Компенсатор плавучести (водолазный)

«Штаб-жакет» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о типе бронежилета, см. Колокольный жилет .

Компенсатор плавучести

Куртка типа BC на водолазном баллоне
Акроним	БК или БКД
Другие имена	Устройство контроля плавучести
Использование	Для регулировки и контроля общей плавучести дайвера.
Похожие товары	Задняя пластина и крыло

Компенсатор плавучести ( BC ), также называемый устройством контроля плавучести ( BCD ), стабилизатором , стабилизатором , жилетом , крылом или регулируемым спасательным жилетом плавучести ( ABLJ ), в зависимости от конструкции, представляет собой тип водолазного снаряжения , которое водолазы носят для при необходимости установите нейтральную плавучесть под водой и положительную плавучесть на поверхности.

Плавучесть обычно контролируется путем регулировки объема газа в надувном баллоне, который заполняется газом под давлением окружающей среды из основного баллона с дыхательным газом дайвера через шланг низкого давления от первой ступени регулятора, непосредственно из небольшого баллона, предназначенного для этого. цели или изо рта дайвера через клапан для надувания полости рта. Баллонные компенсаторы плавучести под давлением окружающей среды можно в общих чертах классифицировать как имеющие плавучесть преимущественно спереди, вокруг туловища или позади дайвера. Это влияет на эргономику и в меньшей степени на безопасность агрегата. Их также можно в общих чертах классифицировать как имеющие поплавковую камеру как неотъемлемую часть конструкции или как сменный компонент, поддерживаемый внутри корпуса конструкции.

Компенсатор плавучести является одним из элементов водолазного снаряжения, наиболее требующим умения и внимания при работе, так как управление полностью ручное, а регулировка требуется на протяжении всего погружения, так как вес уменьшается за счет расхода газа, а плавучесть гидрокостюма и БК обычно меняется. с глубиной. Точную регулировку плавучести можно выполнить с помощью контроля дыхания в разомкнутом контуре, что уменьшает объем необходимой регулировки фактического объема КП, а опытный дайвер разовьет способность регулировать объем для поддержания нейтральной плавучести, сохраняя при этом осведомленность об окружающей обстановке и выполняя другие задачи. Компенсатор плавучести является одновременно важным устройством безопасности при правильном использовании и серьезной опасностью при неправильном использовании или неисправности.

Способность эффективно управлять дифферентом зависит как от соответствующего распределения плавучести, так и от распределения веса балласта . Это тоже навык, приобретаемый на практике, и этому способствует минимизация необходимого объема газа BC за счет правильного взвешивания.

Функция

Компенсатор плавучести используется дайверами под атмосферным давлением, использующими подводные дыхательные аппараты, для регулировки плавучести под водой или на поверхности в диапазоне от слегка отрицательной до слегка положительной, чтобы обеспечить поддержание нейтральной плавучести во всем диапазоне глубин запланированного погружения и компенсировать это. за изменением веса из-за расхода дыхательного газа во время погружения. Если ступенчатые баллоны используются , их также можно использовать для компенсации изменений веса при падении и подъеме этих баллонов. Вариации плавучести гидрокостюмов зависят от объема и плотности костюма, а также давления окружающей среды, но для толстых гидрокостюмов на глубине она может составлять порядка 10 кг. Изменения плавучести сухих костюмов следует компенсировать путем поддержания постоянного объема газа внутри костюма путем ручного добавления и сочетания автоматического и ручного сброса, независимо от регулировок компенсатора плавучести, выполненных для компенсации использования газа.

Область применения

Компенсатор плавучести является стандартным элементом снаряжения для подводного плавания, хотя и не всегда необходим, а также дополнительным элементом для дайвинга с поверхности , где нейтральная или положительная плавучесть может быть ненужной или желательной. У дайверов с задержкой дыхания нет запаса газа для работы компенсатора плавучести, поэтому они не могут их использовать, хотя они могут носить надувной спасательный жилет для обеспечения положительной плавучести на поверхности. В водолазных костюмах атмосферного давления может использоваться триммерный бак, аналогичный тому, что есть на подводной лодке, для небольших регулировок, но он может иметь балласт, обеспечивающий почти точно нейтральное положение, и практически несжимаем в пределах расчетного рабочего диапазона.

Для безопасной декомпрессии необходим точный и надежный контроль глубины. Дайвер с надводным подводным плаванием имеет возможность использовать шлангокабель для контроля глубины с помощью тендера, а аквалангист с привязью может использовать спасательный трос таким же образом. Точно так же любой дайвер, использующий веревку или штаг для перемещения между поверхностью и местом работы, может использовать их для контроля глубины, что делает компенсатор плавучести несущественным при условии, что дайвер может найти веревку, когда это необходимо.

В большинстве рекреационных и профессиональных подводных плаваний нейтральная плавучесть во время большей части погружений необходима или желательна, поскольку она дает дайверу повышенную мобильность и маневренность, а также позволяет дайверу избегать контакта с деликатными донными организмами и плавать в плавниках, не нарушая осадка, который может быстро уменьшить видимость. Для этой функции необходим компенсатор плавучести.

Положительная плавучесть на поверхности является требованием безопасности для любого дайвера, который должен плыть к точке спуска или всплытия или обратно, но это не обязательно должна быть точно контролируемая плавучесть.

Компенсатор плавучести предназначен для контроля плавучести дайвера и его личного водолазного снаряжения, включая ступенчатые и аварийные цилиндры, а также для небольшого дополнительного оборудования, такого как катушки, камеры и инструменты, которые имеют легкую плавучесть или плавучесть, близкую к нейтральной. Это не плавучее подъемное устройство для тяжелых инструментов и оборудования. Если задача по дайвингу требует от дайвера тяжелой работы, почти всегда лучше и всегда безопаснее использовать оборудование, поставляемое с поверхности.

Если дайверы используют его для работы в средней воде, необходимо принять меры предосторожности, чтобы ограничить возможное неконтролируемое движение вверх. Это может быть возможно за счет ограничения длины экскурсионного пуповины.

Принцип работы

Компенсатор плавучести работает, регулируя среднюю плотность дайвера и прикрепленного к нему оборудования так, чтобы она была больше, равна или меньше плотности среды для дайвинга. Это можно сделать одним из двух способов:

• Переменный объем или надувное : объем гибкого устройства можно изменять путем добавления или удаления газа под давлением окружающей среды, который имеет относительно низкую плотность. или
• Переменная плотность или сжимаемость : плотность жесткого устройства можно изменять путем сжатия или расширения внутреннего газа путем добавления или удаления несжимаемой среды для дайвинга, которая имеет относительно высокую плотность.

По состоянию на 2021 год подавляющее большинство БК представляют собой типы с переменным объемом, накачиваемые газом при атмосферном давлении, но используется тип с переменной плотностью.

Тип переменного объема

Распространенный тип компенсатора плавучести увеличивает плавучесть за счет добавления газа под давлением окружающей среды в гибкий герметичный баллон, тем самым увеличивая объем, и уменьшает плавучесть за счет выпуска газа в воду. Этот объем газа будет сжиматься или расширяться по мере изменения давления окружающей среды с глубиной, в соответствии с законом Бойля , и, следовательно, плавучесть системы будет увеличиваться и уменьшаться пропорционально изменению абсолютного давления и объема газа в баллоне. Изменение плавучести при данном изменении глубины будет больше у поверхности, чем на большей глубине, и больше для большого объема газа, чем для малого объема. Таким образом, диапазон глубин, на которых дайвер может компенсировать эти изменения путем произвольной регулировки объема легких при эффективном дыхании, зависит от объема газа в мочевом пузыре и номинально нейтральной глубины, при которой дыхание при нормальном дыхательном объеме около 500 мл приводит к находится в приблизительном динамическом равновесии, и дайвер остается на этой глубине без дополнительных усилий. Этот тип компенсатора плавучести действует путем увеличения плавучести из наиболее стабильного состояния, то есть пустого, поэтому взвешивание выполняется для нейтральной плавучести в состоянии наименьшей массы, которое происходит в конце погружения с пустыми баллонами, и в этот момент дайвер должен иметь возможность оставаться на последней декомпрессионной остановке без физических усилий.

Здесь представлено несколько наглядных примеров. Они упрощены, но численно реалистичны:

Пример 1a: Дайвер должен сохранять нейтральную плавучесть на последней декомпрессионной остановке до тех пор, пока не закончится дыхательный газ, чтобы в случае чрезвычайной ситуации можно было полностью использовать весь имеющийся у него газ. В этот момент компенсатор плавучести должен быть пуст, если взвешивание правильное, а сухой костюм должен быть накачен до номинального уровня для нижнего комбинезона - газа ровно столько, чтобы нижний комбинезон находился на оптимальной высоте для изоляции. Гидрокостюм будет очень слегка сжат, то есть почти при максимальной плавучести. Пустой БК несжимаем и на него не влияют изменения глубины.

Пример 1b: Если один и тот же дайвер выполняет декомпрессию на глубине 3 м с резервным газом во всех баллонах, газ в компенсаторе плавучести должен выдерживать вес этого резервного газа. Дайвер-любитель с воздухом или найтроксом под давлением 50 бар в 12-литровом баллоне будет иметь около 0,780 кг газа и, следовательно, около 0,78 л газа в компенсаторе плавучести. Изменение глубины на 1 м вверх изменит абсолютное давление окружающей среды с 1,3 бар до 1,2 бар, поэтому газ в КП расширится до 1,3/1,2 × 0,78 = 0,845 литров, разница в 0,065 литров, которую можно легко компенсировать уменьшением лёгких. объем на эту величину, чтобы стабилизироваться, и еще немного, чтобы начать погружаться обратно и остановить глубину. Газ из скафандра также будет расширяться в той же пропорции и, вероятно, будет иметь больший объем для начала, поэтому на практике необходимо выдыхать больше газа, чтобы вернуться на глубину.

Пример 1c: Тот же дайвер, но с избыточным весом на 2 кг, осуществляющий декомпрессию на высоте 3 м с запасом давления 50 бар в 12-литровом баллоне, потребует дополнительно около 2 литров газа в КП для нейтральной плавучести. Такое же изменение глубины на 1 м вверх увеличит объем газа в БК до 1,3/1,2 × 2,78 = 3,012 литра, разница 0,232 литра.

Пример 2: Тот же дайвер, что и в примере 1, на глубине 30 м в начале погружения с давлением 200 бар в 12-литровом баллоне имеет около 3,1 кг газа в баллоне, и для нейтральной плавучести в КП требуется около 3,1 л газа. На этой глубине уменьшение глубины на 1 м увеличит объем газа в БК до 4/3,9 × 3,1 = 3,18 л, разница 0,08 л.

Пример 3a: Технический дайвер в гидрокостюме толщиной 7 мм в начале погружения на глубину 60 м с 200 бар донного газа нормоксик тримикс 20/30 в сдвоенном 12-литровом наборе с коллектором и 2 х 11-литровыми строповыми баллонами, заполненными до 200 бар Декомпрессионные газы найтрокс будут нести около 10 кг газа и потеряют около 6 кг плавучести из-за сжатия костюма, поэтому для компенсации необходимо будет надуть BCD примерно 16 литрами газа. На этой глубине уменьшение глубины на 1 м приведет к расширению газа в BC до 7/6,9 × 16 = 16,23 литра, разница составляет 0,23 литра.

Пример 3b: Тот же технический дайвер почти сразу же прекращает погружение при достижении глубины 60 м и всплывает на поверхность с короткой декомпрессией продолжительностью 3 минуты на глубине 3 м. Их давление обратного газа снижается до 150 бар, а деко-газ не используется, когда они достигают остановки на 3 м. Скафандр восстановит почти всю свою плавучесть, и он будет нести около 7,5 кг газа, поэтому для компенсации в компенсационном балле потребуется около 7,5 литров газа. На этой глубине уменьшение глубины на 1 м приведет к расширению газа в BC до 1,3/1,2 × 7,5 = 8,125 литров, разница составляет 0,625 литров.

Тип переменной плотности

Альтернативный метод регулировки плавучести водолаза - изменение плотности жесткого контейнера постоянного вытесняемого объема путем регулирования объема добавляемой воды в обычно заполненном газом пространстве. Этот подход также можно охарактеризовать как снижение плавучести, в отличие от добавления плавучести, когда газ добавляется в гибкое пространство под внешним давлением. Такие сосуды под давлением с переменной плавучестью используются на подводных лодках и подводных лодках для точного управления плавучестью и дифферентом. Вода из окружающей среды впрыскивается в резервуар для уменьшения плавучести за счет разницы давления окружающей среды или с помощью насоса, в зависимости от внутреннего давления газа. Воду можно удалить аналогичным способом, чтобы увеличить плавучесть. Поскольку резервуар является жестким и практически несжимаемым в диапазоне глубин погружения, для которого он предназначен, изменения плавучести из-за изменения глубины во время погружения незначительны, и дайверу необходимо только отрегулировать плавучесть с учетом использования газа и изменения объема баллона. водолазный костюм.

Один из способов сделать это — закачать воду в баллон для подводного плавания, используя гибкую камеру для разделения газа и воды, для чего требуется баллон, изготовленный для этой цели, с впускным отверстием для воды в пространстве вокруг внутренней камеры, соединенным с насос высокого давления и система регулирующих клапанов. Если вес оптимизирован для снаряжения и в начале погружения дайвер находится почти в нейтральной плавучести, в начале погружения необходимо добавить очень мало воды, чтобы давление газа не сильно увеличилось. Во время погружения закачивается больше воды, чтобы компенсировать массу использованного газа, но к этому времени давление значительно упадет. Небольшого давления остаточного газа при всплытии будет достаточно для выброса балластной воды и установления положительной плавучести. Если эта система используется с дополнительными аварийными или декомпрессионными баллонами, установленными на ремне, для компенсации дополнительного расхода газа потребуется больший объем воды, и давление газа в баллоне компенсации плавучести повысится еще немного. В системе Avelo используется этот механизм с насосным агрегатом с питанием от аккумуляторной батареи, который можно снять с цилиндра.

Эта система по своей сути более стабильна при изменении гидростатического давления и снижает плавучесть по сравнению с исходным состоянием, то есть с полным баллоном газа в начале погружения. Чтобы свести к минимуму повышение давления, вызванное закачкой балластной воды в полный баллон, взвешивание производится для плавучести, близкой к нейтральной, в начале погружения, с достаточной положительной плавучестью, чтобы безопасно плавать на поверхности с полным баком и перекачивать воду. спускаться в относительно небольшом объеме воды, который периодически увеличивается во время погружения для компенсации потери массы дыхательного газа. После всплытия добавленная масса воды высвобождается, что обеспечивает комфортную положительную плавучесть и минимизирует вес снаряжения при выходе из воды. При использовании сухого костюма начальную положительную плавучесть на поверхности можно контролировать путем надувания костюма, превышающего величину, необходимую для подъема нижнего белья, что позволяет спуститься путем сброса костюма.

Диапазон глубин, в котором может поддерживаться эффективно стабильная нейтральная плавучесть, обратно пропорционален объему газовых пространств под давлением окружающей среды в снаряжении дайвера (объем легких автоматически компенсируется за счет нормального дыхания, а маска одновременно мала и рефлекторно поддерживается постоянным объемом). большинством дайверов). При использовании несжимаемого компенсатора плавучести почти весь переменный объем находится в гидрокостюме, а диапазон глубин эффективно нейтральной плавучести максимизируется. Дайвер без гидрокостюма будет иметь нейтральную плавучесть на всем диапазоне глубин погружения, и ему нужно будет только регулировать плавучесть с учетом потери массы при использовании газа.

Внешне похожая система использовалась в системе Dacor (CV Nautilus) 1970-х годов, где объем газа под давлением окружающей среды в жесткой оболочке поддерживался регулятором спроса, автоматически определяющим дефицит давления между внутренним и внешним давлением и автоматическим сбросом давления. клапан для сброса внутреннего избыточного давления, во многом похожий на контроль объема контура ребризера с помощью автоматического разбавителя (ADV) и клапана избыточного давления , но это снижает плавучесть за счет заполнения корпуса водой и увеличивает плавучесть за счет добавления газа под давлением окружающей среды из дыхательного газа. подачи, а не уменьшать объем хранимого газа за счет сжатия газа. Вода добавлялась в корпус или удалялась из него, чтобы компенсировать сжатие костюма и использование газа с помощью клапана с ручным управлением.

Конфигурации

Существует три основные конфигурации устройства компенсации плавучести надувного пузыря, основанного на распределении плавучести:

Регулируемый спасательный жилет плавучести

Водолазы, всплывшие на поверхность, с надутыми компенсаторами плавучести в хомуте

Регулируемый спасательный жилет плавучести (ABLJ) надевается на шею и грудь и закрепляется ремнями на талии и обычно между ног. Их иногда называют « хомутами » из-за их сходства, и исторически они произошли от надувного жилета подводной группы подрывников (UDT) или Мэй Уэст спасательного жилета , выдаваемого летчикам и водолазам времен Второй мировой войны.

Они были разработаны в 1960-х годах и в значительной степени вытеснены компенсаторами плавучести типа «крыло» и «жилет», в первую очередь потому, что плавучесть концентрируется перед дайвером, когда он наполнен, и за шеей, когда он частично заполнен, что приводит к смещению центра плавучести дайвера. к голове с надуванием, что отрицательно влияет на балансировку дайвера под водой. Расположение ABLJ на груди и на шее дайвера обеспечивает наилучшее распределение плавучести среди конструкций компенсаторов плавучести, когда речь идет о плавании расстроенного, утомленного или потерявшего сознание дайвера лицом вверх на поверхности в случае возникновения проблемы.

