水肺装备

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水肺装备是一种呼吸装置,它完全由潜水者自身携带,并能在潜水的压力下为潜水者提供呼吸气体英语Breathing gas。尽管严格来讲,水肺装备只是潜水时为潜水者提供呼吸气体所必需的装备,但通常的用途还包括用于携带的背带,以及背带所必须的零件和呼吸装置的组装件,例如夹克或翼式浮力补偿装置,和安装在装有气压计的组合外壳上的仪器。而广义来说,它已经用来指水肺潜水者所使用的任何潜水装备英语Diving equipment。水肺绝对是最常见的水下呼吸系统,不仅休闲潜水者可以使用,更专业的水肺也可以满足专业潜水英语Professional diving的要求。与水面供给潜水英语Surface supplied diving相比,水肺潜水通常具有更好的机动性和更大的活动范围,并且也被相关的实践条例所允许。

通常使用水肺的两种基本功能系统:开路系统和循环呼吸器。在开路潜水系统中,潜水员将呼出的空气排出到环境中,并且需要通过潜水调节器根据需要提供每次呼吸,这降低了来自储存气缸的压力。当潜水员在吸气时降低需求阀中的压力时,通过需求阀供应呼吸空气。

循环呼吸器英语Rebreather潜水中,系统回收呼出的气体,去除二氧化碳,并补充用掉的氧气,再从呼吸回路中供应气体给潜水员。在每个呼吸循环期间从回路中损失的气量,取决于循环呼吸器的设计和呼吸循环期间的深度变化。呼吸回路中的气体处于环境压力,而提供储存的气体需要通过调节器英语Rebreather#Closed circuit mixed gas rebreathers喷射器英语Rebreather#Semi-closed circuit rebreathers,这取决于设计。

在这些系统内,根据应用场景和偏好的不同,可以使用不同的方式来携带水肺装备。其中包括:背负式,通常用于休闲潜水,以及水面供应潜水的救助设备;体侧式,用于穿过狭窄的洞穴;吊索式,用于系缆装备,主供气装置为背负式时的减压气体及救助设备,以及特殊情况下的各种非标准携带系统。

潜水中,呼吸气体供应失效所带来的最直接风险是溺水。避免此类事故的手段包括:频繁监测所剩气体,充分规划,以及由潜水员携带的救助气瓶英语Bailout bottle潜水同伴英语Buddy diving提供的紧急供气。

应用[编辑]

潜水者使用独立的水下呼吸装置(水肺)以在水下英语Underwater呼吸。水肺为潜水者提供的机动性和水平方向的范围,远远超过了水面供给潜水设备(SSDE,Surface-Supplied Diving Equipment)上附着的脐带式软管。[1]

其它方式的潜水,要么依赖于屏气,要么依赖于来自水面的带压呼吸供给英语Surface supplied diving。而水肺潜水者则自己携带呼吸气体英语Breathing gas源,通常是过滤压缩空气[2]这使得他们可以比拖着空气管英语Air line脐带线缆英语Umbilical cable获得更大的行动自由,同时获得比屏气更长的水下时间。水肺潜水可以用作休闲潜水以及众多领域的专业潜水英语Professional diving,包括科学、军事和公共安全领域,但如果可行,大多数商业潜水都会使用水面供给潜水设备作为主要气体供给。水面供给潜水者可能会被要求携带水肺作为紧急呼吸气体供给,以便在水面气体供给失效的情况下仍能保证安全。[1][3][4]

有一些潜水员全职或兼职在休闲潜水社区工作,可以作为教练、助理教练、潜水专家和潜水向导。 在某些司法管辖区,专业性质的,特别是对客户健康和安全负责的,休闲潜水教练、潜水领队和潜水向导,均受到国家立法的承认和规范。[4]

潜水的其它专业领域还有军用潜水英语Military diving,军事蛙人扮演各种角色已经具有悠久的历史。他们的角色包括直接打击、渗入敌后、布设水雷或驾驶人操鱼雷英语Human torpedo炸弹处理英语Bomb disposal或工程操作。在民用操作中,许多警察部队使用警用潜水英语Police diving队来执行搜救任务,以及协助侦破可能涉及水体的犯罪。在某些情况下,潜水拯救队也可能是消防部门英语Fire department、医疗辅助服务或救生员部门的一部分,并可能被归类为公共服务潜水。[4]

还有一些专业潜水员也参与到水下环境,例如水下摄影英语Underwater photography师或水下摄像师,他们记录下了水下世界,以及科学潜水英语Scientific diving,包括海洋生物学地质学水文学海洋学水下考古学英语Underwater archaeology[3][4]

选择水肺装备还是水面供给潜水装备,是基于法律和后勤方面的条件。如果潜水员需要活动和大范围移动,通常会选择水肺,如果安全和法律条件允许。高风险工作,尤其是在商业潜水中,根据法律和实践经验,可能仅限于水面供给设备。[4][5]

水肺装备的替代[编辑]

有一些替代方法,可供人们在水下时用来生存并活动,目前包括:

  • 自由潜水–憋一口气在水下游泳。
  • 浮潜–一种形式的自由潜水,能让潜水员的口鼻在水下呼吸,因为潜水员能够通过一根称为呼吸管的短管来呼吸水面上的空气。
  • 水面供给潜水英语Surface-supplied diving–最初用于专业潜水英语Professional diving,以满足长时间潜水或深潜,用一根“脐带”连接潜水员和水面以提供呼吸气体英语Breathing gas,有时还供应温水来加热潜水装备英语Diving suit,现在通常还包括语音通讯。一些旅游胜地现在还提供一种水面供给潜水项目,其商标斯努巴英语Snuba,可以为无经验者提供潜水体验。使用水肺装备的同类设备,潜水员从压缩气瓶呼吸,而压缩气瓶则放在一个漂浮在水面、自由浮动的充气筏里,这样,潜水员可以下潜6~9米(20~30英尺)。
  • 压力潜水服英语Atmospheric diving suit–一种能够保护潜水员、抵抗周围水压的装甲。

历史[编辑]

卢库埃罗-德内劳斯(Rouquayrol-Denayrouze)装置是第一种量产的调节器(从1865年至1965年)。在这张图片中,储气罐采用的是水面供给配置。
亨利·弗路斯英语Henry Fleuss(1851-1932)改进了循环呼吸器英语Rebreather技术。
水肺潜水装备。
  • 1. 呼吸软管
  • 2. 吸嘴
  • 3. 气罐阀门和调节器
  • 4. 背带
  • 5. 背板
  • 6. 气罐

进入二十世纪,水下呼吸装置的两种基本架构已经开创先河:一种是开路的水面供给设备,潜水员呼出的气体直接排放到水中;一种是闭路的呼吸装置,潜水员的二氧化碳从尚未使用的氧气中过滤出去,然后再循环。在缺乏可靠、便携且经济的高压气体储存容器的情况下,闭路装备更容易适配水肺。

类型[编辑]

水肺装备有两种类型:

  • 开路式水肺,潜水者从装备吸气,所有呼出的气体被排放到周围的水中。此类装备比较简单、经济和可靠。
  • 闭路半闭路式,或称为呼吸器英语Rebreather,潜水者从装备吸气,而呼出的气体也回到装备。装备将呼出的气体进行处理,使其能够被再次呼吸。该设备高效且安静。

用于水肺的呼吸气体[编辑]

高氧气体比空气包含的氧气更多,在1990年代后期它被广泛接受之前,[6]几乎所有的休闲潜水都使用简单的压缩和过滤的空气。其它的混合气体,通常用于技术潜水英语Technical diving者的深潜,可能会用氦气替代部分或全部氮气(称为三元混合气英语Trimix (breathing gas),如果没有氮就称为氦氧混合气英语Heliox),或使用比空气更低的氧气比例。在这些情况下,潜水者常常携带额外的水肺装备,称为阶段水肺,它的混合气体中氧气含量较高,这主要被用来在分阶段减压潜水英语Decompression diving中减少减压时间。[7]这些混合气体能够进行较长的潜水,更好地管理减压症氧气中毒缺氧以及严重的氮醉等风险。闭路水肺装备(呼吸器英语Rebreather)能将气体混合,并能根据当时的实际深度对其控制和优化。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 美国海军. US Navy Diving Manual [美国海军潜水手册] 6th revision. 华盛顿哥伦比亚特区: 美国海军海洋体系司令部英语Naval Sea Systems Command. 2006 [2016-09-15] (英语). 
  2. ^ Brubakk, Alf O.; Neuman, Tom S. Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving [班尼特与艾略特的潜水生理学与医学] 5th Rev. 费城: 桑德斯 (出版社)英语Saunders (imprint). 2003. ISBN 0-7020-2571-2 (英语). 
  3. ^ 3.0 3.1 NOAA Diving Program (U.S.). Joiner, James T., 编. NOAA Diving Manual, Diving for Science and Technology [NOAA潜水手册,科考潜水与技术潜水] 4th. 银泉: 美国国家海洋和大气管理局NOAA海洋和大气研究办公室英语Office of Oceanic and Atmospheric Research美国海底研究计划英语National Undersea Research Program. 2001. ISBN 978-0-941332-70-5 (英语). CD-ROM由美国技术信息服务英语National Technical Information Service(NTIS)依照与NOAA和Best Publishing Company的合作关系出版发行
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Staff. The Diving at Work Regulations 1997 [潜水工作守则1997]. Statutory Instruments 1997 No. 2776 Health and Safety. : 公众信息部门办公室英语Office of Public Sector Information. 1977 [2016-11-06] (英语). 
  5. ^ Diving Regulations 2009 [潜水规定2009]. Occupational Health and Safety Act 85 of 1993 – Regulations and Notices – Government Notice R41. 比勒陀利亚: Government Printer. [2016-11-03]. (原始内容存档于2016-11-04) –通过南非法律信息研究所英语Southern African Legal Information Institute (英语). 
  6. ^ Lang, Michael (编). Proceedings of the DAN Nitrox workshop [DAN高氧气体车间程序] (PDF): 1. 2000-11-03 [2017-07-10] (英语). 
  7. ^ Jablonski, Jarrod. Doing It Right: The Fundamentals of Better Diving [做正确的:更好潜水的基本原理]. 高泉: 全球水下探险者英语Global Underwater Explorers. 2006. ISBN 0-9713267-0-3 (英语). 

参考书目[编辑]

外部影像[编辑]