Ребризер для дайвинга

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 применяются 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

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 с поверхности, 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]

История

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 невозможных 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 причин реквизировать патенты на гражданские ребризеры , а также автоматические и полуавтоматические ребризеры для любительского дайвинга. с датчиками ppO2 начали появляться. ^{[ нужна ссылка ]}

Общая концепция

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]

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	50% O ₂ газ для рекомпрессионной обработки нитрокса для использования в камере при 50 мс.в.

Ограничения дизайна

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 критических режимов единичного отказа. Пользователь должен иметь возможность справиться с любым единичным разумно предсказуемым отказом без посторонней помощи.

Специальные приложения также могут потребовать:

сигнал с низким уровнем шума
низкий выброс пузырьков/мелких пузырьков
низкая электромагнитная сигнатура
прочная конструкция
легкий вес в воздухе
минимальная дополнительная нагрузка для нормальной работы

Кислородные ребризеры

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 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

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

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

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

Основные компоненты

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 в целях инженерного резервирования. ^[16]

Конфигурация канала для дыхательного газа

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

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.

A single counterlung in a loop rebreather can be an exhalation or inhalation counterlung, or fitted between split scrubber canisters.^[23] If it is an exhalation counterlung it is inflated on exhalation, but no gas flows through the scrubber until inhalation starts, at which point the diver sucks the gas through at a rate forced by inhalation rate. If it is an inhalation counterlung, the diver must blow gas through the scrubber during exhalation, but inhales from the full inhalation counterlung, with no further flow through the scrubber. IIf it is between split scrubbers the diver must blow the gas through the exhalation scrubber during exhalation, and suck it through the inhalation scrubber. In all these cases there is no buffer, and peak flow rates are relatively high, which means peak flow resistance is relatively high and may be in one half of the breathing cycle or split between both halves, analogous to the pendulum configuration, but without the large dead space.^[23]

A twin counterlung rebreather has two breathing bags, so the exhaled gas inflates the exhalation counterlung while starting to pass through the scrubber and starting to inflate the inhalation counterlung. By the time the diver starts to inhale, the inhalation counterlung has built up a volume buffer, so there is less flow resistance as the gas continues to flow through the scrubber during inhalation at a slower rate than if there was only one counterlung, This decreases work of breathing, and also increases dwell time of the gas in the scrubber, as it flows through the scrubber during both exhalation and inhalation. Most mixed gas diving rebreathers use this arrangement.^[20]

General arrangement

Many rebreathers have their main components in a hard casing for support, protection and/or streamlining. This casing must be sufficiently vented and drained to let surrounding water or air in and out freely to allow for volume changes as the counterlung inflates and deflates, and to prevent trapping large volumes of buoyant air as the diver submerges, and of water as the diver emerges into air.^[16]

The components may be mounted on a frame or inside a casing to hold them together. Sometimes the structure of the scrubber canister forms part of the framework, particularly in side-mount configuration. Position of most parts is not critical to function, but the counterlungs must be positioned so that their centroid of volume is at a similar depth to the centroid of the diver's lungs at most times while underwater, and the breathing tubes to the mouthpiece should not encumber the diver more than necessary, and allow free movement of the head as much as possible.^[16]

Early oxygen rebreathers were often built without frame or casing, and relied on the harness and a strong counterlung to hold the components together.

The parts of a diving rebreather (counterlung, absorbent canister, gas cylinder(s), tubes and hoses linking them), can be arranged on the wearer's body in four basic ways, with the position of the counterlung having a major effect on work of breathing.

Back-mounted rebreathers

Back mount is common on the more bulky and heavier units. This is good for support of the weight out of the water, and keeps the front of the diver clear for working underwater. Back mount usually uses back or over the shoulder counterlungs, which have a centroid above the lung in most common orientations of the diver, resulting in slight negative pressure breathing.

Chest-mounted rebreathers

Chest mount is fairly common for military oxygen rebreathers, which are usually relatively compact and light. It allows easy reach of the components underwater, and leaves the back free for other equipment for amphibious operations. The rebreather can be unclipped from a common harness without disturbing the load on the back. Front mounted counterlungs have a centroid which is generally slightly below the lung centroid, and result in slight positive pressure breathing for most common orientations of the diver.

Side-mounted rebreathers

Sidemount allows a low profile to penetrate tight restrictions in cave and wreck diving, and is convenient for carrying a bailout rebreather. A sidemount rebreather as the main breathing apparatus can be mounted on one side of the diver's body and can be balanced weight-wise and hydrodynamically by a large bailout cylinder sidemounted on the other side. Sidemount rebreathers are sensitive to diver orientation, which can change hydrostatic work of breathing over a larger range than for back or chest mount, and the resisistive work of breathing is also relatively large due to the long breathing hoses and multiple bends necessary to fit the components into a long narrow format. As of 2019, no sidemount rebreather had passed the CE test for work of breathing. Sidemount rebreathers may also be more susceptible to major loop flooding due to lack of a convenient exhalation counterlung position to form a water trap.^[18]

System variants

Rebreathers can be primarily categorised as diving rebreathers, intended for hyperbaric use, and other rebreathers used at pressures from slightly more than normal atmospheric pressure at sea level to significantly lower ambient pressure at high altitudes and in space. Diving rebreathers must often deal with the complications of avoiding hyperbaric oxygen toxicity, while normobaric and hypobaric applications can use the relatively trivially simple oxygen rebreather technology, where there is no requirement to monitor oxygen partial pressure during use providing the ambient pressure is sufficient.

Mixed gas rebreathers

All rebreathers other than oxygen rebreathers may be considered mixed gas rebreathers. These can be divided into semi-closed circuit, where the supply gas is a breathable mixture containing oxygen and inert diluents, usually nitrogen and helium, and which is replenished by adding more of the mixture as the oxygen is used up, sufficient to maintain a breathable partial pressure of oxygen in the loop, and closed circuit rebreathers, where two parallel gas supplies are used: the diluent, to provide the bulk of the gas, and which is recycled, and oxygen, which is metabolically expended.^[13]

Semi-closed circuit rebreathers

These are almost exclusively used for underwater diving, as they are bulkier, heavier, and more complex than closed circuit oxygen rebreathers. Military and recreational divers use these because they provide better underwater duration than open circuit, have a deeper maximum operating depth than oxygen rebreathers and can be fairly simple and cheap. They do not rely on electronics for control of gas composition, but may use electronic monitoring for improved safety and more efficient decompression. An alternative term for this technology is "gas extender".

Semi-closed circuit equipment generally supplies one breathing gas such as air, nitrox or trimix at a time. The gas is injected into the loop at a constant rate to replenish oxygen consumed from the loop by the diver. Excess gas must be constantly vented from the loop in small volumes to make space for fresh, oxygen-rich gas. As the oxygen in the vented gas cannot be separated from the inert gas, semi-closed circuit is wasteful of both oxygen and inert components.^[24]

A gas mix which has a maximum operating depth that is safe for the depth of the dive being planned, and which will provide a breathable mixture at the surface must be used, or it will be necessary to change mixtures during the dive.^[16]

As the amount of oxygen required by the diver increases with work rate, the gas injection rate must be carefully chosen and controlled to prevent unconsciousness in the diver due to hypoxia.^[25] A higher gas addition rate reduces the likelihood of hypoxia but wastes more gas.

Passive addition semi-closed circuit

This type of rebreather works on the principle of adding fresh gas to compensate for reduced volume in the breathing circuit. A portion of the respired gas is discharged that is in some way proportional to oxygen consumption. Generally it is a fixed volumetric fraction of the respiratory flow, but more complex systems have been developed which exhaust a close approximation of a ratio to the surface respiratory flow rate. These are described as depth compensated or partially depth compensated systems. Gas addition is triggered by low counterlung volume which activates a demand valve.

The simple case of a fixed ratio discharge can be achieved by concentric bellows counterlungs, where the exhaled gas expands both the counterlungs, and while the larger volume outer bellows discharges back to the loop when the diver inhales the next breath, the inner bellows discharges its contents to the surroundings, using non return valves to ensure a one-directional flow. The amount processed during each breath depends on the tidal volume of that breath.

Towards the end of inhalation the bellows bottoms out and activates an addition valve, in much the way that a regulator diaphragm activates the demand valve, to make up the gas discharged by the inner bellows. This type of rebreather therefore tends to operate at a minimal volume.

