Компенсатор плавучести (дайвинг) - Buoyancy compensator (diving)

Компенсатор плавучести

Куртка типа ВС на баллон для дайвинга
Акроним	BC или BCD
Другие имена	Устройство контроля плавучести
Использует	Для регулировки и контроля общей плавучести дайвера
Похожие материалы	Спинка и крыло

А компенсатор плавучести, также называемый устройство контроля плавучести, до н.э, BCD, стабилизатор, стабилизатор, куртка, крыло или же ABLJ в зависимости от дизайна, это кусок оборудование для дайвинга с надувным пузырем, который носят дайверы, чтобы установить нейтральная плавучесть подводный и позитивный плавучесть на поверхности, когда это необходимо. Плавучесть регулируется регулировкой объема воздуха в мочевом пузыре. Баллон наполняется газом под давлением окружающей среды из основного баллона с газом для дыхания дайвера через шланг низкого давления от первой ступени регулятора, непосредственно из небольшого баллона, предназначенного для этой цели, или изо рта дайвера через оральный клапан надувания.

Их можно в широком смысле классифицировать как имеющие плавучесть в основном спереди, вокруг туловища и позади дайвера. Это влияет на эргономику и, в меньшей степени, на безопасность установки. Их также можно в широком смысле классифицировать как имеющие плавучесть как неотъемлемую часть конструкции или как сменный компонент, поддерживаемый внутри корпуса конструкции.

Компенсатор плавучести является одним из элементов водолазного снаряжения, наиболее требующим навыков и внимания во время работы, поскольку управление полностью ручное, и регулировка требуется на протяжении всего погружения, поскольку вес уменьшается из-за потребления газа, а плавучесть гидрокостюма и BCD изменяется в зависимости от глубина. Точная регулировка плавучести может быть выполнена путем управления дыханием при разомкнутом контуре, уменьшая количество фактической регулировки объема BCD, и опытный дайвер разовьет способность регулировать громкость для поддержания нейтральной плавучести, оставаясь при этом в курсе окружающего и выполняя другие задачи. Компенсатор плавучести является одновременно важным предохранительным устройством при правильном использовании и значительной опасностью при неправильном использовании.

Умение контролировать подрезать эффективно зависит как от соответствующего распределения плавучести, так и от балластный вес распределение. Это тоже навык, приобретенный на практике, и ему способствует минимизация необходимого объема газа за счет правильного взвешивания.

Функция

Функция компенсатора плавучести заключается в том, чтобы позволить дайверу регулировать плавучесть под водой или на поверхности в диапазоне от слегка отрицательного до слегка положительного, чтобы позволить поддерживать нейтральную плавучесть во всем диапазоне глубин запланированного погружения, а также для компенсации изменений. по весу из-за потребления газа для дыхания во время погружения. Если используются ступенчатые цилиндры, это также может быть использовано для компенсации изменений веса при опускании и извлечении этих цилиндров. Колебания плавучести гидрокостюмов зависят от объема и плотности костюма, а также от давления окружающей среды, но для толстых костюмов могут составлять порядка 10 кг.

Составные части

Задняя панель или крыло стиль B.C. и акваланг

1. Регулятор первая ступень
2. Клапан цилиндра
3. Погоны
4. Баллон компенсатора плавучести
5. Предохранительный и нижний ручной клапан сброса
6. Регулятор второй ступени (с «осьминогом»)
7. Консоль (манометр, глубиномер и компас)
8. Шланг инфлятора сухого костюма
9. Задняя панель
10. Шланг инфлятора BC
11. Мундштук для надувания полости рта и ручной спускной клапан
12. Ремешок для промежности
13. Ремешок на пояс

Все компенсаторы плавучести будут иметь некоторые общие компоненты:

• А мочевой пузырь содержать газ, который может быть добавлен или выпущен во время погружения для контроля плавучести.
• Средство добавления газа в баллон, обычно прямая подача низкого давления^[1] или силовой инфлятор^[2] который впрыскивает газ из шланга низкого давления из водолазного баллона регулятор для дайвинга или вспомогательный цилиндр к баллону (ам) КП, который управляется клапаном надувания, и обычно это вариант надувания через рот. Обычно они находятся на конце гофрированного или ребристого резинового шланга для накачивания.
• Выпускной клапан^[1] или сбросной клапан^[2] который позволяет газу выпускаться или уходить контролируемым образом из мочевого пузыря (-ей) КП. Большинство BC имеют по крайней мере два вентиляционных отверстия: одно в крайнем верхнем, а другое в нижней части BC, для использования по мере того, как воздух мигрирует в любую часть BC, расположенную наверху, вентиляционное отверстие, расположенное на плече, используется, когда дайвер находится в вертикальном положении. вентиляционное отверстие, расположенное ближе к талии дайвера, используется в перевернутом положении. Также обычно возможна вентиляция через ротовую инфузионную систему.
• Клапан сброса избыточного давления, который автоматически выпускает воздух из баллона, если дайвер чрезмерно надувает КП, поднимаясь вверх или впрыскивая слишком много газа. Обычно это второстепенная функция выпускного или сбросного клапана и необходимая функция безопасности для предотвращения повреждения из-за избыточного давления.
• Средство крепления КП к водолазу для передачи сил плавучести и удержания КП в положении, предназначенном для выполнения его функций. КП обычно крепится к туловищу дайвера либо специальными ремнями, либо как часть многофункциональной системы, интегрированной с мочевым пузырем или кожухом.

