Снижение давления
Одно из первых правил – никогда не задерживать дыхание, особенно во время всплытия.
Закон Бойля говорит нам, что в то время, как дайвер всплывает и давление снижается, объём газа в воздушных полостях увеличивается пропор- ционально уменьшающемуся давлению. Нормальное дыхание позволяет расширяющемуся воздуху свободно выходить из лёгких и предотвращает потенциальное повреждение лёгких от перерасширения.
Тканевые компартменты и время их насыщения мы обсудили ранее, говоря о законе Генри. Фактическое время насыщения ткани зависит от её типа и структуры. По этой причине многие декомпрессионные модели используют преимущества теоретических тканевых компартментов, подразделяя их на быстрые, медленные и несколько промежуточных уровней.
Понятия «быстрые» и «медленные» относятся к скорости, с которой ткань насыщается и рассыщается от азота. Быстрые ткани, такие как мозг и кровь, поглощают и выводят азот быстро. И наоборот, медленные ткани, такие как хрящи и жировые ткани, поглощают и выводят азот сравнительно медленно. Ткани, классифицирующиеся как промежуточные, находятся где-то между быстрыми и медленными, а их количество зависит от обсуждаемой модели. Классификация по компартментам во многом опирается на сосудистые свойства ткани, на то, сколько крови течет в и из неё.
Во время всплытия окружающее давление снижается, результатом чего становится и снижение давления вдыхаемого газа, а, следовательно, и снижение парциальных давлений компонентов газа. Следствием такого снижения давления является изменение градиента давлений на противоположный тому, что был при погружении. Теперь растворенные частицы газа движутся туда, где давление меньше, в кровь и лёгкие. Предположив, что времена насыщения и рассыщения тканей эквивалентны, мы можем сказать, что ограничивающим фактором при глубоких или коротких погружениях выступают быстрые тканевые компартменты, в то время как при мелких или продолжительных погружениях таким фактором выступают медленные тканевые компартменты.
Когда внешнее давление снижается медленно, азот перемещается из тканей с его высокой концентрацией в кровь, которая доставляет его в лёгкие для вывода из организма.
Если внешнее давление снижается быстро, создаётся слишком большой градиент давлений. В этой ситуации большая часть азота, растворённого в крови и тканях, возвращается в газообразное состояние. В результате, молекулы азота и бессимптомные микроскопические азотные пузырьки соединяются, образуя пузыри большего размера (но по-прежнему относительно небольшие), способные затруднять кровоток. Затруднение в циркуляции препятствует выводу избыточного азота, только усугубляя проблему. Это называется Декомпрессионной болезнью (ДКБ).
Способность человеческого организма без повреждений освобождаться от избытков азота зависит от скорости всплытия и общего количества азота, который был растворен в тканях к концу погружения. Это количество зависит от максимальной глубины, достигнутой во время погружения, общего времени погружения перед всплытием и любого азота, оставшегося в организме после погружений, совершённых в течение предыдущих 24 часов. Из проводившихся ранее исследований и практических испытаний мы знаем, что человеческий организм способен выдерживать определенное количество избыточного азота без образования симптоматических газовых пузырьков в тканях. Это позволяет дайверам всплывать с определенной скоростью, 9 м в минуту, и, если не исключить, то значительно сократить риск ДКБ.
Чтобы создать надежные модели и правильно судить о времени вывода газа, тканям присвоены теоретические числовые значения, которые указывают на полувремя ткани, то есть количество времени, необходимое ткани, чтобы стать наполовину насыщенной. Зная это, мы можем теоретически определить приблизительное время азотного насыщения и рассыщения тканей. На основании многолетних исследований было установлено, что если дайвер поддерживает коэффициент насыщения 1,48:1 или ниже, теоретически он может завершить погружение и выйти на поверхность без выполнения декомпрессионных остановок. Введение полувремён для различных тканевых компартментов, с условием, что коэффициент давлений никогда не поднимается выше теоретического предела, привело к созданию кривой безостановочного всплытия, основанной на теоретических пределах глубины и времени, не требующих обязательных декомпрессионных остановок.
Таблицы погружений ВМФ США, базирующиеся на алгоритме Холдейна и часто используемые в качестве справочного руководства при обсуждении алгоритмов управления азотом, основаны на тканевых компартментах с полувременами от пяти до 120 минут.
