Фридайвер

Цель

Сравнительное изучение сердечного ритма при проплывании дистанции 25 или 50 метров с задержкой дыхания и с дыханием. Изучение изменения сердечного ритма при проплывании без дыхания максимально возможной дистанции и влияние долгосрочного эффекта тренировки апноэ на реакцию сердца на плавание с задержкой дыхания.

Испытуемые

В обследовании принимали участие 23 спортсмена, специализирующихся во фридайвинге, из них 13 мужчин (4 высококвалифицированных спортсмена, из которых 2 вице-чемпиона мира) и 10 женщин (4 высококвалифицированных спортсменки, из которых 2 чемпионки мира).

Методы

Спортсмены были обследованы в состоянии относительного покоя, при проплывании с дыханием и без дыхания 25 метров(низкоквалифицированные спортсмены) или 50 метров (высококвалифицированные спортсмены), а также Тренировки апноэпри проплывании без дыхания максимально возможной дистанции под водой на глубине 2 метра с моноластой с низкой скоростью. Основным условием первого эксперимента являлось проявление одинаковых мышечных усилий при плавании с дыханием и без дыхания. Спортсменам была дана инструкция проплыть обе дистанции способом брасс по поверхности воды с одинаковой скоростью и субъективными усилиями 50% от максимальных. Отдых между дистанциями был достаточным для полного восстановления и составлял 3 минуты. Измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) проводилось методом радио-пульсометрии с использованием передатчиков Polar Team System. Для анализа полученных данных в соответствии с методикой, разработанной Баевским Р. М. (5), использовались следующие характеристики вариационной пульсометрии: Мо – наиболее часто встречающийся ритм или мода, это наиболее вероятное значение случайной величины, являющееся косвенным отражением активности гуморального канала регуляции ритма сердца; АМо – амплитуда моды или ее вероятность в процентах, характеризующая активность симпатической регуляции ритма сердца. Вычислялась ∆Х – разница между максимальным и минимальным значением ЧСС, которая является вариационным размахом, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца. Определялся индекс напряжения, который характеризует степень напряжения регуляторных механизмов ритма сердца. Полученные материалы были обработаны методами математической статистики. Использовались t-тесты Стьюдента, результат считался значимым при P < 0,05.

Результаты и обсуждение

У женщин и мужчин отмечались однонаправленные изменения показателей сердечного ритма при плавании с задержкой дыхания по сравнению с работой без задержки дыхания в зависимости от квалификации. У спортсменов низкой квалификации при работе с задержкой дыхания отмечается возрастание АМо(у женщин достоверное, Р < 0,05), что может указывать на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. У спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания достоверно снижалась ЧСС (Р < 0,05), что свидетельствует об уменьшении пульсовой стоимости работы с задержкой дыхания по сравнению с работой без задержки дыхания. Вероятно, у них повышается тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Известно, что урежение ЧСС является, в первую очередь, следствием влияния блуждающего нерва на сердечный ритм. При гипоксическом плавании потребность сердца в кислороде не может быть покрыта за счет увеличения экстракции кислорода и удовлетворяется главным образом за счет увеличения коронарного кровотока, которое обусловлено расширением коронарных сосудов. Общепризнано, что наиболее мощным стимулом для расширения коронарных сосудов служит недостаток кислорода; дилатация коронарных сосудов наступает уже при снижении содержания кислорода в крови на 5%. При этом при снижении ЧСС уменьшается потребность сердца в кислороде, т.к. потребление кислорода сердцем примерно пропорционально квадратному корню из частоты сокращений сердца(1). Это может указывать на такое явление, как адаптацию сердца к плаванию с задержкой дыхания у спортсменов высокой квалификации, в результате которой организм переходит на более низкий уровень функционирования.

В нашем исследовании спортсмены плыли дистанцию с дыханием и без дыхания по поверхности воды. Достоверно меньшее значение ЧСС(Р < 0,05) у спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания, Тренировки апноэпо сравнению с работой с дыханием, было независимо от изменения гидростатического давления. Таким образом, реакция сердца была обусловлена задержкой дыхания и не связана с так называемым «нырятельным рефлексом» у спортсменов высокой квалификации, что свидетельствует об адаптации сердца именно к работе в условиях задержки дыхания, а не ныряния. Это согласуется с данными Дмитрука А. И., отмечавшего достоверное снижение ЧСС у водолазов в одинаковой степени независимо от величины давления окружающей среды и глубины погружения (60-300м.) (2).

Перед проплыванием дистанции с задержкой дыхания спортсмены делали глубокий вдох, который не препятствовал уменьшению ЧСС у спортсменов высокой квалификации. Это не согласуется с данными Э.Шагатай, связывающей большой легочный объем с увеличением ЧСС. Повышение внутригрудного давления за счет эластичности грудной стенки при большом объеме воздуха в легких может привести к сокращению или задержке венозного возврата и последующему уменьшению ударного объема сердца. Уменьшение ударного объема и кровяного давления компенсируется ростом ЧСС(4). Наши данные в отношении спортсменов высокой квалификации этого не подтвердили, что указывает на адаптацию сердца к такого рода нагрузке.

При проплывании дистанции с низкой скоростью с максимально возможной задержкой дыхания реакция сердца на нагрузку претерпевает изменения в результате большого количества стимулов. При анализе ритма сердца у спортсменов отмечается возрастание ∆Х – разницы между максимальным и минимальным значением ЧСС, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца(у мужчин, Р < 0,05) и, таким образом, повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сердца, по сравнению с покоем. АМо – амплитуда моды у женщин и мужчин уменьшалась при работе (P<0,05), по сравнению с покоем, что косвенно указывает на снижение активности симпатической регуляции ритма сердца. Мо — наиболее часто встречающийся ритм или мода практически не отличалась при работе и в состоянии покоя, что, возможно, свидетельствует о неизменной активности гуморального канала регуляции ритма сердца. Индекс напряжения снижался, у мужчин достоверно (P<0,05).