Кроме того, некоторые BC могут включать другие функции:

• Прочный текстильный кожух для удержания и защиты баллона, к которому прикреплено большинство других компонентов, с застежками-молниями для доступа к баллонам.
• Ремни (ремни) для фиксации цилиндров задней установки
• Пластик или металл Задняя панель для поддержки заднего крепления баллоны для дайвинга
• Ремешок для промежности может быть включен в привязь для предотвращения скольжения КП по направлению к голове, когда дайвер находится в вертикальном положении, а мочевой пузырь надут.
• Ремень - это альтернативный подход, позволяющий уменьшить склонность КП соскальзывать к голове за счет плотного прилегания к талии.
• Карманы для переноски мелких принадлежностей или инструментов
• Комплексный система взвешивания для дайвинга - карманы для свинцовых грузов с механизмом быстрого освобождения.^[3] Встроенные противовесы могут устранить необходимость в отдельном грузовом поясе.
• Карманы для регулировки веса для регулировки положения центра тяжести дайвера для улучшения триммер для дайвера.
• D-образные кольца или другие анкерные точки для закрепления на другом оборудовании, таком как резаки, манометр, катушки, камеры и сцена, аварийные или боковые цилиндры
• Баллоны аварийного наддува. Это может быть либо небольшой (около 0,5 литра) баллон с воздухом, наполненный из главного баллона дайвера, либо небольшой углекислый газ цилиндр.
• Светоотражающая лента для лучшей видимости.
• Набивка для комфорта.
• Резервный баллон с соответствующими компонентами наполнения и вентиляции в качестве резервного на случай отказа основного баллона.
• Альтернативный регулятор дыхательного газа, подключенный к узлу клапана наддува / выпуска воздуха или интегрированный с ним.
• Банджи для удержания частично надутого крыла

Дайвер в спасательном жилете с регулируемой плавучестью

Типы

По распределению плавучести существует три основных типа СУ:

Регулируемый спасательный жилет плавучести

Подводные водолазы с надутыми БК Horsecollar

Спасательный жилет с регулируемой плавучестью (ABLJ) надевается на шею и на грудь, закрепляется ремнями на талии и обычно между ног. Иногда их называют "ошейники "из-за их сходства и исторически произошли от надувного жилета команды подводных подрывников (UDT) или Мэй Уэст спасательный жилет, выданный пилотам и дайверам времен Второй мировой войны.

Они были разработаны в 1960-х годах и в значительной степени вытеснены компенсаторами плавучести с крыльями и жилетами, в первую очередь потому, что плавучесть сосредоточена перед дайвером, когда он наполнен, и за шеей, когда он частично заполнен, что вызывает тенденцию смещать центр плавучести дайвера. к голове при надувании, что отрицательно сказывается на триммер дайвера под водой.^[4] Расположение ABLJ на груди дайвера и вокруг шеи обеспечивает наилучшее распределение плавучести среди конструкций компенсаторов плавучести, когда дело доходит до того, чтобы в случае возникновения проблем плавать на поверхности проблемного, утомленного или находящегося без сознания дайвера лицом вверх.

Dacor Seachute BC4 имеет уникальные верхний и нижний пузырьки. Верхний мочевой пузырь располагался вокруг шеи и мог надуваться CO.₂ картридж для использования в качестве поверхностного спасательного жилета. Нижний мочевой пузырь находился над областью живота дайвера и наполнялся сжиженным газом от регулятора для контроля плавучести под водой. Такое расположение обеспечивало лучшее распределение плавучести для контроля дифферента во время погружения, чем большинство других систем надувания спереди.^[5]

БК плавучести по периметру

Водолаз в стабилизирующей куртке

Жилет BC, защитный жилет, куртка-стабилизатор, удар, жилет или (пренебрежительно) BC "Poodle Vest" - это надувные жилетки, которые дайвер носит на верхней части туловища, которые включают в себя баллонную привязь. Воздушный пузырь проходит сзади по бокам дайвера.

Некоторые дайверы предпочитают обертывающие пузыри, поскольку они облегчают поддержание вертикального положения на поверхности. Однако некоторые конструкции имеют тенденцию сжимать туловище дайвера при накачивании, и они часто становятся громоздкими по бокам или спереди при полном накачивании. BC с задней надуванием менее громоздки по бокам, но могут иметь тенденцию удерживать дайвера под наклоном вперед по поверхности в зависимости от веса и распределения плавучести.^{[нужна цитата ]} что представляет собой возможную опасность в аварийной ситуации, если дайвер потерял сознание или по иным причинам не может держать голову над водой.

Жилет BC обычно обеспечивает плавучесть до 25 кг (в зависимости от размера) и довольно удобен в носке, если имеет правильный размер и приспособлен для дайвера. BC Vest - самый распространенный тип среди дайверов-любителей, потому что они могут объединять в одном элементе снаряжение контроль плавучести, веса, точки крепления вспомогательного снаряжения и удержание баллона. Дайверу нужно только прикрепить баллон и набор регуляторов, чтобы иметь полный набор для подводного плавания. Некоторые "tech-rec" (технические и развлекательные) жилетки BC могут нести несколько цилиндров - двойные комплекты на спине и стропные цилиндры по бокам, подвешенные на D-образных кольцах. Отсутствие гибкости в установке D-колец из-за конструктивных ограничений некоторых конструкций частично компенсируется установкой большего количества D-колец, некоторые из которых могут быть в нужном месте для данного дайвера.

Можно выделить три основные конфигурации наложения:

• Оригинальный патент на куртку-стабилизатор от Scubapro отличался плавучестью, которая позволяла воздуху обтекать руки и вокруг рюкзака - фирменная конструкция с сквозным потоком на 360 °. Это был сложный в изготовлении мочевой пузырь.^[6]
• Надутый над плечом мочевой пузырь, отделенный под руками, центр плавучести которого находится довольно высоко на теле, когда он полностью надут, что имеет тенденцию удерживать дайвера в вертикальном положении на поверхности. Они громоздкие в передней части туловища, особенно в области плеч и груди, и относительно четкие по бокам под руками.
• С расширением мочевого пузыря из нижней части спины вперед под руки, но разделенным в плечах, и без плавучести в верхней части грудной клетки, которая имеет нижний центр плавучести при полном накачивании и имеет тенденцию отклонять дайвера назад, когда он полностью накачан. поверхность. Они могут быть очень громоздкими под мышками при добавлении встроенных утяжелителей и / или карманов, а для ныряльщиков с меньшей талией - также спереди в области талии, но относительно чисты в области груди и плеч. «Оболочка» или кожух мочевого пузыря обычно отделяется от поясного ремня, который можно плотно прилегать, оставляя мочевой пузырь относительно свободным вокруг туловища, чтобы избежать ограничения дыхания при полном надувании.