The fixed ratio systems usually discharge between 10% (1/10) and 25% (1/4) of the volume of each breath overboard. As a result, gas endurance is from 10 times to four times that of open circuit, and depends on breathing rate and depth in the same way as for open circuit. Oxygen fraction in the loop depends on the discharge ratio, and to a lesser extent on the breathing rate and work rate of the diver. As some gas is recycled after breathing, the oxygen fraction will always be lower than that of the make-up gas, but can closely approximate the make-up gas after a loop flush, so the gas is generally chosen to be breathable at maximum depth, which allows it to be used for open circuit bailout. The loop gas oxygen fraction will increase with depth, as the mass rate of metabolic oxygen use remains almost constant with a change in depth. This is the opposite tendency of what is done in a closed circuit rebreather, where the oxygen partial pressure is controlled to be more or less the same within limits throughout the dive. The fixed ratio system has been used in the DC55 and Halcyon RB80 rebreathers. Passive addition rebreathers with small discharge ratios may become hypoxic near the surface when moderate or low oxygen fraction supply gas is used, making it necessary to switch gases between deep and shallow diving.^[26]

The depth compensating systems discharge a portion of the diver's tidal volume which varies in inverse proportion to the absolute pressure. At the surface they generally discharge between 20% (1/5) and 33% (1/3) of each breath, but that decreases with depth, to keep the oxygen fraction in the loop approximately constant and reduce gas consumption. A fully depth compensated system will discharge a volume of gas, inversely proportional to pressure, so that the volume discharged at 90m depth (10 bar absolute pressure) will be 10% of the surface discharge. This system will provide an approximately fixed oxygen fraction regardless of depth, when used with the same make-up gas, because the effective mass discharge remains constant.

Partially depth compensating systems are part way between the fixed ratio and the depth compensating systems. They provide a high discharge ratio near the surface, but the discharge ratio is not fixed either as a proportion of respired volume or mass. Gas oxygen fraction is more difficult to calculate, but will be somewhere between the limiting values for fixed ratio and fully compensated systems. The Halcyon PVR-BASC uses a variable volume inner bellows system to compensate for depth.

Active addition semi-closed circuit

An active addition system adds feed gas to the breathing circuit and excess gas is dumped to the environment. These rebreathers tend to operate near maximum volume.

Constant mass flow gas addition

The most common system of active addition of make-up gas in semi-closed rebreathers is by use of a constant mass flow injector, also known as choked flow. This is easily achieved by using a sonic orifice, as provided the pressure drop over the orifice is sufficient to ensure sonic flow, the mass flow for a specific gas will be independent of the downstream pressure.^[27] The mass flow through a sonic orifice is a function of the upstream pressure and the gas mixture, so the upstream pressure must remain constant for the working depth range of the rebreather to provide a reliably predictable mixture in the breathing circuit, and a modified regulator is used which is not affected by changes in ambient pressure. Gas addition is independent of oxygen use, and the gas fraction in the loop is strongly dependent on exertion of the diver – it is possible to dangerously deplete the oxygen by excessive physical exertion.

Demand controlled gas addition

Only one model using this gas mixture control principle has been marketed. This is the Interspiro DCSC.The principle of operation is to add a mass of oxygen that is proportional to the volume of each breath. This approach is based on the assumption that the volumetric breathing rate of a diver is directly proportional to metabolic oxygen consumption, which experimental evidence indicates is close enough to work.^[28]

The fresh gas addition is made by controlling the pressure in a dosage chamber proportional to the counterlung bellows volume. The dosage chamber is filled with fresh gas to a pressure proportional to bellows volume, with the highest pressure when the bellows is in the empty position. When the bellows fills during exhalation, the gas is released from the dosage chamber into the breathing circuit, proportional to the volume in the bellows during exhalation, and is fully released when the bellows is full. Excess gas is dumped to the environment through the overpressure valve after the bellows is full.^[28]

The result is the addition of a mass of gas proportional to ventilation volume, and the oxygen fraction is stable over the normal range of exertion.

The volume of the dosage chamber is matched to a specific supply gas mixture, and is changed when the gas is changed. The DCSC uses two standard mixtures of nitrox: 28% and 46%.^[28]

Closed circuit rebreathers

Oxygen rebreathers

This is the earliest type of rebreather and was commonly used by navies and for mine rescue from the early twentieth century. Oxygen rebreathers can be remarkably simple designs, and they were invented before open-circuit scuba. They only supply oxygen, so there is no requirement to control the gas mixture other than purging before use and removing the carbon dioxide.^[29]

Oxygen feed options

In some rebreathers, e.g. the Siebe Gorman Salvus, the oxygen cylinder has two oxygen supply mechanisms in parallel. One is constant flow, and the other is a manual on-off valve called a bypass valve. Both feed into the counterlung.^[30] There is no necessity for a second stage and the gas can be turned on and off at the cylinder valve.

Others, such as the USN Mk25 UBA, are supplied automatically via a demand valve on the counterlung, which will add gas at any time that the counterlung is emptied and the diver continues to inhale. Oxygen can also be added manually by a button which activates the demand valve, equivalent to the purge button on an open-circuit demand valve.^[15]

Some simple oxygen rebreathers had no automatic supply system, only the manual feed valve, and the diver had to operate the valve at intervals to refill the breathing bag as the volume of oxygen decreased below a comfortable level. This is task loading, but the diver cannot remain unaware of the need to top up. Control of the volume in the loop would also control buoyancy.

Closed circuit mixed gas rebreathers

Military, photographic, and recreational divers use closed circuit rebreathers because they allow long dives and produce no bubbles.^[31] Closed circuit rebreathers supply two breathing gases to the loop: one is pure oxygen and the other is a diluent or diluting gas such as air, nitrox, heliox or trimix.^[32]

A major function of the closed circuit rebreather is to control the oxygen partial pressure in the loop and to warn the diver if it becomes dangerously low or high. Too low a concentration of oxygen results in hypoxia leading to unconsciousness and ultimately death. Too high a concentration of oxygen results in hyperoxia, leading to oxygen toxicity, a condition causing convulsions which can make the diver lose the mouthpiece when they occur underwater, and can lead to drowning. The monitoring system uses oxygen-sensitive electro-galvanic fuel cells to measure the partial pressure of oxygen in the loop. The partial pressure of oxygen in the loop can generally be controlled within reasonable tolerance of a fixed value. This set point is chosen to provide an acceptable risk of both long-term and acute oxygen toxicity, while minimizing the decompression requirements for the planned dive profile.^[32]

The gas mixture is controlled by the diver in manually controlled closed circuit rebreathers. The diver can manually control the mixture by adding diluent gas or oxygen. Adding diluent can prevent the loop gas mixture becoming too oxygen rich, and adding oxygen is done to increase oxygen concentration.

In fully automatic closed-circuit systems, an electronically controlled solenoid valve injects oxygen into the loop when the control system detects that the partial pressure of oxygen in the loop has fallen below the required level. Electronically controlled CCRs can be switched to manual control in the event of some control system failures.^[32]

Addition of gas to compensate for compression during descent is usually done by an automatic diluent valve.^[16]

Standard diving dress rebreathers

In 1912 the German firm Drägerwerk of Lübeck introduced a version of standard diving dress using a gas supply from an oxygen rebreather and no surface supply. The system used a copper diving helmet and standard heavy diving suit with a back-mounted set of cylinders and scrubber. The breathing gas was circulated by using an injector system in the loop powered by the added gas. This was developed further with the Modell 1915 "Bubikopf" helmet and the DM20 oxygen rebreather system for depths up to 20 m, and the DM40 mixed gas rebreather which used an oxygen cylinder and an air cylinder for the gas supply, producing a nitrox mixture, for depths up to 40 m.^[33]

The US Navy developed a variant of the Mark V system for heliox diving. These were successfully used during the rescue of the crew and salvage of the USS Squalus in 1939. The US Navy Mark V Mod 1 heliox mixed gas helmet is based on the standard Mark V Helmet, with a scrubber canister mounted on the back of the helmet and a inlet gas injection system which recirculates the breathing gas through the scrubber to remove carbon dioxide and thereby conserve helium. The helium helmet uses the same breastplate as a standard Mark V except that the locking mechanism is relocated to the front, there is no spitcock, there is an additional electrical connection for heated underwear, and on later versions a two or three-stage exhaust valve was fitted to reduce the risk of flooding the scrubber.^[8] The gas supply at the diver was controlled by two valves. The "Hoke valve" controlled flow through the injector to the "aspirator" which circulated gas from the helmet through the scrubber, and the main control valve used for bailout to open circuit, flushing the helmet, and for extra gas when working hard or descending. Flow rate of the injector nozzle was nominally 0.5 cubic foot per minute at 100 psi above ambient pressure, which would blow 11 times the volume of the injected gas through the scrubber.^[9]

Both these systems were semi-closed and did not monitor partial pressures of oxygen. They both used an injector system to recirculate the breathing gas and did not increase work of breathing.

Rebreathers using an absorbent that releases oxygen

There have been a few rebreather designs (e.g. the Oxylite) which had an absorbent canister filled with potassium superoxide, which gives off oxygen as it absorbs carbon dioxide: 4KO₂ + 2CO₂ = 2K₂CO₃ + 3O₂; it had a very small oxygen cylinder to fill the loop at the start of the dive.^[34] This system is dangerous because of the explosively hot reaction that happens if water gets on the potassium superoxide. The Russian IDA71 military and naval rebreather was designed to be run in this mode or as an ordinary rebreather.

Tests on the IDA71 at the United States Navy Experimental Diving Unit in Panama City, Florida showed that the IDA71 could give significantly longer dive time with superoxide in one of the canisters than without.^[34]

This technology may be applied to both oxygen and mixed gas rebreathers, and can be used for diving and other applications.