Dacor Seachute BC4 имел уникальные верхнюю и нижнюю камеры. Верхняя камера располагалась на шее и могла надуваться баллоном с CO ₂ для использования в качестве надводного спасательного жилета. Нижний пузырь находился над областью желудка дайвера и накачивался сжиженным газом из регулятора для контроля плавучести под водой. Такое расположение обеспечивало лучшее распределение плавучести для управления дифферентом во время погружения, чем большинство других систем передней накачки.

Компенсаторы плавучести с закруглением

Дайвер в куртке-стабилизаторе

Жилет BC, куртка-стабилизатор, куртка-стабилизатор, стабилизатор, жилет или (пренебрежительно) «жилет пуделя» BC - это надувные жилеты, которые водолаз надевает на верхнюю часть туловища, которые включают в себя ремни безопасности баллона. Воздушный пузырь проходит сзади по бокам дайвера или над плечами дайвера.

Некоторые дайверы отдают предпочтение закрытым баллонам, поскольку они позволяют легче сохранять вертикальное положение на поверхности. Однако некоторые конструкции имеют тенденцию сжимать туловище дайвера в надутом состоянии, и в полностью надутом состоянии они часто бывают громоздкими по бокам или спереди, и им может не хватать достаточного объема для поддержки полного технического снаряжения с толстым гидрокостюмом.

Жилеты плавучести обычно обеспечивают до 25 килограммов плавучести (в зависимости от размера) и их довольно удобно носить, если они имеют правильный размер и отрегулированы по размеру дайвера. Жилеты BC являются наиболее распространенным типом среди дайверов-любителей, поскольку они могут объединить контроль плавучести, грузы, точки крепления для вспомогательного снаряжения и фиксацию баллона в одной части снаряжения. Дайверу достаточно прикрепить баллон и регулятор, чтобы получить полный комплект для подводного плавания. Некоторые «технические» (в основном развлекательные с ограниченными техническими возможностями) жилеты BC имеют возможность нести несколько баллонов - двойные комплекты сзади и баллоны на ремнях по бокам, подвешенные на D-образных кольцах. Отсутствие гибкости в расположении D-образных колец из-за структурных ограничений некоторых конструкций частично компенсируется установкой большего количества D-образных колец, некоторые из которых могут находиться в нужном месте для данного дайвера.

Можно выделить три основные конфигурации обертывания:

• Оригинальный патент на куртку-стабилизатор от Scubapro включал в себя плавучую камеру, которая позволяла воздуху обтекать руки и рюкзак – фирменный дизайн с сквозным потоком на 360°. Это был сложный в изготовлении мочевой пузырь.
• Мочевой пузырь, расположенный над плечом, отделенный под мышками, центр плавучести которого в полностью надутом состоянии находится довольно высоко над телом, что имеет тенденцию удерживать дайвера на поверхности в вертикальном положении. Они громоздкие в передней части туловища, особенно в области плеч и груди, и относительно четкие по бокам под мышками.
• С вытянутым мочевым пузырем от нижней части спины вперед под руками, но разделенным в плечах, и без плавучести в верхней части груди, которая имеет нижний центр плавучести при полном надувании и имеет тенденцию наклонять дайвера назад при полном надувании. поверхность. Они могут быть очень громоздкими под мышками, если добавить встроенные утяжелители и/или карманы, а для дайверов с небольшой талией - также в передней части области талии, но относительно ясными в области груди и плеч. «Оболочка» или корпус мочевого пузыря обычно отделены от пояса, который можно плотно прилегать, оставляя мочевой пузырь относительно свободно прилегать к туловищу, чтобы избежать ограничения дыхания при полном надувании. Однако пояс надевается на живот рядом с диафрагмой и, если он плотно прилегает, может ограничивать брюшное дыхание.

Системы крепления компенсатора плавучести обычно предназначены для ограничения смещения компенсатора плавучести под действием подъемных сил, включая сведение к минимуму тенденции соскальзывания к голове, когда дайвер находится в вертикальном положении, а баллон надут. Если дайвер носит грузовой пояс, он будет тянуться в направлении, противоположном подъему BC, и может привести к провисанию дайвера в куртке, когда дайвер находится в вертикальном положении во время плавания на поверхности. Решения этой проблемы включают камербанд (широкий регулируемый пояс на талии) и ремень в паху (ремешок между ног). Правильно отрегулированный паховый ремень эффективно предотвращает это смещение, но может предотвратить выпадение грузового ремня из дайвера в случае его падения в чрезвычайной ситуации. Установка грузового пояса на паховый ремень после надевания компенсатора плавучести может оказаться затруднительной. Пояс представляет собой попытку избежать этой проблемы, поскольку грузовой пояс нельзя зацепить за него таким же образом, но в этом случае грузовой пояс необходимо носить либо под поясом, закрывая доступ к пряжке, либо под поясом. Эффективность пояса зависит от линии талии, которая меньше окружности верхней части туловища, и, если он надет слишком туго, он может ограничивать свободное дыхание.

Тенденция надутого компенсатора плавучести смещаться к голове представляет меньшую проблему, когда грузы переносятся во встроенных грузовых карманах на компенсаторе плавучести, но тогда он может иметь тенденцию соскальзывать к голове при спуске воздуха у перевернутого дайвера под водой. Это меньшая проблема для среднего дайвера-любителя, который не проводит много времени под водой, но может усложнить восстановление после инверсии сухого костюма, когда воздух в костюме течет к ногам, а вес в БК сместить в сторону головы. Ремешок в паховой зоне предотвратит это.

Обратная инфляция

См. Также: Спинка и крыло.

Компенсаторы плавучести с обратной накачкой представляют собой спинку из нержавеющей стали и конструкцию крыла, популярную среди технических дайверов, но доступны и другие конструкции. Крылья или спинка и крыло состоят из надувной камеры, надеваемой между спиной дайвера и баллоном (цилиндрами). Изобретён Грегом Флэнаганом в 1979 году для спелеологов Северной Флориды и доработан Уильямом Хогартом Мэйном . конфигурация задней пластины и крыла не является недавней разработкой, но приобрела популярность из-за пригодности для технического дайвинга , где она часто используется, поскольку технический дайвер часто носит несколько баллонов на спине и / или пристегивается к D-образным кольцам на ремнях безопасности. паутина. Баллоны, установленные сзади, или узел ребризера крепятся поверх плавучей камеры к спинной пластине, которая привязывается к дайверу ремнями безопасности. Конструкция крыла освобождает дайвера по бокам и спереди и позволяет использовать камеру большого объема с высокой грузоподъемностью (крылья 60 фунтов / 30 литров - не редкость). В некоторых конструкциях вокруг мочевого пузыря используются эластичные лямки или банджи-шнуры для сжатия мочевого пузыря, когда он не надут, хотя существуют споры относительно безопасности и полезности этого дополнения. Расстояние между отверстиями для болтов по центральной линии спинки стандартизировано и составляет 11 дюймов (280 мм) между центрами.

Другие компенсаторы плавучести с обратной накачкой больше похожи на куртки по конструкции, креплению к дайверу и аксессуарам, отличаясь в основном положением баллона, который похож на крыло, находясь полностью позади дайвера, без расширений по бокам или вперед. . Компенсаторы плавучести с обратной надувкой менее громоздки по бокам, но могут иметь тенденцию держать дайвера на плаву наклоненным вперед на поверхности в зависимости от веса и распределения плавучести, что представляет возможную опасность в чрезвычайной ситуации, если дайвер находится без сознания или по другим причинам не может удерживать свое или ее голова над водой.

Несколько недолговечных КП с жестким воздушным отсеком и обратной накачкой были проданы в 1970-х годах. а система переменной плотности Avelo установлена ​​сзади.

Также возможна гибридная конструкция, при которой большая часть плавучести приходится на спину, но небольшая - по бокам под руками.

Двойные баллонные компенсаторы плавучести

Небольшая часть компенсаторов плавучести крыльевого типа производится с двойным баллоном. Цель состоит в том, чтобы вторичный мочевой пузырь был резервным на случай выхода из строя первичного мочевого пузыря. Основной принцип вполне оправдан, но такая договоренность может представлять несколько дополнительных опасностей, некоторые из которых стали причиной опасных для жизни инцидентов. Безопасное управление системой с двумя баллонами требует, чтобы дайвер всегда знал о состоянии наполнения каждого баллона и сбрасывал газ из нужного баллона или баллонов во время всплытия, чтобы предотвратить неконтролируемое плавучее всплытие. Было опробовано несколько схем с целью сделать их приемлемо безопасными. Один из них — соединить клапаны надувания и сдувания вместе, чтобы оба баллона всегда использовались параллельно. На практике для этого требуется специальная модификация двух насосных агрегатов, чтобы ими можно было управлять вместе одной рукой, поскольку производственного агрегата с такой функцией не существует. Клапаны сброса давления также должны быть подключены таким образом, чтобы они надежно работали одновременно и параллельно.

Другая стратегия состоит в том, чтобы расположить механизмы накачивания на противоположных сторонах тела. Поскольку можно случайно активировать надувной клапан, и он может протекать незаметно для дайвера до тех пор, пока плавучесть значительно не увеличится, это надежно только в том случае, если к резервному баллону не подключен шланг низкого давления, так что его можно только надувать перорально, а затем всегда накачивать первичную обмотку газом низкого давления из регулятора. Это можно сделать еще дальше, установив на вторичном мочевом пузыре оральный надувной клапан другого типа.

двойные компенсаторы плавучести считаются ненужными и небезопасными В философии DIR . Ненужно, поскольку правильно снаряженному дайверу доступны более простые альтернативные методы для компенсации неисправного КП, и небезопасно, поскольку нет очевидного способа определить, в каком баллоне находится воздух, и утечка во вторичный баллон может остаться незамеченной до тех пор, пока плавучесть возросла до такой степени, что ныряльщик не может остановить всплытие, изо всех сил пытаясь опорожнить воздух не из того пузыря. Мониторинг содержания воздуха в двух мочевых пузырях является ненужной дополнительной нагрузкой, отвлекающей внимание от других дел.

• 
  Дайвер в крыльевом компенсаторе плавучести
• 
  Крылья для двухцилиндрового комплекта: цилиндры скреплены между собой двумя металлическими лентами, которые прикручены болтами через крыло к задней пластине.
• 
  Пузырек компенсатора плавучести крыла, показывающий сторону, обращенную к водолазу. Две пары прорезей позволяют использовать кулачки для удержания одного цилиндра.
• 
  Дайверы готовятся к декомпрессионному погружению, используя спинку и крыло с баллонами с декомпрессионным газом, установленными на ремне.

Боковые компенсаторы плавучести

Вариант компенсатора плавучести, установленного сзади, используется без спинки для дайвинга с боковой установкой. Эта конструкция функционально аналогична ношению компенсатора плавучести, зажатого между баллоном (цилиндрами) и спинкой, но здесь нет спинной пластины или баллона, установленного сзади. Ячейку плавучести можно установить между привязью бокового крепления и дайвером или поверх привязи. Боковые части мочевого пузыря можно удержать от всплытия вверх при надувании с помощью эластичных шнуров, пристегнутых к поясу перед дайвером или пристегнутых друг к другу, образуя эластичный пояс через переднюю часть бедер, значительно ниже диафрагмы. В этом случае заднее крепление не позволяет надутому баллону занимать пространство по бокам дайвера, где подвешены баллоны.

Некоторые ремни бокового крепления можно адаптировать для использования с дополнительным цилиндром заднего крепления без жесткой спинки.

• 
  Минималистичная подвесная система бокового крепления с лямками, ползунками и D-образными кольцами, компенсатором плавучести, встроенными держателями груза и цилиндром.
• 
  Вид сверху дайвера с сайдмаунтом
• 
  Дайвер с сайдмаунтом в пещере, показывающий 2 баллона и вид сзади на БК.
• 
  Комбинированные ремни крепления сбоку/сзади. Вид спереди
• 
  Комбинированные ремни крепления сбоку/сзади. Вид сзади
• 
  Привязь Apeks Sidemount, верхняя сторона
• 
  Боковые ремни безопасности под вершиной

Строительство

Надувные компенсаторы плавучести всех типов изготавливаются как в однообшивочном, так и в кожухно-баллонном исполнении. Прочность и устойчивость к повреждениям обеих этих систем конструкции больше зависят от деталей конструкции, качества материалов и производства, чем от выбора компоновки, хотя техническое обслуживание может различаться, поскольку очистить, высушить и осмотреть одну обшивку быстрее, чем целую обшивку. баллон и корпус, а баллон и корпус будут иметь больше компонентов для эквивалентной компоновки.

В конструкции с одной обшивкой в ​​качестве конструкционного материала блока используется материал поплавковой камеры, а в конструкции корпуса и камеры корпус используется для выдерживания нагрузки и для защиты камеры, которая является сменной деталью.

В зависимости от деталей конструкции дайверу может потребоваться нести до четырех фунтов свинца (два килограмма), чтобы нейтрализовать положительную плавучесть пустого компенсатора плавучести.

• 
  Компоненты обшивки компенсатора плавучести
• 
  Внутренний штуцер, проходящий через отверстие в баллоне компенсатора плавучести.
• 
  Внутренний штуцер компенсатора плавучести и прокладка для наполнительного шланга или сливного клапана на месте.
• 
  Угол бокового компенсатора плавучести крыла, показывающий обшивку в сборе.
• 
  Угол бокового компенсатора плавучести крыла, показывающий спускной клапан в сборе.
• 
  В углу бокового крыла компенсатора плавучести показано крепление шланга для накачивания.

Компоненты

Спинка или крыло в стиле BC и комплект для подводного плавания

1. Регулятор первой ступени
2. Клапан цилиндра
3. Плечевые ремни
4. Баллон-компенсатор плавучести
5. Предохранительный и нижний ручной сливной клапан
6. Регулятор второй ступени (с «осьминогом»)
7. Консоль (манометр, глубиномер и компас)
8. Шланг для накачивания сухого костюма
9. Задняя пластина
10. Шланг для накачки BC
11. Мундштук для перорального накачивания и ручной сливной клапан.
12. паховый ремень
13. Поясной ремень

Типовая головка клапана пневмонакачки для компенсатора плавучести

Все компенсаторы плавучести с газовым баллоном под давлением окружающей среды имеют некоторые общие компоненты:

• Гибкая камера для хранения газа, который можно добавлять или выпускать во время погружения для контроля плавучести.
• Средство подачи газа в мочевой пузырь, обычно прямая подача под низким давлением. или силовой инфлятор водолазного баллона который впрыскивает газ из шланга низкого давления от регулятора первой ступени в баллон компенсатора плавучести, и обычно вариант надувания через рот. Поток газа контролируется подпружиненным, нормально закрытым, ручным накачивающим клапаном.
• Выпускной клапан или сливной клапан что позволяет газу выпускаться или выходить контролируемым образом из баллона(ов) КП. Большинство компенсаторов плавучести имеют как минимум два вентиляционных отверстия: одно в самом верху, а другое в нижней части компенсатора плавучести, для использования при миграции воздуха в ту часть компенсатора плавучести, которая находится вверху; вентиляционное отверстие, расположенное в плече, используется, когда дайвер находится в вертикальном положении. а вентиляционное отверстие, расположенное ближе к талии дайвера, используется в перевернутом состоянии. Вентиляция через систему перорального надувания также обычно возможна и может быть предпочтительной.
• Клапаны низкого давления и клапаны для накачивания через рот обычно объединены в один блок на конце гофрированного или ребристого резинового шланга для накачивания, с кнопкой клапана накачивания низкого давления на стороне, противоположной соединителю шланга низкого давления, и комбинированным выпускным и клапаном для накачивания через рот на конце. крайний конец агрегата на уровне гофрированного шланга. Обе кнопки работают одновременно, если их правильно удерживать. Такое расположение позволяет дайверу легко адаптироваться к незнакомому компенсатору плавучести, поскольку работа в значительной степени стандартизирована.
• Клапан сброса избыточного давления, который автоматически выпускает воздух из баллона, если дайвер чрезмерно надувает КП при всплытии или впрыскивает слишком много газа. Обычно это второстепенная функция выпускного или сливного клапана, а также необходимая функция безопасности для предотвращения повреждений из-за избыточного давления. Он не будет автоматически выпускать излишки газа во время обычного всплытия. Эти выпускные клапаны подпружинены и обычно закрыты, но ими можно управлять вручную, потянув за короткий шнур.
• Средство крепления КП к водолазу для передачи плавучей силы и удержания КП в положении, предназначенном для его предусмотренной функции. Компенсатор плавучести обычно крепится к туловищу дайвера либо с помощью специальных ремней, либо как часть многофункциональной системы, интегрированной с баллоном или кожухом.

Кроме того, некоторые BC могут включать в себя и другие функции:

• Прочный текстильный корпус для удержания и защиты баллона, к которому крепится большинство других компонентов, с молниями для доступа к баллонам;
• Ремни (камбанды) для крепления задних баллонов;
• Пластиковая или металлическая спинка , устанавливаемых сзади для поддержки баллонов для дайвинга ;
• В привязь может быть включен паховый ремень, чтобы предотвратить соскальзывание КП к голове, когда дайвер находится в вертикальном положении и мочевой пузырь надут;
• Пояс — это альтернативный подход, позволяющий уменьшить склонность компенсатора плавучести соскальзывать к голове за счет плотного прилегания к талии;
• Карманы для переноски мелких аксессуаров или инструментов;
• Встроенная система утяжеления для дайвинга – карманы для свинцовых гирь с быстросъемным механизмом. Встроенные гири могут устранить необходимость в отдельном грузовом поясе;
• Карманы для триммера груза для регулировки положения центра тяжести дайвера для улучшения балансировки дайвера ;
• D-образные кольца или другие точки крепления для крепления к другому оборудованию, например, фонарям для дайвинга, манометрам, катушкам, камерам и сцене, аварийным устройствам или баллонам боковой установки;
• Баллоны для аварийного накачивания. Это может быть либо небольшой (около 0,5 литра) баллон с воздухом, наполненный из основного баллона дайвера, либо небольшой баллон с углекислым газом ;
• Светоотражающая лента для лучшей видимости;
• Подкладка для комфорта;
• Резервный баллон с соответствующими компонентами наполнения и вентиляции в качестве резерва на случай выхода из строя основного баллона;
• Альтернативный регулятор дыхательного газа, соединенный с узлом клапана надувания/сдувания или встроенный в него;
• Банджи для удержания частично надутого крыла.

Размер и посадка

См. Также: Человеческий фактор при проектировании водолазного снаряжения § Оборудование для контроля плавучести.

Компенсатор плавучести должен удобно подходить дайверу и надежно удерживаться на месте, не ограничивая свободу движений дайвера. Существует некоторый конфликт между возможностью простой регулировки под различные телосложения дайверов и настройкой привязи, оптимально подходящей для конкретного дайвера в конкретном водолазном костюме. Это особая проблема с компенсаторами плавучести куртки, которые по своей природе менее регулируемы по размеру, чем ремни безопасности со спинкой, которые более регулируемы, но для регулировки может потребоваться больше времени.

Крайне важно, чтобы полностью надутый компенсатор плавучести мог поддерживать дайвера с максимальной нагрузкой снаряжения на поверхности в начале погружения и с максимальным сжатием костюма на максимальной глубине до того, как будет израсходовано много газа. Были случаи гибели людей из-за перегрузки БК. С другой стороны, контролировать плавучесть проще всего при минимально возможном объеме газа в компенсаторе плавучести и сухом костюме, поскольку эти объемы меняются с изменением глубины и должны быть отрегулированы, чтобы оставаться нейтральными.

Измерения изменения объема неопреновой пены, используемой для гидрокостюмов, при гидростатическом сжатии показывают, что около 30% объема и, следовательно, 30% поверхностной плавучести теряется примерно на первых 10 м, еще 30% примерно на 60 м, а объем по-видимому, стабилизируется при потере около 65% примерно на 100 м. Общая потеря плавучести гидрокостюма пропорциональна исходному несжатому объему. Площадь поверхности среднего человека составляет около 2 м. ² , таким образом, несжатый объем цельного гидрокостюма толщиной 6 мм будет порядка 1,75 × 0,006 = 0,0105 м. ³ или примерно 10 литров. Масса будет зависеть от конкретного состава пены, но, вероятно, будет порядка 4 кг при чистой плавучести около 6 кг на поверхности. В зависимости от общей плавучести дайвера обычно требуется около 6 кг дополнительного веса, чтобы довести дайвера до нейтральной плавучести и обеспечить достаточно легкий спуск. Объем, потерянный на глубине 10 м, составляет около 3 литров или 3 кг плавучести, увеличиваясь до около 6 кг плавучести потеряно примерно на 60 м. Для крупного человека, одетого в фермерский костюм и куртку для холодной воды, эта цифра могла бы почти удвоиться. Эту потерю плавучести необходимо компенсировать накачиванием компенсатора плавучести для поддержания нейтральной плавучести на глубине.

Должна быть возможность сохранять нейтральную плавучесть в конце погружения, на самой мелкой декомпрессионной остановке, когда почти весь дыхательный газ дайвера израсходован. Недостаточно оставаться нейтральным только с запасным газом, поскольку, если резервный газ почти израсходован из-за проблемы, дайвер не захочет бороться или не сможет оставаться внизу для декомпрессии.

Утяжеление должно быть достаточным, чтобы дайвер мог оставаться на самой мелкой остановке с почти пустыми баллонами, а доступный объем плавучести должен позволять компенсатору плавучести поддерживать полные баллоны. Абсолютно минимально допустимый объем компенсатора плавучести достаточен для поддержания общей массы дыхательного газа во всех баллонах, которые будет нести дайвер, плюс объем, потерянный из-за сжатия костюма на глубине. Этого будет достаточно только в том случае, если дайвер не несет лишнего веса. Легче допустить небольшое превышение веса и использовать компенсатор плавучести немного большего объема, но если его превысить, это сделает контроль плавучести более трудным и трудоемким, а также потребует больше газа, особенно во время всплытия, когда это наиболее критично. Компенсатор плавучести, предназначенный для любительского дайвинга или для человека небольшого роста, может не иметь достаточного объема для технического дайвинга.

Неоправданно большой объем компенсатора плавучести представляет собой больший риск потери контроля над скоростью всплытия, особенно в сочетании с переносом большего веса, чем необходимо для обеспечения нейтральной плавучести в конце погружения с пустыми баллонами. С другой стороны, большой объем обеспечивает больший комфорт и безопасность при плавании на поверхности до и после погружения.

Операция

Надувной компенсатор плавучести работает путем регулирования объема газа, содержащегося в баллоне, с помощью надувного клапана для впрыска газа и одного или нескольких клапанов сдувания или спускных клапанов для выпуска газа. Газ обычно подается из порта низкого давления водолазного регулятора на баллоне с дыхательным газом или перорально в виде выдыхаемого газа, хотя можно использовать специальные газовые баллоны. На поверхности мочевой пузырь надувается, чтобы обеспечить положительную плавучесть, позволяя дайверу плавать в предпочтительной ориентации, или сдувается, чтобы дайвер начал погружаться, чтобы начать погружение. Во время погружения газ добавляется или выпускается с помощью тех же клапанов, что требуется для обеспечения желаемой плавучести.

Контроль плавучести

См. Также: Навыки подводного плавания § Контроль плавучести.

Дайверу необходимо уметь установить три состояния плавучести на разных этапах погружения:

1. отрицательная плавучесть: когда дайвер хочет спуститься или остаться на морском дне. Дайверам-любителям редко требуется большой дефицит плавучести, но коммерческим дайверам может потребоваться тяжелый вес, чтобы облегчить некоторые виды работы. Спуск ногами вперед может облегчить некоторым дайверам выравнивание ушей, а это затруднительно, если только плавучесть не является слегка отрицательной.
2. нейтральная плавучесть: когда дайвер хочет оставаться на постоянной глубине с минимальными усилиями и без какой-либо другой поддержки. Это желательное состояние для большинства рекреационных погружений, и оно позволяет выполнить тримминг, минимизирующий воздействие на окружающую среду. Это состояние также оптимально для ряда профессиональных занятий дайвингом.
3. положительная плавучесть: когда дайвер хочет всплыть на поверхность или всплыть в чрезвычайных обстоятельствах .

Чтобы добиться отрицательной плавучести, дайверы, которые несут или носят плавучее снаряжение, должны быть утяжелены, чтобы противодействовать плавучести как дайвера, так и снаряжения.

Под водой дайверу часто необходимо сохранять нейтральную плавучесть, не тонуть и не подниматься. Состояние нейтральной плавучести существует, когда вес воды, которую вытесняет дайвер и снаряжение, равен общему весу дайвера и снаряжения. Дайвер использует КП для поддержания этого состояния нейтральной плавучести, регулируя объем газа в КП и, следовательно, его плавучесть в ответ на различные эффекты, которые изменяют общий объем или вес дайвера, в первую очередь:

• Если костюм дайвера изготовлен из сжимаемого газонаполненного материала, такого как вспененный неопрен , объем пузырьков газа в материале будет меняться (в соответствии с законом Бойля ) по мере изменения давления при спуске и подъеме дайвера. Объем газа в КП регулируется, чтобы компенсировать это.
• Газ, содержащийся в гибких воздушных пространствах внутри тела и снаряжения дайвера (включая газ в компенсаторе плавучести), сжимается при спуске и расширяется при всплытии. Дайвер обычно противодействует этому, добавляя газ в пространство или сухой костюм, чтобы избежать «сжатия» или выпуска излишков. Содержание газа в КП корректируется для корректировки плавучести, если других поправок недостаточно.
• По мере погружения газ расходуется из баллонов с аквалангом, которые несет дайвер. Это представляет собой прогрессирующую потерю массы, что делает дайвера более плавучим, и общая плавучесть дайвера должна быть уменьшена за счет стравливания воздуха из компенсатора плавучести. По этой причине дайверу необходимо настроить свое снаряжение так, чтобы оно имело небольшой вес в начале погружения, чтобы нейтральная плавучесть могла быть достигнута после потери веса всего переносимого дыхательного газа. Воздух или найтрокс весит около 1,3 грамма на литр при стандартном давлении. Таким образом, величина изменения веса при использовании дыхательного газа во время любительского погружения обычно варьируется от примерно 1,8 кг (4,0 фунта) для 10-литрового баллона с давлением 200 бар, нагнетаемого до давления 50 бар, до примерно 3,5 кг (7,7 фунта) для стального баллона. 15-литровый баллон с давлением 230 бар (3300 фунтов на квадратный дюйм) с давлением до 50 бар, или разница примерно в 5 фунтов для обычного 80-го. футы ³ Алюминиевый баллон (AL80) (внутренний объем 11,1 литра) с давлением до 3000 фунтов на квадратный дюйм, с давлением до 500 фунтов на квадратный дюйм, хотя при техническом дайвинге с использованием нескольких баллонов потеря массы может быть значительно больше, а в чрезвычайной ситуации также можно использовать резервный газ.

На практике дайвер не думает обо всей этой теории во время погружения. Чтобы сохранить нейтральную плавучесть, в компенсатор плавучести добавляется газ, когда дайвер отрицательный (слишком тяжелый), или выпускается из компенсатора плавучести, когда дайвер слишком плавучий (слишком легкий). Для дайвера не существует устойчивого положения равновесия в любом сжимаемом газовом пространстве. Любое изменение глубины из положения нейтральной плавучести и даже небольшие изменения объема, включая акт дыхания, приводят к возникновению силы, направленной на еще менее нейтральную глубину. Таким образом, поддержание нейтральной плавучести при подводном плавании — это непрерывная и активная процедура, эквивалент равновесия в дайвинге в условиях положительной обратной связи . К счастью, масса дайвера, как и жидкая среда, является источником инерции, поэтому небольшие возмущения (например, от дыхания) опытный дайвер может легко компенсировать.

При дайвинге с открытым контуром существует диапазон глубин, в котором эффективно стабильная нейтральная плавучесть может поддерживаться путем регулирования объема легких во время дыхательного цикла. Этот диапазон глубин зависит от объема газовых пространств под давлением окружающей среды внутри дайвера и подключенных к нему, а также от давления окружающей среды, представляющего глубину дайвера с нейтральной плавучестью, с легкими с половиной дыхательного объема на контрольной глубине. Изменения объема газовых пространств внешнего давления окружающей среды являются возмущающим влиянием, а достижимое дайвером изменение объема легких - восстанавливающим. Этот псевдостабильный диапазон глубин увеличивается на большей глубине, поскольку для изменения давления и, следовательно, объема в той же пропорции требуется большее изменение глубины. Точно так же дальность больше для меньшего общего объема газового пространства, не связанного с органами дыхания, поскольку изменение плавучести также пропорционально этой величине, в то время как емкость легких дайвера почти постоянна.

Особенность дайвинга, которая часто непонятна новичкам, заключается в том, что газ обычно необходимо добавлять в КП, когда дайвер спускается контролируемым образом, и выпускать (удалять или сбрасывать) из КП, когда дайвер всплывает в контролируемом режиме. образом. Этот газ (добавленный или выпущенный) поддерживает объем газа в КП во время изменения глубины; этот пузырь должен оставаться примерно постоянного объема, чтобы дайвер оставался хотя бы примерно нейтральной плавучестью. Когда газ не добавляется в БК во время спуска, газ в БК уменьшается в объеме из-за возрастающего давления, что приводит к уменьшению плавучести и более быстрому спуску с большей глубиной, пока дайвер не достигнет дна. Тот же феномен неконтролируемого всплытия, пример положительной обратной связи , может произойти во время всплытия, что приведет к неконтролируемому всплытию до тех пор, пока дайвер не всплывет преждевременно без безопасной (декомпрессионной) остановки. Этот эффект наиболее выражен вблизи поверхности, где изменение объема максимально пропорционально изменению глубины.

С практикой дайверы учатся минимизировать эту проблему, начиная с минимизации объема газа, необходимого в их компенсаторе плавучести. Это достигается за счет использования минимального веса, необходимого для их оборудования, что позволяет сохранять объем газа в компенсаторе плавучести как можно меньшим в начале погружения. Из компенсатора плавучести будет выпущено ровно столько газа, чтобы компенсировать медленную потерю веса по мере погружения в результате использования газа, которое будет варьироваться в зависимости от погружения, но ограничивается содержимым баллона. (на практике для дайвера-любителя это будет от 2 до 4,5 кг (от 4,4 до 9,9 фунтов) на баллон). Необходимость компенсировать чрезмерный вес балласта за счет большего объема газа в баллоне КП значительно сокращает диапазон глубин, на котором регулировка объема дыхания может компенсировать изменения объема газа КП.

Опытные дайверы могут выработать довольно сложное тренированное рефлекторное поведение, включающее контроль дыхания и управление газом BC во время изменения глубины, что позволяет им сохранять нейтральную плавучесть каждую минуту во время погружения, не задумываясь об этом. Опытных аквалангистов можно отличить по их способности поддерживать постоянную глубину при горизонтальном балансировании без использования ласт. На легкость и точность управления плавучестью влияет осознание изменения глубины. Точный контроль относительно прост, если есть четкая визуальная ориентировка, но сложнее, когда единственным ориентиром является контрольно-измерительная аппаратура. Наиболее трудные обстоятельства для большинства аквалангистов возникают во время всплытия в условиях плохой видимости в середине воды без линии всплытия, когда контроль глубины наиболее важен для безопасности декомпрессии.

Ориентация в воде

Основная статья: Отделка дайвера

Дайверы с нейтральной плавучестью и горизонтальным дифферентом с поднятыми ластами с меньшей вероятностью коснутся или потревожат дно.

На вертикально-горизонтальную ориентацию или дифферент подводного дайвера влияют BC и другие компоненты плавучести и веса, а также тело, одежда и снаряжение дайвера. Аквалангист, как правило, хочет, чтобы его балансировали почти горизонтально (лежа) под водой, чтобы иметь возможность видеть и эффективно плавать, но более почти вертикально и, возможно, частично лежа на спине, чтобы иметь возможность дышать без регулятора на поверхности. Плавучесть и дифферент могут существенно повлиять на гидродинамическое сопротивление дайвера и на усилия, необходимые для плавания. Эффектом плавания с поднятым вверх углом головы около 15°, что довольно часто встречается у плохо подготовленных дайверов, может стать увеличение сопротивления примерно на 50%, что отрицательно скажется на расходе газа.

Статическая и стабильная ориентация объекта, плавающего в воде, например дайвера, определяется его центром плавучести и центром массы. В устойчивом равновесии они будут выровнены под действием силы тяжести и плавучести так, чтобы центр плавучести находился вертикально над центром масс. Общую плавучесть дайвера и центр плавучести можно регулировать путем изменения объема газа в компенсаторе плавучести, легких и гидрокостюме . Масса дайвера при типичном погружении, как правило, не сильно меняется (см. выше — типичный баллон «алюминий 80» на дайв-курорте при давлении 207 бар (3000 фунтов на квадратный дюйм) содержит около 2,8 кг (6,2 фунта) воздуха или найтрокса. из которых около 2,3 кг (5,1 фунта) обычно используется при погружении, хотя любые воздушные пространства, например, в компенсаторе плавучести и в гидрокостюмах, будут расширяться и сжиматься под действием глубинного давления. Большие изменения плавучести возможны, если сбросить грузы для ныряния или поднять тяжелый предмет.

Как правило, дайвер имеет небольшой контроль над положением центра плавучести в компенсаторе плавучести во время погружения: воздух в не полностью надутом компенсаторе плавучести будет подниматься к самой мелкой части баллона, если этому не препятствует ограничение потока. Положение этой мелкой точки будет зависеть от дифферента дайвера и геометрии мочевого пузыря. Если дайвер изменит ориентацию в воде, газ перейдет к новой высокой части, если ему не нужно сначала стечь вниз, чтобы добраться туда. В результате этого движения газа некоторые компенсаторы плавучести будут стремиться удерживать дайвера в новом положении до тех пор, пока оно не будет активно изменено. Это более вероятно в баллонах крыльевого типа, установленных сзади, где газ может течь сбоку к стороне высокого давления и оставаться там. Дайвер может изменить центр тяжести путем регулировки настройки оборудования, которая включает в себя его конфигурацию и положение грузов, которые в конечном итоге влияют на расположение эффективного подъема компенсатора плавучести относительно центра тяжести .

Традиционно грузовые ремни или грузовые системы носят так, чтобы груз находился на талии или рядом с ней, и снабжены механизмом быстрого освобождения, позволяющим быстро сбросить их и обеспечить дополнительную плавучесть в чрезвычайной ситуации. Вес, переносимый на ремне, можно распределить, чтобы сместить его вперед или назад, чтобы изменить положение центра масс дайвера. Системы, которые интегрируют грузы в КП, могут обеспечить повышенный комфорт при условии, что КП не нужно снимать с тела дайвера, например, в чрезвычайной ситуации под водой, такой как запутывание. Когда компенсатор плавучести со встроенным утяжелителем снят, дайвер без грузового пояса и в гидрокостюме любого типа или сухом костюме будет иметь очень плавучесть.

Надувая компенсатор плавучести на поверхности, дайвер в сознании может легко плавать лицом вверх, в зависимости от выбора конфигурации своего оборудования. Утомленного или потерявшего сознание дайвера можно заставить плавать лицом вверх на поверхности, отрегулировав его плавучесть и вес так, чтобы плавучесть поднимала верхнюю и переднюю часть тела дайвера, а грузы воздействовали на нижнюю часть спины тела. Надутый компенсатор плавучести всегда обеспечивает такую ​​ориентацию, но надутый жилет или крыло могут удерживать дайвера лицом вниз, если центр плавучести находится позади центра тяжести. Такая плавающая ориентация обычно считается нежелательной и может быть сведена к минимуму путем перемещения некоторых грузов дальше назад и использования цилиндров более высокой плотности (обычно стальных), которые также перемещают центр массы к спине дайвера. Тип BC также можно выбрать с учетом этого фактора, выбрав стиль с центром плавучести, расположенным дальше вперед при заполнении, поскольку это имеет тот же конечный эффект. Любую или все эти опции можно использовать для настройки системы до желаемых характеристик. и этому могут способствовать многие факторы, такие как количество и расположение водолазных баллонов , тип водолазного костюма , положение, размер и распределение плавучести ступенчатых баллонов, размер и форма тела дайвера и ношение утяжелителей на щиколотках, или дополнительное снаряжение для дайвинга. Каждый из них в некоторой степени влияет на предпочтительную ориентацию дайвера под водой (горизонтально) и на поверхности (вертикально или лежа на спине).

Поставка и потребление инфляционного газа

Обычная система надувания осуществляется через шланг низкого давления от основного источника дыхательного газа, но специальный баллон с прямой подачей был обычным явлением на ранних компенсаторах плавучести и остается опцией для некоторых моделей. Большинство компенсаторов плавучести допускают надувание перорально как под водой, так и на поверхности. Теоретически это может снизить потребление газа, но, как правило, считается, что оно не стоит затраченных усилий, поскольку существует небольшая дополнительная опасность вынимания ДВ изо рта под водой и, возможно, необходимости продувать его перед повторным дыханием. Однако пероральная инфляция является эффективным альтернативным методом инфляции в случае отказа системы инфляции под давлением. аварийная закачка с помощью одноразового картриджа с CO ₂ На некоторых старых КП предусмотрена .

Расход газа варьируется в зависимости от профиля погружения и навыков дайвера. Минимальный расход предназначен для дайвера, который использует правильное количество для нейтрализации плавучести и не тратит газ из-за переполнения или чрезмерного утяжеления. Фактический объем баллона не должен влиять на потребление газа опытным пользователем, поскольку газа необходимо только для достижения нейтральной плавучести. Глубокие погружения потребуют большего количества газа, а погружения, при которых дайвер поднимается и спускается большими объемами и/или часто, потребуют вентиляции при каждом подъеме и надувания при каждом спуске. Количество газа, использованного во время погружения во время испытаний ВМС США, обычно составляло менее 6% от общего потребления газа. и использование небольших специальных баллонов для надувания считалось достаточным, но не необходимым. При глубоком техническом погружении считается целесообразным подавать КП от другого регулятора или баллона с газом для надувания сухого костюма, поскольку это на порядок снижает риск одновременного выхода из строя обоих вариантов управления плавучестью.

При использовании с полнолицевой маской или шлемом или с ребризером пероральное надувание становится невозможным или невозможным, а надежность системы надувания становится критически важной с точки зрения безопасности. У дайверов, носящих сухие костюмы, есть альтернативный источник газа, если системы быстрого соединения костюма и компенсатора плавучести совместимы, а источники газа независимы. Сухой костюм также обычно можно использовать для дополнительной плавучести в чрезвычайной ситуации. Использование совместимых быстроразъемных соединений как для сухого костюма, так и для компенсатора плавучести также является способом снижения риска того, что оба предмета станут недоступными во время погружения, при условии, что дайвер обладает ловкостью и силой для отсоединения и повторного подключения фитингов под водой.

Опасности и неисправности

См. Также: Список опасностей и мер предосторожности при дайвинге § Выход из строя снаряжения для дайвинга, кроме дыхательного аппарата.

Хотя правильно установленный и грамотно эксплуатируемый компенсатор плавучести является одним из наиболее важных элементов снаряжения для безопасности, удобства и комфорта дайвера, особенно для аквалангистов, он также представляет значительную опасность при неправильном использовании или в случае каких-либо неисправностей:

• Существует риск того, что баллон для аварийного накачивания может случайно открыться во время погружения, что приведет к быстрому всплытию и баротравме дайвера. Углекислый газ , будучи ядовитым при высоких парциальных давлениях , представляет собой опасный газ, который следует иметь в компенсаторе плавучести, если дайвер может вдохнуть его из сумки под водой. Риск этого довольно невелик, поскольку дайвер может знать, что сработала аварийная накачка, и дайверы больше не обучены использовать газ BC в качестве альтернативного источника дыхательного газа. Большинство КП не имеют опции надувания CO ₂ , что исключает эту опасность.
• Избыточные баллоны могут быть случайно заполнены либо в результате непреднамеренного действия дайвера, либо из-за неисправности механизма наполнения, и если неисправность не будет обнаружена и устранена незамедлительно, это может привести к неконтролируемому всплытию с соответствующим риском декомпрессионной болезни. . Существует риск того, что дайвер не распознает, какой мочевой пузырь полон, и попытается слить воду не из того. Риск можно снизить, если гарантировать, что механизмы наполнения четко различимы как на ощупь, так и по положению, и не подсоединять шланг подачи низкого давления к резерву до тех пор, пока он не понадобится, чтобы невозможно было случайно добавить газ. Другая стратегия, позволяющая избежать путаницы между используемыми баллонами, заключается в том, чтобы соединить клапаны накачивания вместе и предположить, что оба они всегда используются. Чтобы это работало достаточно надежно, сливные клапаны также должны всегда работать вместе.
• Катастрофический отказ мочевого пузыря из-за прокола, разрыва или отказа спускного клапана или узла накачивания может привести к тому, что дайвер потеряет плавучесть, недостаточную для безопасного всплытия, особенно при глубоком погружении с большим запасом газа и недостаточным весом, который можно сбрасывать. Риск можно снизить, ныряя в сухом костюме, который можно надуть для повышения плавучести в случае чрезвычайной ситуации, имея при себе DSMB, который можно развернуть для обеспечения плавучести на поверхности, а также используя распределенные грузы, которые можно сбрасывать – отбросив весь грузовой пояс или слишком большой вес может привести к противоположной проблеме: чрезмерной плавучести и неспособности поддерживать нейтральную плавучесть на декомпрессионных остановках.
• Неисправность клапана накачки может привести к надуванию мочевого пузыря, когда плавучесть не нужна, и, если ее не распознать и не устранить незамедлительно, это может привести к неконтролируемому всплытию с соответствующим риском декомпрессионной болезни . Это может произойти быстрее с инфляторами в сочетании с альтернативными клапанами по требованию, поскольку они должны использовать шланговый соединитель большего диаметра, чтобы иметь возможность подавать достаточное количество дыхательного газа на глубине дайверу, находящемуся в стрессе. Однако стандартные клапаны избыточного давления и сброса давления способны выпускать воздух быстрее, чем клапан накачивания может заполнить баллон. Это можно смягчить за счет умения отсоединять шланг накачки под давлением - навыка, которому обучают в некоторых агентствах.
• Неэффективные или плохо отрегулированные кулачки могут привести к соскальзыванию цилиндра и его падению с ремня безопасности. Двойные кулачки обеспечивают избыточность и предотвращают случайное освобождение кулачка.
• Чрезмерный объем газа, компенсирующий чрезмерный вес или ношение тяжелого оборудования, может увеличиваться в объеме во время всплытия быстрее, чем дайвер сможет его выпустить, и привести к неконтролируемому всплытию, особенно с компенсаторами плавучести большого объема. Этого можно избежать, используя объем мочевого пузыря, соответствующий требованиям плавучести, и избегая чрезмерного веса.
• Некоторые конструкции компенсатора плавучести в сочетании с плохим распределением веса и плавучести могут удерживать дайвера, находящегося без сознания, на поверхности воды лицом вниз.
• В некоторых случаях слишком большой жилет BC может привести к тому, что дайвер, находящийся без сознания, окажется на поверхности лицом вниз.
• Свободно прилегающий компенсатор плавучести без пахового ремня может соскользнуть с дайвера и не удержать его голову над водой на поверхности, особенно в сочетании с системой утяжелителей с грузовым поясом.
• Тугой пояс может ограничить возможность дайвера свободно дышать. Поскольку работа дыхания увеличивается с глубиной, это может привести к неэффективной вентиляции, что приводит к накоплению углекислого газа, интоксикации, отчаянному желанию дышать, гипервентиляции и, в конечном итоге, к панике. Паника под водой стала причиной многих смертей. Ремешок в паху устраняет необходимость в поясном бандаже, но пояс легче отрегулировать по размеру дайвера, и он популярен для аренды снаряжения.
• Недостаточная плавучесть для достижения нейтральной плавучести на максимальной глубине погружения из-за несоответствия объема БК утяжелителю и сжатию гидрокостюма. Это может быть вызвано чрезмерным утяжелением или недостаточным размером БК. Требуется больший объем с большими или несколькими баллонами, чтобы компенсировать большую массу газа, который может использоваться во время погружения.

Если у дайвера кончился газ при отрицательной плавучести, ему не только не хватит дыхательного газа для всплытия, но ему также придется плыть с большей нагрузкой, чтобы всплыть в момент сильного стресса, и, возможно, придется отказаться от балластных грузов.

История

В 1957 году Ф.Г. Дженсен и Уиллард Ф. Сирл-младший начали испытания методов ручной и автоматической компенсации плавучести для Экспериментального водолазного подразделения ВМС США (NEDU). В ходе своих первых испытаний они определили, что ручные системы более желательны из-за размера автоматических систем. Позже в том же году компания Walter Kidde and Co. отправила в NEDU для оценки прототип бака, компенсирующего плавучесть, с двумя баллонами. Клапаны этой системы алюминиевых резервуаров дали течь, и испытания были отложены до 1959 года, когда ее рекомендовали для полевых испытаний.

ABLJ был разработан Морисом Фензи в 1961 году. Ранние версии надувались ртом под водой. Более поздние версии имели собственный цилиндр для накачивания воздуха. У некоторых были баллоны с углекислым газом (остаток спасательного жилета летчика Мэй Уэст для использования на поверхности) для облегчения аварийного подъема. От этого отказались, когда были представлены клапаны, позволяющие дайверам дышать из надувного мешка КП. Fenzy ABLJ доказал концепцию компенсации плавучести, однако кольцо большого объема за шеей дайвера заставляло куртку задираться к горлу дайвера. несмотря на ремень в паху.

В 1968 году владельцы дайв-центров Джо Шух и Джек Шаммель разработали более удобный жилет-компенсатор плавучести, который имел меньшее кольцо плавучести за головой дайвера и среднюю часть с достаточным объемом, чтобы поднять голову дайвера из воды в случае, если он или оба его баллона с CO ₂ были активированы для аварийного всплытия. В 1969 году оригинальная куртка Control Buoyancy Jacket или «CBJ» была произведена компанией Waverly Air Products из Чемунга, штат Нью-Йорк, и продавалась в магазинах для дайвинга по всему восточному побережью Соединенных Штатов. К 1970 году кнопочный насос, использующий воздух из баллона дайвера с аквалангом, заменил шланг для ручной накачки.

С 1970 года в большинстве компенсаторов плавучести для надувания в основном использовался газ из одного из главных баллонов дайвера, а пероральные надувные клапаны обычно сохранялись для использования в непредвиденных обстоятельствах, когда не осталось газа под высоким давлением или произошла неисправность шланга накачки, как под водой, так и в случае неисправности шланга накачивания. на поверхности.

В 1971 году компания Scubapro представила куртку-стабилизатор с запатентованной конструкцией «проток на 360°», которая позволяла воздуху проходить через плечи и под руки, а также вокруг крепления цилиндра. Более поздние продукты конкурентов избежали нарушения патентных прав за счет исключения некоторых вариантов прохождения воздуха, таких как отделение мочевого пузыря под мышками или через плечи. Эти модификации также упростили структуру мочевого пузыря. Одной из этих более поздних моделей была Seatec Manta с наплечными пряжками и конструкцией из мягкого пакета (без жесткого рюкзака).

В 1972 году компания Watergill разработала крыло At Pac , первый компенсатор плавучести типа «крыло», который был снабжен поясом и мягкими лямками, а также интегрированной весовой системой.

В 1985 году компания Seaquest, Inc. представила жилет Advanced Design (ADV) с завязкой под мышками, пряжками на плечах и поясом. Эта конструкция была продублирована другими производителями и продолжает производиться с 2013 года.

Компенсаторы плавучести с жесткой оболочкой надутия продавались компаниями US Divers (система UDS-I) и Dacor (CV Nautilus) в течение короткого периода в середине 70-х годов. У «Наутилуса» была автоматическая система надувания, использующая регулятор для поддержания постоянного объема, но изменения плавучести из-за сжатия гидрокостюма и использования газа не были должным образом компенсированы, и система так и не прижилась.

Более поздние инновации для компенсаторов плавучести курток включают в себя грузовые сумки для регулировки трима, перенос груза на компенсатор плавучести, а не на грузовом ремне, встроенные регуляторы, сильно усиленный плотностью 1050 ден баллистический нейлон . Инновации в области спинки и крыла включают резервные баллоны, спинки из нержавеющей стали, легкие спинки из мягкого нейлона и подъемные баллоны весом 85 фунтов. Некоторые из них имеют повышенную безопасность или удобство.

Dive Rite выпустила на рынок первые коммерчески изготовленные спинки в 1984 году. и крыло для дайвинга с двумя цилиндрами в 1985 году. Другие производители технических крыльев для дайвинга включают Ocean Management Systems , Halcyon , Apeks и Oxycheq . Другие производители BC включают Sherwood , Zeagle , Scubapro , Mares , AP Diving и Cressisub .

К 2000 году компания Mares Spa представила интегрированный компенсатор плавучести HUB и систему регулятора подводного плавания, компенсатор плавучести в стиле куртки, в котором используется пневматический регулирующий клапан на левой стороне подвесной системы для управления клапанами надувания и спуска воздуха. Пневматический клапан управления накачкой и выпуском воздуха избавил от необходимости поднимать сливной клапан для выпуска оттока, поскольку он дистанционно управлял клапаном, который при нормальной работе находился в верхней точке. Давление воздуха из регулятора также использовалось для натяжения ремня, прикрепляющего баллон к жгуту. Регулятор был собран специально для использования на этом устройстве, со шлангами нестандартной длины и коллектором низкого давления для распределения газа по прикрепленным шлангам. Были поставлены два автомата второй ступени и погружной манометр. Также имелся шланг для ручной накачки, обычно спрятанный под клапаном, и грузовые карманы. Поскольку узел включал в себя регулятор подводного плавания и компенсатор плавучести, он соответствовал требованиям EN 250 и EN1809 .

См. также

• Подъем и спуск (ныряние) – Порядок безопасного подъема и спуска при подводном плавании.
• Трим дайвера - навыки равновесия и ориентации подводного дайвера.
• Аварийное всплытие - Подъем на поверхность дайвера в чрезвычайной ситуации.
• Человеческий фактор при проектировании снаряжения для дайвинга . Влияние взаимодействия между пользователем и оборудованием на конструкцию.
• Список надувных промышленных товаров - ссылки на статьи Википедии об известных классах надувных товаров.
• Дайвинг с низким уровнем воздействия - подводное плавание с минимальным воздействием на окружающую среду.
• Навыки подводного плавания – навыки, необходимые для безопасного погружения с использованием автономного подводного дыхательного аппарата.

Другое оборудование, связанное с плавучестью

Существуют и другие типы снаряжения, которое носят дайверы и которые влияют на плавучесть:

• Спинка — тип привязи для подводного плавания, монтируемой на спине.
• Водолазный баллон - Контейнер для подачи дыхательного газа под высоким давлением для дайверов.
• Система утяжеления для дайвинга - балласт для противодействия плавучести.
• Сухой костюм - водонепроницаемая одежда, защищающая пользователя от холодных и опасных жидкостей.
• Гидрокостюм – Одежда для теплоизоляции от воды.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с компенсаторами плавучести, на Викискладе?