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飽和潛水是一種適用於大深度條件下,開展長時間作業的潛水方式。按照國際慣例,當潛水作業深度超過120米、時間超過1小時,一般採用飽和潛水。作為唯一一種可使潛水員直接暴露於高壓環境開展水下作業的潛水方式,飽和潛水已廣泛應用於失事潛艇救援、海底施工作業、水下資源勘探、海洋科學考察等軍事和民用領域。

1 飽和潛水 -簡介

飽和潛水飽和潛水

潛水員在海洋的某個深度工作一段時間后,不必匆忙回到海面上來減壓,可以繼續在海中呆下去,直到工作幹完后再返回海面,進行一次減壓就行了,這種潛水方法就叫做「飽和潛水」。按照國際慣例,當潛水作業深度超過120米、時間超過1小時,一般採用飽和潛水。

作為唯一一種可使潛水員直接暴露於高壓環境開展水下作業的潛水方式,飽和潛水已廣泛應用於失事潛艇救援、海底施工作業、水下資源勘探、海洋科學考察等軍事和民用領域。世界各國都十分重視飽和潛水技術研究,據了解,英、美、瑞士、挪威、法、德、日本、俄羅斯等8國已先後突破400米深度;海上實際深潛實驗,法國、日本已分別達到534米和450米。

2 飽和潛水 -發現歷史

飽和潛水是人類對於潛水技術的又一個突破。

美國一位鄉村醫生經過和同事們反覆試驗,獲得了一個驚人的發現。人如果在高壓下逗留到一定時間,其血液組織里滲入的氣體就會達到飽和程度。從這一程度起,只要壓力不變,即使再增加停留的時間,血液和組織里的氣體含量也不會改變。這就像一隻盛滿了水的杯子,它的含量達到了極限,再加一滴也是不行的,無論把水龍頭再開多長時間,效果總是一樣的。

美國海軍潛水生理學家Bond於1957年提出「飽和潛水」的觀點,就是創造出一種環境和條件,使潛水員在高氣壓下長時間暴露,體內各組織體液中所溶解的惰性氣體達到完全飽和的程度,使潛水員可以長期停留在高氣壓下幾天乃至幾十天,待預定作業任務完成後,一次減壓出水。

3 飽和潛水 -作業系統

飽和潛水的作業系統主要有下列三種類型:甲板加壓艙系統、水下居住艙系統和出入式深潛器系統,它們都可以把潛水員送到海中進行長時間的工作。

甲板加壓艙系統主要由潛水工作船、甲板加壓艙、潛水鐘等組成。潛水員在甲板加壓艙內加壓或等候,工作時用潛水鐘送到水下,再出鍾作業。

水下居住艙系統由潛水工作船和水下居住艙等組成。

出入式深潛器系統由潛水工作船、出入式深潛器及大吊等組成。

實現過程

以中國500米飽和潛水系統為例,在實際使用中潛水員可在艙內通過加壓使體內惰性氣體完全飽和,艙體則可以設置在救援艦上,食物通過專用遞物筒提供,潛水員則可以乘坐潛水鐘下至水下500米進行作業,完成後返回艙內即可。由於壓力沒有變化,水下作業可以分批分組連續進行,最後在艙內一次減壓,效率極大提高。

4 飽和潛水 -實踐發展

從飽和潛水的實踐中,科學家逐漸發現,從飽和潛水深度繼續向更大深度下潛,在一定深度時程範圍內返回原深度,可不經過減壓的程序,這就是巡迴潛水的概念。

以中國模擬飽和潛水實驗為例,480米為模擬飽和潛水深度,493.00米則是巡迴潛水的深度,由於概念的接近,兩個數字很容易混淆。值得特別注意的是,隨著飽和潛水深度增大,巡迴潛水的時間和深度增加的越多。也就是700米飽和后的巡迴潛水範圍遠超過400米飽和后的巡迴潛水範圍。

5 飽和潛水 -各國情況

1957年,美海軍專家BOND第一次提出「飽和潛水」概念。 

1962年,美軍組織代號「人在海中」系列試驗,這是世界第一次海上飽和潛水試驗。

1988年,法國進行了一次飽和-巡迴潛水實潛試驗,潛水員在地中海水下534米海底完成有效作業任務,這是人類真正到達的最深水下深度。

1989年,中國海軍醫學研究所在500米飽和潛水系統進行了模擬350米氦氧飽和-376米巡迴潛水人體實驗,創造當時亞洲紀錄。
 

2012年8月6日拍攝的「深潛號」。2012年8月6日拍攝的「深潛號」。
1992年,法國又進行了人體氫氦氧混合氣模擬飽和潛水實驗,深度達到了701米,壓力為71.1個絕對大氣壓。這是當前人類承受的最高壓力世界記錄。

1994年,俄羅斯進行動物飽和潛水試驗,發現生物可以承受120~190個絕對大氣壓。也就是說,人類有通過飽和潛水下潛到近水下2000米的可能性。

2008年,日本海上自衛隊完成450米飽和-巡迴潛水實潛試驗,潛水員巡潛深度達450米,為當時亞洲第一。

2012年8月6日,中國首艘300米飽和潛水母船「深潛號」在青島交付給交通運輸部上海打撈局。「深潛號」是一艘亞洲領先、世界一流的深潛水支持船,可作業中國70%水域。

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