Выбирая режим спуска, следует убедиться, что запасы воздуха (газовых смесей) или производительность системы являются достаточными как для обеспечения работ на глубине, так и для подъема водолаза по режиму декомпрессии.

Минимальный расход газовой смеси одним водолазом в снаряжении с системой газоснабжения с поверхности определяется минимальным объемом свободной газовой смеси, необходимой на один водолазный спуск, и складывается из следующих статей расхода.

Рис. 10.8. Графики для определения допустимого времени дыхания искусственной газовой смесью в зависимости от парциального давления кислорода и нагрузки: а — очень тяжелая работа n=0,3; б — тяжелая работа n =0,5; в — средняя работа и холодная вода n=0,75; г - средняя работа n=1; д — легкая работа n=2; е — сидение в рекомпрессионной камере n =3; ж — покой n=5

Расход смеси на заполнение газового объема скафандра в м²

Q^CK = pV^CK = (1 +0,1H)У^CK. (10.27)

где р — абсолютное давление на глубине погружения, кгс/см²;

V^CK — газовый объем скафандра, м³; Н—глубина погружения, м. Расход смеси за время погружения водолаза на глубину в м³:

где р0 — внешнее абсолютное давление на поверхности, кгс/см²;
q — расход сжатой газовой смеси (воздуха) на глубине погружения, м³/мин;
Т^П = H/v^П — время погружения водолаза на глубину, мин;
v^П — 6/10 м/мин — допустимая скорость погружения водолаза.

Расход смеси за время пребывания (работы) водолаза на глубине (грунте) в м³

Q^T = pqT^r = Q+0.lH)qT^r. (10.29)

где Тr — время пребывания (работы) водолаза на глубине (грунте), мин.

Расход смеси за время перехода водолаза на первую остановку (выдержку) декомпрессии в м³

где р1 — абсолютное давление на первой остановке (выдержке) декомпрессии, кгс/см²;

q^B — расход сжатой смеси (воздуха) на выдержках декомпрессии при подъеме водолаза, м³/мин;

Т^ПВ — время перехода водолаза на первую остановку (выдержку) декомпрессии, мин.

Расход смеси за время выдержек на остановках декомпрессии в воде в м³

Расход смеси для проведения всего процесса декомпрессии водолаза в воде с учетом потерь на утечки смеси и температурные колебания в м³

Q^ДВ = 1.15(Q^пв + Q^в). (10.32)

Общий минимальный расход свободной газовой смеси на водолазный спуск одним водолазом с проведением режима декомпрессии в воде с учетом потерь на утечки и температурные колебания в м³

Р = 1.15 (Q^CK + Q^П + Q^R + Q^ПВ + Q^В ). (10.ЗЗ)

Расход свободного воздуха для проведения всего процесса декомпресии водолаза в камере в м³

где М = 0,5 л/мин — выделение С0^В одним водолазом в покое;

K = 10л/м³ — допустимая концентрация СО² в отсеке камеры, приведенная к атмосферному давлению;

Kr = 0,6л/м³ — допустимая концентрация СО² в вентиляционном воздухе, подаваемом в камеру, приведенная к атмосферному давлению.

Пример 10.21. Определить минимальный расход свободного воздуха для выполнения водолазом работы средней тяжести на глубине 60 м в течение 15 мин в трехболтовом водолазном снаряжении при декомпрессии в воде и в камере.

Решение. По табл. 2.1 находим газовый объем скафандра

V^CK = 0,03 м³, расход сжатого газа при работе средней тяжести Я =0,1 м³/мин, по таблице 15.3 режимов декомпрессии определяем время перехода на первую» остановку Т^ПВ =7 мин, а также глубины и время выдержек на остановках: H¹ = 9 м, T¹ = 7 мин, H² = 6 м, Т² = 2 мин, H³ = 3 м, T³ = 19 мин. Расход сжатого воздуха на выдержках принимаем q^В = 0,05 м³/мин, а скорость погружения водолаза vⁿ = 6 м/мин, тогда время погружения

Расход свободного воздуха на водолазный спуск одним водолазом при декомпрессии в воде по (10.27)—(10.32):

Общий минимальный расход свободного воздуха на водолазный спуск одним водолазом при декомпрессии в воде по (10.33)

Q = 1,15 (2,1 + 4,0 + 10,5 + 1,6 + 2,9) = 24,3 м³.

Расход свободного воздуха для декомпрессии водолаза в камере по (10.34)

Общий минимальный расход свободного воздуха на водолазный спуск одним водолазом при декомпрессии в камере

Q = 1,15 (2,1 + 4,0 + 10,5 + 5,3) ~ 25,2 м³.

Минимальный запас газовой смеси. Состав газовых смесей, запасы однокомпонентных газов для обеспечения судном водолазных работ различны и определяются заданной максимальной глубиной водолазных спусков и заданной автономностью судна для выполнения водолазных работ. Под автономностью в данном случае понимают количество суток для выполнения заданного объема водолазных спусков на максимальную глубину по запасам газов и газовых смесей в зависимости от типа водолазного снаряжения, принятым на водолазном посту схемами приготовления и подачи газов и газовых смесей водолазам и конструкций устройств обеспечения водолазных спусков (объемы отсеков водолазного колокола, декомпрессионных камер, наличие в них регенеративных установок и т. п.).

Минимальный запас смеси определяется в зависимости от схемы приготовления газовых смесей (см. рис. 8.15). Дл я схемы «а» общий минимальный суточный запас смеси, приведенный к атмосферному давлению в м³:

W³ = W^3C + W^3a, (10.35)

где W^3C — минимальный суточный запас газовой смеси для обеспечения непрерывности спуска пары водолазов с учетом необходимого времени приготовления новой смеси;

W^3a — суточный запас аварийной смеси (93%Не + 7% O²), принимается из расчета обеспечения подъема одной пары водолазов с максимальной глубины спуска; практически при спусках в снаряжении ГКС-Зм принимается равным 60 м³. Минимальный суточный запас смеси

где Кпс = 5 — количество парных водолазных спусков в сутки;
Кс = 2 — количество суток для приготовления смеси;
n = 0,75 — коэффициент использования смеси;
Q — общий минимальный расход газовой смеси на один спуск водолаза на максимальную глубину, установленную для судна и применяемого водолазного снаряжения, определяется по (10.33), м³.

Для схемы «б» общий минимальный суточный запас смеси W3 определяется по (10.35). В практических условиях принимается W^3C = 120 м³ с использованием двух баллонов С емкостью 400 л каждый, что обеспечивает возможность приготовления смеси в ходе спуска в одном из баллонов С или

где q — расход сжатой газовой смеси водолазом, м³/мин;
H — максимальная глубина погружения водолаза, м;
nсм = 0.78 — коэффициент использования смеси;
tсм = 30 мин — время приготовления смеси.

Запас аварийной смеси принимается W^3а = 60 м³.

Для схемы «в» общий минимальный суточный запас смеси определяется по (10.35) и (10.36), но при этом принимают К^с = 0,15; n^СМ = 0,75.

Минимальные запасы свободного газа (гелия, кислорода) из условия автономности судна в м³

где A — автономность судна, сутки;
С^r — процентное содержание газа (гелия, кислорода) в смеси по объему, %;
n^r — коэффициент использования газа (гелия, кисло­ рода) при приготовлении газовой смеси.

Значения коэффициентов принимаются в зависимости от схемы газоснабжения (см. рис. 8.15):
— для схемы «а» n^He = n^K = 0,93;
— для схем «б» и «в»n^He = n^K = 0,93 при избыточном давлении в транспортных баллонах 150 кгс/см² и

n^He = n^K = 0,95 при давлении 200 кгс/см². Объем баллонов для расхода газовой смеси. Исходя из минимального расхода газовой смеси (воздуха) и принятых принципиальных схем определяются объем и количество баллонов, а также минимальные значения давления смеси (воздуха) в баллонах во время спуска водолазов. Давление в баллонах во время всего водолазного спуска до начала подъема не должно быть ниже значения

где p^H — минимальное начальное давление газа в баллонах, при котором обеспечивается подъем водолаза по режимам декомпрессии, кгс/см²;
Q^Д — минимальный расход свободного газа для проведения всего процесса декомпрессии водолаза в воде или камере, м³;
р^ост — минимальное остаточное давление газа в баллонах, кгс/см²:

р^ост = 0,1Н^п + 6, (10.40)

где Н^п — глубина остановки на последней выдержке водолаза, м.

При этом всегда должно удовлетворяться требование

р^ост > 0.1H + 6. (10.41)

где Н — глубина погружения, м.

Суммарный объем баллонов в м³

Пример 10.22. С водолазного рейдового бота требуется выполнить работу одним водолазом за один спуск на глубине 45 м с продолжительностью пребывания на грунте 60 мин. Определить возможность выполнения задачи, если воздушная система бота состоит из одного компрессора производительностью 1 м³/мин свободного воздуха, рабочее давление компрессора 25 кгс/см². Объем воздушных баллонов 1 м³.

Решение. По таблице приложения 15.3 для заданного режима определяем, что расход воздуха по режиму декомпрессии не обеспечивается запасом воздуха для подъема водолаза при выходе из строя компрессора, так как находится ниже жирной цифры. Данная система и запасы воздуха обеспечивают безопасную работу с пребыванием на грунте только до 45 мин (жирная цифра 19).

Пример 10.23. С того же бота производится спуск водолаза на глубину 45 м с пребыванием на грунте 35 мин. Определить режим работы установки, если на боте имеется камера РКУ-М.

Решение:

1. Для условий декомпрессии в воде по таблице приложения 15.3 определяем, что р^H = 16 кгс/см³. Следовательно, давление в баллонах в период спуска до начала подъема водолаза должно быть равным или больше 16 кгс/см². При выходе компрессора из строя следует немедленно приступить к подъему водолаза.

2. При условиях проведения декомпрессии в воде и камере делаем проверку запаса воздуха. По таблице декомпрессии перевод водолаза в камеру допускается на H¹ = 12 м. Объем камеры на боте (РКУ-М) Vqk=2,1 м¹.

Следовательно, запас воздуха в баллонах должен быть не менее 0,3*12*2,1 = 7,5 м³.. Сравниваем данную величину со значением графы Q^дв. и убеждаемся, что запас воздуха обеспечивает подъем водолаза как методом декомпрессии в воде, так и смешанным методом.