ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ В ИЗОЛИРУЮЩИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ (ИДА)

В настоящее время в Вооруженных Силах нашли широкое приме­нение различного рода изолирующие дыхательные аппараты (ИДА), предназначенные для выполнения специальных работ как на суше, так и под водой.

предназначение состоит в использовании для обеспечения работ под

водой.

Легководолазная подготовка танкистов для форсирования вод­ных преград, инженерные работы под водой и аварийно-спасательные действия на воде - вот далеко не полный перечень использования ИДА в Вооруженных Силах.

Физиологические особенности работы в изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА) на суше и под водой

В войсках использовались и в настоящее время используются целый ряд ИДА, различных по предназначению и конструкции.

В 1930 году в СССР применялся кислородный изолирующий при­бор на основе сжатого кислорода, по такому же принципу работал и КИП-5.

В 1941 году был создан унифицированный кислородный аппарат новоксидный (УКАН) на основе химически связанного кислорода. Время работы на суше - до 5 часов, под водой 1,5 часа.

В 1948 году был принят в эксплуатацию изолирующий подвод­но-сухопутный аппарат ИПСА. Работал по смешанно-регенеративному типу, то есть имеется запас чистого кислорода, а также выдыхае­мый воздух проходит через поглотительный патрон с веществом ХПИ, где очищается от избытка углекислого газа и снова поступает в дыхательный мешок.

В настоящее время в войсках нашли широкое применение раз­личные ИДА. Классификация ИДА представлена на таблице 20. Пнев­матогены, работающие на кислороде, получаемом в результате реак­ции воды и углекислоты с перекисными (надперекисными) соединени­ями NаО2, К2О2 (Nа2О2).

В настоящее время на снабжении Сухопутных войск имеются и используются для работ на суше ИП-4, а при выполнении легководо­лазных работ и для обеспечения танкистов при форсировании водных рубежей под водой ИП-5. Регенеративный патрон в ИП-4 и ИП-5 сна­ряжается вместе с пусковым брикетом и кислотой на заводе. Реге­неративное вещество в виде многоканальных блоков, что уменьшает сопротивление дыханию. В ИП-4 регенеративный патрон покрыт свет­ло-розовой термоиндикаторной краской, которая меняет свой цвет на синий в процессе работы регенеративного патрона.

Таблица 20

----------------- |---------------- ----------------

| ПНЕВМАТОФОРЫ | || ПНЕВМАТОГЕНЫ | | ВОЗДУШНО- |

| | || | | БАЛЛОННЫЕ |

----------------- |---------------- ----------------

------------ ----------- | -------------- --------------

| Кислород-| |КП,КПЖ | | | ИП-4,ИП-5 | | АВМ-1М |

| ные при- | |кислород-| | | изолирующий| | "Украина" |

| боры при-| |ные при- | | | противогаз | | автономные |

| меняют- | |боры при-| | | для работы | | воздушные |

| ся в кли-| |меняемые | | | на суше и | | дыхательные|

| нике | |в авиации| | | под водой | | аппараты |

------------ ----------- | -------------- --------------

|

----------- ------------- ------------- -------------

| АТ-1 | | ЛВИ-57 | | СЛВИ-64 | | ИПСА |

|аппарат | |кислородный| |легко-водо-| |изолирующий|

|танковый | |легко водо-| |лазное сна-| |подводно- |

| | |лазный ап- | |ряжение | |сухопутный |

| | |парат | | | |аппарат |

----------- ------------- ------------- -------------

В ИП-5 нет металлического каркаса, мешок одевается на шею, что придает плавучесть человеку (все танковые экипажи обеспечены ИП-5). В маске этого прибора нет зажима для носа, загубника, что создает возможность пользования переговорным устройством.

Пневматофоры - аппараты, работающие на сжатом кислороде, к ним относят приборы, применяющиеся в клиниках, авиации и т.п.

К аппаратам, работающим на сжатом воздухе, относят приборы типа АВМ-1М "Украина", СВУ-2 и др.

При использовании ИДА на суше человек испытывает сопротив­ление дыханию, кроме того, вдыхаемая воздушная смесь значительно отличается от наружного атмосферного воздуха. Сопротивление в аппаратах ИП-4, ИП-5 обусловлено наличием на потоке воздушной газовой смеси регенеративного патрона, через который человек должен силой дыхательных мышц протолкнуть эту смесь. Сопротивле­ние достигает 20-40 мм вод.ст.

Дыхание в ИДА оказывает влияние на гемодинамику: усиление вдоха ведет к повышению отрицательного давления в грудной полос­ти, что выражается в увеличении присасывающего действия грудной клетки, а это ведет к большему поступлению крови в правое пред­сердие, в результате чего в нем происходит некоторое повышение давления. Повышение давления через рецепторы полых вен оказывает угнетающее воздействие на блуждающий нерв и возбуждающее на сим­патический. Оба этих влияния ведут к ускорению и усилению сокра­щений сердца и некоторому повышению артериального давления.

Для организма оказывается также небезразличным состав вды­хаемой газовой смеси. Она содержит 80-90% кислорода и около 2% углекислого газа. Вдыхание почти чистого О2 сопровождается улуч­шением условий снабжения тканей кислородом и ведет к урежению дыхания и повышению диастолического давления (свидетельство со­судосуживающего действия чистого кислорода).

Повышенное содержание СО2 также оказывает влияние на дыха­тельную и сердечно-сосудистую системы. Известно, что в физиоло­гических концентрациях СО2 поддерживает состояние возбуждения дыхательного и сосудодвигательного центров. Эти центры очень чувствительны к изменению концентрации СО2 в крови, которая за­висит, как правило, от содержания этого газа в альвеолярном воз­духе. В обычных условиях в нем поддерживается постоянное содер­жание СО2 в пределах 5,5-5,7%.

Окончательный результат сочетанного действия высоких кон­центрайий О2 и СО2 проявляется в урежении частоты дыхания при одновременном возрастании вентиляции за счет увеличения глубины дыхания, учащении пульса, повышении артериального давления, уве-

личении ударного и минутного объема крови. Такой характер сдви-

гов у человека, пользующегося ИДА, наблюдается в покое. При вы-

полнении работы эти сдвиги возрастают, так как, кроме вышеска-

занного, оказывает влияние нагрузка (работа); при работе средней

тяжести, выполняемой в ИДА, наблюдается значительное увеличение

легочной вентиляции за счет учащения и углубления дыхания, пульс

учащается, но несколько меньше, чем при этой же нагрузке без

ИДА. Минимальное кровяное давление повышается, максимальное поч­ти не изменяется. Учащение сердечных сокращений приводит к уве­личению минутного объема крови.

Пребывание в этих аппаратах под водой сопровождается более выраженным влиянием всех перечисленных факторов.

На человека, находящегося в ИДА под водой, будет оказывать влияние характер водной среды необычной для его жизнедеятельнос­ти, которая значительно отличается от воздушной.

Повышенное давление. В наземном положении весь живой мир окружает атмосфера. Воздух имеет вес и оказывает постоянное дав­ление на объекты, находящиеся на земле. Оно равно давлению ртут­ного столба высотой в 760 мм, или 1 кг на 1 см2 поверхности. Это давление мы называем давлением в одну атмосферу. при погружении под воду человек испытывает добавочное или избыточное давлени (АТИ), которое при погружении на каждые 10,3 м пресной воды или 10 м соленой воды увеличивается на 1 атм.

этой проходимости, давление начинает действовать односторонне,

что приводит к болезненным ощущениям и создает условия для нару­шения анатомической целостности стенок воздушных полостей. Наи­более часто затруднения подобного рода возникают в полости сред­него уха, поскольку узкий просвет евстахиевой трубы при наличии восполительных явлений в области носоглотки может стать практи­чески непроходимым для воздуха. В этом случае может полностью отсутствовать выравнивание давления воздуха барабанной полости среднего уха вслед за повышением внешнего давления. Создаются условия для одностороннего быстро нарастающего механического воздействия на барабанную перепонку. При нарушении вентиляции барабанной полости неприятные ощущения, болезненность в среднем ухе развивается на глубинах от 2 до 7 метров, то есть при избы­точном давлении 0,1-0,7 атм. С увеличением глубины боль усилива­ется, распространяется на всю голову и становится трудноперено­симой.

Нужно помнить, что пребывание человека под повышенным дав­лением сопровождается заметным изменением голоса. Он становится невнятным, гнусавым, труднопонимаемам. Эти изменения отмечаются уже на глубине 5-10 метров. Считают, что это связано с увеличе­нием плотности среды, к которой человек эволюционно не приспо­соблен. Изменения голоса уменьшаются при повторных погружениях под воду. Кроме этого,отмечаются изменения со стороны желудоч­но-кишечного тракта. Кроме нарушения секреторной функции слюн­ных желез и желудка нужно помнить, что при перепадах давления изменяется объем газов, находящихся в кишечнике. При переходе с глубины на поверхность происходит их быстрое расширение, что мо­жет сопровождаться неприятным чувством распирания, колик в живо­те; подъем диафрагмы ведет к затруднению в работе сердца и лег­ких.

