Архивная статья из № 2 (38) за 2005 г.
ВНИМАНИЕ! Данный материал носит информационный характер и не является руководством по спускам под воду на гелиевых смесях. Самостоятельное использование данной информации без прохождения специальных курсов может привести к тяжелым травмам или смерти.
Погружения на воздушно-гелиевых смесях, или тримиксах – передовой край глубоководного технического дайвинга. Именно тримиксы позволяют почувствовать незабываемый вкус «взгляда в глаза Бездны» – в адекватном состоянии, с ясной головой и без азотного наркотического дурмана.
Именно с помощью тримиксов совершаются самые глубокие автономные погружения до 300 м. Эта отдельная сфера подводной деятельности – только для серьезных, правильных, технически грамотных, физически и морально подготовленных аквалангистов. Тримикс-дайверов относительно немного даже в мире, ну а в нашей стране их всего несколько десятков. Причины понятны: это очень дорогое, сложное, интеллектуальное, напряженное, сравнительно опасное и фактически экстремальное занятие. Ну, и главное, для него обязательна необъяснимая тяга в бездонную синеву Океана– иначе теряется весь смысл. Зачем покорять Эверест, если не нравятся горы? Как можно участвовать в «Формуле-1», если не нравится скорость?
По мере развития современных технологий и неуклонного совершенствования подводного снаряжения погружения на гелиевых смесях становятся все более доступными, а количество компрессорных станций и сертифицированных тримикс-дайверов медленно, но уверенно увеличивается. Чем ниже они опускаются, тем выше риск экстремальной ситуации, тем лучше должно быть образование, устойчивее психика и продуманней комплект снаряжения. Ниже отметки 100 м наступает зона реального экстрима, в которой ошибки недопустимы.
Что же такой тримикс? Ответ кроется в самом названии: это дыхательная смесь из трех газов: кислорода, азота и гелия. По сути, это тот же самый сжатый воздух с примесью гелия. Возникает закономерный вопрос: а почему с примесью и почему гелия?
Преимущества тримиксов. Чем ниже опускается человек, тем дальше пройти ему хочется – такова уж наша с вами природа. В попытках поймать за хвост Бездну и ощутить в полной мере ее зов мы с каждым разом ныряем все глубже. По мере увеличения глубины растет внешнее давление, а вместе с ним – и парциальные давления газов, составляющих дыхательную смесь. Увеличение парциального давления кислорода грозит СЦНС (cиндром центральной нервной системы), увеличение парциального давления азота – наркотическим опьянением. Для того, чтобы находиться на глубине с ясной головой, нужно просто устранить или хотя бы уменьшить наркотический эффект азота, заменив его каким-нибудь инертным газом с меньшим наркотическим эффектом.
Инертных газов в природе ограниченное количество, и все они способны оказывать на передачу нервных импульсов в головном мозге такой же тормозящий и блокирующий эффект, как азот. Экспериментально установлено, что наркотический эффект ксенона в 4 раза больше, аргона – в два раза больше, чем азота, водорода – в 2 раза меньше, неона– в 3,8 раза меньше, а наименее наркотическим оказался гелий: его эффект меньше, чем у азота, в 4,26 раза. Это и позволяет погружаться на большие глубины, не рискуя потерять самоконтроль в результате наркотического опьянения. Поэтому в дыхательных смесях, применяемых для глубоководных погружений, используют именно гелий.
Гелий – легкий бесцветный газ с малой плотностью и высокой теплопроводностью, большой диффузионной способностью и малой растворимостью, в котором звуковые волны распространяются быстрее, чем в воздухе. Эта особенность служит предметом специфических шуток технодайверов: если сделать несколько глубоких и быстрых вдохов из баллона с гелиевой смесью, то голос станет похожим на голос Микки-Мауса или Дональда Дака из мультиков Диснея.
В течение десятилетий проводились исследования по поиску оптимальной гелийсодержащей дыхательной смеси для подводников. Наибольшее распространение получили гелиокс – смесь кислорода и гелия, и тримикс – воздух, обогащенный гелием.
