Организм человека приспособлен к существованию в воздушной среде.  В
воде - среде, не поддающейся сжатию, намного более плотной, чем воздух,
- человеческий организм ведет себя совершенно иначе, чем на суше. Поэто-
му желание людей проникнуть в глубину моря связано с преодолением многих
трудностей физического и физиологического характера.
Давление. В обычных условиях человек испытывает давление в одну ат-
мосферу, т.е. 1 килограмм на каждый квадратный сантиметр кожного покро-
ва. В целом, это составляет нагрузку примерно в 16 тонн!  Но давление
воздуха внутри организма уравновешивает давление извне.  Вода, однако,
значительно тяжелее, чем воздух. Погружаясь в нее, человек испытывает
повышение давление, величина которого определяется весом столба воды над
ним. Чем глубже погружение, тем больше величина давления. Так, при пог-
ружении в воду на глубину 10 метров давление на тело снаружи увеличива-
ется приблизительно в два раза по сравнению с атмосферным. На глубине 20
метров оно утраивается и так далее.
При этом баланс между внешним давлением на тело и внутренним давлени-
ем в организме все больше и больше нарушается, что влечет за собой раз-
личные негативные последствия. Например, на глубине 20 метров у человека
могут лопнуть барабанные перепонки в ушах.  Усиливается также сжатие
грудной клетки. Вот почему погружение на глубину свыше 40 метров невоз-
можно без специального костюма и шлема. Кроме того, подводным пловцам
следует помнить, что наибольший относительный прирост давления (100%)
приходится на первые 10 метров погружения. В этой критической зоне наб-
людаются значительные физиологические перегрузки, наиболее опасные для
начинающих пловцов-подводников.
Удельный вес и плотность. Удельный вес воды зависит от температуры и
плотности. В свою очередь, плотность, хотя и незначительно, изменяется
под действием температуры. Так, при 20ёС плотность воды на 0,2% меньше,
чем при 4ёС. Дистиллированная вода, свободная от всяких примесей, при
температуре 4ёС имеет удельный вес 1, т.е. 1 мл воды весит 1 г.  Вода
служит условной единицей, с которой сравниваются удельные веса всех жид-
костей и твердых тел. Морская вода тяжелее речной на 2,5-3% из-за нали-
чия в ней большого количества солей, а удельный вес ее в среднем равен
1,025.
Удельный вес тела имеет значение при определении его плавучести.
Плавучесть тела. При погружении в воду на любое тело действуют две
противоположно направленные силы - сила тяжести и сила плавучести.  Сила
тяжести - это собственный вес тела.  Она направлена вертикально вниз.
Точка приложения ее называется центром тяжести. Одновременно вода пре-
пятствует погружению тела, как бы выталкивая его на поверхность. Эту вы-
талкивающую силу называют силой плавучести. Она направлена вертикально
вверх. Точка приложения этой силы называется центром плавучести. По за-
кону Архимеда тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько,
сколько весит вытесненный им объем жидкости. Таким образом, все зависит
от объема жидкости, который вытесняет тело во время погружения.  Больший
объем - большая сила плавучести и наоборот.
В том случае, когда вес тела больше веса вытесненной им воды, оно бу-
дет тонуть, так как обладает отрицательной плавучестью.
Величина отрицательной плавучести равна разности между собственным
весом тела и весом объема жидкости, вытесненной им при погружении.
Если же вес объема вытесненной жидкости больше собственного веса те-
ла, то последнее будет плавать, обладая положительной плавучестью, вели-
чина которой равна разности между весом объема вытесненной жидкости и
весом тела.
Понятие о плавучести имеет большое значение для подводных пловцов. От
умения уравновесить себя в воде зависит успех работы и даже безопасность
пребывания под водой.
Вследствие большой плотности воды человек, погружаясь в нее, находит-
ся в условиях, близких к состоянию невесомости.  При выдохе средний
удельный вес человека находится в пределах 1020-1060 кг/м3 и наблюдается
отрицательная плавучесть 1-2 кг, - разность между весом вытесненной те-
лом воды и его весом. При вдохе средний удельный вес человека понижается
до 970 кг/м3 и появляется незначительная положительная плавучесть.
При плавании в гидрозащитной одежде за счет воздуха в ее складках по-
ложительная плавучесть увеличивается, что затрудняет погружение в воду.