Rebreathers which use liquid oxygen

A liquid oxygen supply can be used for oxygen or mixed gas rebreathers. If used underwater, the liquid-oxygen container must be well insulated against heat transfer from the water. Industrial sets of this type may not be suitable for diving, and diving sets of this type may not be suitable for use out of water due to conflicting heat transfer requirements. The set's liquid oxygen tank must be filled immediately before use.

Cryogenic rebreather

A cryogenic rebreather removes the carbon dioxide by freezing it out in a "snow box" by the low temperature produced as liquid oxygen evaporates to replace the oxygen used.

A cryogenic rebreather prototype called the S-1000 was built by Sub-Marine Systems Corporation. It had a duration of 6 hours and a maximum dive depth of 200 metres (660 ft). Its ppO₂ could be set to anything from 0.2 to 2 bars (3 to 30 psi) without electronics, by controlling the temperature of the liquid oxygen, thus controlling the equilibrium pressure of oxygen gas above the liquid. The diluent could be either nitrogen or helium depending on the depth of the dive. The partial pressure of oxygen was controlled by temperature, which was controlled by controlling the pressure at which liquid nitrogen was allowed to boil, which was controlled by an adjustable pressure relief valve. No control valves other than the nitrogen pressure relief valve were required. Low temperature was also used to freeze out up to 230 grams of carbon dioxide per hour from the loop, corresponding to an oxygen consumption of 2 litres per minute as carbon dioxide will freeze out of the gaseous state at -43.3 °C or below. If oxygen was consumed faster due to a high workload, a regular scrubber was needed. No electronics were needed as everything followed the setting of the nitrogen release pressure from the cooling unit, and the refrigeration by evaporation of liquid nitrogen maintained a steady temperature until the liquid nitrogen was exhausted. The loop gas flow was passed through a counterflow heat exchanger, which re-heated the gas returning to the diver by chilling the gas headed for the snow box (the cryogenic scrubber). The first prototype, the S-600G, was completed and shallow-water tested in October 1967. The S1000 was announced in 1969,^[35]^[36] but the systems were never marketed.^[37]

Cryogenic rebreathers were widely used in Soviet oceanography in the period 1980 to 1990.^[37]^[38]^[39]

Components and subsystems

User respiratory interface

The diver breathes from the rebreather circuit through a bite-grip mouthpiece or an oro-nasal mask which may be part of a full-face mask or diving helmet.The mouthpiece is connected to the rest of the rebreather by flexible breathing hoses. The mouthpiece of a diving rebreather will usually include a shutoff valve, and may incorporate a dive/surface valve or a bailout valve or both. On loop-configured rebreathers, the mouthpiece is usually the place where the non-return valves for the loop are fitted.^[16]

Dive/surface valve

The dive/surface valve (DSV) is a valve on the mouthpiece which can switch between the loop and ambient surroundings. It is used to close the loop at the surface to allow the diver to breathe atmospheric air, and may also be used underwater to isolate the loop so that it will not flood if the mouthpiece is taken out of the mouth.^[16]

Bailout valve

A dive/surface valve which can be switched to close the loop and simultaneously open a connection to an open circuit demand valve is known as a bailout valve, as its function is to switch over to open circuit bailout without having to remove the mouthpiece.An important safety device when carbon dioxide poisoning occurs.^[40]

Mouthpiece retaining strap

A mouthpiece retaining strap (MRS) is an item of safety equipment which is a mandatory design feature for rebreathers sold in the EU and UK, following European rebreather standard EN14143:2013. Mouthpiece retaining straps have been shown in navy experience over several years to be effective at protecting the airway in an unconscious rebreather diver as an alternative to a full-face mask. The arrangement is required to be adjustable or self adjusting, to hold the mouthpiece firmly and comfortably in the user's mouth, and to maintain a seal. The MRS also reduces stress on the jaw during the dive.^[41]

Breathing hoses

Flexible corrugated synthetic rubber hoses are used to connect the mouthpiece to the rest of the breathing circuit, as these allow free movement of the diver's head. These hoses are corrugated to allow greater flexibility while retaining a high resistance to collapse. The hoses are designed to provide low resistance to flow of the breathing gas. A single breathing hose is used for pendulum (push-pull) configuration, and two hoses for a one-way loop configuration.^[16] Hose weights may be used to reduce excessive buoyancy.

Counterlungs

The counterlung is a part of the loop which is designed to change in volume by the same amount as the user's tidal volume when breathing. This lets the loop expand and contract when the user breathes, letting the total volume of gas in the lungs and the loop remain constant throughout the breathing cycle. The volume of the counterlung should allow for the maximum likely breath volume of a user, but does not generally need to match the vital capacity of all possible users.^[42]^[16]

Underwater, the position of the counterlung – on the chest, over the shoulders, or on the back – has an effect on the hydrostatic work of breathing. This is due to the pressure difference between the counterlung and the diver's lung caused by the vertical distance between the two.^[42]

Recreational, technical and many professional divers will spend most of their time underwater swimming face down and trimmed horizontally. Counterlungs should function well with low work of breathing in this position, and with the diver upright.

Front mounted: When horizontal they are under greater hydrostatic pressure than the diver's lungs. Easier to inhale, harder to exhale.
Back mounted: When horizontal they are under less hydrostatic pressure than the diver's lungs. The amount varies, as some are closer to the back than others. Harder to inhale, easier to exhale.^[16]
Over the shoulder: The hydrostatic pressure will vary depending on how much gas is in the counterlungs, and increases as the volume increases and the lowest part of the gas space moves downward. The resistive work of breathing often negates the gains of good positioning close to the lung centroid.^[16]

The design of the counterlungs can also affect the swimming diver's streamlining due to location and shape of the counterlungs, if they are not in a casing.

A rebreather which uses rubber counterlungs which are not in an enclosed casing should be sheltered from sunlight when not in use, to prevent the rubber from perishing due to ultraviolet light.

Concentric bellows counterlungs

Most passive addition semi-closed diving rebreathers control the gas mixture by removing a fixed volumetric proportion of the exhaled gas, and replacing it with fresh feed gas from a demand valve, which is triggered by low volume of the counterlung.

This is done by using concentric bellows counterlungs – the counterlung is configured as a bellows with a rigid top and bottom, and has a flexible corrugated membrane forming the side walls. There is a second, smaller bellows inside, also connected to the rigid top and bottom surfaces of the counterlung, so that as the rigid surfaces move towards and away from each other, the volumes of the inner and outer bellows change in the same proportion.

The exhaled gas expands the counterlungs, and some of it flows into the inner bellows. On inhalation, the diver only breathes from the outer counterlung – return flow from the inner bellows is blocked by a non-return valve. The inner bellows also connects to another non-return valve opening to the outside environment, and thus the gas from the inner bellows is dumped from the circuit in a fixed proportion of the volume of the inhaled breath. If the counterlung volume is reduced sufficiently for the rigid cover to activate the feed gas demand valve, gas will be added until the diver finishes that inhalation.

Carbon dioxide scrubber

The exhaled gases are directed through the chemical scrubber, a canister full of a suitable carbon dioxide absorbent such as a form of soda lime, which removes the carbon dioxide from the gas mixture and leaves the oxygen and other gases available for re-breathing.^[43]

Some of the absorbent chemicals are produced in granular format for diving applications, such as Atrasorb Dive, Sofnolime, Dragersorb, or Sodasorb. Other systems use a prepackaged Reactive Plastic Curtain (RPC) based cartridge:^[44] The term Reactive Plastic Curtain was originally used to describe Micropore's absorbent curtains for emergency submarine use by the US Navy, and more recently RPC has been used to refer to their Reactive Plastic Cartridges, which are claimed to provide better and more reliable performance than the same volume of granular absorbent material.^[45]

The carbon dioxide passing through the scrubber absorbent is removed when it reacts with the absorbent in the canister; this chemical reaction is exothermic. Most of this reaction occurs along a "front" which is a region across the flow of gas through the soda-lime in the canister. This front moves through the scrubber canister, from the gas input end to the gas output end, as the reaction consumes the active ingredients. This front would be a zone with a thickness depending on the grain size, reactivity, and gas flow velocity because the carbon dioxide in the gas going through the canister needs time to reach the surface of a grain of absorbent, and then time to penetrate to the interior of each grain of absorbent as the outside of the grain becomes exhausted. Eventually gas with remaining carbon dioxide will reach the far end of the canister and "breakthrough" will occur. After this the carbon dioxide content of the scrubbed gas will tend to rise as the effectiveness of the scrubber falls until it becomes noticeable to the user, then unbreathable.^[16]

In rebreather diving, the typical effective endurance of the scrubber will be half an hour to several hours of breathing, depending on the grain size distribution and composition of the absorbent, the ambient temperature, the size of the canister, the dwell time of the gas in the absorbent material, and the production of carbon dioxide by the diver.

Scrubber design and size

Scrubber design and size is a compromise between bulk, cost of consumables, and work of breathing. Bulk affects the size of the unit and the amount of ballast weight needed, which affect the logistics of the dive. Work of breathing can be safety critical at greater depths, where it can become a significant part of the available aerobic work capacity of the diver, and can be overwhelming when it exceeds the diver's limit.

