Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М (рис. 9) представляет собой автономный дыхательный аппарат регенеративного типа с замкнутым циклом дыхания. Аппарат изолирует органы дыхания подводника от окружающей среды и предназначен для обеспечения дыхания подводника при выходе из апл, а также для временного поддержания жизнедеятельности в отсеках аварийной пл. Основные составные части аппарата ИДА-59М показаны на рис. 9:
1. Нагрудник 1 с пришитым нижним брасом 6 и поясным ремнем 16.
3. Азотно-гелиево-кислородный баллон 3 с редуктором 5 и крестовиной 4.
4. Кислородный баллон 14 с редуктором 13 и переключателем 12.
5. Клапанная коробка 9 с гофрированными трубками вдоха и выдоха.
6. Кольцевой дыхательный мешок 10, на котором располагается дыхательный автомат 8 и предохранительный клапан 11.
Нагрудник с поясным ремнем и нижним брасом служит для монтажа узлов аппарата и закрепления на туловище подводника. Регенеративный патрон (рис. 10). Его двустенный корпус вмещает 1,7…1,8 кг зернистого регенеративного вещества О-3. На верхней крышке имеются штуцера 1, 2 для присоединения к дыхательному мешку, на нижней – зарядный штуцер с колпачковой гайкой 8. Донышки внутреннего корпуса 6 оборудованы решетками 3, 7. Кольцевые полочки 5 препятствуют проходу выдыхаемой смеси вдоль стенок патрона. Выдыхаемая газовая смесь через штуцер выдоха 2 поступает в патрон, проходит через решетку 3 через слой вещества О-3, где освобождается от углекислого газа и обогащается кислородом, затем через нижнюю решетку 7 поступает в зазор между внутренней и наружной стенками и далее через штуцер вдоха 1 в дыхательный мешок. Азотно-гелиево-кислородный баллон (рис. 9) емкостью 1 литр служит для хранения искусственно приготовленной газовой смеси, содержащей 60% азота, 15% гелия и 25% кислорода при давлении 180…200 кгс/см2 (при учебных спусках допускается давление не менее 100 кгс/см2). Баллон имеет трехцветную окраску: черную с буквой «А» (азот), коричневую с буквой «Г» (гелий) и голубую с буквой «К» (кислород). К баллону с помощью резьбовых соединений подсоединены редуктор 5 и крестовина 4. Азотно-гелиево-кислородный редуктор 5 предназначен для по-нижения давления азотно-гелиево-кислородной смеси, находящейся в баллоне, до давления на 5,3 ¸ 6,6 кгс/см2 большего, чем давление окружающей среды.
Рис. 9. Аппарат изолирующий дыхательный ИДА-59М
1 – нагрудник; 2 – регенеративный патрон; 3 – азотно-гелиево-кислородный баллон; 4 – крестовина; 5 – редуктор; 6 – брасовый ремень; 7 – ремень с карабином; 8 – дыхательный автомат; 9 – клапанная коробка; 10 – дыхательный мешок; 11 – предохранительный клапан; 12 – переключатель; 13 – редуктор; 14 – кислородный баллон; 15 – карабин;16 – поясной ремень
Рис.10. Регенеративный патрон
1 – штуцер вдоха; 2 – штуцер выдоха; 3, 7 – решетки; 4 – наружный корпус; 5 – кольцевая полочка; 6 – внутренний корпус; 8 – колпачковая гайка
Азотно-гелиево-кислородный редуктор
Азотно-гелиево-кислородный редуктор состоит из запорного вентиля и редуктора, размещенных в одном корпусе. Запорный вентиль с малым крутящим моментом открывается вращением против часовой стрелки, закрывается по часовой стрелке. На корпусе редуктора имеются два штуцера: штуцер высокого давления, закрытый колпачковой гайкой и служащий для зарядки баллона АГК смесью, и штуцер низкого давления, который подсоединяется к соединительной трубке дыхательного автомата. Редуктор работает следующим образом (рис. 17). Через открытый клапан вентиля газовая смесь из баллона АГК попадает под клапан редуктора и через отверстие в седле клапана наполняет камеру низкого давления 2. Камера редуктора сверху закрыта резиновой мембраной 6, над которой помещается регулировочная пружина 7 и металлический колпачок с отверстиями. По мере наполнения камеры низкого давления резиновая мембрана 6 прогибается и сжимает регулировочную пружину 7, освобождая толкатель клапана, который в свою очередь дает возможность клапану 3 редуктора под действием пружины перемещаться вверх до полного перекрытия отверстия в седле клапана редуктора. Приток газа в камеру низкого давления прекращается, если газ из камеры низкого давления не расходуется. При истечении газа мембрана 6 прогибается вниз, клапан 3 редуктора под действием толкателя снова открывается и пропускает газ в камеру низкого давления. Из камеры низкого давления через канал и фильтр газ попадает в крестовину 1. Крестовина служит для соединения камеры низкого давления азотно-гелиево-кислородного редуктора с пускателем 4 ДГБ и дыхательным (легочным) автоматом 13, для чего к крестовине присоединены соединительная трубка дыхательного автомата и шланг 10 с ниппелем байонетного замка 9 от ДГБ (см. рис. 16). В одном из штуцеров крестовины расположен предохранительный клапан, стравливающий азотно-гелиево-кислородную смесь из камеры низкого давления редуктора АГК при давлении на 14…17 кгс/см2 больше окружающего. Кислородный баллон емкостью 1 литр служит для хранения медицинского кислорода (99%, не более 1% азота) при давлении 180…200 кгс/см2 (при учебных спусках допускается давление не ниже 100 кгс/см2). На баллоне имеются редуктор 23 с запорным вентилем и переключатель 20 (см. рис. 17). Кислородный редуктор по устройству аналогичен азотно-гелиево-кислородному редуктору, но в отличие от него имеет герметичный колпачок. Поэтому под колпачком на любой глубине сохраняется атмосферное давление в 1 кгс/см2. В связи с этим давление в камере низкого давления кислородного редуктора также остается постоянным – 5,5 ¸ 6,5 кгс/см2 – в течение всего периода работы редуктора и не зависит от величины окружающего давления. На глубине 55…65 м, когда давление окружающей среды становится равным давлению в камере редуктора, истечение кислорода в дыхательный мешок полностью прекращается.
Клапанная коробка (рис. 11) с гофрированными трубками вдоха и выдоха служит для:
– присоединения дыхательного аппарата к гидрокомбинезону;
– обеспечения во время дыхания циркуляции газовой смеси в аппарате по замкнутому циклу;
– для включения на дыхание в аппарат и переключения на дыхание в атмосферу.
Клапанная коробка состоит из корпуса, слюдяных клапанов вдоха 5 и выдоха 3, прижимаемых пружинами, и пробкового крана 8.
Рис.11. Клапанная коробка:
1 – патрубок выдоха; 2 – направляющая клапана; 3 – клапан выдоха; 4 – прокладка; 5 – клапан вдоха; 6 – патрубок вдоха; 7 – штуцер; 8 – пробковый кран
Клапанная коробка трубкой вдоха с патрубком 6 соединена с дыхательным мешком, трубкой выдоха с патрубком 1 с регенеративным патроном. При вдохе в клапанной коробке создается разряжение, вследствие чего клапан выдоха 3 закрывается, а клапан вдоха 5 открывается и дыхательная смесь поступает в легкие. При выдохе в клапанной коробке давление повышается, клапан вдоха 5 закрывается, а клапан выдоха 3 открывается и пропускает выдыхаемую газовую смесь в регенеративный патрон. С помощью пробкового крана 8 производится включение в аппарат (ручка крана при этом поворачивается в сторону кислородного баллона) или переключение на дыхание в атмосферу (ручка крана при этом поворачивается в сторону АГК-баллона). Клапанная коробка имеет штуцер 7 для подсоединения к маске с переговорным устройством или гидрокомбинезону СГП-К при помощи накидной гайки.
Дыхательный мешок (рис. 12) имеет кольцевую форму и выполнен в виде воротника, облегающего шею подводника. Такая форма дыхательного мешка улучшает остойчивость, что особенно важно при свободном всплытии, и поддерживает голову подводника над поверхностью воды после всплытия. Вместимость дыхательного мешка 6…8 л. Изготовлен он из мягкой прорезиненной ткани и крепится к нагруднику с помощью шлевок. В верхней части дыхательного мешка (на тыльной стенке) размещен автоматический пускатель (дыхательный автомат) 3. В нижней части закреплены гофрированные трубки выдоха 5 и вдоха 1, предохранительный клапан 6, два штуцера 8 с накидными гайками для присоединения регенеративного патрона, штуцера 7 и 9 для присоединения кислородного и азотно-гелиево-кислород-ного баллонов. Внутри мешка имеется тройник 10, соединяющий трубку вдоха 1 с отрезком трубки от регенеративного патрона и дыхательной трубкой 4, имеющей боковые отверстия по всей длине. Эти отверстия обеспечивают поступление газовой смеси на вдох из мешка при любом положении подводника. Соединительная трубка 2 подводит газовую смесь из АГК-баллона под клапан дыхательного автомата. Дыхательный автомат (автоматический пускатель) (рис. 13) обеспечивает автоматическое пополнение дыхательного мешка азотно-гелиево-кислородной смесью при погружении или вырав-нивании давления с окружающим в необходимом для дыхания подводника объеме.
Рис. 12. Дыхательный мешок:
1 – трубка вдоха; 2 – соединительная трубка; 3 – дыхательный автомат; 4 – дыхательная трубка; 5 – трубка выдоха; 6 – предохранительный клапан; 7, 8, 9 – штуцеры; 10 – тройник
Внутренняя полость дыхательного автомата изолируется от окружающей среды эластичной мембраной 1, прижимаемой к корпусу защитной крышкой 2 с резьбовым кольцом 3. Газовая смесь через штуцер 6 с фильтром 7 подводится к клапану 5, который прижимается к седлу пружиной 8. Усилие на шток клапана передается рычагами 11 и 12, высота расположения которых регулируется винтом 4 и гайкой 13. Усилие открытия регулируется винтом 9, сжимающим пружину 10. В дыхательный мешок газовая смесь поступает через вырезы в днище корпуса. Дыхательный автомат перепускает газовую смесь при разря-жении в мешке 110…160 мм вод.ст. Предохранительный клапан (рис. 14) обеспечивает сброс избытка газовой смеси из дыхательного мешка аппарата как в процессе его использования, так и при хранении на подводной лодке.
Рис.13. Дыхательный автомат:
1 – мембрана; 2 – крышка; 3 – резьбовое кольцо; 4, 9 – винты; 5 – клапан; 6 – штуцер; 7 – фильтр; 8, 10 – пружины; 11, 12 – рычаги; 13 – гайка
Рис.14.Предохранительный клапан
1 – крышка; 2, 3 – пружины; 4 – шток; 5 – клапан-мембрана; 6 – обратный клапан; 7 – корпус; 8, 9 – гайки
Он устанавливается в нижней части дыхательного мешка и закрепляется накидной гайкой 8. Конструктивно он представляет собой сочетание двух клапанов: основного – клапана-мембраны 5 и обратного резинового клапана 6. При повышении давления в дыхательном мешке мембрана 5, преодолевая усилия пружин 2, 3, отходит от седла и открывает выход избыточной газовой смеси через боковые отверстия в корпусе 7. Дыхание подводника в аппарате (см. рис. 9) осуществляется через клапанную коробку 9, которая присоединяется к ниппелю шлема гидрокомбинезона СГП-К. Необходимый для дыхания состав газов в дыхательном мешке 10 обеспечивается за счет поглощения углекислого газа и выделения кислорода химическим веществом регенеративного патрона 2, подачи кислорода через кислородный переключатель 12, а также подачи азотно-гелиево-кислородной смеси через легочный автомат 8. Все узлы аппарата ИДА-59М смонтированы на нагруднике 1, с помощью которого аппарат закрепляется на туловище подводника поверх гидрокомбинезона СГП-К. На брасовом ремне 6 нагрудника закрепляется ремень с карабином 7, который служит для удержания подводника в люке подводной лодки в процессе шлюзования при выходе свободным всплытием через спасательные люки, оснащенные блоком подачи воздуха. Карабин аппарата 15 предназначен для удержания подводника при выходе из подводной лодки на буйрепе около мусинга. Ремень карабина 15 закреплен на поясном ремне 16 аппарата. С помощью штуцера крестовины 4 аппарат ИДА-59М соединяется с ДГБ (см. рис. 16). Предварительно со штуцера отвертывается колпачковая гайка.
В комплекте аппарата имеется маска (рис. 15), предназначен-ная для использования аппарата ИДА-59М без гидрокомбинезона СГП-К в сухих и частично затопленных отсеках подводной лодки. Маска позволяет дышать в аппарате и обеспечивает изоляцию органов дыхания и глаз от окружающей газовой или водной среды.
Рис. 15. Маска:
1 – лямки; 2 – очки; 3 – переговорное устройство; 4 – угольник; 5 – накидная гайка; 6 – прокладка
С помощью угольника 4 и накидной гайки 5 с прокладкой 6 маска присоединяется к клапанной коробке аппарата. Для крепления и плотного прилежания маски по контуру лица она имеет лямки 1, которые позволяют подогнать маску по размеру головы. Маска выпускается трех размеров:
1 – малый,
2 – средний,
3 – большой.
Дополнительный гелиевый баллон (рис. 16) используется совместно с аппаратом ИДА-59М для выхода подводников с глубин более 100 м при обеспечении силами. Поисково-спасательной службы ВМФ. Баллоны ДГБ поставляются в сборе с редуктором, пускателем, соединительными шлангами и арматурой. Баллон 1 с гелием заключен в чехол 7. В кармане 6 чехла размещен пускатель, соединенный шлангом 5 с тройником 3 редуктора. Шлангом 10 с байонетным замком 9 и накидной гайкой 8
Рис. 16. Дополнительный гелиевый баллон:
1 – баллон; 2 – редуктор; 3 – тройник; 4 – карабин; 5, 10 – шланги; 6 – карман чехла; 7 – чехол; 8 – накидная гайка; 9 – байонетный замок
Баллон ДГБ подсоединяется к крестовине азотно-гелиево-кислород-ного баллона. Редуктор 2 с запорным вентилем ввернут в горловину баллона. Карабином 4 баллон закрепляется к поясному ремню аппарата. Габаритные размеры ДГБ и его деталей в сборе не превышают 330×160×110 мм, масса баллона 3,2 кг, вместимость 1,3 л, рабочее давление 20 МПа (200 кгс/см2). Редуктор гелиевого баллона по устройству и принципу действия аналогичен редуктору азотно-гелиево-кислородного баллона, но в отличие от него отрегулирован на установочное давление 1…1,2 МПа (10…12 кгс/см2).
Принципиальная схема действия
При вдохе (рис. 17) газовая смесь из дыхательного мешка 17 через гофрированную трубку 8 и клапан вдоха 9 поступает в органы дыхания. При выходе газовая смесь через клапан выдоха 14 и гофрированную трубку 16 поступает в регенеративный патрон 27 с химическим веществом О-3. Очищенная от углекислого газа и обогащенная кислородом газовая смесь поступает в дыхательный мешок 17, где смешивается с газами, поступающими из баллонов аппарата и ДГБ через механизмы подачи газовых смесей 13 и 20. Кислородный редуктор 23 и переключатель 20 на глубинах от 0 до 55…65 м обеспечивают непрерывную подачу кислорода в дыхательный мешок 17 из кислородного баллона. Подача кислорода зависит от глубины и режимов работы аппарата «погружение-всплытие». B период повышения давления окружающей среды на глубинах от 0 до 20 м клапан 21 переключателя открыт, седло 24 перекрыто мембраной 26, кислород через дюзы Д1, Д2 и Д3 поступает в дыхательный мешок. Подача кислорода определяется тарировкой дюзы Д1 и составляет 0,3…0,6 л/мин. На глубине 20…24 м давление в полости воздействует на мембрану 19 прогибает ее, преодолевая усилие пружины 18, вследствие чего клапан 21 под воздействием пружины 22 закрывается, подача кислорода осуществляется через дюзы Д1 и Д3 (около 1 л). На глубинах 25…30 м мембрана 26 под воздействием этого давления, преодолевая усилие пружины 25, открывает седло 24, кислород из редуктора поступает через отверстие седла 24. Так как проходное сечение отверстия седла 24 намного больше проходного сечения дюз Д2 и Д3, то давление, действующее на мембрану 26, возрастает до значения давления кислорода на выходе из редуктора. Усилие от воздействия давления на поверхность мембраны 26 становится значительно больше усилия пружины 25, и седло 24 остается открытым в процессе дальнейшего погружения и всплытия. При подъеме на поверхность подача кислорода из кислородного баллона возобновляется на глубине 55…65 м. Подача кислорода осуществляется через дюзу Д3 (около 1 л/мин). По мере подъема подача кислорода увеличивается. На глубине 20…24 м усилие пружины 18 преодолевает газовое давление на мембрану 19, клапан 21 открывается, начинается поступление кислорода в дыхательный мешок через дюзы Д2 и Д3 (3,0…4,4 л/мин). Такая подача кислорода остается и после подъема на поверхность. При повышении окружающего давления или при возникновении разрежения в дыхательном мешке 17 мембрана 2 дыхательного автомата 3, прогибаясь, через систему рычагов открывает клапан 11 и обеспечивает поступление газовой смеси в дыхательный мешок. Таким образом, при выходе с глубин менее 100 м при компрессии в шлюзовом устройстве дыхательный мешок 17 пополняется 25%-ой азотно-гелиево-кислородной смесью, поступающей из АГК-баллона через редуктор, тройник 1 и клапан 11 дыхательного автомата 13. В случае выхода с глубин более 100 м дыхательный аппарат работает совместно с ДГБ. В этом случае в дыхательный мешок 17 подается гелий, поступающий из ДГБ через редуктор 5, пускатель 4 и дыхательный автомат 13. Так как давление на выходе из редуктора 5 (10…11 гс/см2) больше давления, создаваемого редуктором АГК-баллона (5,3…6,6 кгс/см2), то мембрана 6 под воздействием давления поступающего гелия, преодолевая усилие пружины 7, прогибается и обеспечивает закрытие клапана 3. Подача азотно-гелиево-кислородной смеси к дыхательному автомату 13 прекращается на глубинах 75…90 м, и взамен ее в дыхательный мешок подается гелий.
Рис. 17. Принципиальная схема действия аппарата ИДА-59М:
1 – крестовина; 2 – камера редуктора; 3,11,21 – клапаны; 4 – пускатель ДГБ; 5,23 – редукторы; 6,12,19,26 – мембраны; 7,18,22,25 – пружины; 8 – трубка вдоха; 9 – клапан вдоха; 10 – клапанная коробка; 13 – дыхательный автомат; 14 – клапан выдоха; 15 – предохранительный клапан; 16 – трубка выдоха; 17 – дыхательный мешок; 20 – кислородный переключатель; 24 – седло клапана; 27 – регенеративный патрон
Характеристика регенеративных веществ и газов, применяемых для дыхания в аппарате ИДА-59М
Для регенерации газовой среды в изолирующем дыхательном аппарате ИДА-59М используют гранулированное регенеративное вещество О-3 на основе надперекиси калия К 2 О 4 . Химическая реакция поглощения углекислого газа и влаги из выдыхаемой подводником газовой смеси и насыщения ее кислородом может быть представлена в следующем виде:
К снаряжению регенеративных патронов допускают регенера-тивные вещества, содержащие кислорода не менее 130 л/кг и двуокиси углерода – не более 15 л/кг. В качестве поглотителя двуокиси углерода используется химический поглотитель известковый (ХПИ). Вещество ХПИ используется в основном при отработке личным составом учебных задач в условиях учебно-тренировочных станций и комплексов. Процесс поглощения двуокиси углерода может быть представлен в виде:
К использованию допускается поглотитель с содержанием двуокиси углерода не более 20 л/кг. Вещество О-3 является химически активным. Оно бурно реагирует с водой, маслом, спиртом и жидким топливом. Поэтому при работе с веществом О-3, а также при хранении заряженных аппаратов на пл следует соблюдать строжайшие меры предосторожности во избежание взрывов и пожаров. Для анализа регенеративного вещества О-3 на содержание кислорода и двуокиси углерода и поглотителя ХПИ на содержание двуокиси углерода применяется прибор кальциметр. Пробы на анализ гранулированного регенеративного вещества или химического поглотителя отбираются из каждого вновь вскрываемого барабана (емкость для транспортировки и хранения вещества). Из трех различных мест барабана отбирают не менее трех проб. Для дыхания в аппарате ИДА-59М используется медицинский газообразный кислород (99% О2 и 1% N2), ГОСТ 5583−78. Пользоваться техническим кислородом для дыхания водолазов запрещается. Кислород получают с завода и в транспортных баллонах доставляют на учебно-тренировочные станции и комплексы, где им набивают кислородные баллоны аппаратов ИДА-59М. Для набивки АГК-баллонов используют 25% азотно-гелиево-кислородную смесь, которая содержит 25% кислорода, 15% гелия и 60% азота. При этом максимальное парциальное давление кислорода, применяемое при спасении подводников из аварийной подводной лодки, несколько превышает установленное для водолаз-ных спусков (1,3…1,8 ата). Поэтому сроки пребывания на глубинах 80…100 м при дыхании 25% азотно-гелиево-кислородной смесью для предупреждения кислородного отравления ограничены 15…20 мин. Использование 25% АГК-смеси благодаря повышенному парциальному давлению кислорода обеспечивает некоторое увеличение сроков пребывания под водой под наибольшим давлением при выходе с глубин до 100 м включительно без опасности возникновения у подводников декомпрессионной болезни. В то же время выход личного состава из аварийной подводной лодки на этой смеси методом подъема по буйрепу позволяет применить более короткие режимы. При выходе с глубины более 100 м эта смесь для дыхания непригодна из-за опасности кислородного отравления и должна разбавляться в дыхательном мешке аппарата чистым гелием из ДГБ. Проведение анализов воздуха на содержание вредных веществ, проверка состава газовых смесей по кислороду производится через каждые три месяца эксплуатации компрессорных установок, перед началом эксплуатации вновь установленных или отремонтированных компрессоров, воздушных магистралей и баллонов. Заключение о пригодности регенеративных веществ, химпогло-тителя, газовых смесей и воздуха для дыхания водолазов независимо от места выполнения анализов дает врач-спецфизиолог (врач) корабля (организации ВМФ) или лицо, осуществляющее медицинское обеспечение водолазных спусков.
Inspiration - первый сертифицированный в странах ЕС дыхательный аппарат замкнутого цикла. Глубина применения - до 50 м (рекомендуемая - до 40 м) с воздухом в качестве разжижающего газа и до 100 м с гелиоксом
Акроним SCUBA расшифровывается как Self-Contained Underwater Breathing Apparatus (автономный подводный дыхательный аппарат ). При пользовании системой с открытым циклом дыхания большую часть вдыхаемого кислорода мы просто выдыхаем в воду.
Слева. Дайвер готовится использовать регенератор при прохождении курса
Try-a-Rebreather в британском клубе BS-AC
В центре. Рекреационным
регенератором Drager Dolphin Rebreather полузамкнутого цикла на найтроксе
пользоваться легче, чем аппаратами замкнутого цикла.
Справа. Вот что скрыто
под футуристическим корпусом регенератора замкнутого цикла Ambient Pressure
(Buddy) Inspiration
Некоторые компании трансформировали регенераторы замкнутого и полузамкнутого цикла дтя нужд рекреационного дайвинга . Выдыхаемый дайвером углекислый газ химическим способом извлекается из выдыхаемого газа в результате пропускания последнею через известково-содовый скруббер с выделением смеси гидроксидов кальция и натрия. В очищенный таким образом газ добавляется некоторое количество кислорода, и получаемая в итоге смесь вновь вдыхается.
 |
Акваланг
открытого дыхательного цикла |
 |
Дыхательный аппарат
полузамкнутого
цикла 1. Загубник 2. Запорный клапан загубника 3. Нижний обратный клапан 4. Верхний обратный клапан 5. Поглотитель СО2 6. Контрланг 7. Предохранительный клапан 8. Баллон с дыхательным газом 9. Вентиль баллона 10. Регулятор 11. Байпас подачи дыхательного газа с ручной регулировкой 12. Манометр |
 |
Дыхательный аппарат
замкнутого цикла 1. Загубник 2. Запорный клапан загубника 3. Нижний обратный клапан 4. Верхний обратный клапан 5. Поглотитель СО2 6. Контрланг 7. Клапан подачи разжижающего газа 8. Предохранительный клапан 9. Баллон с разжижающим газом 10. Запорный вентиль 11. Регулятор разжижающего газа 12. Байпас подачи разжижающего газа с ручной регулировкой 13. Манометр разжижающего газа 14. Баллон с кислородом 15. Запорный вентиль 16. Кислородный регулятор 17. Байпас подачи кислорода с ручной регулировкой 18. Кислородный манометр 19. Кислородные датчики 20. Кабели кислородных датчиков 21. Электронный блок 22. Кислородный электромагнитный клапан 23. Основной дисплей 24. Вспомогательный дисплей |
Поскольку химическая реакция, в результате которой поглощается двуокись углерода, ваяется экзотермической, идет с выделением тепла и влаги, вдыхаемый газ теплый и влажный. Регенераторы замкнутого цикла не выбрасывают в воду никакого газа. Регенераторы полузамкнутого цикла выбрасывают малую часть выдыхаемого газа при каждом выдохе. В итоге дайверы могут длительное время оставаться под водой, располагая лишь небольшим объемом дыхательной смеси. Регенераторы могут работать на найтроксе, а для более глубоких погружений - на граймиксе или гелиоксе.
Дыхательные аппараты подобною типа требуют тщательной подготовки и проверки работоспособности. Они нуждаются в довольно сложном обслуживании, требуют постоянного контроля за показаниями измерительных приборов.
Преимущества использования регенератора
- Эффективность использования газа, что существенно, когда дело касается дорогих газов, в особенности гелия.
- Лучшая видимость в замкнутом пространстве из-за меньшего количества взвешенных твердых частиц в воде.
- Тихая работа, благодаря чему дайвер может ближе подойти к особенно осторожным морским обитателям.
Недостатки
- Высокая стоимость - регенераторы в целом дороже обычных аквалангов.
- Сложность эксплуатации требует дополнительной подготовки, неукоснительного внимания к деталям, так как аппараты включают большое число компонентов, способных выйти из строя. Теплая и влажная среда внутри шлангов и контр-ланга идеальна для развития бактерий - эти элементы необходимо разбирать и чистить после каждого дня погружений.
- Большинство производителей отказываются продавать регенераторы тем. кто не прошел специального курса подготовки но эксплуатации подобных аппаратов.
Рост популярности.
Современные дыхательные аппараты открытого цикла, или обычные акваланги, начали активно использоваться после 1943 года, когда их изобрёл Жак Ив Кусто и Эмиль Гальяно. Аппараты замкнутого цикла долгое время оставались невостребованными.
В 1987 году в рамках проекта «Wakulla springs» под руководством доктора наук Вильяма Стоуна при исследовании пещерной системы длиной в 5 км был опробован CisLunar Mark I - аппарат замкнутого типа, который продемонстрировал определённые преимущества перед аквалангами. С этого времени интерес к данному виду дыхательных аппаратов стал возрастать.
Ребризеры и их основные типы
Дыхательные аппараты замкнутого типа называют обычно ребризерами, от английского слова «rebreather», то есть «перевдыхатель». Отработанный дыхательный газ в них не отводится в воду, а, освобождаясь от углекислого газа, обогащается кислородом, затем вновь подаётся для дыхания. Поэтому устроены ребризеры сложнее аквалангов.
Помимо шланга, соединяющего баллон с загубником, имеется второй - для возврата отработанной смеси в контур. Обязательно присутствует полужесткий или мягкий мешок с ловушкой для воды для приёма выдыхаемой смеси, давление которой должно быть равно внешнему давлению воды. Далее смесь подаётся в канистру, в которой углекислый газ из неё удаляется химическим поглотителем. Последующее добавление кислорода осуществляется в каждом типе аппарата своим способом.
Основным критерием классификации ребризеров является степень замкнутости дыхательного цикла. Есть аппараты полностью замкнутого цикла, или CCR-ребрирезы, в которых выдыхаемая смесь полностью идёт на переработку. Газ в них отводится в воду, но лишь при всплытии, через травящий клапан. Уменьшающееся давление приводит к расширению смеси, поэтому её излишки удаляются.
Полузамкнутые аппараты, называемые SCR-ребризерами, предусматривают использование искусственных дыхательных смесей (Trimix, Nitrox, Heliox), а не чистого кислорода, поэтому появляющуюся избыточную часть азота и гелия необходимо периодически удалять из дыхательного контура.
Ребризеры замкнутого цикла
Конструкция ребризера, работающего на чистом кислороде, наиболее проста и легка, аппарат не оставляет пузырьков в воде, поэтому популярен у биологов и военных. Однако использование одного кислорода вносит ограничения. При увеличении давления он становится токсичным, негативно воздействуя на дыхательную и нервную системы. В связи с этим глубина для погружений не должна превышать 7-10 м. Кислород, к тому же, способствует быстрому развитию кариеса.
Одна из разновидностей кислородного ребризера - аппарат с химической регенерацией смеси для дыхания. В поглотительной канистре происходит выделение объёма кислорода, равного поглощённому углекислому газу, что позволяет пробыть под водой рекордное количество времени - до 6 часов. Из-за опасности регенерирующего вещества, выделяющего щёлочь при попадании в него воды, такие аппараты уже почти не используются.
Существуют ребризеры, позволяющие работать с искусственными смесями для дыхания, что позволяет погружаться на довольно большие глубины. В одних аппаратах используется электронная система управления подачей кислорода в дыхательный контур, слабым местом которой являются электрохимические датчики, требующие регулярной замены, и электромагнитный клапан. Известные представители - CIS Lunar, Buddy Inspiration. В других управление полуавтоматическое, где поступление кислорода контролируется дайвером.
Полузамкнутые ребризеры
Различие в конструкции ребризеров полузамкнутого цикла заключается в том, как происходит подача дыхательной смеси. В аппаратах с активной подачей дыхательная смесь при открытии вентиля на баллоне непрерывно подаётся в дыхательный контур через дюзу с пропускной способностью, меняющейся с глубиной и от применяемой смеси. Такие ребризеры просты конструктивно и в обслуживании, рассчитать план погружения с ними легко, так как расход смеси на любой глубине примерно одинаков. Возможно, поэтому они и получили наибольшую популярность среди других типов ребризеров. Известные аппараты этого типа - Ray и Draeger Dolphin, Atlantis и Azimuth.
В аппаратах с пассивной подачей смеси количество удаляемого и поступающего газа не регулируется в зависимости от давления, то есть от глубины, поэтому рассчитывать расход газовой смеси приходится как для обычного акваланга. Но у ребризера, в отличие от акваланга, запас времени нахождения под водой в несколько раз больше, так как в нём стравливается не весь объём выдыхаемого газа, а примерно от 10 до 30 процентов. Известные аппараты данного типа - это Halcyon RB-80 (аналог - европейский RB2000).
Ребризер или акваланг?
Ребризеры выигрывают у обычных аквалангов меньшей шумностью и меньшим количеством пузырей, неизменной плавучестью при вдохе и выдохе, так как объём смеси не уменьшается, или почти не уменьшается на выдохе. Поглощение углекислого газа приводит к выделению влаги и теплоты, которые делают вдыхаемый дайвером воздух более приятным, что повышает устойчивость к декомпрессионной болезни. Кроме того, время нахождения под водой с ребризером увеличивается, а доставка газовых смесей к месту погружения за счёт снижения их требуемого объёма не доставляет столько хлопот. Ребризеры замкнутого цикла на смесях позволяют достичь больших глубин, чем пороговые 40 м для остальных аппаратов.
Почему же ребризеры не вытеснили обычные акваланги? У них имеются свои недостатки. Эти аппараты дороже стоят, сложнее в обслуживании, имеют больший вес и размеры, они неудобны для использования двумя дайверами в критических ситуациях, требуют обеспечения расходными материалами, такими как поглотитель и различные датчики. Кроме того, ребризер удобнее использовать в команде.
Как видно, преимущества каждого типа дыхательных аппаратов уравновешиваются его недостатками, поэтому и ребризеры, и акваланги достойны того, чтобы находить своё применение. При выборе следует чётко знать, для чего будет использоваться аппарат, какого типа аппараты используются в команде. Выбор в пользу ребризера не заставит разочароваться в нём. Они не зря начинают завоёвывать в последнее время популярность в России
по материалам сайта aqua-globus.ru
Ребризер - это рециркуляционный дыхательный аппарат, то есть такой аппарат, в котором в отличие от акваланга (SCUBA) при выдохе дыхательная смесь не удаляется в воду совсем или удаляется не полностью. Вместо этого отработанная смесь обрабатывается для возможности повторного дыхания ей (re-breathe - повторный вдох). Для этого нужно удалить из смеси двуокись углерода
(углекислый газ) и добавить в смесь кислород
.
Первая задача решается во всех ребризерах одинаково - в их составе всегда имеется включенная в дыхательный контур емкость (поглотительная канистра), которая заполнена химическим веществом, активно поглощающим углекислый газ.
Вторая задача - добавление в смесь кислорода - решается в различных типах ребризеров по разному. Давайте рассмотрим это поподробнее...
Какие бывают ребризеры?
Все ребризеры по принципу действия можно разделить на две большие группы: полузамкнутые
и полностью замкнутые
.
В замкнутых
ребризерах (CCR - Closed Circuit Rebreathers) выдыхаемая смесь полностью поступает на переработку и после удаления углекислого газа в нее добавляется чистый кислород. Нельзя сказать, что смесь у этих типов ребризеров совсем не вытравливается в воду, скорее она не вытравливается при плавании на постоянной глубине. При всплытии, то есть при уменьшении внешнего давления, дыхательная смесь расширяется и ее излишек удаляется в воду через травящий клапан.
Полузамкнутые
ребризеры (SCR - Semi Closed Rebreathers) отличаются от замкнутых тем, что смесь из дыхательного контура удаляется даже при плавании на постоянной глубине, но количество удаляемой смеси намного меньше, чем у обычного акваланга. Удаление части смеси необходимо потому, что для поддержания необходимого уровня кислорода в дыхательной смеси здесь используется не чистый кислород, а искуственные дыхательные смеси типа Nitrox, Trimix и Heliox. Поэтому необходимо удалять избыток нейтральных газов: азота и гелия.
В свою очередь и замкнутые и полузамкнутые ребризеры могут быть нескольких типов по принципу, которым поддерживается оптимальный состав дыхательной смеси.
Замкнутые:
1) Кислородные ребризеры
(CCOR - Closed Circuit Oxygen Rebreather) работают на чистом кислороде, т.е. дайвер дышит чистым кислородом без примеси любых нейтральных газов. Такой принцип упрощает конструкцию и уменьшает размеры, но и вносит свои ограничения. Мы с Вами знаем, что кислород становиться токсичным при увеличении парциального давления свыше 0.5 бар. При этом токсичность проявляется в двух формах: легочной (исчисляемой в OTU - Oxygen Tolerance Units) и судорожной (исчисляемой по воздействию на центральную нервную систему CNS - Central Nervous System). Максимально безопасным парциальным давлением кислорода для дайверов считается значение 1.6 бара (обычно 1.4 для продолжительных экспозиций) и только в эксренных случаях допускается кратковременное увеличение его до 2.0 бара (3.0 во Французских и Российских ВМФ). С учетом того, что в дыхательном контуре аппарата все равно остается немного нейтрального газа, максимальная глубина погружения в таких аппаратах ограничена 7-ю метрами (10 метров в экстренных случаях).
Другим негативным фактором действия чистого кислорода является то, что он "дает подпитку" любым проявлениям кариеса или других заболеваний ротовой полости. Поэтому при использования таких аппаратов не забывайте регулярно посещать стоматолога (что кстати рекомендуется и всем дайверам) и проблем с зубами у Вас не будет.
Благодаря небольшим размерам, большой автономности и, главное, отсутствию выдыхаемых пузырьков такие аппараты пользуются большой популярностью у военных и подводных биологов.
Наиболее известные представители этого типа: Draeger LAR VI и OMG Castoro C-96.
2) Кислородные ребризеры с химической регенерацией дыхательной смеси
(СССR - Closed Circuit Chemical Rebreather). Схожи по конструкции с ребризерами предыдущего типа, но отличаются принципом возобновления содержания кислорода в смеси. Дело в том, что в отличие от поглотительного вещества, которое просто поглощает углекислый газ, в канистры таких аппаратов заряжается регенерирующее вещество, которое при поглощении 1 литра углекислого газа выделяет примерно 1 литр кислорода.
При малых размерах такие аппараты обладают фантастической автономностью. Например, при использовании типичного представителя этой группы советского аппарата ИДА-71 удавалось плавать под водой в течении 6!!! часов.
К сожалению регенеративное вещество очень капризно в использовании. При попадании воды в поглотительную канистру происходит выделение пенообразной щелочи, получается тот самый "каустический коктейль", которым пугают дайверов, говоря о ребризерах (это один из самых распространенных мифов). Этот "коктейль" может очень сильно повредить ротовую полость, гортань, трахею и даже легкие дайвера. Обычное поглотительное вещество ведет себя гораздо спокойнее. Да, щелочь выделяется при намокании, но без бурной реакции и определить поступление воды можно не попробовав смесь на вкус, а просто по затрудненности дыхания.
Такой тип аппаратов применялся только военными и то только двух стран - СССР и Франции. Сейчас из-за сложности обращения с регенеративными веществами этот тип аппаратов отходит в прошлое.
3) Ребризеры на дыхательных смесях с электронным управлением
(CCMGR - Closed Circuit Mixed Gas Rebreather). Как ясно из названия, этот тип ребризеров имеет электронную систему управления, которая включает в себя датчик парциального давления кислорода, электронную схему, которая анализирует содерхание кислорода в смеси и дает сигнал электрическому клапану добавить чистый кислород в дыхательный контур до оптимального уровня. Преимущества такой схемы ясны: возможность работы с газовыми смесями (а не чистым кислородом) и как следствие погружаться практически на любую глубину, всегда оптимальное парциальное давление кислорода на любой глубине, отсутствие пузырьков при плавании, максимально возможоая экономия дыхательной смеси и большая автономность. С другой стороны это сложная конструкция с возможностью отказа электроники, сложная и дорогостоящая в обслуживании. Датчики работающие на электрохимическом принципе, имеют ограниченный срок использования при высокой цене и требуют замены как правило не реже раза в год.
Наиболее известные представители типа: Buddy Inspiration, CIS Lunar.
4) Ребризеры на дыхательных смесях с полуавтоматическим управлением
(ребризер KISS). Отличаются от предыдущего типа тем, что датчики и электронная схема занимаются только мониторингом парциального давления кислорода, а дайвер сам добавляет кислород в дыхательный контур при необходимости.
Наиболее грамотная схема такого типа аппаратов предусматривает автоматическую постоянную подачу кислорода через дюзу в количествах, меньших чем необходимо дайверу, а дайвер добавляет кислород только для поддержания оптимального уровня парциального давления. В этом случае количество ручных манипуляций с аппаратом сильно сокращается с одной стороны и с другой отсутствует одна из точек отказа - электромагнитный клапан.
Полузамкнутые:
1) С активной подачей дыхательной смеси
(CMF SCR - Constant Mass Flow Semi Closed Rebreathers). В этих аппаратах при открытии вентиля баллона, содержащего дыхательную смесь, она начинает непрерывно подаваться через калиброванную дюзу в дыхательный контур. Парциальное давление кислорода поддерживается за счет удаления точно такого же (!!!) количества отработанной смеси в воду. Скорость подачи свежей смеси (литры в минуту) зависит от пропускной способности дюзы и выбирается в зависимости от глубины погружения и состава дыхательной смеси.
Привлекательными чертами в использовании такого типа ребризеров являются простота конструкции, легкость расчетов, и обслуживания. Длительность погружения (по запасам дыхательной смеси) практически не зависит от глубины, потому, что на всех глубинах потребление смеси из баллона меняется очень незначительно, с другой стороны парциальное давление кислорода в дыхательном контуре очень сильно (даже больше чем у обычного акваланга!!!) зависит от двух факторов: глубины погружения и двигательной активности дайвера (то есть потребления кислорода).
Наиболее известные представители типа: Draeger Dolphin и Ray, OMG Azimuth.
2) С пассивной подачей дыхательной смеси
(PA SCR - Passive Addition Semi Closed Rebreather). В этом типе ребризеров парциальное давление кислорода также поддерживается за счет вытравливания части отработанной смеси в воду, но (!!!) четко установленное конструкцией количество смеси удаляется из дыхательного контура при каждом выдохе (обычно от 8 до 25% объема выдоха). Вместо удаленной из баллона поступает равное количество свежей дыхательной смеси. Известно, что частота дыхания напрямую связана с потреблением кислорода дайвером, поэтому парциальное давление в дыхательном контуре таких аппаратов практически не зависит от потребления кислорода и зависит только от глубины погружения (также, как в обычном акваланге). По простому можно сказать, что плавая с данным типом ребризера, дайвер использует все расчеты связанные с использованием газовых смесей в обычном акваланге, но имеет при себе запас газа в 4-10 раз (в зависимости от коэффициента стравливания) превышающий реальный объем баллона.
Наиболее известные представители типа: Halcyon RB-80, K-2 Advantage, DC-55.
Как устроены ребризеры?
Все ребризеры без исключения устроены более сложно чем акваланги. Это объяснимо, так как и принцип работы у них сложнее. Тем не менее все они имеют сходные конструктивные особенности, которые и делают возможным их работу.
Во первых в отличие от акваланга, где один шланг, идущий от баллона к загубнику, уже давно стал нормой, в ребризере используются два шланга
- один для подачи смеси к загубнику, другой для возврата смеси в дыхательный контур.
Так как дыхательная смесь не выдыхается в воду, а возвращается, то нужна емкость, в которую ее можно вернуть. Кроме того, дыхательная смесь в этой емкости должна иметь такое же давление, как и окружающая вода. Поэтому каждый ребризер имеет один или два дыхательных мешка
(breathing bag) из которых дайвер вдыхает и куда выдыхает газовую смесь под давлением, равным давлению окружающей среды. Мешки могут быть мягкими или полужесткими (на полузамкнутых ребризерах с пассивной подачей).
Для очистки смеси от углекислого газа все ребризеры имеют канистру
, в которую засыпается химический поглотитель
.
Как уже говорилось выше, поглотительное вещество очень не любит, чтобы в канистру попадала вода. Поэтому большинство ребризеров имеют в конструкции ловушки для воды
или гидрофобные мембраны. Цель таких устройств перехватить поступившую через загубник воду и не дать ей попасть в поглотитель. Обычно в качестве ловушек используют второй дыхательный мешок (мешок выдоха), который к тому же позволяет уменьшить сопротивление выдоха ребризера.
Преимущества ребризеров.
Говоря о преимуществах нужно начать с очередного мифа о том, что ребризеры дешевле в использовании чем акваланги, потому, что расходуют меньше дыхательной смеси... Это действительно так, но при условии использования смесей на основе гелия (!!!) который дорог. При использовании относительно дешевого Nitrox экономия на расходе смеси может даже перекрываться расходами на поглотитель. Кроме того для сложных типов ребризеров, таких как замкнутые аппараты с электронным управлением нужно принимать во внимание необходимость замены датчиков, которые также недешевы и обеспечения поверхностной группы поддержки на случай непредвиденных обстоятельств!!!
Другой миф - ребризеры позволяют плавать так долго и так глубоко, что это недостижимо с обычным аквалангом. Это тоже правда, но под это правило подходят не все типы ребризеров, а только ребризеры замкнутого цикла работающие на смесях! Все остальные типы ребризеров не попадают под это определение...
Теперь о реальных преимуществах:
1) Меньшая шумность и меньшее количество пузырей, которые обычно распугивают всю осторожную морскую живность;
2) Практически неизменная плавучесть при цикле вдох-выдох. Так как общий объем дыхательной смеси в системе легкие-ребризер остается почти неизменным, то при вдохе дайвера не тянет вверх, а при выдохе не кладет вниз. Очень ценная особенность для подводных фотографов и видеооператоров, не так ли?;
3) При поглощении углекислого газа выделяется некоторое количество водяного пара и теплоты, поэтому дайвер дышит подогретым и увлажненным воздухом. Это повышает комфорт и уменьшает риск декомпрессионной болезни, особенно при плавании в холодной воде. По этой же причине ребризеры не встают на фри-флоу.
4) При организации серьезных экспедиций, требующих применения газовых смесей приходится доставлять на место погружения значительно меньше баллонов с газами. Хотя, как написано выше, Вы вряд ли выиграете в стоимости, но ребризеры расходуют значительно меньшее количество газовых смесей, чем акваланги, поэтому для экспедиции с ребризерами действительно потребуется потребуется меньше газов.
Недостатки ребризеров.
Опять начнем с мифов. Про каустический коктейль мы уже говорили выше, как и про способы борьбы с этим явлением. Остается только отметить, что в современных ребризерах получить такой коктейль очень трудно, даже если специально пытаться. Даже при выпускании загубника из рта он всплывает вверх благодаря положительной плавучести шлангов и начинает стравливать смесь из мешка вдоха, поэтому количество воды, попавшей в мешок выдоха незначителен.
Сложность обучения. Отчасти верно, по крайней мере относительно замкнутых ребризеров на смесях. Обучение на все остальные типы ребризеров безусловно предполагает базовые знания у студента, но ничуть не сложнее, чем любой из курсов подводного плавания.
Сложность обслуживания. Да, на обслуживание любого ребризера уходит больше сил и времени, чем на акваланг, но процедуры стандартные и не вызывают сложностей. Требуется только привычка, впрочем, как и при обслуживании SCUBA.
Самый главный миф - покупка ребризера обойдется значительно дороже, чем акваланга. Действительно, в основном ребризеры дороже среднего комплекта SCUBA, но некоторые модели, особенно полузамкнутые ребризеры с активной подачей, вполне сопоставимы по цене с хорошим комплектом SCUBA.
Теперь перейдем к реальным недостаткам:
1) Ребризер - аппарат не индивидуалистов, он гораздо более чем акваланг требует тренировок и работы в команде. Хотя стоит ли это считать недостатком?
2) Сложность использования одного аппарата двумя дайверами в экстренной ситуации. Хотя сейчас некоторые дайверы отрабатывают такое упражнение, но в основном используется дыхание аварийного дайвера по открытому циклу из отдельного аварийного баллона или баллона с дыхательной смесью ребризера.
3) Больший вес и габариты самого аппарата (не включая баллоны) - сложность при путешествиях.
4) Необходимость обеспечения расходными материалами (газовые смеси и поглотитель) на месте погружения. Хотя газовые смеси используются в основном стандартные, а поглотитель появится тогда, когда ребризеры станут обычными на наших водоемах.
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ Взрываем РП-4 | Делаем большой бум
✪ Донецкий завод горноспасательной аппаратуры
✪ разборка респиратора Р-30,Р-34
✪ Deutscher Sauerstoff Selbstretter SAR 30 review (ger.)
✪ Разведопрос: Юрий Бычков о работе пожарного
Субтитры
Ребризёры замкнутого цикла
Кислородный ребризёр замкнутого типа - O2-CCR
Это родоначальник ребризёров вообще. Первый такой аппарат был создан и применен британским изобретателем Генри Флюссом в середине XIX века при работе в затопленной шахте. Кислородный ребризёр замкнутого цикла имеет все основные детали, характерные для ребризёра любого типа: дыхательный мешок, канистра с химпоглотителем, дыхательные шланги с клапанной коробкой, байпасный клапан (ручной или автоматический), травящий клапан и баллон с редуктором высокого давления. Принцип работы следующий: кислород из дыхательного мешка поступает через невозвратный клапан в легкие водолаза, оттуда, через другой невозвратный клапан кислород и образовавшийся при дыхании углекислый газ попадает в канистру химпоглотителя, где углекислый газ связывается каустической содой , а оставшийся кислород возвращается в дыхательный мешок. Кислород, заменяющий потребленный водолазом, подается в дыхательный мешок через калиброванную дюзу со скоростью примерно 1 - 1,5 литра в минуту или же добавляется водолазом с помощью ручного клапана. При погружении обжим дыхательного мешка компенсируется либо за счет срабатывания автоматического байпасного клапана, либо с помощью ручного клапана, управляемого самим водолазом. Надо заметить, что, несмотря на название «замкнутый», любой ребризёр замкнутого цикла выпускает через травящий клапан пузырьки дыхательного газа во время всплытия. Чтобы избавиться от пузырей, на травящие клапаны устанавливают колпачки из мелкой сетки или поролона. Это простое устройство весьма эффективно и снижает диаметр пузырьков до 0,5 мм. Такие пузырьки полностью растворяются в воде уже через полметра и не демаскируют водолаза на поверхности.
Ограничения, присущие кислородным ребризёрам замкнутого цикла, обусловлены в первую очередь тем, что в данных аппаратах применяется чистый кислород, парциальное давление которого и является ограничивающим фактором по глубине погружения. Так, в спортивных (рекреационных и технических) системах обучения этот предел составляет 1,6 ата, что ограничивает глубину погружения 6-ю метрами в теплой воде при минимальной физической нагрузке. В военно-морском флоте ФРГ такой предел составляет 8 метров, а в ВМФ СССР - 22 метра.
Ребризёр замкнутого цикла с ручной подачей кислорода - mCCR или KISS
Эта система называется ещё K.I.S.S. (Keep It Simple Stupid) и изобретена канадцем Гордоном Смитом. Это ребризёр замкнутого цикла с приготовлением смеси «на лету» (selfmixer), но в максимально простом исполнении. Принцип работы аппарата состоит в том, что используются 2 газа. Первый, называемый дилюэнтом, автоматически или вручную подается в дыхательный мешок аппарата через легочной автомат или байпасный клапан соответственно для компенсации обжима дыхательного мешка при погружении. Второй газ (кислород) подается в дыхательный мешок через калиброванную дюзу с постоянной скоростью, меньшей, однако, чем темп потребления кислорода водолазом (примерно 0,8-1,0 литров в минуту). При погружении водолаз обязан сам контролировать парциальное давление кислорода в дыхательном мешке по показаниям электролитических датчиков парциального давления кислорода и добавлять недостающий кислород с помощью ручного клапана подачи. На практике это выглядит так: перед погружением водолаз добавляет в дыхательный мешок какое-то количество кислорода, устанавливая по датчикам требуемое парциальное давление кислорода (в пределах 0,4-0,7 ата). В процессе погружения для компенсации по глубине в дыхательный мешок автоматически или вручную добавляется газ-дилюэнт, снижая концентрацию кислорода в мешке, но парциальное давление кислорода всё равно остается относительно стабильным из-за роста давления водяного столба. Достигнув запланированной глубины, водолаз с помощью ручного клапана устанавливает какое-либо парциальное давление кислорода (обычно 1,3) работает на грунте, раз в 10-15 минут контролируя показания датчиков парциального давления кислорода и добавляя при необходимости кислород для поддержания необходимого парциального давления. Обычно за 10-15 минут парциальное давление кислорода снижается на 0,2-0,5 ата в зависимости от физической нагрузки.
В качестве газа-дилюэнта может использоваться не только воздух, но и тримикс или гелиокс , что позволяет погружаться с таким аппаратом на весьма приличные глубины, однако относительное непостоянство парциального давления кислорода в дыхательном контуре затрудняет точный расчет декомпрессии. Обычно с аппаратами, имеющими только индикацию парциального давления кислорода в контуре, погружаются не глубже 40 метров. Если же к контуру подключен компьютер, способный отслеживать парциальное давление кислорода в контуре и рассчитывать декомпрессию на лету, то глубина погружения может быть увеличена. Самым глубоким погружением с аппаратом подобного типа можно считать погружение Матиаса Пфайзера, нырнувшего в Хургаде на 160 (сто шестьдесят) метров. Кроме датчиков парциального давления кислорода Матиас использовал ещё и компьютер VR-3 с кислородным датчиком, который отслеживал парциальное давление кислорода в смеси и рассчитывал декомпрессию с учетом всех изменений дыхательного газа.
Существует большое количество переделок коммерческих, военных и спортивных ребризёров под систему K.I.S.S., но всё это, разумеется, неофициально и под личную ответственность переделавшего и использующего их водолаза.
Ребризёр замкнутого цикла с электронным управлением - eCCR
Собственно, настоящий ребризёр замкнутого цикла (electronicaly controled selfmixer). Первый в истории такой аппарат был изобретен Вальтером Старком и назывался Electrolung. Принцип функционирования состоит в том, что газ-дилюэнт (воздух или тримикс или гелиокс) подается ручным или автоматическим байпасным клапаном для компенсации обжима дыхательного мешка при погружении, а кислород подается с помощью электромагнитного клапана, управляемого микропроцессором. Микропроцессор опрашивает 3 кислородных датчика, сравнивает их показания и усредняя два ближайших, выдает сигнал на соленоидный клапан. Показания третьего датчика, отличающиеся от двух других сильнее всего - игнорируются. Обычно соленоидный клапан срабатывает раз в 3-6 секунд в зависимости от потребления водолазом кислорода.
Погружение выглядит примерно так: водолаз вводит в микропроцессор два значения парциального давления кислорода, которые электроника будет поддерживать на разных этапах погружения. Обычно это 0,7 ата для выхода с поверхности на рабочую глубину и 1,3 ата для нахождения на глубине, прохождения декомпрессии и всплытия до 3 метров. Переключение осуществляется тумблером на консоли ребризёра. В процессе погружения водолаз обязан контролировать работу микропроцессора для выявления возможных проблем с электроникой и датчиками.
Конструктивно ребризёры замкнутого цикла с электронным управлением практически не имеют ограничений по глубине и реальная глубина, на которой возможно их использование, обусловлена в основном погрешностью кислородных датчиков и прочностью корпуса микропроцессора. Обычно предельная глубина составляет 150-200 метров. Других ограничений электронные ребризёры замкнутого цикла не имеют. Основным недостатком этих ребризёров, существенно ограничивающим их распространение является высокая цена самого аппарата и расходных материалов. Важно помнить, что обычные компьютеры и декомпрессионные таблицы не подходят для погружений с электронными ребризёрами, поскольку парциальное давление кислорода остается неизменным на протяжении практически всего погружения. С ребризёрами такого типа должны использоваться либо специальные компьютеры (VR-3, VRX, Shearwater Predator, DiveRite NitekX, HS Explorer) или же погружение должно рассчитываться предварительно с помощью таких программ, как Z-Plan или V-Planer по минимально возможному парциальному давлению кислорода (при этом необходимо очень строго следить, чтобы значение парциального давления не снижалось ниже расчётного, иначе риск получить ДКБ многократно возрастает). Обе программы рекомендованы для применения производителями и создателями всех электронных ребризёров.
Ребризёры полузамкнутого цикла
Ребризёр полузамкнутого цикла с активной подачей - aSCR
Это наиболее распространенный в спортивном дайвинге тип ребризёра. Принцип его действия в том, что в дыхательный мешок с постоянной скоростью подается через калиброванную дюзу дыхательная смесь EANx Nitrox . Скорость подачи зависит только от концентрации кислорода в смеси, но не зависит от глубины погружения и физической нагрузки. Таким образом, концентрация кислорода в дыхательном контуре остается постоянной при постоянной физической нагрузке. Очевидно, что при таком способе подачи дыхательного газа возникают его излишки, которые удаляются в воду через травящий клапан. Вследствие этого ребризёр полузамкнутого цикла выпускает несколько пузырьков дыхательной смеси не только при всплытии, но и при каждом выдохе водолаза. Стравливается примерно 1/5 часть выдыхаемого газа. Для повышения скрытности на травящие клапаны могут устанавливаться колпачки-дефлекторы, аналогичные применяемым в кислородных ребризёрах замкнутого цикла.
В зависимости от концентрации кислорода в дыхательной смеси EANx (Nitrox)скорость подачи может варьироваться в пределах от 7 до 17 литров в минуту, таким образом, время нахождения на глубине при использовании ребризёра полузамкнутого цикла зависит от объёма баллона с дыхательным газом. Глубина погружения ограничивается парциальным давлением кислорода в дыхательном мешке (не должно превышать 1,6 ата) и установочным давлением редуктора. Дело в том, что истечение газа через калиброванную дюзу имеет сверхзвуковую скорость, что позволяет сохранять подачу неизменной до тех пор, пока установочное давление редуктора превышает давление окружающей среды в два или более раз.
Ребризёр полузамкнутого цикла с пассивной подачей - pSCR
Принцип работы аппарата состоит в том, что часть выдыхаемого газа принудительно стравливается в воду (обычно это 1/7 до 1/5 от объёма вдоха), а объём дыхательного мешка заведомо меньше объёма легких водолаза. За счет этого на каждый вдох через легочной автомат в дыхательный контур подается свежая порция дыхательного газа. Такой принцип позволяет использовать в качестве дыхательной смеси любые газы, кроме воздуха и весьма точно поддерживать парциальное давление кислорода в дыхательном контуре вне зависимости от физической нагрузки и глубины. Поскольку подача дыхательного газа осуществляется только на вдох, а не постоянно, как в случае с ребризёрами с активной подачей, то ребризёр полузамкнутого цикла с пассивной подачей ограничен по глубине только парциальным давлением кислорода в дыхательном контуре. Существенным отрицательным моментом в конструкции ребризёров полузамкнутого цикла с пассивной подачей является то, что автоматика приводится в действие за счет дыхательных движений водолаза, а значит, тяжесть дыхания заведомо больше чем на аппаратах другого типа. Аппараты, использующие подобный принцип работы, предпочитают использовать подводные спелеологи и последователи учения DIR в дайвинге.
Механический селфмиксер - mSCR
Весьма редкая конструкция ребризёра полузамкнутого цикла. Первый такой аппарат был создан и испытан Drägerwerk в 1914 году. Принцип работы следующий: имеются 2 газа (кислород и дилюэнт), которые подаются через калиброванные дюзы в дыхательный мешок, как в ребризёре полузамкнутого цикла с активной подачей. Причем, подача кислорода осуществляется с постоянной объемной скоростью, как в замкнутом ребризёре с ручной подачей, а дилюэнт поступает через дюзу с дозвуковой скоростью истечения, причем количество подаваемого дилюэнта увеличивается с увеличением глубины. Компенсация обжима дыхательного мешка осуществляется подачей дилюэнта через автоматический байпасный клапан, а избытки дыхательной смеси стравливаются в воду так же, как в случае с ребризёром полузамкнутого цикла с активной подачей. Таким образом, только за счет изменения давления воды в процессе погружения происходит изменение параметров дыхательной смеси, причем в сторону уменьшения концентрации кислорода при увеличении глубины. Механическим селфмиксерам свойственно изменение концентрации кислорода в дыхательном мешке при изменении физической нагрузки, и это прямое следствие того, что их принцип действия очень схож с принципом, по которому построены полузамкнутые ребризёры с активной подачей.
Ограничения по глубине для механического селфмиксера такие же, как для ребризёра полузамкнутого цикла с активной подачей с тем исключением, что только установочное давление кислородного редуктора должно превышать давление окружающей среды в 2 и более раз. По времени же селфмиксер в основном ограничен объёмом газа-дилюэнта, скорость подачи которого увеличивается с глубиной. В качестве газа-дилюэнта могут использоваться воздух, Trimix и HeliOx .
Ребризёр полузамкнутого цикла с активной подачей с приготовлением смеси в процессе подачи
Очень редкая конструкция ребризёра полузамкнутого цикла. Данный тип ребризёра по своему принципу работы полностью аналогичен ребризёру полузамкнутого цикла с активной подачей за исключением того, что дыхательная смесь приготавливается не заранее, а в процессе работы ребризёра. Принцип работы следующий: имеются 2 газа (кислород и дилюэнт), которые подаются через калиброванные дюзы в дыхательный мешок, так же как в ребризёре полузамкнутого цикла с активной подачей. Подача и кислорода и дилюэнта происходит с постоянной скоростью независимо от глубины, при этом газы смешиваются в дыхательном мешке. В зависимости от скорости подачи кислорода и дилюэнта, мы получаем нужный нам газ. Данному типу ребризёра присущи все недостатки, что и ребризёру полузамкнутого типа с активной подачей, кроме того, он сложнее конструктивно и требует как минимум два баллона с газами (в то время как для нормальной работы aSCR необходим только один баллонон с газом). Преимущество ребризёров этого типа состоит в том, что нет нужды заранее готовить дыхательную смесь и есть возможность задавать нужный газ в контуре (регулируя скорость подачи О2 и дилюэнта) не меняя исходные газы, а лишь их пропорцию. В качестве газа-дилюэнта могут использоваться: воздух, Trimix и HeliOx .
Регенеративные ребризёры
Регенеративные ребризёры могут работать как по замкнутой, так и по полузамкнутой схеме дыхания. Основное их отличие в том, что кроме (вместо) обычного поглотителя углекислого газа используется регенеративное вещество: О3 (о-три), ВПВ или ОКЧ-3 созданное на основе пероксида натрия . Регенеративное вещество способно не только поглощать углекислый газ, но и выделять кислород. Принцип работы регенеративного ребризёра состоит в том, что потребление кислорода водолазом компенсируется не только за счет подачи свежей дыхательной смеси из баллона, но и за счет выделения кислорода регенеративным веществом.
Классическими представителями регенеративных ребризёров можно назвать аппараты ИДА-59, ИДА-71, ИДА-72, ИДА-75, ИДА-85.
Отдельно, как наиболее удачную конструкцию можно отметить аппараты типа ИДА-71, которые до сих пор используются в подразделениях боевых пловцов и водолазов-разведчиков. Конструкция аппарата и принцип его работы просты и доступны. При грамотной эксплуатации он очень надёжен. Несмотря на его «почтенный» возраст (в принципе, аппарат считают морально устаревшим) считается наиболее удачной конструкцией аппаратов подобного типа и выпускается до сих пор (завод «Респиратор»). Аппараты ИДА-75 и ИДА-85 были выпущены опытной серией, но в связи с развалом СССР в серию так и не пошли. После развала СССР конструкторские бюро пока не изобрели аппарата превосходящего по своим характеристикам ИДА-71.
При спусках в аппаратах замкнутого цикла на чистом кислороде не используются режимы декомпрессии. Согласно Правилам водолазной службы ВМФ, спуски на чистом кислороде разрешены на глубины до 20 метров. При использовании смесей типа АКС и ААКС бездекомпрессионные спуски допускаются на глубины до 40 метров - в аппарате ИДА-71, и до 60 метров в аппаратах ИДА-75 и ИДА-85. Максимально допустимое бездекомпрессионное время пребывания на этих глубинах составляет 30 минут. При превышении указанного времени пребывания выход осуществляется с соблюдением режима декомпрессии.
