Все дайверы хорошо знакомы с аквалангом — так называемым аппаратом открытого цикла дыхания: воздушная смесь поступает из баллона, а выдох полностью уходит в окружающую среду. Ребризеры устроены сложнее, это аппараты, которые работают по замкнутому или полузамкнутому циклу дыхания — выдох полностью или частично возвращается в аппарат, очищается от углекислого газа в канистре поглотителя, насыщается кислородом и снова подаётся на вдох.
Прежде чем начать выбирать для себя ребризер, надо ответить себе на несколько важных вопросов. «Кто я? ». «Где я планирую погружаться с ребризером? ». «Сколько у меня есть денег для покупки ребризера и прохождения курсов? ». Причины, по которым дайвер выбирает ребризер, могут быть разными. Технический дайвер, фотограф, морской биолог или подводный археолог. У каждого свои задачи, они могут быть разными и поэтому разные категории дайверов выбирают разные ребризеры.
Это же обстоятельство определяет большое разнообразие ребризеров на мировом рынке. Большинство разработчиков ребризеров имеют свои специфические требования к аппаратам, которые определили их конструкцию. Если дайвер приобретёт себе ребризер, сделанный не под свои задачи, то, скорее всего, его ждёт разочарование. Показательная история ребризеров Sentinel, которые внезапно появились на вторичном рынке по очень привлекательной цене. Однако дайверов, купивших их для обычных погружений до 55 метров, ждало жестокое разочарование — аппарат, предназначенный для очень глубоких дайвов, был очень тяжёлым для использования для обычных дайвов. ё
Но бывает и так, что ребризер, сделанный под одни задачи, удаётся успешно применить для других целей. Часто для этого ребризер подвергается достаточно сложному тюнингу.
Для того, чтобы сориентироваться «по сторонам света» мира ребризеров надо разобраться с их классификацией по способу подачи кислорода в дыхательный контур. Часть из тех типов ребризеров, что я сейчас перечислю, скорее всего, никогда не встретятся дайверам на практике, но знание о принципах работы этих ребризеров полезно.
Для начала разделим ребризеры на две большие группы:
• ребризеры, у которых кислород подаётся только из баллонов;
• ребризеры, у которых есть химический связанный кислород в регенеративном веществе.
В свою очередь ребризеры с химическим связанным кислородом делятся на:
• кислородные регенеративные ребризеры;
• смесевые регенеративные ребризеры без постоянной подачи смеси;
• смесевые регенеративные ребризеры с постоянной подачей смеси;
• смесевые регенеративные ребризеры с электронным контролем парциального давления.
Несмотря на то, что официальные курсы дайвинга используют ребризеры только из первой группы, с ребризерами из второй группы дайверы тоже регулярно сталкиваются. Дело в том, что ко второй группе принадлежат практически все советские ребризеры серии ИДА. Привлекательная цена ИДА на вторичном рынке кружит голову новичкам, но действительность несколько отличается от фантазий по поводу использования этих аппаратов.
Несмотря на то, что я имею успешный опыт использования ребризеров с регенеративным веществом, в том числе и для глубоких погружений, я против того, чтобы преподавать курсы по таким ребризерам дайверам. Регенеративное вещество неоправданно опасно в эксплуатации, и я считаю, что этот фактор угрозы жизни и здоровью лучше исключить из практики погружений.
Путем тюнинга можно перевести аппараты из второй группы в первую. Если вам так хочется плавать на советском раритетном аппарате, это возможно. Тюнинг может быть разного уровня. На начальном уровне тюнинга при небольших затратах можно получить недорогой аппарат для простых погружений, но чем более сложный тюнинг предполагается, тем больше это теряет экономический смысл — проще сразу собирать аппарат из частей, более подходящих для сложных погружений.
Далее мы будем рассматривать только аппараты первой группы, т. е. те, которые используют обычный известковый поглотитель без всякого регенеративного вещества.
Кислородные ребризеры (Oxy — oxygen rebreather)
Кислородные ребризеры — одни из самых простых типов ребризеров (по простоте их могут переплюнуть только некоторые регенеративные аппараты). Первый в мире ребризер был именно кислородным и был сделан в 1853 году для работы в атмосфере ядовитых газов, а 1879 году с ребризером впервые спустились под воду. Кислородный ребризер более полувека безраздельно царил в мире как аппарат для легководолазных спусков, но затем постепенно был оттеснен более сложными ребризерами и аквалангами.
Простота кислородных ребризеров определяется в первую очередь тем, что, как правило, в контуре их присутствует только два газа — кислород и углекислый газ. Причём углекислый газ есть только в шлангах, через которые идёт выдох дайвера. Дойдя до канистры с поглотителем, углекислый газ поглощается поглотителем.
Чтобы избавить дайвера от необходимости всё время нажимать на кнопку подачи кислорода, в систему добавляют дюзу постоянной подачи или регулируемый дроссель. Для дюзы, конечно, лучше иметь баллон с первой ступенью регулятора. В качестве средства автоматизации на дыхательный мешок ставят клапан сброса смеси, который стравливает избытки газа при всплытии. Также для автоматизации работы аппарата на него ставят лёгочный автомат (фактически вторую ступень регулятора), которая автоматически подаёт газ при погружении.
Простота кислородного ребризера имеет свою оборотную сторону в виде ограничения глубины погружения. В современном рекреационном и техническом дайвинге установлен предел парциального давления кислорода в 1,6 атм, что ограничивает глубину погружения 6 метрами в тёплой воде при минимальной физической нагрузке. В военно-морском флоте ФРГ такой предел составляет 8 метров, в ВМФ СССР он составлял 22 метра.
Надо чётко понимать, что такой предел устанавливался для людей, прошедших предварительный отбор по здоровью. Кроме того, погружение на такую глубину имело достаточно кратковременный характер.
Я настоятельно рекомендую дайверам не думать, что они могут в своих спортивных погружениях уподобляться бойцам ВМФ и не погружаться глубже 6 метров с такими аппаратами.
Применение кислородных ребризеров в дайвинге (мы не говорим о военном применении):
• Использование отдельного кислородного ребризера для прохождения финальной стадии декомпрессии во время проведения сложных технических погружений с большой экспозицией.
• Использование кислородного ребризера как аппарата начального уровня для погружений в пресноводные водоёмы.
• Создание кислородных аппаратов как объекта технического творчества.
• Использование оригинальных исторических аппаратов и их реплик для исторических реконструкций (погружение в старом снаряжении).
Несмотря на ограничения, которые есть у кислородных ребризеров, они пользуются популярностью, и дайвер может приобрести их или получить путем тюнинга аппаратов других типов.
Активные полузамкнутые ребризеры (aSCR — Active Semi Closed Rebreather)
До недавнего времени активный полузамкнутый ребризер был наиболее распространённым в спортивном дайвинге типом ребризера. Это случилось, благодаря фирме Drager, которая выпустила аппараты Dolphin и Ray, курсы по которым есть во многих обучающих ассоциациях. Однако фирма Drager решила уйти с рынка спортивных ребризеров. Вероятно, сделала она это неспроста, поскольку сразу после этого эпоха aSCR в дайвинге стремительно закончилась.
Принцип действия: в дыхательный мешок с постоянной скоростью через калиброванную дюзу подается найтрокс. Скорость подачи зависит только от выбранной тарированной дюзы или настройки дросселя, которая делается на основе процента кислорода найтрокса в баллоне.
Концентрация кислорода в дыхательном контуре остается постоянной при постоянной физической нагрузке, но при возрастании нагрузки процент кислорода в контуре начинает снижаться. Для того, чтобы количество кислорода не стало меньше, чем в воздухе, подача дыхательной смеси осуществляется с большим запасом. Излишки газа удаляются в воду через травящий клапан, поэтому ребризер полузамкнутого цикла выпускает несколько пузырьков дыхательной смеси не только при всплытии, но и при каждом выдохе водолаза.
Активные полузамкнутые ребризеры применяются:
• Для начального обучения использованию ребризера. (В некоторых ассоциациях есть вариант начального обучения дайвингу с использованием ASCR, т. е. дайвер с самого начала может обучаться на ребризере).
• Для совершения рекреационных погружений на глубину до 40 метров.
• Для совершения технических погружений на глубину до 100 метров с переключением подачи смеси (с использованием смесей с гелием).
На рынке практически не осталось aSCR, но на смену им пришли eSCR, о которых мы расскажем далее.
Механические селфмиксеры (mSMR — Mechanical Self Mixer Rebreather)
aSCR требует для работы найтрокс. Чтобы сделать найтрокс, перед погружением нужно смешивать специальным образом кислород и воздух. У многих, кто знакомится с aSCR, возникает идея, а нельзя ли смешивать кислород и воздух сразу в ребризере, подавая их через две независимые дюзы? Такой аппарат называется механический селфмиксер. Такой принцип работы не очень безопасен, поэтому сейчас такой тип ребризеров, ни в спортивном, ни в профессиональном дайвинге не имеет применения. Однако есть примеры создания самодельных селфмиксеров.
Замкнутые ребризеры с электронным управлением (eCCR — Electronic Closed Circuit Rebreather)
Замкнутые ребризеры с электронным управлением — самые массовые ребризеры в наше время.
Первый в истории аппарат этого типа был создан Вальтером Старком в 1968 г и назывался Electrolung.
Принцип работы аппарата состоит в том, что используются два газа. Первый, называемый дилуентом (в его роли выступает воздух, тримикс, гелиокс или бедный найтрокс), подаётся в дыхательный мешок аппарата через лёгочный автомат или кнопкой ручной подачи для компенсации обжима дыхательного мешка при погружении. Второй газ (кислород или богатый найтрокс) подаётся с помощью электромагнитного клапана, управляемого микропроцессором. Второй газ также можно подавать вручную — кнопкой. Микропроцессор опрашивает три кислородных датчика, сравнивает их показания и, усредняя два ближайших, выдаёт сигнал на соленоидный клапан. Показания третьего датчика, отличающиеся от двух других сильнее всего, игнорируются.
Дайвер устанавливает два значения парциального давления кислорода, которые электроника будет поддерживать на разных этапах погружения. Одно (например, 0,7 атмосфер) для выхода с поверхности на рабочую глубину и второе (1,1–1,4 атмосферы) для нахождения на глубине, прохождения декомпрессии и всплытия до 3 метров.
Тем не менее, дайвер ОБЯЗАН ПОСТОЯННО контролировать работу микропроцессора для выявления возможных проблем с электроникой и датчиками.
Конец 90-х и начало 2000-х годов вывели в лидеры ребризеры Buddy Inspiration.
Конец 2000-х годов характеризуется появлением на рынке множества новых моделей, которые имеют определённые преимущества друг перед другом.
Существуют также переделки различных старых моделей ребризеров под электронное управление.
Замкнутые ребризеры с электронным управлением применяются:
• Для совершения рекреационных погружений на глубину до 40 метров.
• Для совершения технических погружений на глубину до 120 метров.
• Для совершения рекордных технических погружений на глубину свыше 120 метров. Не каждый eCCR способен участвовать в таких погружениях. Кроме того, на такие погружения фирмы производители не дают гарантии работоспособности аппарата.
• Для совершения технических погружений в пещеры.
Революционные изменения в части конструкции электронных ребризеров произошли с появлением аппарата Poseidon Cis-Lunar Discovery Mk6. Обычные электронные ребризеры не могли обеспечить новичку такой уровень безопасности, какой давал Mk6 Discovery.
Об этом мы подробно поговорим в дальнейшем, а сейчас просто отметим, что с появлением Mk6 Discovery фактически родилось новое направление ребризердайвинга — рекреационные ребризеры с электронным управлением парциальным давлением
Полузамкнутые ребризеры с электронным управлением (eSCR — Electronic Semi Closed Rebreather)
Удешевление электроники позволило применить электронное управление в полузамкнутых ребризерах. Чтобы понять принцип их работы, представим себе eCCR, в котором оба баллона заправлены 40% найтроксом. Такой ребризер будет работать. Соленоид будет включаться чаще, чем с кислородом, обеспечивая постоянный состав смеси в контуре. Излишки смеси будут стравливаться через клапан. Нам осталось оставить только один баллон (газы-то в баллонах нашего воображаемого eCCR одинаковые), и мы получим eCSR. Первым ребризером этого типа был Hollis Explorer Sport. Идея его создания была в том, что бы вписаться в ту же нишу, что и Mk6 Discovery — безопасного и простого ребризера, который можно доверить даже новичку в дайвинге.
Замкнутые ребризеры с ручным управлением (mCCR — manual Closed Circuit Rebreather)
Устройство замкнутых ребризеров с ручным управлением в целом повторяет конструкцию замкнутых ребризеров с электронным управлением за исключением того, что компьютер с электромагнитным клапаном отсутствует, а вместо него подачей кислорода управляет сам дайвер на пульт ручной подачи кислорода. Для облегчения этой задачи в ребризере стоит калиброванная дюза или дроссель (клапан в котором можно регулировать подачу), подающая кислород с постоянной скоростью, меньшей, чем темп потребления кислорода дайвером (примерно 0,8 литров в минуту). Так же есть mCCR у которых нет ни дюзы, ни дросселя — подача осуществляется только частыми нажатиями дайвером на пульт ручной подачи кислорода.
Впервые этот тип аппаратов был реализован канадцем Гордоном Смитом в ребризерах K. I. S. S. (Keep It Simple Stupid). В первой половине 2000-х годов количество mCCR значительно увеличилось, и дайверы проявляли к ним значительный интерес. Множество небольших команд и отдельных дайверов начали изготавливать мелкосерийные и самодельные ребризеры этого типа.
Первоначально этот тип аппаратов был как бы «замкнутым ребризером для бедных», однако затем сторонники таких аппаратов нашли в них достоинства в виде большей простоты и меньшей вероятности отказа по сравнению с замкнутыми ребризерами с электронным управлением.
Замкнутые ребризеры с ручным управлением применяются:
• Для совершения рекреационных погружений на глубину до 40 метров.
• Для совершения технических погружений на глубину до 75 метров.
• Как аппарат для обучения основам замкнутых ребризеров с последующим переходом на eCCR.
• Как объекты технического творчества.
Совершать технические погружения повышенной сложности на замкнутых ребризерах с ручным управлением достаточно сложно, поэтому глубины таких погружений ограничены по сравнению с аппаратами с электронным управлением.
Пассивные полузамкнутые (pSCR — Passive Semi Closed Rebreather)
Эти аппараты стоят из-за своей конструкции и особенностей поведения совершенно отдельно от всех остальных ребризеров.
Принцип работы: два дыхательных мешка, связанных между собой механически. Один мешок большой, другой — маленький. У маленького мешка есть клапаны, один из которых впускает газ из дыхательного контура внутрь мешка, а другой выпускает его в окружающую среду. Когда дайвер делает выдох, наполняются оба мешка, а когда делается вдох, большой мешок, сжимаясь, передает усилие на малый и выдавливает газ из него в окружающую среду. Обычно стравливается от 1/12 до 1/5 выдыхаемого газа. Сейчас применяют следующие коэффициенты стравливания 1 к 5 — «Хальцион систем» (уже редко используется); 1 к 8 — SF‑1; Но чаще всего 1 к 10 (и 1 к 12- опционально) — PB80; SF1; RON и т. п.
Впервые идею такого аппарата высказал в 1881 году русский изобретатель А. Хотинский.
Первые успешные реализации таких ребризеров относятся к 1955 году, когда французская фирма «Спиротехник» создала ребризер для военных DC55. Прошло много лет, и только в 1997 темой пассивных полузамкнутых ребризеров занялись американcкие технические дайверы. Фирмой Halcyon было создан аппарат удивительного внешнего вида Halcyon PVR-BASC. В 2000 году был создан Halcyon RB80, который послужил образцом для многочисленных подражаний. Десять лет идея pSCR будоражила множество умов. Бесчисленные команды делали свои версии таких аппаратов, но постепенно всё «сошло на нет».
Этому несколько причин:
• pSCR в форм-факторе, аналогичном RB80, имеет весьма специфичные особенности дыхания. В первую очередь это связано с тем, что автоматика пассивных ребризеров работает за счёт дыхания дайвера. Месторасположение противолёгкого — «ниже спины», также не добавляет лёгкости дыхания во многих положениях. Доходит до того, что pSCR‑дайверы, возвращаясь с погружения (и понимая, что запасов газа хватит для возвращения), переключаются на открытый цикл, чтобы экономить силы на дыхание.
• По этой же причине (сопротивление дыханию превышает в таких аппаратах все нормы) с сертификацией по нормам Евросоюза у pSCR существуют ОЧЕНЬ БОЛЬШИЕ проблемы. Фактически в Европе pSCR можно делать только НЕЛЕГАЛЬНО, что резко уменьшает количество желающих ввязываться в этот бизнес.
• pSCR имеет потенциально небезопасные режимы работы. Так начинать погружение с поверхности надо на открытом цикле (иначе концентрация кислорода в контуре упадёт и возможна потеря сознания). Использование pSCR без встроенного кислородного датчика приводит иногда к ошибкам при расчёте декомпрессии.
Все эти факторы привели к тому, что в настоящее время производители pSCR переделали свои аппараты в eCCR.
Существует разновидность ребризеров пассивного полузамкнутого типа, разработанная самодельщиками, в которой объём дыхательного противолёгкого заведомо меньше объёма дыхания, и только по этой причине часть лишнего газа стравливается при каждом выдохе. Но этот вариант работает по несколько другим принципам, чем pSCR промышленного производства и не обеспечивает жёсткое постоянство O2 .
Предварительные выводы:
Если вы современный дайвер, то скорее всего вы будете выбирать что-то из eCCR, mCCR, eSCR и кислородных ребризеров (для обеспечения декомпрессии на кислороде).
Если вы ограничены в средствах, то ваш выбор будет ограничен между aSCR и pSCR‑аппаратами, а также кислородными ребризерами для неглубоких погружений.
Если вы любитель необычного и странного, то выберете регенерацию или селфмиксеры.
Продолжение следует…
Валерий Мухин для ПГ №5/2020
