруббер может выйти из строя или стать менее эффективным:

  • Полное потребление активного ингредиента при «общем прорыве». В зависимости от конструкции скруббера и рабочей нагрузки дайвера это может быть постепенным, что позволяет дайверу вовремя осознать проблему и выполнить контролируемое катапультирование для размыкания цепи, или относительно внезапным, вызывая срочную или экстренную реакцию.
  • В обход абсорбента. Абсорбирующие гранулы должны быть упакованы плотно, чтобы весь выдыхаемый газ контактировал с поверхностью натронной извести, а конструкция канистры исключает любые пространства или зазоры между абсорбирующими гранулами или между гранулами и стенками канистры, которые могли бы позволить газу обходить контакт. с абсорбентом. Если какие-либо уплотнения, такие как уплотнительные кольца или прокладки, предотвращающие обход скруббера, отсутствуют или не установлены должным образом, или если канистра скруббера неправильно упакована или установлена, это может привести к тому, что выдыхаемый газ может пройти в обход скруббера. абсорбент, и скребок будет менее эффективным. Этот режим разрушения также называется «туннельным», когда абсорбент оседает, образуя пустоты внутри контейнера. Обход вызовет неожиданный ранний прорыв.
  • Когда газовая смесь находится под давлением на глубине, молекулы газа упакованы более плотно, а средний путь молекул углекислого газа между столкновениями короче, поэтому они не так свободно перемещаются, чтобы достичь поглощающей поверхности, и требуют более длительного времени. время пребывания . Из-за этого эффекта скруббер для глубоких погружений должен быть больше, чем требуется для мелководного, промышленного или высокогорного ребризера.
  • Поглотитель углекислого газа при смешивании с водой из протечки может образовать едкий коктейль. Чрезмерное увлажнение сорба также снижает скорость удаления углекислого газа и может вызвать преждевременный прорыв, даже если едкая жидкость не доходит до дайвера. Также может увеличиться работа дыхания. Многие современные абсорбенты для ребризеров для дайвинга сконструированы таким образом, чтобы не выделять едкую жидкость при намокании. [ нужны разъяснения ]
  • В условиях поверхности ниже точки замерзания во время подготовки к погружению химикаты для влажного скруббера могут замерзнуть, пока происходит пауза в экзотермической реакции поглощения углекислого газа, что предотвращает попадание углекислого газа в материал скруббера и замедляет реакцию при повторном использовании.

Затопление петли

[ редактировать ]

Затопление дыхательного контура может произойти из-за утечки в нижней точке контура, где внутреннее давление газа меньше внешнего давления воды. Один из наиболее распространенных случаев, когда это может произойти, — это смещение загубника или его вынимание изо рта дайвера без предварительного закрытия клапана погружения/поверхности или переключения на аварийный выход. Это может произойти из-за случайного удара или кратковременной невнимательности. В зависимости от конструкции петли и положения ребризера в воде количество поступающей воды может варьироваться, как и расстояние, которое она проходит в воздушные каналы дыхательной петли. В некоторых моделях ребризеров умеренное количество воды задерживается в нижней точке противолегкого или корпуса скруббера и не может достичь абсорбента в скруббере. Некоторые ребризеры имеют систему удаления воды, попавшей в ловушку таким образом, либо автоматически через выпускной клапан, например, в Halcyon RB80 и Interspiro DCSC , [ 28 ] или вручную с помощью небольшого насоса.

Утечка газа

[ редактировать ]

На ребризере есть несколько мест, где утечка газа может вызвать проблемы. Утечка может произойти из компонентов высокого и среднего давления, а также из контура при давлении немного выше окружающего. Влияние на целостность системы зависит от серьезности утечки. Если потеряно лишь небольшое количество газа, утечка может быть терпимой до конца погружения, но утечка может стать более серьезной, в зависимости от причины, а в некоторых случаях может ухудшиться катастрофически.

Сбой контроля кислорода

[ редактировать ]

Неисправность контроля кислорода может привести к неправильному парциальному давлению кислорода в дыхательном газе. Последствия могут включать гипоксию, гипероксию и неправильную информацию о декомпрессии, все три из которых потенциально опасны для жизни.

Неисправность системы впрыска газа

[ редактировать ]
  • Засорение отверстия постоянного массового расхода: – В CCR закупорка отверстия впрыска кислорода CMF приведет к увеличению частоты впрыска кислорода вручную или через электромагнитный клапан, что является скорее неудобством, чем чрезвычайной ситуацией. В системах SCR с активным добавлением незамеченный сбой впрыска газа приведет к тому, что смесь станет гипоксической. Если есть приборы, контролирующие парциальное давление кислорода в контуре, дайвер может компенсировать это путем ручной инъекции или принудительной автоматической инъекции через ADV, сбрасывая газ в окружающую среду путем выдоха через нос.
  • Неисправность цепи управления форсунками: – Если цепь управления впрыском кислорода выходит из строя, обычный вид неисправности приводит к закрытию клапанов впрыска кислорода. Если не принять меры, дыхательный газ станет гипоксическим с потенциально фатальными последствиями. Альтернативный вариант отказа — это вариант, при котором инжекционные клапаны остаются открытыми, что приводит к увеличению гипероксической газовой смеси в контуре, что может представлять опасность кислородной токсичности . Возможны два основных подхода к предотвращению потери доступности. Можно использовать либо резервную независимую систему управления, либо можно принять риск отказа единственной системы, и дайвер берет на себя ответственность за ручное управление газовой смесью в случае отказа. Оба метода зависят от постоянного надежного мониторинга кислорода. Большинство (возможно, все) CCR с электронным управлением имеют ручное управление впрыском. Если электронный впрыск выходит из строя, пользователь может вручную управлять газовой смесью при условии, что контроль кислорода по-прежнему надежно работает. Обычно предусмотрена сигнализация, предупреждающая дайвера о неудаче.
  • Неисправность автоматического клапана разбавления: ADV использует ту же технологию, что и автомат с открытым контуром, и поэтому, как правило, очень надежен при правильном обслуживании. Возможны два режима отказа: свободный поток, при котором клапан застревает в открытом положении, и менее вероятный отказ клапана открыться. Поскольку разбавитель обычно выбирается таким, чтобы он был пригодным для дыхания на всей или большей части глубины запланированного погружения, это обычно не представляет немедленной опасности, но свободный поток быстро израсходует разбавитель, и, если это не будет исправлено в ближайшее время, дайверу придется прервать погружение и выпрыгнуть с парашютом. . Может быть ручной дилюционный клапан, который дайвер может использовать для добавления газа, если клапан не закроется.

Мониторинг скруббера

[ редактировать ]

Доступные методы мониторинга состояния скруббера, а также прогнозирования и выявления неминуемого прорыва включают:

  • Планирование погружений и плановая замена. Водолазов обучают контролировать и планировать время воздействия абсорбирующего материала в скруббере и заменять его в течение рекомендованного срока. Этот метод обязательно очень консервативен, поскольку фактический выброс углекислого газа во время погружения невозможно точно предсказать и не измерить. Рекомендации производителей по срокам замены, как правило, учитывают наихудшие случаи, чтобы снизить риск, и это относительно неэкономично при использовании абсорбента.
  • В состав абсорбента может быть включен индикаторный краситель , меняющий цвет при расходовании активного ингредиента. Например, абсорбент для ребризера под названием «Протосорб», поставляемый Siebe Gorman , имел красный индикаторный краситель, который, как говорили, становился белым, когда абсорбент израсходовался. С помощью прозрачной канистры это может показать положение фронта реакции. Это полезно, когда баллон виден пользователю, что редко возможно для водолазного снаряжения, где баллон часто находится внутри противолегкого или установленного сзади кожуха. Цветной индикаторный краситель был исключен из использования ВМС США в 1996 году, когда возникли подозрения в выбросе химикатов в контур. [ 57 ]
  • Мониторинг температуры. Поскольку реакция между диоксидом углерода и натронной известью является экзотермической, датчики температуры по длине скруббера можно использовать для измерения положения фронта реакции и, следовательно, предполагаемого оставшегося срока службы скруббера. [ 58 ] [ 59 ]
  • Хотя датчики углекислого газа существуют, они бесполезны в качестве инструмента для прогнозирования оставшегося срока службы скруббера, поскольку они измеряют содержание углекислого газа в промытом газе, а начало прорыва скруббера обычно происходит довольно быстро. Такие системы устанавливаются в качестве защитного устройства, предупреждающего дайверов о необходимости немедленно покинуть петлю. [ нужна ссылка ]

Отказоустойчивый дизайн

[ редактировать ]

Отказоустойчивость — это свойство, которое позволяет системе продолжать нормально работать в случае выхода из строя некоторых ее компонентов. Если качество ее работы вообще снижается, то это снижение пропорционально серьезности отказа по сравнению с наивно спроектированной системой, в которой даже небольшой отказ может привести к полному выходу из строя. Отказоустойчивость особенно важна в системах высокой доступности или безопасности . Способность поддерживать функциональность при выходе из строя частей системы называется постепенной деградацией. [ 60 ]

Базовый кислородный ребризер с замкнутым контуром представляет собой очень простое и механически надежное устройство, но оно имеет серьезные эксплуатационные ограничения из-за токсичности кислорода. Подходы к безопасному расширению диапазона глубин требуют использования переменной смеси дыхательных газов. Полузакрытые ребризеры, как правило, неэффективны для декомпрессии и не совсем предсказуемы по составу газа по сравнению с точно управляемыми ребризерами замкнутого контура. Мониторинг газового состава в дыхательном контуре может осуществляться только с помощью электрических датчиков, что ставит подводную надежность электронной сенсорной системы в категорию критически важных компонентов безопасности. [ 5 ]

Официальной статистики по частоте отказов подводной электроники нет, но вполне вероятно, что человеческие ошибки встречаются чаще, чем частота ошибок электронных подводных компьютеров, которые являются основным компонентом электроники управления ребризером, обрабатывающей информацию из нескольких источников и имеющей алгоритм. для управления соленоидом впрыска кислорода. Герметичный корпус дайв-компьютера существует достаточно долго, чтобы модели более высокого качества стали надежными и прочными по дизайну и конструкции. [ 5 ]

Ребризер с электронным управлением представляет собой сложную систему. Блок управления получает входные данные от нескольких датчиков, оценивает данные, рассчитывает соответствующее следующее действие или действия, обновляет состояние системы и отображает, а также выполняет действия, в некоторых случаях используя обратную связь в реальном времени для адаптации управляющего сигнала. [ 5 ] Входные сигналы включают сигналы от одного или нескольких датчиков давления, кислорода и температуры, часов и, возможно, датчиков гелия и углекислого газа. Имеется и аккумуляторный источник питания, и пользовательский интерфейс в виде визуального дисплея, интерфейс пользовательского ввода в виде кнопочных переключателей, а также, возможно, звуковая и вибросигнализация. [ 5 ]

В минимальном eCCR система очень уязвима. Единственная критическая неисправность может потребовать ручных процедур по устранению неисправности или необходимости перехода на альтернативный источник дыхательного газа. Некоторые неисправности могут иметь фатальные последствия, если их не заметить и быстро устранить. К критическим неисправностям относятся источник питания, нерезервированный кислородный датчик, электромагнитные клапаны или блок управления. [ 5 ]

Чисто механические компоненты относительно прочны и надежны, имеют тенденцию к некатастрофическому разрушению, а также являются громоздкими и тяжелыми, поэтому электронные датчики и системы управления были компонентами, для которых обычно требовалась повышенная отказоустойчивость. Отказы кислородных элементов представляют собой особую проблему с предсказуемо серьезными последствиями, поэтому использование многократного резервирования в мониторинге парциального давления кислорода стало важной областью разработок для повышения надежности. Проблемой в этом отношении является стоимость и относительно короткий срок службы датчиков кислорода, а также их относительно непредсказуемое время до отказа и чувствительность к окружающей среде. [ 5 ]

Чтобы автоматически обнаружить и идентифицировать неисправность кислородного датчика, необходимо либо откалибровать датчики с использованием известного газа, что в большинстве случаев во время погружения очень неудобно, но возможно в качестве периодической проверки при подозрении на неисправность, либо можно сравнить несколько ячеек. и было сделано предположение, что ячейки с почти одинаковой производительностью функционируют правильно. Эта логика голосования требует минимум трех ячеек, и надежность увеличивается с увеличением количества. [ 5 ] Чтобы объединить резервирование ячеек со схемой мониторинга, схемой управления и резервированием дисплея, все сигналы ячеек должны быть доступны для всех цепей мониторинга и управления в нормальных условиях. Это можно сделать путем разделения сигналов на аналоговом или цифровом этапе – выходное напряжение ячейки можно подать на вход всех блоков мониторинга, либо напряжения некоторых ячеек можно подать на каждый монитор, а обработанные цифровые сигналы разделить. Совместное использование цифровых сигналов может облегчить изоляцию неисправных компонентов в случае короткого замыкания. Минимальное количество ячеек в этой архитектуре составляет две на блок мониторинга, причем два блока мониторинга предназначены для резервирования, что больше, чем минимальные три для базовой логики голосования. [ 5 ]

Тремя аспектами отказоустойчивого ребризера являются резервирование оборудования, надежное программное обеспечение и система обнаружения неисправностей. Программное обеспечение является сложным и состоит из нескольких модулей со своими собственными задачами, такими как измерение парциального давления кислорода, измерение давления окружающей среды, контроль впрыска кислорода, расчет состояния декомпрессии, а также пользовательский интерфейс отображения состояния и информации, а также ввод данных пользователем. Аппаратное обеспечение пользовательского интерфейса можно отделить от блока управления и мониторинга таким образом, чтобы позволить системе управления продолжать работать, если относительно уязвимый пользовательский интерфейс будет скомпрометирован. [ 5 ]

К характеристикам, повышающим безопасность, относятся: [ 4 ]

  • Полная автоматизация системы управления позволит избежать ряда ошибок пользователя при условии надежности и отказоустойчивости системы управления.
  • Высоконадежная система датчиков кислорода снизит риск гипоксии или гипероксического дыхательного газа.
  • Система датчиков кислорода, которая может надежно обнаруживать неисправности датчиков и определять вид неисправности.
  • Датчики углекислого газа, которые могут надежно обнаружить начало неисправности скруббера.
  • Низкая работа дыхания.

Операция

[ редактировать ]

Ребризеры более сложны в использовании, чем акваланги с открытым контуром, и имеют больше потенциальных точек отказа , поэтому приемлемо безопасное использование требует более высокого уровня навыков, внимания и ситуационной осведомленности, что обычно достигается за счет понимания систем, тщательного обслуживания и изучения практических принципов. навыки эксплуатации и устранения неисправностей . Отказоустойчивая конструкция может снизить вероятность отказа ребризера, что сразу же подвергает опасности пользователя, и снижает нагрузку на дайвера, что, в свою очередь, может снизить риск ошибки оператора.

Технологические инновации

[ редактировать ]

Технология ребризеров значительно продвинулась вперед, часто благодаря растущему рынку оборудования для любительского дайвинга, особенно для исследования подводных пещер. Инновации включают в себя:

  • Аварийные клапаны - устройство в мундштуке петли, которое подключается к аварийному автомату и может переключаться на подачу газа либо из петли, либо из автомата, при этом дайвер не вынимает мундштук изо рта. Важное защитное устройство при отравлении углекислым газом . [ 40 ]
  • Замкнутая схема спасения. [ 61 ]
  • Проверка активного и пассивного датчика кислорода. [ 61 ]
  • Гипероксический тест на линейность. [ 61 ]
  • Встроенные декомпрессионные компьютеры — входные данные в подводный компьютер от кислородных датчиков ребризера позволяют дайверам использовать фактическое парциальное давление кислорода для создания оптимизированного графика декомпрессии . [ 61 ]
  • Компьютеры для декомпрессии со встроенным газом - они позволяют дайверам использовать фактическую газовую смесь, измеренную одним или несколькими кислородными датчиками в реальном времени, для создания графика декомпрессии в реальном времени. [ 61 ]
  • Системы мониторинга срока службы скруббера углекислого газа – датчики температуры контролируют ход реакции натронной извести и указывают, когда скруббер будет исчерпан. [ 58 ]
  • Системы мониторинга уровня углекислого газа — газочувствительный элемент и интерпретирующая электроника, которые определяют концентрацию углекислого газа в контуре ребризера после скруббера. [ 61 ]
  • Несколько заданных значений, автоматически выбираемых в зависимости от глубины. Электронные системы управления ребризером можно запрограммировать на изменение заданных значений выше и ниже выбираемых предельных глубин, чтобы ограничить воздействие кислорода во время рабочего погружения, но увеличить предел во время декомпрессии выше предельной глубины, чтобы ускорить декомпрессию. [ 61 ]
  • Автоматизированные контрольные списки перед погружением и проверки систем. [ 61 ]
  • Проекционные дисплеи для статуса и сигналов тревоги. [ 61 ]
  • Регистрация данных. [ 61 ]
  • Боковые ребризеры

Проверка активного и пассивного датчика кислорода

[ редактировать ]

Точное и надежное измерение парциального давления кислорода является одним из наиболее проблемных факторов безопасности дайвинга с ребризером. Системы управления, использующие эти данные, развились до такой степени, что они стали устойчивыми и надежными, а использование независимого резервного копирования повышает надежность примерно до такого же уровня, как и для любого другого компонента. Самым слабым местом являются датчики, которые подвержены нескольким видам отказов, некоторые из которых относительно коварны, поскольку ячейка может пройти нормобарическую калибровку и выйти из строя, когда парциальное давление приближается к верхнему пределу приемлемого рабочего диапазона, что также является проблемой. диапазон, в котором погружения с постоянным парциальным давлением дают максимальную пользу. Когда удалось установить причину, основной причиной смертельных исходов при ребризерах является гипоксия (приблизительно в 17%), причем гипероксия предполагается еще в 4% случаев. Если эти тенденции распространятся на диапазон неопределенных случаев, возможно, что несоответствующее содержание кислорода является причиной 30% смертельных исходов при использовании ребризера. [ 61 ]

Стандартным методом повышения надежности мониторинга кислорода было множественное резервирование – использование 3 или более датчиков – и использование нескольких входов данных с логической системой голосования, чтобы попытаться вовремя выявить неисправность датчика, чтобы выполнить контролируемое и безопасное завершение. погружения. Логика голосования обычно предполагает, что если один датчик дает показания, значительно отличающиеся от показаний двух или более других при воздействии той же среды, выброс является ошибочным, и входные данные других считаются точными. К сожалению, это не всегда так, и были случаи, когда датчик выбросов был наиболее правильным. Было показано, что надежность этой системы ниже, чем первоначально ожидалось, из-за отсутствия достаточной статистической независимости трех датчиков и что результаты не симметричны - последствия ошибочных показаний низкого или высокого парциального давления также зависят от глубины. [ 61 ]

Если датчик дает относительно статичный выходной сигнал с небольшой реакцией на изменения глубины и температуры, а также изменения в составе газа из-за использования, добавления газа, неполного смешивания или турбулентности контура, вполне вероятно, что датчик может реагировать неправильно, и когда два Датчики реагируют одинаково: это предупреждение о том, что оба могут быть неисправны. Алгоритмы, которые отслеживают выходные данные датчиков по сравнению с ожидаемыми выходными данными с учетом известных изменений, могут указывать на надежность датчиков. Этот метод мониторинга датчиков известен как пассивная проверка датчиков (PSV), его можно использовать для повышения надежности оценки целостности датчиков и в системе управления для принятия более надежных решений о том, какие датчики с наибольшей вероятностью будут давать достоверные выходные данные. по сравнению с логикой голосования, основанной только на калибровочных значениях датчиков. PSV представляет собой улучшение простой логики голосования, но все еще подвержено ошибкам, связанным со статистической независимостью компонентов. [ 61 ]

Ранние работы по разработке автоматической системы проверки датчиков, в которой система управления ребризером периодически впрыскивала бы газ известного состава в кислородные датчики во время погружения и использовала выходные данные для определения жизнеспособности реакции датчика с большей точностью и достоверностью, чем человек-дайвер, работа над которым была начата в 2002 году и в дальнейшем была доработана для использования на ребризере Poseidon/Cis-Lunar MK-VI. Эта система «Активной проверки датчиков» (ASV) была усовершенствована в течение тысяч часов полевых испытательных погружений в различных условиях. [ 61 ]

Система ASV стала более сложной, чем ручная реализация в Cis-Lunar MK-5P. Это предполагает нечто большее, чем сравнение измеренного значения PO 2 датчика с рассчитанным значением PO 2 разбавителя на текущей глубине. В ребризерах Poseidon компьютер автоматически впрыскивает либо разбавитель, либо кислород непосредственно в один основной датчик кислорода каждые пять минут во время погружения. Алгоритм учитывает текущую глубину, FO 2 впрыскиваемого газа, температуру окружающей среды, продолжительность впрыска газа и значения калибровки датчика для этого погружения, чтобы предсказать, как датчик должен реагировать в течение следующих нескольких секунд после каждого впрыска газа, и сравнивает это с результатами измерений, чтобы определить уровень достоверности правильной работы датчика. [ 61 ]

Этот тип проверки датчика может выявить несколько видов отказа по тому, как измеренные значения отклоняются от ожидаемых значений с изменениями расчетного парциального давления контрольного газа, а также способен обнаруживать отказы из-за неправильных показаний температуры, неправильного ввода FO. 2 конденсата разбавителя на кислородном датчике, неисправного кислородного датчика, сбоя подачи проверочного газа и других причин, которые не могут быть обнаружены логикой голосования. [ 61 ]

Гипероксический тест на линейность

[ редактировать ]

Кислородные датчики большинства ребризеров калибруются на поверхности перед погружением с использованием воздуха или 100% кислорода при нормальном атмосферном давлении. Это надежные точки калибровки, но диапазон рабочих парциальных давлений может выходить за пределы этих точек калибровки, и если датчики откалиброваны для линейного отклика между этими условиями, а отклик экстраполируется, для заданных значений выше 1 бар, что является стандартной практикой, система управления должна работать за пределами диапазона, для которого известно, что реакция является линейной. Одним из наиболее распространенных видов отказа является то, что клетка с возрастом становится ограниченной по току. Внутренний импеданс изменяется по мере того, как анод расходуется на реакцию, вызывающую выходной ток, и отклик становится нелинейным при более высоких парциальных давлениях кислорода. Сигнал может указывать на более низкое парциальное давление и не увеличивается пропорционально добавлению кислорода, что приводит к парциальному давлению кислорода в контуре, которое может без предупреждения возрасти до опасного уровня. Способ проверки датчиков при высоких парциальных давлениях состоит в том, чтобы подвергнуть датчик воздействию более высокого парциального давления. 2, чем верхняя заданная точка, подвергая его воздействию чистого кислорода на глубине 6 м, при PO 2 1,6 бар во время погружения или при 1,6 бар или более в калибровочном сосуде. Оба эти метода громоздки, и метод в воде может вызвать выброс PO 2 во время спуска. Вариант системы ASV, использующий кислород, называемый гипероксическим тестом на линейность (HLT), использует кислород в качестве промывочного газа на расстоянии 6 м, что позволяет проверить линейность датчика при давлении 1,6 бар PO 2 , а в случае неудачи – установить заданное значение. может быть автоматически уменьшено до линейного диапазона, установленного во время калибровки. Было доказано, что один датчик с PSV и ASV более надежен, чем три датчика с традиционной логикой голосования. Ожидается, что эффективность алгоритмов проверки ячеек повысится за счет сбора большего количества полевых данных, собранных системами управления ребризерами. [ 61 ]

Мониторинг углекислого газа

[ редактировать ]

Гиперкапния была идентифицирована как один из наиболее распространенных факторов смертельных исходов при погружениях с ребризером. Обычно это является следствием того, что скруббер не способен удалять углекислый газ так же быстро, как он образуется, что может быть вызвано любым израсходованным, влажным или недостаточно упакованным абсорбирующим материалом, неправильной конструкцией или сборкой канистр, несоответствием абсорбента. конструкция контейнера или абсорбент, используемый за пределами его рабочего диапазона. Более высокое парциальное давление углекислого газа в контуре приводит к более высоким уровням углекислого газа в крови и тканях, что может иметь ряд симптомов, включая респираторный дистресс, повышенную восприимчивость к кислородному отравлению ЦНС, дезориентацию и потерю сознания. [ 61 ]

Большинство конструкций ребризеров основаны на очень консервативных временных ограничениях продолжительности впитывания, основанных на экспериментальных испытаниях с использованием холодных условий, высоких рабочих нагрузок и высокого давления на глубине. Обычно неоправданно высокий консерватизм побуждает дайверов увеличивать продолжительность впитывания, что работает достаточно хорошо, пока не перестает, часто без предупреждения, что может иметь серьезные последствия. Более сложный метод состоит в том, чтобы определить пределы продолжительности абсорбента на метаболическом потреблении кислорода в качестве показателя метаболического производства углекислого газа, который достаточно стабилен для большинства людей большую часть времени и может достаточно хорошо компенсировать изменения в нагрузке и базовом метаболизме, но не компенсирует надежно влияние глубины и давления на абсорбирующую функцию. [ 61 ]

Более прямой и эмпирический подход заключается в использовании преимуществ выделения тепла и повышения температуры активной зоны абсорбента в скруббере. Больше углекислого газа поглощается первой зоной относительно неиспользованного абсорбента, которую он достигает, когда дыхательный газ проходит через скруббер, и эта относительно активная зона продвигается через фильтр по мере того, как зона, в которую газ впервые попал, истощается, и дальше происходит дальнейшая реакция. вдоль. Этот фронт реакции имеет более высокую температуру, чем отработанный абсорбент, и абсорбент еще не подвергается воздействию высоких уровней углекислого газа, и фронт продвигается вдоль скруббера до тех пор, пока его часть не достигнет конца абсорбента, и неочищенный газ не прорвется к другая сторона петли, после чего происходит довольно постоянное и необратимое увеличение вдыхаемого углекислого газа. [ 61 ] Некоторые производители ребризеров разработали линейные датчики температуры, которые определяют положение реактивного фронта, что позволяет пользователю оценить оставшуюся продолжительность работы баллона.

