เรือดำน้ำนิวเคลียร์จมได้นานแค่ไหน? ความลึกของการดำดิ่งลงสู่มนุษย์ ต้องใช้ปั๊มชนิดใดในการทำบ่อน้ำ

1.3.3. ความลึกของการดื่มด่ำ ฉันอยากจะสรุปคุณลักษณะอีกอย่างหนึ่งไว้ที่นี่ การสื่อสารใต้ดินยังเป็นไปได้ด้วยการแช่ลึกลงไปใต้ดิน: การสื่อสารทางวิทยุใต้ดินจะดำเนินการในคุณภาพที่เกือบเท่ากันราวกับว่าผู้สื่อข่าวทั้งสองถูกวางไว้ที่ระดับความลึก 2 เมตร (ที่

หายใจลึก ๆ: ชายคนหนึ่งลงไปสู่ระดับความลึกที่ไม่สามารถเข้าถึงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ได้

โรมัน ฟิชแมน

เราอาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ที่มีน้ำ แต่เรารู้จักมหาสมุทรของโลกน้อยกว่าวัตถุในจักรวาลบางส่วน พื้นผิวดาวอังคารมากกว่าครึ่งหนึ่งได้รับการแมปด้วยความละเอียดประมาณ 20 ม. และมีเพียง 10-15% ของพื้นมหาสมุทรเท่านั้นที่ได้รับการศึกษาด้วยความละเอียดอย่างน้อย 100 ม. มีผู้คน 12 คนอยู่บนดวงจันทร์ เคยไปที่ด้านล่างของร่องลึกบาดาลมาเรียนา และพวกเขาทั้งหมดไม่กล้ายื่นจมูกออกจากตึกระฟ้าที่ทำงานหนัก

มาดำดิ่งกัน

ปัญหาหลักในการพัฒนามหาสมุทรโลกคือความกดดัน: ทุกๆ 10 เมตรความลึกจะเพิ่มขึ้นอีกบรรยากาศหนึ่ง เมื่อนับได้ถึงหลายพันเมตรและหลายร้อยชั้นบรรยากาศ ทุกอย่างก็เปลี่ยนไป ของเหลวไหลแตกต่างออกไป ก๊าซมีพฤติกรรมผิดปกติ... อุปกรณ์ที่สามารถทนต่อสภาวะเหล่านี้ยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ทีละน้อย และแม้แต่เรือดำน้ำที่ทันสมัยที่สุดก็ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรับแรงกดดันดังกล่าว ความลึกของการแช่สูงสุดใหม่ล่าสุด โครงการเรือดำน้ำนิวเคลียร์ 955 “โบเรย์” เพียง 480 ม.

นักดำน้ำที่ลงไปลึกหลายร้อยเมตรจะถูกเรียกว่านักดำน้ำ เมื่อเปรียบเทียบกับนักสำรวจอวกาศ แต่ก้นทะเลกลับมีอันตรายมากกว่าสุญญากาศในอวกาศ หากมีสิ่งใดเกิดขึ้น ลูกเรือที่ทำงานบน ISS จะสามารถถ่ายโอนไปยังเรือที่จอดเทียบท่าได้ และในอีกไม่กี่ชั่วโมงก็จะถึงพื้นผิวโลก เส้นทางนี้ปิดไม่ให้นักดำน้ำอาจต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการอพยพออกจากส่วนลึก และระยะเวลานี้ไม่สามารถทำให้สั้นลงได้ไม่ว่ากรณีใดๆ

อย่างไรก็ตาม ยังมีเส้นทางอื่นสู่ความลึก แทนที่จะสร้างมากขึ้นเรื่อยๆ ตัวเรือนที่แข็งแกร่งคุณสามารถส่งไปที่นั่นได้... นักดำน้ำสด บันทึกความกดดันที่ผู้ทดสอบในห้องปฏิบัติการทนได้นั้นเกือบสองเท่าของความสามารถของเรือดำน้ำ ไม่มีอะไรน่าเหลือเชื่อที่นี่: เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเต็มไปด้วยน้ำเดียวกันซึ่งถ่ายโอนแรงกดดันในทุกทิศทางได้อย่างอิสระ

เซลล์ไม่ต้านทานคอลัมน์น้ำเช่นเดียวกับตัวถังแข็งของเรือดำน้ำ แต่จะชดเชยแรงกดดันภายนอกด้วยแรงดันภายใน ไม่น่าแปลกใจเลยที่ชาว "คนสูบบุหรี่ดำ" รวมทั้ง พยาธิตัวกลมและกุ้งเจริญเติบโตได้ลึกลงไปในพื้นมหาสมุทรหลายกิโลเมตร แบคทีเรียบางชนิดสามารถทนต่อบรรยากาศนับพันได้ค่อนข้างดี มนุษย์ก็ไม่มีข้อยกเว้น ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเขาต้องการอากาศ

ใต้พื้นผิว

ออกซิเจนท่อหายใจที่ทำจากกกเป็นที่รู้จักของชาวโมฮิแคนแห่งเฟนิมอร์คูเปอร์ ปัจจุบัน ลำต้นกลวงถูกแทนที่ด้วยหลอดพลาสติกที่มี "รูปทรงตามหลักกายวิภาค" และมีหลอดเป่าที่สวมใส่สบาย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้พวกเขามีประสิทธิภาพมากขึ้น: กฎของฟิสิกส์และชีววิทยาเข้ามาแทรกแซง

ที่ความลึกหนึ่งเมตรความดันบนหน้าอกจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.1 atm - 0.1 atm ของคอลัมน์น้ำจะถูกเพิ่มเข้าไปในอากาศ การหายใจที่นี่ต้องใช้ความพยายามของกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงอย่างเห็นได้ชัดและมีเพียงนักกีฬาที่ผ่านการฝึกอบรมเท่านั้นที่สามารถรับมือกับสิ่งนี้ได้ ในเวลาเดียวกันแม้ความแข็งแกร่งของพวกมันจะคงอยู่ได้ไม่นานและลึกสูงสุด 4-5 ม. และผู้เริ่มต้นจะหายใจลำบากแม้จะอยู่ที่ครึ่งเมตรก็ตาม นอกจากนี้ ยิ่งท่อยาวเท่าไรก็ยิ่งกักเก็บอากาศได้มากขึ้นเท่านั้น ปริมาตรน้ำขึ้นน้ำลงของปอด "ทำงาน" อยู่ที่เฉลี่ย 500 มล. และหลังจากหายใจออกแต่ละครั้งอากาศเสียส่วนหนึ่งจะยังคงอยู่ในท่อ การหายใจแต่ละครั้งจะนำออกซิเจนน้อยลงและคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น

จำเป็นต้องมีการระบายอากาศแบบบังคับเพื่อให้ได้อากาศบริสุทธิ์ ด้วยการปั๊มแก๊สภายใต้ความกดดันที่เพิ่มขึ้น คุณสามารถผ่อนคลายการทำงานของกล้ามเนื้อหน้าอกได้ วิธีการนี้ใช้มานานกว่าศตวรรษ ปั๊มมือเป็นที่รู้จักของนักดำน้ำมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 และในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ผู้สร้างชาวอังกฤษที่สร้างฐานใต้น้ำเพื่อรองรับสะพานได้ทำงานมาเป็นเวลานานในบรรยากาศที่มีอากาศอัด สำหรับงานนี้ มีการใช้ห้องใต้น้ำแบบเปิดด้านล่างที่มีผนังหนา เพื่อรักษาแรงดันสูงไว้ นั่นคือกระสุน

ลึกกว่า 10 ม

ไนโตรเจนไม่มีปัญหาเกิดขึ้นระหว่างทำงานในกระโจมเอง แต่เมื่อกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ คนงานก่อสร้างมักแสดงอาการที่นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส Paul และ Vattel บรรยายไว้ในปี 1854 ว่า On ne paie qu'en sortant - "การคืนทุนที่ทางออก" อาจเป็นอาการคันอย่างรุนแรงที่ผิวหนังหรือเวียนศีรษะ ปวดข้อและกล้ามเนื้อ ในกรณีที่รุนแรงที่สุด มีอาการอัมพาต หมดสติ และเสียชีวิต

หากต้องการลงลึกโดยไม่มีปัญหาใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความกดดันที่รุนแรง คุณสามารถใช้ชุดอวกาศสำหรับงานหนักได้ นี่เป็นเรื่องอย่างยิ่ง ระบบที่ซับซ้อนทนต่อการแช่น้ำได้ลึกหลายร้อยเมตรและรักษาแรงดันภายในได้สบายที่ 1 atm จริงอยู่ที่มีราคาแพงมาก ตัวอย่างเช่น ราคาของชุดอวกาศที่เพิ่งเปิดตัวจากบริษัท Nuytco Research Ltd. ของแคนาดา EXOSUIT มีราคาประมาณหนึ่งล้านดอลลาร์

ปัญหาคือปริมาณของก๊าซที่ละลายในของเหลวนั้นขึ้นอยู่กับความดันที่อยู่ด้านบนโดยตรง นอกจากนี้ยังใช้กับอากาศซึ่งมีออกซิเจนประมาณ 21% และไนโตรเจน 78% (ก๊าซอื่นๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ นีออน ฮีเลียม มีเทน ไฮโดรเจน ฯลฯ - ซึ่งสามารถละเลยได้: มีปริมาณไม่เกิน 1%) หากออกซิเจนถูกดูดซึมอย่างรวดเร็ว ไนโตรเจนก็จะทำให้เลือดและเนื้อเยื่ออื่น ๆ อิ่มตัว: เมื่อความดันเพิ่มขึ้น 1 atm ไนโตรเจนเพิ่มเติม 1 ลิตรจะละลายในร่างกาย

เมื่อความดันลดลงอย่างรวดเร็ว ก๊าซส่วนเกินจะเริ่มถูกปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว บางครั้งก็เกิดฟองเหมือนการเปิดขวดแชมเปญ แผลพุพองที่เกิดขึ้นอาจทำให้เนื้อเยื่อผิดรูป ปิดกั้นหลอดเลือด และขาดเลือดไปเลี้ยง ทำให้เกิดอาการต่างๆ มากมายและมักรุนแรง โชคดีที่นักสรีรวิทยาค้นพบกลไกนี้ค่อนข้างเร็วและในช่วงทศวรรษที่ 1890 สามารถป้องกันความเจ็บป่วยจากการบีบอัดได้โดยใช้ความดันที่ลดลงทีละน้อยและระมัดระวังจนเป็นปกติ - เพื่อให้ไนโตรเจนออกจากร่างกายอย่างค่อยเป็นค่อยไปและเลือดและของเหลวอื่น ๆ จะไม่ "เดือด" ” .

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 John Haldane นักวิจัยชาวอังกฤษได้รวบรวมตารางโดยละเอียดพร้อมคำแนะนำเกี่ยวกับโหมดที่เหมาะสมที่สุดของการสืบเชื้อสายและขึ้นการบีบอัดและการบีบอัด จากการทดลองกับสัตว์และผู้คน รวมถึงตัวเขาเองและคนที่เขารัก Haldane พบว่าความลึกสูงสุดที่ปลอดภัยโดยไม่ต้องมีการบีบอัดคือประมาณ 10 เมตร และน้อยกว่านั้นสำหรับการดำน้ำระยะไกลด้วยซ้ำ การกลับจากระดับความลึกควรทำแบบค่อยเป็นค่อยไปเพื่อให้ไนโตรเจนมีเวลาในการปล่อยออกมา แต่จะเป็นการดีกว่าถ้าลงมาค่อนข้างเร็วเพื่อลดเวลาที่ก๊าซส่วนเกินจะเข้าสู่เนื้อเยื่อของร่างกาย ขีดจำกัดใหม่ของความลึกถูกเปิดเผยต่อผู้คน

ลึกกว่า 40 ม

ฮีเลียมการต่อสู้กับความลึกก็เหมือนกับการแข่งขันทางอาวุธ เมื่อพบวิธีที่จะเอาชนะอุปสรรคต่อไป ผู้คนจึงก้าวไปอีกสองสามก้าว - และพบกับอุปสรรคใหม่ ดังนั้นหลังจากการเจ็บป่วยจากการบีบอัดความหายนะก็ปรากฏขึ้นซึ่งนักดำน้ำเกือบจะเรียกว่า "กระรอกไนโตรเจน" ด้วยความรัก ความจริงก็คือภายใต้สภาวะไฮเปอร์แบริก ก๊าซเฉื่อยนี้จะเริ่มทำหน้าที่ไม่แย่ลง แอลกอฮอล์เข้มข้น- ในช่วงทศวรรษที่ 1940 John Haldane บุตรชายของ "the one" ได้ทำการศึกษาผลกระทบที่ทำให้มึนเมาของไนโตรเจน การทดลองที่อันตรายของพ่อไม่ได้รบกวนเขาเลย และเขายังคงทำการทดลองอันโหดร้ายกับตัวเองและเพื่อนร่วมงานต่อไป “หนึ่งในผู้เข้าร่วมการทดลองของเรามีอาการปอดแตก” นักวิทยาศาสตร์เขียนในวารสาร “แต่ตอนนี้เขากำลังฟื้นตัวแล้ว”

แม้จะมีการวิจัยทั้งหมด แต่กลไกของการเป็นพิษของไนโตรเจนยังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้นในรายละเอียดอย่างไรก็ตามอาจกล่าวได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับผลของแอลกอฮอล์ธรรมดา ทั้งสองรบกวนการส่งสัญญาณปกติที่ไซแนปส์ของเซลล์ประสาท และอาจถึงกับเปลี่ยนการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนบนพื้นผิวของเซลล์ประสาทกลายเป็นความสับสนวุ่นวายโดยสิ้นเชิง ภายนอกทั้งสองแสดงตนในลักษณะเดียวกัน นักดำน้ำที่ "จับกระรอกไนโตรเจน" สูญเสียการควบคุมตัวเอง เขาอาจตื่นตระหนกและตัดสายยาง หรือในทางกลับกัน หงุดหงิดด้วยการเล่าเรื่องตลกให้ฝูงฉลามร่าเริงฟัง

ก๊าซเฉื่อยอื่นๆ ก็มีฤทธิ์เป็นสารเสพติดเช่นกัน และยิ่งโมเลกุลของพวกมันหนักมากเท่าไร แรงดันก็จะน้อยลงเท่านั้นเพื่อให้ผลกระทบนี้ปรากฏออกมา ตัวอย่างเช่น ซีนอนเป็นยาชาภายใต้สภาวะปกติ แต่อาร์กอนที่เบากว่าเป็นยาชาภายใต้บรรยากาศต่างๆ เท่านั้น อย่างไรก็ตาม อาการเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะบุคคล และบางคนเมื่อดำน้ำจะรู้สึกเป็นพิษต่อไนโตรเจนเร็วกว่าคนอื่นๆ มาก

คุณสามารถกำจัดฤทธิ์ชาของไนโตรเจนได้โดยการลดปริมาณไนโตรเจนเข้าสู่ร่างกาย นี่คือวิธีการทำงานของส่วนผสมการหายใจของไนทร็อกซ์ โดยมีสัดส่วนของออกซิเจนเพิ่มขึ้น (บางครั้งสูงถึง 36%) และส่งผลให้ปริมาณไนโตรเจนลดลง การเปลี่ยนไปใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์จะยิ่งน่าดึงดูดมากขึ้นไปอีก ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งนี้จะทำให้สามารถเพิ่มปริมาตรของกระบอกสูบหายใจเป็นสี่เท่าหรือสี่เท่าของเวลาในการทำงานกับกระบอกสูบได้ อย่างไรก็ตาม ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ และหากสูดดมเป็นเวลานานจะเป็นพิษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้ความกดดัน

ออกซิเจนบริสุทธิ์ทำให้เกิดอาการมึนเมาและอิ่มเอิบ และทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ในทางเดินหายใจเสียหาย ในเวลาเดียวกันการขาดฮีโมโกลบินอิสระ (ลดลง) ทำให้ยากต่อการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดภาวะไขมันในเลือดสูงและภาวะกรดจากการเผาผลาญทำให้เกิดปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาของภาวะขาดออกซิเจน บุคคลหนึ่งหายใจไม่ออกแม้ว่าร่างกายของเขาจะมีออกซิเจนเพียงพอก็ตาม ตามที่ Haldane Jr. คนเดียวกันก่อตั้งขึ้นแม้ที่ความดัน 7 atm คุณสามารถหายใจออกซิเจนบริสุทธิ์ได้ไม่เกินสองสามนาทีหลังจากนั้นความผิดปกติของการหายใจการชักก็เริ่มขึ้น - ทุกสิ่งในคำสแลงดำน้ำเรียกว่าคำสั้น ๆ "ไฟดับ" .

