Воздух. Неожиданные факты о том, без чего нельзя прожить - Наталья Голубева

300 м. Акваланг состоит из баллона и регулятора давления. Внутри баллона под высоким давлением находится газовая дыхательная смесь. Состав этой смеси бывает разный и зависит от глубины и цели погружения.

Самый простой и популярный вариант дыхательной смеси – это сжатый воздух. Неоспоримый плюс – доступность: наполнить баллон можно прямо на берегу при помощи специального компрессора, который, можно сказать, «утрамбовывает» внушительный объем воздуха в довольно компактный баллон. Недостаток – его нельзя использовать на больших глубинах из-за токсического действия азота на нервную систему. Помните, в главе «Болезни от воздуха» я упоминала об этом? При повышенном давлении азот растворяется в крови, что приводит к потере контроля, галлюцинациям, а также увеличивает риск декомпрессионной болезни при всплытии. Именно поэтому для серьезных и глубоких погружений обычно используют смеси кислорода и других газов. Вот некоторые из них.

■ НАЙТРОКС (NITROX) – смесь кислорода и азота. Отличается от сжатого воздуха повышенным содержанием кислорода, например существуют найтрокс-32 (32 % кислорода) и найтрокс-36 (36 % кислорода). Из-за содержания азота эта смесь имеет те же недостатки, что и сжатый воздух, поэтому ее применяют для любительских погружений на небольшую глубину.

■ ТРИМИКС (TRIMIX) – смесь кислорода, азота и гелия. Используется в техническом дайвинге. Это сложный вид погружений, который требует планирования, остановок для декомпрессии, а также использования нескольких видов дыхательных смесей.

■ ГЕЛИОКС (HELIOX) – смесь кислорода и гелия. В этом составе исключен азот, поэтому ее используют для глубоководной фазы погружения. Забавный факт: так как гелий влияет на голосовые связки, водолаз, использующий эту смесь, говорит смешным голосом.

■ ГИДРОКС (HYDROX) – редкая дыхательная смесь из кислорода и водорода, которую используют только для научных исследований. Из-за отсутствия азота смесь можно применять на большой глубине, однако водород добавляет взрывоопасности, поэтому его добавляют только в смеси с малым содержанием кислорода.

Как я уже упоминала в главе «Болезни от воздуха», дыхательная газовая смесь в баллоне находится под давлением. Легкие человека не могут выдержать такого напора, поэтому в аквалангах используют регулятор давления – систему клапанов, которые снижают давление дыхательной смеси, поступающей из баллона. Регулятор автоматически обеспечивает нужные параметры на различной глубине.

Дыхание под водой имеет множество нюансов, о которых необходимо знать. Например, давление столба воды на аквалангиста. На больших глубинах оно непосильно для человека, поэтому погружение с аквалангом ограничено 300 м. Ниже применяют подводные аппараты.

Подводный аппарат – это защитная конструкция, призванная поддерживать жизнедеятельность экипажа, обеспечивая необходимый уровень кислорода и давления.

Они подразделяются по типам использования:

■ спасательные, военные, туристические, исследовательские;

■ для малых, средних и больших глубин;

■ автономные – передвигающиеся под водой независимо, и неавтономные – те, что постоянно соединены с судном на поверхности воды.

Если искать аналогию, подводный аппарат можно сравнить с костюмом астронавта для выхода в открытый космос. Кстати, о нем чуть позже, в этой же главе.

Подводная лодка

Можно подумать, что подводная лодка – отличный пример подводного аппарата, однако это не совсем так: субмарины относятся к классу кораблей. За дыхание на борту отвечает специальная система кондиционирования, которая поддерживает необходимые параметры воздуха.

Подводная лодка находится на глубине не всегда. Маршрут ее следования тщательно просчитан. Часть времени она движется у поверхности воды, кроме того, делает остановки на специальных инженерных сооружениях, которые называются доками. Когда лодка находится на малой глубине, она может забирать воздух для системы кондиционирования из атмосферы. Во время стоянки в доке к системе кондиционирования подключают береговое оборудование для полной замены, охлаждения или нагрева воздуха внутри лодки. Иными словами, когда подводная лодка находится над водой, она представляет собой корабль, но все меняется при погружении.

На глубине не бывает приточного воздуха, так как его просто неоткуда брать: лодка полностью герметична и окружена со всех сторон водой. В такой ситуации в систему кондиционирования подмешивается кислород, что хранится на борту подводной лодки. Запасы регулярно пополняют при помощи кислородных установок, в основе работы которых лежит процесс электролиза морской воды. Так что воздух на борту подводной лодки берется из воды.

Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, который протекает на электродах при пропускании электрического тока через раствор электролита (проводящего электрический ток вещества). При электролизе воды образуется кислород и водород.

Кислород собирают в резервуар и распределяют по отсекам подводной лодки через систему кондиционирования. Водород и накопившийся в результате дыхания углекислый газ отводят за борт при помощи специальных поглотителей-газоочистителей CO2.

А теперь давайте переместимся в небо рассмотрим, как дышат над Землей.

Пассажирский авиалайнер при разгерметизации

Высота, на которую поднимается пассажирский авиалайнер, составляет в среднем 10 000 м. Она считается идеальной неспроста: чем выше в небо, тем более разреженным становится воздух. Для самолета это прекрасно: в таких условиях он движется быстрее и тратит меньше топлива. Казалось бы, почему тогда всего 10 000 м, ведь чем выше – тем лучше? Дело в том, что слишком разреженная атмосфера не подойдет: самолет удерживается в воздухе при помощи крыльев, и, следовательно, этот воздух должен быть. Именно на высоте 10 000 м машина движется максимально эффективно, это оптимальная высота по всем параметрам, кроме нескольких: во-первых, кислорода там критически мало, а во-вторых, температура за бортом несовместима с жизнью. Поэтому самолет – полностью герметичная система со своим микроклиматом. За дыхание людей, находящихся на борту, отвечает специальная система вентиляции и кондиционирования. Но что делать, если она выйдет из строя? Или, например, случится разгерметизация салона? Чем дышать в чрезвычайной ситуации? Для подобных случаев создали кислородное оборудование, о котором я сейчас и расскажу.

Существуют отдельные системы для пассажиров и для пилотов. Оборудование для пассажиров состоит из персональных кислородных масок (те самые, которые автоматически выбрасываются над сиденьями) и кислородного блока. Вы знакомы с этой системой, потому что ее подробно демонстрируют перед каждым взлетом.

Но есть и то, что скрыто от глаз пассажира. А именно – способы подачи кислорода в маски. Их может быть два – зависит от характеристик авиалайнера. Иногда на борту применяют оба способа одновременно для подстраховки. Первый: кислородный баллон, расположенный в нижней части самолета. Его объем позволяет пассажирам дышать примерно 10–15 минут. Второй способ: кислород, который образуется во время химической реакции. Она происходит в каждой маске отдельно и начинается только тогда, когда вы тянете маску на себя. Именно поэтому бортпроводники делают на этом акцент при инструктаже и сообщают пассажирам так хорошо известное: «потяните маску на себя». При химическом способе кислород выделяется до тех пор, пока протекает химическая реакция. Длится она примерно 12 минут.

Кислородное оборудование для пилотов располагается в кабине. Маски для пилотов отличаются от пассажирских тем, что покрывают все лицо полностью. Кислород поступает из