Ни один из этих методов не может обнаружить перепуск баллона, и у них мало возможностей выявить полностью израсходованный абсорбент, каналы, плохо упакованный или неподходящий абсорбирующий материал, но это можно сделать путем прямого измерения парциального давления углекислого газа на стороне вдыхания петли. . [ 61 ]

Исследования и разработки датчиков углекислого газа начались, по крайней мере, с начала 1990-х годов, когда компании Teledyne Analytical Instruments и Cis-Lunar Development Laboratories работали над датчиком для ребризера Cis-Lunar MK-III, который был точен в лабораторных условиях, но в поле, подверженное высокой влажности и конденсации, приводящее к ненадежным показаниям, что было постоянной проблемой при измерении углекислого газа в реальном времени. Высокие давления также вызывали проблемы с компенсацией глубины. В 2009 году VR Technologies выпустила коммерческий датчик CO 2 с гидрофобными мембранами, позволяющими сохранять датчики сухими без чрезмерного уменьшения потока газа к датчикам. [ 61 ]

С тех пор другие производители представили свою продукцию на рынке, но она не получила широкого распространения. Они относительно дороги, в некоторых случаях дают ненадежные показания, могут только обнаружить неисправность скруббера и не прогнозируют оставшийся срок службы. Комбинация измерения температуры и измерения CO 2 после скруббера может дать как прогноз, так и предупреждение о сбое, что приводит к увеличению стоимости и сложности. [ 61 ]

Размещение датчика в контуре может повлиять на чувствительность к фактическому содержанию CO 2 во вдыхаемом газе. При измерении газа в мундштуке возникают проблемы из-за мертвого пространства, а установка в шланге для ингаляций рядом с мундштуком делает датчик чувствительным к небольшим утечкам в обратном клапане ингаляции, а также позволяет обнаруживать высокий уровень CO 2 из-за крупных утечек обратного клапана, которые могут вызвать значительное увеличение мертвого пространства, которое не будет обнаружено, если датчик находится дальше по потоку в контуре. [ 61 ]

Более того, повышенный уровень CO 2 во вдыхаемом газе является лишь одной из причин гиперкапнии. На него также влияют работа дыхания, физическая подготовка дайвера, характер дыхательной вентиляции и другие поведенческие, физиологические и механические факторы. Лучшим вариантом было бы измерение уровней CO 2 как во вдыхаемом, так и в выдыхаемом воздухе , а для этого потребуются датчики, которые работают быстро и надежно во влажных условиях и являются достаточно недорогими. [ 61 ]

Автоматизированные контрольные списки перед погружением

[ редактировать ]

После решительной поддержки Rebreather Forum 3 использования письменных контрольных списков для повышения безопасности, Cis-Lunar Development Laboratories запрограммировали электронный контрольный список перед погружением в свою операционную систему ребризера МК-5П, чтобы пользователь не пренебрегал выполнением рекомендуемых проверок перед использованием. Это было сочтено успешным и реализовано в более поздних поколениях ребризеров Poseidon MK-VI и SE7EN и было разработано для включения надежной внутренней диагностики основных электронных компонентов и программного обеспечения, а также автоматической калибровки ячеек датчика кислорода при нормобарическом давлении. Невыполнение полного контрольного списка приводит к появлению ряда сигналов тревоги, если пользователь попытается погрузиться с устройством. Хотя это не совсем надежно (кислородные элементы не калибруются при гипербарическом рабочем давлении), ряд критических для безопасности ошибок будет обнаружен и дайвер о них уведомлен. Программное обеспечение также регистрирует шаги и данные проверки перед погружением, что полезно для анализа несчастных случаев. Проверки перед погружением также занимают меньше времени и не требуют бумажных документов или регистрации пользователем. Было доказано, что эта система снижает риск и была принята на вооружение несколькими производителями. [ 61 ]

Проекционные дисплеи

[ редактировать ]

Пользовательский интерфейс системы управления ребризером — это место обмена информацией между дайвером и электронной системой управления, и это область, в которой существует несколько возможностей для ошибок, как при вводе пользователем, так и при интерпретации данных, некоторые из которых могут иметь серьезные или фатальные последствия. Естественно более высокий риск механического отказа из-за высокой сложности может быть компенсирован инженерным резервированием, как системы управления, так и подачи аварийного газа, а также соответствующим обучением. Конструкция человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) может быть улучшена, чтобы снизить риск недопонимания и ошибок, а обучение может быть сосредоточено на правильной интерпретации информации и соответствующем реагировании. HMI обычно состоит из двух основных компонентов: дисплеев и сигналов тревоги, и многие из сигналов тревоги связаны с конкретной визуальной информацией. [ 61 ]

Задача разработки эффективных сигналов тревоги состоит в том, чтобы гарантировать, что дайвер не отвлекается на ненужную информацию и что они не срабатывают слишком легко, что приучает дайвера уделять меньше внимания, и, возможно, выполнение юридических требований в отношении предупреждений и сигналов тревоги может привести к оборудование функционально менее безопасно в использовании. Одна из стратегий, позволяющая избежать этой проблемы, — воздействовать на различные чувства — слуховые, зрительные и тактильные — иногда на основе вибрационного воздействия на мундштук. [ 61 ]

Эффективное отображение гарантирует, что пользователь получит нужную ему информацию, когда она ему нужна, и нужную ему информацию, когда он этого хочет, в форме, которая сразу распознается и однозначно понимается. Когда в момент стресса представлено слишком много информации, пользователь может растеряться или не суметь вовремя выделить полезную информацию, чтобы эффективно ее использовать. В других случаях более подробная информация может оказаться полезной или необходимой для принятия правильного решения. В этом могут помочь несколько дисплеев или несколько представлений на одном дисплее. [ 61 ]

Тенденция в дисплеях ребризеров, которая, по прогнозам, станет более распространенной, [ 61 ] Это использование усовершенствованных проекционных дисплеев, которые могут предоставлять более широкий спектр информации за счет использования множества цветных огней или более сложных графических или буквенно-цифровых дисплеев, которые всегда остаются периферийными видимыми для дайвера и требуют только движения глаз, чтобы стать полностью читаемый. [ 61 ]

Замкнутая схема спасения

[ редактировать ]

Основной логистической проблемой при длительных и глубоких погружениях с ребризером является объем аварийного оборудования, которое необходимо иметь с собой, чтобы обеспечить безопасное возвращение на поверхность из любой точки погружения после неустранимого отказа основной системы. Вариант с открытым контуром может стать чрезвычайно громоздким и неудобным в управлении, и хотя вариант с ребризером более компактен и эффективен, он имеет свой собственный набор логистических проблем. [ 61 ]