Теоретически, для того, чтобы вернуться к нормальному уровню концентрации газа при давлении в одну атмосферу, дайвер в состоянии полного насыщения после погружения будет должен находиться на поверхности в течение периода, большего или равного шести полувременам самого медленного тканевого компартмента. Самая медленная ткань по версии таблицы ВМФ США – ткань с полувременем 120 минут. Умножив их на шесть, мы получаем 720 минут или 12 часов. Теоретиче- ски это означает, что для возврата к нормальному состоянию, самой медленной ткани в организме упомянутого выше дайвера потребуется 12 часов при давлении в одну атмосферу. Это причина, по которой дайвер считается чистым от азота после пребывания на поверхности в течение 12 или более часов. Это также и причина того, почему погружение, осуществлённое через 12 или более часов после предыдущего, НЕ считается повторным. Современная версия таблиц ВМФ США была обновлена в соответствии с новыми декомпрессионными моделями, которые определяют, что считать повторным погружением. Повторные погружения зависят от групп по азоту после поверхностных интервалов. Погружения более глубокие и/или длительные, чем предусмотрено бездекомпрессионными пределами, во избежание декомпрессионной болезни требуют точного выполнения декомпрессионных остановок при всплытии. Такие погружения называются декомпрессионными.
Поскольку SNSI не поддерживает выполнение декомпрессионных погружений дайверами уровня SNSI Advanced Open Water, важно, чтобы дайверы SNSI Advanced Open Water понимали, что означает это понятие. Декомпрессионные погружения и/или погружения, выходящие за пределы бездекомпрессионных таблиц, не рекомендованы для рекреационных дайверов и запрещены во многих частях мира.
Декомпрессионные остановки – это остановки, которые требуется выполнять в процессе всплытия на определённой глубине в течение определенного времени, прежде чем продолжать подъем. Эти остановки дают дополнительное время, в течение которого, при небольшом градиенте давлений, растворённый в тканях азот возвращается в кровь и переносится в лёгкие для выдоха.
Глубокие погружения в рамках бездекомпрессионных пределов требуют дополнительного внимания к газовому запасу и расчётам потребления газа. Несмотря на это, настоятельно рекомендуется размещать запасной баллон на глубине остановки безопасности – обычно на глубине 3-5 метров. Запасным баллоном следует воспользоваться в том случае, если вы или другой дайвер прибыли на глубину остановки безопасности с меньшим, чем рекомендуется, количеством газа.
Расход воздуха
Все дайверы понимают важность имеющегося у них газового запаса. С другой стороны, более опытные дайверы, стремясь продлить погружение, знают и используют на практике методы, позволяющие экономить газ в их баллонах.
Есть много приёмов, которые могут оказать влияние на снижение газового расхода, но все они требуют здравого смыла и повышенного внимания к деталям.
СОХРАНЕНИЕ ТЕПЛА
Сохранение тепла на поверхности и под водой является основой экономии газа. Когда нам холодно, наш организм ускоряет метаболизм для выработки дополнительного тепла, а этот процесс требует топлива в виде кислорода и калорий. Вследствие этого, для удовлетворения метаболических потребностей, мы больше дышим. Правильный выбор одежды для сохранения тепла на поверхности перед погружением и правильная теплозащита под водой на протяжении погружения помогут сохранить наш метаболизм под контролем и избежать теплопотерь. Это, в свою очередь, поможет снизить общее потребление газа.
У каждого человека есть “порог комфорта", любое отклонение от которого в ту или иную сторону причиняет дискомфорт от излишнего тепла или холода. Однако, большинство людей не рассматривают скорость потери тепла, как фактор в их общем ощущении комфорта. Например, большинство людей чувствует себя вполне комфортно, если температура у поверхности их кожи составляет 29°С. Температура воздуха около 29°С очень комфортна – мы носим лёгкую одежду, шорты и сандалии. В воде тепло поглощается в 25 раз быстрее, чем на воздухе при той же температуре. Температура воды 29°С тоже довольно приятна, но дайвер, достаточно долго остающийся в воде этой температуры, будет терять тепло с угрожающей скоростью, даже не осознавая этого.
По этой причине, каждый раз, когда дайвер чувствует, что ему холодно, будь то на поверхности или под водой, он должен увеличить свою теплозащиту. Конечно, гораздо лучше предотвратить такую ситуацию, изначально позаботившись о правильной защите от холода.
Дайверам жизненно важно сохранять тепло на протяжении всего дня погружений, особенно во время поверхностных интервалов. Если вы остаётесь на поверхности в мокром гидрокостюме или купальнике, то будете терять тепло за счёт испарения. Чтобы этого не случилось и чтобы сохранить как можно больше тепла во время пребывания на поверхности, рекомендуется переодеться в сухую одежду сразу после погружения. Идеальный вариант – надевать сухой костюм на каждое погружение. Сухой костюм защитит вас и в холодной, и в тёплой воде, а вам остаётся лишь правильно выбрать одежду под него, чтобы чувствовать себя комфортно в воде любой температуры.
ТЕПЛО И ТЕМПЕРАТУРА связаны между собой, но это не одно и то же. Тепло является формой энергии и отличается от температуры. В частности, тепло влияет на теплоемкость вещества. Возьмём для примера три различных вещества, каждое из которых обладает определенной теплоёмкостью. В одно и то же время при одной и той же температуре каждому из этих веществ может потребоваться разное количества тепла для изменения температуры на один градус. Тепло часто измеряют в калориях, килокалориях или джоулях.
Калория соответствует количеству энергии, необходимой для повышения температуры одного грамма воды на один градус Цельсия при одной атмосфере. Килокалория - это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного килограмма (1000 г) воды на один градус Цельсия при одной атмосфере. Один джоуль равен примерно 0,24 калории. Теплоемкость воды намного больше, чем у воздуха. Это означает, что она берёт гораздо больше тепла (энергии), чтобы нагреть определенное количество воды на один градус по Цельсию, чем требуется для нагревания такого же количества воздуха на один градус по Цельсию. Вот почему вода остается более холодной, чем воздух, в теплые летние дни, и теплее воздуха в зимние месяцы.
При обсуждении вопроса о передаче тепла, в научной среде используется термин коэффициент теплопроводности. Коэффициент теплопроводности вещества, наряду со многими другими переменными, определяет способность вещества выделять тепло или поглощать его от другого вещества. Это значение зависит от свойств проводимости соответствующих веществ, а также ряда других свойств. Существует три способа, которыми тепло передается от одного вещества к другому: кондукция, конвекция и излучение.
КОНДУКЦИОННАЯ передача тепла происходит, когда два или более объекта, расположенных отдельно или в одном теле, находятся в непосредственном контакте друг с другом. Точнее, кондукция – это передача тепловой энергии через столкновения между молекулами, которые находятся рядом друг с другом. Коэффициент теплопроводности вещества при кондукции зависит от типа соприкасающихся друг с другом веществ. Металлы, например, являются отличными проводниками тепла, а неопреновые костюмы - нет, что делает их идеальными утеплителями для дайверов.
КОНВЕКЦИОННАЯ передача тепла чаще всего наблюдается в жидкостях и газах. Конвекция происходит, когда молекулы нагретого вещества удаляются от источника тепла, и нагретый, менее плотный слой вещества поднимается вверх. Остывая, они становятся тяжелее и опускаются к источнику тепла. Этот цикл формирует круговое движение нагревающихся и остывающих молекул. Это один из механизмов, с помощью которых тепло отводится от незащищенного дайвера. Вода, соприкасаясь с кожей дайвера, нагревается, становится менее плотной и поднимается, освобождая место другим, более холодным молекулам.
При погружении в условиях течения, поднимающиеся молекулы отрываются от дайвера, в результате чего его тело постоянно нагревает холодную воду. Когда это происходит, то тело, для того чтобы оставаться тёплым, тратит энергию на метаболизм. Этот процесс происходит гораздо быстрее в воде, чем на воздухе, потому что коэффициент теплопроводности воды при конвекции значительно выше, чем у воздуха. Защитный гидрокостюм поможет это предотвратить. Важно понимать, что потеря тепла через конвекцию часто происходит одновременно с кондукцией. Предотвращение или замедление одной из форм передачи тепла не всегда означает предотвращение и другой формы.
Передача тепла через излучение очень отличается от кондукции и конвекции. Передача тепла излучением – это процесс испускания и распространения энергии в виде электромагнитных волн, преимущественно в инфракрасном спектре, и не предполагающий взаимодействия материи. Все вещества, которые имеют измеряемую температуру, излучают тепло. Впрочем, это не имеет практического значения для дайверов, за исключением теплового излучения солнца на землю.
Если дайвер теряет чрезмерное количество тепла, а температура его тела снижается с нормальных 37°C до 35°C и ниже, то мы говорим о начальных этапах гипотермии.
КОНТРОЛЬ ПЛАВУЧЕСТИ
Хороший контроль плавучести поможет вам выглядеть и чувствовать себя, как действительно продвинутый дайвер.
Такой контроль будет способствовать вашему с напарником большему комфорту и удовольствию в течение погружения, а также повысит вашу уверенность в себе. Но, что гораздо важнее применительно к этому разделу, такой контроль снизит ваш общий расход газа.
Поэтому, на протяжении всех практических занятий курса SNSI Advanced Open Water Diver, ваш инструктор будет следить за тем, чтобы вы поддерживали свою плавучесть, демонстрируя при этом хорошие навыки контроля.
СПОКОЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ ПОД ВОДОЙ
Всегда, когда возможно, плывите в воде спокойно и не торопясь. Это поможет вам сохранить энергию и сделает погружения более приятными.
Возвращаясь к обсуждению гидродинамики, вы вспомните, что вода в 700-800 раз плотнее воздуха. Будучи дайверами, мы затрачиваем значительное количество энергии для проталкивания нашего тела и оборудования сквозь неё. Для увеличения нашей скорости только в два раза, нам потребуется в четыре раза больше энергии. Кроме того, когда мы сильнее и быстрее работаем ластами, их эффективность уменьшается, а мы должны значительно увеличить потребление газа, что означает увеличение сопротивления регулятора. Чем быстрее мы пытаемся двигаться, тем больше понимаем, что в долгосрочной перспективе это проигранная битва. Лучше всего поддерживать медленный и свободный стиль плавания, который поможет вам сэкономить газ и наслаждаться погружением.
ГИДРОДИНАМИКА И ОБТЕКАЕМОСТЬ
Обеспечение вашему телу и оборудованию обтекаемой формы перед входом в воду, является одним из самых простых способов сэкономить при потреблении газа. Пещерные дайверы хорошо знают, что свисающее, незакреплённое оборудование увеличивает потребление газа из-за дополнительного сопротивления, которое оно создает, не говоря уже о том, что такое оборудование – отличная цель для разных помех и препятствий. Чтобы сберечь газ и свое оборудование, кейв-дайверы придают себе обтекаемость для обеспечения лучшей гидродинамики.
Первым шагом к хорошей гидродинамике является тщательное закрепление всех свисающих приборов и шлангов. Они создают значительное сопротивление в воде, вследствие чего дайверу приходится расходовать больше энергии. Свисающее оборудование наносит вред окружающей среде, когда задевает за риф или волочится по дну. А это, в свою очередь, ведёт к повреждению жизненно важного для вас оборудования. Лучший способ избежать этого – надёжно закрепить свои приборы, шланги и альтернативный источник воздуха на вашем компенсаторе плавучести таким образом, чтобы они были легкодоступны, но при этом не мешали. Ваш инструктор SNSI поможет вам сконфигурировать оборудование так, чтобы вы были более обтекаемы под водой.
МЕРЫ ПО СОХРАНЕНИЮ ГАЗА
Если задуматься, то можно удивиться, как много газа порой тратится без всякой необходимости.
Настоятельно рекомендуется оценить свои привычки и действия до и во время погружений, чтобы выявить любые бесполезные траты газа. Например, ожидая напарника на поверхности возле спускового конца, вы дышите из второй ступени регулятора? Или у вас в это время во рту трубка?
ОСВЕДОМЛЁННОСТЬ ПОД ВОДОЙ
Заблудившись или потерявшись во время погружения, вы по целому ряду причин станете расходовать больше газа. Если вы потерялись, вы тратите газ не на цели своего погружения. Это может вызвать стресс, вследствие которого увеличится скорость дыхания и пострадает контроль плавучести.
Если вы не знаете где находитесь или не понимаете куда направляетесь, вполне вероятно, что вам придётся, соблюдая все необходимые меры безопасности, всплыть на поверхность и сориентироваться, в результате чего вы израсходуете много газа впустую. Погружения в течениях могут быть благословением или проклятием в зависимости от того, как вы их спланировали.
Чтобы сохранить силы и газ, которым вы дышите, настоятельно рекомендуем планировать погружение таким образом, чтобы оно проходило по течению, а не против него. Правильно спланированное погружение позволит вам с напарником просто "плыть по течению" и расслабляться, пока не настанет время для выхода из воды. Большинство погружений в условиях течений проводится с лодок, так что хорошая идея заключается в том, чтобы быть в курсе правил поведения на судне. В следующей главе этого учебника будут обсуждаться методы погружений с судна.
Если погружение по течению в силу обстоятельств невозможно осуществить, следует выбрать погружение в спокойном месте с заякоренного судна.
