飽和潛水最漫長(zhǎng)的海底探險(xiǎn)

王東梅

一艘船的甲板上裝載著幾個(gè)古怪的圓筒，停留在深海水面，兩條長(zhǎng)長(zhǎng)的“繩索”通向海底深處。控制室內(nèi)不時(shí)傳來聲聲“鴨叫”，難道這艘船在搞“海底放鴨”？當(dāng)然不是。這是潛水員正在海底進(jìn)行飽和潛水作業(yè)，也許他們正在緊張地修補(bǔ)破損的海底輸油管呢！

潛水，對(duì)大家來說并不陌生。古代勞動(dòng)人民早就利用屏氣的方式潛入水中，捕魚捉蟹，采集珍珠、珊瑚。勇敢的士兵也曾利用簡(jiǎn)陋的通氣管夜行偷渡，奇襲敵營(yíng)。近代，打撈沉船，探索海底，潛水活動(dòng)更為頻繁。那么“飽和潛水”與以往的普通潛水有什么區(qū)別呢？或許先揭開“鴨叫”之謎，會(huì)有助于我們對(duì)這個(gè)問題的理解。

原來，氦氧混合劑在這里開了一個(gè)小小的玩笑。進(jìn)行飽和潛水的潛水員在水下呼吸的不是普通的空氣，而是一種按比例混合而成的混合氣體。氦氧混合劑是當(dāng)今深潛時(shí)供潛水員呼吸用的最佳混合氣體。在這種混合劑中，氦氣含量高達(dá)98%，而氧氣只占2%。氦是一種惰性氣體，它是除氫以外最輕的氣體。正是由于吸入了氦氣導(dǎo)致潛水員與母船通信時(shí)出現(xiàn)語(yǔ)音失真。

聲音在不同的氣體中傳播速度是各不相同的。一般說來，在相同溫度下，越輕的氣體傳聲越快。例如，同樣在0℃條件下，空氣中的聲速為332米/秒，氫氣中為1286米/秒，而在氦氣中為971米/秒（約為空氣中的三倍）。使用氦氧作呼吸劑的潛水員，在海底說話的聲音相當(dāng)于在氦氣中傳播，顯然要比在空氣中快得多。這就好比以正常速度錄制的錄音帶，用快速放送，其聲音便會(huì)失真，變得滑稽可笑，甚至難以理解。這種“鴨叫”似的潛水員語(yǔ)言，必須使用一種專門的“電子譯語(yǔ)器”減慢聲速，把含糊不清的語(yǔ)言翻譯過來，才能讓其他人理解。我們破解了“鴨叫”之謎，接下來就對(duì)飽和潛水一探究竟吧！

氦氧—深潛員的命根子

生命起源于海洋，但是作為陸地生物的人類，卻不能象魚一樣在水中自由地呼吸。人類本身的生理機(jī)能限制了人在水中的活動(dòng)能力，特別是生命攸關(guān)的呼吸功能在水中完全無法施展。

潛水員下潛都會(huì)身背氧氣瓶，但氧氣卻有潛在危險(xiǎn)，氧中毒是潛水員面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)。水底的壓力高于地面，潛水員帶上潛水器具下潛時(shí)，他所呼吸的混合氣的氣壓也需相應(yīng)增加，以達(dá)到體內(nèi)外壓力平衡。每下潛10米，約需增加一個(gè)大氣壓，例如，潛水員在30米深度所呼吸的空氣壓力，需3倍于水面的空氣壓力。由于在這個(gè)深度上受壓縮的空氣中所含的空氣分子數(shù)目3倍于水面，潛水員呼吸的氧氣量也3倍于正常分量。潛水員如果長(zhǎng)時(shí)間呼吸這種含氧特別豐富的混合氣體，就會(huì)發(fā)生氧中毒，其癥狀是暈眩、惡心和抽筋。因此潛水員所用的呼吸劑中，必須含有很大比例的惰性氣體，以便將氧稀釋。氦就是用于這一目的的一種惰性氣體。由于氦在血液里的溶解度較小，所以用它和氧來組成呼吸劑可以避免氧中毒。“飽和潛水”中“飽和”的概念，實(shí)際上是指潛水員體內(nèi)組織（包括血液）在特定壓力下最大限度地吸收了惰性氣體，體內(nèi)的氦達(dá)到了飽和狀態(tài)。大家可能會(huì)問，這樣做目的何在？