Гелиокс широко использовался в глубоководных водолазных работах некоторое время назад, но затем сменился тримиксом из-за высокого содержания в нем гелия и кислорода при отсутствии «азотной смазки». Дело в том, что и кислород, и гелий под высоким давлением вызывают у человека неконтролируемую дрожь и судороги. В то же время, известно, что растворенный молекулярный азот на больших глубинах сильно расслабляет мышцы, устраняя или, по крайней мере, снижая опасность возникновения мышечных судорог. Таким образом, присутствие азота в тримиксах – огромное преимущество по сравнению с гелиоксами в силу его расслабляющих свойств.
В результате многих лабораторных и практических экспериментов, а также на основе печальных и удачных опытных глубоководных погружений, воздушно-гелиевые смеси признаны оптимальной дыхательной смесью при освоении глубин, на которых гарантированно возникает азотный наркоз– т.е. ниже 50 м. Еще недавно погружения на тримиксах были уделом профессиональных водолазов, боевых пловцов и ученых. Сейчас любой серьезный аквалангист может пройти соответствующие курсы и стать сертифицированным тримикс-дайвером. Первое, что должны знать глубоководники, это заболевания, связанные с высоким давлением и дыханием гелиевыми смесями – только тогда они будут отдавать себе отчет в том, чем грозит небрежность в планировании погружения и халатность в подготовке к плаванию на глубине.
Медицинские проблемы погружений на тримиксах. На глубинах свыше 160 м может возникать так называемый нервный синдром высокого давления (НСВД), который выражается в крупной дрожи конечностей, общей заторможенности и туннельном зрении. В результате теряется контроль над снаряжением, из-за чего, кстати, по господствующей теории, и погиб на глубине 250 м известный американский спелеолог Шек Эксли.
Существуют несколько теорий, объясняющих механизм НСВД. Увы, большинство экспериментов по изучению общих проявлений синдрома у водолазов ставили в барокамере с дыханием на гелиоксе, а биохимические гипербарические исследования проводили на мышах и обезьянах.
Одна из первых теорий объясняла симптомы НСВД наркотическим действием гелия. Это заведомо не так, ибо наркотический эффект гелия во много раз меньше такового у азота. Согласно другой теории, гелий, обладающий высокой теплопроводностью, в стрессовых условиях высокого давления, приводит организм к сильной гипотермии – отсюда и крупная дрожь, как при замерзании. Другая теория объясняет синдром тем, что при достижении высокого парциального давления гелий начинает вести себя по отношению к организму человека подобно кислороду и вызывает симптомы, похожие на конвульсии СЦНС. Есть вообще мнение, что НСВД – не что иное, как СЦНС, возникающий в результате воздействия гелия на круговорот кислорода в организме: гелий тормозит утилизацию кислорода в биохимических реакциях и способствует быстрой диффузии свободных радикалов кислорода в клетки, что и приводит к симптомам и признакам СЦНС.
Скорее всего, гелий тут вообще не при чем. Современное и, на мой взгляд, наиболее вероятное объяснение феномена НСВД кроется в воздействии высокого давления на передачу нервных импульсов в центральной нервной системе. Давление сдавливает и «ломает» конфигурацию липидно-белковых молекул калиево-натриевых каналов в мембранах нейронов и уменьшает объем мембран, что приводит к накоплению натрия и кальция в нервных клетках и, соответственно, к усилению возбуждающих процессов и понижению сопротивляемости мембран. Как следствие, происходит расстройство передачи электрического сигнала по нейронным цепям, самовозбуждение мембран на некоторых участках, что и выражается в возникновении беспорядочных судорог, характерных для НСВД.
Еще одно современное объяснение возникновения НСВД основано на факте различной скорости насыщения гелием соседних тканей. Возникновение градиента напряжения гелия в пограничных участках головного мозга, а именно в его субкортикальных структурах, и приводит к эпилептическим судорогам конечностей.
Как бы то ни было, НСВД – реальная опасность, подстерегающая продвинутых тримиксников на глубинах ниже 160 м. Считается, что НСВД с большой вероятностью возникает при давлении, близком к 20 атм., т.е. у рубежа 200 м. Однако все зависит от индивидуальной восприимчивости центральной нервной системы каждого человека к воздействию высокого давления. Азот отодвигает порог НСВД, поэтому и смесь следует рассчитывать так, чтобы сохранять максимальное содержание азота, при котором не возникает симптомов наркотического опьянения.
Гелиевая декомпрессия. Гелий – инертный газ, не используемый организмом в биохимических реакциях. Поэтому сколько гелия растворилось в тканях человека, столько и должно выйти из него. Если всплытие производится слишком быстро, гелий может послужить причиной декомпрессионного заболевания – точно так же, как азот. Вероятность гелиевой ДБ, правда, мала, поскольку гелий – легкий летучий газ – быстро насыщает организм и быстро выходит из него, а именно в 3 раза быстрее азота. Медленного всплытия со скоростью 10 м/мин достаточно для постепенной гелиевой десатурации. Тем не менее, при кратковременных погружениях на большие глубины организм не успевает наполниться растворенным азотом, но зато сильно насыщается гелием, и поэтому в режим всплытия обязательно включают глубоководные декомпрессионные остановки для гарантированного вывода гелия из всех тканей. Например, при погружениях на 150 м, одноминутные декомпрессионные остановки делаются, начиная с глубины около 100 м. Со стороны, конечно, это кажется диким – на сотне метров – и декомпрессионная остановка!
При столкновении в организме двух газов с разной плотностью и диффузионной способностью может возникать явление противоточной диффузии (counter diffusion – иногда в русском языке этот термин переводят как гипербарическая контр-диффузия) – например, когда газовая смесь, которой насыщен наш организм, резко отличается по содержанию азота от той смеси, которую мы начинаем вдыхать.
Тримикс-дайвер, «пропитанный» гелием, переходит на всплытии на транспортную смесь – например, воздух, с высоким содержанием более плотного, тяжелого и слабодиффузионного азота. В результате могут образовываться пузырьки – даже вне зависимости от изменения давления. По мере всплытия и понижения давления образовавшиеся пузырьки растут, вызывая типичные симптомы декомпрессионного заболевания. Чаще всего такие пузырьки образуются во внутреннем ухе, вызывая нарушение функционирования вестибулярного аппарата.
Именно по этой причине в последнее время стараются не использовать в качестве путевой смеси воздух – уж слишком там много азота. Но даже переход с тримикса на транспортный нитрокс (как правило, EAN32) также может привести к противоточной диффузии. Чтобы этого не происходило, нужно по возможности уменьшать долю азота в транспортной смеси, задержаться на переходе с донной на транспортную смесь хотя бы на минуту, а лучше на две – для замены газового состава крови, а также поддерживать нормальный водный баланс организма, избегая обезвоживания.
Альтернативный и довольно популярный метод избежать встречной диффузии – использовать в качестве транспортной и первой декомпрессионной смеси нормоксический тримикс. Нормоксическим называют тримикс с нормальным содержанием кислорода. В этом случае часть азота замещена гелием, и перепад парциального давления азота невелик. Этот метод был бы идеальным, если бы не мощная теплопроводность гелия. Гелий быстро выводит тепло из организма и приводит к гипотермии, поэтому все, кто используют в качестве транспортной и первой декомпрессионной смеси нормоксический тримикс, рискуют замерзнуть. Подробнее о нежелательных последствиях гипотермии читайте чуть ниже.
Другая форма встречной диффузии возможна на погружениях в сухом костюме, когда парциальное давление азота в дыхательной смеси и в смеси, которой поддувают сухой костюм, сильно отличается. Например, нередко для поддува костюма используют аргон или воздух. При этом может возникнуть встречная диффузия через кожный эпителий, так как организм насыщен воздушно-гелиевой смесью, а из окружающего подкостюмного пространства через кожу «просачивается» аргон. Вот так, на несчастных случаях и горьком опыте предыдущих водолазных поколений, и формируются правила и рекомендации для тримиксников, которыми ни в коем случае нельзя пренебрегать.
