Водолазний дзвін - дідусь батискафа та водолазного костюма. Коли і де люди почали використовувати водолазний дзвін

Люди дуже допитливі та дуже люблять золото. «А як би дістатись до того затонулого корабля і витягти з його трюму зливки дорогоцінного металу і монети…» — і пірначі підринали, хапали, що встигли вхопити, і стрімголов поспішали до поверхні, до рятівного повітря.

Люди досить давно виявили, що якщо перевернутий кухоль занурити вертикально у воду, у ньому тримається . Було придумано, а потім реалізовано підводний дзвін. Підводний дзвін був винайдений… давно. І в паперах Леонардо Да Вінчі було щось «таке», і Френсіс Бекон у 1620 році писав щось «про це»… Ну, якщо глибоко вчитатися.

В 1531 в озері поблизу Риму пройшов випробування перший дзвін. У середині XVII століття шведи за допомогою дзвону знімали гармати з затонулого корабля «Ваза».

Наприкінці XVIII століття доставляти повітря у дзвін запропонували за допомогою насоса. Загалом ідея витала в повітрі, всі вчені знали, що це можливо. Теоретично. І навіть були відомі випадки успішного застосування пристрою.

У грудні 1830 року біля берегів Бразилії розбився фрегат "Тетіс", який перевозив майже мільйон фунтів стерлінгів у дзвінкій монеті. Це був не нинішній мільйон, а мільйон два століття тому, коли добре і комфортно можна було жити на 2000-3000 фунтів на рік.

Затонув фрегат з усіма скарбами, що перевозилися, зовсім поряд з берегом, у бухті, на глибині від 10 до 20 метрів. На глибину 10 м добрий цілком може допірнути, якщо вода тиха і немає хвиль та течій. На жаль, місце було дуже неспокійне. Сильні течії, часті шторми виключали роботу «просто пірнальників».

Зважаючи на вкрай складні умови, командування англійської ескадри спочатку навіть відмовилося від спроб врятувати вантаж. Однак командир шлюпу "Лайтнінг" Томас Дікінсон не погодився з думкою начальства. Він був добре освічений і дуже винахідливий. Однак те, що він часто суперечив своєму начальству і при цьому зазвичай мав рацію, сильно шкодило його кар'єрі і множило кількість його недоброзичливців.

Ось і в цьому випадку, не погодившись із начальством, він запропонував план — як можна підняти затоне золото. Керівництво розлютилося і, бажаючи підставити підлеглого, … дозволило рятувальну операцію. Здавалося, що розміри бухти, постійні течії, безперервне сильне хвилювання і глибина води надійно приховують скарби, що затонули.

Отримавши дозвіл, капітан почав винаходити. Із залізної водяної цистерни Дікінсон зробив «ніби підводний дзвін». Звичайний насос для відкачування води вирішено було застосувати для подачі повітря, а щоб шланги витримали тиск води, їх загорнули сильно просмоленою парусиною.

Порохом підірвали вершину однієї зі скель у затоці. Коли забрали підірване, отримали рівний майданчик, придатний для спорудження вантажної стріли, на кінці якого було вирішено підвісити дзвін. Стрілу спорудили з щогли затонулого фрегата. Зв'язок з людьми в дзвоні забезпечувала грифельна дошка, на якій люди внизу щось писали — і смикали мотузку, даючи знак, щоб зверху витягували дошку. Прочитавши, дошку відправляли тією ж мотузкою вниз з відповіддю. Вже під час першого пробного спуску знизу передали дошку з написом «Опускайте обережніше, бачимо внизу гроші». За допомогою стріли та дзвону вдалося дістати понад 130 000 фунтів. А потім вибухнув шторм, який зруйнував стрілу.

Решту грошей виловили з води, підвісивши дзвін на канатах, простягнутих з острова на острів. Дзвон розгойдувався і кілька разів бився об скелі. Кілька разів він ушкоджувався настільки, що його доводилося міняти. Багато разів водолази ризикували життям, але в цьому випадку ніхто не загинув. У ході рятувальної операції з води було вилучено понад 90% грошей, що перевозилися на кораблі.