Плавучесть можно отрегулировать с помощью грузов. Для плавания под водой
обычно создают незначительную отрицательную плавучесть 0,5-1 кг. Большая
отрицательная плавучесть требует постоянных активных движений для удер-
жания на нужной глубине и обычно создается только при работах с опорой
на грунт (объект).
Сопротивление воды оказывает заметное влияние на скорость плавания.
При плавании на поверхности со скоростью 0,8-1,7 м/с сопротивление дви-
жению тела возрастает соответственно с 2,5 до 11,5 кг. При плавании под
водой сопротивление движению меньше, так как пловец-подводник занимает
более горизонтальное положение и ему не надо периодически поднимать го-
лову из воды, чтобы сделать вдох. Кроме того, под водой меньше тормозя-
щая сила волн и завихрений, возникающих в результате движений пловца.
Опыт в бассейне показывает, что один и тот же человек, проплывающий дис-
танцию 50 метров брассом за 37,1 сек. под водой проплывает то же рассто-
яние за 32,2 сек.
Средняя скорость плавания под водой в гидроодежде с дыхательным аппа-
ратом 0,3-0,5 м/с. На коротких дистанциях хорошо подготовленные пловцы
могут развивать скорость 0,7-1 м/с, отлично подготовленные - до 1,5 м/с
(5,4 км/час).
Видимость в воде зависит от количества и состава растворенных в ней
веществ, взвешенных частиц, которые рассеивают световые лучи.  В мутной
воде даже при ясной солнечной погоде видимость почти отсутствует. Глуби-
на проникновения света в толщу воды зависит от угла падения лучей и сос-
тояния водной поверхности. Косые солнечные лучи, падающие на поверхность
воды, проникают на малую глубину, и большая часть их отражается от по-
верхности воды. Слабая рябь или волна резко ухудшают видимость в воде.
На глубине 10 и освещенность в 4 раза меньше, чем на поверхности.  На
глубине 20 и освещенность уменьшается в 8 раз, а на глубине 50 и - в
несколько десятков раз. Лучи с различной длиной волны поглощаются нерав-
номерно. Длинноволновая часть видимого спектра (красные лучи) почти пол-
ностью поглощается поверхностными слоями воды.  Коротковолновая часть
(фиолетовые лучи) в наиболее прозрачной океанской воде может проникать
на глубину до 1000 м. Зеленые лучи не проникают глубже 100 м.
Зрение под водой имеет свои особенности. Вода обладает примерно такой
же преломляющей способностью, как и оптическая система глаза. Если пло-
вец погружается без маски, то лучи света проходят через воду и попадают
в глаз, почти не преломляясь. При этом лучи сходятся не у сетчатой обо-
лочки, а значительно дальше, за ней. В результате острота зрения ухудша-
ется в 100-200 раз, а поле зрения уменьшается, изображение предметов по-
лучается неясным, расплывчатым, и человек становится как бы дальнозор-
ким.
При погружении пловца-подводника в маске световой луч из воды прохо-
дит слой воздуха в маске, попадает в глаз и преломляется в его оптичес-
кой системе как обычно. Но пловец-подводник при этом видит изображение
предмета несколько ближе и выше его действительного местоположения. Сами
же предметы кажутся под водой значительно больше, чем в действительнос-
ти. Но опытные пловцы приспосабливаются к этим особенностям зрения и не
испытывают затруднений.
Резко ухудшается в воде цветоощущение. Особенно плохо воспринимаются
синий и зеленый цвета, которые близки к естественной окраске воды, лучше
всего - белый и оранжевый.
Ориентирование под водой представляет определенные трудности. На по-
верхности человек ориентируется в окружающей среде с помощью зрения, а
равновесие его тела поддерживается с помощью вестибулярного аппарата,
мышечно-суставного чувства и ощущений, возникающих во внутренних органах
и коже при изменении положения тела. Он все время испытывает действие
силы тяжести (чувство опоры) и воспринимает малейшее изменение положения
тела в пространстве.
При плавании под водой человек лишен привычной опоры. В этих условиях
из органов чувств, ориентирующих человека в пространстве, остается на-
дежда лишь на вестибулярный аппарат, на отолиты которого продолжают
действовать силы земного тяготения. Особенно затруднено ориентирование
под водой человека с нулевой плавучестью. Под водой пловец с закрытыми
глазами допускает ошибки в определении положения тела в пространстве на
угол 10-25ё.
Больше значение для ориентирования под водой имеет положение челове-
ка. Наиболее неблагоприятным считается положение на спине с запрокинутой
назад головой. При попадании в слуховой проход холодной воды вследствие
раздражения вестибулярного аппарата у пловца появляется головокружение,
затрудняется определение направления и ошибка часто достигает 180ё.
Для ориентирования под водой пловец вынужден использовать внешние
факторы, сигнализирующие о положении тела в пространстве:  движение пу-
зырьков выдыхаемого воздуха, буйки и т.п. Большое значение для ориенти-
рования под водой имеет тренировка.
Слышимость в воде ухудшаемся, так как звуки под водой воспринимаются
преимущественно путем костной проводимости, которая на 40% ниже воздуш-
ной. Дальность слышимости при костной проводимости зависит от тональнос-
ти звука: чем выше тон, тем лучше слышен звук.  Это имеет практическое
значение для связи пловцов между собой и с поверхностью.
Звук в воде распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в атмосфере, по-
этому под водой сигнал от источника звука, расположенного сбоку, посту-
пает в оба уха почти одновременно, разница составляет менее 0,00001 се-
кунды. Столь незначительная разница по времени поступления сигнала плохо
дифференцируется, и четкого пространственного восприятия звука не проис-
ходит. Следовательно, установить направление на источник звука под водой
человеку трудно.
Охлаждение организмам воде протекает гораздо интенсивнее, чем на воз-
духе. Теплопроводность воды в 25 раз, а теплоемкость в 4 раза больше,
чем воздуха. Если на воздухе при 4ёС человек может без особой опасности
для своего здоровья находиться в течение 6 часов и при этом температура
тела у него почти не понижается, то в воде при такой же температуре не-
закаленный человек без защитной одежды в большинстве случаев погибает от
переохлаждения уже спустя 30-40 минут. Охлаждение организма усиливается
с понижением температуры воды и при наличии течения.
В воздушной среде интенсивные теплопотери при температуре воздуха
15-20ёС происходят в результате излучения (40-45%) и испарения (20-25%),
а на долю теплоотдачи с помощью проведения приходится лишь 30-35%. В во-
де у человека без защитной одежды тепло в основном теряется в результате
проведения. На воздухе теплопотери происходят с площади, составляющей
около 75% поверхности тела, так как между соприкасающимися поверхностями
ног, рук и соответствующими областями туловища существует теплообмен.  В
воде же теплопотери происходят со всей поверхности тела.
Воздух, непосредственно соприкасающийся с кожей, быстро нагревается и
фактически имеет более высокую температуру, чем окружающий.  Даже ветер
не может полностью удалить с кожи этот слой теплого воздуха. В воде с ее
большой удельной теплоемкостью и большой теплопроводностью слой, приле-
гающий к телу, не успевает нагреваться и легко вытесняется холодной во-
дой. Поэтому температура поверхности тела в воде понижается интенсивнее,
чем на воздухе. Кроме того, вследствие неравномерного гидростатического
давления воды нижние области тела, которые испытывают большее давление,
охлаждаются быстрее и имеют температуру кожи ниже, чем верхние, менее
обжатые водой.
Тепловые ощущения организма на воздухе и в воде при одной и той же
температуре различны. В таблице дана сравнительная характеристика ощуще-
ний человека при одинаковой температуре воды и воздуха.

Тепловые ощущения организма на воздухе и в воде

Среда Температура среды, гр. С
13 23 33

Воздух Прохладный Безразличный Теплый
Вода Холодная Прохладная Безразличная

Вследствие интенсивного охлаждения и обжатия гидростатическим давле-
нием кожная чувствительность в воде понижается, болевые ощущения притуп-
ляются, поэтому могут оставаться незамеченными небольшие порезы и даже
раны.
При спусках под воду в гидрозащитной одежде температура кожи понижа-
ется неравномерно. Наибольшее падение температуры кожи отмечается в ко-
нечностях.
Кровообращение под водой в силу неравномерного гидростатического дав-
ления на различные участки тела имеет свои особенности.  Например, при
вертикальном положении человека среднего роста (170 см) в воде независи-
мо от глубины погружения его стопы будут испытывать гидростатическое
давление на 0,17 кг/см2 больше, чем голова. К верхним областям тела, где
давление меньше, кровь приливает (полнокровие), от нижних областей тела,
где давление больше, отливает (частичное обескровливание).  Такое пере-
распределение тока крови увеличивает нагрузку на сердце, которому прихо-
дится преодолевать большее сопротивление движению крови по сосудам.
При горизонтальном положении тела в воде разность гидростатического
давления на грудь и спину невелика - всего 0,02-0,03 кг/см2 и нагрузка
на сердце возрастает незначительно.
Дыхание под водой возможно лишь при том условии, что внешнее давление
воды равно внутреннему давлению воздуха в системе “легкие - дыхательный
аппарат”. Несоблюдение этого равенства затрудняет дыхание или делает его
вообще невозможным. Так, дыхание через трубку на глубине 1 метр при раз-
ности между внешним и внутренним давлением 0,1 кг/см2 требует большого
напряжения дыхательных мышц и долго продолжаться не может, а на глубине
2 метра дыхательные мышцы уже не в состоянии преодолеть давление воды на
грудную клетку.
(Если считать площадь грудной клетки 6000 см2, то на глубине 2 и
(гидростатическое давление 0,2 кг/см2) усилие со стороны воды на грудную
клетку составит 0,2 х 6000 = 1200 кг!
Человек в покое на поверхности делает 12-24 вдохов-выдохов в минуту,
и его легочная вентиляция (минутный объем дыхания) составляет 6-12
л/мин.
В нормальных условиях при каждом вдохе-выдохе в легких обменивается
не более 1/6 всего находящегося в них воздуха. Остальной воздух остается
в альвеолах легких и является той средой, где происходит газообмен с
кровью. Альвеолярный воздух имеет постоянный состав и в отличие от ат-
мосферного содержит 14% кислорода, 5,6% углекислого газа и 6,2% водяных
паров. Даже незначительные изменения в его составе приводят к физиологи-
ческим сдвигам, которые являются компенсаторной защитой организма.  При
значительных изменениях компенсаторная защита не будет справляться, в
результате возникнут болезненные (патологические) состояния.
Не весь воздух, попадающий в организм, достигает легочных альвеол,
где происходит газообмен между кровью и легкими. Часть воздуха заполняет
дыхательные пути организма (трахею, бронхи) и не участвует в процессе
газообмена. При выдохе этот воздух удаляется, не достигнут альвеол.  При
вдохе в альвеолы вначале поступает воздух, который остался в дыхательных
путях после выдоха (обедненный кислородом, с повышенным содержанием уг-
лекислого газа и водяных паров), а затем свежий воздух.
Объем дыхательных путей организма, в которых воздух увлажняется и
согревается, но не участвует в газообмене составляет примерно 175 см3.
При плавании с дыхательным аппаратом (дыхательной трубкой) общий объем
дыхательных путей (организма и аппарата) увеличивается почти в два раза.
При этом вентиляция альвеол ухудшается и снижается работоспособность.
Интенсивные мышечные движения под водой требуют большого расхода кис-
лорода, что приводит к усилению легочной вентиляции, в результате увели-
чивается скорость потока воздуха в дыхательных путях организма и аппара-
та (дыхательной трубки). При этом пропорционально квадрату скорости по-
тока воздуха возрастает сопротивление дыханию. С увеличением плотности
сжатого воздуха соответственно глубине погружения сопротивление дыханию
также возрастает.
А это оказывает существенное влияние на длительность и скорость пла-
вания под водой. Если сопротивление дыханию достигает 60-65 мм рт.  ст.,
то дышать становится трудно и дыхательные мышцы быстро утомляются.  Рас-
тягивая по времени фазу вдоха и выдоха, можно уменьшить скорость потока
воздуха в дыхательных путях, что приводит к некоторому снижению легочной
вентиляции, но в то же время заметно уменьшает сопротивление дыханию.

Похожие записи:

• Спецназ. Боевые пловцы, кто они?
• Спецназ. Физические условия подводного плавания
• Спецназ. АВТОНОМНЫЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ
• Спецназ. СНАРЯЖЕНИЕ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ПЛАВАНИЯ
• Спецназ. Основное снаряжение
• Спецназ. Дополнительное снаряжение
• Спецназ. Период Второй Мировой войны
• Спецназ. Сверхмалые подводные лодки
• Спецназ. ОБУЧЕНИЕ ПОДВОДНОМУ ПЛАВАНИЮ
• Спецназ. Организация занятий