Тримиксная гипотермия. Гелий обладает сильной теплопроводностью и становится для водолазов охлаждающим газом. Поэтому при дыхании смесями, содержащими гелий, тепло теряется значительно быстрее, чем при дыхании воздухом. Мощные теплопотери организма под влиянием гелия на большой глубине приводят к замерзанию, что выражается в мелкой, а затем крупной неуправляемой дрожи и сотрясении тела. По этой причине сухой костюм поддувают не тримиксом из основного аппарата, а нитроксом из транспортного баллона или же из специального баллончика с воздухом или аргоном. Но при этом возникает вероятность встречной диффузии через кожные покровы, что приводит к кожной форме декомпрессионного заболевания.
Использование в качестве транспортной и первой декомпрессионной смеси нормоксического тримикса вместо нитрокса приводит к еще более сильному замерзанию на декомпрессии.
Как правило, на декомпрессионных остановках человек двигается мало, а зачастую вообще просто висит на сигнальном буйке. В результате охлаждения организма кровеносные сосуды сужаются, что замедляет рассыщение тканей от азота, а это, в свою очередь, грозит возникновением ДБ даже при выполнении просчитанного профиля.
Синдром центральной нервной системы. Значимую долю тримикса составляет кислород, чье повышенное парциальное давление на глубине постоянно угрожает гипероксией тем, кто ошибается в расчетах, халатно относится к правилам безопасности и превышает допустимые пределы по СЦНС. Речь идет не только о донной смеси, но и вспомогательных нитроксах. Например, на спуске есть довольно важный момент быстрого переключения регуляторов с транспортного нитрокса на донный или транспортный тримикс. Если человек замешкался, или забыл, или не смог найти регулятор, или он занят другими проблемами и провалился ниже допустимой глубины по кислороду, может внезапно наступить СЦНС.
Другой вероятной причиной СЦНС может стать случайная замена регулятора транспортного на регулятор декомпрессионного баллона. Перепутать баллоны легко, особенно если и баллоны, и регуляторы одинаковы, как часто бывает. Одна знакомая англичанка, будучи опытным технодайвером и инструктором, однажды так и пошла вниз с декомпрессионным нитроксом EAN80 вместо транспортного EAN32. Все шло нормально, как вдруг на глубине 30м угасающим сознанием она отметила, что челюсти свела судорога, а регулятор выскальзывает из онемевшего рта. Очнулась она так же внезапно, как и отключилась – это ее старший товарищ и партнер вовремя заметил неладное, рванулся к ней и, успев удержать регулятор во рту, поднял вверх на безопасную глубину. Если бы она ныряла в одиночку, эта ошибка стала бы для нее фатальной.
Планирование. Тримикс, как мы уже знаем, это воздушно-гелиевая смесь с различным соотношением азот-кислород-гелий. Соотношение газов в дыхательной смеси определяется глубиной, на которую планируется совершить погружение. Гелий служит неким буфером, частично заменяющим азот, для уменьшения азотного наркоза и вероятности декомпрессионной болезни, и кислород – во избежание СЦНС. Задача тримиксника, планирующего глубоко нырнуть, – правильно рассчитать количество гелия, которое следует добавить в аппарат, чтобы остаток азота не вызывал в максимальной глубине опьянения, а количество кислорода не вызывало бы симптомов СЦНС.
Давайте рассчитаем донную смесь на конкретном примере – для погружения на знаковую и популярную глубину 100 м. Для начала нужно вспомнить, на какой глубине, ныряя на сжатом воздухе, мы не ощущаем азотного опьянения, чтобы рассчитать наш индивидуальный порог парциального давления азота. Как правило, это 40 м. Находим наше пороговое наркотическое парциальное давление азота на воздухе – 4 атм, а затем получаем долю азота в нашей донной стометровой смеси – 0,36. Нельзя забывать и про кислород! Ведь риск судорог СЦНС в Бездне остается и даже увеличивается! Предельным безопасным значением парциального давления кислорода считается 1,6 атм. Значит, на 100 м доля кислорода должна быть такова, чтобы его парциальное давление составляло 1,6 атм, т.е. 0,14. Таким образом, мы довольно точно рассчитали доли азота и кислорода и, вычтя их из единицы, определяем долю гелия: доля гелия = 1 – 0,36 – 0,14 = 0,5.
