Co to jest dzwon nurkowy?

Oct 26 2009
Przed łodziami podwodnymi mężczyzna zanurzył się w wodzie w dzwonie nurkowym. Jak te urządzenia działały?
Galeria zdjęć życia morskiego Wczesne obrazy dzwonów nurkowych przedstawiały trudne do uwierzenia scenariusze. Zobacz więcej zdjęć życia morskiego.

Odkąd człowiek chodzi po Ziemi , wydaje się, że fascynowały nas dwie rzeczy, do których nie zostaliśmy stworzeni – latać jak ptaki i pływać jak ryby. Wszyscy widzieliśmy ziarniste, czarno-białe nagrania niektórych wczesnych latających maszyn , z których większość polegała na naśladowaniu lotu ptaków poprzez przyczepianie skrzydeł człowiekowi w pewien sposób. To, co nie istnieje tak łatwo, to obrazy naszych wczesnych prób upodobnienia się do ryb. Wynika to głównie z braku dostępności technik filmowania podwodnego w tamtym czasie. Ale mamy pewien zapis naszych poszukiwań pod wodą i przebywania tam przez dłuższy czas.

Grecki filozof Arystoteles pisał o pragnieniu człowieka spędzania czasu pod wodą już w IV wieku p.n.e.:

„Umożliwiają one nurkom równie dobre oddychanie, spuszczając kocioł, ponieważ ten nie napełnia się wodą , ale zatrzymuje powietrze, ponieważ jest wpychane prosto do wody”.

Arystoteles miał na myśli najwcześniejszą wersję dzwonu nurkowego. Była to pierwsza próba zanurzenia się człowieka pod wodę na dłuższy czas i położyła podwaliny pod to, co wieki później stało się nurkowaniem. Ponieważ Arystoteles był nauczycielem Aleksandra Wielkiego, nie powinno dziwić, że młody zdobywca podobno kilkakrotnie użył dzwonu nurkowego — w wieku 11 lat, a później podczas oblężenia Tyru w 332 pne Te historie są mało prawdopodobne to prawda, ale są obrazy Aleksandra siedzącego w szklanej beczce na dnie oceanu, więc wiemy, że pomysł był na miejscu. Wynalazca i artysta Leonardo da Vinci naszkicował również wczesne wersje dzwonu nurkowego, choć uważa się, że podobnie jak wiele jego wynalazków, nigdy nie kontynuował jego budowy.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się dokładnie, czym jest dzwon nurkowy, jak działa i kiedy został faktycznie wynaleziony.

Początki dzwonu nurkowego

Wiele konstrukcji dzwonów nurkowych w ogóle nie ma kształtu dzwonu.

Prostota dzwonu nurkowego sprawia, że ​​można uwierzyć, że Aleksander Wielki mógł użyć wczesnej wersji, jak sugeruje legenda. Następnym razem, gdy będziesz w kuchni, weź filiżankę, napełnij zlew i wepchnij otwarty koniec kubka prosto do wody . Poczujesz pewien opór, ale dopóki trzymasz filiżankę prosto w górę iw dół, wewnątrz filiżanki będzie kieszeń powietrza. To jest koncepcja dzwonu nurkowego.

Dzwony były odlewane w najróżniejszych kształtach z najróżniejszych materiałów. Były drewniane dzwonki, które wcale nie miały kształtu dzwonu, ale beczkowate. Dzwony żeliwne były kwadratowe lub okrągłe, dzwonowate lub stożkowe. Niektóre wyglądały jak butelki whisky, inne przypominały odwrócone kieliszki do wina . Wspólną cechą każdego z nich było to, że wszystkie były bardzo ciężkie. Dlatego powszechnie stosowano żelazo. Lżejsze materiały zostały dociążone i wyważone balastami i obciążnikami. Powodem, dla którego musiał być tak ciężki, był opór odczuwany podczas wpychania kubka do wody.

Siła wody wypycha powietrze w górę, ściskając je, gdy woda wpływa na dno otwartego dzwonu. Chociaż na dnie dzwonu znajduje się trochę wody, większość z nich pozostaje wypełniona powietrzem do oddychania. Ale było jedno kluczowe ograniczenie tego - dzwon mógł wejść tylko tak głęboko i nadal mieć użyteczną kieszeń powietrza. Wysoki na 3 metry dzwon nurkowy, który zanurkował na 100 metrów, pozostawiłby tylko około 30 centymetrów powietrza. Przez chwilę nurkowie po prostu próbowali płytkich wód i wynurzali się, gdy powietrze zostało zużyte.

Była też sprawa choroby dekompresyjnej, czyli zakrętów . Dzieje się tak, gdy zbyt szybko wynurzasz się na powierzchnię po głębokim nurkowaniu. Podczas nurkowania wzrasta nacisk na Twoje ciało, powodując rozpuszczenie większej ilości azotu i tlenu we krwi . Większość tlenu jest zużywana przez tkankę, azot pozostaje. Ten rozpuszczony azot powoduje zagięcia. Jeśli wznosisz się zbyt szybko, azot zbyt szybko opuszcza twoją krew i tworzy bąbelki. Pęcherzyki te blokują drobne naczynia krwionośne i mogą prowadzić do udarów, zawałów serca , pękniętych naczyń krwionośnych w płucach i bólu stawów.

Nurkowie znosili te ograniczenia, kontynuując używanie wersji dzwonu nurkowego w okresie renesansu i do XVI wieku. Potrzeba było kilku kluczowych innowatorów pod koniec XVII wieku i do XVIII wieku, aby poprawić ograniczenia dzwonu nurkowego.

Innowacje dotyczące dzwonów nurkowych

Do fregat i szkunerów czasami dołączano dzwony nurkowe.

Pierwsza prawdziwa innowacja w dzwonu nurkowym pojawiła się, gdy Francuz Denis Papin wymyślił w 1689 roku, jak wprowadzić do nich świeże powietrze. Elastyczne węże przymocowane do miechów biegły do ​​wody i w górę do wnętrza dzwonu, zapewniając świeże, oddychające powietrze. Chociaż pomogło to nurkom dłużej pozostać w zanurzeniu, nie przyczyniło się to do zwalczenia presji i umożliwienia głębszych nurkowań. Następną przeszkodą było wymyślenie sposobu wtłaczania sprężonego powietrza do dzwonu, co zrobił Anglik Edmund Halley zaledwie rok później.

Halley przymocował obciążone drewniane beczki do dzwonu nurkowego. Na dnie każdego z nich znajdował się otwór z boku, przez który wpadała woda, zmuszając powietrze do góry. Na górze z beczki biegł wąż i prowadził do dolnej części dzwonu, gdzie był przymocowany do kranu. Nurkowie w środku mogli po prostu odkręcić kran, aby wpuścić świeże powietrze. Beczki były na przemian wyciągane na powierzchnię w celu „napełnienia” i ponownie wrzucane. Dzięki możliwości kontrolowania ilości powietrza w dzwonie nurkowie byli w stanie dostosować się do ciśnienia przemieszczanej wody. Innowacja Halley sprawiła, że ​​ciśnienie wewnątrz dzwonu jest równe ciśnieniu otaczającej wody.

Sprawy trwały przez jakiś czas, dopóki angielski naukowiec John Smeaton nie wynalazł w 1788 roku pompy powietrza do nurkowania. Pompa powierzchniowa była przymocowana do dachu dzwonu i obsługiwana przez czterech mężczyzn. W końcu było to, w koncepcji, podobne do pierwotnego planu Denisa Papina 100 lat wcześniej. Korzystając z tej nowej technologii, pracownicy mogli zejść w dół w dzwonie nurkowym i naprawić fundamenty mostu Hexham w Anglii. Smeaton był również jednym z pierwszych, którzy wykonali kwadratowe dzwony, nazywając je „skrzyniami do nurkowania”.

Other improvements over the years included adding electric lighting inside, thick convex lenses as windows, and increasing the interior space so that as many as 12 men could descend at a time. The earliest applications of the bells were to transport workers under water so that they could repair or build docks, lighthouse foundations and bridges . Early enthusiasts also tried their hand at deep shipwreck salvage, something the bells are still used for today.

Lots More Information

Related Articles

  • World Records: Insane Feats Quiz
  • How Scuba Works
  • How Submarines Work
  • How to Survive a Shipwreck
  • What causes "the bends"?
  • How can you dive 700 feet in one breath?
  • What if my scuba diving equipment failed?
  • Is it harmful to breathe 100-percent oxygen?
  • Why do my ears pop when I dive in the deep end of the pool?
  • If water is made up of hydrogen and oxygen, why can't we breathe underwater?

More Great Links

  • Scuba Diving Magazine
  • Divingheritage.com

Sources

  • "Diving Bell Chronology." Thinkquest.org. 2009.http://library.thinkquest.org/28170/221.html
  • "Diving Bell." Kenyon.edu. 2009.http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Pneumatics/Diving_Bell/Diving_Bell.html
  • "Diving bells and Observation chambers." Divingheritage.com. 2009.http://www.divingheritage.com/chambers.htm
  • "Modern Diving Bells and chambers." Divingheritage.com. 2009.http://www.divingheritage.com/bells.htm
  • "The Incredible Aqualung of the Diving Bell Spider." Environmentalgraffiti.com. July 28, 2009.http://www.environmentalgraffiti.com/featured/incredible-aqualung-diving-bell-spider/13855
  • Bachrach, Arthur J. "The History of the Diving Bell." Thehds.com. 1998.http://www.thehds.com/publications/bell.html
  • Pike, Paul Scott. "Bermuda Bell Diving." Experiencebermuda.com. 2009.http://www.experiencebermuda.com/activities/bell-diving.html