Первые жесткие скафандры. покорение глубин- водолазное снаряжение и подводные аппараты

Со времён древности человека манили океанские глубины. Но человеческие возможности не позволяли проникнуть на глубину больше 40 метров. Поэтому люди стали изобретать технические средства, чтобы проникнуть ещё глубже. Первым изобретателем полноценного водолазного костюма был Леонардо-да-Винчи.Он создал его для ныряльщиков за жемчугом, дабы те могли «ходить под водой и извлекать жемчужины». Но подлинный прорыв в этом направлении произошёл в 19 веке. С изобретениями и усовершенствованиями водолазных костюмов и подводных лодок человеку открылись невиданные глубины мирового океана.

Первое устройство для погружения на большую глубину английского королевского астронома, геофизика, математика, метеоролога, физика и демографа Эдмунда Галлея, конец 17 века.

“Колокол опустился на дно. Затем ассистент одел на голову другой, маленький колокол, и смог немного походить по дну – насколько ему позволяла трубка, через которую он дышал оставшимся в большом колоколе воздухом. После этого сверху были сброшены бочки с дополнительным запасом воздуха, утяжелённые грузом. Ассистент отыскал их и подтащил к колоколу”.

Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715 год.

Один из двух шлангов тянулся к поверхности – через него поступал воздух для дыхания; другой служил для отвода выдыхаемого воздуха.

Аппарат для погружения Джона Летбриджа, 1715 год.

Эта герметичная дубовая бочка предназначалась для поднятия ценностей с затонувших судов. В том же году, другой англичанин Эндрю Бекер разработал похожую систему, которая была снабжена системой трубок для вдоха и выдоха.

Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797 год.

Изобретатель опробовал его в реке, протекающей через его родной город Бреславль (сейчас Вроцлав, Польша). Верхняя часть костюма защищена цилиндрической конструкцией, благодаря чему можно было гулять по дну реки.

Костюм Чонси Холл, 1810 год.

Первый глубоководный скафандр с тяжёлыми башмаками Августа Зибе (Германия), 1819 год.

Неудобство состояло в том, что если водолазу приходилось удерживать вертикальную позицию, иначе под колокол могла попасть вода. В 1937 году к колоколу было добавлено водонепроницаемое облачение, что позволило водолазу стать более подвижным.

Такие шлемы использовались на протяжении более ста лет.

Водолазный костюм с 20 маленькими иллюминаторами Альфонса и Теодора Кармагноль, Марсель, Франция, 1878 год.

Аппарат Генри Флюсса, 1878 год. Прорезиненная маска соединялась герметичными трубками с дыхательным мешком и коробкой с веществом, поглощающим углекислый газ из выдыхаемого воздуха.

Водолаз спускается на дно у берегов Чили, где произошло крушение британского судна Cape Horn, чтобы поднять груз меди, 1900 год.

Один из первых водолазных костюмов с поддержанием давления, разработан М. де Плюви, 1906 год.

Костюм из алюминиевого сплава Честера Макдуффи весом около 200 кг, 1911 год.

Три поколения водолазных костюмов немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке», 1917-1940 год.

Первая модель (1917-1923)

Вторая (1923-1929)

Костюм третьего поколения (произведён между 1929 и 1940 годами) позволял погружаться на глубину 160 м. и был снабжён встроенным телефоном.

Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925 год.

Инструктор проверяет состояние студента, лежащего в декомпрессионной камере во время занятий в школе водолазов, Кент, Англия, 1930 год.

Странички из журнала с инструкциями о том, как смастерить собственный костюм для подводного плавания из подручных материалов вроде банки для хранения печенья или сосуда для нагревания воды.

Надувной костюм.

Мини-подводная лодка на одного человека, 1933 год.

Операция по подъёму на поверхность костей мастодонта, 1933 год.

Металлический костюм, позволявший водолазу спускаться на глубину более 350 м, 1938 год.

Первый автоматический костюм с регулятором давления и баллонами со сжатым воздухом Кусто и Ганьяна, 1943 год.

Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии, 1974 год.

Сегодня в разделе “Фантастика” будет не рассказ, а статья о скафандрах, которые предшествовали появлению современных “оболочек” для космических путешественников.

К самой теме космоса они непосредственного отношения не имеют, однако дизайн этих изделий и их практическое применение оказало на разработку космических скафандров определенное влияние.

Например, работы на большой глубине доставляют не меньше проблем, чем в космическом пространстве. Если не больше.

Да и высотные скафандры тоже представляли собой, в своё время, последнее слово науки и техники.