Итак, у нас получилась тримиксная смесь О14/He50/ N36, которую мы и заказываем компрессорщику. Но как же мы сможем нырнуть с таким низким содержанием кислорода в дыхательной смеси, ведь у нас возникнет гипоксия? Считается, что отмирание клеток головного мозга происходит при содержании кислорода ниже 16%. Поэтому прыгаем и начинаем спуск не с ней, а с другой, так называемой «транспортной», смесью. Это может быть воздух, EAN32, или EAN36, или EAN28, или нормоксический тримикс, на которых и доходим до глубины безопасного перехода на донный тримикс. При погружениях на глубины, превышающие 130 м, тримиксов также может быть несколько: транспортные тримиксы для дыхания между промежуточными уровнями, плюс донный тримикс с высоким содержанием гелия для дыхания в нижней точке погружения. В нашем конкретном примере тримикс один – О14/He50/N36.
На всплытии на глубине 40 м мы производим обратное действие и переходим с тримикса на транспортный EAN32 (или опять же на нормоксический тримикс, например 20/35), а на 18 – 6 м – на декомпрессионную смесь для сокращения режима декомпрессии. Чаще всего используют EAN70 или EAN80, а некоторые технодайверы предпочитают две деко-смеси: EAN50 и стопроцентный кислород.
Таким образом, стандартный тримиксный комплект включает донную тримиксную смесь в «спарке» за спиной, транспортный нитрокс и декомпрессионный нитрокс в баллонах по бокам. В простейших случаях погружений на глубины до 80 м комплект состоит из донного нормоксического тримикса и одного баллона с декомпрессионным нитроксом EAN50-70.
Конфигурация комплекта снаряжения. Для основного запаса донной смеси, т.е. тримикса, как правило, используют алюминиевые или стальные двухбаллонники с манифолдом, а «транспортную» и «декомпрессионную» смеси забивают в однобаллонники разного объема (как правило, 10-12 л), которые крепятся карабинами по бокам. Верх баллонов фиксируется на кольцах плечевых лямок, а нижняя часть – к кольцам на поясном ремне или к кольцам, закрепленным в нижней части баллонов спарки. Кольца крепятся на все баллоны при помощи обычных компенсаторных ремней и объединяются в «боевой» комплект карабинами: чем больше их размер, тем проще надевать и снимать деко-баллоны на палубе и в воде. Это очень устойчивый сбалансированный комплект, позволяющий тримикснику сидеть, словно в кресле. Он даже комфортнее, чем типичный трехбаллонный комплект Extended Range.
При погружениях на большие глубины, где двух баллонов не хватит для дыхания, к основному заспинному аппарату присоединяют разными способами один или два дополнительных баллона с другими тримиксными смесями, от которых отходят регуляторы, которые крепятся здесь же, на груди водолаза.
Самое главное – не перепутать регуляторы и не переключиться на другую смесь.
Это просто и легко, но требует аккуратности, хорошей координации движений, хладнокровного и четкого выполнения сценария погружения и грамотного размещения на комплекте всех деталей снаряжения. Ошибка грозит «взрывом» запредельного парциального давления азота или кислорода со всеми вытекающими последствиями.
На каждом боковом баллоне располагают по катушке с буйком, запасные планшеты и, по желанию, сумки с запасной маской и запчастями. Все это вкупе с четырьмя, а то и пятью-шестью регуляторами (два-четыре сзади и два на боковых баллонах), а также множеством различных аксессуаров, прикрепленных карабинами к кольцам подвесной системы жилета-компенсатора, и создает впечатляющий комплект, похожий своей разлапистостью на новогоднюю елку с блестящими игрушками.
Регуляторы, через которые дайвер вдыхает плотную смесь под давлением свыше десяти атмосфер, должны быть комфортными и не создавать сопротивления вдоху. Дешевые регуляторы любого производителя здесь не подходят. На глубине под воздействием высоких давлений любой дискомфорт, который кажется на мелководье мелочью, может вызвать физиологический или психологический стресс. В тримиксных погружениях недопустимы вентили стандарта YOKE, ибо известно немало случаев прорыва ненадежных резиновых колечек. В результате тримикс заканчивался очень быстро, даже если потерпевший быстро реагировал и закрывал «сифонящий» вентиль.
Каждый тримиксник стремится свести громоздкость своего комплекта к минимуму, а его обтекаемость – к максимуму, для чего необходимо плотно упаковать все предметы на комплекте и прикрепить все шланги карабинами к подвесной системе или к деко-баллонам. Иначе многочисленные шлаги образуют такую «капусту», что в ней сам хозяин не разберется, где что и откуда куда. Кроме того, легко зацепиться шлангами за водоросли, якорные и прочие концы, обрывки сетей или выступающие предметы затонувших кораблей. Здесь самое время проявить творчество и изобретательность.
Важная часть тримикс-комплекта – приборы. Ошибка в определении параметров погружения в любой момент может дорого стоить. Слабые дешевые компьютеры нам не подходят, поскольку рассчитаны на мелководье. В качестве основного прибора, на который мы смотрим в первую очередь, желательно иметь добротный и дорогой компьютер, а другой, дублирующий, может быть и попроще. Рекомендуется иметь два компьютера с разными алгоритмами, чтобы под водой ориентироваться на более консервативный – в целях дополнительной безопасности. Правда, иногда случаются конфузы: два компьютера даже одного производителя показывают не только разную декомпрессию, но и неодинаковые значения глубин с разницей в несколько метров. Например, известно, что компьютеры группы ALADIN фирмы UWATEC ниже глубины 50-60 м начинают показывать глубину на 2-3 м больше, чем на всех других приборах. Тогда какому прибору верить? Да любому, только и спускаться, и всплывать следует по показаниям одного и того же компьютера, время от времени сверяя его показания с запасным прибором.
Увеличивая глубину погружений, необходимо помнить о том, что все компьютеры имеют свой предел, после которого они или блокируются, или начинают отображать некорректную информацию. Практически все современные компьютеры работают до глубины 100 м, а вот после нее уже нужно выбирать свои приборы очень аккуратно и обязательно консультироваться у опытного технического инструктора.
Будущее. Глубоководные погружения на тримиксах открывают новые горизонты в освоении больших глубин. Если начальный учебный курс Advanced Trimix Diver заканчивается на 90 м, то с накоплением опыта предел отодвигается все дальше и дальше, все глубже и глубже. Сначала это 100 м, затем 110, 120 и т.д. Стандартным пределом для «широкого» круга опытных тримикс-подводников считается 150 м. Все, что ниже, – результат особого тренинга и тщательной подготовки. Если на 100 м ныряют сотни тримиксников, то на 150 м – десятки, а до рубежа 200 м доходят единицы. Все, что ниже этой отметки, относится к экстремальному профессиональному спорту, доступному только тем, кто считает освоение Бездны делом своей жизни.
В то же время есть люди, которые не собираются ставить какие-то спортивные рекорды и готовиться к ним годами. Они просто активно отдыхают: ныряют на тримиксе на глубины 100-150 м и наслаждаются ни с чем не сравнимыми ощущениями близости к Бездне, одиночества, объективного риска, пониманием того, что жизнь зависит исключительно от их мастерства и хладнокровия. Это – элита подводного сообщества, это – люди, находящиеся на вершине подводного мастерства и знаний. И они достойны всяческого уважения и восхищения.
Без сомнения, у технического подводного плавания на воздушно-гелиевых смесях большое будущее. Очень скоро это станет не увлечением редких глубинных маньяков, а массовым видом дайвинга. Да, это очень дорого, физически тяжело, опасно и в некотором роде вредно. Так, многие непосвященные, наблюдая за «мучениями» тримиксников, все время спрашивают: «И зачем это вам? Что вы там видите? Два часа подготовки, пять минут спуска и два часа всплытия!»
Зачем они «мучаются», покупают и таскают за собой груду железа, любовно собирают громоздкие комплекты, долго планируют профили в ноутбуках, нудно меряют газы в многочисленных баллонах, оживленно обсуждают чудные вещи и словно исполняют одним им понятный ритуал, окружающим «однобаллонникам» не понять…
Текст: Дмитрий Орлов (инструктор-тренер TDI)
Фото: из архива Подводного клуба МГУ
Метки: Дайвшкола...