Single or multiple scrubbers

The usual arrangement is a single scrubber, but configurations with two scrubbers have been used, such as the IDA71, which has the scrubbers mounted in parallel (for some applications one of them may be filled with a superoxide type absorbent, which generates oxygen to replace the carbon dioxide) and the KISS Sidewinder, which has the scrubbers in series, with a single back mounted counterlung between the scrubbers so that transverse buoyancy shifts do not occur during the breathing cycle.^[46]

Axial or radial flow

The scrubber gas flow path may be axial, where the gas flows in at one end and out at the other, or radial, where the gas flows from the centre of the scrubber to the periphery (usually) or vice versa.^[47] The flow path should be of consistent length to minimise early breakthrough of some parts of the scrubber, which constrains radial designs to circular cylinders of variable length to diameter ratio, and axial scrubbers to approximately constant sectional shape along the flow (length) axis.

Grain size and size distribution

The distribution of grain sizes of the sorb affects the porosity of the packed canister. a wider distribution of grain size gives a low porosity. Porosity ranges from about 32% for uniformly sized (well sorted) approximately spherical grains down to less than 12% for a poorly sorted grain sizes with a large standard deviation, where the smaller granules occupy much of the space between the larger granules. A low porosity requires higher flow velocity for the same volume flow rate in the same scrubber canister. High flow rate produces high frictional resistance and low residence time (dwell time). The high resistance causes high work of breathing, and the low residence time makes breakthrough of carbon dioxide from the far side of the sorb occur sooner, i.e; shorter canister duration.^[47]

Effect of temperature on scrubber endurance

The scrubber absorbent (sorb) reaction rate is reduced at lower temperatures due to lower kinetic energy of gas molecules reducing the mean time before contact with the reactive material (Arrhenius equation). The sorb reaction releases heat, and cold water surroundings absorb heat through the canister walls, so the reaction front moves from the inlet end to outlet end, heating the sorb, and the heat is lost through the walls, which are around the sides in axial flow canisters. Carbon dioxide gets further through the colder parts of the sorb before it is absorbed, so tends to break through along the walls first. Breakthrough occurs in practice at about 50% of the theoretical canister endurance in 1.7°C water. This effect can be reduced by insulating the canister walls where they are in contact with absorbent material^[47]

Gas venting – Overpressure valve and diffuser

During ascent the gas in the breathing circuit will expand, and must have some way of escape before the pressure difference causes injury to the diver or damage to the loop. The simplest way to do this is for the diver to allow excess gas to escape around the mouthpiece or through the nose, but a simple overpressure valve is reliable and can be adjusted to control the permitted overpressure. The overpressure valve is typically mounted on the counterlung and in military diving rebreathers it may be fitted with a diffuser, which helps to conceal the diver's presence by masking the release of bubbles, by breaking them up to sizes which are less easily detected. A diffuser also reduces bubble noise.^[48]^[42]

Loop drainage

Many rebreathers have "water traps" in the counterlungs or scrubber casing, to stop large volumes of water from entering the scrubber media if the diver removes the mouthpiece underwater without closing the valve, or if the diver's lips get slack and let water leak in.^[42] Some rebreathers have manual pumps to remove water from the water traps, and a few of the passive addition SCRs automatically pump water out along with the gas during the exhaust stroke of the bellows counterlung.^[28]^[49] Others use internal pressure to expel water through the manually overridden dump valve when it is in a low position.^[50]

Gas sources

A rebreather must have a source of oxygen to replenish that which is consumed by the diver. Depending on the rebreather design variant, the oxygen source will either be pure oxygen or a breathing gas mixture, which is almost always stored in a gas cylinder. In a few cases oxygen is supplied as liquid oxygen or from a chemical reaction.^[16]

Diluent gas

Pure oxygen is not considered to be safe for recreational diving deeper than 6 meters, so closed circuit rebreathers for deeper use also have a cylinder of diluent gas. This diluent cylinder may be filled with compressed air or another diving gas mix such as nitrox, trimix, or heliox. The diluent reduces the percentage of oxygen breathed and increases the maximum operating depth of the rebreather. The diluent is not normally an oxygen-free gas, such as pure nitrogen or helium, and is breathable so it may be used in an emergency either to flush the loop with breathable gas of a known composition or as a bailout gas. Diluent gas is commonly referred to as diluent, dilutant, or just "dil" by divers.^[16] Diluent gas composition also affects gas density, and thereby the work of breathing at depth.^[17]

Gas addition valves

Gas must be added to the breathing loop if the volume gets too small or if it is necessary to change the gas composition.^[16]

Automatic diluent valve (ADV)

This has a similar function to an open circuit demand valve. It adds gas to the circuit if the volume in the circuit is too low. The mechanism is either operated by a dedicated diaphragm like in a scuba second stage, or may be operated by the top of a bellows type counterlung reaching the bottom of its travel.^[42]

Manual addition

Closed circuit rebreathers usually allow the diver to add gas manually. In oxygen rebreathers this is just oxygen, but mixed gas rebreathers usually have a separate manual addition valve for oxygen and diluent, as either might be required to correct the composition of the loop mixture, either as the standard operating method for manually controlled CCRs, or as a backup system on electronically controlled CCRs.^[42] The manual diluent addition is sometimes by a purge button on the ADV.

Constant mass flow

Constant mass flow gas addition is used on active addition semi-closed rebreathers, where it is the normal method of addition at constant depth, and in many closed circuit rebreathers, where it is the primary method of oxygen addition, at a rate less than metabolically required by the diver at rest, and the rest is made up by the control system through a solenoid valve, or manually by the diver.

Constant mass flow is achieved by sonic flow through an orifice. The flow of a compressible fluid through an orifice is limited to the flow at sonic velocity in the orifice. This can be controlled by the upstream pressure and the orifice size and shape, but once the flow reached the speed of sound in the orifice, any further reduction of downstream pressure has no influence on the flow rate. This requires a gas source at a fixed pressure, and it only works at depths which have a low enough ambient pressure to provide sonic flow in the orifice.

Regulators which have their control components isolated from the ambient pressure are used to supply gas at a pressure independent of the depth.

Passive addition

In passive addition semi-closed rebreathers, gas is usually added by a demand type valve actuated by the bellows counterlung when the bellows is empty. This is the same actuation condition as the automatic diluent valve of any rebreather, but the actual trigger mechanism is slightly different. A passive rebreather of this type does not need a separate ADV as the passive addition valve already serves this function.

Electronically controlled (solenoid valves)

Electronically controlled closed circuit mixed gas rebreathers may have part of the oxygen feed provided by a constant mass flow orifice, but the fine control of partial pressure is done by solenoid operated valves actuated by the control circuits. Timed opening of the solenoid valve will be triggered when the oxygen partial pressure in the loop mix drops below the lower set-point.

If the constant mass flow orifice is compromised and does not deliver the correct flow, the control circuit will compensate by firing the solenoid valve more often.

Off-board gas

On some technical diving rebreathers it is possible to connect an alternative gas supply into the rebreather, usually using a wet quick-connect system. This is usually a feature of bailout rebreathers and other side-mounted rebreathers, where the rebreather unit is intentionally kept as compact as possible, and the gas supply may be slung on the other side of the diver for convenience and balance. This facility also allows all of the gas carried by a diver to be potentially supplied via a rebreather.^[51]

Bailout gas

Bailout gas and bailout procedure are closely linked. The procedure must be appropriate for the gas supply configuration. Initial bailout to open circuit is often the first step, even when a bailout rebreather is carried, as it is simple and robust, and some time is needed to get the bailout rebreather ready for use.^[52]Bailout gas supply must be sufficient for safe return to the surface from any point in the planned dive, including any required decompression, so it is not unusual for two bailout cylinders to be carried, and the diluent cylinder to be used as the first bailout to get to a depth where the other gas can be used. On a deep dive, or a long penetration, open circuit bailout can easily be heavier and more bulky than the rebreather, and for some dives a bailout rebreather is a more practical option.^[53]

Control of the breathing gas mix

Narked at 90 Ltd – Deep Pursuit Advanced electronic rebreather controller

The fundamental requirements for the control of the gas mixture in the breathing circuit for any rebreather application are that the carbon dioxide is removed, and kept at a tolerable level, and that the partial pressure of oxygen is kept within safe limits. For rebreathers which are used at normobaric or hypobaric pressures, this only requires that there is sufficient oxygen, which is easily achieved in an oxygen rebreather. Hyperbaric applications, as in diving, also require that the maximum partial pressure of oxygen is limited, to avoid oxygen toxicity, which is technically a more complex process, and may require dilution of the oxygen with metabolically inert gas.

If not enough oxygen is added, the concentration of oxygen in the loop may be too low to support life. In humans, the urge to breathe is normally caused by a build-up of carbon dioxide in the blood, rather than lack of oxygen. Hypoxia can cause blackout with little or no warning, followed by death.^[16]

The method used for controlling the range of oxygen partial pressure in the breathing loop depends on the type of rebreather.

In an oxygen rebreather, once the loop has been thoroughly flushed, the mixture is effectively static at 100% oxygen, and the partial pressure is a function only of ambient pressure.
In a semi-closed rebreather the loop mix depends on a combination of factors:

the type of gas addition system and its setting, combined with the gas mixture in use, which control the rate of oxygen added.
work rate, and therefore the oxygen consumption rate, which controls the rate of oxygen depletion, and therefore the resulting oxygen fraction.
ambient pressure, as partial pressure varies in proportion to ambient pressure and oxygen fraction.

In manually controlled closed circuit rebreathers (MCCCR), also known as diver-controlled closed-circuit rebreathers (DCCCR), the diver monitors the loop mix using one or more oxygen sensors, and controls the gas mixture and volume in the loop by injecting the appropriate available gases to the loop and by venting the loop. In this application the diver needs to know the partial pressure of oxygen in the loop and correct it as it drifts away from the set point. A common method for increasing the time between corrections is to use a constant mass flow orifice set to the diver's relaxed diving metabolic oxygen consumption rate to add oxygen at a rate that is unlikely to increase the partial pressure at a constant depth.
Most electronically controlled closed-circuit rebreathers (ECCCR) have electro-galvanic oxygen sensors and electronic control circuits, which monitor the ppO₂, injecting more oxygen if necessary and issuing an audible, visual and/or vibratory warning to the diver if the ppO₂ reaches dangerously high or low levels.^[16]

The volume in the loop is usually controlled by a pressure or volume triggered automatic diluent valve, and an overpressure relief valve. The automatic diluent valve works on the same principle as a demand valve to add diluent when the pressure in the loop is reduced below ambient pressure, such as during descent or if gas is lost from the loop. The set may also have a manual addition valve, sometimes called a bypass. In some early oxygen rebreathers the user had to manually open and close the valve to the oxygen cylinder to refill the counterlung each time the volume got low.^[16]

Instrumentation and displays

Instrumentation may vary from the minimal depth, time and remaining gas pressure necessary for a closed circuit oxygen rebreather or semi-closed nitrox rebreather to redundant electronic controllers with multiple oxygen sensors, redundant integrated decompression computers, carbon dioxide monitoring sensors and a head-up display of warning and alarm lights with a sound and vibration alarm.

Alarms for malfunctions

Alarms may be provided for a few malfunctions. The alarms are electronically controlled and may rely on input from a sensor and processing by the control circuitry.These may include:^[16]

Failure of the control system.
Failure of one or more sensors.
Low partial pressure of oxygen in the loop.
High partial pressure of oxygen in the loop.
Gas other than pure oxygen in the oxygen supply system. (unusual)
High carbon dioxide levels in the loop. (unusual)
Impending scrubber breakthrough (unusual)

Alarm displays:^[16]

Visible (digital screen displays, flashing LEDs)
Audible (buzzer or tone generator)
Tactile (Vibrations)
Control panel displays (usually with digital readout of the value and status of the measured parameter, often with blinking or flashing display)
Head-up displays (usually a colour coded LED display, sometimes providing more information by the rate of flashing.)

If a rebreather alarm goes off there is a high probability that the gas mixture is deviating from the set mixture. There is a high risk that the gas in the rebreather loop will soon be unsuitable to support consciousness. A good general response is to add diluent gas to the loop as this is known to be breathable. This will also reduce carbon dioxide concentration if that is high.^[16]

Ascending while breathing off the loop without identifying the problem may increase risk of a hypoxia blackout.
If the partial pressure of oxygen is not known the rebreather can not be trusted to be breathable, and the diver should immediately bailout to open circuit to reduce the risk of losing consciousness without warning^[54]

Work of breathing

Work of breathing is the effort required to breathe. Part of the work of breathing is due to inherent physiological factors, part is due to the mechanics of the external breathing apparatus, and part is due to the characteristics of the breathing gas. A high work of breathing may result in carbon dioxide buildup in the diver, and reduces the diver's ability to produce useful physical effort. In extreme cases work of breathing may exceed the aerobic work capacity of the diver, with fatal consequences.^[17]

Work of breathing of a rebreather has two main components: Resistive work of breathing is due to the flow restriction of the gas passages causing resistance to flow of the breathing gas, and exists in all applications where there is no externally powered ventilation. Hydrostatic work of breathing is only applicable to diving applications, and is due to difference in pressure between the lungs of the diver and the counterlungs of the rebreather. This pressure difference is generally due to a difference in hydrostatic pressure caused by a difference in depth between lung and counterlung, but can be modified by ballasting the moving side of a bellows counterlung.^[28]

Resistive work of breathing is the sum of all the restrictions to flow due to bends, corrugations, changes of flow direction, valve cracking pressures, flow through scrubber media, etc., and the resistance to flow of the gas, due to inertia and viscosity, which are influenced by density, which is a function of molecular weight and pressure. Rebreather design can limit the mechanical aspects of flow resistance, particularly by the design of the scrubber, counterlungs and breathing hoses. Diving rebreathers are influenced by the variations of work of breathing due to gas mixture choice and depth. Helium content reduces work of breathing, and increased depth increases work of breathing. Work of breathing can also be increased by excessive wetness of the scrubber media, usually a consequence of a leak in the breathing loop, or by using a grain size of absorbent that is too small.^[17]

The semi-closed rebreather systems developed by Drägerwerk in the early 20th century as a scuba gas supply for Standard diving dress, using oxygen or nitrox, and the US Navy Mark V Heliox helmet developed in the 1930s for deep diving, circulated the breathing gas through the helmet and scrubber by using an injector system where the added gas entrained the loop gas and produced a stream of scrubbed gas past the diver inside the helmet, which eliminated external dead space and resistive work of breathing, but was not suitable for high breathing rates.^[55]

Safety

There are safety issues specific to rebreather equipment, and these tend to be more severe in diving rebreathers. Methods of addressing these issues can be categorised as engineering and operational approaches. Development of engineering solutions to these issues is ongoing and has been relatively rapid, but depends on the affordable availability of suitable technology, and some of the engineering problems, such as reliability of oxygen partial pressure measurement, have been relatively intractable.^[56] Other problems, such as scrubber breakthrough monitoring and automated control of gas mixture have advanced considerably in the 21st century, but remain relatively expensive. Work of breathing is another issue that has room for improvement, and is a severe limitation on acceptable maximum depth of operation, as the circulation of gas through the scrubber is almost always powered by the lungs of the diver. Fault tolerant design can help with making failures survivable.^[5]

Hazards

Some of the hazards are due to the way the equipment works, while others are related to the environment in which the equipment is used.

Hypoxia

Hypoxia can occur in any rebreather which contains enough inert gas to allow breathing without triggering automatic gas addition.

In an oxygen rebreather this can occur if the loop is not sufficiently purged at the start of use. Purging should be done while breathing off the unit so that the inert gas from the user's lungs is also removed from the system.

Hyperoxia

A dangerously high partial pressure of oxygen can occur in the breathing loop for several reasons:

Descent below the maximum operating depth with an oxygen rebreather or a semi-closed rebreather.
Failure to correctly maintain the loop mixture within tolerance of the set point. This may be due to:
- Oxygen sensor malfunction: If the cell fails current limited, it will register a partial pressure lower than reality, and the control system may attempt to correct by continuous injection of oxygen.
- Voting logic error Where there are three of more oxygen cells, in the system, the voting logic will assume that the two with most similar outputs are correct. This may not be the case – there have been cases where two cells with almost identical history have failed in the same way at the same time, and the voting logic has dismissed the one remaining correctly functioning cell, with fatal consequences.^[53]
- Power supply malfunction
- Use of a diluent with too high oxygen fraction for the planned depth in a CCR. In this case a diluent flush will not produce a breathable gas in the loop.

Carbon dioxide buildup

Carbon dioxide buildup will occur if the scrubber medium is absent, badly packed, inadequate or exhausted. The normal human body is fairly sensitive to carbon dioxide partial pressure, and a buildup will be noticed by the user. However, there is not often much that can be done to rectify the problem except changing to another breathing gas supply until the scrubber can be repacked. Continued use of a rebreather with an ineffective scrubber is not possible for very long, as the levels will become toxic and the user will experience extreme respiratory distress, followed by loss of consciousness and death. The rate at which these problems develop depends on the volume of the circuit and the metabolic rate of the user.

Excessive work of breathing

Carbon dioxide buildup can also occur when a combination of exertion and work of breathing exceeds the capacity of the user. If this occurs where the user cannot reduce exertion sufficiently, it may be impossible to correct. In this case it is not the scrubber that fails to remove carbon dioxide, but the inability of the diver to circulate gas efficiently through the scrubber against the frictional resistance of the circuit causing the problem. This is more likely to occur with diving rebreathers at depths where the density of the breathing gas is severely elevated, or when water in the scrubber obstructs gas flow.^[17]

Fire hazards of high concentration of oxygen

High partial pressures of oxygen greatly increase fire hazard, and many materials which are self-extinguishing in atmospheric air will burn continuously in a high oxygen concentration. This is more of a risk for terrestrial applications such as rescue and firefighting than for diving, where the ignition risk is relatively low.

Caustic cocktail

Loop flooding that reaches the scrubber can cause a "caustic cocktail" when the alkaline components of carbon dioxide absorbent materials are mixed with the water. This mixture is caustic and can cause chemical burns to the mucosa and skin. The mixture is generally a liquid or watery slurry with a chalky and bitter taste, which should prompt the diver to switch to an alternative source of breathing gas and immediately rinse their mouth out well with water. Some modern diving rebreather absorbents are designed not to produce "caustic cocktail" if they get wet.^{[citation needed]}

Failure modes

Diving rebreathers are susceptible to some failure modes which cannot occur in other breathing apparatus.

Scrubber failure

The term "breakthrough" means the failure of the scrubber to continue removing sufficient carbon dioxide from the gas circulating in the loop. This will inevitably happen if the scrubber is used too long, but can happen prematurely in some circumstances. There are several ways that the scrubber may fail or become less efficient:

Complete consumption of the active ingredient in a "general breakthrough". Depending on scrubber design and diver workload, this may be gradual, allowing the diver to become aware of the problem in time to make a controlled bailout to open circuit, or relatively sudden, triggering an urgent or emergency response.
Bypassing the absorbent. The absorbent granules must be packed closely so that all exhaled gas comes into contact with the surface of soda lime and the canister is designed to avoid any spaces or gaps between the absorbent granules or between the granules and the canister walls that would let gas bypass contact with the absorbent. If any of the seals, such as O-rings, or spacers that prevent bypassing of the scrubber, are not present or not fitted properly, or if the scrubber canister has been incorrectly packed or fitted, it may allow the exhaled gas to bypass the absorbent, and the scrubber will be less effective. This failure mode is also called "tunneling" when absorbent settles to form void spaces inside the canister. Bypass will cause an unexpected early breakthrough.
When the gas mix is under pressure at depth, the gas molecules are more densely packed, and the carbon dioxide molecules' mean path between collisions is shorter, so they are not so free to move around to reach the absorbent surface, and require a longer dwell time. Because of this effect, the scrubber must be bigger for deep diving than is needed for a shallow-water, industrial or high altitude rebreather.
Carbon dioxide absorbent when mixed with water from a leak, can produce a caustic cocktail. The excessive wetting of the sorb also reduces the rate of carbon dioxide removal and can cause premature breakthrough even if no caustic liquid reaches the diver. Work of breathing may also increase. Many modern diving rebreather absorbents are designed not to produce this caustic fluid if they get wet.^{[clarification needed]}
In below-freezing surface conditions while preparing for diving, wet scrubber chemicals can freeze while there is a pause in the exothermic reaction of taking up the carbon dioxide, thus preventing carbon dioxide from reaching the scrubber material, and slowing the reaction when used again.

Flooding of the loop

Flooding of the breathing loop can occur due to a leak at a low point in the loop where internal gas pressure is less than the external water pressure. One of the more common ways this can happen is if the mouthpiece is dislodged or removed from the diver's mouth without first closing the dive/surface valve or switching to bailout. This can happen due to accidental impact or through momentary inattention. Depending on the layout of the loop and the attitude of the rebreather in the water, the amount of water ingress can vary, as can the distance it travels into the air passages of the breathing loop. In some models of rebreather a moderate amount of water will be trapped at a low point in a counterlung or the scrubber housing, and prevented from reaching the absorbent in the scrubber. Some rebreathers have a system to expel water trapped in this way, either automatically through the vent valve, such as in the Halcyon RB80 and the Interspiro DCSC,^[28] or manually by using a small pump.

Утечка газа

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. Воздействие 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

Выход из строя электрогальванических датчиков кислорода .
Сбой логики голосования
Неисправность дисплея

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

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 сбое.
Неисправность автоматического клапана разбавления: ADV представляет собой 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

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 компанией 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 флота 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

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 отказу. 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 работу, 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

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

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 контроля 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

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 системой логики голосования, чтобы попытаться вовремя выявить неисправность датчика для осуществления контролируемого и безопасного завершения. 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 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

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

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 далее 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, 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. Измерение газа в мундштуке сопряжено с проблемами 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

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

Пользовательский интерфейс системы управления ребризером — это место, где происходит обмен 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 (HMI) 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

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

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

Кислородные ребризеры

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
Респираторный аппарат-амфибия Ламбертсена - ранний кислородный ребризер для дайвинга с замкнутым контуром.
Porpoise - австралийский производитель аквалангов.
- Морская свинья (ребризер) - австралийский кислородный ребризер - Теда Элдреда . кислородный ребризер ^[65]
Зибе Горман - британский производитель водолазного снаряжения и подрядчик по спасению.
- Mark IV Amphibian - британский военный кислородный ребризер.
- CDBA - Тип ребризера для дайвинга, используемый Королевским флотом.
- Устройство для спасения под водой Дэвиса - кислородный ребризер для спасения на подводных лодках, который также использовался для дайвинга на мелководье. – Один из первых ребризеров, выпускаемых серийно. ^{[ нужна ссылка ]}
- Salvus - Кислородный ребризер для промышленных спасательных операций и мелководья.
- Ребризер «Универсал» представлял собой модификацию подводного спасательного аппарата Дэвиса для дальних погружений , предназначенную для использования с костюмом Слэйдена . ^{[ нужна ссылка ]}
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

AP Diving – британский производитель оборудования для подводного плавания.
- Серия Inspiration — один из первых электронных ребризеров замкнутого цикла, выпускаемых серийно для рынка развлечений. ^{[ нужна ссылка ]}: ^[66]
Aqua Lung/La Spirotechnique – французская компания по производству дыхательных аппаратов и снаряжения для дайвинга.
- DC55
БиоМарин ^[67]
- БиоМарин CCR 1000
- BioMarine Mk-15 Военный ребризер
- BioMarine Mk-16 Военный ребризер
Carleton Life Support - дочерняя компания Cobham, расположенная в Давенпорте, штат Айова.
- Шива – Ассортимент военных ребризеров, военный ребризер, ^{[ нужна ссылка ]} и
- Viper - военный ребризер на газовой смеси замкнутого цикла с электронным управлением. ^{[ нужна ссылка ]}
- Viper E - производства Carleton и Juergensen Defense Corporation. ^{[ нужна ссылка ]}
- Carleton CDBA - Военный ребризер от Cobham plc - Дыхательный аппарат для дайверов Clearance.
Cis-Lunar - Производитель ребризеров замкнутого цикла с электронным управлением для подводного плавания.
Divex – шотландский поставщик снаряжения для дайвинга и сопутствующих услуг.
- Оборудование жизнеобеспечения Clearance Divers ( CDLSE ) - электронный ребризер замкнутого цикла, позволяющий погружаться на глубину 60 метров (200 футов). ^[68]^[69]
Dräger – немецкий производитель дыхательного оборудования.
- Dräger Dolphin – ребризер для любительского дайвинга с полузамкнутым контуром
- Dräger Ray – ребризер для дайвинга с полузамкнутым контуром
Системы дайвинга Halcyon
- Halcyon PVR-BASC - полузамкнутый ребризер для дайвинга с пассивной компенсацией по глубине и дополнительным контуром.
- Halcyon RB80 - ребризер полузамкнутого контура с пассивной компенсацией без компенсации глубины
IDA71 - российский военный ребризер для подводного и высокогорного использования.
Interspiro DCSC - военный полузамкнутый ребризер для дайвинга с пассивным дополнением
Джетсам Технологии
- KISS - Ручной ребризер на смеси газа с замкнутым контуром - линейка ребризеров с замкнутым контуром с ручным управлением, разработанная Гордоном Смитом . ^[70]
JJ CCR - ребризер для технического дайвинга, позволяющий устанавливать большие баллоны, позволяющие переносить большее количество аварийного газа на раму ребризера. ^{[ нужна ссылка ]}
Ребризеры Divesoft Liberty Ребризеры для технического дайвинга на смеси газа сзади и сбоку. ^[18]^[71]
Подводный дыхательный аппарат Mark 29 ^[6]
Водолазные системы Посейдон
- Poseidon MkVI – первый в мире полностью автоматический ребризер замкнутого цикла для рекреационного использования. ^{[ нужна ссылка ]} основан на конструкции Cis-Lunar MK5 и получил дальнейшее развитие,
- Посейдон SE7EN . ^{[ нужна ссылка ]}
Призма 2 - отличается радиальным скруббером и сильноточными кислородными элементами от блока MK15 ВМФ, позволяющими аналоговому датчику считывать уровни кислорода. ^{[ нужна ссылка ]}
СкубаФорс
- SF2 (ребризер) – ECCR заднего или бокового крепления с сильфонным противолегким элементом. ^[51]
Зибе Горман - британский производитель водолазного снаряжения и подрядчик по спасению.
- Siebe Gorman CDBA - тип ребризера для дайвинга, используемый Королевским флотом - также CDMBA, SCBA, SCMBA, UBA.
- Тип, представленный в 1999 году в ВМС Великобритании и являющийся обновлением BioMarine/Carleton MK16: ^[72]

Некоторые военные ребризеры (например, ВМС США ребризеры смешанного газа MK-25 и MK-16 ), а также ребризеры Phibian CCS50 и CCS100 были разработаны Oceanic . ^{[ нужна ссылка ]}
Текущие подразделения ВМС США Mark 16 Mod 2 (обезвреживание боеприпасов) и Mark 16 Mod 3 (военно-морские специальные боевые действия) используют систему управления Mark V корпорации Juergensen Defense Corporation . ^{[ нужна ссылка ]}
Orca ECR — это конструкция CCR, которая обеспечивает мониторинг как углекислого газа, так и кислорода. ^[73]
Мегалодон ^{[ нужна ссылка ]}
Рево III ^{[ нужна ссылка ]}
O ₂ ptima CM ^{[ нужна ссылка ]}

ИДА-71 с открытой крышкой корпуса, видна внутренняя часть
Маска ИДА-71, ДСВ и дыхательные шланги
Вдохновение с открытым корпусом, демонстрирующим интерьер
Ребризеры замкнутого цикла Liberty
Ребризер rEvo, вид сзади, правая сторона

См. также

Скруббер углекислого газа - устройство, которое поглощает углекислый газ из циркулирующего газа.
Спасательный дыхательный аппарат , также известный как спасательный комплект. Автономный дыхательный аппарат, обеспечивающий отвод газа из опасной среды.
Первичная система жизнеобеспечения , также известная как портативная система жизнеобеспечения — устройство жизнеобеспечения для скафандра.
Ребризер - портативный аппарат для переработки дыхательного газа.
Дайвинг с ребризером - подводное плавание с использованием автономного аппарата для рециркуляции дыхательного газа.
Автономный дыхательный аппарат ( SCBA ) – система подачи дыхательного газа, переносимая пользователем (наземные (промышленные) дыхательные комплекты, включая ребризеры)

Ссылки

^ «JFD | COBRA (Компактный аварийно-спасательный дыхательный аппарат)» . www.jfdglobal.com . Проверено 25 октября 2022 г.
^ Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы рекуперации гелия». Практика морской установки (переработанная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 150–155. ISBN 9781483163192 .
^ 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.
^ Jump up to: ^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 . .
^ Jump up to: ^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.
^ Jump up to: ^а ^б «Команда проекта подводного дыхательного аппарата MK 29 (UBA) расширяет возможности ВМС по мобильным водолазным и спасательным операциям» (PDF) . www.secnav.navy.mil . Проверено 25 октября 2022 г.
^ «ИДА-72 (ИДА-72)» . www.therebreathersite.nl . Дж. В. Бек . Проверено 25 октября 2022 г.
^ Jump up to: ^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.
^ Jump up to: ^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.
^ Jump up to: ^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.
^ PSDхами; Г.Чопра; Х. Н. Шривастава (2015). Учебник биологии . Джаландхар, Пенджаб: Публикации Прадипа. стр. V/101.
^ Jump up to: ^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.
^ Jump up to: ^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.
^ 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.
^ Jump up to: ^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.
^ Jump up to: ^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 давлением окружающей среды " Проверено 11 мая 2021 г.
^ Jump up to: ^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 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Хайнерт, Джилл (10 марта 2019 г.). «Ребризеры для дайвинга с сайдмаунтом» . www.youtube.com . Проверено 24 октября 2022 г.
^ «Курсы по ребризерам: ребризеры PADI типа R и типа T: что такое ребризер PADI типа R?» . www.idcphuket.com . Проверено 25 октября 2022 г.
^ Jump up to: ^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.
^ Мендуно, Майкл (8 января 2014 г.). «Восстание развлекательного ребризера» . Дайвер . Проверено 25 октября 2022 г.
^ 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.
^ Jump up to: ^а ^б «КИСС Сайдвиндер» . www.kissrebreathers.com . Проверено 31 мая 2024 г.
^ «Что такое «Ребризер»?» . Bishopmuseum.org . Архивировано из оригинала 11 июня 2019 г.
^ Эллиотт, Дэвид (1997). «Некоторые ограничения полузакрытых ребризеров». Журнал Общества подводной медицины Южно-Тихоокеанского региона . 27 (1). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 .
^ Ларссон, Оке (15 июля 2002 г.). «Ле Спиротехника DC55» . Teknosofen.com . Проверено 31 июля 2013 г.
^ 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 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ларссон, А. (2000). «Интерспиро DCSC» . Проверено 30 апреля 2013 г.
^ Олдер, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании кислородного дыхательного оборудования замкнутого цикла». Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . РАНСУМ -4-69.
^ Дэвис, Р.Х. (1955). Глубокое погружение и подводные операции (6-е изд.). Толворт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd. п. 693.
^ 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 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Руководство по ребризерам для начинающих» . www.apdiving.com . Проверено 11 мая 2021 г.
^ 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.
^ Jump up to: ^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.
^ Фишель, Х. (1970). «Криогенный акваланг закрытого типа». Снаряжение для рабочего водолаза - Симпозиум 1970 года . Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий: 229–244.
^ 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.
^ Jump up to: ^а ^б Бек, Дж.В. «Криогенный ребризер С-600 Г и СС100» . https://rebreathersite.nl . Проверено 28 мая 2019 г.
^ «Популярная механика (ru), №7(81) июнь 2009» . Проверено 17 июля 2009 г.
^ "Журнал "Спортсмены-подводники", 1977 год" (PDF) . Проверено 17 июля 2008 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Страница OC – DSV – BOV – FFM» . www.therebreathersite.nl. 8 ноября 2010 года . Проверено 29 декабря 2010 г.
^ 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.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Задние противолегкие: Руководство пользователя, выпуск 5» (PDF) . www.apdiving.com . ООО "Дайвинг под давлением окружающей среды " Проверено 6 мая 2021 г.
^ Рейнольдс, Глен Харлан (декабрь 2006 г.). «В поисках новых глубин». Популярная механика . 183 (12): 58.
^ Норфлит, В. и Хорн, В. (2003). Возможности очистки углекислого газа двумя новыми неэнергетическими технологиями. Технический отчет (отчет) Медицинского исследовательского центра подводных лодок ВМС США . Том. НСМРЛ-ТР-1228.
^ «Брошюра о микропорах» . www.apollomilitary.com . Проверено 6 мая 2021 г.
^ Булман, Джейк; Коффилд, Сканда (27 октября 2022 г.). «Будь проще, боковая сторона» . Глубоко . Глобальные исследователи подводного мира . Проверено 31 мая 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Кларк, Джон (20–22 апреля 2023 г.). Демистифицируем скрубберы . Форум ребризеров 4. Валетта, Мальта . Проверено 29 апреля 2024 г.
^ 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
^ «Сильфонная часть противолегкого Scuba Force для ребризера SF2» . www.divestock.com . Проверено 6 мая 2021 г.
^ «Противолегкие» . flexccr.com . Проверено 6 мая 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Магазин Рубикон – Выбор ребризера SF2» . Rubicondiving.com . Проверено 5 мая 2021 г.
^ Шиманекк, Якуб (10 июня 2020 г.). «Использование аварийного ребризера» . www.tdisdi.com . Проверено 7 февраля 2024 г.
^ Jump up to: ^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.
^ «Команда разработчиков Deep Life: базы данных и анализ данных об авариях с ребризерами» . Deeplife.co.uk . Проверено 31 июля 2013 г.
^ «Идем вглубь» . www.divingheritage.com . Проверено 2 июля 2019 г.
^ Раймакерс, Пол (18 октября 2010 г.). «Что такое кислородные датчики и почему НЕ менять их все одновременно» (PDF) . www.revo-rebreathers.com . Проверено 28 сентября 2021 г.
^ 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 .
^ Jump up to: ^а ^б Варкандер, Дэн Э. (2007). «Разработка скруббера для подводного плавания с замкнутым контуром». Подводная и гипербарическая медицина Аннотация . 34 .
^ ООО «Дайвинг под атмосферным давлением» . apdiving.com . Архивировано из оригинала 6 ноября 2013 г.
^ 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.
^ Jump up to: ^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 .
^ Персонал. «Equipements des Commandos Marine» (на французском языке). Архивировано из оригинала 26 мая 2013 года . Проверено 11 октября 2013 г.
^ «Военные ребризеры» . www.opstechnologies.com . Проверено 4 мая 2021 г.
^ «Ребризер FROGS» (PDF) . www.ihchytech.com . Проверено 4 мая 2021 г.
^ 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.
^ https://www.apdiving.com/shop/en_gb/rebreather.html. Архивировано 9 июля 2021 г. в ребризерах для дайвинга Wayback Machine AP.
^ Юргенсен, Кевин (16 июля 1998 г.). «История BioMarine» (PDF) . www.therebreathersite.nl . Проверено 27 июля 2021 г.
^ Исторические времена дайвинга № 42, лето 2007 г., стр. 27.
^ https://www.jfdglobal.com/products/defence-divers-equipment/underwater-life-support-systems/stealth-cdlse-mk2-ed/ images
^ «Ребризер замкнутого цикла KISS» . Архивировано из оригинала 19 сентября 2008 г. Проверено 9 октября 2013 г.
^ «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.
^ «BioMarine/Carleton MK16 и CDBA Королевского флота» . www.cybermaps.co.uk . Архивировано из оригинала 19 февраля 2008 г. Проверено 19 февраля 2008 г.
^ «Мониторинг углекислого газа» . Системы погружения для двоякодышащих рыб .