Начнем как-раз с глубоководной темы, тем более, что интересных конструкций здесь имеется достаточно. Оцените глубину конструкторской мысли 19-20 веков!

Вот к примеру, жёсткий водолазный скафандр для подводного наблюдения и выполнения водолазных работ оператором находящимся в условиях нормального внутреннего давления. Это изделие немецких инженеров.

Короткая заметка:

“Первый пригодный для практического использования глубоководный водолазный скафандр был выпущен германской фирмой “Нейфельдт и Кунке” в 1923г. Он представлял собой полую металлическую конструкцию из двух частей,соединявшихся с помощью болтов на уровне груди водолаза. Внутри были установлены последовательно открывавшиеся водолазом баллоны с шестичасовым запасом сжатого воздуха.

Размеры скафандра позволяли водолазу время от времени вытаскивать руки из металлических клешней-захватов, с помощью которых он мог выполнять некоторые несложные виды работ. Подвижные элементы скафандра были снабжены шарнирными соединениями с шарикоподшипниками и водонепроницаемыми резиновыми уплотнениями. По окружности скафандра располагался балластный резервуар, придававший ему необходимую положительную или отрицательную плавучесть. Масса скафандра составляла 385 кг. Он успешно прошел испытания на глубине 152 м.”

К этому можно лишь добавить, что плавбаза “Saar” плавала преимущественно только на Балтийском море, где глубины совсем небольшие.

Не менее серьёзная и даже более высокотехнологичная (и эстетичная) конструкция ещё одного немецкого глубоководного скафандра. Было разработано, по меньшей мере, две модели. Одна из них представлена на фотографии, а вторая, судя по всему, сохранилась только в эскизах. По всей видимости, данный скафандр предполагалось использовать на глубинах около 100 метров.

А как вам вот такой скафандр? Кажется, как будто он сделан для фантастического фильма, однако это совершенно не так (хотя вполне могло бы быть). Читаем дословно из первоисточника:

“In 1914, mr MacDuffy constructed the first suit with ball bearings as the medium to provide movement to a joint.
The suit was tested in New York in 214 feet of water.
Source: Gary Harris, History of the Iron Suit.”
В переводе на русский это означает следующее:
“В 1914 году мистер МакДаффи сконструировал первый скафандр с шариковыми сочленениями как средства для предоставления движения сустава. Скафандр тестировался в Нью-Йорке на глубине 214 футов (около 70 метров).”

Правда, больше о нём информации нет.

Не менее интересна история скафандра разработанного братьями Карманьолле (Alphonse and Theodore Carmagnolle). Помимо тяжелой железной “брони” при разработке водолазного шлема они применили интересный технологический приём. Поскольку глубина погружения была свыше 30 метров давление на поверхность скафандра сильно возрастало. На иллюминаторы в том числе. Вот Карманьолле и решили сделать не три больших иллюминатора, а 20(!) более мелких. Определенный смысл в этом, конечно же, имелся. Но вот обзорность уменьшалась достаточно сильно.
Самое интересное заключается в том, что скафандры этого типа, первый их которых был собран в 1882(!) году, использовались более 20 лет. Весьма вероятно, что именно он подтолкнул создателей игры “Bioshock” (2007 год) на появление Big Daddy в специфических скафандрах со множеством иллюминаторов в шлеме.

Или вот такой скафандр, разработанный инженерами Бачененом и Гордоном (John Buchanan, Alexander Gordon) в очень далеком, теперь уже, 1894 году. Не правда ли, очень напоминает “космические технологии”. Справедливости ради надо отметить, что вплоть до 40-х гг. 20-го века космические скафандры представлялись если не именно такими, то по крайней мере очень похожими.
Обратите внимание, что в отличии от других скафандров Гордон предпринял попытку сделать свою конструкцию более гибкой, что позволило бы водолазу работать под водой с меньшими затратами сил. Взять к примеру тот же скафандр братьев Карманьолле, который весил больше человека и особыми удобствами не отличался. Правда, скафандр Гордона особо не прижился и дальнейшие сведения о нём отсутствуют.

Теперь перейдем к скафандрам высотным.

Первым на очереди снова будет немецкий скафандр летчиков-испытателей. Использовали его в 1944-1945 гг. Предназначался он для истребителей которые должны были действовать на высотах до 16 км. предполагалось, что именно с такой высоты можно будет проводить атаки на боевые порядки американских “летающих крепостей”. В данном случае скафандр использовался в процессе испытаний самолёта Horten Ho.229. Возможно, специально для него он и разрабатывался.

