Физиология подводного плавания (831098), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Удельныйвес (плотность) пресной воды при +4 °С составляет 1,0 г/см3. Средняяплотность морской воды при температуре +20 °С составляет 1,025 г/см3.При температуре О °С и солености 35 %о морская вода имеет плотность 1,028 г/см3.Плотность морской воды в отличие от пресной зависит не только оттемпературы и давления, но и от солености. Чистая вода имеет наибольшую плотность при температуре +4 °С, однако с повышением солености эта температура понижается, и при солености выше 24,695 %остановится ниже температуры замерзания. Морская вода соленостьюниже этого значения называется солоноватой, выше — чисто морской.Жидкий грунт - резко выраженный слой скачка плотности воды свертикальным коэффициентом, достаточным для того, чтобы подводная лодка могла лежать в этом слое воды без хода, как на фунте. Жидкий грунт может также влиять на деятельность водолазов и работу подводных аппаратов.Вязкость морской воды, или внутренне трение, — свойство морскойводы противодействовать и сопутствовать относительному перемещениючастиц (слоев) жидкости.
Молекулярная вязкость морской воды — оченьмалая величина, равная в среднем 10-3 кг/м • с, и изменяется незначительно при изменении температуры, солености и давления воды. Коэффициент турбулентной вязкости во много раз больше: в верхнем слое океана, подверженном воздействию ветра, он достигает 103 кг/м • с.Типовые расчеты при медицинском обеспечении водолазных спусков, связанные с физическими свойствами воды, приведены в приложении 2.2.1.3. Гипогравитация и динамическое воздействие водной средыВ соответствии с законом Архимеда тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненный им объем жидкости.
Например, если человек массой 80 кг вытесняет при погружении 793дм воды, то его вес в воде становится равным 1 кгс, поскольку массапресной воды при плотности 1 кг/дм3 равна 79 кг (80 - 79 = 1). В морской76(океанской) воде большей плотности вес тела будет еще меньше. Причем при неизменной массе тела человека объем его тела колеблется в соответствии с фазами дыхания, что приводит к изменению плотности тела.3При вдохе средняя плотность тела составляет 0,96—0,99 кг/дм , что позволяет неподвижно лежать на поверхности пресноводного водоема.
Привыдохе плотность тела равна 1,021—1,097 кг/дм3, что требует проведенияплавательных движений для удержания на воде. Поскольку средняя плотность воды в океанах и открытых морях составляет около 1,025 кг/дм3,выталкивающая сила увеличивается, и человеку значительно легче удержаться на поверхности моря. Таким образом, человек под водой находится в состоянии гипогравитации, близком к невесомости космонавта.Различие с космическим вакуумом состоит в плотности, вязкости и других характеристиках водной среды.На погруженного в воду водолаза одновременно действуют две силы:сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила плавучести, действующая вертикально вверх.
Точка приложения силы тяжести называется центром тяжести, а точка приложения силы плавучести - центром плавучести. С этими двумя силами тесно связана остойчивость водолаза, т.е. его способность сохранять под водой определенное положение, а при отклонении легко к нему возвращаться (рис. 52).Сохранение остойчивости особенно важно для водолаза, использующего не плавательный вариант водолазного снаряжения, а вентилируемое снаряжение с объемным скафандром, требующим для спуска и работы на фунте погашения плавучести применением грузовдостаточно большой массы.Если центры тяжести и плавучести расположены на однойвертикальной линии (по осисимметрии тела), а центр плавучести находится на 10-20 смвыше центра тяжести, то водолаз будет иметь нормальную остойчивость.
При нахожденииэтих центров на различных вертикальных линиях (например,смещение груза вбок) тело водолаза будет стремиться к смещению в сторону центра плавуРис. 52. Остойчивость водолаза при различчести, что требует примененияном расположении центров тяжестидополнительных усилий дляи плавучести:удержания тела в вертикальномА — центр тяжести выше центра плавучести,положении и предупрежденияпри наклоне водолаз опрокидывается;Б — центр тяжести значительно ниже центра опрокидывания. При расстояплавучести, водолазу приходится тратить зна- нии между центрами тяжести ичительные усилия для преодоления сил, вос- плавучести больше 20 см остойстанавливающих водолаза в вертикальном по- чивость водолаза будет избыточложении77ной и ему будет трудно наклоняться.
При их близком расположении остойчивость будет низкой, а при совпадении этих точек — безразличной,что может привести к переворачиванию водолаза. Особенно опасно расположение центра тяжести выше центра плавучести, что почти неизбежно приведет к переворачиванию водолаза вверх ногами с последующимвыбрасыванием на поверхность. При значительном отстоянии центра тяжести от центра плавучести водолазу в плавательном варианте снаряжения приходится затрачивать дополнительные усилия на удержание горизонтального положения при плавании под водой.Следует отметить, что гипогравитация значительно затрудняет двигательную и производственную деятельность человека под водой вследствие сложности обеспечения точки опоры для выполнения работы.Движения под водой приводят к реактивному изменению положениятела человека, и это не позволяет развить требуемое усилие.
Разностьсилы тяжести и плавучести (величина отрицательной плавучести) водолаза, работающего на грунте, должна находиться в пределах 3—8 кгс.В различных ситуациях водолаз в вентилируемом снаряжении можетиметь плавучесть от отрицательной в 40 кгс (полное обжатие) до положительной в 15 кгс (полное раздутие).При перемещении под водой и выполнении работы водолаз испытывает сопротивление плотной водной среды, которое значительно изменяет привычные двигательные координации, что требует строитьсовершенно новые формы движений. Преодоление сопротивления водной среды осложняет нахождение в условиях гипогравитации при отсутствии достаточной опоры.
При этом движения человека становятсямедленными и плавными, а положения туловища и конечностей выбираются такими, чтобы уменьшить линейные размеры по фронту движения. Ходьба превращается в медленные прыжки боком или наклоненным вперед корпусом с отталкиванием двумя ногами или выполнением плавательных движений.При нахождении водолаза под водой значительная нагрузка падаетна дыхательную мускулатуру, особенно при отсутствии воздушной прослойки в области грудной клетки. В этом случае необходимы большиезатраты энергии для отодвигания грудной клеткой воды при вдохе.Сопротивление воды и потеря веса ударного инструмента серьезнозатрудняют его использование под водой. В то же время подъем и удержание на весу различных предметов требуют применения гораздо меньших усилий, чем на воздухе.Таким образом, приспособительная реакция организма человека кгипогравитации, низкой остойчивости и большому сопротивлениюводной среды состоит в переучивании новым двигательным навыкам.Необычные условия пребывания и работы под водой, затрата значительных усилий и нервно-эмоциональное напряжение приводят к переутомлению, выраженность и скорость наступления которого связаны с уровнем физического развития, приобретенными навыками работы под водой и степенью устойчивости функционирования центральной нервной системы, способностью противостоять стрессорным воз78действиям.
Быстрое наступление выраженного переутомления в экстремальных условиях водной среды может приводить к аварийным ситуациям, возникновению специфических и неспецифических заболеваний водолазов.При проведении работы на течении или в условиях волнения воды онаоказывает на человека динамическое воздействие. Скорость течения нареках зависит в основном от рельефа местности, а на море главной причиной течений у берегов, на мелководье и в узких проливах являютсяприливы и отливы, основной период которых составляет половину лунных суток (около 12,5 ч). Высота приливов в среднем составляет около 2м, но может достигать 13—14 м, а максимальная скорость — 5—16 узлов (1узел = 1 морской миле в час = 1852 м/ч = 52 см/с). Скорость цунамидоходит до 700 км/ч, высота волны достигает 10—15 м, а иногда 30—50 м,что вызывает катастрофические последствия.
Ветровые волны обладаютхарактерными периодами колебаний в 5-20 с, длина волны может составлять от 60 до 600 м, а высота — до 20 м.Практика показывает, что работа водолаза на течении должна оцениваться как тяжелая физическая нагрузка дополнительно к энергетической стоимости самих производственных операций. Для удержания ивыполнения работы на течении необходимо иметь специальные навыки и прилагать значительные усилия. Зачастую на течении приходитсяпередвигаться ползком и пользоваться специальными техническимиприспособлениями. Водолазные работы могут проводиться на течении,скорость которого не превышает 2 м/с.
Еще большие трудности могутвозникнуть при наличии не постоянных и однонаправленных, а переменных сносящих сил. Производственная деятельность водолазов может осуществляться при волнении моря, не превышающем 2—3 балла взависимости от типа плавсредства, с которого выполняются спуски. Прибольших величинах волнения работа в нескольких метрах от поверхности становится невозможной. Водолаз может получить травму при столкновении с находящимися под водой или на поверхности препятствиями, он может сорваться со спускового конца, перевернуться и непроизвольно всплыть на поверхность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
