Оценка потребления кислорода под водой. Минутный объем вентиляции легких
Во время работы или плавания под водой потребление кислорода в количестве 3,0—4,0 л/мин будет поддерживаться всего лишь в течение нескольких минут пока не разовьется усталость. Постоянный уровень нагрузки, соответствующий потреблению 3—4 л/мин кислорода, могут переносить большинство хорошо тренированных пловцов в течение приблизительно 10 мин. При более продолжительной работе (60 мин и более) водолаз вряд ли выдержит непрерывную нагрузку, соответствующую потреблению кислорода в количестве, превышающем 2 л/мин.
В дыхательных аппаратах некоторых типов с полузакрытым циклом подача кислорода в дыхательный мешок не зависит от физического напряжения водолаза. Поэтому диапазон потребления кислорода является весьма важным параметром при разработке снаряжения. В связи с тем что потребление кислорода в количестве, превышающем 3 л/мин, может иметь место лишь в течение нескольких минут, эти требования могут быть обычно удовлетворены за счет резервного объема кислорода в дыхательном мешке аппарата.
Следовательно, по-видимому, будет разумно принять потребление кислорода в пределах 0,33<у<3 л/мин.
Хотя в действительности маловероятно, что водолаз, находящийся в состоянии покоя, будет потреблять кислород до 0,33 л/мин, — величины, рекомендованной в качестве минимальной. Следует заметить, что указанные пределы даны для условий STPD, в то время как на практике, когда скорости газовых потоков измеряются при реальных условиях окружающей среды, должна быть сделана соответствующая коррекция.
В некоторых моделях используемого в настоящее время снаряжения предусмотрен более узкий интервал приведенных выше пределов количества потребляемого кислорода, чтобы увеличить продолжительность пребывания водолаза под водой. Очевидно, при использовании такого снаряжения имеется риск, что водолаз будет дышать гипоксической газовой смесью, особенно когда он плавает или работает на близкой к минимальной проектной глубине.
Минутный объем вентиляции легких. В аппаратах с открытым циклом дыхания кислород подается по требованию (во время вдоха), что зависит только от поддерживаемого водолазом адекватного уровня легочной вентиляции. В большинстве описанных в литературе наблюдений, касающихся выполнения физической работы под водой, легочная вентиляция не измерялась. Однако, задав возможное физическое напряжение, необходимую степень вентиляции легких можно установить достаточно точно по результатам экспериментов, проведенных в условиях «сухих» барокамер.
В исследованиях с применением физической нагрузки в условиях повышенного давления окружающей среды отмечалось (по сравнению с условиями на поверхности) уменьшение вентиляционного эквивалента по кислороду Ve/Vo2 одновременно с появлением различной степени накопления двуокиси углерода.
Lanphier в 1963 г. и Hesser и сотрудники в 1968 г. установили, что наблюдаемая в условиях повышенного давления недостаточность вентиляции легких отчасти является следствием увеличения парциального давления кислорода и высокой плотности газа.
Полагают, что дополнительное усиление легочной вентиляции, обусловленное дыхательной аппаратурой, может содействовать дальнейшему снижению вентиляционного эквивалента.
В соответствии с Программой объединенных исследований подводного плавания (CUSP), проведенной специалистами США в 1953 г., водолазы выполняли на стенде статическое плавание с развиваемым усилием 4,1 кгс, дыша воздухом через аппарат с открытым циклом. При абсолютном давлении в 4 кгс/см2 среднее значение измеренной легочной вентиляции составило 19,4 л/мин, что по сравнению с «субповерхностной» величиной 30,5 л/мин (BTPS, сухой газ) было снижено до 37%.
Сходные данные были получены в исследованиях, проведенных специалистами ВМС США. Показано, что при подъеме груза под водой на глубине 30 м среднее значение измеренной вентиляции легких было приблизительно на 20% меньше таковой при нормальном атмосферном давлении.