Цитируемые работы

ВМС США (1 декабря 2016 г.). Руководство ВМС США по дайвингу, редакция 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Командование морских систем ВМС США.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с ребризерами для дайвинга, на Викискладе?

[JFD_Cobra-1] «JFD | COBRA (Компактный аварийно-спасательный дыхательный аппарат)» . www.jfdglobal.com . Проверено 25 октября 2022 г.

[Crawford_2016-2] Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы рекуперации гелия». Практика морской установки (переработанная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 150–155. ISBN 9781483163192 .

[Thornton_2000-3] 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.

[Sieber_et_al_2013-4] Jump up to: ^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 . .

[Simanek_2021-5] Jump up to: ^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.

[DON_Innovation-6] Jump up to: ^а ^б «Команда проекта подводного дыхательного аппарата MK 29 (UBA) расширяет возможности ВМС по мобильным водолазным и спасательным операциям» (PDF) . www.secnav.navy.mil . Проверено 25 октября 2022 г.

[Rebreathersite-7] «ИДА-72 (ИДА-72)» . www.therebreathersite.nl . Дж. В. Бек . Проверено 25 октября 2022 г.

[DESCO_29019-8] Jump up to: ^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.

[USNDM_R1-9] Jump up to: ^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.

[NOAA_4th_Ed-10] Jump up to: ^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.

[biotext-11] PSDхами; Г.Чопра; Х. Н. Шривастава (2015). Учебник биологии . Джаландхар, Пенджаб: Публикации Прадипа. стр. V/101.

[FOOTNOTEUS_Navy_Diving_Manual2016Chapter_15_-_Electronically_Controlled_Closed-Circuit_Underwater_Breathing_Apparatus_(EC-UBA)_Diving,_Section_15-2_Principles_of_operation-12] Jump up to: ^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.

[Walker_and_Murphy-Lavoie_2021-13] Jump up to: ^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.

[Fig2.4-14] 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.

[usn-15] Jump up to: ^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.

[ap_vision-16] Jump up to: ^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 давлением окружающей среды " Проверено 11 мая 2021 г.

[Mitchell_et_al_2007-17] Jump up to: ^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 .

[Heinerth_2019-18] Jump up to: ^а ^б ^с Хайнерт, Джилл (10 марта 2019 г.). «Ребризеры для дайвинга с сайдмаунтом» . www.youtube.com . Проверено 24 октября 2022 г.

[PADI_rebreather-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.

[Odom_et_al_1995-20] Jump up to: ^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.

[Menduno_2014-21] Мендуно, Майкл (8 января 2014 г.). «Восстание развлекательного ребризера» . Дайвер . Проверено 25 октября 2022 г.

[Douglas_2014-22] 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.

[sidewinder_b-23] Jump up to: ^а ^б «КИСС Сайдвиндер» . www.kissrebreathers.com . Проверено 31 мая 2024 г.

[palautz97-24] «Что такое «Ребризер»?» . Bishopmuseum.org . Архивировано из оригинала 11 июня 2019 г.

[Elliott_1997-25] Эллиотт, Дэвид (1997). «Некоторые ограничения полузакрытых ребризеров». Журнал Общества подводной медицины Южно-Тихоокеанского региона . 27 (1). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 .

[DC55-26] Ларссон, Оке (15 июля 2002 г.). «Ле Спиротехника DC55» . Teknosofen.com . Проверено 31 июля 2013 г.

[Daucherty_and_Franzini_1997-27] 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 .

[Larsson_2000-28] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ларссон, А. (2000). «Интерспиро DCSC» . Проверено 30 апреля 2013 г.

[older-29] Олдер, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании кислородного дыхательного оборудования замкнутого цикла». Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . РАНСУМ -4-69.

[davis1955-30] Дэвис, Р.Х. (1955). Глубокое погружение и подводные операции (6-е изд.). Толворт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd. п. 693.

[shreeves-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 .

[apdiving-32] Jump up to: ^а ^б ^с «Руководство по ребризерам для начинающих» . www.apdiving.com . Проверено 11 мая 2021 г.

[Dekker_Modell_1912-33] 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.

[superoxide-34] Jump up to: ^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.

[Fischel-35] Фишель, Х. (1970). «Криогенный акваланг закрытого типа». Снаряжение для рабочего водолаза - Симпозиум 1970 года . Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий: 229–244.

[Cushman_1969-36] 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.

[Rebreather_site-37] Jump up to: ^а ^б Бек, Дж.В. «Криогенный ребризер С-600 Г и СС100» . https://rebreathersite.nl . Проверено 28 мая 2019 г.

[Popularmechanics-38] «Популярная механика (ru), №7(81) июнь 2009» . Проверено 17 июля 2009 г.

[Sportsmen-39] "Журнал "Спортсмены-подводники", 1977 год" (PDF) . Проверено 17 июля 2008 г.

[BOV-40] Jump up to: ^а ^б «Страница OC – DSV – BOV – FFM» . www.therebreathersite.nl. 8 ноября 2010 года . Проверено 29 декабря 2010 г.

[RTC_MRS-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.

[Back_mounted_counterlungs-42] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Задние противолегкие: Руководство пользователя, выпуск 5» (PDF) . www.apdiving.com . ООО "Дайвинг под давлением окружающей среды " Проверено 6 мая 2021 г.

[popmech-dec06-58-43] Рейнольдс, Глен Харлан (декабрь 2006 г.). «В поисках новых глубин». Популярная механика . 183 (12): 58.

[Norfleet_and_Horn_2003-44] Норфлит, В. и Хорн, В. (2003). Возможности очистки углекислого газа двумя новыми неэнергетическими технологиями. Технический отчет (отчет) Медицинского исследовательского центра подводных лодок ВМС США . Том. НСМРЛ-ТР-1228.

[extendair-45] «Брошюра о микропорах» . www.apollomilitary.com . Проверено 6 мая 2021 г.

[Sidewinder-46] Булман, Джейк; Коффилд, Сканда (27 октября 2022 г.). «Будь проще, боковая сторона» . Глубоко . Глобальные исследователи подводного мира . Проверено 31 мая 2024 г.

[Clark_2023-47] Jump up to: ^а ^б ^с Кларк, Джон (20–22 апреля 2023 г.). Демистифицируем скрубберы . Форум ребризеров 4. Валетта, Мальта . Проверено 29 апреля 2024 г.

[CUMA-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

[SF2-49] «Сильфонная часть противолегкого Scuba Force для ребризера SF2» . www.divestock.com . Проверено 6 мая 2021 г.

[Flex2-50] «Противолегкие» . flexccr.com . Проверено 6 мая 2021 г.

[Rubicon-51] Jump up to: ^а ^б «Магазин Рубикон – Выбор ребризера SF2» . Rubicondiving.com . Проверено 5 мая 2021 г.

[Simanek_Bailout-52] Шиманекк, Якуб (10 июня 2020 г.). «Использование аварийного ребризера» . www.tdisdi.com . Проверено 7 февраля 2024 г.

[Mitchell_2015-53] Jump up to: ^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.

[Deep_Life_Accident_Review-54] «Команда разработчиков Deep Life: базы данных и анализ данных об авариях с ребризерами» . Deeplife.co.uk . Проверено 31 июля 2013 г.

[Diving_heritage_Deep-55] «Идем вглубь» . www.divingheritage.com . Проверено 2 июля 2019 г.

[Raymaekers_2010-56] Раймакерс, Пол (18 октября 2010 г.). «Что такое кислородные датчики и почему НЕ менять их все одновременно» (PDF) . www.revo-rebreathers.com . Проверено 28 сентября 2021 г.

[Lillo_et_al_1996-57] 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 .

[Warkander_2007-58] Jump up to: ^а ^б Варкандер, Дэн Э. (2007). «Разработка скруббера для подводного плавания с замкнутым контуром». Подводная и гипербарическая медицина Аннотация . 34 .

[scrubber_monitor-59] ООО «Дайвинг под атмосферным давлением» . apdiving.com . Архивировано из оригинала 6 ноября 2013 г.

[Gonzalez_et_al_1997-60] 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.

[Pyle_2016-61] Jump up to: ^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 .

[commando-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.

[eldred-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] ttps://www.apdiving.com/shop/en_gb/rebreather.html. Архивировано 9 июля 2021 г. в ребризерах для дайвинга Wayback Machine AP.

[Juergensen_1998-67] Юргенсен, Кевин (16 июля 1998 г.). «История BioMarine» (PDF) . www.therebreathersite.nl . Проверено 27 июля 2021 г.

[Historical_diving_times_2007-68] Исторические времена дайвинга № 42, лето 2007 г., стр. 27.

[69] ttps://www.jfdglobal.com/products/defence-divers-equipment/underwater-life-support-systems/stealth-cdlse-mk2-ed/ images

[Kiss-70] «Ребризер замкнутого цикла KISS» . Архивировано из оригинала 19 сентября 2008 г. Проверено 9 октября 2013 г.

[Liberty_CCR-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.

[Mk16-72] «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 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]