巧妙安排高壓天地

飽和潛水是20世紀(jì)發(fā)展起來的技術(shù)，可以說是潛水作業(yè)上的一個(gè)飛躍。飽和潛水技術(shù)是當(dāng)今潛水行業(yè)的尖端核心技術(shù)，深潛水作業(yè)能力強(qiáng)弱是一個(gè)國(guó)家實(shí)力的體現(xiàn)。許多發(fā)達(dá)國(guó)家將飽和潛水技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用放在與航天技術(shù)同等重要的地位。

從理論上講，飽和潛水的潛水員能處在海底的時(shí)間是沒有限制的，而且潛水深度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般潛水。然而，實(shí)施飽和潛水也并非易事，它需要一整套復(fù)雜的設(shè)備和一批訓(xùn)練有素的專業(yè)人員。

飽和潛水有一套圓筒形的設(shè)備系統(tǒng)，是多種設(shè)備和各類專業(yè)人員的有機(jī)組合。圓筒內(nèi)外近在咫尺，但卻是壓力懸殊的兩個(gè)世界。圓筒分別充當(dāng)潛水員居住、更衣、過渡、加壓、減壓、下潛準(zhǔn)備等用的艙室，并可根據(jù)工作場(chǎng)地的大小、任務(wù)的繁簡(jiǎn)、潛水人員的多寡酌情增減和組合。

潛水人員的生活艙是設(shè)有床鋪和衛(wèi)生間的住房，用于倒班休息。與其他艙室一樣，它是一個(gè)充滿混合氣體的高壓環(huán)境。更衣艙是潛水員倒班前后，更換潛水衣、頭盔的場(chǎng)所。過渡艙是潛水人員從外部一個(gè)大氣壓的環(huán)境進(jìn)入筒內(nèi)高壓世界的中間環(huán)節(jié)。凡進(jìn)出壓力艙的人員，都得經(jīng)歷加壓和減壓程序。壓力艙還有一個(gè)被稱作醫(yī)療閘口的小窗口，是用來向艙內(nèi)傳遞食物及其他一些小物品的。再生系統(tǒng)連續(xù)地將艙內(nèi)吸用過的壓縮混合氣抽出來，除掉二氧化碳、濕氣等，經(jīng)過處理和加熱后，重新送回壓力艙。而艙內(nèi)的壓力高低以及環(huán)境參數(shù)，例如溫度、濕度、氧氣的分壓、二氧化碳含量等，均由壓力艙近旁的控制室不斷加以調(diào)節(jié)和控制。生命維護(hù)員能通過電視屏幕觀察艙內(nèi)動(dòng)態(tài)，并且適時(shí)地播放音樂和電視節(jié)目，供壓力艙內(nèi)的潛水員放松、娛樂。

飽和潛水的整個(gè)工作程序，從潛水人員進(jìn)入壓力艙開始。潛水員進(jìn)艙后，艙內(nèi)壓力逐漸加大，達(dá)到他們預(yù)定工作深度的海水壓力。例如，工作地點(diǎn)水深300米，其壓力加到略大于30個(gè)大氣壓。然后，潛水人員穿藏上潛水衣進(jìn)入潛水鐘，由潛水鐘操縱員將其徐徐送入海底。與此同時(shí)，潛水繩操縱員將潛繩一起送至海底，以供給潛水員最新的呼吸劑、電力和通訊線路等。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定工作地點(diǎn)后，打開升降口，潛水員在守鐘人的協(xié)助下進(jìn)入水中，而潛水鐘內(nèi)由于有混合氣體壓力，所以能擋住海水的進(jìn)入。守鐘人堅(jiān)守在鐘內(nèi)，他的主要任務(wù)是管理和監(jiān)視潛水員呼吸氣體的供應(yīng)，保證通信通暢以及潛水員的安全。

飽和潛水作業(yè)人員可以實(shí)行24小時(shí)三班倒，每班在水下工作8小時(shí)。換班時(shí)，潛水鐘由潛水作業(yè)母船上的起重機(jī)吊起，與裝在母船甲板上的壓力艙聯(lián)接起來，一旦聯(lián)接就緒，潛水鐘與壓力艙貫通，潛水人員就可以進(jìn)入壓力艙內(nèi)。艙內(nèi)混合氣體的壓力同他們?cè)诤５坠ぷ鲿r(shí)所受的壓力完全一樣。

由此可見，參加飽和潛水的人員，無論在海底工作，還是在潛水鐘內(nèi)，或是在壓力艙內(nèi)休息，他們所處的環(huán)境壓力是一樣的。由于壓力不變，他們可以反復(fù)入水作業(yè)，不必每次潛水后進(jìn)行減壓。只是在整項(xiàng)潛水作業(yè)任務(wù)完成后（這可能需要幾天或是幾個(gè)星期）才進(jìn)行減壓程序。減壓作用主要是使?jié)撍畣T體內(nèi)和血液里的惰性氣體，隨著環(huán)境壓力的減低而慢慢地釋放出來，以免引起各類病癥。

飽和潛水的優(yōu)越性

這種以“生活在高壓下到工作完成才出來”的飽和潛水方式，有很大的優(yōu)越性。進(jìn)行普通潛水作業(yè)時(shí)，潛水員在海底只能工作幾十分鐘，最多幾個(gè)小時(shí)，就得返回。在返回水面的過程中，要經(jīng)歷各個(gè)減壓階段，得花上4個(gè)小時(shí)左右。一項(xiàng)需要在水底進(jìn)行40小時(shí)有效工作的工程，如果采用普通的潛水作業(yè)，一般得花40多天，要是把氣象和海況等因素所造成的時(shí)間耽擱計(jì)算在內(nèi)，那么，所需的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。而同樣一項(xiàng)工程，若采用飽和潛水作業(yè)，則潛水員只要連續(xù)工作即可完成。而且整個(gè)工程完畢后，還可在壓力艙內(nèi)進(jìn)行安全減壓，既舒服又有醫(yī)生照顧。當(dāng)然減壓時(shí)間是相當(dāng)漫長(zhǎng)的。根據(jù)美國(guó)的實(shí)驗(yàn)表明，飽和潛水后的減壓時(shí)間，平均每下潛一英尺（約0.3米）需10分鐘。如果下潛300米，減壓時(shí)間需7天左右，有時(shí)為了安全起見，可能更長(zhǎng)些。但由于潛水任務(wù)已完成，故減壓程序可在潛水作業(yè)母船返航的途中進(jìn)行，這大大縮短了母船在工作海域停留的時(shí)間。

由于飽和潛水具有突出的優(yōu)點(diǎn)，今后將會(huì)得到更大的發(fā)展，使用范圍也會(huì)越來越廣，例如，進(jìn)行海底油田設(shè)施的檢查，海底管道的連接、切割、水下焊接，打撈沉船，水產(chǎn)養(yǎng)殖，科學(xué)考察等。總之，飽和潛水使?jié)撍畣T或科學(xué)家有可能在“重重壓力”下生活幾個(gè)星期甚至幾個(gè)月，為完成深潛任務(wù)和科學(xué)探索提供了更為有利的條件。

【責(zé)任編輯】張小萌