Pri plezanju v gore se zaradi padca atmosferskega tlaka zmanjša parcialni tlak kisika v alveolnem prostoru. Ko ta tlak pade pod 50 mmHg . Umetnost. (5 km nadmorske višine) mora neprilagojena oseba dihati mešanico plinov, v kateri je povečana vsebnost kisika. Na nadmorski višini 9 km parcialni tlak v alveolarnem zraku pade na 30 mm Hg. . Art., In praktično je nemogoče vzdržati takšno stanje. Zato se uporablja inhalacija 100% kisika. V tem primeru je pri določenem zračnem tlaku delni tlak kisika v alveolarnem zraku 140 mm Hg. . Art., ki ustvarja velike možnosti za izmenjavo plina. Na višini 12 km pri vdihavanju navadnega zraka je alveolarni tlak 16 mm Hg. . Umetnost. (smrt), pri vdihavanju čistega kisika - samo 60 mm Hg . Čl., tj. Še vedno lahko dihate, vendar je že nevarno. V tem primeru je mogoče dovajati čisti kisik pod pritiskom in zagotoviti dihanje pri vzponu na višino 18 km. Nadaljnji vzpon je možen samo v skafandrih.
Dihanje pod vodo na velikih globinah
Ko se spusti pod vodo, se atmosferski tlak poveča. Na primer, na globini 10 m je tlak 2 atmosferi, na globini 20 m - 3 atmosfere itd. V tem primeru se parcialni tlak plinov v alveolarnem zraku poveča za 2 oziroma 3-krat.
To ogroža visoko raztapljanje kisika. Toda njegov presežek ni nič manj škodljiv za telo kot pomanjkanje. Zato je eden od načinov za zmanjšanje te nevarnosti uporaba mešanice plinov, v kateri je zmanjšan odstotek kisika. Na primer, na globini 40 m dajejo mešanico, ki vsebuje 5% kisika, na globini 100 m - 2%.
Drugi problem je vpliv dušika. Ko se parcialni tlak dušika poveča, to povzroči povečano raztapljanje dušika v krvi in povzroči narkotično stanje. Zato začenši z globine 60 m , mešanica dušik-kisik se nadomesti z mešanico helio-kisik. Helij je manj strupen. Narkotičen učinek začne delovati šele na globini 200-300 m. . Trenutno potekajo raziskave o uporabi vodikovo-kisikovih mešanic za delovanje v globinah do 2 km, saj je vodik zelo lahek plin.
Tretji problem potapljaške operacije - to je dekompresija. Če se hitro dvignete iz globine, potem plini, raztopljeni v krvi, zavrejo in povzročijo plinsko embolijo - zamašitev krvnih žil. Zato je potrebna postopna dekompresija. Na primer, plezanje z globine 300 m zahteva 2 tedna dekompresije.
Za normalno življenje človeka, kot tudi velike večine živih organizmov, je potreben kisik. Zaradi presnove se kisik veže na ogljikove atome, pri čemer nastane ogljikov dioksid (ogljikov dioksid). Skupek procesov, ki zagotavljajo izmenjavo teh plinov med telesom in okoljem, se imenuje dihanje.
Oskrba človeškega telesa s kisikom in odstranjevanje ogljikovega dioksida iz telesa zagotavlja dihalni sistem. Sestavljen je iz dihalnih poti in pljuč. Zgornji dihalni trakt vključuje nosne poti, žrelo in grlo. Nadalje zrak vstopi v sapnik, ki je razdeljen na dva glavna bronhija. Bronhiji, ki se nenehno razcepljajo in postajajo tanjši, tvorijo tako imenovano bronhialno drevo pljuč. Vsaka bronhiola (najtanjša veja bronhijev) se konča z alveoli, v katerih poteka izmenjava plinov med zrakom in krvjo. Skupno število alveolov pri človeku je približno 700 milijonov, njihova skupna površina pa je 90-100 m2.
Zgradba dihalnega sistema.
Površina dihalnih poti, razen površine pljučnih mešičkov, je neprepustna za pline, zato prostor znotraj dihalnih poti imenujemo mrtvi prostor. Njegova prostornina pri moških je v povprečju približno 150 ml, pri ženskah - 100 ml.
Zrak vstopi v pljuča zaradi podtlaka, ki nastane, ko jih med vdihavanjem raztegnejo diafragma in medrebrne mišice. Pri normalnem dihanju je aktiven le vdih, izdih pa poteka pasivno zaradi sprostitve mišic, ki zagotavljajo navdih. Samo s prisilnim dihanjem so v delo vključene ekspiratorne mišice, ki zaradi dodatnega stiskanja prsnega koša zagotavljajo največje zmanjšanje volumna pljuč.
Dihalni proces
Pogostost in globina dihanja sta odvisni od telesne aktivnosti. Torej, v mirovanju odrasel človek opravi 12-24 dihalnih ciklov, kar zagotavlja prezračevanje pljuč v območju 6-10 l / min. Pri težkem delu se lahko stopnja dihanja poveča do 60 ciklov na minuto, količina pljučnega prezračevanja pa lahko doseže 50-100 l / min. Globina dihanja (ali dihalni volumen) med tihim dihanjem je običajno majhen del celotne kapacitete pljuč. S povečanjem pljučne ventilacije se lahko dihalni volumen poveča zaradi rezervnega volumna vdiha in izdiha. Če določimo razliko med najglobljim vdihom in največjim izdihom, dobimo vrednost vitalne kapacitete pljuč (VC), ki ne vključuje samo preostalega volumna, ki se odstrani šele, ko se pljuča popolnoma sesedejo.
Regulacija frekvence in globine dihanja poteka refleksno in je odvisna od količine ogljikovega dioksida in kisika v krvi ter od pH krvi. Glavni dražljaj, ki nadzoruje proces dihanja, je raven ogljikovega dioksida v krvi (s tem parametrom je povezana tudi vrednost pH krvi): višja kot je koncentracija CO2, večja je pljučna ventilacija. Zmanjšanje količine kisika v manjši meri vpliva na prezračevanje pljuč. To je posledica specifičnosti vezave kisika na krvni hemoglobin. Znatno kompenzacijsko povečanje pljučne ventilacije se pojavi šele po padcu parcialnega tlaka kisika v krvi pod 12-10 kPa.
Kako potapljanje pod vodo vpliva na proces dihanja?? Najprej razmislite o plavanju z dihalko. Dihanje skozi cevko postane veliko težje tudi, ko je potopljena nekaj centimetrov. To je posledica dejstva, da se upor pri dihanju poveča: prvič, pri potapljanju se mrtvi prostor poveča za prostornino dihalne cevi, in drugič, da bi lahko vdihnili, so dihalne mišice prisiljene premagati povečan hidrostatični tlak. Na globini 1 m lahko človek diha skozi cev največ 30 s, na velikih globinah pa je dihanje skoraj nemogoče, predvsem zaradi dejstva, da dihalne mišice ne morejo premagati pritiska vodnega stolpca, da bi prevzele dih s površine. Optimalne so dihalne cevi dolžine 30-37 cm, uporaba daljših dihalnih cevk lahko povzroči težave s srcem in pljuči.
Druga pomembna značilnost, ki vpliva na dihanje, je premer cevi. Z majhnim premerom cevi ne pride dovolj zraka, še posebej, če je treba opraviti nekaj dela (na primer hitro plavati), z velikim premerom pa se prostornina mrtvega prostora znatno poveča, kar močno oteži tudi dihanje. . Optimalne vrednosti za premer cevi so 18-20 mm. Uporaba cevi nestandardne dolžine ali premera lahko povzroči nehoteno hiperventilacijo.
Pri plavanju v samostojnem dihalnem aparatu glavne težave pri dihanju so povezane tudi s povečanim uporom pri vdihu in izdihu. Na povečanje upora pri dihanju najmanj vpliva razdalja med ti središčem pritiska in škatlo dihalnega aparata. "Center pritiska" je ustanovil Jarrett leta 1965. Nahaja se 19 cm pod in 7 cm za jugularno votlino. Pri razvoju različnih modelov dihalnih aparatov se to vedno upošteva in škatla dihalnega aparata se postavi čim bližje tej točki. Drugi dejavnik, ki vpliva na povečanje upora pri dihanju, je količina dodatnega mrtvega prostora. Še posebej velik je pri napravah z debelimi valovitimi cevmi. Pomembno vlogo ima tudi skupni upor različnih ventilov, membran in vzmeti v sistemu za zmanjšanje tlaka dihalne mešanice. In zadnji dejavnik je povečanje gostote plina zaradi povečanja tlaka z naraščajočo globino.
Pri sodobnih modelih regulatorjev si oblikovalci prizadevajo zmanjšati učinke povečanega upora pri dihanju z ustvarjanjem tako imenovanih uravnoteženih dihalnih avtomatov. Toda amaterski potapljači imajo še kar nekaj starih modelov naprav s povečanim uporom pri dihanju. Takšni napravi sta zlasti legendarni AVM-1 in AVM-1m. Dihanje v teh napravah povzroča veliko porabo energije, zato z njimi ni priporočljivo opravljati težkih fizičnih del in dolgih potopov do globine več kot 20 m.
Optimalen način dihanja pri plavanju s samostojnim dihalnim aparatom razmisliti je treba o počasnem in globokem dihanju. Priporočena frekvenca je 14-17 vdihov na minuto. S takšno naravo dihanja je zagotovljena zadostna izmenjava plinov z minimalnim delom dihalnih mišic in olajšana je aktivnost srčno-žilnega sistema. Hitro dihanje otežuje delo srca in vodi do njegove preobremenitve.
Vpliva na delovanje dihalnega sistema in hitrost potopitve v globino. S hitrim povečanjem tlaka (kompresija) se vitalna kapaciteta pljuč zmanjša, s počasnim pa se praktično ne spremeni. Zmanjšanje VC je posledica več razlogov. Prvič, ko se potopi v globino, dodaten volumen krvi hiti v pljuča, da kompenzira zunanji pritisk, in očitno med hitrim stiskanjem nekatere bronhiole stisnejo "otekle" krvne žile; ta učinek je povezan s hitrim povečanjem gostote plina, kar povzroči blokado zraka v nekaterih predelih pljuč ( pride do zračnih pasti»). « zračne pasti» so izjemno nevarni, saj bistveno povečajo tveganje za nastanek barotravme pljuč tako med nadaljevanjem potapljanja kot med dvigom, še posebej, če se ne upoštevata način in hitrost dviga. Najpogosteje takšne "pasti" oblikujejo potapljači, ki so pod vodo v navpičnem položaju. Obstaja še en odtenek, povezan z navpičnim položajem potapljača. To je heterogenost izmenjave plinov v navpičnem položaju: pod vplivom gravitacije kri vstopi v spodnje dele pljuč, mešanica plinov pa se kopiči v zgornjih, osiromašenih s krvjo. Če je potapljač pod vodo v vodoravnem položaju z licem navzdol, se relativna vrednost alveolarne ventilacije bistveno poveča v primerjavi z njegovim navpičnim položajem, izboljšata se izmenjava plinov in nasičenost arterijske krvi s kisikom.
Med dekompresijo in nekaj časa po njej se zmanjša tudi VK zaradi povečanega pretoka krvi v pljuča.
Negativno vpliva na dihalni sistem in dejstvo, da je zrak, ki prihaja iz jeklenk, običajno hladen in skoraj ne vsebuje vlage. Vdihavanje mrzlega plina lahko povzroči motnje dihanja, ki se kažejo s tresenjem dihalnih mišic, bolečinami v prsnem košu, povečanim izločanjem sluznice nosu, sapnika in bronhijev ter oteženim dihanjem. Pri plavanju v hladni vodi se problem izločanja sluzi še posebej poslabša: oteženo je požiranje, potrebno za izenačitev tlaka v votlini srednjega ušesa. In zaradi dejstva, da vstopni zrak praktično ne vsebuje vlage, se lahko razvije draženje sluznice oči, nosu, sapnika in bronhijev. Oteževalni dejavnik pri tem je tudi ohlajanje telesa.
Za ohranitev življenja je na eni strani potrebna stalna absorpcija kisika v celicah živega organizma in na drugi strani odstranjevanje ogljikovega dioksida, ki nastane kot posledica oksidacijskih procesov. Ta dva vzporedna procesa sestavljata bistvo dihanja.
Pri visoko organiziranih večceličnih živalih dihanje zagotavljajo posebni organi - pljuča.
Človeška pljuča so sestavljena iz številnih posameznih majhnih pljučnih veziklov alveolov s premerom 0,2 mm. Ker pa je njihovo število zelo veliko (približno 700 milijonov), je skupna površina precejšnja in znaša 90 m 2.
Alveoli so gosto prepleteni z mrežo najtanjših krvnih žil - kapilar. Stena pljučnega mešička in kapilare ima skupaj debelino le 0,004 mm.
Tako pride kri, ki teče skozi kapilare pljuč, v izjemno tesnem stiku z zrakom v pljučnih mešičkih, kjer pride do izmenjave plinov.
Atmosferski zrak vstopi v pljučne vezikle, ki prehajajo skozi dihalne poti.
Prave dihalne poti se začnejo pri tako imenovanem grlu na mestu, kjer žrelo preide v požiralnik. Larinksu sledi sapnik - sapnik s premerom okoli 20 mm, v stenah katerega so hrustančni obročki (slika 7).
riž. 7. Zgornji dihalni trakt:
1 - nosna votlina: 2 - ustna votlina; 3 - požiralnik; 4 - grlo in sapnik (sapnik); 5 - epiglotis
Sapnik prehaja v prsno votlino, kjer se razdeli na dva velika bronhija - desni in levi, na katerih visijo desno in levo pljučno krilo. Ko vstopi v pljuča, se bronhij razveji, njegove veje (srednji in mali bronhi) se postopoma redčijo in na koncu preidejo v najtanjše končne veje - bronhiole, na katerih ležijo alveoli.
Zunaj so pljuča prekrita z gladko, rahlo vlažno membrano - pleuro. Popolnoma enaka lupina pokriva notranjo stran stene prsne votline, ki jo ob straneh tvorijo rebra in medrebrne mišice, od spodaj pa diafragma ali prsna mišica.
Običajno pljuča niso zraščena s stenami prsnega koša, ampak so le tesno pritisnjena nanje. To je zato, ker v plevralnih votlinah (med plevralnimi membranami pljuč in prsnimi stenami), ki predstavljajo ozke reže, ni zraka. Znotraj pljuč, v pljučnih mešičkih, je vedno zrak, ki komunicira z atmosfero, zato je v pljučih (povprečno) atmosferski tlak. Pljuča pritisne na stene prsnega koša s tolikšno močjo, da se pljuča ne morejo odtrgati od njih in jim pasivno sledijo z raztezanjem ali krčenjem prsnega koša.
Kri, ki nenehno kroži skozi žile alveolov, zajema kisik in sprošča ogljikov dioksid (CO 2). Zato je za pravilno izmenjavo plinov potrebno, da zrak v pljučih vsebuje potrebno količino kisika in ne preplavlja CO 2 (ogljikov dioksid). To zagotavlja stalno delno obnavljanje zraka v pljučih. Pri vdihu vstopi v pljuča svež atmosferski zrak, pri izdihu pa se že uporabljeni zrak odstrani.
Dihanje poteka na naslednji način. Med vdihom se prsni koš razširi z naporom dihalnih mišic. Pljuča, ki pasivno sledijo prsnemu košu, sesajo zrak skozi dihalne poti. Takrat se prsni koš zaradi svoje elastičnosti zmanjša, pljuča se skrčijo in potisnejo odvečni zrak v ozračje. Obstaja izdih. Pri tihem dihanju pride v človekova pljuča pri vsakem vdihu 500 ml zraka. Enako količino izdihne. Ta zrak se imenuje dihalni. Če pa po običajnem vdihu globoko vdihnete, bo v pljuča vstopilo še 1500-3000 ml zraka. Imenuje se ekstra. Poleg tega lahko z globokim izdihom po normalnem izdihu iz pljuč odstranimo do 1000-2500 ml tako imenovanega rezervnega zraka. Vendar pa po tem v pljučih ostane približno 1000-1200 ml preostalega zraka.
Vsoto prostornine dihalnega, dodatnega in rezervnega zraka imenujemo vitalna kapaciteta pljuč. Izmeri se s posebno napravo - spirometrom. Pri različnih ljudeh se vitalna kapaciteta pljuč giblje od 3000 do 6000-7000 ml.
Visoka vitalna kapaciteta je bistvena za potapljače. Večja kot je kapaciteta pljuč, bolj pod vodo je lahko potapljač.
Dihanje uravnavajo posebne živčne celice – tako imenovani dihalni center, ki se nahaja poleg vazomotornega centra v podolgovati meduli.
Dihalni center je zelo občutljiv na presežek ogljikovega dioksida v krvi. Povečanje ogljikovega dioksida v krvi draži dihalni center in pospeši dihanje. Nasprotno pa močno zmanjšanje vsebnosti ogljikovega dioksida v krvi ali alveolarnem zraku povzroči kratkotrajno zaustavitev dihanja (apneja) za 1-1,5 minute.
Dih je pod določenim nadzorom volje. Zdrava oseba lahko prostovoljno zadrži dih 45-60 sekund.
Koncept izmenjave plinov v telesu(zunanje in notranje dihanje). Zunanje dihanje zagotavlja izmenjavo plinov med zunanjim zrakom in človeško krvjo, nasiči kri s kisikom in iz nje odstrani ogljikov dioksid. Notranje dihanje zagotavlja izmenjavo plinov med krvjo in tkivi telesa.
Izmenjava plinov v pljučih in tkivih nastane kot posledica razlike v parcialnih tlakih plinov v alveolarnem zraku, krvi in tkivih. Venska kri, ki vstopa v pljuča, je revna s kisikom in bogata z ogljikovim dioksidom. Parcialni tlak kisika v njem (60-76 mm Hg) je veliko manjši kot v alveolarnem zraku (100-110 mm Hg), kisik pa prosto prehaja iz alveolov v kri. Po drugi strani pa je parcialni tlak ogljikovega dioksida v venski krvi (48 mm Hg) višji kot v alveolarnem zraku (41,8 mm Hg), zaradi česar ogljikov dioksid zapusti kri in preide v alveole, od koder se odstrani med izdihom. V tkivih telesa se ta proces odvija drugače: kisik iz krvi vstopi v celice in kri je nasičena z ogljikovim dioksidom, plinom, ki se v tkivih nahaja v presežku.
Iz tabele je razvidno razmerje med parcialnimi tlaki kisika in ogljikovega dioksida v atmosferskem zraku, krvi in tkivih telesa (vrednosti parcialnih tlakov so izražene v mm Hg).
K temu je treba dodati, da visok odstotek ogljikovega dioksida v krvi oziroma tkivih prispeva k razgradnji hemoglobin oksida v hemoglobin in čisti kisik, visoka vsebnost kisika pa k odstranjevanju ogljikovega dioksida iz krvi skozi pljuča.
Značilnosti dihanja pod vodo. Vemo že, da človek za dihanje ne more uporabiti raztopljenega kisika v vodi, saj njegova pljuča potrebujejo le plinasti kisik.
