когда изобрели акваланг в каком году и кто
Кто изобрёл первый акваланг и в каком году это произошло?
История покорения подводного мира уходит корнями в далёкое прошлое. Первое упоминание о подводных пловцах, использовавших для дыхания наполненные воздухом бурдюки, относится к 885 году до нашей эры – их изображение было найдено на ассирийской каменной стеле.
Подробно описал этот «дыхательный аппарат» древнеримский историк Плиний Старший спустя 800 лет. К 1405 году конструкция была усовершенствована: для погружений использовался специальный костюм, представлявший собой куртку из толстой кожи, к которой был приделан медный шлем с парой стеклянных глазков. Воздух поступал в шлем через кожаную трубку, соединённую с непромокаемым воздушным мешком.
Тёмное средневековье
Все средневековые изобретения, помогавшие человеку пробыть под водой как можно дольше, можно разделить на две группы. Одна из них представляет собой различные вариации водолазного колокола, другая использует идею дыхательной трубки, один конец которой находится во рту ныряльщика, а другой выходит на поверхность.
Водолазный костюм пытался изобрести даже Леонардо да Винчи, в наследии которого обнаружены рисунки цельного кожаного комбинезона с трубкой, выведенной на поверхность воды и прикреплённой к поплавку. Но у всех этих конструкций был один существенный недостаток – они не позволяли человеку свободно передвигаться под водой в течение длительного времени.
Изобретение регулятора подачи воздуха
В 1860 году французский горный инженер Б. Рукейроль изобрёл аппарат, позволяющий рабочим долго находиться в шахте с воздухом, загрязнённым метаном. Основным его элементом был регулятор, представлявший собой мембрану с клапаном, выпускавшим воздух при выдохе и закрывавшимся при вдохе. Чистый воздух поступал из баллона, где он находился в сжатом виде. После некоторой доработки, выполненной О. Денейрузом, система стала пригодной для использования под водой.
Основным недостатком этого аппарата была кратковременность пребывания под водой. Тогдашние баллоны не могли выдерживать значительное давление воздуха, поэтому водолаз мог спокойно работать не более 10-15 минут. Тем не менее, энтузиасты подводного плавания постоянно пытались его усовершенствовать. Так, в 1936 году французский офицер Ив ле Прийор подключил к дыхательной маске с регулятором баллон для заполнения автомобильных шин с давлением до 150 атмосфер. Маска изнутри наполнялась воздухом, давление которого вытесняло воду и позволяло пловцу дышать. Но удобным этот аппарат назвать было сложно, так как пловцу приходилось вручную открывать и закрывать вентиль подачи воздуха на баллоне.
Ребризер
В 1878 году Г. Флюссом был создан аппарат замкнутого цикла, или ребризер, в котором воздух, поступавший в дыхательную маску, не удалялся, а обогащался кислородом из баллона. Эта система была достаточно удобной, так как позволяла водолазу длительное время работать под водой и не задумываться о способе его подачи. Кислород понемногу стравливался в маску, смешиваясь с выдыхаемым воздухом.
После усовершенствования в 1911 году кислородных баллонов, которые теперь могли выдерживать до 200 атмосфер, ребризеры стали использоваться британскими моряками для спасательных работ. Однако вскоре выяснилось, что при погружении на глубины более 20 метров чистый кислород приводит к быстрой интоксикации и гибели водолаза.
Акваланг открытого цикла
Первый аппарат современного типа с так называемой дыхательной системой открытого цикла был изготовлен в 1943 году французами Жак-Ивом Кусто и Эмилем Ганьяном. Впоследствии он был назван аквалангом. Это название получили, соединив латинское слово «аqua» (вода) и английское слово «lung» (лёгкое). Аппарат состоит из одного или двух баллонов с дыхательной смесью газов, двухступенчатого регулятора подачи газа и компенсатора плавучести.
Основное отличие акваланга от предыдущих систем заключается в автоматическом выравнивании давления подаваемого воздуха и внешней среды. При этом обеспечивается полная автономность и длительность нахождения под водой. Изобретение Кусто-Ганьяна позволяло спокойно погружаться до 60 метров, а современные аппараты и газовые смеси делают доступными намного более серьёзные глубины.
p_i_f
ДЛЯ ВСЕХ И ОБО ВСЕМ
Но кто же изобрел акваланг? Странный вопрос, скажете вы, конечно же французы Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян, и сделали это они в 1943 году. Так считалось до тех пор, пока в английском журнале «Тритон» не появилась статья известного английского подводника, капитана У. Шелфорда. Он утверждал, что основная часть акваланга, редуктор, изобретенный Кусто и Ганьяном, представлял собой всего лишь модификацию прибора, созданного еще в тридцатых годах их соотечественником И. ле Приером.
Дальше — больше. Продолжив изыскания, Шелфорд наткнулся на сведения о японце Огуши, автономный аппарат которого был запатентован в 1918 году и долго выпускался для императорского флота. У устройства Огуши были те же части, что у нынешнего акваланга: маска, баллон со сжатым воздухом, клапанный редуктор, гибкий резервуар, крепившийся к поясу пловца. Однако и японец не был первым!
Одно из самых примечательных исторических свидетельств о подводном плавании дошло до нас благодаря историку Геродоту. По его свидетельству, во время первой в истории морской войны 481– 480 гг. до н.э. греческие ныряльщики Скиллиас и его дочь Гидна из города Скионы перерезали якорные канаты кораблей персидского царя Ксеркса, после чего корабли были штормом выброшены на берег. Из–за отсутствия подачи воздуха на дыхание древние водолазы – ныряльщики не могли погружаться на глубины более 30 м и оставаться под водой более 2 – 3 минут, поэтому возникла необходимость совершенствования методов водолазных погружений.
Для ускорения погружения ныряльщики стали брать с собой под воду груз, а для увеличения продолжительности пребывания под водой — надутый воздухом пузырь, от которого шла трубка ко рту. На ассирийском барельефе, высеченном в 885 г. до н.> э., изображены воины, плывущие на надутых воздухом бурдюках. Описание кожаного бурдюка с дыхательной трубкой приведено в 77 г. до н.> э. римским писателем и ученым Плинием Старшим. В 1191 г. водолазы выполняли обязанности почтальонов, обеспечивая связь с внешним миром крепости Акра, осажденной Ричардом Львиное сердце. Во время сражения при Лез–Андели в 1203 г. водолазы спускались под воду с сосудами, наполненными горючей или взрывчатой сьмесью. При осаде турками острова Мальта в 1565 г. возникали кровавые схватки под водой между водолазами воюющих сторон. В 1405 г. немецкий писатель Кьезер описал костюм ныряльщика, состоящий из кожаной куртки, металлического шлема с двумя стеклянными иллюминаторами и кожаной трубки, соединяющейся с воздушным мешком. Однако и этот способ не мог надолго увеличить время пребывания под водой, поскольку объем воздуха, находящегося в пузыре, был мал и при дыхании в нем быстро нарастало содержание углекислого газа и снижалось содержание кислорода.
В 1535 г. Гульельмо де Лорена создал цилиндрическую камеру высотой около 1 м и диаметром 60 см со стеклянными оконцами. Камера подвешивалась на канатах и помещалась на плечах водолаза, закрывая лишь его голову и грудную клетку. В 1551 г. Николо Фонтана изобрел водолазный костюм, в котором водолаз должен был стоять, засунув голову в большой стеклянный шар. Другим известным с давних времен способом погружения под воду, принципиально отличным от других, является применение трубок. Плиний Старший в 77 г. до н. э. сообщал о боевых водолазах, которые дышали через трубку, зажатую в зубах, другой конец которой был выведен на поверхность.
Водолазный костюм, предложенный Леонардо да Винчи, представляет собой цельное с ног до головы одеяние из меха или кожи с воздухом внутри, сапоги с каблуками или железными крюками, мешки с песком для тяжести, мочеприемник и медная панцирная куртка. В трактате Валло о фортификации, изданном в 1524 г., имеется напоминающее рисунки Леонардо да Винчи изображение водолаза в кожаном шлеме с кожаной трубкой, скрепленной прочными кольцами и заканчивающейся дисковым поплавком.
В 1613 г. инженер Диего Уфано дал описание шлема, который должен был помочь водолазу «лучше чувствовать себя под водой и потому лучше работать». В XVI– XVII веках в различных странах разрабатываются и совершенствуются конструкции водолазных колоколов. Первое сообщение о применении водолазного колокола относится к 1538 г. На реке Тахо (г. Толедо, Испания). Два греческих акробата давали представление перед Карлом V, входя внутрь колокола собственной конструкции, выполненного в виде горшка. В 1595 г. Веранцио опубликовал сведения о водолазном колоколе и дал его изображение. Английский государственный деятель и философ Френсис Бэкон (1561– 1626) предложил такой способ: когда ныряльщик уже не может больше задерживать дыхание, он засовывает голову в заранее опущенный в воду сосуд с воздухом, чтобы наполнить легкие, после чего выходит из колокола и продолжает работу. В 1597 г. появился колокол Бонаюто Лорини, близкий по конструкции камере Лорены, но оборудованный платформой для водолаза и предназначенный для фортификационных работ. В 1616 г. художник Франц Кесслер из Вецлара сообщил данные о своем изобретении «водной брони» — деревянного водолазного колокола В 1625 г. испанец Франциско Меливан при поиске и подъеме затонувших судов использовал водолазный колокол, изготовленный в Гаване. Особенно успешную работу с использованием водолазного колокола проделал английский капитан судна и водолаз Уильям Фипс, который вместе с ныряльщиками-индейцами в 1686– 1687 гг. поднял с затонувшего у Багамских островов испанского галеона «Нуэстра сеньора де ла Кансепсьон» золото, серебро и другие сокровища стоимостью 300 тыс. фунтов стерлингов. В 1691 г. английский астроном и геофизик Эдмунд Галлей, именем которого названа знаменитая комета, запатентовал изобретенный им водолазный колокол, в 1716г. сделал о нем доклад на заседании Королевского научного общества, а в 1717 г. построил колокол, который имел форму усеченного конуса с толстым стеклом в верхней части для естественного освещения. В 1772 г. знаменитый французский физик Кулон сделал в Академии наук доклад, в котором описал «воздушный корабль», который представлял собой усовершенствованный водолазный колокол Специалист по отделочным работам Джон Смитон в 1788 г. придал кубическую форму колоколу, который размешался на малой глубине и был снабжен сверху насосом Папена для повышения давления в колоколе и его вентиляции.
В 1783 г. французский инженер Форфе сконструировал устройство, которое представляло собой надеваемые на грудь и спину водолаза мехи, а пружины в виде пластин удерживали обе половины мехов в раскрытом положении. В 1797 г. немцем А.Клингертом были предложены «одежда для водолазов» из непромокаемой ткани, прикрепленной к краю металлического колпака, заканчивающаяся короткими рукавами и панталонами до колен.
29 сентября 1863 года американские чиновники выдали патент некоему К. Маккину. Он гарантировал, что в изобретенном им костюме подводный пловец способен «опускаться на дно, передвигаться по нему и самостоятельно всплывать на поверхность». Аппарат Маккина совершенно походил на акваланг: при взгляде на него в глаза бросаются герметичный каучуковый костюм, наспинный резервуар со сжатым воздухом, регулятор его подачи водолазу и, конечно, маска. Маккин придумал еще и надувные компенсаторы плавучести, своего рода спасательные буи, получившие распространение только в последнее время. Однако этому талантливому самоучке не повезло — он создал свой прототип акваланга в разгар гражданской войны в США, когда даже заинтересованным лицам было не до новшеств.
Очевидно, поэтому французским инженерам Рукейролю и Денейрузу спустя три года пришлось заново «открывать Америку», еще раз изобретая регулятор для подводного дыхательного прибора открытой циркуляции. Эта деталь представляла собой мембрану, на которую давила с одной стороны вода, а с другой — воздух, вдыхаемый водолазом. Когда при погружении давление увеличивалось, в мембране автоматически открывался клапан и в маску поступала дополнительная порция воздуха, а при всплытии доза его, естественно, сокращалась.
Но и предприимчивые французы, прославленные Жюль Верном в романе «8 тысяч километров под водой», опять-таки не были первыми, ибо в 1831 году бруклинский машинист Ч. Кондерт снабдил свой подводный костюм совершенно оригинальной системой постоянной подачи воздуха.
Кондерт придумал прорезиненную одежду, снизу доходившую до подмышек, а сверху закрывающую голову и тело водолаза до бедер. «Метод обеспечения воздухом состоял в сжатии достаточного количества его в медном подковообразном баллоне,— писал репортер «Механического иллюстрированного журнала».— Маленький кран пропускал воздух в костюм, не давая воде проникнуть в него. Выдыхаемый воздух выходил через отверстие размером с булавочную головку». После ряда успешных погружений, когда Кондерт достигал глубины 7 метров, в один из августовских дней 1832 года изобретатель погиб.
При расследовании этой трагедии было установлено, что под водой сломалась трубка, по которой подавался воздух.
Впрочем, некоторые исследователи оспаривают приоритет Кондерта, припоминая У. Джеймса, сделавшего чертежи подобного аппарата еще раньше, в 1825 году. Только ему не удалось проверить свое устройство в деле в отличие от француза Л. д’Ожервиля. Впрочем, он заслуживает особого рассказа.
Ночью, в сильную снежную бурю, на скалах разбился английский корабль «Беллона». В августе 1832 года на место катастрофы прибыл директор спасательной компании Л. д’Ожервиль с группой водолазов, оснащенных автономными дыхательными аппаратами, созданными их шефом. За сравнительно короткий срок подводники извлекли на поверхность не только ценности, но и все пушки, лафеты, ядра, даже балласт — 150-килограммовые железные чушки «Бел-лоны». Операция оказалась настолько успешной, что морской министр приказал организовать несколько водолазных школ и создать специальные группы подводных спасателей, то есть то, что было реализовано лишь в XX веке.
Конструкция аппарата Л. д’Ожервиля как две капли воды походила на современные акваланги. Не хватало только ластов, да наспинный баллон с воздухом был склепан из красной меди. На груди водолаза висел дыхательный мешок с двумя медными трубками в виде «медной спирали, покрытой непромокаемой клеенкой», которые соединялись с маской, имевшей «нос из меди, покрытый внутри мастикой, что позволяло внутри ее адаптироваться любому носу». На уровне груди ныряльщика, спереди и сзади, подвешивались свинцовые грузы.
По мнению экспертов, наблюдавших за опытами с вододыхательной системой Л. д’Ожервиля, «аппарат давал тренированному человеку возможность находиться в воде в любых положениях без связи с внешним миром и. работать спокойно, а при необходимости быстро всплывать». Чем не акваланг?!
Однако и этот человек, без сомнения намного опередивший технические возможности своего времени, не был первым, кто сумел изобрести автономную дыхательную систему для подводников.
Оказывается, задолго до Л. д’Ожервиля, точнее — 17 июня 1808 года житель Бреста Пьер-Мари Тубулик запатентовал в высшей степени оригинальную подводную машину, прозванную им самим «ихтиозавром». К сожалению, сей «подводный зверь» не был по достоинству оценен современниками, а жаль,— изобретение Тубулика могло бы, без сом нения, оказать поистине революционизирующее воздействие на долгий и трудный процесс освоения человеком морских глубин. Примечательно: при испытаниях ихтиозавра на поверхности не появлялось пузырьков воздуха, выдыхаемого акванавтом. А это значит, что Тубулику удалось создать, возможно впервые в мире, акваланг замкнутого цикла, действующий на чистом кислороде!
«Я думал, что, добавляя кислород в пространство, в котором он должен быть поглощен,— писал изобретатель,— восстановлю состав воздуха таким же, каким он был ранее». Для этого ему пришлось изыскать способ, позволяющий непрерывно очищать воздух внутри водолазного костюма, внешне походившего на небольшой колокол, одетый сверху на подводника и доходивший ему до пояса. Продолжением его были кожаные, обильно смазанные жиром и заканчивающиеся металлическими обручами рукава и штаны — таким образом Тубулик хотел обеспечить герметичность своего устройства.
Находясь под водой, водолаз время от времени оперировал «турникетом» — ручкой, закрепленной на «флаконе», в котором из морской воды добывался кислород. По-видимому, Тубулик добавлял в нее окислитель, смесь двуокиси соды и сульфата никеля и меди, разлагавший ее на водород (он откачивался) и необходимый водолазу кислород. К сожалению, Тубулик сумел засекретить свой метод.
Но и он не был первым в списке тех, кому удались попытки регенерации воздуха в подводных устройствах. В частности, в одном из старинных документов можно найти довольно любопытное сообщение. «Господин Дионис, член академии в Бордо,— писала 1 августа 1792 года «Энциклопедическая газета»,— недавно изобрел восьмивесельную лодку, плававшую под водой. Люди, находившиеся в ней, избавлены от удушья с помощью искусственной воды. Эта жидкость восстанавливает воздух в первоначальном состоянии». Но каким образом Дионис добился этого, так и осталось неизвестным, как и способ регенерации, примененный голландцем ван Дроббелем на своей подводной лодке еще в начале XVII века.
Более подробные сведения сохранились о кислородном аппарате замкнутого цикла, созданном в 1878 году офицером английского торгового флота Г. Флюс-сом. Внешне его система походила на большинство предшествующих и современных: маска, дыхательный мешок, баллон со сжатым кислородом. К последнему Флюсе присоединил коробочку, наполненную едким калием, являющимся, как известно, поглотителем углекислого газа. В эффективности этого устройства Флюсе убедился лично, проделав весь комплекс испытаний на различных глубинах.
Позже Флюсе передал свои чертежи известной фирме «Зибе, Горман и К». специализировавшейся на подводном снаряжении. В 1837 г. Зибе окончательно отработал свой водолазный костюм, снабдив его привинчивающимся шлемом с травящим клапаном, который приводился в действие самим водолазом. Теперь костюм был цельным и закрывал все тело, кроме кистей рук, а свинцовые галоши и груза обеспечивали достаточную устойчивость на грунте. Зибе назвал этот водолазный костюм «скафандром» от греческих слов «лодка» и «человек».С 1903 года модель аппарата Флюсса, модернизированная управляющим фирмой Р. Девисом, стала применяться спасателями. в шахтах; в годы первой мировой войны ее использовали в качестве противогаза. В конце концов Девис превратил очередной образец прибора Флюсса в индивидуальное средство спасения экипажей подводных лодок.
9 мая 1827 года некий Жан-Батист Бодуэн демонстрировал на Сене свою деревянную субмарину. При этом он объявил, что матросы, при необходимости, могут открыть люк-шлюз и выйти наружу «Мои люди пользуются шлемами,— говорил Бодуэн,— которые снабжаются воздухом под давлением в 100 атмосфер в течение часа из двух металлических ящиков (баллонов), закрепленных на их спинах».
Надо сказать, что аналогичное устройство придумал и современник Бодуэна, судья из Ла-Рошели,— Костера, посвятивший подводному плаванию почти три десятилетия. Только все его разработки, нередко оригинальные, так и остались на бумаге, а их автор однажды с горечью написал: «Сколько открытий было сделано, потеряно и сделано вновь. »
Воистину, история акваланга — ярчайшее тому подтверждение.
Как это работает. Акваланг
Первый такой аппарат был запатентован в 1866 году, а широкой общественности стал известен чуть позже из романа Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Привычное нам название появилось уже в XX столетии благодаря двум французам – морскому офицеру Жаку Иву Кусто и инженеру Эмилю Ганьяну. В 1943 году они основали фирму Aqua Lung («водяное легкое»). Продукция компании быстро обрела популярность в мире, а название «акваланг» стало определением подобных аппаратов во многих странах.
В России один из ведущих создателей аквалангов – Научно-производственное предприятие «Респиратор» холдинга «Технодинамика». Продукцией «Респиратора» пользуются как дайверы, так и профессиональные водолазы. На примере одной из последних моделей предприятия – воздушно-дыхательного аппарата АВМ-15 – рассказываем, как устроен и работает современный акваланг.
Как учились дышать под водой
Исследовать подводный мир и чувствовать себя «как рыба в воде» человек стремился с древних времен. Первые конструкции, которые помогали дышать под водой, описаны еще Аристотелем в 332 году до нашей эры. Не обошел вниманием разработку таких аппаратов и сам Леонардо да Винчи. Его изобретение внешне напоминает современные акваланги – мешок с дыхательной смесью, который крепится к груди железными обручами, загубник и бронзовый зажим для носа. Чертежи Леонардо да Винчи так и остались на бумаге, а первый автономный дыхательный аппарат, который получил практическое применение, появился только в 1865 году. Его создатели – французы Бенуа Рукейроль и Огюст Денейруз – назвали новинку «Аэрофором». Аппарат представлял собой стальной баллон с воздухом под давлением 20-25 атмосфер, соединенный через редуктор с загубником. Мембранный редукционный клапан – это и было главным открытием и залогом популярности «Аэрофора». Это маленькое новшество позволяло подавать воздух только в момент вдоха под нужным давлением. Аппарат использовался военно-морским флотом, про него рассказывал Жюль Верн в своей книге «Двадцать тысяч лье под водой».
«Аэрофор» можно назвать «предком» современного оборудования открытого цикла дыхания, то есть со вдохом воздуха из баллона, а выдохом в воду. До современных «собратьев» «Аэрофору» оставался всего один шаг – увеличить запас воздуха, используя его под более высоким давлением. На практике это осуществил в 1933 году капитан французского военного флота Ив Ле Приор. Ему удалось повысить давление в баллоне до 100 атмосфер, но пришлось использовать закрытую схему дыхания – выдох производился в маску.
Спустя десять лет Жак Ив Кусто и Эмиль Ганьян совершенствуют дыхательный аппарат и доводят его до того вида, который мы знаем сегодня. Это два баллона с воздухом (100-150 атмосфер) и редуктор, подающий воздух под правильным давлением, причем только в момент вдоха.
Кусто и Ганьян назвали свою компанию Aqua Lung. Слово «акваланг» очень быстро стало нарицательным во многих странах, в том числе и у нас. В английском языке такие аппараты чаще называют SCUBA (Self-contained Breathing Underwater Apparatus).
Устройство и принцип работы акваланга
Основные части любого современного акваланга – это баллон с воздухом под высоким (200-300 атмосфер) давлением и двухступенчатый редуктор. Модель АВМ-15 включает два баллона емкостью по семь литров. Кроме сжатого воздуха в аппарате могут использоваться обогащенные кислородом искусственные дыхательные смеси (NITROX и т.п.). Такие составы делают нахождение на глубине под действием большего давления более комфортным для нашего организма.
Дышать напрямую из баллона под давлением 200 атмосфер невозможно. Поэтому к баллону присоединяется специальный двухступенчатый редуктор. Первая ступень снижает давление до нормального значения. В зависимости от конструкции и модели оно может быть разным. В аппарате АВМ-15 рабочее давление не превышает 19,6 Мпа.
Вторая ступень редуктора называется регулятором, отвечает за две важные функции. Во-первых, подает воздух под давлением, равным давлению воды на любой глубине. Ведь даже находясь на метровой глубине уже тяжело вздохнуть. Поэтому просто необходимо компенсировать давление воды. Во-вторых, регулятор следит за тем, чтобы воздух для дыхания подавался только в момент вдоха. Очевидно, что это помогает расходовать воздух намного экономнее. Выдыхает аквалангист прямо в воду. Таким образом, воздух используется всего один раз, а АВМ-15 относится к дыхательным системам открытого цикла.
Как видно, АВМ-15 по своему устройству и принципу работы схож с другими аквалангами своего класса. При этом он обладает некоторыми особенностями, которые делают работу профессиональных водолазов и дайверов еще комфортней. К примеру, в состав аппарата входит запатентованное сигнальное устройство «пузырькового» типа, которое предупреждает, когда основной запас воздух заканчивается. Аппарат может быть использован и при минусовых температурах. Незамерзающий АВМ-15 уже прошел «экзамен» в Антарктике – его использовали для подводных погружений члены экспедиции проекта «13 морей России».
События, связанные с этим
Взрывная история: старейшему производителю тротила – 110 лет
Профессии Ростеха: разработчик VR-тренажеров