OD DZWONU NURKOWEGO DO AQUALUNGU
"...historia rozwoju techniki nurkowania stała się
zarazem
historią pasji poznawczej człowieka, historią jego myśli
technicznej i coraz lepszego rozumienia natury zagrożeń
związanych z zanurzaniem się głębiej pod wodę.
Jest zresztą również historią jego zachłanności narażania życia
dla zdobycia cennych muszli, korali, gąbek itd. ..."
Stanisław Kozłowski, "Granice przystosowania"
Przyglądając się z perspektywy stuleci próbom rozwiązania problemu
pobytu człowieka pod wodą, można wskazać dwa główne nurty pojawiających
się koncepcji. Pierwszy z nich obejmował konstrukcje, w których
wnętrzu utrzymywane jest podczas zanurzenia ciśnienie atmosferyczne.
W drugim spotkamy urządzenia, które nie zabezpieczają nurkującego
człowieka przed wpływem ciśnienia otaczającej go wody, a powietrze
którym się oddycha sprężone jest do wartości ciśnienia otoczenia.
Współczesnymi przedstawicielami pierwszej linii rozwojowej są
batyskafy, łodzie podwodne i skafandry pancerne. Drugi nurt,
o którym głównie będzie tu mowa zaowocował powstaniem aparatu
oddechowego, nazwanego przez swoich wynalazców "aqualungiem".
Historia wynalazków nurkowych jest - jak to bywa i w innych
dziedzinach wynalazczości - bardziej historią pomyłek i ślepych
uliczek niż milowych kroków. Jednak i tu spotkać możemy konstrukcje,
które dzięki swej prostocie i niezawodności skutecznie opierały
się próbie czasu, dla całych pokoleń stanowiąc rozwiązanie problemu
pobytu pod wodą.
Jedną z takich konstrukcji jest dzwon nurkowy, bodaj najprostsze
urządzenie jakie kiedykolwiek wymyślono w celu zanurzenia się
pod wodę. Na czym polega jego działanie? Odpowiednio uszczelnioną
skrzynię lub beczkę odwraca się do góry dnem i po odpowiednim
jej dociążeniu opuszcza pod powierzchnię. W trakcie zanurzania,
poziom wody w dzwonie podnosi się, pozostawiając jednak pod
sufitem warstwę powietrza, w której może przebywać człowiek.
Pierwszy, oparty na rzetelnych źródłach opis zastosowania tego
urządzenia pochodzi z roku 1538. W hiszpańskim mieście Toledo,
w obecności cesarza Karola V, jego dworu i blisko dziesięciu
tysięcy widzów doszło do pokazu zanurzenia w dzwonie nurkowym.
W jego wnętrzu, na dno rzeki Tag opuściło się dwóch Greków.
Zanurzenie trwało całe dwadzieścia minut i musiało zrobić na
publiczności wielkie wrażenie.
Dzwonem nurkowym (zwykłą, dużą beczką obitą blachą i stosownie
dociążoną) posłużył się w czasie eksploracji jednego z wraków
"Srebrnej Floty", XVII- wieczny poszukiwacz skarbów
William Phips. W ciągu trzech miesięcy pracy jego ekipa wydobyła
spod wody złoto, srebro i monety o zawrotnej na owe czasy wartości
200 000 funtów. Znajdujący się wewnątrz beczki człowiek pracował
wysuwając spod jej krawędzi ręce, bądź nurkując i powracając
do dzwonu w celu zaczerpnięcia powietrza. Pojedyncze zanurzenie
dzwonu nie trwało dłużej niż kilkanaście minut po tym bowiem
czasie kończył się szczupły zapas zamkniętego pod beczką powietrza.
Osobą, która rozwiązała problem odświeżania zapasów powietrza
w dzwonie nurkowym był znany angielski astronom sir Edmunt Halley.
Jego pomysł polegał na opuszczaniu poniżej dolnej krawędzi dzwonu,
obciążonych, szczelnie zamkniętych beczek zawierających powietrze.
Po wciągnięciu do dzwonu podłączonego do beczki przewodu i otwarciu
zaworu, do wnętrza dzwonu wpływało świeże powietrze. Dzwon Halleya
posiadał również inne usprawnienia: umieszczony w suficie zawór
służący do usuwania zużytego powietrza, okna w ścianach bocznych,
ławki wokół ścian i system zawieszonego balastu pozwalający
na lekkie wyhamowanie nad dnem. Mimo iż w konstrukcji zaproponowanej
przez Halleya w roku 1690 nie było nic nowatorskiego jeżeli
chodzi o samą zasadę działania, wprowadzone przez niego modernizacje
uczyniły z dzwonu nurkowego wygodne jak na tamte czasy narzędzie
prac podwodnych.
W XVIII wieku zastosowano do przewietrzania dzwonu pompę tłokową
pozwalającą na swobodne dostarczanie powietrza z nad powierzchni.
Problem długotrwałej pracy pod wodą został ostatecznie rozwiązany.
Niezmiennie jednak nurek musiał przebywać wewnątrz dzwonu co
znacznie ograniczało możliwości i zasięg jego działania.
Wydarzeniem, które zmieniło ten stan rzeczy było powstanie klasycznego
skafandra nurkowego, indywidualnego ubioru umożliwiającego człowiekowi
wykonywanie dłuższych prac pod wodą. Jego autorem był mieszkający
w Anglii Saksończyk, August Siebe, a o trafności jego pomysłu
niech świadczy fakt, że skafander klasyczny stosowany jest w
prawie niezmienionej formie od momentu powstania w roku 1837
do dnia dzisiejszego.
W pierwszej wersji skafander Siebe'go składał się z miedzianego
hełmu z iluminatorem, przynitowanego do skórzanej, sięgającej
bioder kurtki z umocowanymi na pasie obciążnikami. Powietrze
pod ciśnieniem tłoczone było do hełmu z powierzchni, a jego
nadmiar swobodnie uchodził spod kurtki. Skafander ten był więc
rodzajem małego dzwonu nurkowego obejmującego górną połowę ciała.
Jego główna wada polegała na tym, iż zmuszał do pracy w pozycji
pionowej. Każde pochylenie tułowia, a tym bardziej upadek prowadził
do grożącego utonięciem zalania skafandra. Nie bez znaczenia
było również szybkie wychładzenie się organizmu nurka. Z uwagi
na te niedogodności ostateczna wersja zaopatrzona była w kostium
z gazoszczelnej tkaniny, który okrywał całe ciało nurka. Stroju
dopełniały ciężkie buty z ołowianymi podeszwami oraz obciążniki
na piersiach i plecach. W tym skafandrze nurek mógł już w pełni
regulować swoją pływalność i opróżniając bądź napełniając skafander
powietrzem, przemieszczać się w kierunku pionowym w toni wodnej.
Mimo, iż skafander Augusta Siebego pomyślnie przeszedł wszystkie
próby, zdobywając z czasem przydomek "klasycznego",
ciężki, nie pozwalający na pływanie - jedynie na wędrówkę po
dnie - nie spełniał marzeń człowieka o swobodnym poruszaniu
się w podwonym świecie.
Już w 1825 roku Anglik James wpadł na pomysł aby uniezależnić
nurka od dostaw powietrza z powierzchni, zaopatrując go
w umieszczone na ciele zbiorniki powietrza. Nie znano jednak
wówczas zbiorników ciśnieniowych i zapas powietrza zmagazynowanego
w nich był nader skromny. Wynalazek James'a nie znalazł więc
szerszego zainteresowania.
Konstrukcją przełomową stał się dopiero wynalazek pary Francuzów:
Rouquayrola i Denayrouse' a. W zaprojektowanym
i z powodzeniem wypróbowanym przez nich w 1865 roku aparacie
nurkowym nazwanym aerophone, zastosowano po raz pierwszy automatyczny
regulator podający nurkowi powietrze pod ciśnieniem otaczającej
go wody oraz zbiornik sprężonego do 30 atmosfer powietrza. Według
instrukcji admiralicji francuskiej z 1888 roku, aparat systemu
Rouquayrol - Denayrouse mógł być używany do głębokości 50 metrów.
Uzupełnienie wyposażenia stanowiły obciążone ołowiem buty i
zacisk na nos. Masek wówczas nie używano co musiało znacznie
obniżać komfort nurkowania. Jak z powyższego opisu widać aerophone
jest bez wątpienia pierwowzorem obecnych aparatów powietrznych
do nurkowania swobodnego.
Rozwój techniki umożliwiał dalszą ewolucję sprzętu nurkowego.
W roku 1925 pojawił się nowy aparat zbudowany przez Le Prieur'a,
w którym po raz pierwszy zastosowano (podobne do dzisiaj stosowanych)
butle ładowane powietrzem do ciśnienia 150 atmosfer.
Le Prieur był zdania, że ustnik przeszkadza nurkowi i dla
tego zastosował okrągłą połączoną z aparatem oddechowym maskę
zakrywającą prawie całą twarz. Powietrze wpływało do maski z
usytuowanej na brzuchu butli ciągłym strumieniem, pod ciśnieniem
regulowanym ręcznie przez nurka. Nadmierne straty powietrza
i ręczna regulacja jego przepływu były oczywistymi mankamentami
tego systemu. Od optymalnego rozwiązania amatorów nurkowania
dzielił już jednak tylko jeden krok.
Uczynił go w 1943 roku porucznik marynarki Jacques Yves Cousteau
wraz z inżynierem Mauricem Gagnan. W swoim aparacie oddechowym
wykorzystali oni reduktor powietrza stosowany w popularnych
w tamtych czasach samochodach z generatorem gazowym. Ich aqualung
(czyli w wolnym tłumaczeniu "płuca wodne") łączył
w sobie cechy automatycznego regulatora aparatu Rouquayrola
i Denayrouse'a oraz zaopatrzonego w wysokociśnieniowe zbiorniki
aparatu Le Prieur'a. Butla powędrowała na plecy nurka zapewniając
większą swobodę ruchów.
Dziesięć lat wcześniej, w roku 1933 były oficer marynarki,
komandor Louis de Corlieu wynalazł płetwy oddając w ręce nurka
wspaniałe narzędzie umożliwiające szybkie i mało męczące poruszanie
się w wodzie. Z niezależnym aparatem oddechowym na plecach i
w płetwach na nogach człowiek rozpoczął erę nurkowania swobodnego,
stał się płetwonurkiem.
Minęło pół wieku od powstania aparatu Cousteau-Gagnan, a współczesne
aparaty oddechowe są jedynie wariacjami na temat pierwowzoru
z czasów wojennej zawieruchy. Z roku na rok poprawiane są ich
parametry, minimalizowana jest awaryjność ale zasada działania
pozostaje niezmiennie ta sama. Dobre rozwiązania potrafią bardzo
długo opierać się próbie czasu, wydaje się więc że nieprędko
doczekamy się kolejnego przełomu w technice nurkowania.
Piotr Stós
Wykorzystana literatura:
- J.Gussman. Człowiek zdobywa głębiny
- P. Oborski. Tajemnice podwodnego świata
B. Jasiewicz. Poradnik płetwonurka
