Jak dlouho se ponoří jaderná ponorka? Hloubka ponoření čerpadla do studny. Jako ponorka


Ponorná čerpadla jsou určena pro provoz ve vodním sloupci. Přípustné provozní podmínky jakéhokoli zařízení jsou dány jeho technickými vlastnostmi, a to se týká především čerpadel.

Úroveň jejich ponoření reguluje výrobce a záleží samozřejmě na hloubce vrtu. Chcete-li zjistit, na jaké značce je nutné instalovat ponorná čerpadla s hlubokými studnami - a obecně, jak to udělat správně, se dozvíte sledováním videa v tomto článku.

Jak správně vybavit studnu

Instalace čerpadla je poměrně náročný úkol, zvláště pokud je studna hluboká. Je docela možné to udělat vlastníma rukama, pouze před zahájením práce byste se měli seznámit s konstrukcí přívodu vody a technologií jejího potrubí.

Tak:

  • Čerpadla do vrtů mají nejčastěji šroubové nebo odstředivé provedení. První možnost je vhodnější pro mělké studny s poměrně vysokým obsahem písku. odolnější vůči abrazivním účinkům nečistot obsažených ve vodě.

  • V podobných podmínkách selhávají mnohem rychleji - ale jsou schopny vyvinout nejsilnější tlak a zvedat vodu z velkých hloubek. V artéských vrtech není prakticky žádný písek, protože jsou napájeny z vodonosných vrstev vápencových horizontů. Proto jsou odstředivá čerpadla pro takové odběry vody nejlepší volbou.
  • Přirozeně platí, že čím vyšší výkonová charakteristika jednotky, tím vyšší je její cena. A pokud se tlak a průtok čerpacího zařízení vypočítá na základě potřeby vody, rozsahu její přepravy a také produktivity vrtu, pak průměr závisí zcela na velikosti pouzdra.

Pravidlo číslo jedna: při nákupu čerpadla mějte na paměti, že jeho průřezová velikost by měla být o něco menší než průměr sudu. Těleso jednotky se nesmí dostat do kontaktu se stěnami studny!

Na jaké úrovni instalovat čerpadlo

Pokud jde o hloubku ponoru, hodně záleží na konstrukci podzemního odběru vody.

Studny napájené z písčitých útvarů obsahujících vodu mají z větší části následující strukturu: ústí, vodič a pak řada sloupců - mezilehlý, výrobní a filtrační. To je jasně vidět na fotografii níže.

Při instalaci čerpadla je velmi důležité, aby neskončilo ve filtrační koloně. V tomto případě se během sání sediment zvedne a zakalená voda půjde nahoru.

Kromě toho zvýšený obsah abrazivních látek ve vodě povede k předčasnému opotřebení pracovních částí čerpadla a rychle selže.

Tak:

  • Čerpací zařízení je instalováno o něco výše - ve výrobním řetězci. Tato část sudu obsahuje čistou vodu a nečistoty se usazují ve spodní, slepé části filtru, zvané jímka. Výška filtračního sloupce se vypočítá v závislosti na propustnosti vodonosné vrstvy a také na průměru.

  • Například studna o průměru až 150 mm je vybavena filtrem o délce jeden nebo dva metry. Filtrační část přívodu vody nesmí být menší než jeden metr. Díky vysoké výšce vodonosné vrstvy a také prašné pískové struktuře může být délka filtru až šest metrů.
  • Kvalitu písku v podzemních horizontech samozřejmě nikdo nestuduje, zvláště u soukromých vrtů – to je příliš drahé. Zkušení vrtaři to určují vizuálně a jednají podle zásady: čím jemnější písek, tím delší je filtr. V souladu s tím bude čerpadlo dále od přívodu vody.
  • Ve stabilních horninách, které obsahují vápenec, se budují bezfiltrové vrty. V těchto horizontech není žádný písek a odřezky zbylé po vrtání jsou odstraněny během procesu proplachování vrtu. Takže ve většině artéských studní není žádný filtr a čerpadlo je v nich instalováno tak, aby se neopíralo o dno - ve vzdálenosti 1,7-2 metrů.

V zásadě může být čerpadlo instalováno na jakékoli značce, od výše uvedené až do.

Dynamická hladina je výška vodního sloupce při maximálním odběru v letních měsících. Nejlepší ale je, když je čerpadlo umístěno dále od hraničních pásem – to platí pro mělké i hluboké studny.

Příprava čerpadla na potápění

Rozhodli jsme se pro úroveň instalace čerpacího zařízení, nyní pojďme mluvit o tom, jak jej správně vyrobit. Nejprve je třeba připravit jednotku pro implementaci do studny. Hodně, ne-li všechno, bude záviset na tom, jak zodpovědně bude tato operace provedena.

Pojďme tedy začít. V horní části tělesa čerpadla je vývod s vnitřním závitem.

Je k němu namontován zpětný ventil – samozřejmě pokud vámi vybraný model není vybaven integrovaným ventilem. Vedle jednotky je připojen napájecí kabel.

Značkové modely určené pro hluboké odběry vody jsou s nimi zřídka dodávány a kupující si musí vybrat kabel sám. Je okamžitě připojen ke startéru nebo měniči - pokyny výrobce obsahují potřebná schémata zapojení.

