第二章 潜水技术1

第二章潜水技术

第一节潜水探险史

裸潜

四千年前采集珍珠贝类

1999年10月，皮利兹里下潜至150米深，下潜并返回全凭一口气，他把同胞乔纳尼保持的纪录延伸了12米。

2000年1月，古巴人弗朗西斯科·费里拉在墨西哥湾创下了162米的新纪录，耗时3分12秒。

堂亚·斯图特，世界上最好的女自由潜水者，她也住在夏威夷。她保持着女子“恒定重量”潜水纪录67米。

据传说, 第一个使用潜水装置的是公元前323 年古希腊学者亚里士多德和马其顿王亚历山大发明的。亚历山大大帝提出要到海底探险, 他进到一个系有缆绳的玻璃桶内, 传说这是一个钟状容器, 人居于其中, 通过透明的瞭望孔, 观察泰尔城郊预期修筑的港堤底部情况。

16 世纪, 出现了木制的底部开口的大木桶式潜水钟, 潜水员可以到钟罩住的那块海底作业。到17 世纪, 潜水钟可以在20m深处打捞战舰, 钟的容积较大, 能容纳数人。潜水员可轮流外出工作一二分钟, 然后回到钟内换气。

17 世纪末, 英国人埃德蒙·伽列依利用管子使潜水气钟与外界大气相通。这样, 潜水

气钟就成了潜水沉箱, 沉箱沉放的最大深度165m。

深海世界可以仔细观察了。

多彩多姿的海底世界

1837 年制成了一种软潜水服。软潜水服由头盔和衣服两部分组成: 头盔用金属制成, 正面嵌着玻璃窗孔, 衣服由橡胶一类制成。在潜水员穿上软潜服之后, 头盔同衣服连在一起, 形成密不透水的整体。潜水员穿着这样的潜水服曾经到达180m的水深, 这些已形成具有现代规模的潜水装具。

1837 年制成了一种软潜水服。软潜水服由头盔和衣服两部分组成: 头盔用金属制成, 正面嵌着玻璃窗孔, 衣服由橡胶一类制成。在潜水员穿上软潜服之后, 头盔同衣服连在一起, 形成密不透水的整体。潜水员穿着这样的潜水服曾经到达180m的水深, 这些已形成具有现代规模的潜水装具。

以后又出现了一种硬潜水服, 硬潜水服上带有压缩氧气筒、测深计、温度计以及电话等装备。穿戴这种装备的潜水员, 虽然看起来腕肿不堪, 但由于海水的浮力, 仍可以在水下活动, 曾创造了下潜350m 的纪录。这些潜水服, 为现代的单人常压潜水服“吉姆”、“黄蜂” 等奠定了基础。

20 世纪初, 人类开始向海洋深处进军。1911 年, 工程师冈斯· 加尔曼乘坐自己设计的潜水箱, 曾经下沉到458m 深处。1929年美国科学家设计了深潜球“进步世纪”号，1934 年8月11日, 用它下降到923m 深度。1949 年, 巴顿坐在新研制的潜水球中, 下潜 1 375m, 创造了钢索系着的深潜装置下潜的最高纪录。

深海研究的先躯者之一、瑞士物理学家奥古斯·皮卡尔于1948年设计建造了不用钢索而又能独立行动的深潜球,并进行了无人下潜到1375m 深度试验。1953年,皮卡尔教授带着他的儿子雅克·皮卡尔,乘坐"的里雅斯特"号潜水器,潜入3700m深度。1954年,法国科学家格·胡奥和皮·维利姆,乘坐"弗恩斯-3"号,在非洲西岸下潜4050m。随着科学技术的进步,到60年代,人类已有能力达到水下10000m,创造了人类下潜最深的世界纪录。

1962年,法国人若尔日·乌奥和皮埃尔·维尔姆设计并建造的探潜器“阿基米德”号,下潜到深度为9562m，千岛堪察加海沟进行深海考察,以证实以前人们所认为的在深海600 m以深的海区是“无生物带”的观点的错误。他们在洋底游历了3h,看到浓密的藻类、各种鱼类和海洋动物。1964年,美国伍兹霍尔海洋研究所研制出“阿尔文”号 3 人潜水器。几年后,世界上第一艘元人潜水器研制成功。1973-1975年, 阿基米德“号与它的同伴“阿尔文”号和“西亚纳”号一起,对地球的”大伤痕“大西洋中脊上的裂谷进行调查,发现在2800m深的海底,生存着大量的海洋生物;在700m深的裂谷中,生长着海绵和软珊湖等。

这次深海考察使人们亲自看到了海底扩张现象,再次从侧面证实了板块学说的正确性。

第二节有人潜水系统

有人潜水是指人使用或操纵潜水装备、可潜器等潜入水下作业的设备系统。

分成两种：

一种是采用非抗压潜水装具、人体直接暴露在水压环境中进行潜水作业,称高压潜水;

另-种为采用抗压潜水装置或潜水器,人体不直接接触水压环境,而是处于一个大气压的工作环境中进行潜水作业,称常压潜水。

一.高压潜水

管子吸气方式----压力问题，人体在高压环境中若仍然呼吸1个大气压的空气，体内外压力不一致，就会感到胸闷，呼吸困难。使用皮革制气袋充气后供呼吸用。呼出CO2的问题。

潜水钟的诞生

早期的潜水钟

（二）高压潜水的分类

1.常规潜水—非饱和潜水

重潜水---水面供气式潜水

输送氧气，压缩空气，氦-氧或氦-氮-氧。作业水深达200m。

轻潜水---自携式潜水---“水肺” 潜水员自带呼吸器下潜，轻便灵活，作业范围广。

空气轻潜水----深度40m以下

氧气轻潜水----深度20m以下

氦氧轻潜水----深度60m以下

轻潜水装具

当潜水员出水时，由于压强骤然下降，溶在血液里的氮气形成无数细小气泡向外逸出，会引起血管阻塞而招致生命危险，这种病叫“潜水病”。

氦气和氧气混合，可制造出一种“人造空气”，“人造空气”可以治“潜水病”

潜水减压病是由于潜水超过十公尺深度以上，潜水时间过长，或休闲潜水运动者在潜水过程中，因压力的急速改变，造成“溶解在机体组织和(或) 血液内的惰性气体由于减压而形成气泡”，造成身体的不良反应或急性功能障碍

症状

减压病最常见的症状是疼痛，通常出现在上肢或下肢关节或邻近关节处（“屈肢症”），很难精确定位。有时这种疼痛很严重，被描述为痛得很“深”，或“像有东西钻进骨里” 。

神经系统症状差异很大，从轻微麻木到脑功能异常。脊髓特别容易受伤，表面上很轻微的症状，如上、下肢无力、刺痛，很可能是瘫痪的先兆，如不及时给氧和加压治疗，常常导致永久性损伤。内耳也可能受到损伤，引起严重的眩晕。

少见的症状有瘙痒、皮疹和极度疲劳。腹痛可能由腹部气泡引起，但围绕腰部一周的疼痛（腰带痛）可能提示脊髓损伤。

2.饱和潜水

当潜水员呼吸压缩气体潜水，在一定深度处停留，在一定范围内停留时间越长，呼吸气中惰性气体在体内的溶解量越多，所需减压时间也相应增加，当溶于机体内中性气体与机体释放的相等时达到完全饱和状态，所需的减压时间不再增加。

完全饱和状态条件下，使潜水员得以长期停留在水下（或高气压下）几天乃至几十

天，待预定作业任务完成后，一次减压出水。