Da bi zagotovili vitalno aktivnost organizma pod vodo, je potrebno sistematično dovajati dihalno mešanico v pljuča.
To lahko storimo na tri načine: preko dihalne cevi, z uporabo samostojnih dihalnih aparatov in dovodom zraka s površine vode do izolacijskih naprav (obleke, batiskafi, hiše). Te poti imajo svoje značilnosti. Že dolgo je znano, da lahko pod vodo dihate skozi cev na globini največ 1 m.
V večjih globinah dihalne mišice ne morejo premagati dodatnega upora vodnega stolpca, ki pritiska na prsni koš. Zato se za plavanje pod vodo uporabljajo dihalne cevi, ki niso daljše od 0,4 m.
Toda tudi s takšno cevjo je upor pri dihanju še vedno precej velik, poleg tega je zrak, ki vstopa v sapo, nekoliko osiromašen s kisikom in ima rahel presežek ogljikovega dioksida, kar vodi do vzbujanja dihalnega centra, ki se izraža v zmerni zasoplost (hitrost dihanja se poveča za 5-7 vdihov na minuto).
Da bi zagotovili normalno dihanje v globini, je treba v pljuča dovajati zrak s tlakom, ki bi ustrezal tlaku na določeni globini in lahko uravnotežil zunanji pritisk vode na prsni koš.
V kisikovi obleki se dihalna zmes pred vstopom v pljuča, v dihalni vreči, stisne na zahtevano stopnjo neposredno s pritiskom okolja.
V samostojnem dihalnem aparatu na stisnjen zrak to funkcijo opravlja poseben mehanizem. Hkrati je pomembno upoštevati določene meje upora pri dihanju, saj njegova znatna vrednost negativno vpliva na človeški srčno-žilni sistem, povzroča utrujenost dihalnih mišic, zaradi česar telo ne more vzdržujte potreben režim dihanja.
Pri pljučno-avtomatskih napravah je upor pri dihanju še vedno precej velik. Njena vrednost je ocenjena zaradi napora dihalnih mišic, ki ustvarja vakuum v pljučih, dihalnih poteh, inhalacijski cevi in v podmembranski votlini pljučnega avtomata. V pogojih atmosferskega tlaka, pa tudi v navpičnem položaju potapljača v vodi, ko je pljučni stroj na isti ravni s "centrom" pljuč, je upor pri dihanju pri vdihu približno 50 mm vodnega dna. . Umetnost. Pri horizontalnem potapljanju, pri katerem je pljučni stroj nameščen za hrbtom na valjih, je razlika med pritiskom vode na membrano pljučnega stroja in na potapljačev prsni koš približno 300 mm vode. Umetnost.
Zato upor pri vdihavanju doseže 350 mm vode. Umetnost. Za zmanjšanje upora pri dihanju je druga stopnja redukcije pri novih vrstah potapljaške opreme nameščena v ustniku.
Pri prezračevalni opremi, kjer zrak dovajamo po cevi s površine, ga stisnemo s posebnimi potapljaškimi črpalkami ali kompresorji, stopnja kompresije pa mora biti sorazmerna z globino potopa. Vrednost tlaka v tem primeru nadzira manometer, nameščen med črpalko in potapljaško cevjo.
Splošno razširjeno je mnenje, da so naši predniki v primeru ekstremnih razmer med sovražnostmi lahko uspešno dihali z uporabo najpreprostejših pripomočkov, kot je cev, dolgo časa potopljeni v vodo, globino potopitve pa naj bi merili v metrih, čas - v urah, cev - preprost trst (na primer prikrito prečkanje vodne ovire, beg pred preganjanjem itd.).
Glede na to, da je naša oseba ustvarjalna figura, vse, kar izvemo ali slišimo, želimo takoj preveriti v praksi, se smatramo dolžni opozoriti na morebitne napake, povezane z dihanjem v posebnih razmerah. To je zlasti posledica možnosti dihanja pod vodo z uporabo improviziranih sredstev. Pred začetkom takšnih pregledov, zlasti na globinah več kot 1 meter, je treba jasno razumeti fiziko procesa.
Upoštevajte, da se praktični preizkus možnosti dihanja pod vodo z uporabo improviziranih sredstev in na globinah več kot 1 meter praviloma konča zelo slabo: "eksperimentatorji" dolgo časa končajo v bolniški postelji z resnimi motnjami krvnega obtoka. . Zgodbe "izkušenih", lastne izkušnje plavanja v maski z dihalko (če sploh) ali zanašanje na izkušnje plavanja v maski z dihalko kakšnega drugega strica brez jasnega razumevanja fizikalnih procesov, ki se dogajajo. med tem so smrtonosne!
Zakaj? Razlogov je več.
1. Za zagotovitev dihanja pod vodo mora imeti improviziran predmet, skozi katerega se izvaja dihanje, vsaj prehodni del, ki zagotavlja pretok zraka v pljuča v prostornini, ki je potrebna za dihanje, na eni strani in mora biti nad vodno gladino, tudi ko je vznemirjena – po drugi strani zaradi učinek vode, ki med dihanjem vstopi v pljuča, ne zahteva komentarja.
2. Neenakost pritiskov, ki delujejo znotraj in zunaj telesa, ko je potopljeno v vodo, z vsemi posledičnimi posledicami.
Razmislite o diagramu medsebojnega delovanja zračnega tlaka (zunaj in znotraj) na osebo (glej diagram na sliki 2.10.), ki leži na kavču in pod vplivom atmosferskega zračnega tlaka.
Kot je razvidno iz diagrama, je notranja plevralna votlina pod tlakom, ki je enak atmosferskemu, medtem ko je celotna zunanja površina telesa (vključno s prsnim košem) prav tako pod tlakom, ki je enak atmosferskemu, tj. 1 kgf / cm 2.
Tako lahko govorimo o enakosti notranjega in zunanjega pritiska, ki deluje na človeško telo, in s tem odsotnosti (v splošnem primeru) motenj, ki preprečujejo normalen krvni obtok pod vplivom atmosferskega tlaka.
Povsem drugačna slika interakcije zračnega tlaka (zunanji in notranji) na človeka se pojavi, ko je potopljen pod vodo z dihanjem skozi cev, povezano z atmosfero (glej diagram na sliki 2.11.).
V tem primeru se od znotraj, s strani pljuč, stisne zrak s silo ene atmosfere (to je enak 1 kgf / cm 2), zunaj telesa (vključno s prsnim košem) pa se pritisne:
Zrak z enako silo ene atmosfere (1 kgf / cm 2);
Vodni stolpec z višino, ki je enaka globini potopitve.
Kaj se zgodi v tem primeru?
1. Torej, pri globini potopitve, na primer enaki 50 cm od vodne površine, je prsni koš pod zunanjim presežnim pritiskom, ki ga ustvari vodni stolpec z višino, ki je enaka globini potopitve, tj. v tem primeru 50 cm vodnega stolpca ali 50 gf / cm 2 (5 kgf / dm 2). Pri tem opazno oteži dihanje, saj. ob upoštevanju površine prsnega koša se ustvarijo pogoji, ko je treba dihati že v pogojih, enakovrednih tistim, ko na prsni koš pritiska obremenitev 15–20 kg.
Toda to so čisto fizične težave, ki spremljajo dihanje v takih pogojih.
2. Ne gre samo za te čisto fizične težave. Veliko bolj nevarna in resnejša je manifestacija motenj krvnega obtoka. Pod vplivom nadtlaka, ki ga ustvarja vodni steber in deluje na celotno površino telesa, kri izteka iz delov telesa, kjer je pritisk višji (noge, trebušna votlina), v predele nižjega pritiska - v prsi in glavo. Žile, prepolne s krvjo v teh delih telesa, preprečujejo normalen odtok krvi iz srca in aorte: slednja se prekomerno razširijo zaradi odvečne krvi in posledično - če ne smrt, potem resna bolezen.
Eksperimentalne študije, ki jih je opravil avstrijski zdravnik R. Stiegler in jih je opisal v knjigi Bathing, Swimming and Diving (Dunaj), so v celoti potrdile navedeno. Delal je poskuse na sebi, potopil svoje telo in glavo v vodo s cevko, ki je vodila iz njegovih ust.
Rezultati poskusov so predstavljeni v tabeli 2.
PODVODNI RIBOLOV
Značilnosti dihanja pod vodo
Vemo že, da človek raztopljenega kisika, ki je prisoten v vodi, ne more uporabiti za dihanje, saj pljuča potrebujejo le plinasti kisik. Da bi zagotovili vitalno aktivnost telesa pod vodo, je potrebno sistematično dovajati zadostno količino kisika v pljuča. To je mogoče storiti na naslednje načine:
Skozi dihalno cev;
Uporaba samostojnih dihalnih aparatov;
Oskrba s površine vode vesoljskih oblek, batiskafov, hiš tipa Cousteau itd .;
Z regeneracijo (rekuperacijo) v podmornicah.
Vsi ti načini za človeka niso naravni in imajo svoje značilnosti.
Dihanje skozi cev. Znano je, da lahko pod vodo na globini največ enega metra dihate skozi cev. V večjih globinah dihalne mišice, kot vemo, ne morejo premagati dodatnega upora, ki nastane tako pri vdihu kot pri izdihu. V praksi se za plavanje pod vodo uporabljajo dihalne cevi, ki niso daljše od 0,4 m.
Dihanje v samostojni napravi. Da bi zagotovili normalno dihanje na precejšnji globini, je treba v pljuča dovajati zrak pod pritiskom, ki bi lahko uravnotežil zunanji pritisk vode na prsni koš.
V kisikovi obleki se dihalna zmes stisne do želene stopnje v dihalni vreči neposredno s tlakom okolice, preden vstopi v pljuča.
V samostojnem dihalnem aparatu na stisnjen zrak to funkcijo opravlja pljučni stroj.
V tem primeru je še posebej pomembno upoštevati določene meje upora pri dihanju, saj njegova znatna količina negativno vpliva na človeški srčno-žilni sistem, povzroča utrujenost dihalnih mišic, zaradi česar telo ni sposobno vzdržujte potreben režim dihanja.
Pri pljučno-avtomatskih napravah je upor pri dihanju še vedno precej velik. Njena vrednost je ocenjena z največjim redčenjem v plinoprevodnem sistemu aparata v bližini ustnika, to je v neposredni bližini človeških ust.
V domači potapljaški opremi v zraku je nepomemben in znaša približno 40-60 mm vode. Umetnost. Vendar pa se pod vodo odpornost, zlasti na začetku vdihavanja, znatno poveča in doseže 200-330 mm vode. Umetnost. (ko je plavalec v vodoravnem položaju).
Dihalni upor je odvisen od:
a) glede na lokacijo pljučnega stroja glede na pljuča osebe;
b) o vrednosti mehanskega upora avtomata, ki ga premagujejo dihalne mišice. To je sila vzmeti, protitlak na ventile, sila trenja v aksialnih sklepih itd.;
c) dolžina dovodne in odvodne cevi, narava njihove notranje površine, velikost ustnika in prisotnost ventilov v njem.
Od celotnega upora pri dihanju je večina upora odvisna od lokacije pljučnega avtomata, to je od razlike v pritisku na membrano avtomata in prsnega koša. Da bi zmanjšali to razliko, je pljučni stroj nameščen spredaj, v višini prsnega koša plavalca, na trebuhu in blizu ustnika.
Trenutno obstajajo tudi zasnove pljučnih avtomatov, pri katerih se zmanjšanje vrednosti dihalne odpornosti doseže z različnimi vrstami kompenzacijskih naprav, zmanjšanjem prostornine komore pljučnega avtomata in cevi.