스포츠 재호흡기 – 과거, 현재, 미래 1편

요즘 우리는 모두 꽤 하이텍이에요

그러나 다이빙을 할 때 우리 대부분은 지난 세기 중반에 개발된 기술을 여전히 사용하고 있습니다. 그 당시에는 대부분의 사람들이 집에 전화도 없었고 무선이라는 것을 통해 뉴스를 받았습니다!

1940년대 전쟁으로 피폐해진 프랑스에서 아쿠아렁(Aqualung)을 발명한 자크 쿠스토(Jacques Cousteau)와 가스 엔지니어인 에밀 가냥(Emile Gagnan)은 우리가 그들의 발명보다 훨씬 더 발전하지 못했다는 사실에 기뻐하면서도 아마도 겁에 질릴 것입니다.
우리 삶의 다른 모든 영역에서 우리는 새로운 기술을 받아들였으며 다른 모험 스포츠에도 큰 변화가 있었습니다.

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예를 들어, 스카이다이버가 사용하는 캐노피는 한 세대 전에 이전 세대가 사용했던 캐노피와 전혀 유사하지 않으며, 현대 기술은 이러한 제품에 이전에는 상상할 수 없었던 안전 기능을 부여했습니다.

그러나 스쿠버 다이빙 세계에서는 약간의 손놀림 외에도 앞으로 나아가는 데 대한 이상한 저항이 있었습니다. 우리가 사용하는 장비에 관한 한 지난 20년 동안 유일하게 중요한 변화는 재호흡기였으며 이는 여전히 매우 작은 틈새 시장입니다.

재호흡기는 큰 이점을 제공하는 것 같습니다. 가스 공급은 더 이상 대부분의 다이빙에서 고려 사항이 아닙니다. 무감압 다이빙 시간은 표준 개방형 스쿠버 다이빙에 비해 엄청납니다. 소음과 거품이 모두 없기 때문에 재호흡 다이버가 환경에 미치는 영향도 크게 줄어듭니다. 주류 다이빙 산업의 수용과 대중의 홍수로 인해 리브리더가 등장한 것처럼 보일 수 있으며 진지한 다이버라면 꼭 구입해야 하는 것처럼 보일 수 있습니다.

많은 사람들은 오늘날의 재호흡기에서 우리 아이들이 언젠가 다이빙에 사용할 기술의 씨앗을 볼 수 있다고 생각합니다. 하지만 이러한 장치가 현대 시대에도 20년 이상 존재했다면 왜 우리는 아직 어디서나 이러한 장치를 볼 수 없는 걸까요?

아마도 홍보에서 알 수 있듯이 훌륭하지 않을까요? 작동 방식에 본질적인 문제가 있습니까?

지금까지의 이야기

Rebreathers are not a new idea: the concept has been around since at least the late 17th century, when the Italian Giovanni Borelli first considered the idea of a diver swimming under water while breathing from a 가방 공기의.

세계의 해군은 수십 년 동안 다이버들에게 얕은 수중 공격 작전을 위한 산소 호흡 장치와 심해 임무를 위한 심해 혼합 가스 유닛을 장착해 왔으며, 잠수함에도 거의 오랫동안 수중 호흡 장치 탈출 장치가 장착되어 왔습니다.

1960년대 후반 미국의 한 회사는 Electrolung이라는 폐쇄 회로 시스템을 도입하여 스포츠 다이버들에게 판매했습니다. 초기 사고와 그에 따른 법적 조치로 인해 이 실험은 수명이 짧았고 스포츠 다이버를 위한 재호흡기 아이디어가 다음에 표면화되면 미국 회사가 아닌 유럽 회사가 주도하게 되었습니다.

1990년대 중반, 테크니컬 다이빙의 발전과 나이트록스를 호흡 가스로 받아들이는 대중 및 업계의 증가에 힘입어 군용 다이버를 위한 재호흡기 기술 분야의 세계적 선두주자인 Dräger가 Atlantis 반밀폐형 재호흡기(SCR)를 출시했습니다. .)
이는 레크리에이션 다이버를 위한 새로운 시대의 시작을 예고했습니다.

SCR

SCRs work with a single pre-mixed cylinder of nitrox. An injector allows gas to pass from the cylinder into a 가방 called a counterlung, from which the diver breathes via a mouthpiece fitted with twin hoses, one for inhalation, one for exhalation.