Připojení potrubí k čerpadlu

V závislosti na typu studny se pro připojení k čerpadlu používají trubky různých typů. V mělkých odběrech vody (10-15m) se nejčastěji používají trubky HDPE - nízkotlaký polyetylen. V ostatních případech se jedná o polypropylenové nebo pozinkované ocelové trubky.

  • Pro připojení potrubí k čerpadlu potřebujete skládací spojku příslušného průměru, může být plastová nebo mosazná. Spojka se skládá z pohonu (vnitřního pouzdra), o-kroužku a vnějšího pouzdra.

  • Stěrka se našroubuje na výstup z čerpadla nebo zpětného ventilu. Okamžitě je nutné se postarat o utěsnění závitového spoje pomocí sanitárního lnu s pastou Unipack, nebo páskou FUM, poté se dotáhne klíčem.

Okraj trubky je zřetelně řezán pod úhlem 90 stupňů, poté je zcela zasunut do otvoru ve vnitřním těle spojky. Poté se těsnicí kroužek přesune na spoj a našroubuje se vnější plášť rozebíratelného spoje.

Zapínání na lano

Je velmi důležité čerpadlo bezpečně zavěsit a k tomuto účelu bude zapotřebí bezpečnostní lanko. Může to být drahá varianta z nerezové oceli, nebo to může být levnější nylonový kabel v polymerovém plášti – záleží na vás.

Na tělese čerpadla v jeho horní části jsou dvě ucha. Protáhněte jimi kabel tak, aby vedl kolem těla a ohnutý konec tvoří smyčku.

  • Můžete udělat jediný uzel – jako byste si zavazovali tkaničku. Nyní musíte opravit konec smyčky. K tomuto účelu se používají speciální kovové svorky, do kterých se zasunou konce kabelu a zalisují se závitovým spojem.

  • Pokud jste použili pojištění v polymerovém plášti, pak musí být jeho konec utěsněn. Jednoduše, na konec kabelu se nanese zahřáté lepidlo - když ztvrdne, vytvoří vzduchotěsnou zátku a pod plášť se voda nedostane. Pro dodatečnou ochranu můžete použít elektrickou pásku a současně omotat konec k hlavní větvi kabelu.
  • Nyní musíte přemýšlet o tom, jak správně upevnit kabel a napájecí kabel čerpadla, aby se zabránilo jejich překrývání. K tomu slouží plastové úvazy nebo svorky. Fixace se provádí z úrovně umístění svorek na kabelové smyčce.

Rada! Neupevňujte kabel i kabel jednou sponou. Nejprve po 30-40 cm upevněte kabel a postupně tuto vzdálenost zvyšujte na jeden a půl až dva metry. A teprve poté, pomocí samostatných vazeb, bez námahy, uchopte pojistku pomocí svorek.

  • Je možné spustit čerpadlo do studny, pokud je mělká, přidržením konstrukce za kabel. Při vázání hlubokých odběrů vody se čerpadlo spouští do požadované hloubky pomocí navijáku, na který je navinuto bezpečnostní lanko. Venku je připevněn k hlavě studny, která má speciální zavěšení, ve formě kovové smyčky - to je jasně vidět na fotografii výše.

Má také vývody kabelů a potrubí. Standardní hlava vrtu plní čtyři hlavní funkce: utěsnění studny a kabelu a také upevnění potrubí a kabelu. Výrobci hlav se tedy o vše postarali za nás.

Když bylo možné se ponořit do hlubin, objevila se také touha stát se nejlepším v tomto oboru. O rekordy se vede neustálý boj, navzdory negativnímu dopadu, který hloubka na člověka má. Například tlak vody způsobuje bolest v uších a hrozí prasknutí bubínku.

I když profesionální potápěči se s tímto problémem vyrovnají lehce. Hlavní je vyrovnat tlak pomocí polykacích pohybů. Navíc s každým metrem hloubky roste tlak vody a zmenšuje se objem vzduchu v plicích.

Z tohoto důvodu plavci často špatně odhadnou zásoby kyslíku, což může později potápěče oklamat. Ano, a vzestup z hlubin má svá specifika a úskalí. Ale i přes to boj o rekordy pokračuje.

Maximální hloubka lidského ponoření

První ponor do hloubky sta metrů nebyl ani zapsán do sportovních rekordů. Ale jména potápěčů, kteří to udělali, znají všichni potápěči. Jsou to Enzo Mallorca a Jacques Mayol. Mimochodem, právě oni se stali prototypy hlavních postav slavného filmu Luca Bessona "Modrá propast".

Značka 100 metrů už dávno není rekordní. In vytvořil rakouský plavec Herbert Nietzsch. Jeho rekord v roce 2001 byl 214 metrů. Mimochodem, Nietzsche je nazýván legendou freedivingu.

Za svůj život v tomto typu potápění vytvořil 31krát světové rekordy. Mezi ženami se rekordmankou stala Američanka Tanya Streeterová. V roce 2002 se potopila do hloubky 160 metrů.

Podvodní stavba lodí má několik cílů. Všechny, tak či onak, jsou spojeny se snížením možnosti detekce ponorky zvýšením vzdálenosti mezi ní a vodní hladinou, stejně jako s některými dalšími faktory.

