Физиологическое обеспечение подводных погружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физиологическое обеспечение подводных погружений

За последнее время свободное ныряние на глубину получило большую популярность. В 1966-68 гг. выдающиеся ныряльщики Энцо Майорка, Жак Майоль и Роберт Крофт достигли предельных глубин - 60 - 73 м, пользуясь лишь очками или маской, чугунным грузом и ластами. Но эти рекорды, столь же впечатляющие, сколь и бесполезные, очень мало имеют общего со спортом, ибо рекордомания по достижению предельных глубин приобрела широкую известность не только рекордами, но и очень частыми несчастными случаями среди недостаточно опытных ныряльщиков. Именно поэтому вопрос безопасности при свободном нырянии привлекает все большее внимание как отдельных специалистов, так и организаций, занимающихся подводным спортом.

Каждый, занимающийся подводным спортом должен быть знаком с физиологией и патофизиологией организма человека при погружении на глубину без акваланга.

Физиологические возможности подводного охотника

Ныряние в глубину связано с физической работой во время длительной произвольной задержки дыхания, что способствует резкому падению напряжения кислорода и повышению напряжения углекислого газа в крови. Охлаждающее действие воды еще больше усиливает интенсивность потребления кислорода, и в организме быстро развивается кислородная недостаточность.

Давление на организм при нырянии через каждые 10 метров погружения возрастает на 1 кг/см². Это вызывает соответствующее сжатие тканей и воздуха, заключенного в полостях организма. Умение длительно задерживать дыхание под водой и безболезненно переносить резкое повышение окружающего давления - является главным определяющим фактором физиологических возможностей подводного охотника.

Продолжительность задержки дыхания

Длительность задержки дыхания у человека в нормальных условиях невелика. По данным А.П. Тамбиевой, в среднем у взрослых здоровых людей в состоянии покоя после вдоха оно составляет 54,5 сек., а после выдоха - 40 сек. Продолжительность задержки дыхания очень индивидуальна и увеличивается в процессе тренировки.

Рекорды продолжительности пребывания под водой в покое после дыхания воздухом или кислородом приводятся в таблице 1, где видно, что время задержки дыхания не превышает 5 мин. Опыт профессионалов-ныряльщиков показывает, что предварительная гипервентиляция легких воздухом позволяет им находиться под водой до 3-4 мин. Японские морские девы - «АМА» после гипервентиляции легких воздухом пребывали под водой до 4 мин., а отдельные ныряльщицы - ловцы губок в Японии - находились под водой на глубине 20-30 м до 3,5 мин. Были случаи продолжительности задержки дыхания после гипервентиляции до 5-6 мин., а в одном случае - 9 мин.

Предварительное дыхание кислородом, как видно из таблицы, может значительно увеличить задержку дыхания в отдельных рекордах почти до 14 мин. Наши исследования показали, что если гипервентиляция воздухом позволяет увеличить задержку дыхания максимально на 80 сек., то гипервентиляция кислородом - на 200 сек., т.е. относительно исходных величин соответственно в полтора и три раза.

Известен случай, когда после предварительного усиленного дыхания кислородом задержка дыхания длилась 15 мин. 13 сек. Известно также, что здоровые молодые люди после ингаляции кислородом могли задерживать дыхание на 3,1-8,5 мин. При этом парциальное давление углекислого газа к концу задержки дыхания составляло 51-91 мм рт.ст. После 10-минутной гипервентиляции кислородом продолжительность задержки дыхания увеличивалась до 6-14 мин., причем парциальное давление углекислого газа не превышало величин в предыдущем эксперименте.

Отдельные специалисты считают, что после дыхания кислородом под давлением 10 мм вод. ст. человек может выдержать остановку дыхания в течение 30 мин., если предшествовавшая гипервентиляция компенсирует накопление углекислого газа. К концу задержки дыхания под водой даже в покое иногда наблюдаются обморочные состояния. Как показывает случай с Пуликеном, предварительное дыхание кислородом также не всегда гарантирует от потери сознания при длительной задержке дыхания под водой (таблица 1).

Таблица 1. Рекорды пребывания под водой в покое без дыхания

Регуляция дыхания

Состав земной атмосферы постоянен и содержит кислорода 20,95%; азота - 78,08%; углекислого газа 0,039; гелия, аргона, неона, ксенона, криптона менее 1%. Но атмосферный воздух не является той газовой средой, в которой происходит газообмен организма. Эта среда - альвеолярный воздух в легких человека.

Еще в 1880 году И.М. Сеченов сформулировал закон о постоянстве состава альвеолярного воздуха, правильность которого позднее была подтверждена экспериментами. В таблице 2 приводится состав альвеолярного воздуха по данным различных авторов.

Таблица 2

Постоянный состав альвеолярного воздуха объясняется тем, что в обычных условиях при каждом вдохе-выдохе в легких обменивается не более 1/6 всего находящегося в них воздуха. Остаток в легких держится более или менее продолжительное время, заполняя альвеолы. Изменения в составе альвеолярного воздуха приводят к резким функциональным сдвигам в организме, которые могут в дальнейшем вызвать патофизиологические состояния.

Например, падение парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе ниже 38 мм. рт. ст. быстро приводит к развитию острого кислородного голодания головного мозга. Повышение же парциального давления кислорода до 1 атм при дыхании чистым кислородом в условиях атмосферного давления вызывает после 72 часов воспалительные явления в легких. При увеличении парциального давления кислорода до 3 атм через 15-30 мин. могут возникнуть кислородные судороги, и человек потеряет сознание.

Стойкое увеличение парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе выше 76 мм рт. ст. (более 10%) вызывает отравление углекислым газом. Резкое же снижение его ниже 15 мм рт. ст. (менее 2%) приводит к остановке дыхания. Углекислый газ хотя и является биологически активным, необходимым для регуляции дыхания, но во вдыхаемом воздухе может отсутствовать, так как он продуцируется в самом организме.

Снижение парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе наблюдается и в результате гипервентиляции легких. При этом кровь становится беднее углекислотой, вследствие чего нарушается гуморальная регуляция дыхания. Остановка дыхания после гипервентиляции свидетельствует о том, что для стимуляции дыхания основное значение имеет накопление в организме углекислоты. С другой стороны, известно, что обеднение крови кислородом также является стимулом для дыхания. Последнее труднее обнаружить при задержке дыхания, так как в этом случае падение напряжения кислорода в крови идет параллельно с ростом напряжения углекислоты. Стимулирующее действие падения напряжения кислорода в крови на дыхание становится очевидным, если учесть, что после гипервентиляции кислородом длительность задержки дыхания возрастает больше, чем после гипервентиляции воздухом.

Экспериментально установлено, что повышение парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе до 60 мм рт. ст. (7,8%) или снижение парциального давления кислорода до 30 мм рт. ст. (3,9%) заставляет человека, находящегося в нормальных условиях, прекратить произвольную задержку дыхания. Но при этом углекислому газу принадлежит первое место в регуляции дыхания. Так, если уменьшение напряжения кислорода в крови вызывает увеличение легочной вентиляции максимум в 2-2 /2 раза, то при увеличении напряжения в крови углекислого газа она может возрастать примерно в 8 раз.

Заметное влияние на продолжительность задержки дыхания оказывает также изменение объема легких: уменьшение сильно стимулирует дыхание, а увеличение, наоборот, способствует подавлению дыхательных движений. Так, при напряжении кислорода в альвеолярном воздухе 100 мм рт. ст. максимально переносимым напряжением углекислого газа при нормальном объеме легких является 60 мм рт. ст., при его наибольшем объеме - 76 мм рт. ст., а при наименьшем - только 37 мм рт. ст.

Потребление кислорода

С физиологической точки зрения ныряние - это физическая работа в условиях отсутствия внешнего дыхания и охлаждающего влияния воды. Эти обстоятельства способствуют быстрому развитию гипоксемии и гиперкапнии, начиная уже с первых секунд задержки дыхания. Так, по данным В.П. Пономарева (1963), анализ оксигемограмм показал, что падение оксигенации крови при задержке дыхания начинается уже на 5-10-й секунде, снижаясь на 2-6% по сравнению с исходным. На 10-20-й секунде содержание оксигемоглобина понижается на 5-16%. Наибольший градиент падения наблюдается на 20-30 секундах. В момент прекращения задержки дыхания при работе уровень оксигенации крови в среднем составлял 73,6%, т.е. снижение на 22,4%.

Безусловно, гипоксемические сдвиги будут еще значительнее во время ныряния, требующего более длительной задержки дыхания и интенсивной мышечной работы в условиях общего охлаждения в воде. Ведь в это время происходит усиление окислительных процессов в организме. Средняя величина градиента падения оксигенации крови при дыхании в замкнутом пространстве на суше в покое равна 0,22% 1/сек; в воде в покое - 0,38% 1/сек; на суше при работе - 0,49% 1/сек; в воде при работе с такой же нагрузкой - 0,59% 1/сек.

Таким образом, потребление кислорода при нырянии увеличивается в то время, как его запасы в организме человека ограничены: в легких содержится примерно 900 см³, в тканевой жидкости в растворенном виде - около 245 см³, в крови - 1160 см³, в гемоглобине мышц - 335 см³. Этих запасов кислорода, даже если бы они могли использоваться полностью, достаточно организму для существования лишь в течение нескольких минут. Нарушения же функций, характерных для кислородного голодания, возникают еще при наличии значительного содержания кислорода в крови.

Расчет времени пребывания под водой

Длительность пребывания ныряльщика под водой зависит от максимальной емкости легких, содержания в альвеолярном воздухе кислорода и углекислого газа, величины физической нагрузки и влияния внешней среды, определяющих интенсивность потребления кислорода. Большое значение имеет также функциональное состояние самого организма и в первую очередь его тренированность, выносливость обусловливающие экономное расходование запасов кислорода.

Отсюда время пребывания под водой для ныряльщика ориентировочно можно определить по следующей формуле:

Т = К (МЕЛ / ПКМ);

где Т - время пребывания под водой; К - коэффициент, определяющий количество кислорода, которое организм может утилизировать из альвеолярного воздуха без возникновения кислородного голодания головного мозга; МЕЛ - максимальная емкость легких, включающая жизненную емкость и остаточный воздух; ПКМ - потребление кислорода в минуту.

Сущность коэффициента К - разность между начальным процентным содержанием кислорода в альвеолярном воздухе и минимально допустимым, при котором еще но возникают явления кислородного голодания головного мозга. Этот коэффициент будет иметь разную величину в зависимости от наличия или отсутствия гипервентиляции, предварительного дыхания кислородом и личной чувствительности к понижению процентного содержания кислорода в альвеолярном воздухе. А последняя зависит от физической тренированности и потому имеет индивидуальные различия.

В исследованиях, проводимых с физически здоровыми мужчинами различного возраста, предобморочное состояние во время дыхания в замкнутом пространстве при условии поглощения углекислого газа химическими поглотителями возникало у хорошо тренированных людей при снижении процентного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе до 3,2-4,9% (35 из 83 человек), у мало тренированных - до 5-7% (28 из 83 человек) и у плохо тренированных до 7,1-10% (20 из 83 человек). В альвеолярном воздухе кислорода содержится 14-15%. А поскольку предобморочное состояние у хорошо тренированных людей возникает в среднем при снижении его содержания до 4%, то для физически развитых, мужчин, ныряющих без предварительной гипервентиляции, коэффициент К равен

(14 - 4)/100 = 10/100 или (15 - 4) /100 = 11/100

В случае гипервентиляции, когда альвеолярный воздух содержит 16-17% кислорода, К равен:

(16 - 4)/100 = 12 / 100 или (17 - 4)/100 = 13 / 100

Для плохо тренированных людей, у которых явления кислородного голодания развиваются при 7% и более кислорода во вдыхаемом воздухе, К равен 7/100.

При гипервентиляции кислородом коэффициент будет возрастать в соответствии с процентным содержанием кислорода в воздухе легких.

ПКМ - потребление кислорода в минуту-зависит от температуры воды, интенсивности работы и от функционального состояния организма, его физической тренированности на выносливость. Как показал соответствующий пересчет по формуле, ПКМ для рекордсменов-ныряльщиков Жака Майоля и Роберта Крофта, производящих гипервентиляцию легких, ориентировочно составляет: в состоянии покоя 116,1-325 см³ кислорода в мин., при нырянии 335,6-464,4 см³ кислорода в мин. Для менее тренированных величина потребления кислорода в минуту, при прочих равных условиях, будет, безусловно, больше, а следовательно, время задержки дыхания будет соответственно меньше.

Глубина, на которую возможно ныряние

Ткани тела человека легко переносят повышение давления, так как в них содержится от 60 до 90% воды. Но в организме имеются полости (легкие, желудочно-кишечный тракт, среднее ухо и др.), в которых при повышении наружного давления воздух сжимается.

Ныряние в глубину сопровождается соответствующим уменьшением объема воздуха в легких, т.е. сжатием легких, предел которого зависит от естественной подвижности диафрагмы и ограничения грудной клетки.

До последнего времени предполагалось, что безопасным минимальным объемом воздуха в легких на глубине может быть остаточный воздух, т.е. воздух, остающийся в легких после максимального выдоха. Считалось, что дальнейшее повышение давления не будет уравновешиваться, и грудная клетка должна будет взять эту дополнительную нагрузку на себя. Эта формула позволяет также пересчитать, до какой степени уменьшился объем воздуха в легких на достигнутой ныряльщиком глубине и соответствует ли он остаточному воздуху, определяемому на поверхности.

Расчеты показывают, что при нырянии на определенную глубину у Жака Майоля и Роберта Крофта, исходя из данных максимальной емкости легких и остаточного воздуха, безопасной глубиной ныряния должны быть 40 м. На этой глубине воздух, находящийся в легких, сжимается до величины, которая или больше или равна объему остаточного воздуха (МЕЛг> ОБ), Достижение Э. Майоркой, Ж. Майолем и Р. Крофтом больших глубин опровергает распространенное представление о том, что сжатый воздух легких на глубине не может быть без опасных последствий для организма меньше объема остаточного воздуха. Это дает основание считать, что выравнивание давления в грудной полости с окружающим идет не только за счет сжатия воздуха в легких, но и в большой степени обеспечивается соответствующими физиологическими компенсаторными реакциями, которые во многом зависят от особенностей физического развития и тренированности организма ныряльщика. В этих условиях безопасность гарантируется лишь в том случае, когда объем воздуха, находящегося в легких на глубине, будет больше или равен величине объема остаточного воздуха за вычетом объема легких, заполняемого кровью и лимфой за счет различных физиологических компенсаторных реакций организма (МЕЛ > ОБ-ФКР).

Основными физиологическими компенсаторными реакциями, обеспечивающими безболезненное уменьшение объема воздуха в легких на глубине до величины менее объема остаточного воздуха, могут быть:

- хорошая подвижность и эластичность грудной клетки;

- хорошая подвижность диафрагмы;

- хорошая эластичность легочной ткани (отсутствие обызвествленных очагов, силикоза, спаек, кавернит. д.);

- отличное состояние сердечнососудистой и лимфатической систем, позволяющее переносить без вреда переполнение кровью и лимфой сосудов грудной клетки.

Резервные возможности организма очень индивидуальны. Поэтому трудно четко определить для каждого рекордсмена, насколько может быть уменьшен объем: остаточного воздуха легких без явлений кровоизлияний, отека и особой формы баротравмы легких от разрежения. Каким будет для каждого из них последний рубеж по глубине. Но одно ясно, что они подошли вплотную к опасной зоне, в которой увеличение глубины даже на один метр (76 мм рт. ст.) при условии полного расхода резервов физиологических компенсаторных реакций, устраняющих перепад между наружным давлением воды и противодавлением воздуха в легких, может быть роковым.

Дальнейшее погружение повлечет за собой не только опасное перенаполнение кровью сосудов органов грудной клетки, кровоизлияние и отек легких, но и мельчайшие разрывы самой легочной ткани. Это состояние, возникающее при перепаде давления в 80-100 мм рт.ст., - одна из форм баротравмы легких с артериальной газовой эмболией, последнее грозное предостережение ныряльщику. При попытке погрузиться на большую глубину давление воды не будет полностью уравновешиваться противодавлением воздуха внутри легких, произойдет обжим грудной клетки и ее разрушение.

Таким образом, воздух в легких будет сжат громадным давлением окружающей воды до объема, который окажется меньше объема остаточного воздуха, за вычетом объема легких, заполняемого за счет различных физиологических компенсаторных реакций организма.

Физиологическая характеристика водолазного снаряжения

В современных условиях значительная часть работ под водой выполняется человеком водолазным методом с использованием специального снаряжения и оборудования. Водолазное снаряжение - это комплект надеваемых на человека изделий и устройств, обеспечивающих его жизнедеятельность под водой. В нашей стране и за рубежом используются несколько десятков различных образцов водолазного снаряжения, объединяемых по тем или иным, нередко несущественным, признакам в различные группы, типы и виды (тяжелое и легкое, глубоководное и неглубоководное снаряжение, аппараты заспинного и нагрудного расположения и т.п.). Однако из всех функций, возлагаемых на снаряжение по поддержанию жизнедеятельности человека под водой, важнейшей является функция обеспечения дыхания.

На основе используемого принципа оптимизации состава дыхательной газовой смеси все многообразие водолазного снаряжения может быть представлено двумя его типами: жесткое и мягкое снаряжение.

Жесткое снаряжение - это антропоморфный стальной скафандр, который защищает человека от гидростатического давления и обеспечивает тем самым пребывание его под водой в условиях нормального атмосферного давления. Технические и физиолого-гигиенические особенности снаряжения обусловлены необходимостью обеспечения жизнедеятельности человека в малом герметизированном объеме. Для этого имеются системы регенерации выдыхаемого воздуха и автономного газоснабжения. На дыхание водолазу подается оптимальная по составу и величинам парциального давления газов дыхательная смесь. Снаряжение предназначено для спусков на большие глубины (200 м и более), однако используется пока сравнительно редко вследствие высокой сложности его эксплуатации, значительного ограничения возможностей для выполнения работы и низкой производительности труда, а также значительной стоимости изготовления. Жесткие скафандры являются родоначальниками различных обитаемых подводных аппаратов, нашедших широкое применение в хозяйственной, научной и других сферах деятельности человека под водой.

Мягкое водолазное снаряжение не защищает человека от воздействия внешнего давления, поэтому все факторы его в полной мере оказывают воздействие на организм.

В настоящее время известно четыре способа нормализации состава дыхательной газовой смеси в снаряжении:

- вентиляция,

- отказ от повторного использования выдыхаемого воздуха,

- кондиционирование (регенерация) выдыхаемой смеси,

- смешанный, вентиляционно-регенеративный способ.

В соответствии с этим мягкое водолазное снаряжение включает четыре класса:

- вентилируемое снаряжение,

- снаряжение с открытой схемой дыхания,

- регенеративное,

- инжекторно-регенеративное снаряжение.

В классе снаряжения с открытой схемой дыхания различают подклассы автономных, шланговых, универсальных и криогенных аппаратов, а в классе регенеративного снаряжения - автономные, шланговые аппараты, аппараты для спасения из подводных объектов и изолирующие противогазы.

При спусках в мягком снаряжении нормальное дыхание возможно лишь при условии подачи водолазу воздуха (искусственных дыхательных газовых смесей) под давлением, равным давлению окружающей среды. Вследствие этого предельная глубина погружения в мягком водолазном снаряжении определяется не только технической характеристикой и конструктивными особенностями снаряжения, а прежде всего составом дыхательной смеси, величинами парциального давления составляющих ее газов.

Способ, используемый для нормализации состава дыхательной газовой смеси, в значительной мере определяет достоинства и недостатки конкретного вида водолазного снаряжения.

Вентилируемое водолазное снаряжение за последние 100 - 150 лет не претерпело принципиальных изменений, просто по устройству, надежно в эксплуатации и до настоящего времени находит самое широкое применение. В качестве ДГС в снаряжении используется обычный воздух, что позволяет осуществлять спуски на глубины до 60 м, а для нормализации его состава внутри скафандра применяется постоянная вентиляция. Одетый в снаряжение водолаз дышит газом из свободного подшлемного объема, что исключает развитие дополнительного сопротивления дыханию за счет механических (конструктивных) факторов, снижает вероятность возникновения барогипертензии и баротравмы легких.

Вместе с тем, при работе в вентилируемом снаряжении водолаз подвергается комплексному воздействию неблагоприятных факторов, которые не только снижают работоспособность, но могут быть причиной некоторых профессиональных заболеваний. Выдыхаемый водолазом воздух поступает в подшлемное пространство, и содержание углекислого газа в этом объеме определяется величиной вентиляции. При подаче воздуха в количестве 80-100 л/мин объемная концентрация СО₂ составляет 1,2-1,5% и увеличивается с интенсификацией окислительно-восстановительных процессов в организме (усиленная физическая нагрузка, низкая температура окружающей среды).

Для поддержания парциального давления (можно сказать - доли) СО₂в допустимых пределах по мере возрастания глубины погружения необходимо пропорционально увеличивать объем подаваемого газа. Подача водолазу в одну минуту более 100 - 120 л воздуха, сжатого до давления глубины погружения, сопряжена с техническими трудностями, существенно затрудняет поддержание нормальной остойчивости под водой, резко повышает и без того большую интенсивность шума в шлеме, что является причиной снижения слышимости и разборчивости речи, нарушения функционального состояния центральной нервной системы. Поступающий с поверхности сжатый воздух в скафандре подвергается редуцированию, при этом его температура падает, что вызывает охлаждающий эффект. Переохлаждение также обусловливается большой скоростью движения газа в шлеме, высокой влажностью и отрицательной тепловой радиацией.

Свободный газ в скафандре придает водолазу значительную положительную плавучесть, для погашения которой применяются тяжелые грузы, галоши с металлическими подошвами. Большая масса и объем снаряжения, его громоздкость, а также сопротивление, создаваемое воздушным шлангом и сигнальным концом, значительно затрудняют передвижение водолаза на грунте, повышают энергозатраты, снижают производительность труда. Поддержание оптимального соотношения массы и объема снаряжения в различных ситуациях под водой достаточно сложно, требует определенных практических навыков и физических усилий. Нарушение указанных соотношений изменяет остойчивость водолаза, затрудняет дыхание, вызывает преждевременное утомление и может быть причиной обжима водолаза или выбрасывания его на поверхность воды. Значительные физические нагрузки под водой обусловливают, при прочих равных условиях, большую величину конечного насыщения организма индифферентным газом, а развившееся утомление нарушает процесс нормального рассыщения при декомпрессии. Неслучайно поэтому наиболее частым видом специфической патологии при работе в вентилируемом снаряжении является декомпрессионная болезнь. Автономность снаряжения в случае прекращения подачи воздуха с поверхности ограничена несколькими минутами, на протяжении которых, вплоть до критических величин, возрастает концентрация СО₂ и столь же неуклонно снижается парциальное давление кислорода.

Снаряжение с открытой схемой дыхания (акваланг) получило признание и широкое распространение в 50-х годах прошлого столетия. Основной характеристикой этих аппаратов является незамкнутая схема дыхания: воздух водолазу поступает только при вдохе, а выдох осуществляется в окружающую среду. Акваланги как водолазные аппараты для малых и средних глубин имеют существенные преимущества по сравнению с другими видами снаряжения. Они просты по устройству, надежны в эксплуатации, их подготовка и использование несложны, для дыхания применяется доступная газовая смесь (воздух). Имея небольшую массу и габариты, снаряжение незначительно стесняет движения водолаза и может использоваться в варианте плавания под водой. Акваланги находят широкое применение при кратковременных спусках на небольшие глубины, а также в подводных видах спорта.

Важным преимуществом аппаратов является их относительно высокая безопасность. Отказ от утилизации выдыхаемого воздуха практически исключает возможность возникновения отравления углекислым газом и кислородного голодания, а ограничение предельной глубины погружения - опасность отравления кислородом и азотный «наркоз». В большинстве стандартных аппаратов запас сжатого воздуха в баллонах рассчитан на ограниченное время пребывания на разных глубинах, исключающее значительное насыщение тканей организма индифферентным газом. Следовательно, и вероятность возникновения декомпрессионной болезни при безостановочном подъеме на поверхность сводится, как правило, к минимуму.

Открытая схема дыхания в акваланге обеспечивается дыхательным автоматом, который является одним из важнейших узлов аппарата. Этот узел осуществляет подачу водолазу необходимого количества воздуха под давлением, равным величине окружающего давления. Нарушения в работе дыхательного автомата могут быть причиной развития барогипертензии, баротравмы легких, кислородного голодания.

Использование аквалангов, как и любой дыхательной аппаратуры, всегда сопряжено с дыханием под избыточным давлением. Величина дополнительного сопротивления дыханию складывается из факторов механического, аэродинамического и гидростатического характера. Механическое (частично - аэродинамическое) сопротивление обусловлено конструктивными особенностями, исполнением отдельных частей аппарата и поэтому является относительно неизменным. Аэродинамический компонент общего сопротивления находится в прямой зависимости, главным образом, от интенсивности и характера дыхания, а также от величины легочной вентиляции. Нестабильным является и гидростатическое сопротивление, величина которого зависит от компоновки дыхательного автомата на акваланге, размещения аппарата на водолазе и положения человека под водой, что в конечном итоге определяет величину градиента давления на уровне расположения дыхательного автомата и нижнего края грудной клетки. Таким образом, даже у одного и того же аппарата общее сопротивление дыханию не бывает постоянным, изменяясь в зависимости от условий спуска и характера выполняемой водолазом работы под водой. В ряде случаев избыточное давление в дыхательных путях по величине, скорости нарастания и времени воздействия становится достаточным, чтобы быть причиной развития патологического состояния.

В конструкцию всех современных аквалангов входит узел, назначением которого является подача водолазу сигнала о снижении запасов газа до минимально допустимых пределов. Принцип работы такого указателя в различных образцах аппаратов может быть неодинаков. Тактильно-звуковые указатели работают безотказно, и единственным их недостатком является слабый по силе сигнал, который водолаз не всегда может услышать, появляется опасность остаться под водой без запасов газа. Звуковые указатели лишены этого недостатка: звук (свист) достаточной интенсивности появляется при каждом вдохе и хорошо слышен. Однако конструкция узла довольно сложна и менее надежна, поэтому в современных моделях используется редко.

В последнее время получили распространение указатели «физиологического» типа, названные так потому, что воздействуют на физиологический механизм дыхания. Принцип их действия основан на увеличении сопротивления дыханию вследствие перекрытия каналов поступления газа в дыхательный автомат при определенном снижении давления в баллонах. Однако быстрое закрытие газопроводящих путей, особенно при значительном минутном расходе газа, может закончиться развитием баротравмы легких.

подводный дыхание глубина водолазный

Размещено на Allbest.ru