Рассчет работы на дыхание. Нормативы дыхательных аппаратов
На основе анализа данных литературы следует рекомендовать соблюдать условия, чтобы внешняя работа, затрачиваемая на дыхание (We), не превышала предела, определяемого по формуле WE= 0,5+ 0,02V Дж/л, где 10>V>75 л/мин.
Эта формула разработана вероятнее для поддержания относительно постоянного соотношения между внешней работой и общей интенсивностью метаболизма, как это предполагал в 1945 г. Silverman и сотрудники. При повышении интенсивности физической нагрузки от легкой степени до умеренной (V>40 л/мин) пределы, рассчитываемые по формуле более строги, чем приведенные ранее линейные нормативы мощности.
Коэффициенты уравнения выбраны с целью поддержания величины внешней работы в пределах дыхательного комфорта в соответствии с имеющимися физиологическими данными. Из известных в литературе экспериментальных результатов ясно, что с учетом предыдущих нормативов только небольшое число выбранных для испытаний систем дыхательных аппаратов смогли соответствовать этим пределам по дыхательной работе в рамках указанного диапазона величин легочной вентиляции.
В связи с несовершенством современного технического уровня дыхательных аппаратов для практических целей предложен второй вариант расчета — предел переносимости респираторной работы: WE=0,5 + 0,04V, Дж/л, при превышении которого аппарат не должен быть рекомендован для эксплуатации.
Middleton (1980) на основании полученных им результатов предположил, что допустимый предел респираторной работы, вероятно, позволит применять лишь немногие аппараты с легочным автоматом на глубинах до 50 м при использовании для дыхания воздуха. В соответствии с этим большинство аппаратов с легочным автоматом следует рекомендовать только для работы на глубине до 30 м. Некоторые дыхательные аппараты с худшими характеристиками необходимо, очевидно, исключить из эксплуатации в целях безопасности пловцов-аквалангистов.
Предложенный норматив возможно мог бы лечь в основу создания законодательства в этой области.
Для аппаратов со схемой возвратного дыхания и шлемов с закрытым циклом дыхания с двухтактной системой вентиляции этот предел переносимости респираторной нагрузки технически осуществим. Однако возможно, что лишь некоторые из современных разработок будут приняты для эксплуатации. В частности, следует заметить, что в отличие от многих опубликованных показателей внешней респираторной работы, которые включают в себя только работу, затрачиваемую на преодоление сопротивления дыханию (т. е. резистивный компонент — площадь, измеренную в пределах Р—V-петли), указанные нормативы учитывают общую внешнюю респираторную работу, направленную на преодоление резистивных, эластических и гидростатических сил.
Нормативы дыхательных аппаратов
При испытании аппарата на соответствие эксплуатационным нормативам в обычных условиях важно исключить необходимость использования сложного или дорогостоящего оборудования, требующегося для генерации различных форм волны «дыхательного» потока. Для таких испытаний наиболее подходит простая помпа, дающая синусоидальный (или близкий к этому) поток газа. Респираторная помпа должна генерировать дыхательные объемы в диапазоне 0,5—3 л. Дыхательные аппараты должны быть погружены под воду и испытаны при максимальной плотности газа и окружающем давлении, соответствующим тем условиям, в которых они будут использоваться.
Предлагаемые нормативы и рекомендуемые методы испытания приведены в специальных таблицах. Они основаны на рекомендациях, предложенных Reimers в 1974 г. и Morrison в 1975 г., но скорректированы и расширены с целью отражения физиологических и технических параметров, доступных в настоящее время. Методы испытаний и в меньшей мере сами нормативы разработаны так, чтобы их легко было применить- и получить значимые и сопоставимые с технической точки зрения результаты. Поэтому некоторые физиологические параметры этих методов не рассматриваются. В частности, не придано должного внимания внутренней работе, затрачиваемой на дыхание.
Для плотностей газа, превышающих 7,8 г/л, рекомендуются более жесткие пределы. Вместе с тем предложенные нормативы, по-видимому, делают возможным разумное компромиссное решение относительно уровней переносимости водолазом внешней респираторной нагрузки и способности современных дыхательных аппаратов обеспечить высокие потоки газа при низкой, разности давлений.