При анализе ЧСС в начале дистанции в 1-й фазе срочной адаптации отмечается снижение ЧСС, приводящее к ограничению использования кислорода и его сбережению. В отдельных случаях происходит стабилизация ЧСС на уровне, значительно ниже исходного. Субъективно состояние в этой фазе ощущается как вполне комфортное. Заканчивается 1-я фаза наступлением физиологической критической точки, по-видимому, связанной с воздействием гипоксии, гиперкапнии и ацидоза. Предположительно, в этот момент для поддержания гомеостаза в организме включаются компенсаторные механизмы, в том числе и в виде увеличения ЧСС. В некоторых случаях ЧСС возрастает в 2 раза, возможно, в результате ослабления тонуса блуждающего нерва и активизации симпатических воздействий на ритм сердца. Субъективно 2-я фаза компенсации ощущается как фаза преодоления, так как связана с дискомфортным состоянием. У троих спортсменов низкой квалификации эта фаза прерывалась вдохом. У остальных спортсменов наступает 3-я фаза декомпенсации, когда ЧСС вновь начинает снижаться, уже, по-видимому, в результате развития охранительного торможения в центральной нервной системе и ослабления всех функций из-за дефицита кислорода. Субъективно эта фаза спортсменами высокой квалификации ощущается как облегчение дискомфортного состояния и нередко отмечается опасным чувством засыпания. Заканчивается фаза наступлением психической критической точки, когда преодолеть желание сделать вдох становится невозможно. При этом у спортсменов высокой квалификации продолжительность 2-й и 3-й фаз колебалась в условиях эксперимента от 15 до 45 секунд, а у спортсменов низкой квалификации от 5 до 15 секунд. У спортсменов высокой квалификации отмечается общий пониженный уровень потребления кислорода, что выражается в меньшей ЧСС на дистанции по сравнению со спортсменами низкой квалификации(P<0,05) и свидетельствует об эффективности приспособительных реакций в результате тренировки апноэ.

Известно, что в условиях мышечной деятельности наблюдается функциональный синергизм симпатических и парасимпатических воздействий(3). При увеличении интенсивности нагрузки происходит усиление симпатической регуляции на сердце. Реакции сердца спортсменов на гипоксическое плавание с низкой скоростью свидетельствовали о преимущественной активации парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Следовательно, при плавании с задержкой дыхания с высокой скоростью возможно нарушение баланса между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Развитие нарушений ритма сердца может возникнуть из-за разнонаправленного влияния на вегетативную нервную систему задержки дыхания и интенсивной мышечной деятельности. Кроме того, общий повышенный уровень потребления кислорода во время ныряния с высокой скоростью легко может привести к потере сознания из-за гипоксии головного мозга.

Выводы:

  • Изменения показателей сердечного ритма при плавании с задержкой дыхания имеют одинаковую направленность у женщин и мужчин и зависят от квалификации спортсменов.Тренировки апноэ
  • У спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания снижение ЧСС уменьшает потребность сердца в кислороде, что, по-видимому, является приспособительной реакцией на дефицит кислорода.
  • Гипоксическая тренировка способствует развитию приспособительных механизмов сердечной деятельности, активирующихся при задержке дыхания.
  • Снижение ЧСС у спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания происходит независимо от гидростатического давления и обусловлено задержкой дыхания.
  • У спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью с максимально возможной задержкой дыхания отмечается повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сердца, как приспособительная реакция на задержку дыхания и, по-видимому, снижение тонуса при наступлении физиологической критической точки, как компенсаторная реакция на сдвиги во внутренней среде организма во время работы.
  • Активность симпатической регуляции ритма сердца снижается у спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью, с максимально возможной задержкой дыхания в начале дистанции, и, возможно, возрастает при наступлении физиологической критической точки.
  • Плавание с задержкой дыхания и с высокой скоростью не рекомендуется включать в тренировочный процесс из-за разнонаправленного влияния на вегетативную нервную систему задержки дыхания(активация парасимпатического отдела) и интенсивной мышечной деятельности (активация симпатического отдела вегетативной нервной системы) и, как следствие, возможных нарушений сердечного ритма.

Литература:

  • Физиология человека. Под ред. Р.Шмидта и Г. Тевса. М.,»Мир», 1986.–288 с.
  • Дмитрук А. И. Медицина глубоководных погружений. С.Пет., 2004. – 288 с.
  • И.С.Бреслав, А.Д.Ноздрачев. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты С.-П.,»Наука», 2005. – 308 с.
  • Schagatay Erika. The human diving response. Lund, 1996. – 254 с.
  • Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. — М.: Наука, 1984. — 220 с.

12 октября французская ныряльщица Одри Местр погибла при попытке установить мировой рекорд в погружении без акваланга (фридайвинге) в категории no limits — 171 м.

Одри Местр (Audrey Mestre) была обладательницей мирового рекорда по фридайвингу среди женщин, который она установила в прошлом году, нырнув на глубину 130 м. В этом году она намеревалась побить абсолютный мировой рекорд в погружении no limits (162 м), установленный ее супругом, кубинцем Франсиско Феррерасом (Francisco Ferreras). Одри Местр собиралась достичь отметки 171 м. Ожидалось, что она поднимется через три минуты с небольшим, однако ее извлекли из-под воды через 9 минут 44 секунды истекающую кровью, с пеной, идущей из носа и изо рта.
Спуск под воду без акваланга в категории no limits производится так, чтобы предоставить спортсмену возможность быстро спуститься на большую глубину и быстро подняться на поверхность. Для этого используется специальное утяжеляющее приспособление — «слэд», с которым ныряльщик падает вниз. Слэд движется вдоль каната и обеспечивает равномерный спуск со скоростью 1,5-2 м/с. Опустившись на намеченную глубину, спортсмен отстегивает слэд и поднимается вдоль каната, надув сжатым воздухом шар-лифт.
По мнению президента Международной ассоциации фридайверов (IAFD) Карлоса Серры (Carlos Serra), во время спуска Одри Местр произошла авария и слэд с чем-то столкнулся. 13 аквалангистов, спустившиеся за девушкой, пытались накачать в ее легкие кислород, но спасти ныряльщицу не удалось. Госпожа Местр уже достигала этой глубины во время тренировочных погружений, и, по информации господина Серры, она достигла ее и в этот раз, однако рекорд не будет засчитан. По правилам IAFD выживание рекордсмена является обязательным условием.

