Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий


Скачать 1.28 Mb.
Название Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
страница 2/8
Тип Литература
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Литература
1   2   3   4   5   6   7   8
Глава 2. Физические и физиологические особенности Водолазных спусков под воду
2.1. Физические особенности водолазных спусков под воду
При спусках под воду человек оказывается в необычной для него водной среде. По своим физическим параметрам она значительно отличается от воздушной. Вода практически несжимаема, имеет плотность примерно в 800 раз больше по отношению к плотности воздуха (плотность морской воды составляет 1.025 - 1.036 т/м3), вязкость – в 60 раз. Теплопроводность воды в 25 - 30 раз, а удельная теплоемкость в 4 раза больше по отношению к таким же характеристикам воздуха. Поэтому водная среда создает ряд трудностей для пребывания человека в ней. Вследствие большой плотности и увеличения сопротивления движению передвижение водолаза в водной среде затруднено, а выполнение работ сопровождается большими энергозатратами. Например, при выполнении умеренной физической работы на суше расход энергии составляет 3400-3600 ккал/сутки, при выполнении работы такого же характера под водой расходуется от 5000 ккал/сутки и больше.

Человеку труднее координировать свои движения из-за потери части массы тела благодаря наличию силы плавучести.

Поскольку вода почти несжимаема, ее плотность, вязкость и теплопроводность очень мало изменяется с увеличением давления.

Теплообмен организма человека в воде. Температура воды в верхних слоях водоемов зависит от климатических условий и может колебаться в пределах от −2ºС (морская вода) до 30-35ºС. Повышение значения теплоемкости и теплопроводности воды требует дополнительных средств защиты организма от переохлаждения.

Известно, что источниками образования тепла в организме являются питательные вещества - белки, жиры и углеводы, поступающие в организм с пищей (при окислении 1 г белка освобождается 4,1 ккал тепла, 1 г жиров – 9,1 ккал тепла, 1 г углеводов – 4,1 ккал тепла). Освобожденная энергия идет на выполнение работы и поддержание постоянной температуры тела. Одновременно с образованием тепла организм отдает его в окружающую среду путем лучеиспускания, теплопередачи и испарения воды с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей. В воде процесс теплопередачи значительно усиливается, потери тепла возрастают. Организм переохлаждается, снижается температура тела, при температуре тела ниже 220С человек погибает. Поэтому при спусках под воду для защиты от переохлаждения в холодной воде водолаз надевает специальные утеплители.

Распространение звука и слышимость в воде. В воде, как в более плотной среде, звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе (320-330 м/с - в воздухе и 1400-1500 м/с - в воде), а поглощается в сотни раз меньше..

Несмотря на это, условия слышимости под водой много хуже, чем на воздухе. Объясняется это особенностями восприятия звука человеком.

Слуховым аппаратом человека звук воспринимается двояко: путем передачи колебаний воздуха через барабанные перепонки и путем так называемой костной проводимости (черепная проводимость), когда звуковые колебания воспринимаются и передаются в слуховой аппарат костями черепа.

Большая скорость распространения звука в воде отрицательно сказывается на звуковой ориентации водолаза под водой. Это объясняется тем, что на воздухе звук воспринимается главным образом благодаря воздействию звуковых колебаний на барабанные перепонки ушей. В воде человек воспринимает звуки путем костной проводимости, звуковые колебания водной среды почти беспрепятственно передаются к слуховому аппарату костями черепа. Костная проводимость звука обуславливает одновременно восприятие звука обоими ушами, что приводит к тому, что водолаз не может точно определить направление звука и ориентироваться по нему под водой. Дело в том, что в воздухе звук приходит в одно ухо на небольшую долю секунды (0,0001 с) раньше, чем в другое. Поэтому человек может определить направление, откуда происходит звук с небольшой ошибкой 1-3°. В водной среде даже у опытных водолазов отклонение от фактического направления на источник звука может составлять 90-100%.

Восприятие звука под водой зависит от того, в какой степени голова контактирует с жидкой средой. При погружении в снаряжении с жестким шлемом звуковые колебания воды воспринимаются его стенками, а от них передаются газовой среде, окружающей голову водолаза, и только после этого, ослабленные шлемом, достигают органов слуха. Потери звуковой энергии при прохождении через стенку шлема бывают насколько велики, что водолаз не слышит звуков, передаваемых через воду. При погружении без шлема или в мягком, хорошо обтягивающем голову резиновом шлеме звук воспринимается за счет костной проходимости, так как акустическое сопротивление воды и костной ткани практически одинаково и затухание звуковых колебаний при переходе от воды к голове минимально. В этих условиях водолаз хорошо воспринимает звуки и может слышать в воде даже разговорную речь, если она передается через особый гидрофон. Когда два водолаза соприкасаются металлическими шлемами, они также хорошо слышат друг друга и могут разговаривать, поскольку устраняется промежуточная среда (вода), а с металла на металл звук передается с существенно меньшими потерями.

Для связи с водолазом используются водолазные телефоны. В ряде случаев при работе водолазов в плотно облегающих резиновых шлемах для связи с ними с поверхности, а также для связи водолазов между собой, используются различные источники звука с подачей условных сигналов, кроме того, используются сигналы визуальной связи между водолазами.

Распространение света и видимость под водой. При пребывании человека под повышенным давлением функции глаза, как правило не нарушаются, но видимость в водной среде хуже, чем в воздушной, что объясняется рядом причин.

На границе двух сред с различными плотностями явление рефракции заключается в преломлении и отражении световых лучей. В роговице, хрусталике и стекловидном теле глазного яблока лучи преломляются таким образом, что фокусируют изображение видимого объекта на сетчатой оболочке задней стенки глазного яблока. Сетчатка же, состоящая из чувствительных клеток − палочек и колбочек, преображает световые сигналы в нервные, которые проходят по глазному нерву в анализирующий центр мозга. Надо заметить, что разница коэффициентов преломления воды и воздуха не корректируется глазами, и картина подводного мира состоит из размытых пятен, не имеющих четких границ. Для полноценного зрения под водой достаточно наличия воздушной прослойки перед глазами. Для этого и придумали маску для подводного плавания. Теперь лучи перед попаданием на глаз проходят через слой воздуха, что возвращает эффективность зрению. Однако проходящие через стеклянную маску лучи преломляются еще перед рефракцией в глазных структурах, искажая действительность (все предметы кажутся крупнее и ближе приблизительно на 25%). Начинающим водолазам приходится привыкать к постоянному обману зрения под водой (рис. 2.1).



Рис. 2.1. Схема восприятия человеком реального

и мнимого изображения под водой.
Вода вследствие большого рассеивания и поглощения световых лучей пропускает свет много хуже воздуха, кроме того, солнечный свет или свет от источников, расположенных над водой, в значительной степени отражается ее поверхностью (особенно при волнении, даже небольшом). Видимость в воде зависит от прозрачности, освещенности предметов. С увеличением глубины освещенность быстро падает за счет поглощения и рассеивания света. Уже на глубине 3 м в морской воде она составляет 0.3 - 0.5 освещенности на поверхности. В полдень, когда солнце стоит высоко, в воду проникает больше солнечных лучей, чем ранним утром или в часы заката.

Чем больше взвешенных частиц в воде, тем сильнее световое рассеивание и тем хуже видимость под водой. Так, высокая прозрачность в открытом океане обусловлена скудостью планктона и отсутствием органической донной взвеси. А вот видимость в устьях рек, воды которых несут в море громадную массу взвешенной органики, близка к нулю. Рассеяние световых лучей приводит к постепенному понижению освещенности с глубиной. Естественно, что и скорость затемнения зависит от прозрачности воды. Человек живет в мире дневного света, который на самом деле состоит из многих цветовых составляющих, обусловленных волнами разной длины. Цветовой спектр под водой сильно изменяется, так как вода поглощает их неодинаково. Так, в чистой океанской воде красные лучи поглощаются на первом же метре, оранжевые − на пятом, а желтый цвет исчезает на глубине 10 м. Вот поэтому и видим мы подводные мир в зелено-голубом цвете. Для того, чтобы страхующий лучше вас видел, рекомендуется использовать гидрокостюмы и снаряжение ярких расцветок. Только нужно не забывать, что многие цвета в воде теряют яркость.

Плавучесть и остойчивость водолаза. Погружение под воду, пребывание в воде, выполнение различных работ и передвижение в воде водолаз может осуществить только тогда, когда он обладает определенной величиной плавучести и имеет устойчивое положение. Плавучесть водолаза и его устойчивое положение в воде (остойчивость водолаза) определяются в основном величинами и точками приложения воздействующих на него силы тяжести и выталкивающей (архимедовой) силы, называемой далее силой плавучести (рис.2.2).

Сила плавучести (выталкивающая) − сила, выталкивающая тело, погруженное в жидкость, численно равна массе жидкости, вытесненной телом; направлена всегда вверх и приложена в центре объема тела. Для водолаза она численно равна массе воды, вытесненной им при погружении под воду в соответствующем виде снаряжения.

Сила тяжести (притяжения) − сила, с которой тело притягивается к земле, направлена вертикально вниз и приложена к точке, называемой центром тяжести. Для водолаза сила тяжести состоит из сумм масс его тела, снаряжения и предметов, надетых на него.



Рис. 2.2. Силы тяжести и плавучести, действующие на водолаза

ЦП – центр плавучести; ЦТ – центр тяжести водолаза
В зависимости от соотношения силы тяжести и силы плавучести водолаз может иметь положительную, отрицательную или нулевую (нейтральную) плавучесть. Если сила плавучести больше силы тяжести, водолаз имеет положительную плавучесть, если наоборот, то плавучесть водолаза отрицательная, а при равенстве этих сил водолаз будет находиться в состоянии равновесия. Плавучесть принято измерять единицами силы. Так, выражение «водолаз имеет положительную плавучесть 3 кгс» означает, что сила плавучести у водолаза больше силы тяжести на 3 кгс (рис. 2.3).

Водолазные грузы подбирают таким образом, чтобы при работе на грунте водолаз имел отрицательную плавучесть 2-8 кгс, а при плавании под водой - нулевую плавучесть. Известно, что тело человека имеет отрицательную плавучесть примерно 1 кгс. Водолаз, одетый в гидрокостюм, имеет положительную плавучесть около 10–12 кгс, для компенсации которой применяются дополнительные грузы.

 

Рис. 2.3. Плавучесть водолаза:

положительная; нулевая; отрицательная
С силой плавучести и силой тяжести тесно связана остойчивость водолаза, т.е. его способность сохранять под водой определенное положение, а при отклонении легко к нему возвращаться. Водолаз имеет остойчивое положение, если центр тяжести водолаза, одетого в снаряжение, расположен ниже центра выталкивающей силы примерно на 20 см. Если это условие не будет выполнено, то остойчивость нарушается. Так, например, если водолазные грузы закрепить высоко и тем самым сместить центр тяжести выше центра плавучести, то при наклоне возникающая пара сил будет опрокидывать водолаза вниз головой и, чтобы удержатся на ногах, ему придется приложить большие усилия. Если же грузы опустить очень низко, то наклону водолаза будет оказывать большое сопротивление сила плавучести.

Нарушение остойчивости происходит также при потере водолазом галоши, обрыве нижнего браса, при изменении количества воздуха в скафандре и др., так как при этом изменяется нормальное взаимное расположение центров тяжести и плавучести. В случае, когда центр тяжести совпадает с центром плавучести, водолаз приобретает безразличную устойчивость.

Правильная подгонка водолазного снаряжения перед спуском и проверка

его в период пробного погружения − одно из основных условий обеспечения

необходимой остойчивости водолаза.
2.2. Физиология подводных погружений

При погружении человеку под воду на него давит столб воды, создающий избыточное давление. Кроме непосредственного влияния на организм, повышенное давление изменяет физические свойства газов, входящих в состав дыхательной смеси. Меняются также и некоторые свойства воды. Ниже остановимся на влияние различных факторов окружающей среды на основные системы человека при погружении.

Особенности дыхания человека под повышенным давлением. Человек на поверхности земли дышит атмосферным воздухом. В состоянии покоя человек делает, как правило, 16-20 дыханий в минуту. При каждом вдохе в легкие поступает около 500 см3 воздуха. Часть его, около 175 см3, находящаяся в верхних дыхательных путях, не достигает альвеол и не участвует в акте дыхания. Данный объем дыхательных путей принято называть вредным пространством. Человек при погружении в воду для дыхания применяет аппарат. После включения дыхательного аппарата величина вредного пространства увеличивается (за счет добавления объема клапанной коробки с патрубками). Это приводит к ухудшению легочной вентиляции.

При выполнении физической работы частота дыхания, количество воздуха, поступающего в легкие при каждом вдохе, увеличиваются. Возрастает, следовательно, и минутный объем дыхания. Например, в норме он равен около 10 л, при работе средней тяжести - 20-30 л, а при тяжелой работе доходит до 100 л в минуту и более. Пребывание под водой, даже без выполнения какой-либо работы, является большой нагрузкой для организма. При работе под водой происходит увеличение плотности дыхательной смеси. Это приводит к изменению давления и условий прохождения смеси (воздуха) по дыхательным путям. Ламинарное движение газов переходит в турбулентное, в результате увеличивается сопротивление дыханию. В современных аппаратах сопротивление движению газов не должно превышать 40-70 мм рт. ст. Длительное пребывание человека под давлением вызывает утомление мышц грудной клетки, участвующих в акте дыхания. Утомлению человека способствует и тот факт, что обычно у него активен вдох, а выдох пассивен, при повышении давления выдох и вдох становятся активными. Дыхание становится более редким и глубоким.

Особенности кровообращения. Находясь на земле, человек испытывает практически одинаковое давление атмосферного воздуха на все участки поверхности тела. При погружении человека под воду, в вертикальном положении, давление воды на нижние участки тела будет больше, чем на верхние. У человека ростом 170 см эта разность составит около 0,17 кгс/см (129 мм рт. ст.). В результате этого в верхних и нижних участках тела создаются различные условия для тока крови по сосудам. Отток крови из участков, лежащих выше сердца, будет затруднен, от нижних конечностей кровь будет оттекать легко, так как давление столба воды будет выжимать кровь по направлению к сердцу. В результате неравномерного давления воды на тело человека, спустившегося под воду, происходит механическое перераспределение крови. Наблюдается полнокровие верхних частей тела, увеличение нагрузки на сердце и сосуды, недостаточное снабжение кровью нижних конечностей, их быстрое охлаждение и утомление.

