水下自由呼吸

智七柱

水下呼吸器的歷史

水下探險(xiǎn)深深吸引著人類，上千年來(lái)魅力不減。為解決水下呼吸問題，大量水下呼吸器被發(fā)明，比較原始的像海綿、充滿氣的羊皮、像呼吸管一樣的長(zhǎng)長(zhǎng)蘆葦。

16世紀(jì)，潛水鐘的發(fā)明使水下探險(xiǎn)有了質(zhì)的飛躍。不久，又發(fā)明出來(lái)全套潛水服，它配有一條長(zhǎng)長(zhǎng)的管子，通過人力把空氣從水面輸送下來(lái)供潛水員呼吸。起初這套裝備最深只能潛水約18米，但后來(lái)更好的材料制造出來(lái)，使它可以承受更高水壓，潛水深度也隨之增加。

自給式水下呼吸器，是20世紀(jì)初發(fā)明出來(lái)的，這是一大進(jìn)步。基本原理就是給空氣加壓，提高空氣儲(chǔ)藏量。該裝置又稱“水肺”，這個(gè)詞首次使用于1939年。后來(lái)，“水肺”被應(yīng)用于個(gè)人潛水裝置，從而為現(xiàn)代潛水運(yùn)動(dòng)鋪平了道路。它通過氧氣罐里的壓縮空氣，向潛水員提供新鮮空氣，然后把潛水員呼出的空氣排放到水中，形成氣泡。

循環(huán)式水下呼吸器

顧名思義，循環(huán)式水下呼吸器能使人在水下反復(fù)呼吸，可以使人下潛更深，時(shí)間更長(zhǎng)，并且它提供的可呼吸空氣是溫暖、濕潤(rùn)、更自然的。它不會(huì)把呼出氣體排到水中，就不會(huì)產(chǎn)生任何泡泡，因此潛水時(shí)非常安靜，可以使人在水中的體驗(yàn)更加豐富，尤其適合那些尾隨動(dòng)物、渴望近距離接觸的人。

不同于傳統(tǒng)的自給式水下呼吸器，循環(huán)式呼吸器是一種閉路循環(huán)系統(tǒng)，附有兩個(gè)3升的氣罐，基本能滿足3小時(shí)的水下需要。它通過具有單向閥的雙向呼吸調(diào)節(jié)器工作，既允許新鮮空氣吸入，又允許含二氧化碳的呼出氣體排出，兩者互不干擾。

呼出的氣體沿管道進(jìn)入一個(gè)混合氣室，然后就會(huì)被凈化，或“擦洗”。擦洗裝置含有堿石灰顆粒（氫氧化鈣和其它化學(xué)品的混合物），含二氧化碳的呼出氣體經(jīng)過時(shí)，其中的二氧化碳會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而被清除。接著，擦洗后的氣體會(huì)被檢測(cè)氧分壓（空氣中所含氧分子產(chǎn)生的壓力），若低于正常值，就會(huì)被加充氧氣。另一個(gè)氣罐含有惰性“稀釋”氣體，當(dāng)氧氣被加充時(shí)，它也會(huì)被加充，從而使氧分壓保持在一個(gè)安全而穩(wěn)定的水平。這時(shí)，曾經(jīng)呼出的空氣就可以再次被重新吸入了！

循環(huán)式呼吸器根據(jù)潛水深度，還能混合不同比例的氮氧氣體（高氧氣體），大大降低潛水員發(fā)生減壓病（過快浮出水面造成的）和氮?dú)饴樽憩F(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)。而且由于是封閉式循環(huán)系統(tǒng)，它不影響浮力，因此水下攝像時(shí)再不會(huì)出現(xiàn)上下擺動(dòng)的現(xiàn)象。借助此裝置，最深潛水紀(jì)錄達(dá)到了290米，2014年由英國(guó)人取得。