다이버가 마우스피스로 숨을 내쉴 때 내쉬는 가스는 수산화나트륨이 들어 있는 용기를 통과하여 이산화탄소(CO2)를 제거합니다. 그런 다음 내쉬는 가스의 나머지 부분은 다시 사용할 수 있도록 반대폐로 돌아갑니다. 즉, “다시 숨을 쉬었다.”
카운터렁, 마우스피스, 캐니스터, 다이버의 조합을 호흡 루프라고 합니다. 실린더에서 신선한 가스를 지속적으로 분사하거나 전자적으로 제어하여 주입하면 루프의 O2 수준이 통기성을 유지합니다.

다이버의 폐는 이 과정을 추진하는 엔진입니다. 루프에 가스가 너무 많으면 배기 밸브를 통해 물로 배출됩니다.
루프에 가스가 충분하지 않으면 오버라이드 밸브가 열리고 인젝터를 우회하여 실린더에서 직접 신선한 가스 흐름이 추가됩니다.

미래의 기계

1995년에는 이것이 매우 영리하고 현대적으로 들렸으며 많은 전문가들이 이 기술을 받아들였습니다. 그러나 안타깝게도 새로운 새벽에 대한 예측은 틀렸다는 것이 밝혀졌습니다. 시장 수요가 언론의 관심과 일치하지 않았습니다.

다이버들은 이러한 시스템의 광고된 이점이 실제로는 유효하지 않다는 것을 빨리 알게 되었습니다. 그들은 개방형 이중 실린더 세트가 다이버에게 Atlantis 및 기타 유사한 기계와 거의 동일한 지속 시간을 제공하지만 비용, 위험 및 복잡성이 증가하지 않는다는 것을 발견했습니다.

그들은 또한 배기 밸브에서 주기적으로 기포가 방출되면서 그 동안 널리 알려진 침묵이 너무 자주 중단된다는 사실도 발견했습니다.
그래서 당시 스포츠 다이버들은 재호흡기가 실제로 필요하지 않다고 결정하고 전임자들처럼 개방형 스쿠버를 계속 사용했습니다.

CCR

동시에 다른 사람들은 더 복잡하고 상당한 이점을 제공하는 재호흡기 시스템을 개발하고 있었습니다. 그러나 그들은 또한 다이버들에게 새로운 문제를 안겨주었습니다. 이들은 완전 폐쇄 회로 재호흡기(CCR)였습니다.
일반적으로 여기에는 두 개의 실린더가 있는데, 하나는 산소가 들어 있고 다른 하나는 산소와 혼합되는 가스가 들어 있습니다.

이 두 번째 가스는 희석제라고 하며 다이빙 깊이에 따라 공기, 트라이믹스 또는 헬리옥스입니다.
CCR 다이버는 다이빙 중에 유지하는 데 필요한 원하는 산소 부분압(PO2)을 미리 설정하고, 재호흡기는 필요한 PO2를 유지하기 위해 때때로 호흡 루프에 소량의 산소 분출을 주입합니다.

The rebreather’s 컴퓨터 constantly adjust the level of oxygen in the breathing mixture to ensure that the diver is always breathing the optimum gas for the current depth, thus extending no-decompression times to the maximum or reducing decompression-stop times to the minimum.

희석 가스는 호흡 순환의 양을 유지하기 위해서만 하강 시 추가됩니다. 따라서 CCR 다이버가 다이빙의 최대 수심에 도달하면 다음과 같은 결과로 가스를 잃지 않는 한, 마스크-기복이 심하거나 기복이 심한 경우, 그들이 사용하는 유일한 가스는 장치가 대사한 산소를 대체하기 위해 추가하는 산소입니다.

이는 일반적으로 모든 수심에서 분당 약 4리터이므로 폐쇄 회로 재호흡기에 장착된 작은 200리터/12bar 산소 실린더는 거의 모든 사람에게 XNUMX시간 이상 동안 충분한 가스를 제공할 것입니다.

다른 세계!

CCR은 매우 놀라운 성능을 제공할 수 있습니다. 공기를 희석 가스로 사용하고 미리 설정된 PO2 1.3 ATA를 사용하여 암초 벽을 따라 다이빙을 하고 있다고 상상해 보십시오.

30m 높이에 있을 때 나이트록스 32를 흡입하게 됩니다. 당신은 거의 완전히 침묵하는 관찰자입니다. 바다 소리, 비늘돔이 산호를 우적우적 먹는 소리, 새우가 딱딱거리는 소리, 돌고래가 부르는 소리가 들립니다.
재호흡기의 솔레노이드가 열리면서 대사된 산소를 대체하기 위해 루프에 소량의 산소가 유입될 때 자연스러운 소리에 몇 초마다 약간의 쉭쉭 소리가 들립니다.

무감압 시간을 관찰하고 점차적으로 얕은 곳으로 이동하십시오. 상승함에 따라 재호흡기는 혼합물에 산소를 추가하고 호흡 루프가 팽창하는 가스를 배출함에 따라 질소 수준이 떨어집니다.
20m에서 수영하면 나이트록스 43을 호흡하게 되고, 10m에서는 나이트록스 65를 호흡하게 되며 결국 3m에서 안전 정지에 도달할 때쯤에는 거의 100% O2를 호흡하게 됩니다. XNUMX~XNUMX시간 동안 무감압 다이빙을 하는 것은 쉽습니다. 정말 다른 세상이에요.

테크니컬 다이버들에게 이것은 성배였습니다. 그들은 재호흡기가 필요하다고 결정했고, 이제 CCR은 주로 가스 경제의 놀라운 이점 때문에 테크니컬 다이빙 세계를 지배하는 데 성공했습니다.

트라이믹스 다이빙 비용을 관리 가능한 수준으로 낮추고 탐험가가 개방형 회로에서는 불가능한 다이빙을 수행할 수 있도록 해줍니다.

단점

단점이 있습니다. CCR은 개념적으로 단순하지만 복잡한 전자 장치를 사용하므로 구입 비용이 많이 듭니다. 전통적으로 테크니컬 다이버가 사용하는 모델은 대부분 전문 부티크 회사나 소규모 작업장의 전문적이고 열정적인 개인이 제작하므로 제조업체의 본사가 있는 국가 이외의 지역에서는 유지 관리 지원을 찾기가 어려울 수 있습니다.

CCR은 또한 다이버들이 준비를 꼼꼼하고 다이빙 중에 지속적으로 집중할 것을 요구합니다. 그들은 매우 용서하지 않으며 다이버가 부주의할 여지가 거의 없습니다. 이는 주로 다이버를 쉽게 몰래 접근할 수 있는 몇 가지 교활한 위협에 노출시키기 때문입니다.
장치의 전자 시스템에 의해 제어되는 CCR에서 다이버가 호흡하는 산소 수준에 따라 이는 상당히 변동될 수 있습니다. 산소는 생명에 필수적이지만 너무 높거나 너무 적은 양이면 인간에게 유독합니다.

재호흡기 다이빙의 첫 번째 규칙은 "항상 자신의 PO2를 파악하는 것"입니다. 다이버는 자신이 사용하는 산소 센서가 올바르게 작동하는지 확인하고 호흡 루프에 산소가 얼마나 있는지 항상 모니터링해야 합니다.

산소가 너무 많으면 과산소증이 발생할 수 있으며, 이로 인해 다이버의 중추 신경계가 단락되어 수중 경련을 일으키고 종종 익사로 이어질 수 있습니다. 산소가 너무 적거나 저산소증이 발생하면 중추 신경계가 완전히 정지되고 다이버는 기절하게 됩니다. 경고 표시가 없습니다.
CO2는 또한 재호흡기 다이버에게 위험을 나타냅니다. 우리 몸에 CO2가 너무 많으면 고탄산증(hypercapnia)이라고 알려진 상태로 인해 호흡이 조절되지 않고 혼란스러워지며 방향 감각을 잃게 되고 치명적일 수 있습니다. 특히 다이버가 혼자 있는 경우 더욱 그렇습니다. 고도의 고탄산증을 앓고 있는 다이버는 스스로 구조할 수 없을 것 같습니다.

테크니컬 다이버는 비용상의 이점을 대가로 이러한 추가 위험을 처리할 준비가 되어 있을 수 있지만, 우리 대부분은 다이빙할 때 긴장을 풀고 싶어하며 과학과 준비 시간이 재미를 방해하는 장비에 끌리지 않습니다. 물고기를 보는 것보다 기계를 보는 데 더 많은 시간을 보내야 하는 곳입니다. 이것이 1990년대에 수중호흡기가 주류 다이빙에서 인기를 얻지 못한 주요 이유였습니다. 

그러나 21세기의 두 번째 XNUMX년 동안 수중 호흡기를 다시 주류의 각광을 받는 일련의 발전이 일어났습니다. 그 이야기는 다음 달 XNUMX부에서 다루겠습니다.

다음에서 Simon Pridmore의 자세한 내용을 읽어보세요.
Scuba Confidential – 더 나은 다이버가 되기 위한 내부자 가이드
스쿠버 프로페셔널 – 스포츠 다이버에 대한 통찰 트레이닝 & 운영
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