Одной из основных проблем при разработке системы аварийного спасения замкнутого контура для ребризеров является поддержание аварийного комплекта в состоянии, готовом к использованию на любой глубине. Это подразумевает пригодный для дыхания газ для глубины, хотя и не обязательно оптимизированный, поскольку смесь может быть доведена до заданной точки довольно быстро после катапультирования, а также объем газа, который не меняется слишком сильно, так что контроль плавучести не является чрезмерно сложным. Основная часть системы должна быть управляемой, а загубник аварийного комплекта должен быть легко доступен, но безопасен. Поскольку аварийные ребризеры, скорее всего, будут использоваться при погружениях с большими обязательствами по декомпрессии, переход на аварийный режим должен быть предусмотрен системой управления декомпрессией. Если мониторинг парциального давления кислорода в режиме реального времени включен в расчет декомпрессии, должна быть возможность переносить эту функцию между блоками без ущерба для их независимости. Нагрузка дайвера при управлении двумя контурами не должна быть чрезмерной, поскольку дайвер считается наименее надежным аспектом операции и может испытывать значительный стресс, когда спасение становится необходимым. [ 61 ]

Регистрация данных

[ редактировать ]

Данные, зарегистрированные во время погружений с ребризером, полезны для анализа аварий, тестирования и разработки ребризеров, а также для образовательных целей дайверов. Регистрация профиля погружения встроенными декомпрессионными компьютерами также полезна для исследования эффективности графиков декомпрессии. Агрегация таких данных может дать представление о моделях погружений среди пользователей и помочь в анализе рисков. [ 61 ]

Системы управления электронными ребризерами продолжали увеличивать мощность обработки и хранения, и параллельно увеличивалась их способность собирать данные с повышенной детализацией и точностью. В 1994 году система регистрации данных Cis-Lunar Mk-IV записывала данные со скоростью несколько сотен точек в час погружения, а к 1997 году Cis-Lunar Mk-5P регистрировала более тысячи точек в час. К 2007 году Poseidon MK-VI Discovery регистрировал от 15 000 до 25 000 точек в час, а в 2016 году Poseidon SE7EN записал более чем вдвое больше, что соответствует рекомендациям Rebreather Forum 3, в которых говорится: [ 61 ]

Форум рекомендует, чтобы все ребризеры имели системы регистрации данных, которые записывают функциональные параметры, относящиеся к конкретному устройству, и данные о погружениях, а также позволяют загружать эти данные. Целью этой инициативы является диагностическая реконструкция погружений с максимально возможным количеством соответствующих параметров. Идеальной целью было бы обеспечить избыточность в системах регистрации данных и, насколько это практически возможно, стандартизировать собираемые данные. [ 61 ]

Некоторые из зарегистрированных данных относятся к модели ребризера и не подходят для общего анализа, но некоторые данные полезны для внешнего анализа популяции пользователей и практики дайвинга, что может улучшить понимание поведения и анализ безопасности. [ 61 ]

Производители и модели

[ редактировать ]

Кислородные ребризеры

[ редактировать ]
  • Aqua Lung/La Spirotechnique – французская компания по производству дыхательных аппаратов и снаряжения для дайвинга.
    • FROGS (Full Range Oxygen Gas System) - кислородный ребризер для дайвинга с замкнутым контуром - модель кислородного ребризера с замкнутым контуром для интенсивных работ на мелководье и тайных операций спецназа производства AquaLung, которая используется во Франции с октября 2002 года. [ 62 ] Устройство можно носить на груди или с помощью переходной рамки на спине. Скруббер имеет срок службы около 4 часов при температуре 4°C и минутном объеме дыхания 40 литров в минуту, а также баллон емкостью 2,1 литра, давление 207 бар. Он изготавливается в немагнитной и магнитной версиях и может использовать либо 2,6 кг гранулированного сорба, либо формованный вкладыш, поглощающий углекислый газ. [ 63 ] [ 64 ]
  • Dräger – немецкий производитель дыхательного оборудования.
    • LAR-5 - военный кислородный дыхательный аппарат Drägerwerk
    • LAR-6 - военный кислородный ребризер от Drägerwerk
    • LAR-V - военный кислородный ребризер от Drägerwerk
  • Амфибийный дыхательный аппарат Ламбертсена - ранний кислородный ребризер для дайвинга с замкнутым контуром.
  • Porpoise - австралийский производитель аквалангов.
  • Зибе Горман - британский производитель водолазного снаряжения и подрядчик по спасению.
  • IDA71 - российский военный ребризер для подводного и высокогорного использования.
  • СДБА - Кислородный дыхательный аппарат специального назначения, военный ребризер. - Разновидность кислородного ребризера водолазов. У него есть вариант найтрокса под названием ONBA. [ нужна ссылка ]

Ребризеры смешанного газа

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «JFD | COBRA (Компактный аварийно-спасательный дыхательный аппарат)» . www.jfdglobal.com . Проверено 25 октября 2022 г.
  2. ^ Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы рекуперации гелия». Практика морской установки (переработанная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 150–155. ISBN  9781483163192 .
  3. ^ Торнтон, Майкл Альберт (декабрь 2000 г.). Исследование и инженерное проектирование атмосферных водолазных костюмов (PDF) (Отчет). Техасский университет A&M. Архивировано (PDF) из оригинала 19 марта 2023 г. Проверено 15 сентября 2023 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б Зибер, Арне; Шустер, Андреас; Рейф, Себастьян; Кесслер, Майкл; Лусишин, Томас; Баззакотт, Питер; Энокссон, Питер (2013). «Компактный ребризер для отдыха с инновационной концепцией обнаружения газа и малой работой конструкции дыхания» . Журнал Общества морских технологий . 47 (27): 27–41. дои : 10.4031/MTSJ.47.6.5 . .
  5. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Шиманек, Якуб (2 февраля 2021 г.). «Создание отказоустойчивого ребризера: наш путь к простоте» . В глубине . Проверено 12 февраля 2021 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б «Команда проекта подводного дыхательного аппарата MK 29 (UBA) расширяет возможности ВМФ по мобильным водолазным и спасательным операциям» (PDF) . www.secnav.navy.mil . Проверено 25 октября 2022 г.
  7. ^ "IDA-72 (ИДА-72)" . www.therebreathersite.nl . J.W. Bech . Retrieved 25 October 2022 .
  8. ^ Перейти обратно: а б «Коммерческое снаряжение для дайвинга: шлемы для дайвинга: шлем для дайвинга DESCO 29019D Mark V» . Милуоки, Висконсин: Корпорация DESCO . Проверено 17 января 2019 г.
  9. ^ Перейти обратно: а б «12». Руководство ВМС США по дайвингу, редакция 1 Navsea-0994-LP001-9020 (PDF) . Том. 2. Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морское ведомство. Июль 1981 г. Архивировано (PDF) из оригинала 2 июля 2019 г.
  10. ^ Перейти обратно: а б Программа дайвинга NOAA (США) (28 февраля 2001 г.). Джойнер, Джеймс Т. (ред.). Руководство NOAA по дайвингу, Дайвинг для науки и технологий (4-е изд.). Силвер-Спринг, Мэриленд: Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Управление океанических и атмосферных исследований, Национальная программа подводных исследований. ISBN  978-0-941332-70-5 . Компакт-диск подготовлен и распространен Национальной службой технической информации (NTIS) в партнерстве с NOAA и Best Publishing Company.
  11. ^ PSDхами; Г. Чопра; Х. Н. Шривастава (2015). Учебник биологии . Джаландхар, Пенджаб: Публикации Прадипа. стр. В/101.
  12. ^ Перейти обратно: а б с Руководство ВМС США по дайвингу, 2016 г. , Глава 15. Подводные дыхательные аппараты замкнутого контура с электронным управлением (EC-UBA) Погружения, Раздел 15-2 Принципы работы.
  13. ^ Перейти обратно: а б с д Уокер, младший Р. III; Мерфи-Лавуа, Хизер М. (11 января 2021 г.). «Дайвинг-ребризеры» . Остров сокровищ, Флорида: StatPearls Publishing. ПМИД   29494076 . Проверено 11 мая 2021 г.
  14. ^ Джеймс В. Миллер, изд. (1979). «Рис 2.4». Руководство NOAA по дайвингу (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США – Национальное управление океанографии и атмосферы. стр. 2–7.
  15. ^ Перейти обратно: а б ВМС США (2006). «Глава 19: Дайвинг с кислородом UBA в замкнутом контуре». Руководство по водолазному делу ВМС США, 6-я редакция . США: Командование морских систем ВМС США. п. 19–9. Архивировано из оригинала 2 мая 2008 г. Проверено 15 июня 2008 г.
  16. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х Паркер, Мартин (ноябрь 2012 г.). «Руководство пользователя ребризера» (PDF) . www.apdiving.com . ООО "Дайвинг под атмосферным давлением " Проверено 11 мая 2021 г.
  17. ^ Перейти обратно: а б с д и Митчелл, С.Дж.; Кронье, Ф.; Мейнджиес, WAJ; Бритц, ХК (2007). «Смертельная дыхательная недостаточность во время технического погружения с ребризером при экстремальном давлении». Авиат Спейс Энвайрон Мед . 78 (2): 81–86. ПМИД   17310877 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Хайнерт, Джилл (10 марта 2019 г.). «Ребризеры для дайвинга с сайдмаунтом» . www.youtube.com . Проверено 24 октября 2022 г.
  19. ^ «Курсы по ребризерам: ребризеры PADI типа R и типа T: что такое ребризер PADI типа R?» . www.idcphuket.com . Проверено 25 октября 2022 г.
  20. ^ Перейти обратно: а б Одом, Дж. (август 1999 г.). Введение в ребризеры полузамкнутого контура: серия ребризеров для отдыха Dräger (PDF) (редакция 4a). Международный Технический Дайвинг, 1995. с. 14.
  21. ^ Мендуно, Майкл (8 января 2014 г.). «Восстание развлекательного ребризера» . Дайвер . Проверено 25 октября 2022 г.
  22. ^ Дуглас, Эрик (31 марта 2014 г.). «Спросите эксперта: действительно ли новое поколение ребризеров предназначено для отдыха?» . Подводное плавание с аквалангом . Проверено 25 октября 2022 г.
  23. ^ Перейти обратно: а б «КИСС Сайдвиндер» . www.kissrebreathers.com . Проверено 31 мая 2024 г.
  24. ^ «Что такое «Ребризер»?» . Bishopmuseum.org . Архивировано из оригинала 11 июня 2019 г.
  25. ^ Эллиотт, Дэвид (1997). «Некоторые ограничения полузакрытых ребризеров». Журнал Общества подводной медицины Южно-Тихоокеанского региона . 27 (1). ISSN   0813-1988 . OCLC   16986801 .
  26. ^ Ларссон, Оке (15 июля 2002 г.). «Ле Спиротехника DC55» . Teknosofen.com . Проверено 31 июля 2013 г.
  27. ^ Дошерти, РЛ; Франзини, Дж. Б. (1977). Механика жидкости с инженерными приложениями (7-е изд.). Когакуша: МакГроу-Хилл. стр. 257–261 . ISBN  0-07-085144-1 .
  28. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Ларссон, А. (2000). «Интерспиро DCSC» . Проверено 30 апреля 2013 г.
  29. ^ Олдер, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании кислородного дыхательного оборудования замкнутого цикла». Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . РАНСУМ -4-69.
  30. ^ Дэвис, Р.Х. (1955). Глубокое погружение и подводные операции (6-е изд.). Толворт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd. п. 693.
  31. ^ Шривз, К; Ричардсон, Д. (2006). Ланг, Массачусетс; Смит, штат Нью-Йорк (ред.). Ребризеры замкнутого контура со смешанным газом: обзор использования в спортивном дайвинге и применение в глубоких научных погружениях. Материалы семинара по продвинутому научному дайвингу (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт. OCLC   70691158 .
  32. ^ Перейти обратно: а б с «Руководство по ребризерам для начинающих» . www.apdiving.com . Проверено 11 мая 2021 г.
  33. ^ Деккер, Дэвид Л. «Аппарат для дайвинга Modell 1912» Draegerwerk Lübeck, шлем с «системой замка » . Хронология дайвинга в Голландии: 1889 год. Draegerwerk Lübeck . www.divinghelmet.nl . Проверено 17 сентября 2016 г.
  34. ^ Перейти обратно: а б Келли, Дж.С.; Херрон, Дж. М.; Дин, WW; Сундстрем, Э.Б. (1968). Механические и эксплуатационные испытания российского ребризера «Супероксид». Технический отчет (отчет) экспериментального водолазного подразделения ВМС США . Том. НЕДУ-Оценка-11-68.
  35. ^ Фишель, Х. (1970). «Криогенный акваланг закрытого типа». Снаряжение для рабочего водолаза - Симпозиум 1970 года . Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий: 229–244.
  36. ^ Кушман, Л. (1979) [июнь 1969 г.]. «Криогенный ребризер». Журнал Skin Diver : 29–31, 85–87 – в журнале Aqua Corps, N7, 28. Также доступно онлайн на сайте Rebreather.
  37. ^ Перейти обратно: а б Бек, Дж.В. «Криогенный ребризер С-600 Г и СС100» . https://rebreathersite.nl . Проверено 28 мая 2019 г.
  38. ^ «Популярная механика (ru), №7(81) июнь 2009» . Проверено 17 июля 2009 г.
  39. ^ "Sportsmen-podvodnik journal, 1977" (PDF) . Retrieved 2008-07-17 .
  40. ^ Перейти обратно: а б «Страница OC – DSV – BOV – FFM» . www.therebreathersite.nl. 8 ноября 2010 года . Проверено 29 декабря 2010 г.
  41. ^ Хейнс, П; Мендуно, М; Тумер, П. (21 марта 2023 г.). «Совет по обучению ребризерам. Инструкции по технике безопасности при переобучении ремня для загубника, выпуск» (PDF) . rebreathertrainingcouncil.org . Проверено 3 апреля 2024 г.
  42. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Задние противолегкие: Руководство пользователя, выпуск 5» (PDF) . www.apdiving.com . ООО "Дайвинг под атмосферным давлением " Проверено 6 мая 2021 г.
  43. ^ Рейнольдс, Глен Харлан (декабрь 2006 г.). «В поисках новых глубин». Популярная механика . 183 (12): 58.
  44. ^ Норфлит, В. и Хорн, В. (2003). Возможности очистки углекислого газа двумя новыми неэнергетическими технологиями. Технический отчет (отчет) Центра медицинских исследований подводных лодок ВМС США . Том. НСМРЛ-ТР-1228.
  45. ^ «Брошюра о микропорах» . www.apollomilitary.com . Проверено 6 мая 2021 г.
  46. ^ Булман, Джейк; Коффилд, Сканда (27 октября 2022 г.). «Будь проще, боковая сторона» . Глубоко . Глобальные исследователи подводного мира . Проверено 31 мая 2024 г.
  47. ^ Перейти обратно: а б с Кларк, Джон (20–22 апреля 2023 г.). Демистифицируем скрубберы . Форум ребризеров 4. Валетта, Мальта . Проверено 29 апреля 2024 г.
  48. ^ Чаппл, JCB; Итон, Дэвид Дж. «Разработка канадского подводного минного аппарата и системы погружения для противоминной защиты CUMA». Технический отчет по оборонным исследованиям и разработкам Канады (DCIEM 92–06). Оборонные исследования и разработки Канады. раздел 1.2.а
  49. ^ «Сильфонная часть противолегкого Scuba Force для ребризера SF2» . www.divestock.com . Проверено 6 мая 2021 г.
  50. ^ «Противолегкие» . flexccr.com . Проверено 6 мая 2021 г.
  51. ^ Перейти обратно: а б «Магазин Рубикон – Выбор ребризера SF2» . Rubicondiving.com . Проверено 5 мая 2021 г.
  52. ^ Шиманекк, Якуб (10 июня 2020 г.). «Использование аварийного ребризера» . www.tdisdi.com . Проверено 7 февраля 2024 г.
  53. ^ Перейти обратно: а б Митчелл, Саймон (апрель 2015 г.). «Эксплуатационные аспекты технического дайвинга» . www.youtube.com . ДАН Южная Африка. Событие происходит в 48:00 . Проверено 28 сентября 2021 г.
  54. ^ «Команда разработчиков Deep Life: базы данных и анализ данных об авариях с ребризерами» . Deeplife.co.uk . Проверено 31 июля 2013 г.
  55. ^ «Идем вглубь» . www.divingheritage.com . Проверено 2 июля 2019 г.
  56. ^ Раймакерс, Пол (18 октября 2010 г.). «Понимание датчиков кислорода и почему НЕ менять их все одновременно» (PDF) . www.revo-rebreathers.com . Проверено 28 сентября 2021 г.
  57. ^ Лилло Р.С., Руби А., Гаммин Д.Д., Портер В.Р., Колдуэлл Дж.М. (март 1996 г.). «Химическая безопасность натронной извести ВМС США». Журнал подводной и гипербарической медицины . 23 (1): 43–53. ПМИД   8653065 .
  58. ^ Перейти обратно: а б Варкандер, Дэн Э. (2007). «Разработка скруббера для подводного плавания с замкнутым контуром». Подводная и гипербарическая медицина Аннотация . 34 .
  59. ^ ООО «Дайвинг под атмосферным давлением» . apdiving.com . Архивировано из оригинала 6 ноября 2013 г.
  60. ^ Гонсалес, Оскар; Шрикумар, Х.; Станкович, Джон. А; Рамамритам, Крити (1997). Адаптивная отказоустойчивость и плавная деградация при динамическом жестком планировании в реальном времени . Серия публикаций факультета компьютерных наук. 188. (Отчет). Массачусетский университет – Амхерст.
  61. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и объявление но из в ах есть также и Пайл, Ричард Л. (2016). «Эволюция ребризеров в обозримом будущем». В Поллоке, Северо-Запад; Селлерс, Ш.; Годфри, Дж. М. (ред.). Ребризеры и научный дайвинг (PDF) . Материалы семинара NPS/NOAA/DAN/AAUS, 16–19 июня 2015 г. Дарем, Северная Каролина. стр. 40–65. ISBN  978-0-9800423-9-9 .
  62. ^ Персонал. «Equipements des Commandos Marine» (на французском языке). Архивировано из оригинала 26 мая 2013 года . Проверено 11 октября 2013 г.
  63. ^ «Военные ребризеры» . www.opstechnologies.com . Проверено 4 мая 2021 г.
  64. ^ «Ребризер FROGS» (PDF) . www.ihchytech.com . Проверено 4 мая 2021 г.
  65. ^ Уильямс, Дес. «Кислородный рециркулятор морской свиньи Теда Элдреда, 1946 год» . Исторические времена дайвинга, № 38, зима 2006 г. Историческое общество дайвинга. стр. 5–8 . Проверено 12 декабря 2016 г. - через www.therebreathersite.nl.
  66. ^ https://www.apdiving.com/shop/en_gb/rebreather.html. Архивировано 9 июля 2021 г. в ребризерах для дайвинга Wayback Machine AP.
  67. ^ Юргенсен, Кевин (16 июля 1998 г.). «История BioMarine» (PDF) . www.therebreathersite.nl . Проверено 27 июля 2021 г.
  68. ^ Исторические времена дайвинга № 42, лето 2007 г., стр. 27.
  69. ^ https://www.jfdglobal.com/products/defence-divers-equipment/underwater-life-support-systems/stealth-cdlse-mk2-ed/ images
  70. ^ «Ребризер замкнутого цикла KISS» . Архивировано из оригинала 19 сентября 2008 г. Проверено 9 октября 2013 г.
  71. ^ «Руководство пользователя, CCR Liberty, версия руководства: 2.17 CU HW rev 1.0, HS HW rev 3.0, FW 2.17» . www.divesoft.com . Проверено 23 марта 2024 г.
  72. ^ «BioMarine/Carleton MK16 и CDBA Королевского флота» . www.cybermaps.co.uk . Архивировано из оригинала 19 февраля 2008 г. Проверено 19 февраля 2008 г.
  73. ^ «Мониторинг углекислого газа» . Системы погружения для двоякодышащих рыб .

Цитируемые работы

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4ec2e4aecaea4e68c47c4323735576d5__1721462760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4e/d5/4ec2e4aecaea4e68c47c4323735576d5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Diving rebreather - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)