Vojensko-průmyslový komplex je samozřejmě obecně speciální oblastí, jejíž cíle jsou často velmi odlišné od aspirací běžného civilisty. V navrhovaném článku však zvážíme některé údaje o hloubce ponoření ponorek a také limity, ve kterých se tato hodnota pohybuje.

Trocha historie: batyskaf

Materiál bude samozřejmě o válečných lodích. I když lidské zkoumání otevřených prostorů moře zahrnuje i návštěvu největší hloubky planety - dna Mariánského příkopu, který, jak víte, je více než 11 km od povrchu oceánů. Historický ponor, který se uskutečnil již v roce 1960, byl však proveden v batyskafu. Toto je zařízení, které nemá vztlak v plném slova smyslu, protože se může pouze potopit a poté zvedat díky trikům inženýrského génia. Obecně platí, že při provozu batyskafu nepřichází v úvahu pohyb v horizontální rovině na nějaké vážné vzdálenosti. Hloubka ponoření ponorek, které, jak víte, mohou překonat obrovské vzdálenosti, je proto mnohem menší než rekord pro batyskaf, alespoň prozatím.

Nejdůležitější charakteristika

Když už mluvíme o rekordech v oblasti průzkumu oceánů, neměli bychom zapomínat na skutečný účel ponorek. Vojenské cíle a užitečné zatížení, které se na takových lodích obvykle přepravují, neznamenají pouze nejvyšší potřebnou mobilitu. Kromě toho se musí dovedně schovávat v ideálně vhodných vodních vrstvách, vynořit se ve správný čas a co nejrychleji sestoupit do hloubky nezbytné pro přežití po vojenské operaci. Ve skutečnosti to druhé určuje úroveň bojové schopnosti lodi. Maximální hloubka ponoru ponorky je tedy jednou z jejích nejdůležitějších vlastností.

Zvyšte faktory

V tomto ohledu existuje několik úvah. Zvětšení hloubky umožňuje zlepšit manévrovatelnost ponorky ve vertikální rovině, protože délka válečné lodi je obvykle nejméně několik desítek metrů. Pokud je tedy 50 metrů pod vodou a jeho rozměry jsou dvakrát větší, pohyb nahoru nebo dolů je plný naprosté ztráty maskování.
Navíc ve vodním sloupci existuje něco jako "tepelné vrstvy", které značně zkreslují signál sonaru. Pokud půjdete pod ně, pak se ponorka stane pro sledovací zařízení hladinových lodí prakticky „neviditelná“. Nemluvě o tom, že ve velkých hloubkách je takové zařízení mnohem obtížnější zničit jakoukoli zbraní dostupnou na planetě.

Čím větší je ponorná hloubka ponorek, tím pevnější musí být trup schopen odolat neuvěřitelným tlakům. To opět hraje do karet celkové obranné schopnosti lodi. A konečně, pokud vám hloubkový limit umožňuje položit se na dno oceánu, zvyšuje to také neviditelnost ponorky vůči jakémukoli polohovacímu zařízení dostupnému moderním sledovacím systémům.

Základní terminologie

Existují dvě hlavní charakteristiky, které ukazují schopnost ponorky potápět se. První je tzv. pracovní hloubka. V zahraničních zdrojích se objevuje i jako operativní. Tato charakteristika ukazuje, jaká je hloubka ponoření ponorek, kterou lze po celou dobu provozu neomezeně mnohokrát spustit. Například americký „Thresher“ v rámci této hodnoty běžně provedl 40 ponorů ročně, dokud další pokus o její překročení tragicky nezahynul i s celou posádkou v Atlantiku. Druhou nejdůležitější charakteristikou je vypočítaná neboli destruktivní (v zahraničních zdrojích) hloubka. Odpovídá jeho hodnotě, při které hydrostatický tlak převyšuje pevnost trupu, vypočtené při návrhu zařízení.

Hloubka testu

V kontextu je třeba zmínit ještě jednu vlastnost. Jedná se o hloubku ponoření ponorky, pod kterou podle výpočtů může způsobit destrukci samotné kůže, případně rámů, či jiného vnějšího vybavení. V zahraničních zdrojích se tomu také říká „test“. V žádném případě by neměl být u konkrétního zařízení překročen.

Vrátíme-li se k Thresheru: s návrhovou hodnotou 300 metrů se vydal do zkušební hloubky 360 metrů. Mimochodem, ve Spojených státech je ponorka poslána do této hloubky ihned po startu z továrny a v podstatě na ní určitou dobu „zaběhne“, než je převezena na oddělení, které ji objednává. Pojďme dokončit smutný příběh Threshera. Testy na 360 metrech pro něj skončily tragicky, a přestože to nebylo způsobeno samotnou hloubkou, ale technickými problémy s jaderným motorem ponorky, nehody podle všeho nejsou náhodné.

Ponorka ztratila kurz kvůli zastavení motoru, čištění balastních nádrží nefungovalo a zařízení šlo ke dnu. Podle odborníků k destrukci trupu ponorky došlo v hloubce asi 700 metrů, takže jak vidíme, mezi testovací hodnotou a tou skutečně ničivou je stále slušný rozdíl.

Průměrné údaje S postupem času se hodnoty hloubek přirozeně zvyšují. Pokud byly ponorky z druhé světové války navrženy pro hodnoty 100-150 metrů, pak následující generace tyto limity zvýšily. S vynálezem možnosti využití jaderného štěpení k vytvoření motorů se zvýšila i hloubka ponoření jaderných ponorek. Začátkem 60. let to bylo již cca 300-350 metrů. Moderní ponorky mají limity řádově 400-500 metrů. I když na této frontě panuje jasná stagnace, zdá se, že jde o budoucí vývoj, i když je třeba zmínit mimořádný projekt vytvořený v Sovětském svazu v 80. letech.

Absolutní rekord

Řeč je o ponorce Komsomolec, která se bohužel tragicky potopila, ale stále drží nedobytý vrchol ve vývoji mořských hlubin moderními ponorkami. Tento unikátní projekt zatím nemá ve světě obdoby. Faktem je, že pro výrobu jeho pouzdra byl použit velmi odolný, drahý a extrémně nepohodlný materiál při zpracování - titan. Maximální hloubka ponoření ponorky na světě stále patří Komsomolec. Tento rekord byl stanoven v roce 1985, kdy sovětská ponorka dosáhla 1027 metrů pod hladinu moře.
Mimochodem, pracovní hodnota pro něj byla 1000 m a odhadovaná hodnota byla 1250. V důsledku toho se Komsomolets potopil v roce 1989 kvůli silnému požáru, který začal v hloubce asi 300 metrů. A i když se mu na rozdíl od stejného Threshera podařilo vyplout na povrch, příběh přesto dopadl velmi tragicky. Oheň poškodil ponorku natolik, že se téměř okamžitě potopila. Při požáru zemřelo několik lidí a asi polovina posádky se utopila v ledové vodě, když dorazila pomoc.

Závěr

Hloubka ponoru moderních ponorek je 400-500 metrů, maximum má obvykle poněkud větší hodnoty. Rekord 1027 metrů, který vytvořil Komsomolec, zatím není pod silou žádné z ponorek ve výzbroji všech zemí. Slovo pro budoucnost

Ponorná hloubka

vzdálenost od hladiny vody k místu instalace hloubkoměru centrálního sloupku Rozlišujte hloubku ponoření periskopu; limit, při kterém silný trup ponorky během ponoření a plavby nedochází ke zbytkovým deformacím; pracovní (80-85 % limitu), s dlouhodobou navigací, na které je zaručen normální provoz všech systémů a zařízení; vypočtená hodnota (1,5-2,2 krát vyšší než limit), která se používá pro výpočet pevnosti silného trupu během návrhu.

  • - jeho naléhavý přechod z ponořené polohy do polohy na hladině ...

    Slovník vojenských pojmů

  • - přechod ponorky z polohy pod vodou na hladinu. K tomu jsou balastní nádrže částečně nebo úplně vyfukovány ...

    Slovník vojenských pojmů

  • - uvedení nákladu ponorky na stanovené hodnoty sklonu a vztlaku. Vyrábí se za účelem přípravy ponorky na potápění a plavání pod vodou...

    Slovník vojenských pojmů

  • - velikost změny hloubky ponořující se ponorky za jednotku času. Rozlišujte mezi S. p. od hladiny moře a v ponořené poloze ...

    Slovník vojenských pojmů

  • - speciální nádrže pro potápění, ovládání vztlaku a trimu ponorek, skladování nákladu a další účelové ...

    Slovník vojenských pojmů

  • - přechod ponorky z ponořené do povrchové polohy v případě nehody ...

    Námořní slovní zásoba

  • - ponoření ponorky za účelem zajištění dostatku zátěže a správného rozložení přenosné zátěže na lodi ...

    Námořní slovní zásoba

  • - vzdálenost od hladiny vody k místu instalace hloubkoměru centrálního sloupku. Hloubka ponoru periskopu ...

    Námořní slovní zásoba

  • - svařovaný nebo nýtovaný nosník přivařený ke spodní části trupu ponorky pro zvýšení podélné pevnosti, ochranu trupu před poškozením při položení na skalnatý ...

    Námořní slovní zásoba

  • - skládá se ze silného trupu a lehkého trupu, dále nástaveb a palubní přístřešky. Robustní trup tvoří ocelové oplechování trupu vyztužené zevnitř sadou rámů...

    Námořní slovní zásoba

  • - silná kabina ve střední části lodi, opláštěná lehkým pláštěm pro zefektivnění; jeho horní plošina slouží jako most v povrchové poloze ...

    Námořní slovní zásoba

  • - speciální kontejnery pro změnu vztlaku ponorky, změnu obložení, skladování paliva, kapalného nákladu a další účely ...

    Námořní slovní zásoba

  • - proces přechodu ponorky z ponořené polohy do povrchové. Výstup na potopenou loď - při zvedání lodi ...

    Námořní slovní zásoba

  • - uvedení vztlaku, náklonu a sklonu ponorky na určité hodnoty. Vyrobeno za účelem přípravy ponorky na potápění a plavání pod vodou...

    Námořní slovní zásoba

  • - části lehkého trupu sahající od koncových přepážek tlakového trupu k přídi a zádi. Slouží k zefektivnění obrysů přídě a zádi...

    Námořní slovní zásoba

  • - soubor pomocných mechanismů, potrubí s armaturami, nádrže, přístrojové vybavení, ovládací prvky a další zařízení určená pro ...

