Отличие водолаза от бутылки с газировкой

Пять лет назад, когда я был в гостях у своего дяди в Питере, то посетил проводящийся в июле 2017 года Военно-морской салон. Вместе со мной был еще один родственник, довольно далекий от морской службы, в молодости служивший в армии, а ныне живущий в Харькове. Так как мой дядя был связан с судостроением еще с советских времен и до сих пор работал в одной из фирм в этой области, он получил приглашения на этот салон. Предложил нам посетить всем вместе и посмотреть, что представляет из себя военно-морской флот России в настоящее время. Мы с удовольствием приняли его предложение.

Ходили по огромным павильонам, где выставлено самое разнообразное оборудование и макеты судов как военных, так и гражданских. Побывали на фрегате «Адмирал Макаров». И дошли до одной из экспозиций, где лежали знакомые мне по службе на подводной лодке аппарат ИДА-59 и водолазный комбинезон  так называемого «сухого» тира, по морской терминологии ИСП-60 (изолирующее снаряжение подводника).   Именно в таком костюме и с таким дыхательным аппаратом я сдавал задачу боевой подготовки, являясь начальником медицинской службы, выходя на УТС через торпедный аппарат. Из разговора с молодым человеком, который был на экспозиции, я понял, что ничего нового с 70-х годов, когда я служил, по этой части в нашем флоте не появилось.

По возвращению с салона у нас состоялся разговор с моим «сухопутным» родственником. И я ему немного поведал о годах службы на подводной лодке.  Вот что я ему примерно рассказал.

Прежде чем я получил разрешение на самостоятельное командование медицинской службой субмарины, я сдал несколько зачетов флагманским специалистам и по устройству подводной лодки, борьбе за живучесть, уставам. Был зачет и флагманскому врачу, где наряду со знанием своих действий при различных болезнях, травмах, я отвечал  на вопросы по оказанию медицинской помощи при кессонной болезни.  Так что проштудировать учебники по физиологии пришлось основательно. И потом, все три года службы на подводной лодке, я должен был дважды в месяц проходить в барокамере тренировку, имитирующей погружение на глубину в сто метров.   Правда, за каждый такой спуск мне доплачивали по 25 рублей за риск.  Так что никто из моих коллег-медиков от проведения нескольких часов в барокамере не отказывался.

Помните известный фильм «72 метра», где гражданский в общем-то человек, роль которого исполнял актер Маковецкий, должен был выйти из аварийной подводной лодки на поверхность бухты и позвать на помощь людей.  Он получает наставление у опытных подводников, и один из них говорит фразу, которую я помню со времен своей службы: «Выходи по мусингам, на которых делай остановки».  Мусинги – это узелки на аварийном тросе (буй-репе), которые связывает аварийную лодку с аварийным буем на поверхности. И всплыв до очередного узелка, водолаз должен сделать остановку на некоторое время, чтобы азот при меньшем давлении вышел из крови в выдыхаемый воздух и не «закипел» в сосудах.

Перед выходом подводники отмеряют необходимую длину буйрепа спасательной буй-вьюшки, которая должна быть равна глубине выхода и дополнительно 10% от глубины на снос течением.

Двойной мусинг на глубине 25 метров означает, что со следующей остановки начинается двухметровая разметка буйрепа. Тройной мусинг на глубине 12 метров означает, что в условиях сильного волнения моря или шторма на этой глубине можно выждать время, соответствующее оставшимся остановкам до поверхности и выйти с этой глубины свободным всплытием, отцепившись от буйрепа.

Всплытие по буйрепу осуществляется по режимам деком¬прессии, приведенным в таблице. Режим выбирается в зависимости от глубин выхода и времени пребывания под наибольшим дав¬лением. Режим декомпрессии (глубина первой остановки и время выдержек на каждой остановке (мусинге) подводник должен за¬помнить перед выходом. Время выдержек на остановках определя¬ется по количеству вдохов из расчета: за минуту подводник в аппарате делает 16 вдохов.

Скорость всплытия по буйрепу до первой остановки должна составлять не более 15;20 м/мин. Такая скорость достигается при равномерном перебирании буйрепа руками на расстоянии 20;30 см.

В фильме герой справился с задачей и  большая часть экипажа лодки было спасена.

Как врач-физиолог я должен был многие параметры для декомпрессии держать в уме, чтобы сделать наставления личному составу перед выходом из аварийной подводной лодке через торпедный аппарат или через боевую рубку.

Вот примерно это я и рассказал своему родственнику, чем немало удивил его. Ведь он помнил фильм «Добровольцы», где герой артиста Леонида Быкова уговаривает своего товарища с утонувшей подводной лодки взять дыхательный аппарат и выйти на поверхность.  Поговорили мы и об этом, но я уже написал на эту тему свою заметку, не буду повторяться.

Но вот в реале мне не пришлось оказывать медицинскую помощь больным с кессонной болезнью, ведь я служил на подводной лодке, а не в госпитале, где такая помощь оказывается в случае чего.  Но теоретически я все знаю неплохо, и решил своими знаниями поделиться, коль уж начал серию заметок о спасении подводников  и водолазов, которые сейчас погружаются на немыслимые глубины до 300 метров.  И тут хочется задать вопрос: «А чем отличается водолаз (или подводник в водолазном снаряжении) от бутылки с газированной водой?»

Ничем не отличается. Газы имеют свойство растворяться в жидкостях и чем выше давление, тем больший объём газа может раствориться в одном и том же объёме жидкости. При атмосферном давлении в нашей крови растворено порядка 1л азота. Понятно, что при дыхании обычным воздухом при повышенном давлении в зависимости от глубины погружения азота в кровь попадёт ещё больше.

Что происходит, когда мы откручиваем пробку на бутылке с газировкой? Давление в ней падает до атмосферного и жидкость вскипает мириадами пузырьков газа, который рвётся на свободу. То же самое произойдёт и в кровеносной системе водолаза, если его резко поднять с глубины. Последствия самые губительные, называется это явление декомпрессионной или кессонной болезнью. Почему кессонной?

В самое старое время под воду спускались в устройствах наподобие перевёрнутого колокола, они назывались кессонами. Чтобы вода не затопила их снизу, в них качали воздух с поверхности под соответствующим давлением, а с ним поступал и азот, успешно растворявшийся в крови находившихся в кессоне людей. Понятия тогда о физиологии подводных спусков не имели, кессоны поднимали быстро и заметили, что пусть и через различные промежутки времени, но обязательно водолазы начинали страдать от непонятной болезни.

Я не ставлю своей задачей полностью описывать все процессы этого явления, тема не на одну статью. Напомню лишь, что азотом насыщается не только кровь, но и все ткани организма, включая мозг и даже сухожилия. И степень насыщения зависит помимо давления от времени, которое водолаз находится под этим давлением. При тяжёлых формах кессонной болезни возможны параличи конечностей, резкие боли в мышцах, костях, суставах; тяжелые расстройства дыхания и кровообращения; синюшность, резкая одышка; расстройство слуха, зрения; головокружение; тошнота, рвота, затемнение сознания.

Спасение только в одном - снова поднять давление среды, поместив водолаза в декомпрессионную камеру.  И скорее всего, вместе с ним придётся посидеть и доктору, оставлять в камере человека в таком состоянии безрассудно. Именно такая барокамера с пострадавшим и врачом показана на фотографии, размещенной на заставке.

В чём смысл лечения? В период декомпрессии, а также некоторое время после него, напряжение азота в тканях больше, чем парциальное давление азота в легких. Поэтому избыток азота, растворенного в тканях, с кровью переносится в легкие, откуда с выдыхаемым воздухом выводится из организма. Давление в камере снижается постепенно в соответствии со специальными таблицами, это может занять время, измеряемое многими часами, если не сутками.

Во избежание всего этого, водолаз должен выходить на поверхность с остановками на определённых глубинах соответственно рабочим таблицам декомпрессии, чтобы азот выводился из тканей и крови через лёгкие. Но всякое бывает, обстановка может сложиться так, что только декомпрессионная камера останется единственным шансом не стать инвалидом или вообще распрощаться с жизнью.

Вот такой он, азот. А почему подобное не происходит с кислородом? Дело в том, что кислород усваивается организмом и переходит в другое состояние, а вот азот так и остаётся балластом, никаким образом не используемым. Значит ли это, что можно вообще от него отказаться и дышать чистым кислородом? Американцы же летали в своих "Аполлонах", дыша чистым кислородом.

Тут надо опять вспомнить о парциальном давлении. Американцы поддерживали давление всего 260 мм ртутного столба, практически 1/3 атмосферного. Водолаз не в жёстком скафандре дышит при давлении, равном окружающему на данной глубине и при таких условиях кислород становится ядом. На глубине 20 м парциальное давление кислорода в кислородном дыхательном аппарате равно 3 атм. При превышении этой глубины или допустимого времени пребывания на данной глубине у водолаза может наступить судорожная форма отравления. На глубине 20 м пребывание безопасно в течение лишь 20 мин.

Если воздействие повышенного парциального давления кислорода в этот период не прекратится, то появляются непроизвольные сокращения (подергивания) отдельных мышц лица, шеи, а в дальнейшем возникает приступ общих судорог, сопровождающийся потерей сознания. Если пострадавшего своевременно не поднять на поверхность, приступы общих судорог будут повторяться вплоть до прекращения дыхания и остановки сердца.

Хорошо, азот опасен, кислород опасен, что делать? Использовать, например, гелио-кислородные смеси, при этом строго следить, чтобы парциальное давление кислорода на любых глубинах не превышало 3 атм. И кстати, резкий переход с дыхания гелио-кислородной смесью на сжатый воздух тоже может привести к потере сознания, это называется "азотный удар".

А так ли безопасен гелий? И у него есть кое-какие гадские свойства. Начиная с давления 10 атм он тоже начинает проявлять наркотическое воздействие. Начинается дрожь рук и туловища, нарушаются функции центральной нервной системы. Значит, надо снижать и его парциальное давление, на глубинах от 60 до 100 метров предпочтительнее воздушно-гелиевая смесь, где он составляет 50%.

Боюсь наскучить, но невозможно упустить и следующий момент. Начали вы поднимать водолаза с такой глубины на той же смеси, а он - брык, и потерял сознание! Чего ещё ему не хватает? Опять же парциальное давление. Если на таких глубинах парциального давления кислорода в смеси достаточно для обеспечения организма, то при падении общего давления при подъёме, парциальное давление кислорода начнёт также падать и наступит кислородное голодание. Чтобы поднять парциальное давление кислорода, при подъёме его количество в смеси надо постепенно увеличивать, имеются соответствующие расчёты.

Я оставлю в стороне проблемы с углекислым газом, которых тоже достаточно, иначе статья превратится в тот самый Днепр, который даже долетевшая до середины птица полностью пересечь уж точно не сможет