Необходим пневмокостюм и в тех многочисленных случаях, когда нужно проникнуть в «гидрокосмос», то есть под воду. Человек не может дышать кислородом, растворенным в воде, как это делают рыбы. Ученые пытаются научить людей дышать и под водой, учитывая роль океана в будущем человечества. Пока ведутся эксперименты с животными.
Чтобы пробыть под водой длительное время, водолаз должен надеть специальный костюм, который и называется водолазным или скафандром. Воздух, которым дышит водолаз, подается внутрь костюма и, как говорят, вентилирует его. Получается воздушная подушка.
Чем глубже, тем больше давление воды: оно возрастает на одну атмосферу с погружением на каждые десять метров. Дышать атмосферным воздухом, например, через дыхательную трубку, выведенную наружу, можно лишь до глубины не более одного метра, потому что мышцы наших легких не способны преодолеть давление воды на большей глубине, чтобы произвести вдох.
Приходится подавать воздух водолазу под давлением тем большим, чем глубже он погрузился. Находящийся под давлением костюм, если его вытащить из воды, раздуется.
Есть у водолазных костюмов одно коварное свойство: с ним так просто не расстанешься. Это не то, что обычный костюм: захотел — снял. Внутри костюма на глубине давление намного больше атмосферного, и если воздух сразу выпустить, то водолаз может погибнуть. Воздух повышенного давления, которым дышит водолаз, растворяется в его крови, как бы вжимается в нее. Стоит резко снизить окружающее давление, как растворившийся ранее воздух, точнее, азот из воздуха, потому что кислород усваивается при дыхании, снова выделится в виде мельчайших пузырьков, как выделяются пузырьки газа из обычной газировки.
Образованная пузырьками пена забивает капиллярные кровеносные сосуды, и человек может погибнуть. Или уж, во всяком случае, серьезно заболеть.
Если человек пробыл в водолазном костюме два часа на глубине всего двадцати пяти метров, то на поверхность его приходится поднимать часа полтора, чтобы произошла, как говорят, декомпрессия, то есть чтобы человек привык к уменьшенному давлению и азот постепенно выделился из крови.
Водолазный костюм вентилируемого типа, о котором идет речь, изобретен довольно давно, в начале XVIII века.
Для длительных научных исследований используются специальные подводные дома — лаборатории акванавтов. Обычно они изготовляются из стали и других прочных материалов. Но в одном случае подводным домом стала воздушная подушка! Это было подводное жилище молодых энтузиастов-москвичей, исследователей Черного моря. Аквалангисты клуба «Дельфин» посвятили свой необычный эксперимент 50-летию Ленинского комсомола.
Они соорудили надувной дом — шар из прорезиненного капрона объемом около десяти кубических метров — и установили его у побережья Крыма, в Карадаге.
Назвали исследователи свой дом «Спрутом»: прикрепленный тросами ко дну моря, чтобы не всплыл, он действительно чем-то напоминал это морское животное. В своем доме аквалангисты могли находиться в течение пяти суток.
Но разве до появления водолазного костюма люди не умели находиться под водой и даже работать там?
Умели. Для этого они пользовались водолазным колоколом. Конечно, колокол не звонил под водой, он служил для того, чтобы создать все ту же воздушную подушку. Когда колокол (он действительно, напоминает по форме большой колокол) погружают в воду вместе с находящимся внутри него человеком, то и воздух в нем тоже оказывается запертым. По мере погружения воздух все больше сжимается водой, и в верхней части колокола образуется воздушная подушка повышенного давления. Пока в ней свежий воздух, человек может дышать, находиться под водой, работать. Впервые водолазный колокол был применен в 1606 году для работ по поднятию грузов с кораблей «Непобедимой армады».
Но не человек первым изобрел водолазный воздушный колокол. Сделала это природа. Есть небольшое насекомое — водяной паук-серебрянка. Он живет под водой, а дышит воздухом. Как же ухитряется паучок снабжать себя воздухом, уж не по дыхательной ли трубке с поверхности?
Нет, хотя другие насекомые пользуются и таким способом. Паук строит себе под водой, где-нибудь под листком подводных растений, своеобразный воздушный колокол — жилой дом в виде воздушной подушки. А воздух в него таскает из атмосферы: когда паук ныряет, к его телу всегда пристают серебряным бисером пузырьки воздуха. Спустится паук в свой подводный дом, пузырьки и пополняют запас воздуха в нем.
Водяной паук — не единственный представитель живого мира, строящий себе под водой гнезда-жилища из воздушных пузырьков. Занимаются этим и некоторые рыбки. И даже такое крупное животное, как ондатра, тоже может дышать подо льдом, собирая выдыхаемые ею пузырьки воздуха в одну большую воздушную подушку. Но как же можно дышать выдыхаемым воздухом? Подушка оказывается «хитрой» — из нее в воду непрерывно отводится выдыхаемый углекислый газ, а в подушку поступает кислород из воды. Подобные «жабры» нам уже встречались, когда шел разговор о плавательном пузыре рыб и жуке-плавунце.
Идея воздушного колокола не устарела и теперь, она используется при проведении подводных строительных кессонных работ.
Кессон и есть, по существу, тот же колокол.
Даже если в колоколе израсходован не весь воздух и в нем остался кислород, человек не может все же дольше находиться в нем из-за углекислого газа, содержащегося в продуктах дыхания и являющегося сильным ядом. Ему ведь деваться некуда, он так и остается под колоколом. Вскоре подушка под колоколом из спасительной воздушной превращается в гибельную углекислую. Нужно срочно поднимать колокол!
Опытом паука-серебрянки воспользовались советские изобретатели, построившие подводное жилище из тончайшей пленки, толщиной всею 0,3 миллиметра, с мелкоячеистой сеткой сверху. Ведь и паук тоже оплетает свое жилище паутинками. Сначала этот почти прозрачный подводный дом так и называли «Серебрянкой», но потом, когда внутри него под водой зажгли электрические лампочки, он стал очень похож на Луну, и его переименовали в «Селену».
Летом 1972 года «Селену» испытывали под водой, установив ее на металлической раме с якорями.
Сетка на доме была почти незаметной, рыбы даже натыкались на дом, и его первые обитатели чувствовали себя живущими прямо в воде!
Может быть, когда-нибудь на морском дне появятся целые города под прозрачными куполами?
В вентилируемом скафандре можно погрузиться на глубину до шестидесяти метров — глубже нельзя: азота в крови растворится так много, что наступит «азотное опьянение», как при наркозе. Недостаток вентилируемого скафандра и в том, что он неразрывно связан воздушным шлангом с кораблем. Мало того, что со шлангом может всякое случиться, а это грозит гибелью водолазу, он сильно ограничивает подвижность водолаза, его работоспособность.
Настоящей революцией в водолазном деле стало изобретение автономного водолазного снаряжения, независящего от подачи воздуха сверху. Наспинные или нагрудные баллоны, своеобразная «консервированная» воздушная подушка, снабжают водолаза воздухом или кислородо-воздушной смесью. Лет тридцать назад появились легкие акваланги, открывшие дорогу в воду тысячам спортсменов.
Чтобы сделать доступными глубины более ста метров, где дышать обычным воздухом нельзя из-за азотного наркоза, ученые пытаются заменить азот другим, более подходящим инертным газом — разбавителем кислорода. Наилучшим пока кажется гелий, в скафандрах с гелиево-кислородной смесью удавалось опускаться на глубину до трехсот метров и даже глубже.
Если внимательно изучить изобретения, сделанные за последние годы, то легко установить, что все больше оригинальных решений подсказывает изобретателям воздушная подушка!
Вам ни разу не приходилось видеть, как происходит отливка деталей из металла? Интересный, важный и довольно трудоемкий процесс, в особенности если деталь сложной геометрической формы.
Давайте заглянем в литейный цех машиностроительного завода. Пусть нужно отлить металлическую игрушку — клоуна. Как это делается? Сначала изготовляется литейная модель — точная копия клоуна, но сделанная из дерева. Теперь дело за литейной формой, куда будет заливаться металл. Для этого берут опоку — пустую прямоугольную металлическую коробку — и заполняют ее литейной землей или формовочной смесью. Чтобы в ней образовалась пустота, куда будет залит металл и где он должен приобрести форму будущего клоуна, в опоку сначала закладывают деревянную модель, а потом, когда опока набита землей, модель извлекают. Но как ее вытащить, не повредив формы? Опоку приходится делать разъемной, из двух половин, а земляная форма часто состоит из нескольких частей.
