10 атмосфер, какая глубина под водой и как выживает человек, находясь на глубине 700 метров под водой

Дышите глубже: человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам.

Мы живем на планете воды, но земные океаны знаем хуже, чем некоторые космические тела. Больше половины поверхности Марса артографировано с разрешением около 20 м — и только 10−15% океанского дна изучены при разрешении хотя бы 100 м. На Луне побывало 12 человек, на дне Марианской впадины — трое, и все они не смели и носа высунуть из сверхпрочных батискафов.

Для обозначения водонепроницаемости часов разные производители используют различные обозначения и стандарты. Некоторые производители водонепроницаемых часов используют обозначения в барах (бар), другие в метрах, третьи в атмосферах. Также существует множество стандартов ISO определяющие водостойкость и водонепроницаемость не только часов, но и других приборов. Разобраться со всеми этими тонкостями поможет данная статья.

Для начала разберемся в единицах измерения водонепроницаемости

Бар

Бар — международное обозначение: bar. Термин происходит от греческого слова βάρος , что значит тяжесть. Бар — это внесистемная единица измерения давления, то есть она не входит ни в одну систему измерения. Величина бара примерно равна одной атмосфере. Тоесть, давление «один бар» — это тоже самое что и давление в одну атмосферу.

Атмосфера

Ну тут все понятно из названия, и, возможно, из школьного курса физики. Это давление равное силе с которой слой воздуха над землей давит на саму землю. В природе давление конечно постоянно меняется, но в физике принято считать что давление в одну атмосферу равно давлению в 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Сокращенно давление в атмосферах обозначается как «атм» или «atm».

М или метры

Чаще всего водонепроницаемость часов обозначается в метрах, но это не те метры на которые можно нырять под воду. Это эквивалент давления измеряемого водяным столбом. Так например на глубине в 10 метров вода будет давить с силой в одну атмосферу. То есть, значение давления в 10м равно давлению в одну атмосферу.

Итак, существуют различные системы обозначения водозащищенности часов — в метрах, барах и атмосферах. Но все они обозначают примерно одно и то же: 1 бар равен 1 атмосфере и примерно равняется погружению на 10 метров.

1 bar = 1 atm = 10 m

Многие современные часы, обладающие защитой от влаги, имеют маркировку, которая указывает на степень этой защищенности. И при выборе водонепроницаемой модели, стоит знать о значении пометок. Это обеспечит вам практичную и разумную покупку.

Обратите внимание на значок водонепроницаемости на циферблате или на задней крышке часов. При использовании таких часов необходимо соблюдать следующие правила.

Часы, не обеспечивающие водонепроницаемость

Это часы, которые не предназначены для использования в воде. Постарайтесь не держать их во влажных местах и беречь от случайного попадания воды или брызг, действия пара и т.п.

Обратите внимание, что часы, не обеспечивающие водонепроницаемость, обычно не имеют никаких специальных обозначений на циферблате или задней крышке.

Обычная водонепроницаемость — до 30 м

На таких часах имеется надпись «WATER RESISTANT» («водонепроницаемые»). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 30-метрового водяного столба (3 атмосферы), но не означает, что в них можно нырять на глубину 30 м. Смысл этой надписи в том, что часы не испортятся от попадания капель при умывании, во время дождя и т.п. Конструкция этих часов позволяет использовать их в повседневной жизни — например, при умывании или под дождем, однако в таких часах не стоит купаться, принимать ванну или мыть машину.

Обычная водонепроницаемость — до 50 м

На таких часах есть надпись «WATER RESISTANT 50M» или «50M» (или «5 bar»). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 50-метрового водяного столба (5 атмосфер), но не означает, что в них можно нырять на глубину 50 м. Такая водонепроницаемость позволяет работать с водой в часах. Эти часы нельзя использовать для ныряния, прыжков в воду, виндсерфинга и т.п.

Водонепроницаемость до 100 м

Часы имеют надпись «WATER RESISTANT 100M» или «100M» (или 10 bar). Это также означает, что часы выдерживают статическое давление 100-метрового водяного столба, но обратите внимание, что нырять на глубину 100 м в них нельзя. На практике эта водонепроницаемость допускает попадание воды на часы или даже погружение часов в воду, но не позволяет часам выдерживать давление воды при купании в бассейне или в море, где на часы могут попасть волны.

Водонепроницаемость до 200 м

Часы с такой водонепроницаемостью называются «дайверскими» («часами для ныряльщиков»). В этих часах можно безбоязненно купаться в море или в бассейне, однако необходимо с осторожностью принимать душ под давлением или заниматься прыжками в воду. Кроме того, лучше избегать купания в горячей воде, потому что под ее действием может испортиться смазочное масло внутри часов.

Водозащита и водонепроницаемость

Аббревиатура WR (Water Resistant) – это показатель водозащиты, говорящий о способности часов работать в условиях повышенной влажности или под водой. Однако, прежде чем радостно нести топить свои часы с отметкой «200 метров» в Марианской впадине, необходимо понять, что обозначения водозащиты в часах носят условный характер, их не нужно воспринимать буквально. Так, отметка «200м» совершенно не означает, что Ваши часы наручные водонепроницаемые позволяют погружаться под воду на глубину до 200 метров. Да, собственно, никому, кроме мировых рекордсменов по погружению с аквалангом, не придет в голову мысль о покорении такой глубины.

Швейцарские водонепроницаемые часыНеобходимо помнить, что показатель давления, при котором происходило тестирование часов в лабораторных условиях, не имеет отношения к глубине реального погружения, потому что в реальной жизни невозможно повышать давление равномерно.Находясь непосредственно под водой, простым движением руки можно создать давление, большее, чем 10атм, т.е. даже при показателе водозащиты «100 метров» на глубине около 10 метров часы водонепроницаемые могут залиться. Чем сильнее и резче движения, тем больше вероятность залития.Что делать, если в часы попала вода?Абсолютное большинство производителей предупреждает своих клиентов о том, что «залитые» часы не подлежат гарантии. Поэтому будьте готовы к тому, что в мастерской с Вас потребуют денег за ремонт.

Рекомендации

• — Никогда не погружайте часы (даже с самыми высокими показателями водонепроницаемости) в ванную с горячей водой и не надевайте их в сауну, так как уплотнители могут деформироваться из-за очень высокой температуры.
• — Также не рекомендуется принимать в часах душ – не только из-за особенностей давления, создаваемого напором воды, но и из-за риска попадания в механизм мыльного раствора.
• — Избегайте резких перепадов температуры.
• — После погружения в соленую морскую воду промойте часы пресной водой, чтобы предотвратить коррозию.
• — Желательно не нажимать на кнопки под водой, если не уверены, что показатель водозащиты достаточно высок.
• — Внимательно прочтите руководство по эксплуатации, чтобы знать все возможности и допустимые нагрузки для своих часов.
• — Заменяйте элемент питания только в авторизованных сервисных центрах или в сервисах высокого уровня. Так как при замене элемента питания, как правило, заменяют уплотнители, далее проводят тест на герметичность.

«Слабые» места в часах, которые пропускают воду: — заводная головка; — задняя крышка; — кнопки хронографа; — стекло.

Как правило, производитель указывает в описании часов особые параметры для этих частей, если хочет подчеркнуть степень их герметичности. Например, часы спортивные водонепроницаемые для дайверов часто содержат такую характеристику в описании: «завинчивающаяся заводная головка и задняя крышка».Внимательно стоит относиться и к материалу, из которого сделан ремешок часов. К примеру, воздействие воды на кожаный ремешок крайне неблагоприятно, даже если сами часы имеют водостойкость 100 метров. Стальные браслеты более устойчивы к воде, а каучуковым ремешкам вода совершенно не страшна.Водонепроницаемость иногда обозначается аббревиатурой ATM (физическая атмосфера) и 1 АТМ равняется 10 м. Иногда в качестве единиц измерения вместо АТМ используются «бары».100WR = 10 bar = 10 atm = 100 метровНиже представлены типичные показания водозащиты и их соответствия в реальной жизни.

Часто можно встретить и необычные показатели водозащиты:

Что означает водозащита часов?

Вода – один из главнейших врагов наручных часов. Когда герметичность корпуса нарушается, механизму наносится непоправимый вред. Сегодня большинство современных часов имеют специальную конструкцию, которая защищает внутренние детали от проникновения воды или влажности. При этом в зависимости от назначения часов уровень может варьироваться от базового до профессионального. Казалось бы, все просто, однако именно эта характеристика часов вызывает массу вопросов. Разбираемся, что к чему.

Мужские японские наручные часы Orient SP series UG1X00BB

Что такое «водозащита»?

Что интересно, во время тестирования в лаборатории на часы в течение короткого времени и при одинаковой температуре действует статическое давление. Именно этот момент и вызывает путаницу. В реальных условиях фактическое давление зачастую выше и меняется при движении.

К примеру, казалось бы, маркировка «water resistant 20m (2 ATM/bar)» должна позволять владельцу плавать в часах на глубине до 20 метров, но на самом деле они вряд ли переживут первый же заплыв. В тот момент, когда часы соприкоснуться с гладью воды, фактическое давление резко изменится и значительно превысит тестовое.

Мужские швейцарские наручные часы Frederique Constant Classics FC-292MC4P6 с хронографом

Система измерения

Другая сложность связана с величиной измерения – чаще всего встречаются обозначения давления в метрах (m), барах (bar) или атмосферах (ATM). Если с метрами более-менее ясно, то с другими единицами – не очень. Чтобы не возникало сложностей нужно запомнить простое правило: при погружении на каждые 10 метров давление воды, действующее на объект, возрастает на 1 атмосферу. Отсюда следует, что маркировка «water resistant 20m» идентична маркировке «water resistant 2 ATM/bar».

Мужские швейцарские наручные часы Swiss Military Hanowa Patriot Chrono 06-5187.04.007 с хронографом

Водозащита от 20m (2 ATM/bar)

Бывает, что маркировка содержит только фразу «water resistant» без указания уровня давления. Обычно это означает, что у данной модели начальный уровень водозащиты, равный 20m (2 ATM/bar). Это базовый стандарт для всех современных часов. О плавании в таком аксессуаре, конечно, не может быть и речи, однако он легко перенесет брызги воды, к примеру, во время мытья рук или дождя.

Водозащита от 50m (5 ATM/bar)

Часы с водозащитой 50m (5 ATM/bar) уже лучше переносят повышенную влажность. Теоретически в моделях с данным уровнем можно плавать, соблюдая при этом ряд ограничений: нельзя погружаться, нельзя нырять, нельзя плескаться, свести к минимуму воздействие воды. Вряд ли от такого купания вы получите удовольствие, поэтому наручные часы для плавания рекомендуем выбирать из следующих категорий.

Водозащита от 100m (10 ATM/bar)

Хороший вариант для летнего отдыха на пляже или рыбалке, часы выдержат брызги, душ, а также спокойное плавание, однако погружений все-таки лучше избегать.

Мужские японские наручные часы Casio Edifice EFR-556L-1A с хронографом

Водозащита от 200m (20 ATM/bar)

Помимо всего того, что доступно часам с более низкой водозащитой, в этих можно еще и заниматься рекреационным дайвингом. Однако при этом не рекомендуется погружаться на глубину более 10 метров. Наверняка часы справятся с такой нагрузкой, но лучше не рисковать.

Водозащита от 300m (30 ATM/bar)

Теперь вас вряд ли что-то остановит в стремлении исследовать и восхищаться красотами подводного мира. Часы с водозащитой 300m (30 ATM/bar) прекрасно подходят как раз для этих целей.

Дайверские часы, сертифицированные по стандарту ISO 6425

Если на корпусе вы видите маркировку «divers xx m», перед вами модель, сертифицированная по международному стандарту ISO 6425. Такие идеально подойдут тем, кто хочет купить часы для дайвинга. Наличие стандарта сообщает, что производитель гарантирует точную работу часов на глубине не менее 100 метров (если не указано число), а также дополнительные 25%. Кроме того, профессиональные модели для погружений обладают значительной устойчивостью к ударам, магнитным полям, воздействию соленой воды и с ними можно работать даже при полном отсутствии света.

Мужские наручные часы Jacques Lemans Liverpool 1-1117AN с хронографом

На заметку

• • Некоторые химические вещества, вроде парфюмерии, шампуня, мыла, косметики или аэрозольных спреев, могут влиять на целостность уплотнительных прокладок, а значит, и на устойчивость часов.
• • Промывайте часы пресной водой после каждого купания в соленой морской воде.
• • Каким бы уровнем водозащиты не обладали часы, посещать с ними сауну или баню запрещено – от действия высоких температур разные детали часов расширяются, это вызывает деформацию и потерю защитных свойств.

• • Не корректируйте время и другие функции под водой – большинство часов не рассчитаны на такое использование.
• • Если часы оснащены завинчивающейся заводной коронкой, перед плаванием убедитесь, что она закрыта.
• • Проверяйте часы на соответствие заявленной водозащите каждый год-два, так как уплотнительные кольца со временем изнашиваются.

Таблица водонепроницаемости часов Water Resistant

Обзор производителей которые делают водонепроницаемые часы для экстремалов можно почитать тут.

Вот таблица водонепроницаемости часов от Casio которая иллюстрирует степени водозащиты:

В некоторых часовых мастерских, можно выполнить специальный тест на водонепроницаемость часов, найти место протечки воды внутрь часов и устранить причину.

Я, кстати, уже утопил одни водонепроницаемые часы, которые по описанию должны были пережить даже конец света, с этой историй можно ознакомится тут.

На тему выбора часов для активного отдыха, походов и прочего альпинизма есть целая статья, так что, если вам интересна данная тема, можете почитать — Как выбрать наручные часы для туризма и альпинизма

А если вы уже приобрели устойчивые к влаге часы, стоит взять на заметку некоторые рекомендации, связанные с их эксплуатацией:

1. Водозащитные прокладки, которые обеспечивают герметичность корпуса, страдают от воздействия пота, прямых солнечных лучей и косметики.

2. Как и любая другая вещь, водозащитные прокладки изнашиваются. Поэтому рекомендуют менять их каждые 3 года.

3. Во время нахождения таких часов под водой, не стоит производить какие-либо манипуляции, а именно – нажимать кнопки или крутить заводную головку.

Оцените статью

Водолазов, спускающихся на сотни метров, уважительно зовут акванавтами, сравнивая их с покорителями космоса. Но бездна морей по-своему опаснее космического вакуума. Случись что, работающий на МКС экипаж сможет перейти в пристыкованный корабль и через несколько часов окажется на поверхности Земли. Водолазам этот путь закрыт: чтобы эвакуироваться с глубины, могут потребоваться недели. И срок этот не сократить ни при каких обстоятельствах.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним. Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Глубже 600 м

Предел В лабораторных экспериментах отдельные нейроны, растущие «в пробирке», плохо переносят экстремально высокое давление, демонстрируя беспорядочную гипервозбудимость. Похоже, что при этом заметно меняются свойства липидов клеточных мембран, так что противостоять этим эффектам невозможно. Результат можно наблюдать и в нервной системе человека под огромным давлением. Он начинает то и дело «отключаться», впадая в кратковременные периоды сна или ступора. Восприятие затрудняется, тело охватывает тремор, начинается паника: развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), обусловленный самой физиологией нейронов.

Зачем дышать с закрытым носом

Помимо легких, в организме есть и другие полости, содержащие воздух. Но они сообщаются с окружающей средой очень тонкими каналами, и давление в них выравнивается далеко не моментально. Например, полости среднего уха соединяются с носоглоткой лишь узкой евстахиевой трубой, которая к тому же часто забивается слизью. Связанные с этим неудобства знакомы многим пассажирам самолетов, которым приходится, плотно закрыв нос и рот, резко выдохнуть, уравнивая давление уха и внешней среды. Водолазы тоже применяют такое «продувание», а при насморке стараются вовсе не погружаться.

Добавление к кислородно-гелиевой смеси небольших (до 9%) количеств азота позволяет несколько ослабить эти эффекты. Поэтому рекордные погружения на гелиоксе достигают планки 200−250 м, а на азотсодержащем тримиксе — около 450 м в открытом море и 600 м в компрессионной камере. Законодателями в этой области стали — и до сих пор остаются — французские акванавты. Чередование воздуха, сложных дыхательных смесей, хитрых режимов погружения и декомпрессии еще в 1970-х позволило водолазам преодолеть планку в 700 м глубины, а созданную учениками Жака Кусто компанию COMEX сделало мировым лидером в водолазном обслуживании морских нефтедобывающих платформ. Детали этих операций остаются военной и коммерческой тайной, поэтому исследователи других стран пытаются догнать французов, двигаясь своими путями.

Пытаясь опуститься глубже, советские физиологи изучали возможность замены гелия более тяжелыми газами, например неоном. Эксперименты по имитации погружения на 400 м в кислородно-неоновой атмосфере проводились в гипербарическом комплексе московского Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН и в секретном «подводном» НИИ-40 Министерства обороны, а также в НИИ Океанологии им. Ширшова. Однако тяжесть неона продемонстрировала свою обратную сторону.

Можно подсчитать, что уже при давлении 35 атм плотность кислородно-неоновой смеси равна плотности кислородно-гелиевой примерно при 150 атм. А дальше — больше: наши воздухоносные пути просто не приспособлены для «прокачивания» такой густой среды. Испытатели ИМБП сообщали, что, когда легкие и бронхи работают со столь плотной смесью, возникает странное и тяжелое ощущение, «будто ты не дышишь, а пьешь воздух». В бодрствующем состоянии опытные водолазы еще способны с этим справиться, но в периоды сна — а на такую глубину не добраться, не потратив долгие дни на спуск и подъем — они то и дело просыпаются от панического ощущения удушья. И хотя военным акванавтам из НИИ-40 удалось достичь 450-метровой планки и получить заслуженные медали Героев Советского Союза, принципиально это вопроса не решило.

Новые рекорды погружения еще могут быть поставлены, но мы, видимо, подобрались к последней границе. Невыносимая плотность дыхательной смеси, с одной стороны, и нервный синдром высоких давлений — с другой, видимо, ставят окончательный предел путешествиям человека под экстремальным давлением.

За помощь в подготовке статьи автор благодарит заведующего Отделом барофизиологии, баротерапии и водолазной медицины ИМБП РАН Владимира Комаревцева

Под поверхностью

Кислород Дыхательные трубки из тростника были известны еще могиканам Фенимора Купера. Сегодня на смену полым стеблям растений пришли трубки из пластика, «анатомической формы» и с удобными загубниками. Однако эффективности им это не прибавило: мешают законы физики и биологии.

Уже на метровой глубине давление на грудную клетку поднимается до 1,1 атм — к самому воздуху прибавляется 0,1 атм водного столба. Дыхание здесь требует заметного усилия межреберных мышц, и справиться с этим могут только тренированные атлеты. При этом даже их сил хватит ненадолго и максимум на 4−5 м глубины, а новичкам тяжело дается дыхание и на полуметре. Вдобавок чем длиннее трубка, тем больше воздуха содержится в ней самой. «Рабочий» дыхательный объем легких составляет в среднем 500 мл, и после каждого выдоха часть отработанного воздуха остается в трубке. Каждый вдох приносит все меньше кислорода и все больше углекислого газа.

Чтобы доставлять свежий воздух, требуется принудительная вентиляция. Нагнетая газ под повышенным давлением, можно облегчить работу мускулам грудной клетки. Такой подход применяется уже не одно столетие. Ручные насосы известны водолазам с XVII века, а в середине XIX века английские строители, возводившие подводные фундаменты для опор мостов, уже подолгу трудились в атмосфере сжатого воздуха. Для работ использовались толстостенные, открытые снизу подводные камеры, в которых поддерживали высокое давление. То есть кессоны.

Стандарты водонепроницаемости часов

Существует множество различных стандартов по которым определяется водонепроницаемость часов и других электронных устройств (например телефонов). Водонепроницаемые часы очень популярны среди туристов, альпинистов и любителей экстремального отдыха.

Стандарт водонепроницаемости часов ISO 2281 (ГОСТ 29330)

Этот стандарт был принят в 1990 году для стандартизации водонепроницаемости часов. Он описывает процедуру проверки водонепроницаемости часов при тестовых испытаниях. В стандарте указаны требования к давлению воды, или воздуха, при которых часы должны сохранить свою герметичность и работоспособность. Однако в стандарте указано, что оно может проводится выборочно. Это значит, что не все часы производящиеся по данному стандарту, проходят обязательную проверку на водонепроницаемость — производитель может выборочно проверить отдельные экземпляры. Этот стандарт используется для часов, специально не предназначенных для ныряния или плавания, а только для часов для ежедневного использования с возможными кратковременными погружениями в воду.

Тестирование часов по этому стандарту водонепроницаемости состоит из следующих шагов:

• Погружение часов в воду на глубину 10 см на один час.
• Погружение часов в воду на глубину 10 см с давлением водяного потока силой 5 N (ньютонов) перпендикулярно к кнопкам или к заводной головке в течение 10 минут.
• Погружение часов в воду на глубину 10 см с изменением температуры между 40°C, 20°C и снова 40°C. При каждой температуре часы находятся в течении пяти минут, переход между температурами не более пяти минут.
• Погружение часов в воду в барокамере и воздействию на них их номинального давления на которое они рассчитаны в течении 1 часа. Не допускается появление конденсата внутри часов и проникновение воды внутрь корпуса.
• Проверка часов с превышением номинального давления на 2 атм.

Ну и дополнительные проверки, напрямую не связанные с водонепроницаемостью часов:

• Часы не должны показать обтекаемость превышающую 50 μg/мин
• Тест ремешка не требуется
• Тест на коррозию не требуется
• Тест на отрицательное давление не требуется
• Тест на сопротивляемость магнитным полям и ударам не требуется

Стандарт ISO 6425 — часы для дайвинга и погружений под воду

Этот стандарт был разработан и принят в 1996 году, и предназначен специально для часов, к которым предъявляются повышенные требования по водонепроницаемости, например часы для дайвинга, подводной охоты и других видов работ под водой.

Все часы произведенные по стандарту ISO 6425 в обязательном порядке проходят проверку на водонепроницаемость. То есть в отличии от стандарта ISO 2281, где только отдельные экземпляры часов проверяются на водонепроницаемость, в стандарте ISO 6425 — абсолютно все часы проверяются на заводе перед продажей.

Причем проверка также выполняется с превышением расчетных показателей на 25%. То есть часы, рассчитанные на погружения до 100 метров, будут проверять при давлении как на глубине 125 метров.

По стандарту ISO 6425 все часы должны пройти следующие тесты на водонепроницаемость:Длительное нахождение под водой. Часы погружаются в воду на глубину 30 см, на 50 часов. Температура воды может меняться от 18°C до 25°C. Все механизмы должны продолжать функционировать, внутри часов не должен появляться конденсат.Проверка на образование конденсата в часах. Часы нагреваются до температуры 40°C — 45°C. После этого на стекло часов льется холодная вода в течении 1 минуты. Часы, у которых на стекле образуется конденсат на внутренней поверхности стекла, должны быть уничтожены.Сопротивление заводных головок и кнопок повышенному давлению воды. Часы помещаются воду и на них создается давление в воде на 25% выше номинальной водостойкости. В течении 10 минут в таких условиях, часы должны сохранить герметичность.Длительное нахождение в воде под давлением превышающим расчетное на 25%, в течении двух часов. Часы должны продолжать работать, сохранить герметичность. на стекле не должен образовываться конденсат.

Погружение в воду на глубину 30 см с изменением температуры воды от 40°C до 5°C и снова 40°C. Время перехода от одного погружения до другого не должно превышать 1 мин.

Превышение расчетного давления на 25% обеспечивает запас прочности для предотвращения промокания при динамическом увеличение давления или  изменении плотности воды, например морская вода на 2 — 5 % плотнее чем пресная.

Часы прошедшие тестирование ISO 6425 маркируются надписью DIVER’S WATCH L M. Буква L отображает глубину погружения в метрах, гарантированную производителем.

Рекомендации по уходу за часами и таблица водонепроницаемости часов casio

Водонепроницаемые часы производит множество фирм, в этой статье приведен краткий обзор самых популярных моделей водонепроницаемых часов.

Глубже 40 м

Гелий Борьба с глубиной напоминает гонку вооружений. Найдя способ преодолеть очередное препятствие, люди делали еще несколько шагов — и встречали новую преграду. Так, следом за кессонной болезнью открылась напасть, которую дайверы почти любовно зовут «азотной белочкой». Дело в том, что в гипербарических условиях этот инертный газ начинает действовать не хуже крепкого алкоголя. В 1940-х опьяняющий эффект азота изучал другой Джон Холдейн, сын «того самого». Опасные эксперименты отца его ничуть не смущали, и он продолжил суровые опыты на себе и коллегах. «У одного из наших испытуемых произошел разрыв легкого, — фиксировал ученый в журнале, — но сейчас он поправляется».

Несмотря на все исследования, механизм азотного опьянения детально не установлен — впрочем, то же можно сказать и о действии обычного алкоголя. И тот и другой нарушают нормальную передачу сигналов в синапсах нервных клеток, а возможно, даже меняют проницаемость клеточных мембран, превращая ионообменные процессы на поверхностях нейронов в полный хаос. Внешне то и другое проявляется тоже схожим образом. Водолаз, «словивший азотную белочку», теряет контроль над собой. Он может впасть в панику и перерезать шланги или, наоборот, увлечься пересказом анекдотов стае веселых акул.

Наркотическим действием обладают и другие инертные газы, причем чем тяжелее их молекулы, тем меньшее давление требуется для того, чтобы этот эффект проявился. Например, ксенон анестезирует и при обычных условиях, а более легкий аргон — только при нескольких атмосферах. Впрочем, эти проявления глубоко индивидуальны, и некоторые люди, погружаясь, ощущают азотное опьянение намного раньше других.

Избавиться от анестезирующего действия азота можно, снизив его поступление в организм. Так работают дыхательные смеси нитроксы, содержащие увеличенную (иногда до 36%) долю кислорода и, соответственно, пониженное количество азота. Еще заманчивее было бы перейти на чистый кислород. Ведь это позволило бы вчетверо уменьшить объем дыхательных баллонов или вчетверо увеличить время работы с ними. Однако кислород — элемент активный, и при длительном вдыхании — токсичный, особенно под давлением.

Чистый кислород вызывает опьянение и эйфорию, ведет к повреждению мембран в клетках дыхательных путей. При этом нехватка свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к гиперкапнии и метаболическому ацидозу, запуская физиологические реакции гипоксии. Человек задыхается, несмотря на то что кислорода его организму вполне достаточно. Как установил тот же Холдейн-младший, уже при давлении в 7 атм дышать чистым кислородом можно не дольше нескольких минут, после чего начинаются нарушения дыхания, конвульсии — все то, что на дайверском сленге называется коротким словом «блэкаут».

Поэтому парциальное давление кислорода при дыхании на глубине поддерживается даже ниже обычного, а азот заменяют на безопасный и не вызывающий эйфории газ. Лучше других подошел бы легкий водород, если б не его взрывоопасность в смеси с кислородом. В итоге водород используется редко, а обычным заменителем азота в смеси стал второй по легкости газ, гелий. На его основе производят кислородно-гелиевые или кислородно-гелиево-азотные дыхательные смеси — гелиоксы и тримиксы.

Глубже 10 м

Азот Во время работы в самих кессонах никаких проблем не возникало. Но вот при возвращении на поверхность у строителей часто развивались симптомы, которые французские физиологи Поль и Ваттель описали в 1854 году как On ne paie qu’en sortant — «расплата на выходе». Это мог быть сильный зуд кожи или головокружение, боли в суставах и мышцах. В самых тяжелых случаях развивались параличи, наступала потеря сознания, а затем и гибель.

Чтобы отправиться на глубину без каких-либо сложностей, связанных с экстремальным давлением, можно использовать сверхпрочные скафандры. Это чрезвычайно сложные системы, выдерживающие погружение на сотни метров и сохраняющие внутри комфортное давление в 1 атм. Правда, они весьма дороги: например, цена недавно представленного скафандра канадской фирмы Nuytco Research Ltd. EXOSUIT составляет около миллиона долларов.

Проблема в том, что количество растворенного в жидкости газа прямо зависит от давления над ней. Это касается и воздуха, который содержит около 21% кислорода и 78% азота (прочими газами — углекислым, неоном, гелием, метаном, водородом и т. д. — можно пренебречь: их содержание не превышает 1%). Если кислород быстро усваивается, то азот просто насыщает кровь и другие ткани: при повышении давления на 1 атм в организме растворяется дополнительно около 1 л азота.

При быстром снижении давления избыток газа начинает выделяться бурно, иногда вспениваясь, как вскрытая бутылка шампанского. Появляющиеся пузырьки могут физически деформировать ткани, закупоривать сосуды и лишать их снабжения кровью, приводя к самым разнообразным и часто тяжелым симптомам. По счастью, физиологи разобрались с этим механизмом довольно быстро, и уже в 1890-х годах декомпрессионную болезнь удавалось предотвратить, применяя постепенное и осторожное снижение давления до нормы — так, чтобы азот выходил из организма постепенно, а кровь и другие жидкости не «закипали».

В начале ХХ века английский исследователь Джон Холдейн составил детальные таблицы с рекомендациями по оптимальным режимам спуска и подъема, компрессии и декомпрессии. Экспериментируя с животными, а затем и с людьми — в том числе с самим собой и своими близкими, — Холдейн выяснил, что максимальная безопасная глубина, не требующая декомпрессии, составляет около 10 м, а при длительном погружении — и того меньше. Возвращение с глубины должно производиться поэтапно и не спеша, чтобы дать азоту время высвободиться, зато спускаться лучше довольно быстро, сокращая время поступления избыточного газа в ткани организма. Людям открылись новые пределы глубины.

Стандарт водостойкости IP

Стандарт IP принятый для различных электронных устройств, в том числе и умных смарт часов регламентирует два показателя: защита от попадания пыли и защита от попадания жидкости. Маркировка по данному стандарту имеет вид IPXX, где вместо «X» находятся цифры, обозначающие степень защиты от попадания пыли и воды внутрь корпуса. За цифрами могут следовать один или два символа, несущие вспомогательную информацию. Например, спортивные часы со степенью защиты IP68 являются пыленепроницаемым устройством, выдерживающим длительное погружение в воду под давлением.

Первая цифра в коде IPXX обозначает уровень защиты от проникновения пыли. В спортивных GPS-трекерах и умных часах, как правило используются самые высокие уровни пылезащиты:

• 5  пылезащищенные, некоторое количество пыли может проникнуть внутрь корпуса, однако это не нарушает работу устройства.
• 6  пыленепроницаемые, пыль не попадает внутрь устройства.

Вторая цифра в коде IPXX обозначает уровень водозащиты. Изменяется от 0 до 9 — чем цифра больше, тем водонепроницаемость лучше:

• 0 Нет защиты
• 1 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства.
• 2 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства, если его отклонить от рабочего положения на угол до 15°.
• 3 Защита от дождя. Вода льётся вертикально или под углом до 60°.
• 4 Защита от брызг, падающих в любом направлении.
• 5 Защита от водяных струй с любого направления.
• 6 Защита от морских волн или сильного водяного течения. Попавшая внутрь корпуса вода не должна нарушать работу устройства.
• 7 Кратковременное погружение на глубину до 1 м При кратковременном погружении вода не попадает в количествах, нарушающих работу устройства. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается.
• 8 Длительное погружение на глубину более 1 м Полная водонепроницаемость. Устройство может работать в погруженном режиме.
• 9 Длительное погружение под давлением. Полная водонепроницаемость под давлением. Устройство может работать в погруженном режиме при высоком давлении воды.

Часто встречающиеся обозначения водонепроницаемости часов

Если не соблюдать рекомендации производителя, то внутрь часов может попасть вода и они выйдут из строя, как рассказано в этой статье.

Глубже 80 м

Сложные смеси Здесь стоит сказать, что компрессия и декомпрессия при давлениях в десятки и сотни атмосфер затягивается надолго. Настолько, что делает работу промышленных водолазов — например, при обслуживании морских нефтедобывающих платформ — малоэффективной. Время, проведенное на глубине, становится куда короче, чем долгие спуски и подъемы. Уже полчаса на 60 м выливаются в более чем часовую декомпрессию. После получаса на 160 м для возвращения понадобится больше 25 часов — а ведь водолазам приходится спускаться и ниже.

Поэтому уже несколько десятилетий для этих целей используют глубоководные барокамеры. Люди живут в них порой целыми неделями, работая посменно и совершая экскурсии наружу через шлюзовой отсек: давление дыхательной смеси в «жилище» поддерживается равным давлению водной среды вокруг. И хотя декомпрессия при подъеме со 100 м занимает около четырех суток, а с 300 м — больше недели, приличный срок работы на глубине делает эти потери времени вполне оправданными.

Методы длительного пребывания в среде с повышенным давлением прорабатывались с середины ХХ века. Большие гипербарические комплексы позволили создавать нужное давление в лабораторных условиях, и отважные испытатели того времени устанавливали один рекорд за другим, постепенно переходя и в море. В 1962 году Роберт Стенюи провел 26 часов на глубине 61 м, став первым акванавтом, а тремя годами позже шестеро французов, дыша тримиксом, прожили на глубине 100 м почти три недели.

Здесь начались новые проблемы, связанные с длительным пребыванием людей в изоляции и в изнурительно некомфортной обстановке. Из-за высокой теплопроводности гелия водолазы теряют тепло с каждым выдохом газовой смеси, и в их «доме» приходится поддерживать стабильно жаркую атмосферу — около 30 °C, а вода создает высокую влажность. Кроме того, низкая плотность гелия меняет тембр голоса, серьезно затрудняя общение. Но даже все эти трудности вместе взятые не поставили бы предел нашим приключениям в гипербарическом мире. Есть ограничения и поважнее.