что такое ребризер для дайвинга
Качественный ребризёр для дайвинга
Дайвинг — это не просто «понырять». Для него необходимо дорогостоящее оборудование и соответствующая подготовка. Причём снаряжение для дайвинга существует очень разное, от всяких масок и костюмов до полноценных аквалангов. Сегодня мы поговорим о таком оснащении, как ребризёр. На сегодняшний день в России он не так популярен, однако понемногу люди начинают о нём говорить и даже покупать.
Дайвинг — это очень интересное и увлекательное занятие. Но для того, чтобы всё прошло гладко нужно иметь необходимое оборудование.
Для начала, ребризёр — это дыхательный аппарат. Отличается от обычного акваланга тем, что после выдыхания воздух не выводится наружу или выводится частично. После выдыхания воздух обрабатывается для дальнейшего повторного дыхания. Дайвинг — сложная штука, а значит, и снаряжение соответствующее. Ребризёр может быть 2 типов: замкнутый или полузамкнутый. Отличаются они принципом действия. Далее, рассмотрим каждый в отдельности.
Разновидности
Замкнутые
Такой тип перерабатывает весь воздух, который вы выдыхаете. Сразу после выдоха специальная смесь нейтрализует углекислый газ или добавляет чистый кислород, после чего получившийся воздух можно вдохнуть ещё раз. Конечно, есть некоторые излишки, но они не выходят из оборудования на глубине. Это происходит, как только вы всплываете наружу. Найти такое оснащение очень просто.
Полузамкнутые
Ребризёр же подобного типа отличается тем, что на глубине некоторые излишки смеси всё же выходят из оборудования. Это происходит, потому что в замкнутых агрегатах используется чистейший кислород, а в полузамкнутых — искусственно созданные заменители.
Подвиды
Помимо этого, снаряжение разделяется на несколько видов, которые мы далее рассмотрим.
Подвиды замкнутых
Подвиды полузамкнутых
Преимущества и недостатки
Ребризёр имеет как плюсы, так и минусы. Будем сравнивать его использование с ближайшим родственным оборудованием — аквалангом.
Преимущества
Найти преимущества в этом снаряжении не составит труда. Начнём с того, что многие говорят о том, что ребризёр обходится дешевле, чем обычный акваланг, из-за того, что акваланг использует больше дыхательной смеси. Это правда, но не полностью. Настоящее утверждение верно только для определённых типов ребризёров, а также при использовании определённых видов смеси. Не следует забывать, что оборудование с электрическим управлением обходится в несколько раз дороже, чем акваланг, даже не учитывая того, что необходимо проводить обязательную замену всех деталей раз в год.
Ходит слух, что используя ребризёр, можно погружаться на такие глубины и с такой длительностью, какую не может обеспечивать обычный акваланг. Это правда, но опять же всего лишь частично. Не на всех ребризёрах можно погружаться на большую глубину, да и длительность погружения иногда бывает довольно маленькой.
Но оставим спорные моменты, перейдём к чистым преимуществам. Во первую очередь это то, что ребризёр издаёт гораздо меньше шума, а также не выделяет пузыри. А если и выделяет, то гораздо меньше, чем стандартный акваланг. Серьёзно, однажды попробовав дайвинг с таким оборудованием, вам больше не захочется возвращаться к аквалангу. Весь этот шум и вездесущие пузырьки неимоверно раздражают, отчего дайвинг с аквалангом со временем превращается в ад.
Не стоит забывать, что при поглощении углекислого газа выделяется пар и тепло, которое согревает будущий воздух, поступающий в лёгкие аквалангиста. Таким образом, значительно уменьшается шанс подхватить серьёзное заболевание.
При длительных поездках куда-либо вам потребуется гораздо меньше дыхательной смеси, чем если бы вы уходили в экспедицию с аквалангом. Как уже сказано выше, не факт, что вы сэкономите на этом. Однако нельзя отрицать то, что для перевозки подобного оборудования понадобится гораздо меньше места, чем для акваланга. Наверное, прочтя все эти плюсы, вы зададитесь вопросом: «Где найти ребризёр?» Это можно сделать в соответствующих магазинах дайвинга вашего города.
Недостатки
Для использования этого оборудования необходимо пройти некоторое обучение, чтобы знать множество нюансов и особенностей. Дайвинг с использованием ребризёра является сложным. Помимо этого, обслуживание обходится гораздо дороже, сложнее, нежели обслуживание акваланга. Не будем забывать о самой стоимости, но тут немного сложнее. Ребризёры разного типа и моделей имеет разную стоимость, поэтому дайвинг с ребризёром может быть как дороже, так и дешевле акваланга.
Нельзя вот так просто купить такое снаряжение и сразу поехать на море. Для этого необходимо пройти специальное обучение, подготовив себя и устройство. Для этого нужны тренировки. Оборудование имеет повышенные габариты и вес, что не может не печалить. А это, в общем, влияет на комфорт использования, а также удобство путешествий.
Заключение
Пожалуй, это всё, что нужно знать о ребризёрах. Да, относительно аквалангов они имеют ряд преимуществ и недостатков. Где-то они лучше, чем акваланги, где-то хуже, однако всё-таки стоит отметить, что большинство аргументов идёт в пользу перехода с аквалангов на ребризёры, нежели против перехода. Это касается и удобства, и цены, и простоты, и веса/размеров. Ребризёр, дайвинг с которым становится более удобным, по праву можно назвать будущим в этой сфере. К тому же сейчас в России подобное оборудование имеет не такую популярность, как в других странах, однако такое происходит всегда с новым и более совершенным устройством.
Напишите нам, если статья оказалась полезной.
Как выбрать компрессор для дайвинга? Какие типы компрессоров для аквалангов бывают, чем они отличаются друг от друга, стоит ли приобретать компрессор новичку и на какие параметры обратить внимание при покупке.
У вас возник вопрос — нести ли пустой баллон для акваланга специалисту или можно заправить его дыхательным газом самостоятельно? Настоящая статья ответит на этот и многие другие вопросы касательно заправки кислородных баллонов.
Человек, решивший познакомиться поближе с красотами подводного мира и совершить первое погружение, часто задаётся вопросом: какие бывают виды дайвинга? А их существует немалое количество. Рассмотрим их подробнее.
Классификация и устройство ребризеров
Классификация ребризеров
Что такое ребризеры – сейчас знают если не все, то многие. К сожалению, в России пока знают в основном по наслышке.
О ребризерах, их особенностях и конструкции ходит много легенд, верных и не очень. Поэтому главная цель данной статьи и всего раздела – попытаться «разложить по полочкам» все эти особенности, достоинства и недостатки ребризеров.
Сейчас в сети Интернет существует много статей, посвященных ребризерам, даже на русском языке, поэтому не удивляйтесь, если при чтении Вам покажется, что Вы это уже где-то видели.
Данная статья предназначена как для новичков, так и для продвинутых технических дайверов, решающих какой ребризер купить.
Что такое ребризер?
Первая задача решается во всех ребризерах одинаково – в их составе всегда имеется включенная в дыхательный контур емкость (поглотительная канистра), которая заполнена химическим веществом, активно поглощающим углекислый газ.
Вторая задача – добавление в смесь кислорода – решается в различных типах ребризеров по-разному. Давайте рассмотрим это поподробнее.
Какие бывают ребризеры?
Все ребризеры по принципу действия можно разделить на две большие группы:
В замкнутых ребризерах (CCR – Closed Circuit Rebreathers) выдыхаемая смесь полностью поступает на переработку, и после удаления углекислого газа в нее добавляется чистый кислород. Нельзя сказать, что смесь у этих типов ребризеров совсем не вытравливается в воду, скорее она не вытравливается при плавании на постоянной глубине. При всплытии, то есть при уменьшении внешнего давления, дыхательная смесь расширяется и ее излишек удаляется в воду через травящий клапан.
Полузамкнутые ребризеры (SCR – Semi Closed Rebreathers) отличаются от замкнутых тем, что смесь из дыхательного контура удаляется даже при плавании на постоянной глубине, но количество удаляемой смеси намного меньше, чем у обычного акваланга. Удаление части смеси необходимо потому, что для поддержания необходимого уровня кислорода в дыхательной смеси здесь используется не чистый кислород, а искуственные дыхательные смеси типа Nitrox, Trimix и Heliox. Поэтому необходимо удалять избыток нейтральных газов: азота и гелия.
В свою очередь и замкнутые и полузамкнутые ребризеры могут быть нескольких типов по принципу, которым поддерживается оптимальный состав дыхательной смеси.
Замкнутые ребризеры:
Полузамкнутые ребризеры:
Как устроены ребризеры?
Все ребризеры без исключения устроены более сложно, чем акваланги. Это объяснимо, так как и принцип работы у них сложнее. Тем не менее, все они имеют сходные конструктивные особенности, которые и делают возможным их работу.
Во-первых, в отличие от акваланга, где один шланг, идущий от баллона к загубнику, уже давно стал нормой, в ребризере используются два шланга – один для подачи смеси к загубнику, другой для возврата смеси в дыхательный контур.
Так как дыхательная смесь не выдыхается в воду, а возвращается, то нужна емкость, в которую ее можно вернуть. Кроме того, дыхательная смесь в этой емкости должна иметь такое же давление, как и окружающая вода. Поэтому каждый ребризер имеет один или два дыхательных мешка (breathing bag) из которых дайвер вдыхает и куда выдыхает газовую смесь под давлением, равным давлению окружающей среды. Мешки могут быть мягкими или полужесткими (на полузамкнутых ребризерах с пассивной подачей).
Для очистки смеси от углекислого газа все ребризеры имеют канистру, в которую засыпается химический поглотитель.
Как уже говорилось выше, поглотительное вещество очень не любит, чтобы в канистру попадала вода. Поэтому большинство ребризеров имеют в конструкции ловушки для воды или гидрофобные мембраны. Цель таких устройств – перехватить поступившую через загубник воду и не дать ей попасть в поглотитель. Обычно в качестве ловушек используют второй дыхательный мешок (мешок выдоха), который к тому же позволяет уменьшить сопротивление выдоха ребризера.
Преимущества ребризеров.
Говоря о преимуществах, нужно начать с очередного мифа о том, что ребризеры дешевле в использовании чем акваланги, потому, что расходуют меньше дыхательной смеси. Это действительно так, но при условии использования смесей на основе гелия (. ), который достаточно дорог. При использовании относительно дешевого Nitrox экономия на расходе смеси может даже перекрываться расходами на поглотитель. Кроме того, для сложных типов ребризеров, таких как замкнутые аппараты с электронным управлением, нужно принимать во внимание необходимость замены датчиков, которые также недешевы, и обеспечения поверхностной группы поддержки на случай непредвиденных обстоятельств.
Другой миф – ребризеры позволяют плавать так долго и так глубоко, что это недостижимо с обычным аквалангом. Это тоже правда, но под это правило подходят не все типы ребризеров, а только ребризеры замкнутого цикла, работающие на смесях! Все остальные типы ребризеров не попадают под это определение.
Теперь о реальных преимуществах ребризеров:
Опять начнем с мифов. Про каустический коктейль мы уже говорили выше, как и про способы борьбы с этим явлением. Остается только отметить, что в современных ребризерах получить такой коктейль очень трудно, даже если специально пытаться. Даже при выпускании загубника из рта он всплывает вверх, благодаря положительной плавучести шлангов, и начинает стравливать смесь из мешка вдоха, поэтому количество воды, попавшей в мешок выдоха, незначителен.
Сложность обучения. Отчасти верно, по крайней мере относительно замкнутых ребризеров на смесях. Обучение на все остальные типы ребризеров безусловно предполагает базовые знания у студента, но ничуть не сложнее, чем любой из курсов подводного плавания.
Сложность обслуживания. Да, на обслуживание любого ребризера уходит больше сил и времени, чем на акваланг, но процедуры стандартные и не вызывают сложностей. Требуется только привычка, впрочем, как и при обслуживании SCUBA.
Самый главный миф – покупка ребризера обойдется значительно дороже, чем акваланга. Действительно, в основном ребризеры дороже среднего комплекта SCUBA, но некоторые модели, особенно полузамкнутые ребризеры с активной подачей, вполне сопоставимы по цене с хорошим комплектом SCUBA.
Теперь перейдем к реальным недостаткам ребризеров:
Устройство ребризеров и основные рассчеты
Кислородный ребризер замкнутого типа
Начнем с самого простого типа – замкнутых, работающих на чистом кислороде ребризеров.
При открытии вентиля баллона (10) кислород через первую ступень регулятора (11) поступает к автоматическому байпасу (вторая ступень регулятора) (7) и ручному байпасу (12).
При вдохе кислород через автоматический байпас поступает в мешок вдоха (6) и шланг вдоха через невозвратный клапан (3) в мундштучную коробку и через загубник (1) в легкие дайвера.
При выдохе смесь (обратите внимание – уже смесь. кислорода с углекислым газом) через невозвратный клапан (4) и трубку выдоха поступает в поглотительную канистру (5) где очищается от углекислого газа и затем попадает опять в дыхательный мешок (6).
Мундштучная коробка имеет специальный клапан (2), который позволяет перекрыть поступление смеси в загубник (и воды в дыхательный контур).
Для слежения за давлением кислорода в баллоне к редуктору подключен манометр (13).
При расходовании кислорода из дыхательного мешка, недостаток его восполняется при следующем вдохе с помощью автоматического или ручного байпаса.
При всплытии излишек смеси из дыхательного мешка удаляется в воду через травящий клапан (8).
Так как дыхание происходит практически чистым кислородом, то рассчеты самые примитивные. Лимитирующим фактором является парциальное давление кислорода. Поэтому максимальная глубина погружения (MOD – Maximum Operating Depth) рассчитывается как:
где ppO 2 – допустимое парциальное давление кислорода в барах (обычно 1.6)
В реальности, как уже говорилось, максимальная глубина не превышает 7 метров.
Максимальное время погружения по токсическому действию кислорода (CNS и OTU) рассчитывается с помощью стандартных процедур, знакомых любому Nitrox дайверу.
Время действия аппарата по запасам поглотителя(STL – Scrubber Time Limit) рассчитывается как:
где SС – (Scrubber Сoefficient) поглотительная способность 1 кг поглотителя (для советского вещества ХПИ
80 л/кг, для DraegerSorb и SodaLime от 120 до 150 л/кг);
SСV – (Scrubber Canister Volume) количество поглотителя в канистре в кг;
ViO 2 – (Volume Inhalled O 2 ) минутный объем потребления кислорода дайвером в литрах в минуту (объем потребления кислорода примерно равен объему выдыхаемого углекислого газа).
Полузамкнутый ребризер с активной подачей смеси
Следующий по сложности тип ребризеров – это полузамкнутый ребризер с активной подачей дыхательной смеси.
При открытии вентиля баллона с дыхательной смесью (10) она через редуктор (11) поступает к ручному байпасу (12) и через калиброванную дюзу (7) с постоянной скоростью (л/мин) в дыхательный мешок. После наполнения мешка смесь с той же скоростью начинает стравливаться наружу через травящий клапан (8) независимо от того включился дайвер в аппарат или нет.
При вдохе смесь из дыхательного мешка (6) через шланг вдоха и невозвратный клапан (3) поступает в мундштучную коробку и через загубник (1) в легкие дайвера.
При выдохе смесь через невозвратный клапан (4) и трубку выдоха поступает в поглотительную канистру (5) где очищается от углекислого газа и затем попадает опять в дыхательный мешок (6).
Мундштучная коробка имеет специальный клапан (2), который позволяет перекрыть поступление смеси в загубник (и воды в дыхательный контур).
Для слежения за давлением кислорода в баллоне к редуктору подключен манометр (13).
При всплытии излишек смеси из дыхательного мешка удаляется в воду через травящий клапан (8).
Содержание кислорода в дыхательном контуре ребризеров с активной подачей смеси вычисляется по формуле:
где FiO 2 – (Fraction Inhaled O 2 ) содержание кислорода в контуре (%/100);
Vs – (Volume Supplied) подача смеси через дюзу (литры в минуту);
FsO 2 – (Fraction Supplied O 2 ) содержание кислорода в подаваемой смеси (%/100);
ViO 2 – (Volume Inhaled O 2 ) потребление кислорода дайвером (л/мин) (зависит от нагрузки, меняется от 0,5 до 3 литров в минуту).
Максимальная рабочая глубина:
где: MOD – (Maximal Operation Depth) максимальная рабочая глубина (метры);
MaxPO 2 – максимально допустимое значение парциального давления кислорода (бары) (обычно принимается за 1,6 для очень коротких интервалов времени – несколько минут или 1,4 для более длительных периодов);
FiO 2 – содержание кислорода в контуре (%/100).
Так как дыхание в аппаратах этого типа происходит уже не кислородом, а дыхательной смесью, содержащей инертные газы, то для данного типа ребризера необходим рассчет декомпрессионных параметров.
Поскольку содержание кислорода в смеси зависит от потребления его дайвером, а не только от процентного содержания этого газа в смеси, то при рассчете декомпрессионных параметров нужно учитывать и максимальную планируемую глубину погружения и нагрузку дайвера (потребление им кислорода).
При использовании дайвером Nitrox компьютера без датчика парциального давления кислорода или при планировании погружения по таблицам существует одна хитрость:
Декомпрессионные параметры рассчитываются для максимально возможного содержания инертных газов в дыхательном контуре, т.е рассчитываются значения содержания кислорода в дыхательном контуре при максимальном его потреблении, например 2.5 л/мин и и полученные значения содержания кислорода в смеси подставляются в компьютер или используются с таблицей. В то же время уровень CNS и OTU считается при минимальном потреблении кислорода, т.е. при максимальном его содержании в дыхательном контуре.
Данные расчеты, конечно, не являются оптимальными, но зато дают дополнительную гарантию как против возникновения ДКБ, так и от кислородного отравления. Оптимальные расчеты декомпрессионных параметров в реальном времени получаются при использовании с ребризером компьютеров, которые могут подключаться к встроенному в дыхательный контур датчику парциального давления кислорода, таких как: Cochran Lifeguard, Uwatec OXY2 или VR3.
Время действия аппарата по запасам поглотителя(STL – Scrubber Time Limit) рассчитывается как:
где SС – (Scrubber Сoefficient) поглотительная способность 1 кг поглотителя (для советского вещества ХПИ
80 л/кг, для DraegerSorb и SodaLime от 120 до 150 л/кг);
SСV – (Scrubber Canister Volume) количество поглотителя в канистре в кг;
ViO 2 – (Volume Inhalled O 2 ) минутный объем потребления кислорода дайвером в литрах в минуту (объем потребления кислорода примерно равен объему выдыхаемого углекислого газа).
Полузамкнутый ребризер с пассивной подачей смеси
Более сложный для понимания принципов работы тип ребризеров – полузамкнутые ребризеры с пассивной подачей дыхательной смеси.
Парадоксально, но этот более сложный в понимании тип также более простой в обращении, поскольку принцип действия обеспечивает режим работы, наиболее близкий к аппаратам открытого цикла (SCUBA).
При открытии вентиля баллона (10) смесь через редуктор (11) поступает к автоматическому байпасу (9).
При вдохе при недостатке смеси в дыхательном мешке (7) механическая связь открывает байпас и смесь поступает по трубке вдоха через невозвратный клапан (3) к загубнику и в легкие дайвера.
При выдохе смесь через невозвратный клапан (4) и трубку выдоха поступает в поглотительную канистру (5), а затем во внутренний и внешний дыхательные мешки. Во внутренний мешок смесь поступает через невозвратный клапан, а во внешний свободно.
При вдохе смесь из внешнего мешка (7) поступает на вдох дайвера, а из внутреннего, который механически связан с внешним, через травящий клапан (8) удаляется в воду. Так как часть смеси принудительно удалена из дыхательного контура, то в конце фазы вдоха объема смеси в дыхательном контуре аппарата недостаточно, а оба мешка оказываются полностью сжаты. В это время механическая связь принудительно открывает байпас и недостающее количество свежей смеси подается из баллона.
Соотношение объемов внутреннего и внешнего дыхательного мешка определяет коэффициент стравливания ребризера.
Содержание кислорода в дыхательном контуре (приближенная формула):
где: FiO 2 – (Fraction Inhaled O 2 ) содержание кислорода в контуре (%/100);
Pamb – (Pressure Ambient) давление окружающей среды (бар);
Kdump = Vineer / Vouter – соотношение объемов внутреннего (травящего мешка) к наружному или другими словами коэффициент стравливания ребризера (%/100) (для DC-55
9%, для Halcyon RB80
Ke = Ve / VO 2 – коэффициент экстракции кислорода дайвером т.е. соотношение минутной вентиляции легких к объему потребляемого кислорода. Эта величина практически постоянная для каждого отдельного человека. Ее значение индивидуально и зависит от степени тренированности и физического здоровья дайвера. Как правило эта величина изменяется от 25 у человека в плохой форме до 17 у спортсменов, средняя величина для здорового человека 20.
FsO 2 – (Fraction Supplied O 2 ) содержание кислорода в баллоне (%/100).
Формула рассчета необходимого содержания кислорода в баллоне для данной глубины выводится из предыдущей:
Обозначения те же, что и в предыдущей формуле.
Как видно из формул, приведенных выше, процентное содержание кислорода в дыхательном контуре не зависит от потребления кислорода дайвером (т.е. от физической нагрузки), а зависит только от глубины погружения. По этому же принципу изменяется парциальное давление кислорода и при плавании с обычным аквалангом. Поэтому обычно не возникает проблем при планировании погружений с аппаратами данного типа.
Замкнутый ребризер с электронным управлением
Следующий тип – полностью замкнутые ребризеры с электронным автоматическим управление составом дыхательной смеси.
Эти аппараты всегда имеют два баллона, один из которых заполнен чистым кислородом (14), а второй диллюэнтом (9), т.е. газовой смесью-разбавителем.
Также необходимой частью является блок электроники (21) с соленоидным электромеханическим клапаном (22) и аккумуляторной батареей. Электроника постоянно получает значения текущего парциального давления от трех одинаковых датчиков (19), размещенных в дыхательном контуре, и при недостаточном парциальном давлении дает команду на открытие соленоидного клапана и подачи в контур порции кислорода. Кислород может также быть добавлен в контур с помощью ручного байпаса (17).
При изменении внешнего давления смесь вытравливается из мешка через травящий клапан (8) или добавляется с помощью автоматического (7) или ручного (12) байпаса.
В случае отказа одного из датчиков, т.е. отклонение его показаний от показаний двух других более чем на несколько процентов, электроника дает предупредительный сигнал дайверу и начинает отбраковывать показания неисправного датчика.
Для визуального контроля уровня парциального давления служат два дисплея: основной (24) и дублирующий (23). На основном дисплее, который имеет меньшие размеры, обычно отображаются только основные параметры, часто в виде простых мнемонических сигналов. Дополнительный дисплей обычно имеет 3 цифровых табло, на которых видны показания парциального давления кислорода от каждого датчика, индикатор уровня заряда батарей и некоторые другие параметры.
Электронные блоки некоторых ребризеров имеют также дополнительные функции декомпрессиометров, однако большинство наиболее распространенных типов не имеют встроенного декомпрессиометра и нуждаются в отдельных компьютерах для оптимизации декомпрессионных параметров.
Рассчеты при использовании этого типа ребризеров сводятся к минимуму, поскольку электроника всегда поддерживает в дыхательном контуре значения парциального давления кислорода, установленные пользователем. Поэтому критичным является только выбор оптимального уровня парциального давления в зависимости от планируемого времени погружения.
И, конечно, именно для этого типа ребризера необходимо тщательное планирование действий на случай всевозможных аварийных ситуаций. Из-за сложного устройства аппарата вероятность выхода из строя какого либо из его компонентов все еще довольно высока.
Замкнутый ребризер с полуавтоматическим управлением
Последний тип ребризеров – замкнутые ребризеры с полуавтоматическим контролем состава дыхательной смеси мы будем рассматривать на примере ребризера KISS (Keep It Simple & Safe или Keep It Simple Stupid в зависимости от трактовки).
Устройство ребризеров типа KISS имеет от предыдущего типа только одно отличие, которое тем не менее значительно упрощает конструкцию и повышает безопасность (при условии правильной тренировки дайвера).
Электронный блок служит только для мониторинга парциального давления кислорода и отоблажения его на дисплее. Система подачи кислорода полуавтоматическая, но никак не связана с электронным блоком и соленоидным клапаном, который в этом аппарате отсутствует.
Кислород постоянно поступает в дыхательный контур через калиброванную дюзу (как в полузамкнутых аппаратах с активной подачей), но в количестве, недостаточном для нормального дыхания (менее 1 л/мин). При плавании количество кислорода в дыхательном контуре постоянно снижается, но, за счет подачи его через дюзу, снижается достаточно медленно, поэтому дайверу остается периодически контролировать парциальное давление в контуре и добавлять кислород в контур ручным байпасом.