    Námořní slovní zásoba

"Hloubka ponorného potápění" v knihách

HODINKY NA PONORKU

Z knihy bych nesloužil u námořnictva ... [sbírka] autor Bojko Vladimír Nikolajevič

SUBMARINE HATCH Combat Service - oficiální název. Autonomie - stejná jako BS, ale v našem každodenním životě. Co je BS, co je autonomní, to vše je autonomní navigace ponorky po dlouhou dobu za účelem plnění úkolů Combat Training. Představte si pod vodou

velitel ponorky

Z knihy Oheň v oceánu autor Iosseliani Jaroslav

velitel ponorky

Z knihy Oheň v oceánu autor Iosseliani Jaroslav

Velitel ponorky Lyfar, udýchaný, spěšně vstoupil do kabiny - To se mi líbí! - rozpřáhl ruce a zabouchl dveře - Cože? - Odstrčil jsem knihu od sebe a obrátil se ke svému příteli - Hledají tě všude a ty... - Kdo hledá? - Hledají na lodi, - Lyfar zvedl pravou ruku a

7. Jako ponorka

Z knihy Pro mladé fyziky [Zážitky a zábava] autor Perelman Jakov Isidorovič

7. Jako ponorka Čerstvé vejce se potápí ve vodě - každá zkušená hospodyňka to ví a když se chce ujistit, že jsou vejce čerstvá, otestuje je tímto způsobem. Fyzik z tohoto pozorování vyvozuje, že čerstvé vejce váží více než stejný objem čisté vody.

Jako ponorka

Z knihy Fyzika na každém kroku autor Perelman Jakov Isidorovič

Jako ponorka Hosteska, která se chce ujistit, že je vejce čerstvé, je často testuje tímto způsobem: pokud se vejce potopí ve vodě, je čerstvé, pokud plave, není vhodné k jídlu. Fyzik z tohoto pozorování vyvozuje, že čerstvé vejce váží více než stejný objem jako čisté.

1.3. Podmořské zařízení

Z knihy Příručka námořní praxe autor autor neznámý

1.3. Konstrukce ponorky Ponorky jsou speciální třídou válečných lodí, které kromě všech kvalit válečných lodí mají schopnost plavat pod vodou, manévrovat podél kurzu a hloubky. Podle konstrukce (obr. 1.20) jsou ponorky: - jedna po druhé

Bitva o ponorku "U-29"

autor

Ponorková bitva M-36

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku M-32

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku S-13

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku "U-29"

autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku U-29 Na začátku 20. století bylo britské námořnictvo v početní převaze jeho hlavních rivalů: Ruska, Francie a Ameriky. 22. září 1914 však arogance přišla britské soudy draho. V Lamanšském průlivu bylo v září větrno.

Ponorková bitva M-36

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku M-36 Ponorky Černomořské flotily se v mělkých vodách severozápadní oblasti často dostávaly do složitých situací. 23. srpna 1942 objevil nadporučík V.N.Komarov, velitel ponorky řady M-36 XII, německý konvoj. Před

Bitva o ponorku M-32

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku M-32 V říjnu 1942 zaútočila sovětská ponorka M-32 řady XII pod kontrolou nadporučíka N. A. Koltypina na německý torpédoborec Zmeul. Bohužel pro Koltypina torpédo nezasáhlo cíl a pouze naznačovalo polohu ponorky.

Bitva o ponorku S-13

Z knihy Námořní bitvy autor Chvorostukhina Světlana Alexandrovna

Bitva o ponorku S-13 V roce 1945 byla sovětská ponorka S-13 na hlídce v jižní části Baltského moře. Jednou akustické zařízení člunu zachytilo zvuky pohybu lodních šroubů. Velitel ponorky okamžitě vydal rozkaz poslat loď směrem k nepříteli. V

1.3.3. Hloubka ponoru

Z knihy Elektronické triky pro zvídavé děti autor Kaškarov Andrej Petrovič

1.3.3. Hloubka ponoru Ještě jednu vlastnost, kterou bych zde rád uvedl. Komunikace pod zemí je možná i při hlubším ponoření do podzemí: podzemní rádiová komunikace bude probíhat téměř ve stejné kvalitě, jako když jsou oba korespondenti umístěni v hloubce 2 metrů (v

Zhluboka se nadechněte: muž sestoupí do hloubky nepřístupné jaderným ponorkám.

Roman Fishman

Žijeme na vodní planetě, ale o pozemských oceánech toho víme méně než o některých vesmírných tělesech. Více než polovina povrchu Marsu byla artografována s rozlišením asi 20 m - a pouze 10-15 % dna oceánu bylo studováno s rozlišením alespoň 100 m. batyskafů.

Potápíme se

Hlavním problémem ve vývoji oceánů je tlak: na každých 10 m hloubky se zvyšuje o jednu atmosféru. Když počet dosáhne tisíců metrů a stovek atmosfér, všechno se změní. Kapaliny proudí jinak, plyny se chovají nezvykle... Zařízení schopná odolat těmto podmínkám zůstávají kusovým výrobkem a na takový tlak nejsou konstruovány ani nejmodernější ponorky. Maximální hloubka ponoru nejnovějších jaderných ponorek projektu 955 "Borey" je pouze 480 m.


Potápěči klesající stovky metrů se s úctou nazývají aquanauti a srovnávají je s vesmírnými průzkumníky. Ale propast moří je svým způsobem nebezpečnější než vesmírné vakuum. Pokud se stane, že se posádka pracující na ISS bude moci přesunout do ukotvené kosmické lodi a za pár hodin bude na povrchu Země. Tato cesta je pro potápěče uzavřena: evakuace z hlubin může trvat týdny. A tento termín nelze za žádných okolností zkrátit.

Existuje však alternativní cesta do hloubky. Místo vytváření stále odolnějších trupů tam můžete poslat... živé potápěče. Záznam tlaku, který testery v laboratoři vydržely, je téměř dvojnásobný oproti kapacitě ponorek. Není zde nic neuvěřitelného: buňky všech živých organismů jsou naplněny stejnou vodou, která volně přenáší tlak do všech stran.

Články neodolají vodnímu sloupci, jako pevné trupy ponorek, vnější tlak kompenzují vnitřním. Není divu, že obyvatelé „černých kuřáků“, včetně škrkavek a krevet, se v mnohakilometrové hloubce oceánského dna cítí skvěle. Některé druhy bakterií dobře snášejí i tisíce atmosfér. Člověk zde není výjimkou – jen s tím rozdílem, že potřebuje vzduch.

Pod povrchem

Kyslík Rákosové dýchací trubice znali mohykáni z Fenimore Cooper. Dnes byly duté stonky rostlin nahrazeny trubičkami z plastu, „anatomicky tvarovanými“ a s pohodlnými náustky. To jim však na účinnosti nepřidalo: fyzikální a biologické zákony zasahují.


Již v metrové hloubce stoupne tlak na hrudník na 1,1 atm – k samotnému vzduchu se přidá 0,1 atm vodního sloupce. Dýchání zde vyžaduje znatelné úsilí mezižeberních svalů a s tím si poradí jen trénovaní sportovci. Přitom i jejich síla vystačí na krátkou dobu a maximálně 4-5 m hloubky a pro začátečníky je těžké dýchat i na půl metru. Navíc čím delší trubice, tím více vzduchu obsahuje. „Pracovní“ dechový objem plic je v průměru 500 ml a po každém výdechu zůstává část odpadního vzduchu v trubici. Každý nádech přináší méně kyslíku a více oxidu uhličitého.

Pro přívod čerstvého vzduchu je nutné nucené větrání. Čerpáním plynu pod vysokým tlakem je možné usnadnit práci svalů hrudníku. Tento přístup se používá již více než století. Ruční pumpy znali potápěči od 17. století a v polovině 19. století již angličtí stavitelé, kteří stavěli podvodní základy pro mostní pilíře, dlouho pracovali v atmosféře stlačeného vzduchu. Pro práci byly použity silnostěnné podvodní komory, otevřené zespodu, ve kterých byl udržován vysoký tlak. Tedy kesony.

Hlouběji než 10 m

Dusík Při práci v samotných kesonech nenastaly žádné problémy. Ale při návratu na povrch se u stavitelů často objevily příznaky, které francouzští fyziologové Paul a Vattel v roce 1854 popsali jako On ne paie qu'en sortant – „odplata na výstupu“. Může to být silné svědění kůže nebo závratě, bolest kloubů a svalů. V nejtěžších případech se rozvinula paralýza, následovala ztráta vědomí a poté smrt.


Těžké obleky lze použít k tomu, abyste se dostali do hloubky bez jakýchkoli komplikací spojených s extrémním tlakem. Jedná se o extrémně složité systémy, které vydrží ponoření stovky metrů a uvnitř udrží pohodlný tlak 1 atm. Pravda, jsou velmi drahé: například cena nedávno představeného skafandru kanadské společnosti Nuytco Research Ltd. EXOSUIT stojí asi milion dolarů.

Problém je v tom, že množství plynu rozpuštěného v kapalině přímo závisí na tlaku nad ní. To platí i pro vzduch, který obsahuje asi 21 % kyslíku a 78 % dusíku (ostatní plyny – oxid uhličitý, neon, helium, metan, vodík atd. – lze zanedbat: jejich obsah nepřesahuje 1 %). Pokud je kyslík rychle asimilován, pak dusík jednoduše nasytí krev a další tkáně: se zvýšením tlaku o 1 atm se v těle rozpustí další 1 litr dusíku.

S rychlým poklesem tlaku se přebytečný plyn začne prudce vyvíjet, někdy pění jako otevřená láhev šampaňského. Výsledné puchýře mohou fyzicky deformovat tkáně, ucpat cévy a přerušit jejich zásobování krví, což vede k široké škále a často závažných příznaků. Fyziologové naštěstí na tento mechanismus přišli poměrně rychle a již v 90. letech 19. století bylo možné dekompresní nemoci předejít postupným a opatrným snižováním tlaku na normál - aby dusík postupně opouštěl tělo a krev a další tekutiny se „nevařily“. “.

Anglický badatel John Haldane na začátku 20. století sestavil podrobné tabulky s doporučeními pro optimální režimy sestupu a výstupu, komprese a dekomprese. Při experimentování se zvířaty a poté s lidmi - včetně sebe a svých blízkých - Haldane zjistil, že maximální bezpečná hloubka, která nevyžaduje dekompresi, je asi 10 m a při dlouhém ponoru ještě méně. Návrat z hloubky by měl být prováděn po etapách a pomalu, aby se dusík uvolnil, ale je lepší sestupovat poměrně rychle, čímž se zkrátí doba, po kterou se přebytečný plyn dostane do tkání těla. Lidé otevřeli nové hranice hloubky.


Hlouběji než 40 m

Hélium Boj s hloubkou je jako závod ve zbrojení. Když lidé našli způsob, jak překonat další překážku, udělali ještě několik kroků - a narazili na novou překážku. Po dekompresní nemoci se tedy otevřelo neštěstí, kterému potápěči téměř s láskou říkají „dusíková veverka“. Faktem je, že za hyperbarických podmínek tento inertní plyn nezačne působit hůře než silný alkohol. Ve 40. letech 20. století zkoumal omamný účinek dusíku další John Haldane, syn „stejného“. Nebezpečné experimenty jeho otce mu vůbec nevadily a v drsných experimentech na sobě i na svých kolezích pokračoval. "Jeden z našich subjektů měl prasklou plíci," zaznamenal vědec v deníku, "ale nyní se zotavuje."

Přes veškeré výzkumy nebyl mechanismus intoxikace dusíkem blíže zjištěn – totéž však lze říci o účinku běžného alkoholu. Obojí naruší normální přenos signálů v synapsích nervových buněk a možná i změní propustnost buněčných membrán, čímž se procesy výměny iontů na površích neuronů promění v naprostý chaos. Obojí se navenek projevuje podobně. Potápěč, který „chytil dusíkatou veverku“, ztrácí nad sebou kontrolu. Dokáže zpanikařit a přestřihnout hadice, nebo se naopak nechat unést převyprávěním vtipů hejnu legračních žraloků.

Narkoticky působí i další inertní plyny a čím těžší jsou jejich molekuly, tím menší tlak je potřeba, aby se tento účinek projevil. Například xenon anestetizuje za normálních podmínek, zatímco lehčí argon jen pod pár atmosférami. Tyto projevy jsou však hluboce individuální a někteří lidé, kteří se ponoří, pociťují intoxikaci dusíkem mnohem dříve než jiní.


Anestetického účinku dusíku se můžete zbavit snížením jeho příjmu do těla. Takto fungují nitroxové dýchací směsi obsahující zvýšený (někdy až 36 %) podíl kyslíku a tím i snížené množství dusíku. Ještě lákavější by bylo přejít na čistý kyslík. To by totiž umožnilo čtyřnásobné snížení objemu dýchacích lahví nebo čtyřnásobné prodloužení doby práce s nimi. Kyslík je však aktivní prvek a při dlouhodobém vdechování je toxický, zejména pod tlakem.

Čistý kyslík způsobuje intoxikaci a euforii, vede k poškození membrán v buňkách dýchacích cest. Nedostatek volného (redukovaného) hemoglobinu zároveň ztěžuje odstraňování oxidu uhličitého, vede k hyperkapnii a metabolické acidóze, spouštějící fyziologické reakce hypoxie. Člověk se dusí, přestože jeho tělo má kyslíku dostatek. Jak zjistil tentýž Haldane Jr., dokonce i při tlaku 7 atm můžete dýchat čistý kyslík ne déle než několik minut, poté začnou poruchy dýchání, křeče - to vše se v potápěčském slangu nazývá krátkým slovem "blackout" .

Kapalné dýchání

Stále polofantastickým přístupem k dobývání hloubky je použití látek, které místo vzduchu dokážou převzít dodávku plynů – například náhražka krevní plazmy perftoran. Teoreticky mohou být plíce naplněny touto namodralou kapalinou a nasycením kyslíkem ji pumpovat, což umožňuje dýchání bez jakékoli směsi plynů. Tato metoda však zůstává hluboce experimentální, řada odborníků ji považuje za slepou uličku a například v USA je používání perftoranu oficiálně zakázáno.

Proto je parciální tlak kyslíku při dýchání do hloubky udržován ještě nižší než normálně a dusík je nahrazen bezpečným a neeuforickým plynem. Lehký vodík by byl lepší než ostatní, nebýt jeho výbušnosti ve směsi s kyslíkem. Díky tomu se vodík používá jen zřídka a druhý nejlehčí plyn, helium, se ve směsi stalo běžnou náhradou dusíku. Na jejím základě se vyrábějí dýchací směsi kyslík-helium nebo kyslík-helium-dusík - helioxy a trimixy.

Hlouběji než 80 m

Komplexní směsi Zde se sluší říci, že komprese a dekomprese při tlacích desítek a stovek atmosfér se vlečou dlouho. Natolik, že to dělá práci průmyslových potápěčů – například při údržbě ropných plošin na moři – neefektivní. Čas strávený v hloubce je mnohem kratší než dlouhé sestupy a výstupy. Již půl hodiny na 60 m má za následek více než hodinovou dekompresi. Po půl hodině na 160 m bude návrat trvat více než 25 hodin – a potápěči musí jít ještě níž.

Proto se pro tyto účely již několik desetiletí používají hlubokomořské tlakové komory. Lidé v nich někdy žijí celé týdny, pracují na směny a vyjíždějí přes vzduchovou komoru ven: tlak dýchací směsi v „obydlí“ je udržován na stejné úrovni jako tlak okolního vodního prostředí. A ačkoli dekomprese při výstupu ze 100 m trvá asi čtyři dny a od 300 m - více než týden, slušná doba práce v hloubce činí tyto časové ztráty zcela oprávněnými.


