Средства спасения при нырянии в открытой воде

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теоретические аспекты исследования фридайвинга

1.1 Опасности, возникающие при занятиях фридайвингом

1.2 Виды соревнований по фридайвингу

1.3 Средства обеспечения безопасности (обзор механизмов)

1.4 Нарушения деятельности ЦНС, вызываемые кислородным голоданием

2. Цель, Задачи, Методы, Организация исследования

2.1 Цель и задачи исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Анализ учебно-методической литературы

2.2.2 Педагогический эксперимент

2.2.3 Математическая статистика

2.3 Организация исследования

3. Результаты исследования и их обсуждение

3.1 Результаты исследования и анализ полученных данных

3.2 Основные правила совершенствования безопасности

Выводы

Список использованной литературы



Введение

Актуальность темы:

Фридайвинг - ныряние в ластах с маской и трубкой на задержке дыхания с предварительным использованием специальной техники дыхания и с продолжительным пребыванием под водой (от 45 с до 3 мин и более) на глубины от 5 - 20 м. и свыше 100 м.

Стоит сказать, что фридайвинг это - вид спорта, который требует особого внимания, концентрации, физической подготовки и выносливости, поскольку в других видах спорта можно сойти с дистанции, а при фридайвинге, человек оказывается на существенной глубине и просто осуществить это, не прилагая усилий и не имея специальных профессиональных и физических навыков, является невозможным. Данный вид спорта считается экстремальным, и он требует длительной профессиональной подготовки и тренировки, под руководством экспертов и тренеров по фридайвингу. В последние годы были зарегистрированы несчастные случаи во время ныряния.

В процессе погружения можно выявить ряд опасных факторов: это в первую очередь блэкаут - опасность прекращения подачи кислорода в мозг, опасные морские живые организмы, сети, моторные лодки. Знание техники безопасности и применение в экстренных случаях специального спасательного оборудования, помогут в процессе погружений в открытой воде. Систематизация знаний о технике безопасных погружений и совершенствование системы безопасности при погружениях является весьма актуальной.

Современные и высокотехнологичные средства спасения, при занятии фридавингом, относят к контробалансным. На данный момент фридайверы не используют контробалансные системы при тренировках из-за их дороговизны и вынуждены совершать погружения только возле троса. На данный момент у фридайверов нет дешевых средств, спасения. Мы впервые опробировали средства спасения, которые стоят недорого, которое доступно для фридайверов. В ходе исследования мы предположили, что оно может помочь в спасении

Предмет исследования: средства спасения.

Обьект исследования система безопасности при нырянии в открытой воде.

Гипотеза. Предполагается, что разработанное и запатентованное средство спасения («Хелпер» наручные часы для фридайверов 200р) сможет поднять фридайвера из глубины в случае потери сознания в глубине. капсула пристегивается к плавкам.



1. Теоретические аспекты исследования фридайвинга

1.1 Опасности, возникающие при занятиях фридайвингом

В результате исследований Молчановой [25], были выделены следующие внештатные ситуации во время ныряния с задержкой дыхания:

Факторы окружающей среды

1) Сети.

2) Острые предметы под водой.

Фридайвер может пораниться об острые предметы, например, части затонувшего судна. Кровотечение в воде остановить невозможно, поэтому необходимо остерегаться ныряния вблизи затонувших объектов.

3) Водный транспорт.

Под водой невозможно определить, в каком направлении движется источник звука и фридайвер при подъеме на поверхность может попасть под проходящую моторную лодку или водный мотоцикл. Не следует нырять в районе движения водного транспорта.

4) Термоклин.

Многие водоемы не успевают за лето прогреться солнцем, и температура воды в них резко снижается на определенной глубине. В Средиземном море, например, температура на поверхности может быть 25°С, а на глубине около 20 м опускаться до 16°С. В этом случае возможен холодовой шок, если фридайвер ориентировался в подборе толщины гидрокостюма на температуру на поверхности. Следовательно, необходимо заранее узнавать о термоклинах в предполагаемой зоне ныряния и соответственно подбирать костюм, если глубина погружения планируется в зоне термоклина.

5) Течение.

Может относить фридайвера от направляющего троса во время ныряния. В этом случае необходимо привязать буй с тросом к скале, лодке или укрепить каким-либо другим способом, а фридайверу присоединиться страхующим лайнером к тросу. Если течение сильное, то нырять не следует, так как даже с лайнером трудно удержать тело в вертикальном обтекаемом положении и увеличиваются сопротивление и энерготраты.

6) Низкая прозрачность воды.

В этой ситуации следует нырять со страхующим лайнером и скользить рукой по тросу, а на конец троса привязывать светящийся подводный фонарь.

7) Волны.

При высоких волнах после всплытия можно захлебнуться в накатывающейся волне. В этих условиях ныряние должно быть на комфортную не предельную глубину, чтобы после подъема на поверхность быстро сориентироваться и развернуться спиной к волнам.

8) Акулы, скаты, крылатки и другие опасные морские обитатели.

От акул лучше держаться подальше. Не стоит прикасаться к живым организмам под водой, т.к. они могут оказаться ядовитыми.

Неисправное снаряжение

1) Протекание маски.

Не следует маску освобождать от воды, вытесняя воздухом воду, как это делают дайверы. На прием придется потратить драгоценный воздух.

2) Запутывание страхующего лайнера в тросе.

Самодельный лайнер может превратиться в ловушку, если сделан технически неграмотно.

3) Грузовой пояс.

Недопустимо заправлять конец грузового пояса, он должен свободно свисать, что позволит при необходимости пояс легко расстегнуть. Для безопасности лучше использовать пояс с марсельезской пряжкой.

4) Поломка ласты.

Выход из этой ситуации - подъем на руках по тросу. Если ныряние не у троса, а около рифа - гребки руками брассом до бедер.

Изменение физического состояния фридайвера

1) Баротравмы.

2) Декомпрессионная болезнь.

3) Обезвоживание.

4) Переохлаждение и перегревание.

5) Мышечные судороги.