Обратитесь к таблице приливов и выясните в какое время ожидается прилив и отлив в районе, где вы планируете погружаться. Если погружение в течении неизбежно, всегда начинайте его, плывя против течения, так как в начале погружения у вас всегда будет больше сил. А при его завершении вы всегда сможете использовать течение, чтобы вернуться назад.
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ УТЕЧЕК ГАЗА
В подводном плавании есть мало вещей, которые раздражают так, как утечка газа.
Вероятно, вы это видели, а возможно, и сами испытывали: непрерывная маленькая струйка пузырьков уходящего газа. В то время, как эти небольшие утечки могут показаться несущественными, они увеличиваются, особенно на глубине, где теряется газа значительно больше, чем на поверхности.
При проверке на наличие утечек, обратите внимание на места подключения шлангов, особенно к портам высокого и низкого давления на первой ступени, а также там, где они присоединяются к манометру и вторым ступеням регуляторов.
Чтобы выяснить, есть ли утечка в вашей системе, соберите акваланг (скубу) и откройте баллонный вентиль, чтобы подать повышенное давление в систему. Обратите внимание на давление в баллоне, отображённое на манометре. Закройте вентиль баллона, но не стравливайте давление. Подождите несколько минут и снова проверьте манометр. Если давление понизилось по сравнению с тем, что вы видели вначале, значит где-то в системе есть утечка.
Если вы не можете обнаружить место утечки пока ваша скуба сухая, погрузите её в воду и ищите откуда идёт струйка пузырей. Если пузыри идут из места соединения, отсоедините шланг, проверьте уплотнительное О-кольцо и удалите любые видимые загрязнения. Затем присоедините шланг на место, снова дайте давление в систему и проверьте пропала ли утечка. В большинстве случаев этого достаточно для устранения проблемы, однако, если утечка продолжилась, вам будет нужно обратиться к профессионалу по ремонту и обслуживанию оборудования.
Ваша маска является важной частью снаряжения, и она тоже может являться точкой, где вы те- ряете газ. Всякий раз, продувая маску, вы расходуете газ. Если из-за постоянного подтекания или запотевания вам приходится часто продувать маску, то вы тратите больше газа, чем могли бы.
Перед каждым погружением проверяйте обтюрацию маски и наносите специальный состав, предотвращающий запотевание стекла. Если обтюрация в порядке, но маска продолжает протекать, снимите её с лица и наденьте заново. Убедитесь, что между обтюрацией маски и вашим лицом нет каких-либо препятствий – чаще всего это бывают волосы, шлем и различные аксессуары.
ПСИХИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
Индивидуальное психическое состояние может существенно повлиять на частоту дыхания и общую работоспособность, что значительно усугубляется под водой. Дайвер, который нервничает, встревожен или пребывает в стрессе, будет иметь повышенную частоту дыхания, его сердце будет биться быстрее, он может испытывать напряжение. Напротив, расслабленный дайвер будет нормально дышать, иметь нормальный сердечный ритм и чувствовать себя в воде комфортно.
Есть разные методы снижения уровня стресса и напряжения под водой, однако, самым лучшим способом обрести комфорт являются регулярные погружения и постоянное совершенствование своих навыков.
ПОДДЕРЖАНИЕ ГЛУБИНЫ И ПРАВИЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ВСПЛЫТИЯ
Каждый дайвер на протяжении погружения испытывает некоторые колебания глубины, но погружение, в котором присутствуют многочисленные беспорядочные изменения профиля, обязательно окажет существенное влияние на расход газа. Всякий раз, когда вы начинаете всплывать, вы стравливаете газ из BCD, и всякий раз, чувствуя, что погружаетесь, вы поддуваете компенсатор.
На глубине это может обернуться большим количеством впустую выброшенного газа. Для предотвращения подобных ситуаций, старайтесь планировать свои погружения таким образом, чтобы избегать значительных колебаний по глубине. Начинайте погружение с самой глубокой точки и на всём его протяжении постепенно поднимайтесь к поверхности. Если вы обнаружите что-либо, что вам захочется изучить на большей глубине, включите это в план для другого погружения в этом месте.
Снижение потребления газа позволит вам увеличить время пребывания под водой, повысит комфорт и поможет стать более уверенным в своих силах дайвером.
Кроме того, это позволит увеличить ту часть вашего газового резерва, которая может оказаться очень ценной в случае возникновения нештатной ситуации или если вам потребуется оказать помощь другому дайверу.
Литература
Advanced Open Water Diver [2016]
