Оценка работы на дыхание в водолазных аппаратах. Респираторная эффективность дыхательного аппарата
В 1974 г. Reimers предложил исчерпывающий набор нормативов для испытания подводных дыхательных аппаратов, согласно которым внешняя работа, затрачиваемая на дыхание, ограничивалась до 0,17 кгм/л, а снаряжение должно испытываться при вентиляции 62,5 л/мин.
Middleton (1980) в Центре экспериментальных водолазных исследований ВМС США (NEDU) исследовал затрачиваемую водолазом на дыхание работу во время применения 36 аппаратов с легочным автоматом и открытым циклом дыхания. Опыты проводились при пяти величинах минутного объема дыхания (22,5—90 л/мин) на глубинах 0—60 м с 10-метровым интервалом. Кроме величины работы, затрачиваемой на дыхание, измеряли также давление на вдохе и выдохе и снижение давления на первой ступени легочного автомата.
На основании результатов экспериментов, проведенных для легочных автоматов, применяемых в ВМС США, рекомендованы пределы внешней работы, затрачиваемой на преодоление сопротивления дыханию, которые не должны превышать 0,14 кгм/л при легочной вентиляции 62,5 л/мин на глубине 40 м в морской воде. Основная причина установления новых эксплуатационных нормативов состоит в том, что только 7 из 36 испытанных аппаратов удовлетворяли указанным выше требованиям. Нормативы, предложенные Middleton, скорее отвечают возможностям производства, чем физиологическим требованиям. Кроме того, нецелесообразно устанавливать нормативы, недостижимые для современной технологии или допускающие чрезмерно высокую респираторную нагрузку.
Основным недостатком таких нормативов является то, что они установлены для глубины в пределах 40 м (т. е. глубины, которые часто превышают аквалангисты) и минутного объема легочной вентиляции 62,5 л/мин. Следовательно, несмотря на то, что некоторые из 7 легочных автоматов достаточно удовлетворительно использовались на глубине 50 м при легочной вентиляции 75 л/мин (работа, затрачиваемая на дыхание менее 0,2 кгм/л), другие не соответствовали требуемым нормативам. Тем не менее в результате испытаний была установлена очень широкая вариабельность эксплуатационных характеристик среди современных серийных легочных автоматов.
Кроме того было определено, что введение обязательных эксплуатационных нормативов, даже менее строгих, чем предложенные Middleton, могло бы в значительной мере способствовать защите аквалангиста от вредных воздействий, обусловленных неадекватностью дыхательного снаряжения.
Специальные эксплуатационные характеристики и стандартизированные методики испытаний пяти категорий подводных дыхательных аппаратов (автономные с легочным автоматом — акваланги); шланговые с легочным автоматом; свободно вентилируемые (водолазные шлемы; с закрытым и полузакрытым циклами возвратного дыхания; с закрытым и полузакрытым циклами дыхания, осуществляемыми с помощью инжектора или насоса, например, водолазный шлем с рециркуляцией или двухтактной системой) были предложены Middleton, Thalman (1981) в качестве критериев отбора снаряжения в ВМС США.
Пределы величины работы дыхания, минутного объема легочной вентиляции, максимального давления и глубины погружения (или плотности газа) были различными в зависимости от типа аппарата и его текущих эксплуатационных возможностей и разработаны для того, чтобы на их основе выбрать только одну ведущую модель из каждой категории данного снаряжения. Важно понять, что предложенные критерии не являются ни обязательными техническими требованиями, ни физиологическими нормами. Они скорее отражают рабочую эффективность аппарата, которую следует ожидать, исходя из технического уровня снаряжения каждой категории.