При судорогах следует пострадавшую мышцу растягивать. Чтобы растянуть икроножную мышцу надо взяться за кончик ласты или за большой палец ноги и потянуть на себя, выпрямляя ногу в колене. Чтобы растянуть подошвенные мышцы стопы надо пальцы потянуть вверх.

Неадекватное психическое состояние фридайвера

1) Потеря сознания.

2) Азотный наркоз.

3) Боязнь глубины, темноты.

Гипревентиляция - это чрезмерно интенсивное дыхание, состоящее в увеличении скорости дыхания или его глубины (или обоих). С помощью гипервентиляции невозможно накопить в организме дополнительный кислород. Напротив, она даже способна обеднить ткани организма кислородом. Притягательным моментом гипревентиляции является понижение количества углекислоты в крови. Частое и глубокое дыхание Уменьшает это количество стремительными темпами.

Гипервентиляция приводит к некоторым изменения в центральной нервной системе. Избыточная гипервентиляция приводит к уменьшению кровоснабжения головного мозга, а так же к судорогам в конечностях. В то же время умеренная гипервентиляция приводит человека в состояние эйфории и самодовольства. Это все может привести к опасным или даже трагическим последствиям, происходящим из-за слишком долгого отсутствия дыхания - Блкауту (потере сознания). [40; стр. 42-44].

По мере того, как мозг и ткани расходуют кислород, все больше его становиться доступным, если ныряльщик продолжает погружение. Это все отлично работает до тех пор, пока кислород в легких имеется в достаточном количестве. Но только во время погружения. Проблемы начинаются при всплытии. Расширение легких при подъеме (обусловленное тем, что падает давление воды) вызывает быстрое падение концентрации кислорода до критических величин. Состояние, при котором кислород из легких направляется в ткани становиться полностью противоположным. Это сильнее всего проявляется в последние несколько метров до поверхности, когда наблюдается самое большое расширение легких. Вот в таких вот ситуациях чаще всего случается потеря сознания. Как правило, нет никаких предвестников этого. Результатом критического количества кислорода становиться отключение мозга. Опасность блэкаута является самой существенной опасностью при занятиях фридайвингом.

1.2 Виды соревнований по фридайвингу

Соревнования по нырянию на глубину становятся все более популярными среди любителей. Около 30-ти стран имеют свои национальные сборные, которые участвуют в международных соревнованиях, чемпионатах мира. Соревнования проводятся в различных категориях:

1. Погружение с постоянным весом Спортсмен достигает максимальной глубины и поднимается на поверхность, работая ластами, с неизменным количеством груза. Все, что ныряльщик берет с собой (грузовой пояс или любой другой груз), он должен поднять на поверхность

2. Свободное погружение - Ныряние на максимальную глубину с помощью рук - подтягиваясь и отталкиваясь от веревки.

3. Ныряние в длину с ластами /без ласт Спортсмен ныряет в длинну (обычно в бассейне 50 м)с ластами /без ласт. Засчитывается количество метров, которое он проныривает на одном вдохе.

4. Задержка дыхания на поверхности, без погружения в глубину. Время задержки дыхания отсчитывается с момента огружения лица в воду.

5. Погружение с варьируемым (переменным) весом При погружении используется слэд (аппарат для погружения) весом не более 30 кг. Слэд падает вниз вдоль троса со скоростью около 1,5-2 м/с. Достигнув заданной глубины, спортсмен оставляет слэд и всплывает, не используя при этом никаких вспомогательных средств. Наиболее эффективным является способ подтягивания руками по тросу без использования работы ног в ластах (это сокращает потребление кислорода тканями).

6. Погружение с варьируемым весом Вес слэда не ограничен при погружении - при всплытии можно пользоваться дополнительными облегчающими всплытие средствами (возд. шар).

В соревнованиях по правилам погружения с варьируемым весом ныряльщик использует специальное снаряжение, "sled", состоящее из груза-балласта, движущегося вдоль уходящего в глубину троса, и специального шара-лифта, надуваемого от баллончика сжатым воздухом. Эта система имеет управление, позволяющее притормаживать падение вниз (1,5 - 2 м/с) или останавливаться в случае необходимости. А также быстро подниматься с помощью шара-лифта на поверхность. Таким образом, фридайвер практически все время погружения и подъема может находиться в расслабленном состоянии, экономя запасы кислорода в своем организме. Это позволяет достигать предельных глубин. В настоящее время free diving в категориях "варьируемый груз" и " погружения с варьируемым весом " практикуется для тренировок и соревнований национальными и международными организациями подводной деятельности, но чемпионов, способных перейти 100-метровый рубеж, насчитываются единицы.



1.3 Средства обеспечения безопасности (обзор механизмов)

Обзор механизмов сделан согласно проведенному исследованию методической литературы [50;стр 1-5], [51].

Техническое устройство Draft FRV Mark 2 предназначено для обеспечения безопасности спортсменов фирдайверов в условиях их тренировок и проведения соревнований. Хочется сказать, что на данный момент Россия не может позволить себе приобретение этого устройства.

Устройство Mark 2 работает следующим образом: оно обеспечивает доставку спортсмена на поверхность воды вверх, в тех местах, где проведение спасательных работ в принципе невозможно. Активация этого устройства, производится самим спортсменом, при возникновении угрозы его жизни и здоровья. К примеру, в том случае, когда насыщение кислородом клеток мозга, является недостаточным и спортсмен, чтобы не потерять сознание и не погибнуть активирует его вручную. Также активация этого прибора возможна с дистанционного пульта мотористом, находящимся на поверхности воды.

Применение этого прибора осуществляется в том случае, если у спортсмена возникли препятствия в виде водорослей или лодок на поверхности всплытия. Устройство успешно доставляет фридайвера на поверхность, снижая риск для его жизни и здоровья. Данное устройство использует следующие ступени функционирования:

Благодаря применению этого прибора, можно сохранить жизнь и здоровье спортсмена, занимающегося фридайвингом, как в процессе соревнования, так и в процессе тренировок в открытой воде [50; стр 1-5].

СПАСАТЕЛЬНЫЙ БРАСЛЕТ и ГАЗОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к спасению на воде (миниатюрное компактное средство страховки пловца - и опытного и начинающего - при купании на случай потери плавучести), в частности к индивидуальным носимым спасательным плавучим средствам и может применяться на пляжах, при чрезвычайных ситуациях, на плавсредствах, как индивидуальное средство самоспасения на воде, доступное и простое в использовании для каждого человека. А также, как средство придания дополнительной плавучести для фридайверов для экстренного всплытия с глубины.

Известно устройство для спасения на воде, которое содержит надувной элемент, выполненный в виде пояса с разъемным замком, а также резервуар со сжатым газом, соединенный с одним концом надувного элемента и выполненный со стенкой, разделяющей между собой полости резервуара и надувного элемента, причем эта стенка выполнена с разрушаемой частью (патент РФ № 2094299, кл. В63С 9/15, публикация 27.10.1997 г.).

Известно устройство для спасения на воде - спасательный браслет, который содержит надувную эластичную камеру плавучести, свернутую и уложенную компактно в карман по периметру браслета, систему наполнения камеры газом, например, в виде баллончика со сжатым воздухом, и устройство для срабатывания системы наполнения, оснащенное вытяжным шнуром, при этом камера плавучести выполнена с возможностью наполняться газом, выходить из кармана и разворачиваться, образуя С-образную камеру плавучести, и характеризуется тем, что содержит регулируемую по длине застежку. (патент РФ 126312, кл. B63C9/08 (2006.01), публикация 27.03.2013).

К недостаткам указанного спасательного средства относится использование в качестве системы наполнения камеры газом - балончика со сжатым воздухом, который не достаточно обеспечивает безопасность устройства от внешнего воздействия, например, при попадании на баллончик со сжатым воздухом прямых солнечных лучей он может взорваться вследствие избыточного нагревания.

Баллончик со сжатым воздухом должен изготавливаться из толстостенного металла или полиуретана, для обеспечения безопасности устройства.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение безопасности устройства при его использовании, и комфортности купания и плавания в открытом водоеме с надетым на тело спасательным браслетом, за счет уменьшения веса и размеров устройства, который может крепиться как на запястье, так и на предплечье пловца с помощью различных вариантов застежек, выбираемых в зависимости от предпочтений пловца, либо крепиться специальным образом к плавкам пловца, при этом обеспечивая при необходимости быстрое срабатывание надуваемой камеры плавучести для удержания верхней части тела пловца над водой.

Указанная цель достигается тем, что спасательный браслет содержит регулируемый по длине ремешок-застежку с разъемным замком (или с липучкой, или резиновый ремешок, регулируемый без застежки, или выполнен без застежки в виде жгута), надувную эластичную камеру плавучести, свернутую и уложенную компактно в карман по периметру браслета, систему наполнения камеры газом, например в виде газогенератора, вырабатывающего необходимое количество углекислого газа при химическом взаимодействии двух или более безопасных для человека (при случайном соприкосновении с кожей) химических компонентов, и устройство для срабатывания системы наполнения без применения вытяжного шнура. Срабатывание газогенератора происходит тремя способами: при резком сдавливании рукой специального выпуклого места на браслете, или при перегибании компактного спасательного устройства, крепящегося к плавкам, или у некоторых моделей допускается самопроизвольное срабатывания газогенератора при достижении заданной глубины погружения под водой (то есть срабатывание происходит от избыточного давления под водой на расчетной глубине, в случае потери пловцом сознания). При наполнении газом камера плавучести разворачивается или выходит из кармана и разворачивается (в зависимости от вариантов компоновки и укладки камеры), образуя С-образную или почти круговую камеру, наполненную газом. Браслет имеет небольшие габариты и регулируется по размеру руки пловца. А один из вариантов, который в обычном состоянии крепится к плавкам, может быть при необходимости одет на шею со стороны спины или со стороны груди, словно подковообразная подушка, что обеспечивает удержание головы над водой.

В качестве безопасных химических компонентов в газогенераторе могут быть использованы следующие компоненты: пищевая сода, вода, различные гидрокарбонаты и карбонаты, слабые растворы карбоновых кислот или уксусов (при газонаполнении газогенератора не должны образовываться вредные и токсичные вещества).

Газогенератор изготавливается из тонкостенного пластика или полиэтилена и внутри разделен или легкоразрушаемой при сдавливании мембраной, или высокотехнологической мембраной, которая при резком сдавливании или определенном избыточном давлении теряет непроницаемость, или поршнем на две герметичные части. В одной части баллончика находится вода и смешанный в ней один из химических компонентов, во второй - второй химический компонент.

Технический результат универсального компактного спасательного браслета, который можно использовать как индивидуальное средство самоспасения на воде, заключается в повышении безопасности его использования, уменьшении веса и габаритов, экономичности его изготовления, удобстве при использовании, за счет того, что в качестве системы наполнения газом используется баллончик-газогенератор, который может быть выполнен из тонкостенного пластика или полиэтилена, и который вырабатывает углекислый газ при химическом взаимодействии двух или более безопасных для человека химических компонентов. Браслет легко в случае необходимости приводится в рабочее состояние и регулируется по размеру руки пловца, за счет использования регулируемой застежки или регулируемой длины ремешка застежки, или за счет выполнения его в виде эластичного жгута. [51]

Рис. 1 Общий вид спасательного браслета в нерабочем состоянии

На фиг. 1 - спасательный браслет с застежкой-липучкой (вариант 1)

На фиг.2 - спасательный браслет с застежкой-кнопкой (вариант 2)

На фиг.3 - спасательный браслет с микрометрической застежкой (вариант 3)

На фиг.4 - спасательный браслет с застежкой-пряжкой (вариант 4)

На фиг. 5 - общий вид спасательного браслета в виде жгута с застежкой-скрепкой и шнуром для крепления к костюму пловца при необходимости. (вариант 5)

Спасательный браслет (1) выполнен в виде пустотелой, наполняемой газом, надувной эластичной камеры плавучести (2), свернутой и уложенной компактно в карман по периметру браслета. Камера плавучести выполнена из газонепроницаемого материала в форме разомкнутого кольца. Спасательный браслет имеет разъемный замок (3), который может быть выполнен в нескольких вариантах исполнения (с регулируемой по длине застежкой-кнопкой; с регулируемой микрометрической застежкой; с регулируемой по длине застежкой-пряжкой; с регулируемой по длине застежкой-липучкой, либо без застежки в виде эластичного жгута). Камеры плавучести могут различаться по объемам: для пловцов (детей) весом до 20 кг - объем камер 3000 мл; для пловцов с большим весом - объем камер около 5000 мл. Вариант спасательного браслета, крепящийся к плавкам, целесообразно сделать единым объемом 5,1 литра согласно европейского стандарта для страхующих спасательных жилетов.

Система наполнения камеры газом (4), может быть выполнена, например, в виде газогенератора, вырабатывающего необходимый объем углекислого газа в результате химической реакции нескольких безопасных для здоровья человека химических компонентов. Газогенератор будет выполнен в нескольких видах, дающих возможность изделию быть компактным, привлекательным и похожим на украшение - в виде баллончика, либо узкой и не толстой пластины или в виде корпуса наручных часов), и сам газогенератор является устройством для срабатывания системы наполнения, так как включается просто от резкого сдавливания браслета в месте расположения газогенератора или при достижении избыточного давления; при наполнении газом камера плавучести разворачивается или выходит из кармана, разворачивается и образует C-образную камеру плавучести, на краях которой закреплена регулируемая по длине застежка. При этом надутая камера самостоятельно дополнительно крепится к руке, обжимая её.

При срабатывании газогенератора система наполняется газом в течение 3-10 секунд. Спасательный браслет может быть оснащен клапаном для поддува ртом.

Спасательный браслет может быть оснащен дополнительным внешним устройством (многоразового использования, крепящимся к Изделию снаружи камеры самим пловцом при необходимости), которое имеет пружинный или иной механизм для сжимания изделия с силой, достаточной для его срабатывания, оснащенное таймером для автоматического пуска через заранее установленный пловцом промежуток времени (для ныряльщиков - от 2 минут до 10 минут).

На концах браслета из водонепроницаемой ткани укреплен регулируемый по длине ремешок с застежкой или регулируемая по длине застежка, с помощью которых браслет закрепляется на запястье или предплечье человека. А один из вариантов, который крепится на плавках, имеющий после срабатывания вид подковообразной подушки, может быть одет или на руку или закреплен на шее пловца с любой стороны. Таким образом, спасательный браслет при плавании в водоеме выглядит как обычный браслет, в котором можно легко плавать, не подвергая жизнь опасности, имея всегда при себе спасательный буй, который удержит на воде, позволит добраться до берега, и он хорошо заметен своей яркой сигнализирующей окраской для тех, кто может оказать помощь.

Браслет может быть выполнен в виде растягивающегося жгута (фиг.2) без застежки и комплектоваться крепежным устройством, которое имеет форму скрепки (7), которая с одной стороны крепится к браслету, а свободным концом пристегивается к плавкам. При этом в случае опасности пловец может быстро отстегнуть спасательный браслет от плавок и надеть его на руку себе или другому пловцу, продев руку в жгутовое стянутое кольцо; при постоянном плавании такое сжатие было бы дискомфортно, но кратковременно в случае опасности это надежный способ крепления браслета на руку, не требующий дополнительных операций для пристегивания, кроме простого просовывания руки в изделие.

Описание работы спасательного браслета

Человек надевает браслет безопасности на руку (на запястье подобно наручным часам, или на предплечье, подобно украшающей повязке, подобно тому, как дети надевают нарукавник для плавания; но при этом браслет не надут) и застегивает его на застежку, регулируя ее по объему руки. Или пристегивает устройство к плавкам. В случае возникновения необходимости человек должен привести спасательный браслет в рабочее состояние, для чего необходимо резко сдавить специально выпуклую часть на устройстве, чем активировать газогенератор и запустить химическую реакцию для вырабатывания газа.

Пустотелая камера плавучести наполнится углекислым газом и примет форму спасательного круга, подковообразной подушки или нарукавников (как у детей), благодаря чему человек может находиться на воде продолжительное время (ждать помощи или плыть к берегу). Когда спасательный браслет становится не нужным, то может быть отстегнут с помощью застежки и сброшен.

Газогенератор по варианту 1 (фиг. 3) представляет собой герметизированную капсулу (4), выполненную из тонкостенного пластика или полиэтилена, которая располагается внутри камеры плавучести (2). Внутри капсулы (4) находится капсула меньшего размера (5), выполненная из тонкостенного пластика или полиэтилена (фиг. 3). Внутри капсулы (4) находится вода с пищевой содой. Внутри капсулы (5) находится водный раствор лимонной кислоты. Капсула (5) выполнена легко разрушаемой при сдавливании, при этом жидкость из капсулы (5) смешивается с жидкостью из капсулы 4, происходит химическая реакция, при которой выделяется углекислый газ, который разрушает (если этого не произошло сразу при сдавливании) стенки капсулы 4, и поступает в заполняемый объем (2) камеры плавучести, так как сам газогенератор находится внутри нее.

Газогенератор по варианту 2 (фиг. 4) представляет собой две герметизированные капсулы (4) и (5) и располагается внутри камеры плавучести (2). Капсулы выполнены из тонкостенного пластика, между которыми находится мембрана (6), выполненная из легко разрушаемого полиэтилена. Внутри капсулы (4) находится вода с пищевой содой. Внутри капсулы (5) находится водный раствор лимонной кислоты. Мембрана (6) выполнена легко разрушаемой при сдавливании, при этом жидкость из капсулы 5 смешивается с жидкостью из капсулы 4, происходит химическая реакция, при которой выделяется углекислый газ, который разрывает своим давлением стенки обеих капсул (если они не были разрушены при сдавливании), и заполнят объем (2) камеры плавучести, внутри которой находился газогенератор.

Примеры получения в газогенераторе углекислого газа путем химических реакций из безопасных компонентов. Вода в химических реакциях используется для растворения сухих химических компонентов и ускорении реакции при этом. Генераторы могут использоваться и в других бытовых предметах.

Предлагаемое устройство может быть широко использовано как спасательное средство на речных и морских судах, а также как индивидуальное спасательное средство для пловцов и купающихся. А также для подводных пловцов. Возможно дополнительное устройство для автоматического срабатывания устройства или по времени, или по достижению критической глубины (заранее заданного давления водяного столба).

Это достаточно полезная модель относится к средствам спасения на воде (миниатюрное компактное средство страховки пловца - и опытного и начинающего - при погружении на случай потери плавучести), в частности к индивидуальным носимым спасательным плавучим средствам и может применяться на пляжах, при чрезвычайных ситуациях, на плавсредствах, как индивидуальное средство самоспасения на воде, доступное и простое в использовании для каждого человека.

Рис. 2

На фиг.1 -общий вид спасательного браслета в нерабочем состоянии.

На фиг. 2 - общий вид спасательного браслета в виде жгута с застежкой-скрепкой

ОПИСАНИЕ ИДЕИ СПАСАТЕЛЬНОГО БРАСЛЕТА С ГАЗОВЫМ БАЛОНЧИКОМ В КАЧЕСТВЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРА

Целью предлагаемого изобретения является повышение комфортности купания и плавания в открытом водоеме с надетым на тело спасательным браслетом, который может крепиться как на запястье, так и на предплечье пловца с помощью различных вариантов застежек, выбираемых в зависимости от предпочтений пловца, либо крепиться специальным образом к плавкам пловца, при этом обеспечивая при необходимости быстрое срабатывание надуваемой камеры плавучести для удержания верхней части тела пловца над водой.

Указанная цель достигается тем, что спасательный браслет содержит регулируемый по длине ремешок-застежку с разъемным замком (или с липучкой, или резиновый ремешок регулируемый без застежки, или выполнен без застежки в виде жгута), надувную эластичную камеру плавучести, свернутую и уложенную компактно в карман по периметру браслета, внутри которой находится система наполнения камеры газом, например - в виде металлического или полиуретанового баллончика со сжатым воздухом, снабженного заранее взведенным пружинным механизмом для срабатывания системы наполнения от нажатия или не сильного хлопка ладонью по пусковому устройству. При наполнении газом камера плавучести выходит из кармана и разворачивается, образуя почти круговую камеру, наполненную газом. Браслет имеет небольшие габариты и регулируется по размеру руки пловца. Баллончик снабженный пусковым механизмом остается внутри камеры. Такое решение размещения баллончика - внутри герметичной камеры - позволяет упростить изделие, так как не требуются дополнительные системы для соединения и герметичности.

Надувная камера плавучести может быть выполнена состоящей из нескольких секций, соединенных для надувания между собой нипелем. В этом случае благодаря превращению браслета после надувания в несколько (соответственно количеству секций) соединенных друг с другом шарообразных или продолговатых тел пользование им становится более удобным.

Технический результат универсального компактного спасательного браслета, который можно использовать как индивидуальное средство самоспасения на воде, заключается в экономичности его изготовления, удобстве при использовании, за счет того, что браслет легко в случае необходимости приводится в рабочее состояние и регулируется по размеру руки пловца, за счет использования регулируемой застежки или регулируемой длины ремешка застежки, или за счет выполнения его в виде эластичного жгута.

1.4 Нарушения деятельности ЦНС, вызываемые кислородным голоданием

Причина потери сознания при нырянии с задержкой дыхания

При нырянии с задержкой дыхания у фридайвера развивается гипоксическое состояние, в результате чего возникает дисфункция головного мозга. Это преходящее функциональное нарушение не влечет за собой органических поражений. Если резервов в организме фридайвера достаточно для адаптации к работе в условиях накопления кислородного долга, то возникающее гипоксическое состояние можно назвать компенсированным. В данном состоянии фридайвер выглядит после ныряния вполне симпатично: губки розовые, щечки румяные, глазки довольные.

Но, если парциальное давление кислорода в легких и в артериальной крови падает ниже критического уровня, возникает потеря сознания (блэкаут) вследствие острого кислородного голодания головного мозга.

Это происходит, по определению Г. А. Рябова, в результате срыва адаптационно-компенсаторных способностей мозга на фоне неадекватной его резервным возможностям нагрузке. Поэтому головной мозг отключается от обслуживания неразумного тела, которое бодро рвётся в подводные дали.

Субъективные признаки приближающегося состояния острой гипоксии у фридайверов бывают различными. Можно выделить следующие проявления этого опасного состояния (индивидуальные для каждого):

-- нарастающее по силе желание вдохнуть;

-- нарастающее чувство слабости;

-- тяжесть в работающих мышцах;

-- закрепощение мышц шеи;

-- нарушение координации движений;

-- онемение в пальцах рук;

-- «туннельное» зрение;

-- непроизвольные мышечные сокращения (чаще мышц шеи, плечевого пояса, рук, реже мышц ног), классифицируется как потеря моторного контроля, условное название «самба»;

-- металлический привкус во рту;

-- кажущаяся потеря равновесия;

-- чувство жара в теле;

-- облегчение состояния дыхательного дискомфорта, связанное с развитием охранительного торможения в ЦНС;

-- непроизвольные сокращения диафрагмы.

Многие фридайверы ориентируются на непроизвольные диафрагмальные сокращения, направленные на попытку сделать вдох, и могут длительное время игнорировать их, пока они не начинают повторяться все чаще и чаще и не сыграют злую шутку в этой игре. Но некоторые фридайверы не испытывают диафрагмальных сокращений перед потерей сознания. Новичкам необходимо всплывать при их начале.

Задача фридайвера во время ныряния состоит в тщательном сканировании изменений в организме, которые могут отчетливо и не распознаваться.

Следует не допускать появления вышеперечисленных признаков острой гипоксии, а завершать ныряние в комфортном состоянии компенсированной гипоксии, когда резервов в организме фридайвера достаточно для адаптации к работе в условиях накопления кислородного долга [25; стр 26].

Факторы, провоцирующие возникновение блэкаута, и меры его предупреждения.

Существуют факторы, которые не являются причиной потери сознания у фридайверов, но могут косвенно повлиять на ее возникновение при условии ныряния на дистанцию, близкую к предельной в данный момент. Все факторы можно сгруппировать по признаку воздействия на организм.

Факторы, провоцирующие возникновение потери сознания во время ныряния с задержкой дыхания.

Наиболее полно были выделены физиологические факторы при исследовании, проведенным Молчановой

1) Переохлаждение или перегревание.

2) Обезвоживание.

Чаще всего ныряют в странах с жарким климатом, когда повышенная теплоотдача приводит к дефициту воды в организме. Кроме того, при гипоксических нагрузках поддержание кислотно-щелочного равновесия в крови осуществляется при помощи буферных свойств крови и за счет стимуляции фильтрационной функции почек, выводящих дополнительные объёмы жидкости из организма.

При глубоком дыхании во время вентиляции легких увеличивается выделение водяных паров.

Все эти реакции организма приводят к обезвоживанию, которое вызывает увеличение вязкости крови. Кровоток замедляется и ухудшается транспорт питательных веществ и кислорода.

Меры предупреждения: при продолжительной тренировке следует периодически пить воду, и почаще.

3) Переутомление.

Переутомление, конечно же, снижает устойчивость организма к гипоксии. Оно может возникать вследствие перегрузки на одном занятии или в результате суммирования, когда перерыв между занятиями недостаточен для восстановления организма.

Неполноценные питание или сон при занятиях фридайвингом также могут приводить к переутомлению.

Меры предупреждения: фридайвер должен уметь вовремя корректировать нагрузку в соответствии со своим физическим состоянием. Важно не переутомляться, а если уж удалось переутомиться, то надо отдохнуть, не забывая, что всегда лучше переотдыхать, чем недоотдыхать.

4) Прием медикаментов.

Медикаменты, принимаемые для коррекции здоровья при заболеваниях (местные сосудосуживающие средства, антибиотики и др.) могут вызывать изменения в функциональном состоянии фридайвера.

Влияние задержки дыхания и, особенно, высокого гидростатического давления на поведение лекарств в организмах лягушек и фридайверов не изучалось врачами. Поэтому, прописывая лекарства, врач не несет ответственности за результат их использования не вполне обычным фридайвером. Но в кои-то веки вырвался горожанин на волю и неужели его остановит несчастная инфекция. Не остановит. Есть чудесные таблетки от всего.

Меры предупреждения: не следует нырять на свою предельную глубину, приняв таблетки, порошки, капли, инъекции. Организм не поймет такого издевательства, он ведь ясно дает понять болевым синдромом, что поломался где-то, и ему необходим тайм-аут.

Факторы провокации, вызванные неправильной техникой

5) Неправильное дыхание после всплытия.

Резкий выдох (в том числе для очистки трубки от воды), концентрация внимания на устранении воды из маски, поверхностное дыхание -- все эти действия могут привести к блэкауту, если работа была на грани возможностей организма.

Меры предупреждения: даже при нырянии на короткие дистанции необходимо контролировать дыхание при всплытии, записывая в подсознание алгоритм действий. Тогда и в критическом состоянии есть вероятность автоматического выполнения правильного дыхания при смутном воспоминании о многочисленных попытках контролируемых вдохов-выдохов.

6) Гипервентиляция перед нырянием.

Организм фридайвера настроен таким образом, что желание вдохнуть связано в большей степени с раздражением рецепторов, реагирующих на повышение содержания углекислого газа, чем на уменьшение содержания кислорода в крови. Гипервентиляция способствует выведению углекислого газа из организма, благодаря чему возбуждение нервных клеток дыхательного центра наступает позже.

Гипервентиляция легких может быть определена как альвеолярная вентиляция, превышающая необходимую для выведения углекислого газа. При гипервентиляции обычно ощущается головокружение, покалывание в пальцах рук или других частях тела.

Гипервентиляция вызывает ложное ощущение благополучия и возникает риск достичь порога гипоксического блэкаута до достижения порога тревоги по углекислому газу.

Эта практика раньше часто использовалась подводными охотниками. Сейчас охотники разобрались, что основным индикатором тревоги является гиперкапния, и этот индикатор должен оставаться активным. Есть надежда на благоразумную вентиляцию их работящих легких.

Меры предупреждения: перед нырянием дышать глубоко и часто не рекомендуется, рекомендуется дышать медленно.

7) «Упаковка».

При повышении давления в дыхательных путях во время «упаковки» легких дополнительным количеством воздуха повышается внутрилегочное давление и происходит перерастяжение легочной ткани. Сдавливание сосудов легких вызывает увеличение сопротивления току крови, уменьшение сердечного выброса и недостаточное снабжение головного мозга кислородом.

Прием эффективен только у квалифицированных фридайверов со стажем занятий более 3 лет, у которых сердце и легкие немного разобрались, чего от них хочет этот фридайвер, и научились адаптироваться к увеличению сопротивления.

Меры предупреждения: «упаковку» легких нельзя проводить начинающим фридайверам, а можно только продолжающим повышать свое мастерство (со стажем занятий фридайвингом не менее 3-х лет). И не часто и не много.

8) Неправильно проведенная разминка.

Чаще ошибаются с разминкой спортсмены, которые случайно забрели на фридайвинг. Они привыкли разгонять себя до состояния куража и стараются нырнуть на разминке на дистанцию, близкую к стартовой.

Если разминка перед нырянием вызывает усиление обменных процессов, то увеличивается потребление кислорода тканями, что совсем неинтересно головному мозгу -- ему же меньше достанется.

Меры предупреждения: Разминка нужна для скорейшего приспособления к требуемой деятельности или бездеятельности в условиях задержки дыхания. Она индивидуальна, как индивидуальны все индивидуумы. Предварительная проверка влияния различных вариантов разминки на результат поможет определить оптимальный вариант для каждого. [25; стр 26].

Психические факторы провокации:

9) Эмоциональное состояние.

Чрезмерное эмоциональное возбуждение, охватившее фридайвера по каким-либо причинам (выигрыш в лотерею), или состояние апатии, вызванное нерадостными событиями и сопровождаемое депрессивными мыслями, не способствуют нужному спокойному настрою перед нырянием. Высокий уровень тревожности усиливает стресс во время соревнований у очень серьезных фридайверов. И тогда потеря сознания возможна на дистанциях, ранее преодолеваемых.

Меры предупреждения: не следует нырять на дистанцию, близкую к предельной, в возбужденном или угнетенном состоянии, при навязчивых переживаниях. В этой ситуации легкая гипоксическая работа поможет взглянуть на проблему под другим углом.

10) Врожденная или приобретенная низкая чувствительность к гиперкапнии.

В редких случаях существует индивидуальная врожденная низкая чувствительность нервных клеток дыхательного центра к действию углекислого газа.

При повышении тренированности происходит увеличение порогов гиперкапнических реакций за счет адаптивных изменений в дыхательном центре, и терпеть дискомфортные состояния становится легче. В этих случаях фридайверы могут незаметно для себя заснуть в результате развития запредельного торможения в ЦНС. В рассказах одно недоумение: я плыл, плыл, или я лежал, лежал, было все так чудесно и как это?

Меры предупреждения: в случае врожденной низкой чувствительности дыхательного центра к действию углекислого газа следует нырять только на дистанции, предварительно назначенные, не более 50 % от возможного максимума, и без ориентации на субъективное ощущение дыхательного дискомфорта. Тренированные фридайверы с серьезным стажем занятий обычно набираются пугливости и представляют из себя особую опасность во время соревнований, когда страховка придает им храбрости. [25; стр 26].

Физические факторы провокации

11) Снижение давления газов при всплытии.

При нырянии в глубину увеличивается риск потери контроля сознания, так как гипоксический и гиперкапнический пороги связаны с парциальным давлением газов. При погружении во время активной работы в зоне преодоления положительной плавучести в альвеолярном воздухе и в артериальной крови происходит увеличение парциального давления кислорода из-за повышения гидростатического давления, несмотря на потребление его тканями. Парциальное давление углекислого газа также повышается, но незначительно, т. к. концентрация его в начале работы невысока.

При всплытии с уменьшением гидростатического давления снижается парциальное давление кислорода и углекислого газа в легких и в крови фридайвера, особенно резко -- в 2 раза на последних 10 метрах. Поэтому потеря сознания может возникать на последних метрах всплытия внезапно, без предварительных сильных дискомфортных ощущений.

Меры предупреждения: глубину следует увеличивать постепенно, помня о возможной «ловушке» на всплытии и ориентируясь не на метры, а на контроль устойчивости состояния при всплытии [25; стр 26].

Постблэкаутные состояния

При потере сознания во время ныряния сохраняется ларингоспазм (спазм голосовой щели) и вода не попадает в легкие. В большинстве случаев фридайверы самостоятельно приходят в сознание после блэкаута. На поверхности гиперкапнический стимул достигает интенсивности повелительного, ларингоспазм снимается, и фридайвер рефлекторно делает вдох.

Часто фридайверы после всплытия на поверхность начинают активную вентиляцию лёгких и затем теряют сознание. В организме накопился слишком большой кислородный долг и содержание кислорода в крови продолжает снижаться, даже после нескольких дыхательных циклов. К тому же необходимо время для того, чтобы кровь, обогащенная кислородом при вдохе, достигла головного мозга, и этого времени зачастую не хватает.

В некоторых случаях уровень гипоксии в организме фридайвера настолько высокий, что при потере сознания необходимо проведение искусственной вентиляции легких. Важно быстро оказать помощь фридайверу, т. к. через некоторое время голосовые связки могут расслабиться и вода проникнет в легкие, приведя к утоплению.

Изменения функций организма в критической стадии острой гипоксии носят обратимый характер.

После возвращения сознания пострадавший обычно не помнит, как ему оказывали помощь страхующие. Он очень удивлен суетой вокруг себя и не верит никому. Последствия могут выражаться ощущением утомления, головной болью, головокружением, тошнотой, «ломотой» в теле (как в гриппозном состоянии), кратковременным нарушением зрения. Как правило, в течение 1-2-х суток состояние нормализуется.

Чаще всего потеря сознания возникает вследствие превышения возможностей организма в данный момент из-за переоценки собственных сил.

Поэтому основной путь предотвращения блэкаута: понимание собственных возможностей и границ, пересекать которые не стоит. К сожалению, до начала ныряния сложно объективно и четко определить свой предел, за которым последует потеря контроля состояния. К тому же, этот предел постоянно изменяется, т. к. зависит от многих параметров (функциональное состояние, эмоциональное состояние, степень утомления от предыдущих нагрузок и т. д.). Следовательно, изучение реакции на гипоксическую нагрузку позволит субъективно управлять своей зоной безопасности [25; стр 26].



2. Цель, Задачи, Методы, Организация исследования

2.1 Цель и задачи исследования

фридайвинг ныряние безопасность вода

Цель исследования: Апробация средства спасения «Хелпер» при нырянии в глубину в открытой воде.

Задачи:

1. Провести анализ системы обеспечения безопасности во время тренировок по фридайвингу в открытой воде (3е пособие Молчановой)

2. Провести обзор спасательных средств, применяемых в открытой воде

3. Апробировать средство спасения «Хелпер» при нырянии в глубину в открытой воде.

2.2 Методы исследования

В проведении исследований в области совершенствования систем безопасности во время тренировок по фридайвингу, были использованы следующие методы:

1. Анализ научно-методической литературы.

2. Педагогический эксперимент.

3. Математическая статистика.

2.2.1 Анализ научно-методической литературы

По данной работе было проведено исследование 51го литературного источника и учебно-методической документации, которые вошли в состав данной дипломной работы.



2.2.2 Педагогический эксперимент

В первом погружении на 10 м спортсмен - фридайвер поднялся без движения, потому как он имитировал потерю сознания. Он поднялся за 16 секунд, причем Helper раздулся за 3 секунды. Второй спортсмен поднялся за 18 секунд. Третий спортсмен поднялся за 21 секунду. В среднем спортсмены поднялись за 19 секунд и Helper раздулся у всех за 3 секунды.

Время наполнения газом этого спасательного устройства составляло в первом случае 3,2 секунды, у второго фридайвера 3,8 секунд, а у третьего фридайвера 3,5 секунд.

Смотрел за скоростью надувания Helpper второй партнер. Он засекал время на подводном компьютере Snuto D4.

Второй эксперимент заключался в нырянии на глубину 20 м. 3 спортсмена погружались на эту глубину и имитировали потерю сознания.

У первого спортсмена Helper раздулся за 5,6 секунды, у второго за 5,8, у третьего за 5,5 секунд. Скорость всплытия у спортсменов 1,0 м /с.

Скорость всплытия у спортсменов, имитирующих потерю сознания на этой глубине составляла 28 секунд-1й спортсмен 31 секунду - 2й спортсмен и 3й - за 29 секунд. Средняя скорость сплытия 3х спортсменов 0,8 м/с.

Третий эксперимент заключался в эмитации потери сознания на глубине 30 м. У первого спортсмена helper раздулся за 11 секунд. У второго спортсмена helper раздулся за 11,5 секунды. У третьего спортсмена helper раздулся за 12,3. Первоначальная скорость всплытия была очень низкой и только ближе к 15 м, Helper раздулся полностью и начал быстро поднимать участника на поверхность.

В последнем эксперименте при погружении на 40 м, Helper очень долго не раздувался и эксперимент закончился тем, что страхующий испугался за состояние участника спортсмена на столь большой глубине и вытащил его. При этом Helper начал раздуваться на отметке 30 м. Эксперимент не был завершен.

2.2.3 Математическая статистика

Статистическая обработка данных для расчёта средней величины показателей и критерия достоверности проводилась с использованием компьютерной программы, МS Word 207.

2.3 Организация исследования

В результате погружений на глубину 100 м были зафиксированы случаи баротравмы. Это произошло на соревновании чемпионата мира по фридайвингу в Греции в 2013 году у Майкла, когда у него произошел разрыв уха. Поскольку это произошло на соревнованиях, была приведена в действие система совершенствования безопасности при соревнованиях (специализированная контробалансная система), поднимающая фридавера на поверхность всплытия, но на тренировках по прежнему фридайверы осуществляют погружение без этих систем, по причине их высокой стоимости и неудобства её транспортировки. Из Российских спортсменов, на глубину до 120 м при тренировке погружался Александр Молчанов. Результатом погружения стал блэкаут. Именно по этой причине и проявляется существенная необходимость внедрения специализированной системы безопасности (контробалансная система) при тренировках по фридайвингу. Важность применения этой системы определяется по причине блэкаута, баротравмы, проявляющейся в виде и обратного блока и разрыва барабанных перепонок в результате номинально глубоких погружений.



3. Результаты исследования и их обсуждение

3.1 Результаты исследования и анализ полученных данных

Результаты погружения 1го спортсмена

Глубина погружения (м)	Время подъема (с)	Время срабатывания Helper (с)	Среднее время подъема (м/с)	Время наполнения газом Helper (с)
10	16	3	0,8	3,2
20	28	5,6	0,8	-
30	34	11	0,8	-
40	-	-	-	-

Результаты погружения 2го спортсмена

Глубина погружения (м)	Время подъема (с)	Время срабатывания Helper (с)	Среднее время подъема (м/с)	Время наполнения газом Helper (с)
10	18	3	0,8	3,8
20	31	5,8	0,8	-
30	34	11,5	0,8	-
40	-	-	-	-

Результаты погружения 3го спортсмена

Глубина погружения (м)	Время подъема (с)	Время срабатывания Helper (с)	Среднее время подъема (м/с)	Время наполнения газом Helper (с)
10	21	3	0,8	3,5
20	29	5,5	0,8	-
30	34	12,3	0,8	-
40	-	-	-	-

Исследования показали, что на глубине в 40 м, пользоваться хелпером нельзя. Согласно результатам проведенного эксперимента, можно сказать, что система обеспечения безопасности Helper функционирует в зависимости от той глубины, на которую погружается фридайвер. Система безопасности Helper, является эффективной только при использовании на малой глубине 10-20 м. Уже на глубине 30ти метров она дает сбои и плохо функционирует.

3.2 Основные правила совершенствования безопасности

Для совершенствования безопасности во время тренировок по фридайвингу в открытой воде, или в бассейне, требуется соблюдать ряд определенных правил:

1. Не ныряйте в одиночку. Совершайте погружения только под присмотром напарника.

Погружения с постоянным весом

Не ныряйте в одно и то же время с напарником.

Страхующий дайвер во время погружения должен следить за состоянием троса. Фридайвер должен двигаться вдоль троса на всех этапах погружения.

Напарник должен быть способен эвакуировать фридайвера с необходимой глубины (не менее 15 м) и обязан хорошо владеть навыками оказания первой помощи, искусственного дыхания и обращения с кислородом.

Страхующий дайвер обязан встретить всплывающего фридайвера перед самым опасным участком погружения, который начинается в 15 метрах от поверхности, и, двигаясь параллельно с ним, сопровождать его до окончания погружения.

При погружениях на глубину более 30 метров в распоряжении страхующей команды должен быть акваланг и оборудование для экстренной эвакуации из воды либо должен использоваться лэньярд и система возвращения фридайвера на поверхность. В зависимости от условий погружения в море или озере интервалы размещения страхующих дайверов при необходимости могут быть сокращены.

2. Не ныряйте на задержке дыхания после погружения с аквалангом.

Азот, остающийся в тканях после погружения с аквалангом, может вызывать декомпрессионную болезнь, при которой микроскопические пузырьки газовой смеси повторно сжимаются, а затем расширяются в результате быстрого всплытия после погружения. Фридайверы с дефектом межпредсердной перегородки (открытое овальное окно) подвергаются особому риску. После погружения с аквалангом должно пройти не менее 12 часов до погружения на задержке дыхания [32; стр.220].

3. Не испытывайте барабанные перепонки на прочность, погружаясь через боль в ушах.

Выравнивайте давление только в ходе погружения (примерно каждые 3 метра). Не форсируйте выравнивание -- при неудачной попытке прекратите погружение. Не выравнивайтесь при всплытии.

При использовании зажима для носа снимите его перед началом всплытия.

...