การหายใจของเหลว

วิธีการกึ่งมหัศจรรย์ในการพิชิตความลึกคือการใช้สารที่สามารถรับช่วงการส่งก๊าซแทนอากาศ ตัวอย่างเช่น พลาสมาในเลือดทดแทนเพอร์ฟโตแรน ตามทฤษฎีแล้ว ปอดสามารถเต็มไปด้วยของเหลวสีน้ำเงินนี้ และเมื่ออิ่มตัวด้วยออกซิเจน แล้วสูบผ่านปั๊ม ทำให้หายใจได้โดยไม่ต้องใช้ก๊าซผสมเลย อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ยังคงเป็นการทดลองเชิงลึก ผู้เชี่ยวชาญหลายคนพิจารณาว่านี่เป็นทางตัน และตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ห้ามใช้ perftoran อย่างเป็นทางการ

ดังนั้นความดันบางส่วนของออกซิเจนเมื่อหายใจลึกจะคงอยู่ต่ำกว่าปกติ และแทนที่ไนโตรเจนด้วยก๊าซที่ปลอดภัยและไม่มีความสุข ไฮโดรเจนเบาจะเหมาะกว่าไฮโดรเจนชนิดอื่น หากไม่ใช่เพราะการระเบิดเมื่อผสมกับออกซิเจน เป็นผลให้ไม่ค่อยมีการใช้ไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมที่เบาที่สุดเป็นอันดับสองก็กลายเป็นก๊าซที่ใช้แทนไนโตรเจนในส่วนผสม บนพื้นฐานของมันจะมีการผลิตส่วนผสมการหายใจของออกซิเจนฮีเลียมหรือออกซิเจนฮีเลียมไนโตรเจน - เฮลิออกซ์และไตรมิกซ์

ลึกกว่า 80 ม

ส่วนผสมที่ซับซ้อนเป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวที่นี่ว่าการบีบอัดและการบีบอัดที่แรงกดดันระดับบรรยากาศนับสิบและหลายร้อยนั้นใช้เวลานาน มากจนทำให้งานของนักดำน้ำในอุตสาหกรรม เช่น เมื่อให้บริการแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง - ไม่มีประสิทธิภาพ เวลาที่ใช้ในเชิงลึกจะสั้นกว่าการขึ้นและลงระยะยาวมาก ครึ่งชั่วโมงที่ความสูง 60 ม. ส่งผลให้เกิดการบีบอัดมากกว่าหนึ่งชั่วโมง หลังจากผ่านไปครึ่งชั่วโมงที่ความสูง 160 ม. จะต้องใช้เวลามากกว่า 25 ชั่วโมงในการกลับ - แต่นักดำน้ำยังต้องลงไปด้านล่างอีก

ดังนั้นจึงมีการใช้ห้องแรงดันใต้ทะเลลึกเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้มานานหลายทศวรรษ บางครั้งผู้คนอาศัยอยู่ในนั้นเป็นเวลาทั้งสัปดาห์ ทำงานเป็นกะและออกไปเที่ยวข้างนอกผ่านช่องแอร์ล็อก: ความดันของส่วนผสมทางเดินหายใจใน "ที่อยู่อาศัย" จะถูกรักษาเท่ากับความกดดันของสภาพแวดล้อมทางน้ำโดยรอบ และถึงแม้ว่าการบีบอัดเมื่อขึ้นจาก 100 ม. จะใช้เวลาประมาณสี่วันและจาก 300 ม. - มากกว่าหนึ่งสัปดาห์ แต่ระยะเวลาการทำงานในระดับความลึกที่เหมาะสมทำให้การเสียเวลาเหล่านี้เป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลอย่างสมบูรณ์

วิธีการสัมผัสสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงเป็นเวลานานได้รับการพัฒนามาตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 คอมเพล็กซ์ไฮเปอร์บาริกขนาดใหญ่ทำให้สามารถสร้างได้ แรงกดดันที่ต้องการในสภาพห้องปฏิบัติการและผู้ทดสอบที่กล้าหาญในยุคนั้นก็สร้างสถิติทีละรายการค่อยๆเคลื่อนตัวลงสู่ทะเล ในปี 1962 Robert Stenuis ใช้เวลา 26 ชั่วโมงที่ระดับความลึก 61 ม. และกลายเป็นนักดำน้ำคนแรก และสามปีต่อมา ชาวฝรั่งเศส 6 คนซึ่งหายใจด้วย Trimix อาศัยอยู่ที่ระดับความลึก 100 ม. เป็นเวลาเกือบสามสัปดาห์

ที่นี่เริ่มเกิดปัญหาใหม่เกี่ยวกับการที่ผู้คนต้องอยู่อย่างโดดเดี่ยวเป็นเวลานานและในสภาพแวดล้อมที่ไม่สบายตัวจนทำให้ร่างกายอ่อนแอลง เนื่องจากฮีเลียมมีค่าการนำความร้อนสูง นักดำน้ำจะสูญเสียความร้อนทุกครั้งที่หายใจออกของส่วนผสมของก๊าซ และใน "บ้าน" พวกเขาจะต้องรักษาบรรยากาศที่ร้อนสม่ำเสมอ - ประมาณ 30 ° C และน้ำก็สร้างความชื้นสูง นอกจากนี้ ความหนาแน่นต่ำของฮีเลียมยังเปลี่ยนเสียงต่ำ ทำให้การสื่อสารมีความซับซ้อนอย่างมาก แต่ถึงแม้ความยากลำบากเหล่านี้จะรวมกันก็ไม่ได้จำกัดการผจญภัยของเราในโลก Hyperbaric มีข้อจำกัดที่สำคัญกว่านั้น

ต่ำกว่า 600 ม

ขีดจำกัดในการทดลองในห้องปฏิบัติการ เซลล์ประสาทแต่ละตัวที่เติบโต "ในหลอดทดลอง" ไม่สามารถทนต่อแรงกดดันที่สูงมากได้เป็นอย่างดี ซึ่งแสดงให้เห็นถึงภาวะตื่นเต้นเกินอย่างผิดปกติ ดูเหมือนว่าการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงไม่สามารถต้านทานผลกระทบเหล่านี้ได้ นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตผลลัพธ์ได้ในระบบประสาทของมนุษย์ภายใต้ความกดดันมหาศาล เขาเริ่มที่จะ “ปิดเครื่อง” เป็นระยะๆ โดยเข้าสู่ช่วงการนอนหลับสั้นๆ หรืออาการมึนงง การรับรู้กลายเป็นเรื่องยาก ร่างกายเริ่มสั่น ความตื่นตระหนกเริ่มขึ้น: โรคประสาทแรงดันสูง (HBP) เกิดขึ้น ซึ่งเกิดจากสรีรวิทยาของเซลล์ประสาท

นอกจากปอดแล้ว ยังมีโพรงอื่นๆ ในร่างกายที่มีอากาศอยู่ด้วย แต่พวกเขาสื่อสารด้วย สิ่งแวดล้อมช่องที่บางมากและแรงกดดันในนั้นไม่เท่ากันในทันที ตัวอย่างเช่น ช่องหูชั้นกลางเชื่อมต่อกับช่องจมูกด้วยท่อยูสเตเชียนแคบๆ เท่านั้น ซึ่งมักมีเสมหะอุดตันเช่นกัน ความไม่สะดวกที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้เป็นที่คุ้นเคยของผู้โดยสารบนเครื่องบินหลายคนที่ต้องปิดจมูกและปากให้แน่น และหายใจออกแรงๆ ซึ่งจะทำให้แรงกดของหูและ สภาพแวดล้อมภายนอก- นักดำน้ำยังใช้การ "เป่า" ประเภทนี้ด้วย และเมื่อมีอาการน้ำมูกไหล พวกเขาจะพยายามไม่ดำน้ำเลย

การเติมไนโตรเจนในปริมาณเล็กน้อย (มากถึง 9%) ลงในส่วนผสมของออกซิเจน-ฮีเลียมจะทำให้ผลกระทบเหล่านี้อ่อนลงบ้าง ดังนั้นการบันทึกการดำน้ำบนเฮลิออกซ์จะสูงถึง 200-250 ม. และบนทริมิกซ์ที่มีไนโตรเจน - ประมาณ 450 ม. ในทะเลเปิดและ 600 ม. ในห้องอัด นักดำน้ำชาวฝรั่งเศสกลายเป็น - และยังคงอยู่ - เป็นสมาชิกสภานิติบัญญัติในพื้นที่นี้ ย้อนกลับไปในทศวรรษ 1970 การใช้อากาศสลับ การผสมการหายใจที่ซับซ้อน การดำน้ำแบบยุ่งยาก และโหมดการบีบอัด ทำให้นักดำน้ำสามารถเอาชนะระดับความลึก 700 ม. ได้ และ COMEX ซึ่งสร้างขึ้นโดยนักเรียนของ Jacques Cousteau ได้กลายเป็นผู้นำระดับโลกในการบำรุงรักษาแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่งในการดำน้ำ รายละเอียดของปฏิบัติการเหล่านี้ยังคงเป็นความลับทางการทหารและการค้า ดังนั้นนักวิจัยจากประเทศอื่น ๆ จึงพยายามตามทันฝรั่งเศสและดำเนินการตามวิถีของตนเอง

ด้วยความพยายามที่จะเจาะลึกลงไป นักสรีรวิทยาของสหภาพโซเวียตได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการแทนที่ฮีเลียมด้วยก๊าซที่หนักกว่า เช่น นีออน การทดลองจำลองการดำน้ำลึกถึง 400 ม. ในบรรยากาศออกซิเจนนีออนได้ดำเนินการในคอมเพล็กซ์ไฮเปอร์บาริกของสถาบันปัญหาทางการแพทย์และชีววิทยาแห่งมอสโก (IMBP) ของ Russian Academy of Sciences และในสถาบันวิจัย "ใต้น้ำ" ที่เป็นความลับ -40 ของกระทรวงกลาโหมรวมทั้งในสถาบันวิจัยสมุทรศาสตร์ที่ตั้งชื่อตาม เชอร์โชวา อย่างไรก็ตาม ความหนักหน่วงของนีออนแสดงให้เห็นข้อเสียของมัน

สามารถคำนวณได้ว่าที่ความดัน 35 atm ความหนาแน่นของส่วนผสมออกซิเจน-นีออนจะเท่ากับความหนาแน่นของส่วนผสมออกซิเจน-ฮีเลียมที่ประมาณ 150 atm ยิ่งไปกว่านั้น: สายการบินของเราไม่เหมาะสำหรับการ "สูบฉีด" สภาพแวดล้อมที่หนาทึบเช่นนี้ ผู้ทดสอบ IBMP รายงานว่าเมื่อปอดและหลอดลมทำงานกับส่วนผสมที่หนาแน่นเช่นนี้ จะเกิดความรู้สึกแปลกและหนักหน่วง “ราวกับว่าคุณไม่หายใจ แต่กำลังดื่มอากาศ” ในขณะที่ตื่นตัว นักดำน้ำที่มีประสบการณ์ยังคงสามารถรับมือกับสิ่งนี้ได้ แต่ในช่วงเวลานอนหลับ - และเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงระดับความลึกดังกล่าวโดยไม่ต้องใช้เวลาหลายวันในการขึ้นลงลง - พวกเขาจะถูกปลุกให้ตื่นอยู่เสมอด้วยความรู้สึกหายใจไม่ออกอย่างตื่นตระหนก และแม้ว่านักดำน้ำทหารจาก NII-40 จะสามารถไปถึงบาร์สูง 450 เมตรและได้รับเหรียญฮีโร่ที่สมควรได้รับ สหภาพโซเวียตแต่สิ่งนี้ไม่ได้แก้ปัญหาโดยพื้นฐาน

ยังสามารถสร้างสถิติการดำน้ำใหม่ได้ แต่เห็นได้ชัดว่าเราได้มาถึงขอบเขตสุดท้ายแล้ว ในด้านหนึ่งความหนาแน่นของสารผสมทางเดินหายใจที่ทนไม่ไหว และอาการทางประสาทที่เกิดจากความดันสูง ในอีกด้านหนึ่ง เห็นได้ชัดว่าทำให้การเดินทางของมนุษย์มีขีดจำกัดสุดท้ายภายใต้ความกดดันที่รุนแรง

การต่อเรือดำน้ำมีเป้าหมายหลายประการ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งทั้งหมดเกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ที่ลดลงในการตรวจจับเรือดำน้ำเนื่องจากการเพิ่มระยะห่างระหว่างมันกับผิวน้ำตลอดจนปัจจัยอื่น ๆ แน่นอน, ศูนย์อุตสาหกรรมการทหารโดยทั่วไปเป็นพื้นที่พิเศษซึ่งเป้าหมายมักจะแตกต่างอย่างมากจากแรงบันดาลใจของบุคคลผู้สงบสุขทั่วไป อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ เราจะพิจารณาข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับความลึกในการดำน้ำของเรือดำน้ำ รวมถึงขีดจำกัดที่ค่านี้จะแตกต่างกันไป

ประวัติเล็กๆ น้อยๆ: บาธีสเคป

แน่นอนว่าบทความนี้จะพูดถึงเรือรบ แม้ว่าการสำรวจทะเลโดยมนุษย์จะรวมถึงการเยี่ยมชมแม้แต่ระดับความลึกสูงสุดของดาวเคราะห์ด้วย - ก้นร่องลึกบาดาลมาเรียนา ซึ่งดังที่ทราบกันดีว่าอยู่ห่างจากพื้นผิวมหาสมุทรโลกมากกว่า 11 กม. อย่างไรก็ตาม การดำน้ำในประวัติศาสตร์ซึ่งเกิดขึ้นในปี 1960 ดำเนินการในเรือดำน้ำ นี่คืออุปกรณ์ที่ไม่มีทุ่นลอยน้ำในความหมายที่สมบูรณ์ เนื่องจากมันสามารถจมแล้วลุกขึ้นได้เนื่องจากกลอุบายของอัจฉริยะทางวิศวกรรม โดยทั่วไป เมื่อใช้งานตึกระฟ้า จะไม่มีคำถามเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในระนาบแนวนอนในระยะทางที่สำคัญๆ ดังนั้น ความลึกของการจุ่มตัวลงไป ซึ่งดังที่ทราบกันว่าสามารถครอบคลุมระยะทางอันกว้างใหญ่ได้ จึงน้อยกว่าสถิติสำหรับตึกระฟ้าอย่างน้อยก็ในตอนนี้

ลักษณะที่สำคัญที่สุด

เมื่อพูดถึงบันทึกในด้านการสำรวจมหาสมุทร เราไม่ควรลืมเกี่ยวกับจุดประสงค์ที่แท้จริงของเรือดำน้ำ เป้าหมายทางทหารและหัวรบ ซึ่งโดยปกติจะอยู่บนเรือดังกล่าว ไม่ได้หมายความเพียงแค่นั้นเท่านั้น ความคล่องตัวสูงสุดจำเป็นสำหรับพวกเขา นอกจากนี้พวกเขาจะต้องซ่อนตัวในเสาน้ำอย่างชำนาญซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งนี้โผล่ออกมาในเวลาที่เหมาะสมและลงมาให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้จนถึงระดับความลึกที่จำเป็นสำหรับการเอาชีวิตรอดหลังจากการปฏิบัติการทางทหาร อันที่จริงอย่างหลังจะกำหนดระดับความสามารถในการรบของเรือ ดังนั้นความลึกในการดำน้ำสูงสุดของเรือดำน้ำจึงเป็นลักษณะที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง

เพิ่มปัจจัย

มีข้อควรพิจารณาหลายประการในเรื่องนี้ การเพิ่มความลึกทำให้สามารถปรับปรุงความคล่องแคล่วของเรือดำน้ำในระนาบแนวตั้งได้ เนื่องจากความยาวของเรือรบมักจะอย่างน้อยหลายสิบเมตร ดังนั้น หากอยู่ใต้น้ำ 50 เมตร และขนาดของมันใหญ่เป็นสองเท่า การขยับขึ้นหรือลงจะเต็มไปด้วยการสูญเสียการอำพรางโดยสิ้นเชิง

นอกจากนี้ในคอลัมน์น้ำยังมี "ชั้นความร้อน" ซึ่งบิดเบือนสัญญาณโซนาร์อย่างมาก หากคุณไปต่ำกว่านั้น เรือดำน้ำจะ "มองไม่เห็น" ในทางปฏิบัติสำหรับอุปกรณ์ติดตาม เรือผิวน้ำ- ไม่ต้องพูดถึงความจริงที่ว่าในระดับความลึกมากอุปกรณ์ดังกล่าวจะทำลายได้ยากกว่ามากด้วยอาวุธใด ๆ ที่มีอยู่บนโลก

ยิ่งความลึกในการดำน้ำของเรือดำน้ำมากเท่าไร ตัวเรือก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น และสามารถทนต่อแรงกดดันอันเหลือเชื่อได้ นี่เป็นอีกครั้งที่ส่งผลดีต่อความสามารถในการป้องกันโดยรวมของเรือ สุดท้ายนี้ หากขีดจำกัดความลึกอนุญาตให้วางตัวอยู่ในมหาสมุทรได้ ก็จะเพิ่มการมองไม่เห็นของเรือดำน้ำสำหรับอุปกรณ์ระบุตำแหน่งใดๆ ที่มีอยู่ ระบบที่ทันสมัยติดตาม

คำศัพท์พื้นฐาน

มีสองลักษณะหลักที่แสดงถึงความสามารถในการดำน้ำของเรือดำน้ำ ประการแรกคือสิ่งที่เรียกว่าความลึกในการทำงาน ในแหล่งข้อมูลต่างประเทศก็ปรากฏว่าใช้งานได้เช่นกัน ลักษณะนี้แสดงความลึกในการดำน้ำของเรือดำน้ำ ซึ่งสามารถลงไปได้ไม่จำกัดจำนวนครั้งตลอดระยะเวลาปฏิบัติการ ตัวอย่างเช่น เรือ American Thrasher ปกติดำน้ำได้ 40 ครั้งต่อปีภายในค่านี้ จนกระทั่งในระหว่างที่พยายามจะดำน้ำให้เกินนั้นอีกครั้ง มันก็เสียชีวิตไปพร้อมกับลูกเรือทั้งหมดในมหาสมุทรแอตแลนติกอย่างน่าเศร้า ลักษณะที่สำคัญที่สุดอันดับสองคือความลึกจากการคำนวณหรือการทำลายล้าง (จากแหล่งต่างประเทศ) สอดคล้องกับค่าที่เกินความแข็งแรงของร่างกายที่คำนวณระหว่างการออกแบบอุปกรณ์

ทดสอบความลึก

มีคุณลักษณะอีกประการหนึ่งที่ต้องกล่าวถึงในบริบท นี่คือความลึกในการแช่สูงสุดตามการคำนวณด้านล่าง ซึ่งอาจทำให้เกิดการทำลายผิวหนังหรือกรอบหรืออุปกรณ์ภายนอกอื่นๆ ได้ เรียกอีกอย่างว่า "การทดสอบ" ในแหล่งข้อมูลต่างประเทศ ไม่ว่าในกรณีใดก็ไม่ควรเกินสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ

กลับมาที่ Thrasher: ด้วยค่าประมาณ 300 เมตร ผ่านการทดสอบความลึก 360 เมตร อย่างไรก็ตามในสหรัฐอเมริกา เรือดำน้ำจะถูกส่งไปยังระดับความลึกนี้ทันทีหลังจากเปิดตัวจากโรงงานและในความเป็นจริง "พัง" ลงไประยะหนึ่งก่อนที่จะส่งมอบให้กับหน่วยงานที่สั่ง มาจบเรื่องเศร้าของ "Thrasher" กันดีกว่า การทดสอบที่ความสูง 360 เมตรจบลงอย่างน่าเศร้าสำหรับเขาและถึงแม้ว่านี่จะไม่ได้เกิดจากความลึก แต่จากปัญหาทางเทคนิคกับเครื่องยนต์นิวเคลียร์ของเรือดำน้ำ เห็นได้ชัดว่าอุบัติเหตุไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ

เรือดำน้ำสูญเสียความเร็วเนื่องจากการหยุดเครื่องยนต์ การเป่าถังอับเฉาไม่ได้ผล และอุปกรณ์ก็จมลงด้านล่าง ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าการทำลายตัวเรือดำน้ำเกิดขึ้นที่ระดับความลึกประมาณ 700 เมตรดังนั้นอย่างที่เราเห็นยังคงมีความแตกต่างกันพอสมควรระหว่างค่าทดสอบกับค่าทำลายล้างที่แท้จริง

ตัวเลขเฉลี่ย

เมื่อเวลาผ่านไป ค่าความลึกจะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ หากเรือดำน้ำสมัยสงครามโลกครั้งที่สองได้รับการออกแบบให้มีค่า 100-150 เมตร รุ่นต่อมาก็เพิ่มขีดจำกัดเหล่านี้ ด้วยการประดิษฐ์ความสามารถในการใช้การสลายตัวของนิวเคลียร์เพื่อสร้างเครื่องยนต์ ความลึกในการดำน้ำของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 มีความสูงประมาณ 300-350 เมตรแล้ว เรือดำน้ำสมัยใหม่มีขีดจำกัดประมาณ 400-500 เมตร แม้ว่าจะมีความซบเซาที่ชัดเจนในแนวนี้ แต่ดูเหมือนว่ามันเป็นเรื่องของการพัฒนาในอนาคต แม้ว่าจะคุ้มค่าที่จะกล่าวถึงโครงการพิเศษที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตในยุค 80 ก็ตาม

