Когда мы думаем о способах нахождения под водой, помимо банальной задержки дыхания, мы вспоминаем об аквалангах, глубоководных скафандрах и даже подводных лодках. Но первым устройством, позволяющим длительное пребывание на глубине, был водолазный колокол, устройство, которое в доработанной версии используется до сих пор.
Впервые подобное устройство упоминается в трудах греческого философа Аристотеля в IV веке до нашей эры и его можно считать предшественником сегодняшних водолазных колоколов.
Водолазный колокол - это камера, используемая для транспортировки водолазов с поверхности на глубину и обратно. Наиболее распространенными типами являются мокрый колокол с открытым дном и закрытый колокол.
В отличие от подводной лодки, водолазный колокол крепится тросом к надводному судну. Этот трос так же используется для подъема и погружения водолазного колокола. В современных устройствах вместе с тросами присутствуют кабели линий связи, электропередачи и воздушные магистрали.
Существует три типа водолазных колоколов: мокрые колокола, закрытые колокола и спасательные колокола.
Оригинальные водолазные колокола
Одним из первых применений колоколов было поднятие предметов со дна. Есть записи о спасательных операциях с использованием водолазных колоколов еще в 15 веке .
Оригинальная концепция проста для понимания. Человек забирался в открытое снизу устройство со скамейкой внутри, затем "экипаж" и аппарат опускались под воду. Когда устройство погружалось, вода попадала через открытое дно внутрь колокола, при этом сжимая воздух внутри и удерживая его. Когда устройство достигало желаемой глубины, пловец вылазил из устройства, искал предметы, которые нужно достать, и возвращался назад, чтобы подышать воздухом. Они могли сделать это несколько раз, прежде чем уровень углекислого газа внутри становился слишком высоким.
Хотя первые конструкции имели множество форм, наиболее распространенной стала форма колокола из-за ее устойчивости.
Развитие конструкции
Хотя оригинальная концепция была неплоха, у нее были некоторые серьезные ограничения. Во-первых, когда пловец выдыхал, он добавлял углекислый газ в воздух, который повторно вдыхал, что сильно ограничивало время, в течение которого он мог оставаться под водой. Во-вторых, поскольку давление воды увеличивается с глубиной, то воздушный карман сжимается пропорционально этому и остается меньше места для головы пловца.
Дени Папен в 1689 году предположил, что кузнечные меха могут нагнетать воздух по шлангу в колокол. Это обеспечит приток свежего воздуха, а также увеличит его объем воздуха. Хотя концепция была хорошей, оборудование того времени не могло обеспечить достойной реализации этого плана. Почти сто лет спустя Джон Смитон изобрел воздушный насос, способный выполнить эту задачу.
Водолазные колокола до сих пор используются в коммерческом дайвинге. Их часто используют для доставки на глубину дайверов с тяжелым оборудованием для выполнения каких-либо работ.
Концепция водолазного колокола также привела к разработке водолазного шлема и скафандра, а так же специальных исследовательских судов, с помощью которых можно спуститься на дно водоема без каких-либо специальных костюмов и масок.
Закрытый водолазный колокол
Закрытый водолазный колокол имеет люк внизу, который обычно запечатан. Давление внутри колокола поддерживается равным давлению воды снаружи. Когда водолаз должен войти или выйти из него, люк открывается. Поскольку давление внутри и снаружи одинаковое, вода в колокол не попадает.
Одной из проблем, связанных с обоими типами колоколов, является декомпрессионная болезнь. В первые дни многие умирали из-за непонимания этого процесса. Декомпрессионная болезнь возникает при быстром снижении давления, во время всплытия с глубины. При этом газ, ранее растворенный в крови или тканях, образует газовые пузырьки в кровеносных сосудах.
Здесь и проявляется главный плюс закрытой системы, которая может действовать как декомпрессионная камера. При небольшой глубине погружения время декомпрессии, измеряемое часами, но при большой глубине это занимает дни.
Закрытые камеры могут соединятся с другими камерами, находящимися под таким же давлением, что позволяет дайверам чередоваться при выполнении определенных работ на глубине.
Способность человека исследовать подводный мир значительно расширилась благодаря первым изобретателям и применению водолазного колокола. Это был первый шаг, который привел ко многим возможностям, которые мы имеем сегодня.