Читайте также:
|
На суше мы нередко ориентируемся в пространстве по звукам, поскольку расположение их источника определить, как правило, нетрудно. Подводники, увы, этим похвастаться не могут. Если источник звука находится над поверхностью воды, звуковые волны отражаются от нее, не проникая на глубину. Бесполезно что-либо сверху кричать пловцу, который уже погрузился под воду. Зато в водной среде звуковые волны распространяются во всех направлениях, а их скорость увеличивается в 4 раза. Это создает массу неудобств. Например, аквалангист не сможет определить по шуму мотора, где и на каком расстоянии движется лодка. Потеряв из виду партнера в мутной воде, можно слышать вблизи его дыхание и клокотание выдыхаемых пузырей из легочного автомата, но так и не обнаружить того, кто их пускает. Щелканье и пронзительные крики дельфинов наполняют собой все окружающее пространство, но сами животные могут появиться с самой неожиданной стороны.
Слышимость под водой. Человек воспринимает звуковые колебания через орган слуха — ухо (воздушная проводимость) и посредством костей черепа (костная проводимость). Эффективность восприятия звуковых колебаний посредством костей черепа ниже на 40% чем через ухо. При нахождении человека на суше слышимость определяется воздушной проводимостью, в воде — костной проводимостью. Таким образом, под водой человек слышит хуже, чем на суше. Скорость звука в воде примерно в 5 раз выше, чем в воздухе. Это затрудняет определение направления на источник звука. На суше направление на источник звука человек определяет по разности времени прихода звука в правое и левое ухо. Человек на суше после незначительной тренировки определяет направления на источник звука с точностью до 3°, что соответствует разнице прихода звука в правое и левое ухо по времени в 0,00003 с. с увеличением скорости звука эта разница уменьшается, а восприятие звука головой приводит ещё и к слуховой пространственной дезориентации. Водолазы в воде делают ошибки в определении направления на источник звука от 80° до 180°, на суше они делают ошибку до 3°.
Видимость в воде. Для выполнения любой работы под водой водолаз должен видеть объект работы и приспособления, которыми он пользуется. Вода является худшим проводником света, чем воздух. Одна часть световых лучей отражается от свободной поверхности, другая — рассеивается растворёнными в воде веществами, третья, — поглощается водой. Освещённость предметов под водой зависит от глубины погружения предмета, чистоты воды и степени отражения световых лучей. Например, в мутной воде больших рек на пути 1 м теряется до 90% лучистой энергии, а в воздухе на 1 км пути теряется только до 10%) лучистой энергии. В чистой воде незащищённые глаза человека видят плохо.
Объясняется это тем, что коэффициенты преломления воды и оптических сред глаз близки по своим значениям (воды — 1,33, оптических сред глаз — 1,37). Незащищённые глаза, соприкасающиеся непосредственно с водой, не в состоянии преломить световые лучи так, чтобы изображение предмета падало на сетчатку глаз. Поэтому изображение предмета нечёткое. Коэффициенты преломления воздуха и оптических сред глаза существенно отличаются друг от друга, глаз хорошо преломляет лучи. Поэтому глаза защищают водонепроницаемой маской или очками. Водолаз видит чёткое изображение предмета (изображение предмета падает на сетчатку).
4. Поняття про плавучість водолаза. Закон Архімеда. Співвідношення між силами тяготіння та плавучості. Випадки ненормальної остійливості водолаза.
Плавучесть и остойчивость водолаза.
Возвращаемся к особенностям водной среды и их воздействию на жизнь, здоровье и душевное спокойствие аквалангиста. Значительная плотность воды, в особенности морской, создает необычную среду, в которой человек может почувствовать, что такое невесомость. Архимед в крике "Эврика!" первым высказал то, о чем, наверное, догадывались и наши прародители. Объект, находящийся в воде, значительно легче чем на суше, а потеря его веса равна весу жидкости, которую он вытеснил. Если последний больше, чем вес тела, объект плавает на поверхности воды; если меньше — тонет; если же их вес одинаков, объект находится во взвешенном состоянии, т.е. в состоянии нейтральной плавучести.
Таким образом, на пловца действуют сила тяжести, зависящая от массы тела, и сила плавучести, зависящая от его объема. Их равновесие и определяет положение человека в воде. В среднем, удельный вес человеческого тела около единицы, т.е. почти как у пресной воды: у мужчин — чуть больше единицы, а у женщин — немного меньше. В пресных водоемах средний мужчина имеет слабую отрицательную плавучесть, а в море — нейтральную. Подкожная жировая прослойка у женщин на 25% толще, чем у мужчин, и поэтому даже самые тонкие и стройные представительницы слабого пола обладают небольшой положительной плавучестью не только в морской, но и в пресной воде. С одной стороны, это очень хорошо — милые дамы никогда не утонут, если сами не постараются себя утопить. С другой стороны, им приходится затрачивать дополнительные усилия для заныривания и плавания под водой — архимедова сила постоянно выталкивает их, словно поплавок.
Погружение под воду, пребывание в воде, выполнение различных работ и передвижение в воде водолаз может осуществить только тогда, когда он обладает определённой величиной плавучести и имеет устойчивое положение. Плавучесть водолаза и его устойчивое положение в воде (остойчивость водолаза) определяются в основном величинами и точками приложения воздействующих на него силы тяжести и выталкивающей (архимедовой) силы. Сила тяжести — сила, с которой тело притягивается к земле, направлена вертикально вниз и приложена к точке, называемой центром тяжести. Для водолаза сила тяжести состоит из суммы масс его тела, снаряжения и предметов, надетых на него. Выталкивающая сила — сила, выталкивающая тело, погружённое в жидкость, численно равна массе жидкости, вытесненной телом, направленная всегда вверх и приложена в центре величины. Для водолаза она численно равна массе воды, вытесненной им при погружении под воду в соответствующем виде снаряжения. В зависимости от соотношения силы тяжести и выталкивающей силы водолаз может иметь положительную, отрицательную или нулевую плавучесть. Если выталкивающая сила больше силы тяжести, водолаз имеет положительную плавучесть, если наоборот, то плавучесть водолаза отрицательная, а при равенстве этих сил водолаз будет находиться в состоянии равновесия. Плавучесть принято измерять единицами силы. Так, выражение «водолаз имеет положительную плавучесть 3кг-с» означает, что выталкивающая сила у водолаза больше силы тяжести на 3 кг-с.
Водолазные грузы подбирают таким образом, чтобы при работе на грунте водолаз имел отрицательную плавучесть 2-8 кг-с, а при плавании под водой — нулевую плавучесть. Известно, что тело человека имеет отрицательную плавучесть примерно 1 кг-с.
Водолаз имеет устойчивое положение, если центр тяжести его, одетого в снаряжение, расположен ниже центра величины примерно на 20 см. При слишком высоком расположении водолазных грузов может произойти опрокидывание водолаза вверх ногами. При слишком низком расположении грузов водолаз не сможет наклоняться и выполнять работы на грунте без затраты значительных усилий. Правильная подгонка водолазного снаряжения перед спуском и проверка его в период пробного погружения — одно из основных условий обеспечения необходимой остойчивости водолаза.
При погружении любого тела в жидкость, по закону Архимеда, оно вытесняет объем жидкости, равный своему объему.
На погруженное в воду тело действуют две противоположно направленные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз и стремящаяся погрузить тело в воду, и сила плавучести, направленная вертикально вверх и стремящаяся вытолкнуть тело из воды.
Точки приложения силы тяжести и силы плавучести называются соответственно центром тяжести (ЦТ) и центром плавучести (ЦП).
Когда под воду спускается человек, одетый в водолазное снаряжение, его объем значительно увеличивается за счет скопления воздуха в скафандре, а удельный вес падает. Если не принять соответствующих мер, водолаз вообще не сможет спуститься под воду.
Для обеспечения спусков водолазов под воду в комплект снаряжений входят специальные грузы, надеваемые на грудь и спину или на пояс, а также водолазные галоши с металлическими подошвами. Масса грузов и галош подбирается так, чтобы масса водолаза превышала силу плавучести на 2—8 кг. Только при этом условии водолаз сможет двигаться по грунту и выполнять подводные работы.
При спуске под воду масса водолаза не изменяется, исключая случаи обрыва грузов и потери галош. Сила же плавучести может изменяться в зависимости от изменения количества воздуха в скафандре.
Кислородное легководолазное снаряжение и снаряжение СВУ имеют незначительные объемы воздуха под гидрокомбинезоном, поэтому плавучесть водолаза, спускающегося в этих видах снаряжения, изменяется незначительно.
При спусках в вентилируемом снаряжении объем воздуха в скафандре может меняться в значительных пределах, и это используется водолазами для регулирования своей плавучести.
Для спуска водолаза под воду недостаточно только отрегулировать его массу, необходимо также так расположить грузы, входящие в комплект снаряжения, чтобы водолаз, находясь на грунте, сохранял остойчивое положение.
Действие силы тяжести самого водолаза и отдельных частей водолазного снаряжения можно сложить и заменить одной равнодействующей силой, приложенной к центру тяжести водолаза. Точно так же силы плавучести, действующие на водолаза, могут быть сложены и заменены равнодействующей силой плавучести, приложенной к центру плавучести водолаза.
Центр плавучести водолаза должен быть расположен несколько выше (15—20 см)-центра тяжести водолаза, что и позволит ему сохранять под водой вертикальное положение тела.
Если грузы на водолазе будут расположены слишком высоко и центр тяжести окажется выше центра плавучести или на одном уровне с ним, водолаз опрокинется вниз головой.
Если же грузы будут расположены слишком низко, центр тяжести будет находиться значительно ниже центра плавучести и водолаз не сможет наклоняться и производить подводные работы.
Итак, способность водолаза в снаряжении сохранять под водой вертикальное положение и легко возвращаться в это положение после наклонов называется остойчивостью водолаза.
При работе в снаряжении УВС-50 возможны обрывы брасов грузов. В этом случае центр тяжести сместится в сторону, противоположную обрыву, и сила тяжести будет стремиться наклонить водолаза в эту сторону. Потеря галош в этом снаряжении повлечет за собой перемещение центра тяжести вверх, и водолаз при наклоне может перевернуться вверх ногами.
Из сказанного следует, что при надевании снаряжения на водолаза нужно правильно размещать на нем грузы и надежно крепить галоши, а водолаз, работая под водой, должен постоянно следить за положением грузов и галош, сохраняя этим свою остойчивость.
Самостійна робота:
Склад атмосферного повітря. Розподіл тиску на тіло водолаза в різних положеннях
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 134 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |