OD DZWONU NURKOWEGO DO AQUALUNGU.doc

OD DZWONU NURKOWEGO DO AQUALUNGU (krótka historia)


"...historia rozwoju techniki nurkowania stała się zarazem
historią pasji poznawczej człowieka, historią jego myśli
technicznej i coraz lepszego rozumienia natury zagrożeń
związanych z zanurzaniem się głębiej pod wodę.
Jest zresztą również historią jego zachłanności narażania życia
dla zdobycia cennych muszli, korali, gąbek itd. ..."
Stanisław Kozłowski, "Granice przystosowania"
Przyglądając się z perspektywy stuleci próbom rozwiązania problemu pobytu człowieka pod wodą, można wskazać dwa główne nurty pojawiających się koncepcji. Pierwszy z nich obejmował konstrukcje, w których wnętrzu utrzymywane jest podczas zanurzenia ciśnienie atmosferyczne. W drugim spotkamy urządzenia, które nie zabezpieczają nurkującego człowieka przed wpływem ciśnienia otaczającej go wody, a powietrze którym się oddycha sprężone jest do wartości ciśnienia otoczenia. Współczesnymi przedstawicielami pierwszej linii rozwojowej są batyskafy, łodzie podwodne i skafandry pancerne. Drugi nurt, o którym głównie będzie tu mowa zaowocował powstaniem aparatu oddechowego, nazwanego przez swoich wynalazców "aqualungiem".                                               
Historia wynalazków nurkowych jest - jak to bywa i w innych dziedzinach wynalazczości - bardziej historią pomyłek i ślepych uliczek niż milowych kroków. Jednak i tu spotkać możemy konstrukcje, które dzięki swej prostocie i niezawodności skutecznie opierały się próbie czasu, dla całych pokoleń stanowiąc rozwiązanie problemu pobytu pod wodą.
Jedną z takich konstrukcji jest dzwon nurkowy, bodaj najprostsze urządzenie jakie kiedykolwiek wymyślono w celu zanurzenia się pod wodę. Na czym polega jego działanie? Odpowiednio uszczelnioną skrzynię lub beczkę odwraca się do góry dnem i po odpowiednim jej dociążeniu opuszcza pod powierzchnię. W trakcie zanurzania, poziom wody w dzwonie podnosi się, pozostawiając jednak pod sufitem warstwę powietrza, w której może przebywać człowiek.
Pierwszy, oparty na rzetelnych źródłach opis zastosowania tego urządzenia pochodzi z roku 1538. W hiszpańskim mieście Toledo, w obecności cesarza Karola V, jego dworu i blisko dziesięciu tysięcy widzów doszło do pokazu zanurzenia w dzwonie nurkowym. W jego wnętrzu, na dno rzeki Tag opuściło się dwóch Greków. Zanurzenie trwało całe dwadzieścia minut i musiało zrobić na publiczności wielkie wrażenie.
Dzwonem nurkowym (zwykłą, dużą beczką obitą blachą i stosownie dociążoną) posłużył się w czasie eksploracji jednego z wraków "Srebrnej Floty", XVII- wieczny poszukiwacz skarbów William Phips. W ciągu trzech miesięcy pracy jego ekipa wydobyła spod wody złoto, srebro i monety o zawrotnej na owe czasy wartości 200 000 funtów. Znajdujący się wewnątrz beczki człowiek pracował wysuwając spod jej krawędzi ręce, bądź nurkując i powracając do dzwonu w celu zaczerpnięcia powietrza. Pojedyncze zanurzenie dzwonu nie trwało dłużej niż kilkanaście minut po tym bowiem czasie kończył się szczupły zapas zamkniętego pod beczką powietrza.
Osobą, która rozwiązała problem odświeżania zapasów powietrza w dzwonie nurkowym był znany angielski astronom sir Edmunt Halley. Jego pomysł polegał na opuszczaniu poniżej dolnej krawędzi dzwonu, obciążonych, szczelnie zamkniętych beczek zawierających powietrze. Po wciągnięciu do dzwonu podłączonego do beczki przewodu i otwarciu zaworu, do wnętrza dzwonu wpływało świeże powietrze. Dzwon Halley’a posiadał również inne usprawnienia: umieszczony w suficie zawór służący do usuwania zużytego powietrza, okna w ścianach bocznych, ławki wokół ścian i system zawieszonego balastu pozwalający na lekkie wyhamowanie nad dnem. Mimo iż w konstrukcji zaproponowanej przez Halleya w roku 1690 nie było nic nowatorskiego jeżeli chodzi o samą zasadę działania, wprowadzone przez niego modernizacje uczyniły z dzwonu nurkowego wygodne jak na tamte czasy narzędzie prac podwodnych.
W XVIII wieku zastosowano do przewietrzania dzwonu pompę tłokową pozwalającą na swobodne dostarczanie powietrza z nad powierzchni. Problem długotrwałej pracy pod wodą został ostatecznie rozwiązany. Niezmiennie jednak nurek musiał przebywać wewnątrz dzwonu co znacznie ograniczało możliwości i zasięg jego działania.
Wydarzeniem, które zmieniło ten stan rzeczy było powstanie klasycznego skafandra nurkowego, indywidualnego ubioru umożliwiającego człowiekowi wykonywanie dłuższych prac pod wodą. Jego autorem był mieszkający w Anglii Saksończyk, August Siebe, a o trafności jego pomysłu niech świadczy fakt, że skafander klasyczny stosowany jest w prawie niezmienionej formie od momentu powstania w roku 1837 do dnia dzisiejszego.
W pierwszej wersji skafander Siebe'go składał się z miedzianego hełmu z iluminatorem, przynitowanego do skórzanej, sięgającej bioder kurtki z umocowanymi na pasie obciążnikami. Powietrze pod ciśnieniem tłoczone było do hełmu z powierzchni, a jego nadmiar swobodnie uchodził spod kurtki. Skafander ten był więc rodzajem małego dzwonu nurkowego obejmującego górną połowę ciała. Jego główna wada polegała na tym, iż zmuszał do pracy w pozycji pionowej. Każde pochylenie tułowia, a tym bardziej upadek prowadził do grożącego utonięciem zalania skafandra. Nie bez znaczenia było również szybkie wychładzenie się organizmu nurka. Z uwagi na te niedogodności ostateczna wersja zaopatrzona była w kostium z gazoszczelnej tkaniny, który okrywał całe ciało nurka. Stroju dopełniały ciężkie buty z ołowianymi podeszwami oraz obciążniki na piersiach i plecach. W tym skafandrze nurek mógł już w pełni regulować swoją pływalność i opróżniając bądź napełniając skafander powietrzem, przemieszczać się w kierunku pionowym w toni wodnej.
Mimo, iż skafander Augusta Siebego pomyślnie przeszedł wszystkie próby, zdobywając z czasem przydomek "klasycznego", ciężki, nie pozwalający na pływanie - jedynie na wędrówkę po dnie - nie spełniał marzeń człowieka o swobodnym poruszaniu się w podwonym świecie.
Już w 1825 roku Anglik James wpadł na pomysł aby uniezależnić nurka od dostaw powietrza z powierzchni, zaopatrując go
w umieszczone na ciele zbiorniki powietrza. Nie znano jednak wówczas zbiorników ciśnieniowych i zapas powietrza zmagazynowanego w nich był nader skromny. Wynalazek James'a nie znalazł więc szerszego zainteresowania.
Konstrukcją przełomową stał się dopiero wynalazek pary Francuzów: Rouquayrola i Denayrouse' a. W zaprojektowanym
i z powodzeniem wypróbowanym przez nich w 1865 roku aparacie nurkowym nazwanym aerophone, zastosowano po raz pierwszy automatyczny regulator podający nurkowi powietrze pod ciśnieniem otaczającej go wody oraz zbiornik sprężonego do 30 atmosfer powietrza. Według instrukcji admiralicji francuskiej z 1888 roku, aparat systemu Rouquayrol - Denayrouse mógł być używany do głębokości 50 metrów. Uzupełnienie wyposażenia stanowiły obciążone ołowiem buty i zacisk na nos. Masek wówczas nie używano co musiało znacznie obniżać komfort nurkowania. Jak z powyższego opisu widać aerophone jest bez wątpienia pierwowzorem obecnych aparatów powietrznych do nurkowania swobodnego.
Rozwój techniki umożliwiał dalszą ewolucję sprzętu nurkowego. W roku 1925 pojawił się nowy aparat zbudowany przez Le Prieur'a, w którym po raz pierwszy zastosowano (podobne do dzisiaj stosowanych) butle ładowane powietrzem do ciśnienia 150 atmosfer.
Le Prieur był zdania, że ustnik przeszkadza nurkowi i dla tego zastosował okrągłą połączoną z aparatem oddechowym maskę zakrywającą prawie całą twarz. Powietrze wpływało do maski z usytuowanej na brzuchu butli ciągłym strumieniem, pod ciśnieniem regulowanym ręcznie przez nurka. Nadmierne straty powietrza i ręczna regulacja jego przepływu były oczywistymi mankamentami tego systemu. Od optymalnego rozwiązania amatorów nurkowania dzielił już jednak tylko jeden krok.
Uczynił go w 1943 roku porucznik marynarki Jacques Yves Cousteau wraz z inżynierem Mauricem Gagnan. W swoim aparacie oddechowym wykorzystali oni reduktor powietrza stosowany w popularnych w tamtych czasach samochodach z generatorem gazowym. Ich aqualung (czyli w wolnym tłumaczeniu "płuca wodne") łączył w sobie cechy automatycznego regulatora aparatu Rouquayrola i Denayrouse'a oraz zaopatrzonego w wysokociśnieniowe zbiorniki aparatu Le Prieur'a. Butla powędrowała na plecy nurka zapewniając większą swobodę ruchów.
Dziesięć lat wcześniej, w roku 1933 były oficer marynarki, komandor Louis de Corlieu wynalazł płetwy oddając w ręce nurka wspaniałe narzędzie umożliwiające szybkie i mało męczące poruszanie się w wodzie. Z niezależnym aparatem oddechowym na plecach i w płetwach na nogach człowiek rozpoczął erę nurkowania swobodnego, stał się płetwonurkiem.
Minęło pół wieku od powstania aparatu Cousteau-Gagnan, a współczesne aparaty oddechowe są jedynie wariacjami na temat pierwowzoru z czasów wojennej zawieruchy. Z roku na rok poprawiane są ich parametry, minimalizowana jest awaryjność ale zasada działania pozostaje niezmiennie ta sama. Dobre rozwiązania potrafią bardzo długo opierać się próbie czasu, wydaje się więc że nieprędko doczekamy się kolejnego przełomu w technice nurkowania.