В поисках безопасного всплытия

Изменив скорость всплытия, вы узнаете, что же происходит, когда давление понижается. Декомпрессионная болезнь – ДКБ, или кессонная болезнь – во многом остается загадкой. Ученые практически уверены, что ее вызывают пузырьки инертного газа, попавшие в ткани на глубине при высоком давлении, а также уже больше столетия известно, что ДКБ возникает именно при всплытии из-за понижения давления. То, как вы поднимаетесь, и в первую очередь то, насколько быстро вы это делаете, определяет, станете ли вы жертвой ДКБ.

Тут-то заканчивается понимание, и начинаются разногласия. Медленнее – значит безопаснее, но насколько медленно? Может ли всплытие оказаться слишком медленным? Надо ли подниматься с постоянной скоростью, или следует ускоряться/замедляться ближе к поверхности? Нужно ли останавливаться по пути? Если да, то где и на какое время?

За последние 120 с лишним лет знания о ДКБ продвигались так, как это обычно происходит в науке, — в большей степени по интуиции. Исследователи и подводники рассматривают гипотезу за гипотезой, пока не открывают какой-либо закон природы. Кажется, сейчас мы максимально близки к этому, и для полноты картины необходимо внести последние штрихи.

Вот, что нам уже известно на этот момент:

На сколько медленно нужно подниматься?

Довольно рано стало понятно, что, чем быстрее поднимаешься, тем больше будет проблем, а также то, что небольшая скорость всплытия и постепенная смена давления позволяют избежать ДКБ. Это доказали как «полевые», так и лабораторные исследования. В 1870-х Поль Берт (Paul Bert) производил в барокамере эксперименты на собаках. Он «опускал» их на 90м, затем некоторых «поднимал» быстро, некоторых медленно. Все животные, «всплывшие» за 1 – 4 минуты, погибли. Счастливчики, которым доктор дал час и больше, выжили.

Эндрю Смит (Andrew Smith), врач, назначенный на проект строительства Бруклинского моста в 1872, заметил, что то же самое происходит с рабочими, поднимающимися со дна реки. До его приезда они всплывали с 20м с максимально возможной скоростью. Смита не волновали пузыри. Он, как и многие другие, верил, что ДКБ происходит из-за «сжатия внутренних органов». Смит не был знаком с открытиями Берта, опубликованными только в 1878 г. Но не смотря на это, он оказался внимательным наблюдателем и заметил кое-что важное: «Возможно, наиболее распространенная причина ДКБ – слишком быстрое всплытие. Если бы было дано достаточно времени для подъема на поверхность, болезнь бы исчезла». Так доктор Смит снизил скорость всплытия до 3м/мин. Кессонная болезнь не исчезла, но наблюдения Смита помогли, и в конце 19в средняя скорость всплытия стала даже меньше 3м/мин.

Может ли всплытие оказаться слишком медленным?

Поскольку небольшая скорость всплытия применялась в основном при долгих и глубоководных погружениях, вскоре обнаружилось, что даже при 0.5 м/мин может возникнуть ДКБ.

Дж.С. Холден решил исследовать не охваченную Бертом территорию между всплытием за 1 минуту, которое убило несчастных собак, и всплытием за час. Холден знал, что существует связь между скоростью подъема и возникновением ДКБ, но какая именно? В этот раз подопытными стали козы, поскольку их размер и сердечно-сосудистая система похожи на человеческие.

В рамках исследования для королевского флота Великобритании в 1906 Холден помещал коз в барокамеру, варьировал давление и делал выводы, какие условия вызывают боль у животных. Основываясь на полученных данных, он разработал теорию, которую мы до сих пор используем для понимания декомпрессии, включая воображаемые «отсеки» «медленных» и «быстрых» тканей, впитывающих и выводящих газ по принципу полураспада.

Кроме всего прочего, Холден понял, что всплытие может оказаться и слишком медленным, т.к. проводя много времени на глубине, дайвер получает еще больше газа и усугубляет проблему ДКБ. Поэтому ученый предписал скорость 9 м/мин вместо 1.5 м/мин, широко распространенных тогда на флоте.

До Холдена водолазу королевского флота требовалось 20 минут, чтобы подняться, притом половину этого времени он проводил ниже 15 м. По таблицам Холдена необходимо лишь 7 минут для всплытия, включая 3-х минутную остановку, но только 1 минуту 40 секунд можно провести ниже 15 м.

Почти на полвека предпочтительной стала скорость 9 м/мин. В общем-то, водолазов в медных шлемах сложно было бы вытащить на поверхность быстрее. Но, поскольку изобретение акваланга сняло это ограничение, в начале 50-х годов команда подводных саперов американского военно-морского флота потребовала разрешения подниматься со скоростью 30 м/минуту. Но для «медноголовых» водолазов, которым приходилось использовать те же таблицы, это было слишком быстро. В результате компромисса ВМФ США (US Navy) установил норму скорости подъема на 18 м/мин.

Новые декомпрессионные таблицы были разработаны с учетом новой скорости всплытия, протестированы на добровольцах и официально введены в 1959г. Следующие 40 лет почти все дайверы поднимались со скоростью 18м/мин.

Но тут теория снова забуксовала. Скорость 18м/мин работала очень хорошо. Количество ДКБ оставалось на низком уровне. Но в существующей статистике крылось нечто гораздо более опасное. Было зарегистрировано несколько более длительных и более глубоких погружений, которые потребовали брать в расчет требующие брать в расчет большее количество «медленных» тканей.

В итоге, в 1970 году швейцарский профессор А.А. Бульман (A.A. Buehlmann) снова начал исследования и разработал новые декомпрессионные таблицы. Он снизил максимальную скорость всплытия до 10 м/мин. Таблицы и скорость всплытия «по-Бульману» стали популярны в Европе и проникли в США в середине 80-х в качестве рабочих алгоритмов первых подводных компьютеров.

Однако другие модели декомпрессиметров все еще использовали стандарты ВМФ США и скорость 18 м/мин. Некоторые дайверы вообще перестали доверять компьютерам. А изобретенный к тому моменту детектор пузырей Доплера показал, что при многих кажущихся безопасными погружениях все-таки образуются пузыри. Производители компьютеров и обучающие агентства поняли, что всплытие должно быть более осторожным. Специально или нет, но они сошлись на скорости 9 м/мин, рекомендованной Холденом еще 80 лет назад.

Недавно некоторые исследователи предположили, что 3м/мин – наиболее безопасная скорость. Доктора А. Маррони (Alessandro Marroni) и П. Беннетт (Peter Bennett), работающие в европейском филиале DAN (Divers Alert Network), начали сравнительное исследование скоростей 18, 9 и 3 м/мин, а также глубоких и неглубоких остановок безопасности. Их работа еще не закончена, но первые отчеты предполагают, что при скорости 9 м/мин образуется меньше пузырей, чем при скоростях 18 и 3 м/мин.

Надо ли ускоряться или замедляться при подъеме?

Необходимо ли менять темп всплытия по мере приближения к поверхности? Одно время дайверы увеличивали скорость ближе к поверхности. В конце концов, водолазы и рабочие в колоколе могли работать на небольшой глубине целый день без каких-либо осложнений, так что неглубокая вода казалась совсем не опасной. Сегодня мы знаем, что это не так, ведь на небольшой глубине быстрее меняется давление. Многие дайверы и компьютеры рекомендуют подниматься быстро, пока ты на глубине – 18 м/мин, а достигнув отметки 30 м, снизить скорость до 9 м/мин. Как, по-вашему, хорошая идея или не нет?

100 лет назад водолазы поднимались с постоянной скоростью – 1.5 м/мин. Если нарисовать график, где вертикальная ось – глубина, а горизонтальная – время, медленное всплытие с постоянной скоростью образует прямую, идущую под небольшим углом к горизонтали. Скажем, 8 атмосфер, затем 7, 6, 5, 4, 3, 2, и 1. В этом есть смысл – нет никаких резких скачков.

Однако Холден посадил в барокамеру своих коз и обнаружил нечто удивительное: подопытные неплохо переносили быстрый падение давления с 8 атм до 4, с 6 до 3, с 2 до 1. Еще лучше проходила комбинация: с 8 до 4 атм и затем с 2 до 1 атмосферы.

На графике профиль всплытия будет выглядеть как лестница, ступени которой становятся все меньше с высотой. Если попытаться уравнять ступени, получится кривая, плавно подходящая к поверхности. Другими словами, скорость всплытия становится меньше ближе к поверхности. Наверняка в этот момент Холден воскликнул «Эврика!», потому что точно так же ведут себя пузыри, и Берт уже предполагал, что именно они являются причиной ДКБ.

Основы физики говорят, что пузырь будет расти с постоянной скоростью с каждым понижением давления в половину. То есть пока коза поднимается по кривой ( 8–4–2–1атм), пузырь внутри него растет по прямой. И, если предположить, что газ постепенно выходит из пузыря и выводится, пузырь может и вовсе не увеличиться. Газ, растворенный в тканях коз, видимо, действовал подобным образом. Если отношение между давлением растворенного газа и давлением вокруг будет держаться ниже критического уровня, то пузыри не будут формироваться, и не возникнет ДКБ.

Кажется, это доказывает, что скорость всплытия должна изменяться: быть быстрой на глубине и уменьшаться ближе к поверхности. Таким образом, газ внутри дайвера будет расширяться по прямой – эффект, которого доктор Смит и первые водолазы пытались достигнуть с помощью постоянной скорости всплытия. Людям на поверхности, тем не менее, было бы непросто вытаскивать водолазов с постепенно замедляющейся скоростью.

Наверное, чтобы упростить им жизнь, Холден разделил всплытие на этапы с остановками на каждых 3м – по аналогии с прохождением лестничных пролетов. Остановки становились дольше по мере приближения к поверхности, таким образом, всплытие замедлялось. Например, для погружения на 30 м на 25 минут Холден требовал 1-минутной остановки на 9 м, 5-минутной на 6м, и 10-минутной на 3 м при общем времени всплытия – 19 минут.

Назад в будущее

Дай дайверам дюйм, и они сделают милю. Даже до того, как скорость всплытия повысилась до 18 м/мин, дайверы обнаружили, что множество остановок можно исключить, и к моменту появления новых таблиц US Navy в 1959 г. во всю поднимались прямо на поверхность, пробыв 25 минут на 30м. А с нововведенной скоростью всплытия –18 м/мин, общее время всплытия стало занимать всего 1 минуту 40 секунд, а не 19 минут. Профиль всплытия на графике снова превратился в прямую, притом более крутую, чем в 19 веке.

Не удивительно, что участилось появление пузырей и ДКБ во время длительных погружений. Пока Бульман добавлял «медленные» ткани и вновь снижал скорость всплытия, другие предлагали восстановить декомпрессионные остановки. Остановка безопасности была предложена на семинаре в American Academy of Underwater Sciences в 1889г. «Остановка в зоне 3–9 м на 3–5 минут» — была первоначальная рекомендация, а дайв-школы упростили это до 3 минут на 4.5 м, которые мы практикуем до сих пор. Таким образом, в профиле всплытия восстановилась ступенька. А глубокая остановка безопасности на половине максимальной глубины, рекомендуемая сегодня NAUI и другими для «бездекомпрессионных» погружений, восстановила еще одну. То есть мы опять возвращаемся к нашим козам – к кривой, созданной Холденом столетие назад.

Подведем итог: профиль всплытия сначала был пологой прямой, затем кривой, затем крутой прямой, а сейчас снова стал кривой.

Надо ли останавливаться?

На графике ступени можно уровнять гладкой кривой (постепенное всплытие без остановок) – будет ли это иметь тот же декомпрессионный эффект? Помогают ли остановки сами по себе элиминации газа? Официально одобренное этапное всплытие легче осуществимо, чем постоянный подъем с низкой скоростью. Вместо остановки на 4.5 м на 3 минуты, а затем подъема со скоростью 9 м/мин, вам придется установить постоянную скорость 1.5 м/мин. В небольшой глубине волнение на поверхности и перепад давления сильно затрудняют контроль плавучести. Так что остановка позволяет проще контролировать всплытие. Но есть ли разница в скорости вывода газа из тканей?

Сегодня многие исследователи считают, что есть. «В остановке, несомненно, есть смысл», — говорит доктор Беннетт. «Если вы посмотрите на компьютерную модель и сравните скорость вывода газа из различных тканей, то увидите, что газ гораздо эффективнее выводится во время остановок». Но исследование не завершено, наилучшие глубина и продолжительность остановок все еще неизвестны.

Для разрешения оставшихся проблем декомпрессии придется, как всегда, ждать новых данных. Тесты проводятся в Средиземном море под эгидой DAN Europe, в то время как DAN USA собирает информацию обо всех рекреационных погружениях в мире в рамках программы Project Dive Exploration. Если хотите поделиться фактами и стать частью программы, наберите www.diversalertnetwork.org/research/projects/pde.

Как замедлиться

Сохранять скорость 9 м/мин может оказаться нелегко. Вот несколько советов:

1. Разделите всплытие на этапы по 3 м. Каждый этап должен проходиться за 20 секунд, если прошли быстрее – остановитесь и подождите, пока 20 секунд истекут, затем поднимайтесь дальше.
2. Считайте между цифр. На цифровом глубиномере данные сменяются каждые 2 секунды, если ваша скорость – 9 м/мин. Считайте «сто один, сто два» между каждой сменой.
3. По спусковому концу идите «рука за рукой». Вам вряд ли удастся перехватывать веревку быстрее, чем со скоростью 9 м/мин.
4. Часто останавливайтесь, чтобы отрегулировать плавучесть. Снизить скорость всплытия проще при нейтральной или слегка отрицательной плавучести.
5. Оставайтесь ниже напарника. Если он тоже знает эту хитрость, получится соревнование, кто самый медленный.

Источник: http://www.divingworld.ru/