Зменшення опору вдиху
Збалансований легочник при зменшенні запасу повітря в балонах виключає ріст опору вдиху, але не впливає на цю величину саму по собі. Опір вдиху складається з початкового зусилля, необхідного для відкривання клапана, що й підтримує зусилля, необхідного для збереження клапана у відкритім положенні. Для простих легочников, подібних зображеному на мал. 2.12, ці величини практично рівні, а графік зміни дихального зусилля від часу показаний на мал. 2.14 А.
Безліч технічних рішень, що знижують опір вдиху, можна розділити на дві групи:, що зменшують підтримуюче зусилля, що й зменшують зусилля вдиху в цілому. Підтримуюче зусилля за часом у кілька раз триваліше початкового, тому пошук технічних рішень, що зменшують перше, більш перспективний і актуальний.
Найпоширеніший варіант зменшення підтримуючого зусилля — використання ефекту инжектирования повітря. Із закону Эйлера — Бернуллі випливає, що чим вище швидкість потоку газу, тем нижче його тиск. У годинник пік у метро сама більша тиснява очікує нас при вході на ескалатор, на самому початку звуження, а на самому ескалаторі, де розвивається максимальна швидкість потоку — тиск із боку навколишніх стає мінімальним. Самий початок звуження в строгім розумінні — це і є саме широке місце, де тиск максимальний. Останнє твердження спірне в застосуванні до метрополітену, але ж людський потік і не повинен строго підкорятися законом газової динаміки. Отже, якщо повітря виходить із клапана вдиху через вузьке сопло з великою швидкістю, тиск у ньому тем нижче, чим вище швидкість потоку. Звернемося до мал. 2.15 (загальна схема ефекту). У результаті зусилля вдиху в повітряній камері легочника розвивається знижений тиск, необхідне для відкривання клапана. повітря, що одержало волю, випливає по трубці й через невеликий отвір — сопло — виривається в повітряну камеру. Сопло спрямоване прямо на вихід з легочника й повітря "вдувається" у рот. Тиск повітря на виході із сопла падає нижче тиску в камері легочника за рахунок швидкості потоку. Що утворювалося розрідження в потоці викликає зменшення тиску у всій камері легочника й підтримує мембрану в увігнутому стані, навіть якщо зусилля вдиху значно поменшається. Таким чином, клапан буде підтримуватися у відкритому стані за рахунок самого повітряного потоку.
В деяких сучасних конструкціях легочников ефект инжектирования настільки сильний, що зусилля необхідне лише для початкової фази вдиху, а далі повітря начебто сам "накачується" у ваші легені. Як тільки ви закінчуєте рух вдиху, швидкість потоку зменшується, тиск у повітряній камері зростає й мембрана вертається на своє місце — клапан закривається. Можливі варіанти залежності зусилля вдиху від часу для легочников з інжекцією повітря наведені на графіку (мал. 2.14 Б). Як бачите, загальне навантаження в порівнянні з діаграмою на мал. 2.14 А знижується в кілька раз, а значить — у кілька раз зменшується утома м'язів, що участвующих у подиху підводника.
Вступ / Підводне спорядження