Второй снимок показывает нам британского пилота Ф.Свейна (F.Swain), совершившего в 1936 году на самолёте Bristol 138A подъём на высоту 15500 метров. Полёт состоялся 28-го октября – время не самое подходящее из-за сильных ветров, но тогда Великобритании надо было показать, что её пилоты и авиационная промышленность ничем не хуже итальянской. А ведь тогда было от чего кусать локти! Ведь до этого рекорд высоты был поставлен на серийном истребителе И-15 с высотным оборудованием, а немного после итальянцы “перебили” его на своём уже специализированном самолёте.

Кстати, по поводу итальянцев имеется такая историческая справка.

“1934 год – 14433 м. Коммандер Ренато Донати, вылетев 11 апреля 1934 года из Рима на Caproni Ca 161, установил новый мировой рекорд высоты. В конце 1930-х годов на таком самолете подполковник М. Пецци еще дважды бил мировые рекорды высоты. В 1938 году на Ca 161 bis (на фото) он набрал высоту 17 069 м – последний официальный мировой рекорд высоты, установленный на самолете с поршневым мотором.”

И это при том, сто Са.161 был бипланом с открытой кабиной пилота!

Последний фотоколлаж из советского журнала Наука и Жизнь за 1978 год.

Образцы первых высотных скафандров (слева направо): скафандр Ч–З (СССР, середина 30–х годов); скафандр Вилли Поста (США, середина 30–х годов); скафандр СК–ЦАГИ–8 (СССР, 1940 г.); скафандр ВСС–04 (СССР, 1950 г.).
Между прочим, упомянутый летчик Вилли Пост был одноглазым и, помимо высотных полётов, совершил несколько рекордных перелётов на дальность. Причем далеко не на самых совершенных самолётах. Героический был человек, одним словом.

Немного ссылок и первоисточников напоследок:
divingheritage.com – Armored Diving Suits
reibert.info – Форум Кушиуке – глубоководный скафандр
lib.ru – Джозеф Н.Горз. Подъем затонувших кораблей

> > подводный скафандр братьев Карманолле

На фото – водолазный скафандр, который придумали в далеком 1882 году братья Альфонс и Теодор Карманолле, в городе Марселе. Точнее придумали раньше, в 1878 году начали изготовление и через 4 года закончили. Общий вес – 380 кг. Патент на изобретение был зарегистрирован 20 декабря 1882, в 2 часа 21 минуту.

Скафандр способен безопасно погрузить человека на 60 м. Это сегодня эта глубина легкодостижима дайверам и даже фридайверам, а в те годы это было приделом совершенства, и пределом для этого костюма.

Основной целью при конструировании была возможность работать в костюме под водой на большой глубине, двигать руками и ногами и эта цель была достигнута. Видеть под водой водолаз мог с помощью 20-ти визиров, которые изрядно расширяли поле зрения. Толстые стекла (14 мм толщиной) должны были сократить риск трещин от давления и были вмонтированы в короткие конические трубы, герметичность обеспечивала смесь из мастики и сурика (так мне сказал гид в музее, сам не специалист).

Шлем состоит из металлической сферы и усилен за счет двух креплений сзади. Затылочная часть доходит до середины шлема и полностью заварена, там же есть трубка для поступления воздуха. Именно на этом месте больше всего вероятность того, что водолаз сам не запутается в шлаге с воздухом.

Шлем к корпусу крепился двумя болтами. Корпус состоит из двух половин, которые тоже крепились болтами в районе груди.

Самым интересным моментом можно назвать решение свободного вращения суставами, возможность свободно сгибать локти и колени. Герметичность скафандра в суставах обеспечивалась за счет прорезиновых полосок свиной кожи (если я правильно понял со слов гида).

В локтях и плечевом суставе было до четырех пластин – сегментов, которые были закреплены в определенной последовательности, что давало возможность перемещать конечности в четырех направлениях.

На поясе и на бедрах существовала система дисков, которая позволяла делать повороты в стороны.

Мне не совсем понятно, возможно ли было в таком костюме наклоняться. Возможно, сгибы в коленях давали возможность становится на одно из них, что позволяло сделать наклон.

С четом давления, веса костюма, ограниченной видимости практикой работы под водой и ограниченными движениями остается только представлять какой физической силой и сноровкой должен был обладать человек, чтобы работать в таком скафандре.