Od poloviny 20. století se vyvíjely metody pro dlouhodobý pobyt v prostředí se zvýšeným tlakem. Velké hyperbarické komplexy umožnily vytvořit v laboratoři potřebný tlak a tehdejší odvážní testeři tvořili jeden rekord za druhým, postupně se přesouvali do moře. V roce 1962 strávil Robert Stenuy 26 hodin v hloubce 61 m, stal se prvním aquanautem a o tři roky později žilo šest Francouzů, dýchající trimix, v hloubce 100 m téměř tři týdny.

Zde začaly nové problémy spojené s dlouhým pobytem lidí v izolaci a ve vyčerpávajícím nepříjemném prostředí. Díky vysoké tepelné vodivosti helia ztrácejí potápěči teplo při každém výdechu plynné směsi a ve svém „domově“ musí udržovat trvale horkou atmosféru – asi 30 °C a voda vytváří vysokou vlhkost. Nízká hustota helia navíc mění zabarvení hlasu, což velmi ztěžuje komunikaci. Ale ani všechny tyto obtíže dohromady by neomezily naše dobrodružství v hyperbarickém světě. Existují důležitější omezení.

Hlouběji než 600 m

Omezit V laboratorních experimentech jednotlivé neurony rostoucí „ve zkumavce“ špatně snášejí extrémně vysoký tlak, což prokazuje nepravidelnou hyperexcitabilitu. Zdá se, že v tomto případě se vlastnosti lipidů buněčných membrán výrazně mění, takže těmto účinkům nelze odolat. Výsledek lze pozorovat i na nervovém systému člověka pod obrovským tlakem. Každou chvíli se začíná „vypínat“, upadá do krátkých období spánku nebo strnulosti. Vnímání je obtížné, tělo se třese, nastupuje panika: vzniká vysokotlaký nervový syndrom (NSVD), způsobený samotnou fyziologií neuronů.


Kromě plic jsou v těle další dutiny, které obsahují vzduch. Ale komunikují s okolím velmi tenkými kanály a tlak v nich není okamžitě vyrovnán. Například dutiny středního ucha jsou spojeny s nosohltanem pouze úzkou Eustachovou trubicí, která je navíc často ucpaná hlenem. Nepříjemnosti s tím spojené znají mnozí cestující v letadle, kteří musí pevně zavřít nos a ústa a prudce vydechnout, čímž se vyrovná tlak ucha a vnějšího prostředí. Toto „foukání“ využívají i potápěči, kteří se při nachlazení snaží nepotápět vůbec.

Přidání malého (až 9 %) množství dusíku do směsi kyslíku a hélia umožňuje tyto účinky poněkud zeslabit. Proto rekordní ponory na helioxu dosahují úrovně 200-250 m a na trimix obsahujícím dusík - asi 450 m na otevřeném moři a 600 m v kompresní komoře. Zákonodárci v této oblasti byli – a stále jsou – francouzští akvanauti. Střídavý vzduch, složité dýchací směsi, mazaný ponor a dekompresní režimy v 70. letech umožnily potápěčům překonat hranici 700 m hloubky a COMEX, vytvořený studenty Jacquese Cousteaua, učinil z COMEX světového lídra v potápěčských službách pro těžbu ropy na moři. platformy. Podrobnosti těchto operací zůstávají vojenským a obchodním tajemstvím, takže výzkumníci z jiných zemí se snaží Francouze dohnat a postupují po svých.

Sovětští fyziologové ve snaze jít hlouběji prozkoumali možnost nahrazení hélia těžšími plyny, jako je neon. V hyperbarickém komplexu Moskevského institutu biomedicínských problémů (IMBP) Ruské akademie věd a v tajném „podvodním“ NII-40 ministerstva byly provedeny experimenty simulující potápění do 400 m v kyslíkovo-neonové atmosféře. obrany, stejně jako ve Výzkumném ústavu oceánologickém pojmenovaném po. Shirshov. Síla neonu však ukázala svou nevýhodu.


Lze vypočítat, že již při tlaku 35 atm je hustota směsi kyslík-neon rovna hustotě směsi kyslík-helium při asi 150 atm. A pak – více: naše dýchací cesty prostě nejsou uzpůsobené k „pumpování“ tak hustého prostředí. Testeři IBMP hlásili, že když plíce a průdušky pracují s tak hustou směsí, dostavuje se zvláštní a těžký pocit, „jako byste nedýchali, ale pili vzduch“. V bdělém stavu si s tím zkušení potápěči ještě poradí, ale v období spánku – a do takové hloubky se nedostanete, aniž byste trávili dlouhé dny sestupováním a stoupáním – se každou chvíli probouzejí s panickým pocitem dušení. . A přestože se vojenským akvanautům z NII-40 podařilo dosáhnout laťky 450 metrů a získat zasloužené medaile Hrdinů Sovětského svazu, problém to zásadně nevyřešilo.

Stále lze vytvářet nové potápěčské rekordy, ale zdá se, že jsme dosáhli konečného limitu. Neúnosná hustota dýchací směsi na jedné straně a vysoký tlakový nervový syndrom na straně druhé zřejmě staví pod extrémní tlak definitivní hranici lidského cestování.