Зрение и слух. Изменение деятельности зрительного анализа-

тора в водной среде обусловлено особенностями проведения в ней

света и, отчасти, уменьшением преломляющей силы глаза. В воде

свет проходит значительно хуже, чем в воздухе. При ясной сухой

погоде в воздухе на 1 км пути поглащается 5-10% световой энер­гии. В воде же на расстоянии 1,55 м поглощается значительно больше (водопроводная - 40,2%; озерная - 70%, даже дистиллиро­ванная - 23,4%).

Таким образом, водолазы, работающие в реках и озерах, встречаются с низкой освещенностью.

На степень видимости предметов под водой еще большее влия­ние оказывает рассеивание световой энергии от взвешенных в воде частиц. Освещенность падает также и от того, что от поверхности воды отражается значительная часть лучистой энергии и только в солнечные дни, когда солнце находится в зените, солнечные лучи проникают на большую глубину. В пасмурные дни освещенность под водой уменьшается, так как часть солнечной энергии рассеивается от небосвода. В воде большинства рек и озер видимость предметов прекращается на очень малых глубинах.

При непосредственном соприкосновении роговицы с водой глаз становится гиперметропичным и его острота падает в 100-200 раз. При надетой водолазной маске под водой между роговицей глаза и водой имеется воздушная прослойка - зрение не изменяется. Нужно иметь в виду, что у легководолазов в ИДА наличие между водой и преломляющими средами глаза воздушной прослойки нарушает привыч­ное представление о местоположении предметов, находящихся в во­де. Световые лучи, переходя из воздушной среды в водную, прелом­ляются. Вследствие этого предметы, лежащие в воде, кажутся бли­же, чем есть в действительности. При рассмотрении предметов сверху они кажутся приподнятыми. Но это существенного влияния на деятельность легководолаза не оказывает, ибо точных глазомерных определений расстояния при его работе под водой не требуется.

При погружении под воду функция слухового анализатора также меняется. Это обусловлено как различным звуковым сопротивлением воздуха и воды, так и разной скоростью распространения звука в этих средах. Существует воздушный и костный пути проведения зву­ка к внутреннему уху. При воздушной проводимости звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки и вызывают ее колебания. Эти колебания, усиливаясь системой слухо­вых косточек, передаются во внутренне ухо, где и возбуждают ре­цепторы, заложенные в кортиевом органе. При костной проводимости звуковые волны вызывают колебания костей черепа, которые непос­редственно передаются во внутреннее ухо. В наземных условиях воздушная проводимость преобладает над костной. При погружении под воду соотношение между воздушной и костной проводимостью ме­няется. Воздушная - почти полностью исключается.

Акустическое сопротивление воды приближается к таковому че­ловеческого тела и потери звука при переходе из воды в кости че­ловека значительно меньше, чем в воздухе. Для легководолазной практики представляют большой интерес особенности ориентировки в

воде по звуку.

Известно, что определение человеком направления звука в воздушной среде основано, во-первых, на разности прихода звука в правое и левое ухо, во-вторых - изменений интенсивности звука при различных углах поворота головы и , в-третьих, на разности фаз приходящей звуковой волны. Разница прихода звука в правое и левое ухо составляет 0,00003 сек. Поскольку голова человека соз­дает звуковую тень, то интенсивность звука, воспринимаемая ушами будет различной.

На точность бинаурального определения направления звука влияет скорость его распространения. В водной среде звук расп­ространяется 1400-1500 м/сек., то есть в 4-5 раз быстрее, чем в воздухе (330-340 м/сек.).

Многие легководолазы под водой не в состоянии оценить нап­равление звука, "Звучит вся голова и невозможно отличить откуда идет звук". При тренировке большинство водолазов начинает опре­делять направление звука, но это не идет ни в какое сравнение с тем, что мы наблюдаем на суше.

Звуковая ориентация под водой нарушается еще и тем, что ви­димость плохая, движение наощупь, нужно обходить препятствия, держать связь с руководителем работ, следить за приборами ИДА - все это отвлекает внимание легководолаза, а заодно и усугубляет и без того плохую звуковую ориентировку.