这是一个温暖晴朗的日子,大西洋的水干净得像玻璃一样。当你潜入北卡罗莱纳著名的U-352沉船的水中时,你可以看到被船长钩住的沉船非常靠近船尾。你的计划是绕着整个沉船结构环绕一圈,在暴露的船头鱼雷发射管附近拍一张完美的照片。你下潜到略深于100英尺的深度,到达沉船主体,然后朝着船头行进。不幸的是,刚走一半,就在接近指挥塔的时候,你的潜伴发出信号说他的空气快不够了。为了安全起见,你和他一起回到上升绳上,叨叨着错过了那么好的机会,并发誓要换新的潜伴。
如果你曾经经历过因为缺乏呼吸气体而过早结束潜水的失望,或者更糟糕的是,因为空气耗尽而不得不匆忙上升,你可能会惊讶地发现,你的困境是完全可以预测的。只需要一个计划和一些基本计算,你就可以估计出完成一次潜水需要多少呼吸气体,然后采取措施,确保供应充足。这是一个技术潜水员赖以生存的过程,也可以应用于基本的开放水域潜水。
确定你的水面耗气率(SAC)
水面耗气率(Surface air consumption ,SAC),有时也称为水面气体消耗量(surface gas consumption ,SGC),是衡量你的气体使用率的指标,以磅/平方英寸(psi)表示,对于公制潜水员来说,以bar作为压力单位。你首先需要知道的一件事,就是计算你在任何特定潜水中的气体需求。
你可以在下一次潜水时测出你的SAC。当你进入水中,下降到某一深度,找一个很显眼的参考点,比如海底平滑的部分或船的甲板。微调浮力后,记录你的底部时间、深度和潜水压力表(SPG)上的压力读数。保持恒定的深度,以舒适的速度游动10分钟。在计时游动结束时,再次记录SPG上的压力读数。
潜水结束后,找一张纸、一支笔以及一个计算器。要确定SAC的第一步是计算您在计时游动时每分钟使用了多少气体。例如,假设你的潜水深度是33英尺(10米),整个测试部分持续了10分钟,你使用了600psi或40bar的压力。【作者注:600 psi实际上等于41.38 bar。我们用40bar来进行简化。】所以我们先用总用气量除以这段时间的分钟数:
英制:600 ÷ 10 = 60 psi /分钟
公制:40 ÷ 10 = 4 bar/分钟
我们现在知道你在计时游动时每分钟用了多少气体。但这个测量是在某一深度进行的。要知道你的SAC,我们需要通过调整潜水的绝对压力将得到测量值转换成水面值。确定绝对压力的公式为:
英制:深度(海水英尺)÷ 33 + 1 =大气压绝对压强(ATA)
公制:深度(单位:海水米)÷ 10 + 1 =大气压绝对压强(ATA)
就我们现在的例子:
33英尺÷ 33 + 1 = 2 ATA。
如果你使用公制:10米÷ 10 + 1 = 2 ATA
现在我们只需将已使用气体的压力除以该深度的绝对压力,我们就完成了计算的第一步:一个精确的SAC。
英制:60 psi ÷ 2 ATA = 30;所以SAC是30psi /分钟
公制:4 bar ÷ 2 ATA = 2;所以SAC是2 bar/分钟
确定气体需求量
只要你使用一个容量和压力与计时游动时使用的气瓶相同,你的SAC将告诉你在给定深度下每分钟需要呼吸多少气体。只需将SAC乘以计划深度的大气压力即可。例如:你计划潜水到99英尺或30米。这是4个大气压(99英尺÷33+1=4 ATA或30米÷10+1=4 ATA)。
英制:30 psi x 4 ATA = 120 psi /分钟
公制:2 bar x 4ata = 8 bar /分钟深度
要估计潜水所需的气体总量,请测量气瓶的初始压力,减去备用气体量,然后将剩余部分除以水面耗气率(SAC),以提前预估潜水时间。对于供气考量,最安全的管理原则是在任何情况下使用三分之一原则,在这种情况下,最好回到设定的上升点,例如潜水船的锚绳。三分之一原则是指潜水员在下潜和从出口点往里行进的部分使用整个气源的三分之一,游回出口点时使用气源的三分之一,然后剩下的三分之一留给任何延误或紧急情况下使用。大多数潜水员认为这种紧急情况是与伙伴共享气源,但实际上,它可能用于迷路、缠线,甚至是像找回丢失的装备这样简单的事情。
所以如果你在满瓶(3000psi,或206bar)压力下开始潜水,计算公式如下:
英制:3,000 psi ÷ 3 = 1,000 psi得到气瓶气量的1/3。3,000 - 1,000 = 2,000 psi可用气体。当某一深度的耗气率为120psi /分钟时,在该深度(2000 ÷ 120 = 16.6)气体可以使用16.6分钟。
公制:206 bar ÷ 3 = 68.7 bar,得到气瓶气量的1/3。206 - 69 = 137 bar可用气体。137 ÷ 8 = 17.1分钟的潜水时间。
计算每分钟呼吸量
(Respiratory Minute Volume ,RMV)
如果您正在使用一个大小或工作压力和之前并不相同的气瓶时,您需要再采取两个步骤使您的计算有效。因为气瓶上压力可能会有很大的变化——从2400 psi到3500 psi,或从165 bar到240 bar——我们必须将气瓶压力转换为等效的气体体积,然后将我们的SAC调整为我们所谓的每分钟呼吸量(Respiratory Minute Volume ,RMV)。转换这些压力的方法取决于潜水员是使用英制还是公制。为了简单起见,我们将从英制开始分别演示每种方法。
第一步是找出用于确定SAC的气瓶中每psi气体所对应气体的体积。我们称这个数字为气瓶转换系数(CF)。计算CF的方法是将气瓶的额定体积(立方英尺)除以气瓶的额定压力(CF体积÷额定psi)。
因此,对于铝80气瓶(我们测试潜水场景中使用的气瓶),CF值等于0.0267 (80 ÷ 3000 = 0.0267)。要将我们的SAC(每分钟30 psi)转换为RMV,我们需要将SAC乘以气瓶CF值:
RMV = 30 x 0.0267 = 0.8立方英尺/分钟
对于使用公制的潜水员,不需要找到换算系数,因为公制气瓶的额定值是1bar压力下的体积。要将SAC转换为RMV,只需将额定容量乘以SAC。举个例子,潜水员的SAC是2 bar,他使用的是11升的气瓶:
RMV = 2 x 11 = 22升/分钟
根据这些数字,潜水员可以选择任何气瓶,并估计气瓶基于其个人RMV情况下能提供多少分钟的潜水时间。我们取额定气瓶容积,将作为储备的三分之一容积减去,然后将剩余容积除以潜水员在某一深度处的RMV即可得到样本潜水员的潜水时间。
预测与现实
使用这些计算,你可以估计你的可用底部时间。然而,这并不能免除潜水员根据实际空气消耗来监控仪表和管理潜水的责任(更不用说减压义务了)。例如,如果你发现自己在顶流游动,你的空气消耗率将比你的计算值要高。在几乎不需要运动的放流潜水中,你的气体消耗量可能会更低。为了更准确地估计高强度和低强度潜水的气体供应需求,以较快和较慢的游动速度重复SAC测量过程。
如何使耗氧量变少
下述简单的步骤可能会显著减少你的耗气率,从而使你的潜水更愉快。
将装备流线化
当通过比空气密度大800倍的介质时,即使是很小的效率提升也能获得很大的好处。卸下所有不必要的装备,把你需要的东西塞进口袋,避免“危险”。将仪表和调节器固定在BCD上,并将喉管贴近身体。当你使用脚蹼踢水时,将双臂合拢或双手紧握在背后,同时将脚蹼保持在气瓶和躯干形成的滑流中。
微调浮力和姿态
大多数BCD的气囊位于潜水员肩部或附近,配重位于潜水员腰部或附近。这种浮力设置将肩膀拉向水面,并将下半身推向底部,增加潜水员游动阻力。你携带的配重越多,这种效果就越明显。参加浮力课程或与教练一起调整你的配重数量,并重新调整配重位置,以获得恰当的水平游泳姿势。额外好处:你的BCD中只需冲入更少的空气来抵消配重重量,这意味着你的气瓶中有更多的空气可以用来呼吸。
防止漏气
每次潜水时,检查你的装备是否漏气。调节器、仪表或BCD充气阀的微小漏气可能会在潜水过程中累积,出于安全考虑,装备应该尽早维修保养。另一个不显眼的空气小偷:漏水的面镜。每次你停下来进行面镜排水,都会浪费呼吸气体。
深圳志蓝技术有限公司(Ocean Plan),是一家专业从事海洋科技和水下通信与定位产品研发、制造和销售的国家高新技术企业。公司秉承“品质、专业、创新”的核心价值,坚持用户至上,不断为用户提供更先进的产品和更优质的服务。
Ocean Plan 汇集了众多在水下通信和定位领域具有丰富研发经验的资深科研专家,运用先进的水声科学,开创性的将水下定位、水下导航和水下通信等技术集于一体,开发出水下通信导航系统系列产品。该系列产品可以实现潜水员之间,以及潜水员与水面之间的定位、导航和通信等功能;帮助潜水员应对多种水下情况,保障潜水员的安全,提升水下活动效率。
根据客户的个性化需求, Ocean Plan 可提供针对性的水下通信和定位产品解决方案。未来,Ocean Plan 将针对不断扩展的需求,提供更加丰富的产品方案,为水下探索带来更多可能。