บันทึกที่แน่นอน

เรากำลังพูดถึงเรือดำน้ำ Komsomolets ซึ่งน่าเสียดายที่จมลงอย่างน่าอนาถ แต่ก็ยังคงรักษาจุดสูงสุดที่ไม่มีใครพิชิตได้ในการสำรวจความลึกของทะเลโดยเรือดำน้ำสมัยใหม่ โครงการพิเศษนี้ไม่มีแอนะล็อกใดในโลก ความจริงก็คือสำหรับการผลิตตัวถังนั้นใช้วัสดุที่ทนทานมีราคาแพงและไม่สะดวกอย่างยิ่งในการประมวลผล - ไทเทเนียม ความลึกการดำน้ำสูงสุดของเรือดำน้ำในโลกยังคงเป็นของ Komsomolets บันทึกนี้ตั้งขึ้นในปี 1985 เมื่อเรือดำน้ำโซเวียตดำน้ำลึกถึง 1,027 เมตรใต้ผิวน้ำทะเล

อนึ่ง, มูลค่าการดำเนินงานสำหรับเธอคือ 1,000 ม. และค่าที่คำนวณได้คือ 1,250 ผลก็คือ Komsomolets จมลงในปี 1989 เนื่องจากไฟที่รุนแรงซึ่งเริ่มต้นที่ระดับความลึกประมาณ 300 เมตร และถึงแม้ว่าเขาจะไม่เหมือนกับ "Thrasher" คนเดียวกันที่สามารถแสดงออกมาได้ แต่เรื่องราวก็ยังคงน่าเศร้ามาก ไฟไหม้เรือดำน้ำเสียหายมากจนจมเกือบจะในทันที มีผู้เสียชีวิตหลายคนในกองไฟ และลูกเรือประมาณครึ่งหนึ่งจมอยู่ในน้ำเย็นจัดขณะความช่วยเหลือมาถึง

บทสรุป

ความลึกของการดำน้ำสมัยใหม่คือ 400-500 เมตร ค่าสูงสุดมักจะสูงกว่าเล็กน้อย สถิติ 1,027 เมตรที่กำหนดโดย Komsomolets ยังเป็นไปไม่ได้สำหรับเรือดำน้ำลำใดที่ให้บริการในทุกประเทศ คำว่าขึ้นอยู่กับอนาคต

เมื่อโอกาสในการดำน้ำแบบเจาะลึกเกิดขึ้น ความปรารถนาที่จะเป็นผู้ดีที่สุดในเรื่องนี้ก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน มีการต่อสู้ดิ้นรนอย่างต่อเนื่องเพื่อบันทึกแม้ว่าจะมีผลกระทบด้านลบที่ความลึกมีต่อบุคคลก็ตาม เช่น เนื่องจากแรงดันน้ำ ทำให้เกิดอาการปวดหู และมีความเสี่ยงที่แก้วหูจะแตก

แม้ว่านักดำน้ำมืออาชีพจะรับมือกับปัญหานี้ได้อย่างง่ายดาย สิ่งสำคัญคือการปรับความกดดันให้เท่ากันโดยใช้การเคลื่อนไหวในการกลืน นอกจากนี้ ความลึกแต่ละเมตร แรงดันน้ำจะเพิ่มขึ้น และปริมาณอากาศในปอดลดลง

ด้วยเหตุนี้นักว่ายน้ำจึงมักประเมินปริมาณออกซิเจนสำรองอย่างไม่ถูกต้อง ซึ่งอาจกลายเป็นเรื่องตลกร้ายต่อนักดำน้ำได้ในเวลาต่อมา และการขึ้นมาจากส่วนลึกก็มีลักษณะเฉพาะและความยากลำบากในตัวเอง แต่ถึงอย่างนั้น การต่อสู้เพื่อบันทึกก็ยังดำเนินต่อไป

ความลึกสูงสุดของการแช่ของมนุษย์

การดำน้ำครั้งแรกที่ความลึกหนึ่งร้อยเมตรไม่รวมอยู่ในบันทึกกีฬาด้วยซ้ำ แต่นักดำน้ำทุกคนรู้ชื่อของนักดำน้ำที่ทำมัน ได้แก่ เอ็นโซ มายอร์กา และ ฌาค มายอล อย่างไรก็ตามพวกเขากลายเป็นต้นแบบของตัวละครหลักของภาพยนตร์ชื่อดังโดย Luc Besson "Abyss Blue"

เครื่องหมาย 100 เมตรหยุดการบันทึกไปนานแล้ว Waugh ทำสำเร็จโดยนักว่ายน้ำชาวออสเตรีย Herbert Nietzsch บันทึกของเขาในปี 2544 คือ 214 เมตร อย่างไรก็ตาม Nietzsche ได้รับการขนานนามว่าเป็นตำนานการดำน้ำแบบฟรีไดวิ่ง

ตลอดชีวิตของเขาเขาสร้างสถิติโลกในการดำน้ำประเภทนี้ถึง 31 ครั้ง ในบรรดาผู้หญิงเจ้าของสถิติคือ American Tanya Streeter ในปี พ.ศ. 2545 เรือจมลงไปที่ระดับความลึก 160 เมตร