А до изобретения акваланга оставалось 64 года…

Вживую этот экспонат можно видеть в Национальном морском музее Франции в Париже (Musee national de la Marine)

Несколько иначе обстояло дело с созданием жестких скафандров. Еще в 1715 г., примерно за 50 лет до гидростатической машины Фремине с ее охлаждавшимися водой трубами для «регенерации» воздуха, англичанин Джон Лесбридж изобрел первый бронированный, т. е. жесткий, водолазный костюм. Изобретатель полагал, что такой скафандр защитит водолаза от воздействия давления воды и позволит ему дышать атмосферным воздухом Как и следовало ожидать, скафандр не принес славы его создателю. Во‑первых, деревянный панцирь (высотой 183 см, диаметром 76 см у головы и 28 см у ног) оставлял незащищенными руки водолаза. Кроме того, для подачи воздуха с поверхности служили мехи, совершенно неспособные создать сколько‑нибудь значительное давление. В довершение всего водолаз практически был лишен возможности пошевелиться, вися лицом вниз в этом сооружении, к тому же не отличавшемся водонепроницаемостью.

Вероятно, именно одно из детищ Лесбриджа посчастливилось увидеть некоему Дезагюлье, авторитетному специалисту того времени по водолазным костюмам. В 1728 г. он следующим образом описал результаты испытаний скафандра, свидетелем которых явился: «… Эти бронированные машины совершенно бесполезны. Водолаз, у которого из носа, рта и ушей текла кровь, умер вскоре после окончания испытаний». Надо полагать, что именно так и было.

Если многолетние старания изобрести мягкий водолазный скафандр увенчались в 1837 г. созданием костюма Зибе, то творцам жесткого скафандра потребовалось еще почти сто лет, чтобы сконструировать пригодный для практического применения образец, хотя англичанин Тейлор изобрел первый жесткий скафандр с шарнирными соединениями за год до появления костюма Зибе. К несчастью, шарнирные соединения были защищены от давления воды всего лишь слоем парусины, а руки водолаза опять‑таки оставались открытыми. Поскольку под водой он должен был дышать атмосферным воздухом, при погружении на любую сколько‑нибудь значительную глубину их неизбежно расплющило бы давлением воды.

В 1856 г. американцу Филипсу посчастливилось предугадать основные особенности тех немногих удачных по конструкции жестких скафандров, которые были созданы уже в XX веке. Скафандр защищал не только тело, но и конечности водолаза; для выполнения различных работ предназначались управляемые водолазом клещи‑захваты, проходившие через водонепроницаемые сальники, а шарнирные соединения вполне удовлетворительно решали проблему защиты от давления воды. К сожалению, всего Филипс предусмотреть не мог. Перемещение водолаза под водой обеспечивалось по мысли изобретателя небольшим гребным винтом, который располагался примерно в центре скафандра – напротив пупка водолаза – и приводился в движение вручную. Необходимую плавучесть создавал наполненный воздухом шар размером с баскетбольный мяч, закрепленный в верхней части шлема. Такой поплавок вряд ли поднял бы на поверхность даже обнаженного ныряльщика, не говоря уже о водолазе, облаченном в металлические доспехи, весившие не одну сотню килограммов.

К концу XIX в. появилось великое множество жестких скафандров самых разнообразных конструкций. Однако ни один из них ни на что не годился – их изобретатели обнаружили удивительное невежество в отношении реальных условий пребывания человека под водой, хотя к тому времени в данной области уже были накоплены некоторые данные.

В 1904 г. итальянец Рестуччи выступил с предложением, чрезвычайно сложным с точки зрения его технического осуществления, но научно вполне обоснованным. В разработанном им скафандре предусматривалась одновременная подача воздуха при атмосферном давлении в скафандр и сжатого – в шарнирные соединения. В результате отпадала необходимость в декомпрессии и обеспечивалась водонепроницаемость соединений. К сожалению, эта весьма привлекательная идея так никогда и не была осуществлена на практике.

Спустя несколько лет, в 1912 г., два других итальянца Леон Дюран и Мельчиорре Бамбино разработали, несомненно, наиболее оригинальную из всех ранее изобретенных конструкций жесткого скафандра. Он был снабжен четырьмя шарообразными колесами, изготовленными из дуба, которые позволяли буксировать скафандр по морскому дну. На шасси этого фантастического сооружения, кроме того, устанавливались фары и рулевое колесо. Не хватало только мягких сидений. Но они и не требовались. Как и в скафандре Лесбриджа, водолаз должен был лежать на животе. В этом удобнейшем положении снабженный всем необходимым мученик мог беспрепятственно разъезжать по всем подводным шоссе, которые ему посчастливилось бы найти. К счастью, до постройки дело не дошло.

История водолазного костюма

Люди давно хотели попасть под толщу воды и узнать, что же там происходит на дне морском, но всегда было одно маленькое препятствие — не хватало воздуха в легких, что бы продержаться под водой как можно дольше.