При нахождении под повышенным давлением отмечено замедление сердечных сокращений. Для данного состояния характерно снижение максимального кровяного давления и повышение минимального артериального давления.

Нервная система. Центральная нервная система наиболее чувствительна к воздействию неблагоприятных факторов водолазных спусков.

Самым неблагоприятным для центральной нервной системы является наркотическое действие азота. Повышенная потеря тепла организмом нарушает тепловое равновесие в организме и приводит к перенапряжению системы терморегуляции, управляемой центральной нервной системой. При повышении плотности газовой среды значительно увеличивается нагрузка на дыхательную мускулатуру, что приводит к ее утомлению и повышает соответствующую нагрузку на дыхательный центр.

Кора головного мозга получает сигналы из внешней среды через органы чувств (в основном через орган зрения и орган слуха). Под водой зрение и слух человека значительно ухудшаются. Эти изменения приводят к большому напряжению нервной системы, водолаз значительно быстрее устает под водой, чем на поверхности.

Каждый спуск под воду таит в себе элемент риска, сознание водолазом опасности при работе под водой вызывает нервно-эмоциональное возбуждение и перенапряжение центральной нервной системы. Поэтому водолазы должны быть эмоционально устойчивыми.

При воздействии всего комплекса экстремальных факторов на организм водолаза в итоге возникает чрезмерное нервно-психичесокое напряжение, быстрое утомление; понижается работоспособность даже у опытных водолазов.

Первые признаки изменения функций центральной нервной системы у человека появляются при абсолютном давлении воздуха 2-3 кгс/см. Однако эти изменения носят функциональный характер и практически не отражаются на работоспособности. При дальнейшем увеличении давления изменения соответственно возрастают. В этих условиях на фоне кажущегося благополучия снижается самоконтроль, отмечаются нарушения логического мышления.

Система пищеварения. Повышенное давление оказывает угнетающее действие на процесс пищеварения. Водолазы часто предъявляют жалобы на сухость во рту, что связано с угнетением функций слюнных желез. В условиях водолазного спуска пищеварение происходит менее интенсивно, нежели на поверхности, при нормальном давлении. Угнетение двигательной функции желудка и кишечника задерживает в них пищу значительно дольше. При спусках под воду непосредственно после приема пищи у водолазов может появится рвота, вызванная обжатием переполненного пищей желудка. Поэтому пищу водолазам следует принимать за 2 ч до погружения в воду и через 1.5-2 ч после окончания спусков. Для уменьшения газообразования в кишечнике водолазам не рекомендуется употреблять в пищу перед погружением продукты, содержащие много растительной клетчатки: горох, чечевицу, капусту и т. д. Большое значение имеет также режим питания. Перерыв в приеме пищи не должен превышать 4-5 ч. В силу того, что пребывание под водой требует больших энергозатрат, пища водолазов должна быть калорийной, но не обильной.

Органы выделения. Погружение под воду усиливает обмен веществ и вызывает усиленное образование шлаков, поэтому органы выделения при спусках под воду работают с максимальной нагрузкой, особенно усиливаются мочеобразование и потоотделение. Практика водолазных спусков свидетельствует о том, что в период пребывания под повышенным давлением и в течении некоторого времени после окончания спуска отмечается усиления диуреза. Отмечено также положительное влияние повторных спусков на адаптацию выделительной системы к повышенному давлению. Перед спуском под воду рекомендуется не пить много жидкости и обязательно опорожнять мочевой пузырь.

1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Приказ 20. 11. 2003 №700 г. Москва Об утверждении Инструкции по применению...
В целях совершенствования применения авиации в системе Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon И ликвидации последствий стихийных бедствий
Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Стихийных бедствий
Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Бюллетень
Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon И ликвидации последствий стихийных бедствий сборник
Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Российской федерации (мчс россии)
Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Свод правил
...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным...
С. Н. Вангородский, зав. Центром переподготовки преподавателей и специалистов безопасности жизне­деятельности поипкро, канд военных...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Государственная противопожарная служба
...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны,...
Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны,...
Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны,...
Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon И ликвидации последствий стихийных бедствий (мчс россии) сборник примерных программ
Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Государственная противопожарная служба нормы пожарной безопасности
...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Приказ от 15 декабря 2002 года n 583 Об утверждении и введении в...
...
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий icon Чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
И по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (далее – мчс россии) определяет...

Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск