Юрий Берков - Новая водолазная и другая подводная техника
© Юрий Берков, 2025
ISBN 978-5-0067-3775-4
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Ю. А. Берков
Новая водолазная и другая
подводная техника
(Сборник статей)
Книга предназначена для спортсменов-подводников, водолазов и инженеров-конструкторов подводной техники. В книге представлены разработки автора в указанных областях и перспективы дальнейшего развития подводных технологий.
Книга может быть полезна студентам технических ВУЗ-ов, профессиональным водолазам-спасателям и дайверам.
Предисловие
Зачем человек стремиться под воду, в эту враждебную нам, чуждую среду? Для этого есть несколько причин.
Во-первых, это любопытство, желание увидеть новый, незнакомый ему мир полный новых животных и растений, новых красок и подводных ландшафтов.
Во-вторых, это желание познать чувство невесомости, чувство полёта над земной поверхностью, чувство полной свободы передвижения во всех направлениях. Под водой человек чувствует себя в гидрокосмосе. Даже полный, тучный гражданин сможет почувствовать желанную свободу от своей земной тяжести.
Кроме того, это чисто спортивные водолазные погружения (дайвинг). Это желание укрепить своё здоровье, потренировать и закалить своё тело, занимаясь подводным плаванием, подводной охотой.
В-третьих, существуют и научные задачи в подводной среде по ихтиологии, геологии, ботанике, зоологии, археологии, экологии, спелеологии.
И, наконец, это народнохозяйственные задачи:
– поиск затонувших предметов;
– спасательные и судоподъёмные работы;
– подводные инженерные работы при строительстве мостов, пирсов, прокладке подводных кабелей и трубопроводов;
– транспортировка грузов.
А также задачи военные.
1. Водолазное дело
1.1. Способ извлечения воздуха из воды
Технология относится к области проведения подводных работ и может быть использована при создании аппаратов для автономного подводного плавания с практически неограниченным временем пребывания под водой, а также для жизнеобеспечения людей под водой и их деятельности (патент РФ 2225321 C2, МПК B 63 С 11/18 (2006.01).
В настоящее время для этих целей используют акваланги или замкнутые, герметичные устройства типа подводных лодок.
В первом случае для дыхания под водой используют баллоны со сжатым или сжиженным газом, в состав которого входит кислород, а во втором случае, как правило, используют регенерационные химические элементы для сорбции углекислого газа и восстановления кислорода (патент РФ 2138421, B 63 С, 11/00, 11/36, опубл. 1999 г.).
Недостатками известных технических решений являются сложность и дороговизна, а время пребывания под водой ограничивается запасом газа в баллоне или объемом регенерационных элементов.
Наиболее близким к предлагаемому способу по своей сущности является способ, основанный на извлечении кислорода из воды и выводе углекислого газа через полую камеру, выполненную из селективных пленочных пластмассовых мембран, который нами принят за прототип («Наука и жизнь», 1965 г., 3, с.139; «Наука и жизнь», 1967 г., 2, с. 86). Однако существенным недостатком способа является то, что скорость газообмена между воздухом и водой, зависящая от величины скорости диффузии кислорода и углекислого газа через мембрану, при небольшой движущей силе (определяемой разницей парциальных давлений кислорода внутри камеры и снаружи над водой) является весьма низкой, вследствие чего для обеспечения человека кислородом требуется мембрана площадью 6 м>2, что весьма дорого, требует сложной конструкции камеры и применения дефицитных пластмассовых материалов.
Задачей предлагаемого изобретения является существенное увеличение скорости газообмена между воздухом камеры и водой и снижение количества используемой пленки-мембраны.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе извлечения воздуха из воды путем газообмена между водой и газовой средой полой камеры, пленкой-мембраной, при этом в качестве пленки-мембраны применяют пористый материал со сквозными порами диаметром до 100 мкм, причем газообмен осуществляется при давлении воздуха в полой камере, превышающем суммарное давление атмосферы и гидростатического столба погружения камеры. Кроме того, давление воздуха в камере ниже давления, необходимого для преодоления сил поверхностного натяжения воды на границе раздела газовой и жидкой фаз в порах пленки мембраны.