В помощь людям был придуман — водолазный костюм. Давайте вместе посмотрим какие были водолазные костюмы, их эволюционный путь. Сегодняшний обзор о скафандрах, о тех забавных прародителях современных гидрокостюмов, которые мы много раз видели по телевизору, в фильмах и исторических передачах.Один из первых скафандров состоял из мешковатого брезентового гидрокостюма (если его можно так назвать), шлема, который был сделан из меди, латуни или бронзы, к нему шел воздушный шланг для подачи воздуха с поверхности, в довершении всего у водолаза были тяжеленные ботинки и нож на всякий случай. Некоторые костюмы еще специально утяжеляли разнообразными грузами, что бы водолаз быстрее спустился на нужную глубину.

История водолазного костюма или жизнь под давлением.

Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715 Предполагалось, что железный корсет защитит водолаза от чрезмерного гидравлического давления, а кожаная куртка сделает костюм водонепроницаемым. Два шланга присоединённые к шлему тянулись на поверхность. Один шланг для поступления воздуха (его должны были накачивать в шланг с помощью мехов), второй шланг для отвода выдыхаемого воздуха.

Костюм для погружения французского аристократа Пьера Реми де Бова, 1715 Водолазный костюм Пьера Реми де Бова, 1715

Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797 Изобретатель сам опробовал свое изобретение в реке. Верхняя часть костюма была защищена цилиндрической конструкцией, благодаря чему можно было гулять по дну реки. Костюм состоял из кожаной куртки, штанов и цилиндрического шлема, а вот ботинки к костюму не прилагались, надеюсь испытатель не порезал себе ноги о речные камни. Шлем был соединен с башенкой, в которой находился резервуар с воздухом. Резервуар не пополнялся, так что время прибывания под водой было ограничено.

Резервуар с воздухом.
Аппарат для погружения Карла Клингерта, 1797

Первый глубоководный скафандр с тяжёлыми башмаками Августа Зибе (Германия), 1819

Иллюстрация из газеты «London News»

Неудобство состояло в том, что если водолазу приходилось удерживать вертикальную позицию, иначе под колокол могла попасть вода. В 1937 году к колоколу было добавлено водонепроницаемое облачение, что позволило водолазу стать более подвижным. Такие шлемы использовались на протяжении более ста лет.

Водолазный костюм Альфонса и Теодора Кармагноль, Марсель, Франция, 1878 С двадцатью маленькими иллюминаторами. В чем суть такого большого количества таких маленьких экранчиков нам понять не удалось.
Аппарат Генри Флюсса, 1878 Прорезиненная маска соединялась герметичными трубками с дыхательным мешком и коробкой с веществом, поглощающим углекислый газ из выдыхаемого воздуха.

Аппарат Генри Флюсса, 1878

Один из первых водолазных костюмов с поддержанием давления, разработан де Плюви, 1906. Он утверждал, что совершил много погружений на глубину до 100 метров. Мы не знаем правда это или нет, но водолазный костюм выглядит забавно. Похож на робота из научно-фантастических фильмов 1950-х годов.

Атмосферный водолазный костюм де Плюви, 1906. Костюм из алюминиевого сплава Честера Макдуффи весом около 200 кг, 1911

Три поколения водолазных костюмов немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке», 1917-1940

Первая модель 1917 — 192
Вторая модель 1923-1929 Третья модель 1929-1940

Костюм третьего поколения немецкой фирмы «Нойфельд и Кунке» позволял погружаться на глубину до 160 метров и был снабжен встроенным телефоном. Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925

Мистер Перес и его новый стальной водолазный костюм, Лондон, 1925

Американские морские водолазы носили вот такие водолазные костюмы с 1918 прямо до середины 1980-х. Этот костюм позволил водолазам работать на немного больших глубинах, чем прежде и главным образом его можно было использовать на большой глубине для спасательных операций. Костюм из прорезиненной ткани защищал водолаза от холода и грязной воды.

Костюм использовался с 1918-1980

Под такой водолазный костюм водолазы надевали теплую шерстяную одежду, что бы было теплее.
Скафандр, позволяющий водолазу значительное время работать на глубине 300 метров без долгого процесса декомпрессии. Можно сказать, что это скафандр был субмариной на одного человека. Благодаря этому скафандру водолазы больше не должны были испытывать дискомфорт от холодной воды, вдыхать сложные газовые смеси и должны были перестать бояться потенциальную кесонную болезнь. скафандр широко использовался в 70-х годах прошлого века в нефтяной промышленности. А в 1979 Сильвия Эрл установила мировой рекорд в этом скафандре. Она спустилась на 381 метр и шла по морскому дну в течение двух с половиной часов, рекорд, который до сих пор не побит.