12 мая 1997 года 22-летняя австралийка Сьюзи Марони впервые в мире успешно преодолела Флоридский залив, совершив заплыв с Кубы к побережью США. В июне 1998 года она же приплыла из Мексики на Кубу, преодолев дистанцию в 197 км. В сентябре 1999 года она проплыла 160 км, разделяющие Ямайку и Кубу. Все три рекорда она установила в клетке, защищающей от акул, которую тянул катер, плывший впереди.

В 2005 году 30-летний доминиканец Маркос Диас установил мировой рекорд, переплыв Гибралтарский пролив и вернувшись обратно за 8 часов 43 минуты. В 2007 году он за 22 часа 14 минут дважды обогнул остров Манхэттен, на котором расположен центр Нью-Йорка. За это время он преодолел 96 км. В августе 2010 года Маркос Диас стал первым спортсменом в мире, которому удалось вплавь пересечь проливы, соединяющие пять континентов.

В августе 2007 года 30-летний болгарский пловец Петр Стойчев установил мировой рекорд в заплыве через Ла-Манш. Расстояние в 38 км 430 м от английского Дувра до французского Кале он преодолел за 6 часов 58 минут, улучшив достижение предыдущего пловца из Германии Кристофа Вандрача более чем на 5 минут. У женщин рекордсменкой является представительница Чехии Иветта Главачова: в 2006 году она переплыла Ла-Манш за 7 часов 25 минут.

В 2010 году 47-летняя Пенни Палфри установила мировой рекорд для женщин, переплыв Гибралтарский пролив за 3 часа 3 минуты. В июне 2011 года спортсменка, имеющая гражданство Великобритании и Австралии, совершила безостановочный заплыв между Каймановыми островами Оаху и Кауаи, преодолев 108 км за 40 часов 30 минут без клетки от акул. Пловчиху сопровождала команда на катере, которая отпугивала морских хищников. В 2012 году она пыталась переплыть Флоридский залив без клетки от акул, но сошла с дистанции за 27 км до финиша, не справившись с течением. Для защиты от хищников спортсменка использовала оборудование, создававшее вокруг нее электрическое поле.

Подводным дайвингом, как человеческой деятельностью, является практика спуска ниже поверхности воды для взаимодействия с окружающей средой. Погружение в воду и воздействие высокого атмосферного давления имеют физиологические эффекты, которые ограничивают глубину и продолжительность возможного погружения под давлением. Люди не физиологически и анатомически хорошо приспособлены к условиям окружающей среды для дайвинга, и было разработано различное оборудование для увеличения глубины и продолжительности погружений людей и обеспечения выполнения различных видов работ.

При подводном погружении дайвер непосредственно подвергается воздействию давления окружающей воды. Водолаз окружающего давления может погрузиться в удержание дыхания или использовать дыхательные аппараты для подводного плавания или погружения с погружением на поверхность, а технология насыщения дайвингом снижает риск декомпрессионной болезни (DCS) после длительных глубоких погружений. Атмосферные подводные костюмы (ADS) могут использоваться для изоляции дайвера от высокого атмосферного давления. Экипажные подводные аппараты могут расширять диапазон глубины, а дистанционно управляемые или роботизированные машины могут снизить риск для людей.

Окружающая среда подвергает дайвера воздействию широкого спектра опасностей, и хотя риски в значительной степени контролируются соответствующими навыками дайвинга, обучением, типами оборудования и газами для дыхания, используемыми в зависимости от режима, глубины и цели погружения, он остается относительно опасным видом деятельности , Мероприятия по дайвингу ограничены максимальной глубиной около 40 метров (130 футов) для рекреационного подводного плавания, 530 метров (1740 футов) для коммерческого погружения с насыщением и 610 метров (2000 футов) в атмосферных костюмах. Дайвинг также ограничен условиями, которые не являются чрезмерно опасными, хотя уровень приемлемого риска может варьироваться.

Рекреационные дайвинг (иногда называемый спортивным дайвингом или субакватизмом) – популярная досуговая деятельность. Технический дайвинг – это форма рекреационного дайвинга в особо сложных условиях. Профессиональное погружение (коммерческий дайвинг, дайвинг для исследовательских целей или для получения финансовой выгоды) предполагает работу под водой. Дайвинг в области общественной безопасности – подводная работа, осуществляемая силами правоохранительных органов, спасательных служб и подводных поисков и спасательных команд. Военные дайвинг включает в себя боевые дайвинг, дайвинг и подводное плавание. Глубоководный дайвинг – подводное погружение, обычно с оборудованием, поставляемым на поверхности, и часто относится к использованию стандартного плавательного костюма с традиционным медным шлемом. Подводное плавание с тяжелой шляпой – это любой вид дайвинга со шлемом, включая стандартный медный шлем и другие формы шлемов свободного хода и легкого спроса. История дайвинга с удержанием дыхания восходит, по крайней мере, к классическим временам, и есть свидетельства доисторической охоты и сбора морепродуктов, которые могут быть связаны с подводным плаванием. Технический прогресс, позволяющий обеспечить дыхательный газ дайверу под водой при атмосферном давлении, является последним, а автономные дыхательные системы развиваются ускоренными темпами после Второй мировой войны.

Физиологические ограничения на дайвинг
Погружение в воду и воздействие холодной воды и высокого давления оказывают физиологическое воздействие на дайвера, которые ограничивают глубину и продолжительность возможного погружения под давлением. Выносливость при выдыхаемом воздухе является серьезным ограничением, и дыхание при высоком давлении окружающей среды создает дополнительные осложнения как прямо, так и косвенно. Разработаны технологические решения, которые могут значительно расширить глубину и продолжительность погружений под воздействием атмосферного давления человека и обеспечить полезную работу под водой.

погружение
Погружение человеческого тела в воду влияет на кровообращение, почечную систему, баланс жидкости и дыхание, потому что внешнее гидростатическое давление воды обеспечивает поддержку против внутреннего гидростатического давления крови. Это приводит к переходу крови из внесосудистых тканей конечностей в полость грудной клетки, а потери жидкости, известные как диверсинг погружения, компенсируют смену крови у гидратированных субъектов вскоре после погружения. Гидростатическое давление на организм от погружения в верхний слой вызывает отрицательное дыхание, которое способствует изменению крови.

Сдвиг крови вызывает увеличение дыхательной и сердечной нагрузки. Объем инсульта не сильно зависит от погружения или изменения внешнего давления, но замедленное сердцебиение уменьшает общий сердечный выброс, особенно из-за дайвинг-рефлекса при удержании дыхания. Объем легких уменьшается в вертикальном положении из-за черепного смещения живота от гидростатического давления, а сопротивление воздушному потоку в дыхательных путях увеличивается из-за уменьшения объема легких. По-видимому, существует связь между отеком легких и повышенным легочным кровотоком и давлением, что приводит к капиллярной нагрузке. Это может произойти во время упражнений с большей интенсивностью при погружении или погружении.

Воздействие
Реакция холодного шока – это физиологический отклик организмов на внезапный холод, особенно холодную воду, и является обычной причиной смерти от погружения в очень холодную воду, например, при падении тонкого льда. Непосредственный шок от холода вызывает непроизвольное вдыхание, которое, если подводное может привести к утоплению. Холодная вода может также вызвать сердечный приступ из-за вазоконстрикции; сердце должно работать усерднее, чтобы прокачать один и тот же объем крови по всему телу, а для людей с сердечными заболеваниями эта дополнительная рабочая нагрузка может привести к остановке сердца. Человек, который переживает начальную минуту после попадания в холодную воду, может выжить в течение по крайней мере тридцати минут, если они не утонут. Способность оставаться на плаву снижается существенно через десять минут, так как охлажденные мышцы теряют силу и координацию.

Дайвинг-рефлекс – это ответ на погружение, которое переопределяет основные гомеостатические рефлексы. Он оптимизирует дыхание, преимущественно распределяя запасы кислорода в сердце и мозг, что позволяет использовать длительные периоды под водой. Он сильно проявляется у водных млекопитающих (тюленей, выдр, дельфинов и ондатры), а также существует у других млекопитающих, включая людей. У дайвинг-птиц, таких как пингвины, есть подобный дайвинг-рефлекс. Дайвинг-рефлекс срабатывает, охлаждая лицо и удерживая дыхание. Сердечно-сосудистая система сужает периферические кровеносные сосуды, замедляет частоту пульса, перенаправляет кровь в жизненно важные органы для сохранения кислорода, высвобождает эритроциты, хранящиеся в селезенке, и у людей вызывает нарушения сердечного ритма. Водные млекопитающие развили физиологические адаптации, чтобы сохранить кислород во время погружения, но апноэ, замедленная частота пульса и вазоконстрикция передаются наземным млекопитающим.

Гипотермия уменьшает температуру тела, которая возникает, когда организм теряет больше тепла, чем он генерирует. Гипотермия является основным ограничением для плавания или дайвинга в холодной воде. Снижение ловкости пальцев из-за боли или онемения снижает общую безопасность и работоспособность, что, в свою очередь, увеличивает риск других травм. Тепло тела теряется гораздо быстрее в воде, чем в воздухе, поэтому температура воды, которая может быть терпимой, как температура наружного воздуха, может привести к гипотермии, что может привести к смерти от других причин у недостаточно защищенных дайверов.

Ограничения на дыхание
Дышащее дыхание животным, дышащим воздухом, ограничено физиологической способностью выполнять погружение на доступном кислороде до тех пор, пока оно не вернется к источнику свежего дыхательного газа, обычно воздуха на поверхности. По мере того как это внутреннее снабжение кислородом уменьшается, животное испытывает все большее желание дышать, вызванное накоплением углекислого газа и лактата в крови, а затем потеря сознания из-за гипоксии центральной нервной системы. Если это произойдет под водой, оно утонет.

Вспышки во фридайвинге могут возникать, когда дыхание удерживается достаточно долго, чтобы метаболическая активность уменьшала парциальное давление кислорода, чтобы вызвать потерю сознания. Это ускоряется напряжением, которое использует кислород быстрее или гипервентиляцией, что снижает уровень углекислого газа в крови. Более низкие уровни углекислого газа повышают сродство кислород-гемоглобин, уменьшая доступность кислорода к мозговой ткани к концу погружения (эффект Бора); они также подавляют желание дышать, что облегчает удержание дыхания до момента затемнения. Это может произойти на любой глубине.

Гипоксия, вызванная восходом, вызвана падением парциального давления кислорода при уменьшении давления окружающей среды. Парциальное давление кислорода на глубине может быть достаточным для поддержания сознания, но только на этой глубине, а не при пониженном давлении ближе к поверхности.

Изменение давления окружающей среды
Баротравма, пример дисбаризма, является физическим повреждением тканей тела, вызванным разницей в давлении между газовым пространством внутри или при контакте с телом и окружающим газом или жидкостью. Обычно это происходит, когда организм подвергается большому изменению атмосферного давления, например, когда дайвер поднимается или опускается. При погружении разницы давления, вызывающие баротравму, являются изменениями гидростатического давления.

Первоначальный ущерб обычно связан с чрезмерным растяжением тканей при растяжении или сдвиге, либо непосредственно путем расширения газа в замкнутом пространстве, либо перепадом давления, гидростатически передаваемым через ткань.

Баротравма обычно проявляется как синусы или эффекты среднего уха, DCS, травмы избыточного давления легких и травмы, возникающие в результате внешних сжиманий. Баротравмы спуска вызваны предотвращением свободного изменения объема газа в замкнутом пространстве, находящемся в контакте с водолазом, что приводит к разнице давлений между тканями и газовым пространством, а неуравновешенная сила из-за этой разности давлений вызывает деформацию ткани, приводящие к разрыву клеток. Баротравмы подъема также возникают, когда предотвращается свободное изменение объема газа в замкнутом пространстве, находящемся в контакте с водолазом. В этом случае разность давлений вызывает возникающее натяжение в окружающих тканях, которое превышает их прочность на растяжение. Помимо разрыва ткани избыточное давление может вызвать попадание газов в ткани и далее через систему кровообращения. Это может вызвать блокирование кровообращения на отдаленных участках или повлиять на нормальную функцию органа по его наличию.

Дыхание под давлением
Предоставление дыхательного газа при атмосферном давлении может значительно продлить продолжительность погружения, но есть и другие проблемы, которые могут возникнуть в результате этого технологического решения. Поглощение метаболически инертных газов увеличивается в зависимости от времени и давления, и это может сразу вызвать нежелательные эффекты вследствие их присутствия в тканях в растворенном состоянии, таких как азотный наркоз и нервный синдром высокого давления, или вызвать проблемы при выходе из раствора в тканях во время декомпрессии.

Другие проблемы возникают при увеличении концентрации метаболически активных газов. Они варьируются от токсического воздействия кислорода при высоком парциальном давлении, путем накопления углекислого газа из-за чрезмерной работы дыхания, увеличения мертвого пространства или неэффективного удаления, на обострение токсического воздействия загрязняющих веществ в дыхательном газе из-за увеличения концентрация при высоких давлениях. Различия в гидростатических давлениях между внутренней частью легких и доставкой дыхательного газа, повышенная плотность дыхательного газа из-за внешнего давления и повышенное сопротивление потоку из-за более высоких скоростей дыхания могут вызвать повышенную работу дыхания и усталость дыхательных мышц.

Сенсорные нарушения
Подводное зрение зависит от ясности и показателя преломления среды. Видимость под водой снижается, поскольку свет, проходящий через воду, быстро уменьшается с расстоянием, что приводит к более низким уровням естественного освещения. Подводные объекты также размыты рассеянием света между объектом и зрителем, что приводит к снижению контрастности. Эти эффекты варьируются в зависимости от длины волны света, а также от цвета и мутности воды. Человеческий глаз оптимизирован для зрения воздуха, и когда он погружен в прямой контакт с водой, острота зрения отрицательно зависит от разницы в показателе преломления между водой и воздухом. Обеспечение воздушного пространства между роговицей и водой может компенсировать, но вызывает искажение масштаба и расстояния. Искусственное освещение может улучшить видимость на коротком расстоянии. Стереоскопическая острота, способность судить о относительных расстояниях от разных объектов, значительно уменьшается под водой, и на это влияет поле зрения. Узкое поле зрения, вызванное небольшим видовым экраном в шлеме, приводит к значительному уменьшению стереозвука и видимому движению неподвижного объекта при перемещении головы. Эти эффекты приводят к ухудшению координации рук и глаз.

Вода обладает различными акустическими свойствами по сравнению с воздухом. Звук из подводного источника может распространяться относительно свободно через ткани тела, где есть контакт с водой, поскольку акустические свойства подобны. Когда голова подвергается воздействию воды, некоторый звук передается барабанной перепонкой и средним ухом, но значительная часть достигает улитки независимо, путем костной проводимости. Некоторая звуковая локализация возможна, хотя и сложна. Человеческий слух под водой, в тех случаях, когда ущелье дайвера увлажнено, менее чувствительно, чем на воздухе. Частотная чувствительность под водой также отличается от радиопомех в воздухе, с постоянно более высоким порогом слышимости под водой; чувствительность к более высокочастотным звукам сокращается больше всего. Тип головного убора влияет на чувствительность к шуму и опасность шума в зависимости от того, является ли передача влажной или сухой. Человеческий слух под водой менее чувствителен к влажным ушам, чем к воздуху, а неопреновый капюшон вызывает значительное ослабление. При ношении шлема чувствительность к слуху аналогична чувствительности к поверхностному воздуху, так как на нее не оказывает сильное влияние атмосферный состав или давление в дыхательном газе или в камере. Поскольку звук движется быстрее в гелиоках, чем в воздухе, формируются голосовые форманты, что делает слова дайверов высокими и искаженными, и трудно понять для людей, не привыкших к нему. Повышенная плотность дыхательных газов под давлением имеет аналогичный и аддитивный эффект.

Тактильное сенсорное восприятие у дайверов может быть нарушено защитой окружающей среды и низкой температурой. Сочетание неустойчивости, оборудования, нейтральной плавучести и сопротивления движению инерционным и вязким воздействиям воды обходит водолаз. Холод вызывает потери в сенсорной и двигательной функции, отвлекает и нарушает когнитивную активность. Усиливается способность оказывать большую и точную силу.

Баланс и равновесие зависят от вестибулярной функции и вторичного ввода визуальных, органических, кожных, кинестетических и иногда слуховых ощущений, которые обрабатываются центральной нервной системой, чтобы обеспечить ощущение равновесия. Под водой некоторые из этих входов могут отсутствовать или уменьшаться, делая оставшиеся сигналы более важными. Конфликтный ввод может привести к головокружению, дезориентации и морскому движению. Вестибулярный смысл необходим в этих условиях для быстрого, сложного и точного движения. Проприоцептивное восприятие заставляет дайвера осознавать личное положение и движение в сочетании с вестибулярным и визуальным входом и позволяет дайверу эффективно функционировать в поддержании физического равновесия и баланса в воде. В воде с нейтральной плавучестью проприоцептивные сигналы положения уменьшаются или отсутствуют. Этот эффект может усугубляться костюмом водолаза и другим оборудованием.

Вкус и запах не очень важны для дайвера в воде, но более важны для дайверов-сатураторов в камерах отдыха. Имеются свидетельства небольшого снижения порога вкуса и запаха после продолжительных периодов под давлением.
Режимы погружения
Существует несколько режимов погружения, основанных на используемом снаряжении для дайвинга.

Свободное погружение
Способность нырять и плавать под водой, удерживая дыхание, считается полезным навыком чрезвычайной ситуации, важной частью водного спорта и подготовки по безопасности в военно-морских силах, а также приятным досугом. Подводный дайвинг без дыхательных аппаратов может быть отнесен к категории подводного плавания, подводного плавания и фридайвинга. Эти категории значительно перекрываются. Несколько соревновательных подводных видов спорта практикуются без дыхательных аппаратов.

Freediving исключает использование внешних дыхательных аппаратов и полагается на способность дайверов задерживать дыхание до всплытия. Этот метод варьируется от простого погружения с дыханием до соревновательных прыжков с апноэ. Финны и маска для дайвинга часто используются в бесплатном дайвинге для улучшения зрения и обеспечения более эффективного движения. Короткая дыхательная трубка, называемая трубкой, позволяет дайверу дышать на поверхности, пока лицо погружено. Подводное плавание на поверхности, не предназначенное для дайвинга, – это популярная водная спортивная и рекреационная деятельность.

Подводное плавание с аквалангом
Подводное плавание – это дайвинг с автономным подводным дыхательным аппаратом, который полностью не зависит от поверхности. Подводное плавание обеспечивает подвижность дайвера и горизонтальный радиус действия далеко за пределами досягаемости шланга для шланга, прикрепленного к подводному снаряжению, поставляемому на поверхности (SSDE). Аквалангисты, занимающиеся вооруженными силами, скрывают операции, которые могут называться лягушатами, боевыми дайверами или атакующими пловцами.

Подводные системы с открытой цепью выгружают дыхательный газ в окружающую среду, когда он выдыхается, и состоят из одного или нескольких водолазных цилиндров, содержащих дыхательный газ под высоким давлением, который подается дайверу через водолазный регулятор. Они могут включать дополнительные баллоны для декомпрессионного газа или аварийного дыхательного газа.

Скучные системы с замкнутым контуром или полузамкнутым контуром позволяют повторно использовать выдыхаемые газы. Объем используемого газа уменьшается по сравнению с объемом разомкнутого контура, поэтому для эквивалентной продолжительности погружения можно использовать меньший цилиндр или цилиндры. Они значительно увеличивают время, проведенное под водой, по сравнению с разомкнутым контуром для того же расхода газа. Ребризеры производят меньше пузырьков и меньше шума, чем аквалангирование, что делает их привлекательными для скрытых военных дайверов, чтобы избежать обнаружения, научных водолазов, чтобы не беспокоить морских животных и носителей информации, чтобы избежать вмешательства пузырьков.

Подводный плавник движется под водой, используя плавники, прикрепленные к ногам; внешнее движение может быть обеспечено дайверским движителем или вытаскиваемым с поверхности бортом. В другое оборудование входит дайвинг-маска для улучшения подводного зрения, защитный костюм для дайвинга, оборудование для контроля плавучести и оборудование, связанное с конкретными обстоятельствами и целью погружения. Аквалангисты обучаются процедурам и навыкам, соответствующим их уровню сертификации, инструкторами, входящими в сертификационные организации дайвера, которые выдают эти сертификаты дайверов. К ним относятся стандартные эксплуатационные процедуры использования оборудования и общие опасности для подводной среды, а также чрезвычайные процедуры для самопомощи и помощи аналогично оборудованных водолазов, испытывающих проблемы. Большинство учебных организаций требуют минимального уровня физической подготовки и здоровья, а для некоторых приложений может потребоваться более высокий уровень пригодности.

Дайвинг, поставляемый с поверхности
Альтернативой автономным дыхательным системам является подача дыхательных газов с поверхности через шланг. В сочетании с коммуникационным кабелем, шлангом пневмофатометра и линией безопасности он называется пуповиной водолаза, который может включать в себя шланг для горячей воды для нагрева, видео кабель и линию возврата дыхательного газа. Более основное оборудование, использующее только воздушный шланг, называется авиакомпанией или системой кальянов. Это позволяет дайверу дышать, используя шланги подачи воздуха из цилиндра или компрессора на поверхности. Дыхательный газ подается через аппликационный клапан или легкую полнолицевую маску. Он используется для работы, такой как очистка корпуса и археологические исследования, для сбора урожая моллюсков, а также как snuba, мелководье, которое обычно практикуется туристами и теми, кто не сертифицирован по аквалангу.

Насыщение дайвинга позволяет профессиональным дайверам жить и работать под давлением в течение нескольких дней или недель. После работы в воде, водолазы отдыхать и жить в сухом под давлением подводной среде обитания на дне или системы жизнеобеспечения насыщения барокамер на палубе водолазного судна, нефтяной платформы или другой плавучей платформы на аналогичном давлении к глубина работы. Они перемещаются между наземным жильем и подводным рабочим местом в закрытом дайверском колоколе под давлением. Декомпрессия в конце погружения может занять много дней, но поскольку она выполняется только один раз в течение длительного периода воздействия, а не после каждого из многих более коротких воздействий, общий риск декомпрессионного повреждения дайвера и общее время декомпрессии уменьшаются. Этот тип дайвинга позволяет повысить эффективность и безопасность работы.

Коммерческие дайверы относятся к дайвинг-операциям, где дайвер запускает и заканчивает операцию по подводному плаванию при атмосферном давлении в качестве ориентированного на поверхность или подпрыгивания. Водолаз может быть развернут с берега или водолазного судна поддержки и может перевозиться на этапе погружения или в дайвинг-колокол. Поставляемые на поверхности водолазы почти всегда носят шлемы для дайвинга или маски для дайвинга с полным лицом. Нижний газ может представлять собой воздух, нитрокс, геликс или тримикс; декомпрессионные газы могут быть похожими или могут включать чистый кислород. Процедуры декомпрессии включают декомпрессию в воде или декомпрессию поверхности в палубной камере.

Мокрый колокол с заполненным газом куполом обеспечивает больше комфорта и контроля, чем стадия, и обеспечивает более продолжительное время в воде. Влажные колокола используются для воздуха и смешанного газа, а дайверы могут разлагать кислород на расстоянии 12 метров (40 футов). Были разработаны небольшие системы с закрытыми колокольчиками, которые могут быть легко мобилизованы, и включают в себя двухместную колокольню, манипуляционную раму и камеру для декомпрессии после переноса под давлением (TUP). Водолазы могут дышать воздухом или смешанным газом внизу и обычно извлекаются с камерой, наполненной воздухом. Они разжимают кислород, подаваемый через встроенные дыхательные системы (BIBS), к концу декомпрессии. Маленькие колокольные системы поддерживают скачок отказов до 120 метров (390 футов) и для донных времен до 2 часов.

Относительно переносная система подачи поверхностного газа, использующая газовые баллоны высокого давления как для первичного, так и для резервного газа, но с использованием пупочной системы полного водолаза с пневмофатометром и голосовой связью, известна в отрасли как «замена аквалангом».

Компрессорное погружение – рудиментарный метод погружения с поверхности, который используется в некоторых тропических регионах, таких как Филиппины и Карибский бассейн. Водолазы плавают с половинной маской и ребрами и снабжаются воздухом от промышленного воздушного компрессора низкого давления на лодке через пластиковые трубки. Редукционный клапан отсутствует; водолаз держит конец шланга во рту без клапана потребности или мундштука и позволяет излишнему воздуху вылиться между губами.

Давление в атмосфере
Подводные и жесткие атмосферные водолазные костюмы (ADS) позволяют проводить погружение в сухом помещении при нормальном атмосферном давлении. ADS представляет собой небольшой односторонний шарнирный подводный аппарат, который напоминает костюм брони, с сложными суставами, позволяющими изгибать, сохраняя при этом внутреннее давление одной атмосферы. ADS можно использовать для погружений до 700 метров (2300 футов) в течение многих часов. Он устраняет большинство физиологических опасностей, связанных с глубоким погружением – пассажиру не нужно декомпрессировать, нет необходимости в специальных газовых смесях, и нет опасности азотного наркоза – за счет более высокой стоимости, сложной логистики и потери ловкости.

Беспилотный дайвинг
Автономные подводные аппараты (AUV) и дистанционно управляемые подводные аппараты (ROV) могут выполнять некоторые функции дайверов. Они могут быть развернуты на большей глубине и в более опасных условиях. AUV – это робот, который путешествует под водой, не требуя ввода в реальном времени от оператора. AUV составляют часть большей группы беспилотных подводных систем, которая включает в себя неавтономные ROV, которые управляются и питаются с поверхности оператором / пилотом через пуповину или с помощью пульта дистанционного управления. В военных применениях AUV часто упоминаются как беспилотные подводные транспортные средства (UUV).

Диапазон погружений
Дайвинг может выполняться по разным причинам, как личному, так и профессиональному. Рекреационные дайвинг предназначен исключительно для наслаждения и имеет несколько специализаций и технических дисциплин, чтобы предоставить больше возможностей для разнообразных видов деятельности, для которых может быть предложена специальная подготовка, например, пещерное дайвинг, погружение в воду, погружение в воду и глубокое погружение.

Существуют различные аспекты профессионального дайвинга, которые варьируются от частичной работы до пожизненной карьеры. Профессионалы в индустрии рекреационного погружения включают инструкторов-инструкторов, инструкторов по дайвингу, помощников инструкторов, дайвмастеров, инструкторов по дайвингу и аквалангистов. Коммерческий дайвинг связан с отраслью и включает в себя задачи гражданского строительства, такие как разведка нефти, морское строительство, эксплуатация плотин и работы в гавани. Коммерческие дайверы могут также использоваться для выполнения задач, связанных с морской деятельностью, таких как подводное плавание, включая ремонт и осмотр лодок и кораблей, морское спасение или аквакультуру.

Другие области дайвинга включают в себя военные дайвинг, с длинной историей военных лягушек в разных ролях. Они могут выполнять роли, включая прямой бой, проникновение за линии противника, размещение мин, захоронение бомб или инженерные операции.

В ходе гражданских операций полицейские силы проводят полицейские подводные объекты для проведения поисково-спасательных операций и для получения доказательств. В некоторых случаях спасательные команды дайвера могут также быть частью пожарного департамента, парамедицинского обслуживания или подразделения спасателей, и это может быть классифицировано как дайвинг для общественной безопасности. Есть также профессиональные дайверы, такие как подводные фотографы и видеооператоры, которые записывают подводный мир и научных дайверов в области исследований, которые включают подводную среду, включая морских биологов, геологов, гидрологов, океанографов и подводных археологов.

Выбор между подводным снаряжением и оборудованием для подводного плавания основан на юридических и логистических ограничениях. Там, где дайвер требует мобильности и большого диапазона движения, аквалангом обычно является выбор, если позволяют безопасность и юридические ограничения. Работа с более высоким риском, особенно коммерческое погружение, может быть ограничена оборудованием, поставляемым на поверхности, в соответствии с законодательством и кодексом практики.