Системы крепления КП обычно предназначены для ограничения смещения КП в результате подъемных сил, включая минимизацию тенденции соскользнуть к голове, когда дайвер стоит в вертикальном положении, а баллон надут. Если дайвер носит грузовой пояс, он будет тянуться в направлении, противоположном лифту BC, когда дайвер находится в вертикальном положении, и может привести к тому, что дайвер провисит в куртке при плавании на поверхности. Для решения этой проблемы используются пояс-пояс (широкий регулируемый пояс) и паховый ремень (ремень между ног). Паховый ремень, если он правильно отрегулирован, эффективно предотвращает это смещение, но может предотвратить падение грузового ремня от дайвера в случае его падения в аварийной ситуации. Надеть грузовой пояс на паховый ремень после надевания компенсатора плавучести может быть сложно. Ремень с поясом - это попытка избежать этой проблемы, так как пояс с грузами нельзя зацепить таким же образом, но пояс с грузами в этом случае необходимо носить либо под поясом, закрывая доступ к пряжке, либо ниже пояса. Эффективность поясного ремня зависит от талии, которая меньше, чем окружность верхней части туловища, и может ограничивать свободное дыхание, если сидит слишком плотно.

Эта тенденция надутого компенсатора плавучести смещаться к голове представляет меньшую проблему, когда грузы переносятся в интегрированных карманах противовеса на КП, но затем он может иметь тенденцию соскальзывать к голове при спуске с перевернутого дайвера под водой. Это меньшая проблема для среднего дайвера-любителя, который не проводит много времени под водой, но может усложнить восстановление после перевернутого сухого костюма, когда воздух в костюме течет к ступням и весам в БК смещение в сторону головы. Ремешок в промежности предотвратит это.

Задняя инфляция

Компенсаторы плавучести с накачкой назад типичны для спинки и крыла из нержавеющей стали, популярных у технических дайверов, но также доступны и другие варианты.Крылья или же Спинка и крыло состоят из надувного пузыря, который надевается между спиной дайвера и баллоном (-ами). Изобретенный Грегом Фланаганом в 1979 году для пещерных дайверов Северной Флориды и развитый Уильямом Хогартом Мэйном,^[7] Конфигурация задней пластины и крыла не является недавней разработкой, но приобрела популярность из-за пригодности для технический дайвинг там, где это часто используется, так как технический дайвер часто носит несколько баллонов на спине и / или прикреплен к D-образным кольцам на ремнях привязи. Баллон и баллоны или ребризер крепятся к спинке, которая привязана к водолазу ремнем безопасности. Конструкция крыла освобождает водолазные стороны и переднюю часть и позволяет использовать баллон большого объема с высокой грузоподъемностью (крылья 60 фунтов / 30 литров не редкость). В некоторых конструкциях используются эластичные лямка или эластичные шнуры вокруг мочевого пузыря для сжатия мочевого пузыря, когда он не надут, хотя есть споры относительно безопасности и полезности этого дополнения.^[8] Расстояние между отверстиями для болтов на центральной линии задней пластины стандартизовано и составляет 11 дюймов (280 мм) между центрами.^[7]

Другие компенсаторы плавучести надувания спины больше похожи на куртку по конструкции, креплению к водолазу и аксессуарам, различаются главным образом положением мочевого пузыря, которое похоже на крыло, полностью позади водолаза, без удлинений по бокам или спереди. .

Несколько короткоживущих BC с жестким воздушным отсеком были проданы в 1970-х годах.

Также возможна гибридная конструкция, при которой большая часть плавучести находится в задней части, но имеет небольшую часть по бокам под руками.

• 

  Водолаз с компенсатором плавучести крыла

• 

  Крылья для двухцилиндрового комплекта: цилиндры скреплены двумя металлическими лентами, которые через крыло привинчены к спинной пластине.

• 

  Пузырь компенсатора плавучести крыла, показывающий сторону, удаленную от водолаза. Две пары прорезей позволяют использовать ремни для удержания одного цилиндра.

• 

  Дайверы готовятся к декомпрессионному погружению с использованием спинки и крыла с баллонами с декомпрессионным газом, закрепленными на стропах.

Sidemount BCD

Вариант компенсатора плавучести, установленного на спине, используется без задней пластины для Боковой дайвинг Эта конструкция функционально аналогична ношению компенсатора плавучести, зажатого между цилиндром (-ами) и задней пластиной, но здесь нет задней пластины или установленного сзади цилиндра. Ячейка плавучести может быть установлена ​​между привязью сайдмаунт и водолазом или наверху привязи.^[9] Боковые стороны мочевого пузыря могут удерживаться от всплытия вверх при надувании эластичными шнурами, прикрепленными к поясу перед дайвером или прикрепленными друг к другу, образуя эластичный пояс через переднюю часть бедер, значительно ниже диафрагмы.

Некоторые ремни с боковым креплением могут быть адаптированы для использования с цилиндром заднего крепления в качестве опции без жесткой задней панели.^[9]

• 

  Минималистичная обвязка с креплением на боковой стенке с ремнями, ползунками и D-образными кольцами, компенсатором плавучести, встроенными держателями груза и цилиндром

• 

  Вид сверху на дайвера сайдмаунт

• 

  Дайвер сайдмаунт в пещере, показывающий 2 цилиндра и вид BC сзади

• 

  Комбинированная подвеска сайдмаунт / бэкмаунт. Передний план

• 

  Комбинированная подвеска сайдмаунт / бэкмаунт. Вид сзади

• 

  Ремень безопасности Apeks Sidemount верхняя сторона

• 

  Нижняя сторона ремня безопасности Apeks Sidemount

Строительство

Компенсаторы плавучести всех типов изготавливаются как в одинарном исполнении, так и в кожухе и мочевом пузыре. Прочность и стойкость к повреждениям обеих этих систем конструкции больше зависят от деталей конструкции и качества материалов и производства, чем от выбора компоновки, хотя техническое обслуживание может варьироваться, поскольку очистить, высушить и осмотреть отдельную обшивку быстрее, чем баллон и кожух, а баллон и кожух будут иметь больше компонентов для эквивалентной компоновки.

В конструкции с одинарной обшивкой в ​​качестве конструкционного материала устройства используется материал плавучего пузыря, а в конструкции корпуса и баллона корпус используется для несения нагрузки и для защиты баллона, который является сменной деталью.

• 

  Детали обшивки компенсатора плавучести

• 

  Внутренняя арматура, проходящая через отверстие в баллоне компенсатора плавучести

• 

  Внутренний фитинг компенсатора плавучести и прокладка для заправочного шланга или сливного клапана на месте

• 

  Угол крыла компенсатора плавучести сайдмаунта с обшивкой в ​​сборе

• 

  Угол крыла компенсатора плавучести sidemount с разгрузочным клапаном в сборе

• 

  Угол крыла компенсатора плавучести сайдмаунта с креплением шланга для надувания

Операция

Компенсатор плавучести приводится в действие путем регулирования объема газа, содержащегося в баллоне, с использованием надувного клапана для впрыска газа и одного или нескольких выпускных клапанов или сбросных клапанов для выпуска газа, который обычно подается непосредственно из баллона с газом для дыхания или перорально. , как выдыхаемый газ, хотя можно использовать специальные газовые баллоны. На поверхности баллон надувается для обеспечения положительной плавучести, позволяя дайверу плавать в предпочтительной ориентации, или сдувается, чтобы дайвер начал тонуть, чтобы начать погружение. Во время погружения газ добавляется или сбрасывается почти таким же образом, чтобы обеспечить желаемую плавучесть.

Размер и посадка

Компенсатор плавучести должен удобно прилегать к водолазу и должен надежно оставаться на месте, не ограничивая свободу движений дайвера. Существует некоторый конфликт между возможностью легкой регулировки для соответствия разным телосложениям дайвера и настройкой ремня, оптимально подходящим для конкретного дайвера в конкретном гидрокостюме. Это особая проблема с BCD в виде куртки, которые по своей природе менее регулируемы для посадки, чем ремни задней панели, которые более регулируемы, но для регулировки требуется больше времени.

Критически важно, чтобы полностью надутый компенсатор плавучести мог выдержать дайвера с максимальной нагрузкой оборудования на поверхность в начале погружения и с максимальным сжатием костюма на максимальной глубине до того, как будет израсходовано много газа. Были жертвы из-за перегрузки BCD. С другой стороны, регулировать плавучесть проще всего при минимально возможном объеме газа в BCD и сухом костюме, поскольку эти объемы меняются с изменениями глубины и должны быть отрегулированы, чтобы оставаться нейтральными.

Измерения изменения объема неопрена, используемого для гидрокостюмы при гидростатическом сжатии показывает, что около 30% объема и, следовательно, 30% поверхностной плавучести теряется примерно за первые 10 м, еще 30% примерно на 60 м, и объем, по-видимому, стабилизируется при потерях примерно 65% примерно на 100 м.^[10] Полная потеря плавучести гидрокостюма пропорциональна начальному несжатому объему. В среднем человек имеет площадь около 2 м²,^[11] Таким образом, несжатый объем полного сплошного гидрокостюма толщиной 6 мм будет порядка 1,75 x 0,006 = 0,0105 м.³, или примерно 10 литров. Масса будет зависеть от конкретного состава пены, но, вероятно, будет порядка 4 кг для чистой плавучести около 6 кг на поверхности. В зависимости от общей плавучести дайвера, как правило, требуется 6 кг дополнительного веса, чтобы привести дайвера в нейтральную плавучесть, чтобы обеспечить достаточно легкий спуск. Объем, потерянный на 10 м, составляет примерно 3 литра, или 3 кг плавучести, увеличиваясь до примерно 6 кг потеря плавучести на высоте около 60 м. Это могло почти удвоиться для крупного человека, одетого в фермерский жилет и куртку для холодной воды. Эта потеря плавучести должна быть уравновешена путем надувания компенсатора плавучести для поддержания нейтральной плавучести на глубине.

Должна быть возможность оставаться нейтральным в конце погружения, на самой неглубокой декомпрессионной остановке, когда почти весь дыхательный газ дайвера израсходован. Недостаточно просто оставаться нейтральным с резервным газом, так как если резервный газ почти израсходован из-за проблемы, дайвер не захочет бороться или не может оставаться в спине для декомпрессии.

Взвешивание должно быть достаточным, чтобы дайвер мог оставаться на самой мелкой остановке с пустыми баллонами, а имеющийся объем плавучести должен позволять BCD поддерживать полные баллоны. Абсолютного минимального объема для BCD достаточно, чтобы выдержать общую массу дыхательного газа во всех баллонах, которые будет нести дайвер, плюс потерянный объем из-за сжатия костюма на глубине. Этого будет достаточно, только если дайвер не будет иметь лишнего веса. Легче допустить небольшой избыток веса и использовать BCD немного большего объема, но если он будет превышен, это сделает контроль плавучести более трудным и трудоемким, а также потребует больше газа, особенно во время всплытия, когда это наиболее важно. BCD, предназначенный для любительского дайвинга или для небольшого человека, может не иметь достаточного объема для технического дайвинга.

Излишне большой объем BCD представляет собой больший риск потери контроля над скоростью всплытия, особенно в сочетании с переносом большего веса, чем необходимо для обеспечения нейтральной плавучести в конце погружения с пустыми баллонами. С другой стороны, большой объем обеспечивает больший комфорт и безопасность при плавании на поверхности до и после погружения.

Нейтральная плавучесть

Дайвер должен быть в состоянии установить три состояния плавучести на разных этапах погружения:^[12]

1. отрицательная плавучесть: когда дайвер хочет спуститься или остаться на морском дне. Дайверам-любителям редко требуется значительный дефицит плавучести, но коммерческим дайверам может потребоваться быть тяжелым, чтобы облегчить некоторые виды работы.
2. нейтральная плавучесть: когда дайвер хочет оставаться на постоянной глубине с минимальными усилиями. Это желаемое состояние для большинства рекреационных погружений.
3. положительная плавучесть: когда дайвер хочет всплыть на поверхности или подняться при некоторых чрезвычайных обстоятельствах.

Для достижения отрицательной плавучести дайверы, которые носят или носят плавучее снаряжение, должны быть взвешенный противодействовать плавучесть как дайвера, так и оборудования.

Под водой дайверу часто необходимо сохранять нейтральную плавучесть, а не тонуть и не подниматься. Состояние нейтральной плавучести существует, когда вес воды, которую вытесняет дайвер и снаряжение, равен общему весу дайвера и снаряжения. Дайвер использует компенсатор плавучести, чтобы поддерживать это состояние нейтральной плавучести, регулируя объем газа в BCD и, следовательно, его плавучесть в ответ на различные воздействия, которые изменяют общий объем или вес дайвера, в первую очередь:

• Если гидрокостюм дайвера изготовлен из сжимаемого газонаполненного материала, например вспененного материала. Неопрен, объем материала изменится (Закон Бойля ) при изменении давления при спуске и подъеме дайвера.^[13] Объем воздуха в КП регулируется для компенсации этого.
• Газ, содержащийся в гибких воздушных пространствах тела и оборудования дайвера (включая газ в КП), сжимается при спуске и расширяется при подъеме. Дайвер обычно противодействует этому, добавляя газ в пространство или сухой костюм, чтобы избежать «сдавливания» или выпуска излишков. ^[13] Содержание газа в BC корректируется для корректировки плавучести, если этих других поправок недостаточно.^[12]
• По мере погружения расходуется газ из баллоны для дайвинга дыхательного оборудования. Это представляет собой постепенную потерю массы, которая делает водолаза более плавучим; общая плавучесть дайвера должна быть уменьшена путем выпуска воздуха из КП. По этой причине дайверу необходимо настроить свое оборудование так, чтобы в начале погружения было немного больше веса, чтобы можно было достичь нейтральной плавучести после потери веса дыхательного газа.^[14] Воздух или найтрокс весит около 1,3 грамма на каждый литр при стандартном давлении. Таким образом, величина изменения веса из-за потери воздуха во время погружения варьируется от примерно 4,3 кг (9,5 фунта), что соответствует общему содержанию воздуха в стальном 15-литровом баллоне при 230 бар / 3500 фунтов на квадратный дюйм (на практике резервные требования требуют, чтобы только около 8 фунтов из них будет вдыхаться, если погружение пойдет по плану), с разницей примерно в 5 фунтов для меньших 80 футов.³ бак из алюминия-80 (AL80) (внутренняя емкость 11,1 л) с давлением 200 бар / 3000 фунтов на квадратный дюйм, и опять же при условии, что обычно используется только 5/6 воздуха в баке, оставляя типичный резерв безопасности, который может быть использован в чрезвычайной ситуации.

На практике дайвер не думает обо всей этой теории во время погружения. Чтобы сохранить нейтральную плавучесть, газ добавляется в КП, когда дайвер отрицательный (слишком тяжелый), или выпускается из КП, когда дайвер слишком плавучий (слишком легкий). Для дайвера с любым сжимаемым газовым пространством не существует устойчивого положения равновесия. Любое изменение глубины из положения с нейтральной плавучестью и даже небольшие изменения объема, включая акт дыхания, приводят к силе в направлении еще менее нейтральной глубины. Таким образом, поддержание нейтральной плавучести при подводном плавании с аквалангом - это непрерывная и активная процедура - дайвинг-эквивалент баланса в подводном плавании. положительный отзыв среда. К счастью, масса дайвера является источником инерции, как и жидкая среда, поэтому небольшие возмущения (например, от дыхания) могут быть легко компенсированы опытным дайвером.^[12]

Особенность дайвинга, которая часто не является интуитивно понятной для новичков, заключается в том, что газ обычно необходимо добавлять в КП, когда дайвер спускается контролируемым образом, и выпускать (удалять или сбрасывать) из КП, когда дайвер поднимается в контролируемом режиме. манера. Этот газ (добавленный или выпущенный) поддерживает объем газа в BC во время изменения глубины; этот пузырек должен оставаться примерно постоянного объема, чтобы дайвер оставался даже примерно нейтрально плавучим. Когда газ не добавляется в BC во время спуска, объем газа в BC уменьшается из-за увеличения давления, что приводит к уменьшению плавучести и более быстрому спуску с большей глубиной, пока дайвер не достигнет дна. Тот же феномен побега, пример положительный отзыв, может произойти во время всплытия, что приведет к неконтролируемому всплытию, пока дайвер преждевременно не всплывет на поверхность без предохранительной (декомпрессионной) остановки. Этот эффект наиболее заметен у поверхности, где изменение объема наиболее велико пропорционально изменению глубины.

С практикой дайверы учатся минимизировать эту проблему, начиная с минимизации объема газа, необходимого в их BC. Это достигается за счет использования минимального веса, необходимого для их оборудования, что позволяет удерживать объем газа в КП как можно меньше в начале погружения. В КП будет добавлено ровно столько газа, чтобы компенсировать медленную потерю веса по мере погружения в результате использования газа, которое будет варьироваться в зависимости от погружения, но ограничено содержимым баллона.(на практике для дайвера-любителя это будет примерно от 2 до 4,5 кг (от 4,4 до 9,9 фунта) на цилиндр).^[12]

Опытные дайверы могут развить довольно сложные тренированные рефлекторные реакции, включая контроль дыхания и управление газом BC во время изменения глубины, что позволяет им сохранять нейтральную плавучесть от минуты к минуте во время погружения, не задумываясь об этом. Квалифицированных аквалангистов можно отличить по их способности поддерживать постоянную глубину в горизонтальном дифференте без использования ласт. На легкость и точность управления плавучестью влияет понимание изменений глубины. Прецизионный контроль относительно прост при наличии четкого визуального ориентира, но еще труднее, когда единственным ориентиром являются приборы. Наиболее трудные обстоятельства для большинства аквалангистов - это всплытие в условиях плохой видимости в средней воде без подъемной линии, когда контроль глубины наиболее важен для безопасности.

Ориентация в воде

Дайверы с нейтральной плавучестью и горизонтальным дифферентом с поднятыми ластами с меньшей вероятностью коснутся дна или потревожат его.

Вертикально-горизонтальная ориентация или дифферент погруженного дайвера зависит от BC и других компонентов плавучести и веса, а также от тела, одежды и снаряжения дайвера. Аквалангист обычно хочет, чтобы его подрезали почти горизонтально (лежа) под водой, чтобы иметь возможность видеть и эффективно плавать, но более почти вертикально и, возможно, частично лежа на спине, чтобы иметь возможность дышать без регулятора на поверхности. Триммер может значительно повлиять на гидродинамическое сопротивление дайвера и усилие, необходимое для плавания. Эффект от плавания с поднятой головой, составляющей около 15 °, как это часто бывает у плохо подготовленных дайверов, может привести к увеличению сопротивления примерно на 50%.^[15]

Статическая и устойчивая ориентация плавающего в воде объекта, такого как водолаз, определяется его центром плавучести и центром масс. В стабильном равновесии они будут выровнены под действием силы тяжести и плавучести с центром плавучести вертикально над центром масс. Общую плавучесть дайвера и центр плавучести можно в обычном порядке регулировать, изменяя объем газа в КП, легкие и гидрокостюм для дайвинга. Масса дайвера при типичном погружении, как правило, не меняется на кажущуюся значительную величину (см. Выше - типичный баллон «алюминий 80» при 207 барах (3000 фунтов на квадратный дюйм) на дайв-курорте содержит около 2,8 кг (6,2 фунта) воздуха или найтрокса, из которых около 2,3 кг (5,1 фунта) обычно используется при погружении, хотя любые воздушные пространства, такие как в КП и гидрокостюмах, будут расширяться и сжиматься с давлением глубины. Большие изменения плавучести возможны, если вес для дайвинга выброшены за борт или поднят тяжелый предмет.

Как правило, дайвер имеет небольшой контроль над положением центра плавучести в КП во время погружения, воздух в не полностью накачанном компенсаторе плавучести поднимается к самой мелкой части мочевого пузыря, если этому не препятствует ограничение потока. Положение этой мелкой точки будет зависеть от дифферента дайвера и геометрии мочевого пузыря. Если дайвер меняет ориентацию в воде, газ будет течь в новую высокую часть, если ему не нужно сначала стекать вниз, чтобы попасть туда. В результате этого движения газа некоторые компенсаторы плавучести будут удерживать дайвера в новом положении до тех пор, пока не будут активно изменены. Это более вероятно в баллонах типа крыла с задней установкой, где газ может течь сбоку к верхней стороне и оставаться там. Дайвер может изменить центр тяжести, отрегулировав настройку оборудования, включая его конфигурацию и положение грузов, которые в конечном итоге влияют на то, где находится эффективная подъемная сила КП по отношению к Центр гравитации.^[16]

Традиционно грузовые ремни или грузовые системы надеваются, когда грузы находятся на талии или близко к ней, и снабжены механизмом быстрого освобождения, чтобы их можно было быстро сбросить, чтобы обеспечить дополнительную плавучесть в чрезвычайной ситуации. Вес на поясе можно распределить, чтобы сместить вес вперед или назад, чтобы изменить положение центра масс дайвера. Системы, которые объединяют веса в BCD, могут обеспечить повышенный комфорт при условии, что BCD не нужно снимать с тела дайвера, например, в подводной чрезвычайной ситуации, такой как запутывание. Если убрать интегрированный противовес, дайвер без грузового пояса и любого типа гидрокостюма или сухого костюма будет очень плавучим.

Надув BC на поверхности, дайвер в сознании может легко плавать лицом вверх, в зависимости от выбора конфигурации снаряжения. Усталого или находящегося без сознания дайвера можно заставить плавать лицом вверх на поверхности, отрегулировав его плавучесть и вес, так что плавучесть поднимает верхнюю и переднюю части тела дайвера, а веса действуют на нижнюю часть спины. Надутый КП с «конским воротником» всегда обеспечивает такую ​​ориентацию, но надутый жилет или крыло могут удерживать дайвера лицом вниз, если центр плавучести находится за центром тяжести. Эта плавающая ориентация обычно считается нежелательной и может быть сведена к минимуму путем перемещения некоторых грузов дальше назад и использования баллонов с более высокой плотностью (обычно стальных), которые также перемещают центр масс к спине дайвера. Тип BC также можно выбрать с учетом этого фактора, выбрав стиль с центром плавучести дальше вперед при заполнении, так как это имеет тот же чистый эффект. Любые или все эти параметры могут использоваться для доведения системы до желаемых характеристик.^[17] и многие факторы могут способствовать, например, количество и положение баллоны для дайвинга, тип гидрокостюм для дайвинга положение и размер сценических цилиндров, размер и форма тела дайвера, ношение утяжелителей на щиколотку или дополнительного снаряжения для дайвинга. Каждый из них в некоторой степени влияет на предпочтительную ориентацию дайвера под водой (горизонтальная) и на поверхности (вертикальная).

Подача и потребление инфляционного газа

Обычная система наддува осуществляется через шланг низкого давления от основного источника дыхательного газа, но специальный баллон с пони для прямой подачи был обычным явлением на ранних компенсаторах плавучести и остается опцией для некоторых моделей. Большинство BC допускают оральное надувание как под водой, так и на поверхности. Теоретически это могло бы снизить потребление газа, но, как правило, не считается стоящим усилий и немного увеличивает опасность вынимания ДВ изо рта под водой и, возможно, необходимости его продуть перед повторным дыханием. Однако оральное надувание является эффективным альтернативным методом надувания в случае выхода из строя системы надувания под давлением. Чрезвычайная инфляция за счет расходуемого CO₂ картридж предусмотрен на некоторых БК.

Расход газа зависит от профиля погружения и навыков дайвера. Минимальное потребление - это водолаз, который использует правильное количество для нейтрализации плавучести и не расходует газ из-за переполнения или чрезмерного веса. Фактический объем баллона не должен влиять на потребление газа опытным пользователем, поскольку требуется только достаточное количество газа для достижения нейтральной плавучести. Глубокие погружения потребуют большего количества газа, а погружения, в которых дайвер поднимается и опускается в больших количествах и / или часто, потребуют вентиляции при каждом подъеме и наддува при каждом спуске. Количество газа, использованного во время погружения во время испытаний ВМС США, обычно было ниже 6% от общего потребления газа.^[5] и использование небольших специальных баллонов для надувания было сочтено адекватным, но не необходимым.

При использовании с полнолицевой маской или шлемом надувание через рот становится практически невозможным, а надежность системы надувания становится критически важной для безопасности. Дайверы в сухих костюмах имеют доступ к альтернативному источнику газа, если системы быстрого соединения костюма и BCD совместимы.

Опасности и неисправности

Хотя правильно установленный и грамотно управляемый компенсатор плавучести является одним из наиболее важных элементов оборудования для безопасности, удобства и комфорта дайверов, особенно для аквалангистов, он также представляет значительную опасность при неправильном использовании или в случае некоторых видов неисправностей:

• Существует риск того, что цилиндр аварийного наддува может быть случайно открыт во время погружения, что приведет к быстрому всплытию и баротравма дайверу. Углекислый газ, будучи ядовитым на высоте парциальные давления, может быть опасным газом в КП, потому что дайвер может вдохнуть его из сумки под водой.^[18] Риск этого невелик, так как дайвер обычно знает, что сработало аварийное надувание, и дайверы больше не обучены использовать газ BC в качестве альтернативного источника дыхательного газа. Большинство BC не имеют CO₂ вариант инфляции.
• Резервные мочевые пузыри могут быть непреднамеренно заполнены либо из-за непреднамеренных действий дайвера, либо из-за неисправности механизма наполнения, и если неисправность не будет обнаружена и не будет устранена в кратчайшие сроки, это может привести к неконтролируемому всплытию с места, с которым связан риск декомпрессионная болезнь . Существует риск того, что дайвер не узнает, какой мочевой пузырь полон, и попытается сбросить воду из другого. Риск может быть уменьшен за счет того, что механизмы наполнения четко различимы как по ощущениям, так и по положению, и не подсоединять шланг подачи низкого давления к резерву до тех пор, пока он не понадобится, так что невозможно добавить газ случайно. Другая стратегия, позволяющая избежать проблемы путаницы между используемыми баллонами, - это связать клапаны вместе и предположить, что оба всегда используются. Чтобы это работало достаточно надежно, сбросные клапаны всегда должны работать вместе.
• Катастрофический отказ мочевого пузыря из-за прокола, разрыва или выхода из строя клапана сброса или узла надувания может привести к тому, что дайвер не сможет совершить безопасное всплытие, особенно при глубоких погружениях с большим запасом газа и недостаточным весом. Риск может быть уменьшен путем ныряния в сухом костюме, который можно надуть для увеличения плавучести в чрезвычайной ситуации, с помощью DSMB, который может быть развернут для обеспечения плавучести на поверхности, и с помощью распределенных переключаемых грузов - сброса всего грузового ремня или слишком большой вес может привести к противоположной проблеме - чрезмерной плавучести и неспособности поддерживать нейтральную плавучесть на декомпрессионных остановках.
• Неисправность клапана накачки может привести к надуванию мочевого пузыря, когда плавучесть не требуется, и, если ее не распознать и не устранить быстро, может привести к неконтролируемому всплытию с сопутствующим риском декомпрессионная болезнь. Это может произойти быстрее с инфляторами в сочетании с альтернативными клапанами по запросу, так как они должны использовать шланговый соединитель с большим диаметром отверстия, чтобы обеспечить подачу достаточного количества дыхательного газа на глубине к напряженному дайверу. Однако стандартные клапаны избыточного давления и сброса могут выпускать воздух быстрее, чем клапан инфлятора может заполнить баллон.^[5] Это можно смягчить, если под давлением отсоединить шланг инфлятора - этому навыку обучают некоторые агентства.
• Неэффективно или плохо настроено камбанды цилиндр может соскользнуть и упасть с ремня безопасности. Двойные камбанды обеспечивают избыточность против непреднамеренного высвобождения камбанда.
• Избыточный объем газа для компенсации избыточного веса или переноски тяжелого оборудования может увеличиваться в объеме во время всплытия быстрее, чем дайвер может выпустить воздух, и может привести к неконтролируемому всплытию, особенно с BC большого объема. Этого можно избежать, используя объем баллона, соответствующий требованиям плавучести, и избегая чрезмерного веса.
• Некоторые конструкции BC в сочетании с плохим распределением веса и плавучести могут поддерживать дайвера без сознания на поверхности лицом вниз.^[5]
• В некоторых случаях чрезмерно большой BC куртки может привести к тому, что дайвера, находящегося без сознания, будет опереть на поверхность лицом вниз.^[5]
• Свободно сидящий компенсатор плавучести без пахового ремня может соскользнуть вверх по водолазу и не удержать его голову над водой на поверхности, особенно в сочетании с системой утяжеления грузового ремня.
• Плотный пояс может ограничить возможность дайвера свободно дышать. Поскольку работа дыхания увеличивается с глубиной, это может привести к неэффективной вентиляции, что приведет к накоплению углекислого газа, токсичности, отчаянному желанию дышать, гипервентиляции и, в конечном итоге, к панике. Паника под водой была связана со многими человеческими жертвами. Ремешок для промежности устраняет необходимость в поясном ремне, но поясной ремень легче подогнать под дайвера, и он популярен при аренде оборудования.
• Недостаточная плавучесть для достижения нейтральной плавучести на максимальной глубине погружения из-за несоответствия объема КП с утяжелением и сжатием гидрокостюма. Это может быть вызвано чрезмерным весом или малоразмерным КП. Больший объем необходим с большим или несколькими баллонами, чтобы компенсировать большую массу газа, которая может использоваться во время погружения.

Если у дайвера заканчивается газ при отрицательной плавучести, ему не только не хватает дыхательного газа для всплытия, но и ему придется усерднее плавать, чтобы подняться во время сильного стресса.

История

В 1957 г. Ф. Дж. Йенсен и Уиллард Ф. Сирл-младший приступили к испытаниям методов ручной и автоматической компенсации плавучести для Экспериментальное водолазное подразделение ВМС США (NEDU).^[19] В своих ранних тестах они определили, что ручные системы более предпочтительны из-за размера автоматических систем.^[19] Позже в том же году Walter Kidde and Co. отправили прототип резервуара для компенсации плавучести для использования с двумя цилиндрами в NEDU для оценки.^[20] Клапаны этого алюминий Система танка протекала, и испытания были отложены до 1959 года, когда ее рекомендовали для полевых испытаний.^[20]

ABLJ был разработан Морис Фэнзи в 1961 г.^[4] Ранние версии надувались под водой ртом. Более поздние версии имели собственный цилиндр надувания воздуха. Некоторые имели углекислый газ патроны для надувания (остаток спасательного жилета флаера Mae West для использования на поверхности) для облегчения аварийного всплытия. От этого отказались, когда были введены клапаны, которые позволяли дайверам дышать через надувной мешок BC. Fenzy ABLJ предоставил доказательство концепции компенсации плавучести, однако кольцо большого объема за шеей дайвера заставляло куртку заезжать против его горла,^{[нужна цитата ]} несмотря на ремешок в промежности.

В 1968 году владельцы магазинов для дайвинга Джо Шуч и Джек Шаммель разработали более удобный жилет-компенсатор плавучести, который имел меньшее кольцо плавучести за головой дайвера и секцию живота с достаточным объемом, чтобы поднять голову дайвера из воды в случае, если он или оба его СО₂ патроны активировались для аварийного всплытия. В 1969 году оригинальная куртка Control Buoyancy Jacket или CBJ была произведена компанией Waverly Air Products из Chemung, штат Нью-Йорк, и продана в магазинах для дайвинга по всему восточному побережью Соединенных Штатов. К 1970 году кнопочный инфлятор, использующий воздух из бака акваланга дайвера, дополнил шланг для ручного накачивания.

С 1970 года большинство BC использовали для надувания в основном газ из одного из главных баллонов дайвера, а оральные надувные трубки обычно оставляли на случай непредвиденных обстоятельств (не осталось газа под высоким давлением, неисправность шланга надувного устройства) как под водой, так и на поверхности.

В 1971 году компания Scubapro представила стабилизирующую рубашку с запатентованной «конструкцией с потоком на 360 °», которая позволяла воздуху проходить через плечи и под руки, а также вокруг держателя цилиндра.^[21][22] Более поздние продукты от конкурентов избежали нарушения патентных прав, устранив некоторые варианты воздушного пути, такие как разделение мочевого пузыря под руками или над плечами.^[6] Эти модификации также упростили конструкцию мочевого пузыря. Одной из этих более поздних моделей был Seatec Manta с плечевыми пряжками и структурой softpac (без жесткого рюкзака).^[6]

В 1972 году Watergill разработала В крыле Pac, первый BC крылатого типа, который был снабжен ремнем безопасности и мягкими лямками, а также интегрированной системой веса.^[6]

В 1985 году Seaquest, Inc. представила жилет Advanced Design Vest (ADV), дизайн которого включает в себя обтяжку под мышкой, пряжки на плече и поясной ремень. Этот дизайн был продублирован другими производителями и продолжает выпускаться с 2013 года. ^[6]

Компенсаторы плавучести с надуванием задней части с жесткой оболочкой продавались компаниями U.S Divers (система UDS-I) и Dacor (CV Nautilus) в течение короткого периода в середине 70-х годов. На «Наутилусе» была автоматическая система надувания с использованием регулятора для поддержания постоянного объема, но изменения плавучести из-за сжатия гидрокостюма и использования газа не были хорошо компенсированы, и система так и не прижилась.^[6]

Более поздние инновации для компенсаторов плавучести куртки включают в себя мешочки для груза для регулировки обрезки, несущие веса на КП, а не на грузовом ремне, встроенные регуляторы, сильно усиленные 1050 денье баллистический нейлон. Инновации для спинка и крыло включает дублирующие баллоны, задние панели из нержавеющей стали, легкий мягкий нейлон задние пластины и подъемные баллоны на 85 фунтов. Некоторые из них имеют повышенную безопасность или удобство.

Dive Rite выпустила на рынок первые промышленные задние панели в 1984 году,^[7] и крыло для пикирования с двумя цилиндрами в 1985 году.^{[нужна цитата ]} Среди других производителей крыла для технического дайвинга: Системы управления океаном, Halcyon, Апекс и Oxycheq. Другие производители BC включают Шервуд, Зигл, Scubapro, Mares, AP Дайвинг и Cressisub.

Смотрите также

• Подъем и спуск (ныряние) - Процедуры безопасного подъема и спуска при подводных погружениях
• Аварийное восхождение - Подъем на поверхность водолазом в экстренных случаях
• Человеческий фактор в конструкции водолазного снаряжения - Влияние взаимодействия пользователя и оборудования на дизайн
• Список надувных промтоваров - Ссылки на статьи в Википедии об известных классах надувных товаров.

Другое оборудование, связанное с плавучестью

Существуют и другие типы снаряжения, которое носят дайверы, которые влияют на плавучесть:

• Задняя панель - Тип акваланга с креплением на спине
• Баллон для дайвинга - Баллон со сжатым газом высокого давления, используемый для хранения и подачи дыхательного газа для дайвинга.
• Система взвешивания для дайвинга - Балласт подводных водолазов и водолазное оборудование для противодействия плавучести
• Сухой костюм - Водонепроницаемая одежда, защищающая пользователя от холода и опасных жидкостей.
• Гидрокостюм - Одежда для занятий водными видами спорта, обеспечивающая теплоизоляцию, но не предназначенная для предотвращения попадания воды

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Акотт, Крис Дж. (1996). «Оценка безопасности плавучести куртки в 1000 инцидентов с дайвингом». Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины. 26 (2). ISSN  0813-1988. OCLC  16986801. Получено 2009-06-13.
• Оценка компенсатора плавучести организовано Фонд Рубикон
• Маклин, Дэвид: История компенсаторов плавучести

внешняя ссылка

• СМИ, связанные с Компенсаторы плавучести в Wikimedia Commons