Так було доведено, що дзвін цілком підходить для використання під водою. Залишилося винайти водолазний костюм… Щиро кажучи, їх винаходили задовго до цього. 1819 року англієць Август Зібе придумав відкритий водолазний костюм. Шолом з віконцями, шланг, яким помпа з поверхні жене повітря, і шкіряна сорочка до пояса. Але якщо спіткнешся або нахилишся — повітря зникне, і ага…

До глибоководних засобів спуску (рис. 6.5 та 6.6) відносять спуско-підйомні пристрої (СПУ), призначені для спусків водолазів на глибини понад 60 м та прискореного підйому їх з глибини з подальшим переведенням у потоково-декомпресійні камери. СПУ включають:

Водолазний дзвін із платформою;
- пристрій для винесення дзвону за корму (за борт);
- спуско-підйомну лебідку;
- тросове оснащення дзвона з амортизаторами, тросовими стопорами та лічильниками довжини витравленого троса;
- бортові альтанки з пристроями спуску та підйому;
- в'юшки для шлангів і кабелів до водолазного дзвону та водолазів;
- Засоби зв'язку з водолазами;
- Засоби підводного освітлення.

Мал. 6.5. Спуско-підйомний пристрій кормового розташування: 1 - спуско-підйомна стріла; 2 - поворотна кран-балка з альтанкою; 3 - водолазний дзвін; 4 - потоково-декомпресійна камера; 5 - вантажна лебідка; 6-баласт; 7 - напрямний трос; 8- платформа дзвона

Мал. 6.6. Спуско-підйомний пристрій бортового розташування: 1 - водолазний дзвін; 2 - кран-балка, що завалюється; 3 - однобарабанна юшка; 4 - трибарабанна юшка; 5 – рятувальний дзвін; 6 - поточно-декомпресійна камера; 7 - вантажопідйомна лебідка; 8 – платформа дзвона; 9 - спускова альтанка

Водолазний дзвін(рис. 6.7) є сталевий циліндр, закритий зверху глухим сферичним днищем, а знизу - днищем з вхідним люком, що закривається зсередини кришкою. Дзвон при кормовому розташуванні СПУ може працювати тільки на внутрішній тиск до 10 кгс/см2. У дзвони бортового розташування СПУ кришка люка має кремальєрний затвор, що дозволяє дзвону працювати як на внутрішній, так і зовнішній тиск до 10 кгс/см 2 .

Дзвони СПУ кормового та бортового розташування мають зовні рими для підвіски (траверси) спускового троса, приєднувальні пристрої для платформи, повітряні та кабельні вводи та фланець для з'єднання дзвона з потоково-декомпресійною камерою. Усередині дзвонів змонтовано трубопроводи подачі повітря та осушення, клапан затоплення та пристрої для підвісу, освітлення та телефонного зв'язку.

Платформа водолазного дзвону є масивним металевим майданчиком, шарнірно підвішеним або прикріпленим болтами до корпусу дзвону, з римами для направляючих тросів, сидіннями, пристроєм для розкріплення світильників, стопорами водолазних шлангів і леєрною огорожею. Платформа призначена для розміщення водолазів на час спуску та підйому до переходу в дзвін, а також для розміщення деякої кількості водолазних шлангів, інструментів та пристроїв, необхідних для роботи під водою. Вона служить також баластом надання дзвону негативної плавучості до 200-250 кгс.

Спуск водолазного дзвону кормового СПУ провадиться двобарабанною електричною лебідкою з тросоукладачем. Тягове зусилля кожному барабані 3 тс. Канатоємність барабанів по 440 м троса діаметром 17,5 мм. Кожен барабан має кулачкове включення і стрічкове гальмо. Швидкості спуску та підйому водолазного дзвону: 5, 10, 15 та 20 м/хв.

Мал. 6.7. Водолазний дзвін кормового СПУ: 1 – рим для підвіски; 2 – огородження штуцерів; 3 – блок аварійного троса; 4 - обух підвісу; 5 – клапан затоплення; 6 – обмежувач; 7 - напрямні смуги; 8 – корпус; 9 - фланець комінгсу люка; 10 - трубопровід осушення; 11 - рим для завалювання дзвона; 12 - запірний клапан

При бортовому СПУ шланги та кабелі розміщені на завірюхах, спуск та підйом їх механізовано. Усі механізми СПУ працюють синхронно. Швидкості спуску та підйому дзвону, шлангів та кабелів при спуску від 7-9 до 21-24 м/хв, а при підйомі від 5-6 до 18-20 м/хв. Підйомна лебідка має кожному барабані тягове зусилля 5 тс, трос діаметром 25 мм, довжиною 600 м, з розривним зусиллям близько 35 тс, канатоємність кожного барабана 270 м.

Напрямні троси - сталеві, діаметром 18,5 мм, довжиною 300 м кожен, пропущені через клинові тросові стопори, траверси та служать засобом аварійного підйому водолазного дзвону.

Спуск водолазів з палуби у воду до платформи водолазного дзвона здійснюється на водолазній альтанці за допомогою поворотної кран-балки. Вантажний трос вибирається електролебідкою з тяговим зусиллям 350 кгс (кормове СПУ) при швидкостях підйому та спуску альтанки 5 та 11 м/хв або електричною лебідкою - 1000 кгс (бортове СПУ). Технічні дані водолазного дзвону наведено у табл. 6.1.

Грав недавно в Assassin's Creed IV: Black Flag, там досить гарна анімація цього пристрою: знизу, на підсвіченій променями сонця поверхні видно тушу корабля, потім з характерним дзвоном падає дзвін, і починає опускатися, за ним стрибає герой, чіпляється за кільце і занурюється разом з дзвоном.

Досягши дна, водолаз підринає під дзвін і, віддихавшись, починає робити вилазки дном.

Щоб збільшити дальність «вилазок», по дорозі з поверхні скидаються порожні бочки з вантажем, такі собі «дзвони в мініатюрі».

Залізти в них не можна, а от засунути голову і зробити кілька вдихів – цілком:

Сам дзвін, як бачите, все як ми любимо: бронза, заклепки, ілюмінатори. Чому так названий - думаю, зрозуміло формою:)

Екскурс в історію:

Ще V столітті до н.е. Геродот писав у тому, що його сучасники використовували водолазний апарат, опускавшийся на дно річок. У 332 році до н.е., за свідченням Арістотеля, Олександр Македонський під час облоги фінікійського міста Тіра спускався на дно у водолазному дзвоні - перевернутій посудині, наповненій повітрям. Як зазначає літописець, «чудеса Божі здивування всілякого гідні», сказав цар Македонії, знову опинившись на суші.

На жаль, він не повідомив, навіщо цареві знадобився такий узвіз. Про першу підводну атаку за допомогою водолазних дзвонів, що сталася в III столітті нашої ери, розповідав лише Діон Касій. Він описав, як захисники Візантії напали на блокуючі гавані галери римського імператора Люція Септимія Півночі.

Що ж був водолазний дзвін? У своїй праці «Військова архітектура» Франческо де Марчі описує такий пристрій, збудований у 30-х роках XVI століття Гульєльмо де Лорено. Посудина циліндричної форми зі скляними ілюмінаторами трималася на плечах водолаза за допомогою двох опор. Лорено у своєму дзвоні, який одночасно скидався і на перший водолазний скафандр, занурювався на дно озера Немі. Метою занурення, що тривало цілу годину, був пошук затонулих галер Калігули.

Однак повітря в малій посудині було не так багато. Тому в середні віки водолазними дзвонами стали служити відкриті знизу дерев'яні ящики або великі бочки з платформою для водолазів. Під час занурення вода надходила в дзвін знизу і стискала повітря доти, доки не встановлювався стан рівноваги.

Подібний дзвін успішно використовувався в 1663: шведські водолази під керівництвом Альбректа фон Трейлебена за допомогою водолазного дзвону зуміли підняти на поверхню понад 50 гармат з затонулого корабля Ваза.

У 1717 році англієць Галлей запропонував використовувати додаткові повітряні резервуари для подачі повітря у водолазний дзвін. Для випуску відпрацьованого повітря у корпусі дзвону встановлювався випускний клапан. Галлей особисто випробував дзвін: разом із чотирма водолазами він опустився на глибину 18 м, занурення тривало півтори години.

У XVII ст. водолазні дзвони були відомі й у Росії. У книзі Волкова під назвою «Книга про способи, що творять водоходження річок вільне, надрукована в великому граді Москві літа 1708 в липні місяці» розповідається про способи занурення в дзвоні з метою підйому затонулих цінностей.

Також відомий опис успішного застосування водолазного дзвону в XIX столітті для підйому золотих злитків і монет із затонулого британського фрегата «Тетіс».

У XIX столітті низка винахідників (механік Гаузен, Зібе) удосконалили конструкцію водолазного дзвону, створивши конструкції, які по праву вважаються примітивним водолазними скафандрами. А скафандри – це вже зовсім інша історія.

Ідея використовувати повітря при пірнанні володіла нирцям давно. Ще за 500 років до нашої зірки Греодот згадував про використання його сучасниками водолазного апарату, який опускали на річкове дно.

Є свідчення Аристотеля, що відноситься до четвертого століття до нашої ери, в якому він свідчить про те, що при облозі міста фінікійського Тіра Олександр Македонський опускався у водолазному дзвоні на дно. Це була перевернута посудина, наповнена повітрям. За свідченнями літописця македонський цар, який успішно опинився на суші, із захопленням висловив подив чудесами Божими. Щоправда, навіщо цар опускався на дно невідомо.

Також є свідчення літописців про першу підводну атаку, здійснену захисниками Візантії за допомогою водолазного дзвону, напавши на римські галери, які блокували гавань.

Зараз водолазний дзвін є засобом для переміщення водолазів та їх спорядження на великі глибини до місця проведення робіт та назад з переведенням їх у наслідок у декомпресійну камеру.

Спочатку, століття тому, він був досить примітивним пристосуванням, що допомагав людині опускатися під воду і був коробом або перекинутою бочкою.

Пристосування, всередині якого був водолаз, спускали під воду. У повітрі, що знаходився всередині нього, був тиск, що дорівнює тиску води навколо нього. Повітря, що знаходиться всередині дзвону давало можливість водолазу якийсь час дихати і робити деякі дії - випливати назовні, щоб оглянути частину корабля, що знаходиться під водою і виконати якісь ремонтні роботи або оглянути судно, що давно затонуло. Після закінчення роботи водолаз міг повернутись у дзвін, який лебідкою піднімали нагору.

Вперше про водолазне дзвони згадано приблизно в тридцятих роках 15-го століття, на озері на околицях Риму на глибині понад 20 метрів намагалися знайти затонули разом з кораблями скарби. Дзвін був циліндром, у якому були скляні ілюмінатори, що тримався біля водолаза на плечах за допомогою двох опор. У ньому водолаз опускався на дно озера Немі. Протягом цілої години Лорено намагався виявити сліди галер Калігули, що колись затонули. Повітря в такій посудині для цього було замало. З огляду на це під водолазні дзвони стали використовувати великого розміру металеві бочки та дерев'яні ящики, знизу відкриті, з платформою для водолаза.

Під цим дзвоном розміщувався водолаз, що опускається. У процесі спуску під воду рівень води підвищувався, тиск у повітряній подушці підвищувався, а сама подушка зменшувалася.

Водолаз у дзвоні знаходився не більше 45 хвилин. Так як у повітряній подушці йде скупчення вуглекислоти, а вміст кисню різко падає. Та й організм водолаза ніяк не захищений від впливу низьких температур води, що також не збільшувало час перебування під водою.

Вже в середині 17-го століття за допомогою водолазного дзвону підняли з загиблого корабля близько 50 гармат, а в 19 столітті він уже застосовувався ширше і набагато успішніше.

Винахід водолазного дзвону стало новою сторінкою в літописі водолазних справ. Його застосування дозволило значно збільшити час знаходження водолаза під водою порівняно з пірнаннями і одночасно дозволяло збільшити глибину занурення порівняно з використанням для дихання трубочки з очерету.

Проблема заміни повітря в дзвоні, витраченого водолазом, стояла дуже гостро, і її щосили намагалися вирішити конструктори і дослідники різними шляхами.

У другій половині 17-го століття німецький вчений Штурм побудував і провів випробування водолазного дзвону, повітря в якому додавав, розбиваючи за потребою пляшки під водою.

Італійський вчений Джованні Борелі, приблизно в ці ж роки, пропонував подавати замість використаного повітря свіже за допомогою шланга.

А французький вчений Денні Папен Точно описав дзвін, у якому газове середовище та підтримка внутрішнього тиску подачею повітря насосом. У цьому дзвоні передбачалося використовувати його головний винахід – вентиль та безповоротний клапан.

Наприкінці 19 століття винахідники Гаузен та Зібе модернізували водолазний дзвін, що дозволило вважати його примітивним скафандром.

Ідея використання пірнальниками для дихання під водою повітря, що міститься в перекинутих вгору дном міцних судинах, які надягали на голову, була успішніше реалізована у водолазному дзвоні, винайденому в XVI столітті. Водолазний дзвін відкрив нову сторінку в історії водолазної справи. Застосування дзвону значно збільшило час перебування водолаза під водою порівняно з пірнанням і до того ж збільшувало можливу глибину занурення порівняно із застосуванням для дихання водолаза труби тростини.

Перше повідомлення про застосування водолазного дзвона відноситься до 1538 р. На річці Тахо (м. Толедо, Іспанія) 2 грецьких акробата давали уявлення перед Карлом V, входячи всередину дзвони власної конструкції, виконаного у вигляді горщика. Свічки, запалені перед зануренням дзвона, на подив глядачів, продовжували горіти і після його підйому. В 1595 Веранціо опублікував відомості про водолазному дзвоні і дав його зображення. Англійський державний діяч і філософ Френсіс Бекон (1561-1626) запропонував такий спосіб: коли пірнальник вже не може більше затримувати дихання, він засовує голову в заздалегідь опущену у воду посудину з повітрям, щоб наповнити легені, після чого виходить із дзвону і продовжує роботу.

У 1597 р. з'явився дзвін Бонаюто Лоріні, близький за конструкцією камери Лорени, але обладнаний платформою для водолазу та призначений для фортифікаційних робіт. У 1609 р. Б. Лоріні опублікував у Венеції книгу «Фортифікація», в якій вказав на користь апаратів, запропонованих для тривалого перебування людини під водою в тих випадках, коли виникає потреба підняти з дна моря артилерійські знаряддя або зробити роботу на затонулих кораблях. У 1616 р. художник Франц Кесслер із Вецлара повідомив дані про свій винахід «водної броні» - дерев'яного водолазного дзвону. Людина, перебуваючи всередині прикріпленого до нього дзвона, пересувається дном, котячи дзвін на спеціальних кулях-ядрах.

У 1625 р. іспанець Франциско Меліван при пошуку та підйомі затонулих суден використовував водолазний дзвін, виготовлений у Гавані. Дзвін повільно тягли над ґрунтом, а спостерігач, що знаходиться в ньому, шукав. З затонулого судна «Свята Маргарита» було піднято 350 срібних злитків, багато монет, бронзові гармати та мідні вироби.

Особливо успішну роботу з використанням водолазного дзвону проробив англійський капітан судна та водолаз Вільям Фіпс, який разом із пірнальниками-індіанцями у 1686-1687 р.р. підняв із затонулого біля Багамських островів іспанського галеону "Нуестра сеньйора де ла Кансепсьйон" золото, срібло та інші скарби вартістю 300 тис. фунтів стерлінгів. Застосовувався примітивний водолазний дзвін, вкритий шаром свинцю, з віконцем у верхній частині та сидіннями для водолазів усередині. Фіпс був удостоєний лицарського звання, призначений губернатором Массачусетса і отримав частину здобутих цінностей на суму понад 11 тис. фунтів стерлінгів.

Перші водолазні дзвони являли собою дерев'яні або металеві судини, перекинуті догори дном. Під такою судиною містився водолаз, що спускається. У міру занурення під воду рівень води в дзвоні піднімався, повітряна подушка зменшувалась, а тиск у ній підвищувався. Перебування водолаза в такому дзвоні не перевищувало 30-40 хв, оскільки в повітряній подушці накопичувався вуглекислий газ і знижувався відсотковий вміст кисню. До того ж, тіло водолаза не було захищене від впливу низької температури води, що також сприяло зменшенню часу перебування під водою.

Гостро стоїть проблему заміни витраченого у водолазному дзвоні повітря свіжим різні дослідники та конструктори намагалися вирішити по-різному. У 1672-1676 р.р. німецький фізик І.Х.Штурм побудував і випробував водолазний дзвін висотою 4 м, повітря в який додавалася з пляшок, що розбиваються при необхідності під водою. У роботі італійського математика і фізика Джіованні Альфонсо Бореллі, опублікованій у 1680 р. вже після його смерті, була висунута ідея видаляти з-під дзвону використане повітря, подаючи замість нього по шлангах свіже. У 1689 р. французький фізик Дені Папен вперше дав точний науковий опис дзвону, в якому заміна газового середовища та підтримання постійного внутрішнього тиску може забезпечуватись безперервною подачею повітря з поверхні за допомогою насоса. У дзвоні було передбачено використання його головних винаходів - вентиля та неповоротного клапана.

У 1691 р. англійський астроном і геофізик Едмунд Галлей, іменем якого названо знамениту комету, запатентував винайдений ним водолазний дзвін, в 1716р. зробив про нього доповідь на засіданні Королівського наукового товариства, а в 1717 р. збудував дзвін, який мав форму зрізаного конуса з товстим склом у верхній частині для природного освітлення. Він був обшитий свинцевими листами і забезпечений трьома металевими болванками на платформі, що знаходилася приблизно на 1 м нижче вхідного отвору. Очевидно, побоюючись звинувачення в плагіаті дзвона Д.Папена, Е.Галлей не скористався ідеєю нагнітання повітря в дзвін, а оновлював повітря в дзвоні за допомогою барил, що посилаються з поверхні. Разом із чотирма водолазами Е.Галлей спускався в дзвоні і провів півтори години на глибинах 16-18 м. На щастя для вченого та водолазів, досвід закінчився вдало, але якби вони затрималися на цих глибинах довше, то у них могло розвинутись декомпресійне захворювання. Слід зазначити, що з-за великої маси дзвони його підйом поверхню відбувався досить довго, тобто. відбувалася декомпресія. Якби в ході цього досвіду стався нещасний випадок, розвиток техніки водолазних занурень може бути затриманий надовго.