Дайвинг-среда
Окружающая среда для дайвинга ограничена доступностью и риском, но включает в себя воду и иногда другие жидкости. Большинство подводных подводных погружений осуществляется в более мелких прибрежных частях океанов и внутренних судах пресной воды, включая озера, плотины, карьеры, реки, источники, затопленные пещеры, водохранилища, резервуары, плавательные бассейны и каналы, но также может быть сделано в больших каналах и канализационных коллекторах, системах охлаждения электростанций, грузовых и балластных танках судов и жидкотопливном промышленном оборудовании. Окружающая среда может повлиять на конфигурацию снаряжения: например, пресная вода менее плотная, чем соленая вода, поэтому для достижения нейтральной плавучести в подводных погружениях требуется меньший вес. Температура воды, видимость и движение также влияют на дайвера и план погружения. Дайвинг в жидкостях, отличных от воды, может представлять особые проблемы из-за плотности, вязкости и химической совместимости оборудования для дайвинга, а также возможной экологической опасности для дайвинг-команды.

Благородные условия, иногда также называемые замкнутой водой, представляют собой среду с низким уровнем риска, где крайне маловероятно или невозможно, чтобы дайвер мог потеряться или захвачен или подвергнуться опасностям, отличным от основной подводной среды. Эти условия подходят для начальной подготовки в критических навыках выживания и включают в себя плавательные бассейны, учебные танки, аквариумные баки и некоторые мелкие и защищенные береговые зоны.

Открытая вода – это неограниченная вода, такая как морской, озерный или затопленный карьер, где водолаз имеет прямой вертикальный доступ к поверхности воды, находящейся в контакте с атмосферой. Подводное плавание с открытой водой подразумевает, что если возникнет проблема, дайвер может непосредственно подняться вертикально в атмосферу, чтобы дышать воздухом.

Окружающая среда для подводного плавания или погружения – это место, где дайвер входит в пространство, из которого нет прямого, чисто вертикального восхождения к безопасности дышащей атмосферы на поверхности. Примерами являются пещерное погружение, подводное плавание, подводное плавание и подводное плавание внутри других естественных или искусственных подводных сооружений или ограждений. Ограничение на прямое восхождение увеличивает риск погружения под накладными расходами, и это обычно устраняется путем адаптации процедур и использования оборудования, такого как источники избыточного газа для дыхания и направляющие линии, чтобы указать маршрут к выходу.

Ночное погружение позволяет дайверу испытать различную подводную среду, потому что многие морские животные ночные. Давление на высоте, например, в горных озерах, требует внесения изменений в график декомпрессии из-за пониженного атмосферного давления.

Диапазон глубины
Ограничение глубины рекреационного погружения, установленное стандартом EN 14153-2 / ISO 24801-2 уровня 2 «Автономный дайвер», составляет 20 метров (66 футов). Рекомендуемый предел глубины для более интенсивных тренировок рекреационных дайверов колеблется от 30 метров (98 футов) для дайверов PADI (это глубина, при которой симптомы наркоза в анамнезе обычно становятся заметными у взрослых), 40 метров (130 футов) Совет подводного плавания, 50 метров (160 футов) для дайверов британского Sub-Aqua Club и Sub-Aqua Association, вдыхающего воздух и 60 метров (200 футов) для команд от 2 до 3 французских дайверов уровня 3, дышащих воздухом.

Для технических дайверов рекомендуемая максимальная глубина больше при том понимании, что они будут использовать меньше наркотических газовых смесей. Максимальная глубина, разрешенная для дайверов, которые прошли сертификацию Trimix Diver, с точностью до 100 метров (330 футов) с сертификатом IANTD или Advanced Trimix Diver с TDI. 332 метра (1 089 футов) является мировой рекордной глубиной на подводном плавании (2014). Коммерческие водолазы, использующие методы насыщения и дыхательные газы гелиоза, обычно превышают 100 метров (330 футов), но также ограничены физиологическими ограничениями. Экспериментальные погружения Comex Hydra 8 достигли рекордной глубины открытой глубины 534 метра (1,752 фута) в 1988 году. ADS в основном ограничены технологией уплотнения сочленения, а водолаз ВМС США нырнул до 610 метров (2000 футов) в одном.

Сайты для дайвинга
Общим термином для места, где можно погрузиться, является место для погружения. Как правило, профессиональное погружение проводится там, где необходимо выполнить работу, а рекреационное погружение выполняется там, где это подходит. Есть много зарегистрированных и публичных мест для отдыха, которые известны своим удобством, достопримечательностями и часто благоприятными условиями. В тренировочных центрах дайвера для профессиональных и рекреационных дайверов обычно используется небольшой диапазон дайв-сайтов, которые являются привычными и удобными, и где условия предсказуемы, а риск относительно низок.

Поделиться ссылкой:

Петербургское ЦКБ «Рубин» представило проект погружаемого патрульного корабля «Страж». Разработка сочетает достоинства субмарины и надводного корабля, считают создатели «Стража».

Внешне разработка напоминает дизель-электрическую субмарину проекта 613 — самую массовую советскую подлодку, хорошо продававшуюся за рубежом, пишет FlotProm. Погружаемый корабль имеет схожие параметры: длина 60-70 метров в зависимости от комплектации, водоизмещение порядка 1000 тонн, экипаж до 42 человек, включая досмотровую группу.

«Страж» может оснащаться шлюпками для досмотровых групп, торпедами, небольшими управляемыми ракетами и малокалиберными артустановками, а также беспилотниками с возможностью их запуска без выхода людей на палубу.

Новая разработка «Рубина» рассчитана на иностранных заказчиков. Патрульные корабли недороги, что делает их покупку возможной для стран с небольшим бюджетом. Она окупается за счет борьбы с браконьерством, контрабандой и другими экономическими правонарушениями. «Страж» многофункционален и может также использоваться как исследовательское судно.

ЦКБ «Рубин» — один из ведущих российских разработчиков подводных лодок. Здесь были созданы субмарины 613 проекта, знаменитая атомная «Акула» и современная АПЛ типа «Борей».

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *