Устройство для дыхания под водой «Тритон»

Первая в мире технология искусственных жабр. Устройство под названием «Тритон» (Triton) позволяет использовать кислород из воды. Само устройство достаточно компактно и легко помешается в карман, в отличии от специального оборудования, как акваланг с баллонами. Компрессор, в устройстве «Тритон», подает кислород пловцу задерживая его в микропористом волокне.

Заряженное устройство будет периодически вибрировать, индицируя о своей работоспособности. Так пока его не выключишь.

В устройстве есть небольшая батарея, модифицированный литий-ионный аккумулятор, позволяющий находится под водой максимум 45 минут. Зарядить устройство можно за два часа. Глубина погружения до 5 метров. При погружении ниже будет тяжелее дышать, а устройство «Тритон» начнет вибрировать и мигать светодиодами, предупреждая пловца.

Устройство для дыхания под водой «Тритон» можно использовать в океане, море, озере, реке и бассейне. Устройство можно использовать в соленой воде, но после использования его рекомендуется прополоскать под пресной водой.

Данное легкое водолазное снаряжение подойдет для любителей подводного вида отдыха и экстрима. Искусственные жабры дадут возможность почувствовать новый мир и новые ощущения. Устройство для дыхания под водой «Тритон» (Triton) стоит $ 299 и его можно заказать на tritongills.com.

Тритоны — общее название группы животных из отряда хвостатых земноводных. Тритоны ведут как водный, так и наземный образ жизни и обладают способностью к регенерации. Тритонами обычно называют водных представителей, а саламандрами — сухопутных.

Беспозвоночные

В воде содержание растворённого кислорода достигает 11 см³ на литр (для сравнения, в воздухе содержание кислорода равно 210 см³ на литр).

В отличие от многих водных беспозвоночных (таких как губки, мшанки, пиявки), которые поглощают кислород через всю поверхность своего тела, более сложные организмы имеют для этого специальные органы на границе с окружающей средой, называемые жабрами. Обычно жабры состоят из тонких пластинок ткани или мелких пучковатых лопастей, и за исключением некоторых водных насекомых, они содержат густую сеть кровеносных сосудов или целомическую жидкость, которая совершает газообмен с окружающей средой. У многих водных насекомых, таких как ручейники, вислокрылки и личинки стрекоз, есть уникальный тип органов дыхания — трахейные жабры. Трахейная жабра состоит из тонкого выроста, пронизанного системой тонких трубок — трахей. У личинок разнокрылых стрекоз имеются так называемые анальные жабры. Стенки задней кишки этих насекомых густо покрыты трахеями, засасывающаяся вода снабжает их кислородом и затем выходит наружу.

Дыхание у морских ежей и морских звёзд происходит с помощью очень примитивных жабр, названными папулами, или кожными жабрами. Это многочисленные тонкостенные выросты в промежутках между скелетными пластинками на поверхности тела, содержащими в себе дивертикулы — трубчатые органы водяного кровообращения. У ракообразных, моллюсков и некоторых насекомых жабры представляют собой пучковатые или плоские выросты на поверхности тела, в которых циркулирует кровь. Кровь многих из этих животных содержит в себе дыхательные пигменты — синий гемоцианин и красный гемоглобин, которые связывают большое количество кислорода.

Позвоночные

Внутренние жабры позвоночных расположены в стенках глотки и представляют собой ряды жаберных лепестков, которые находятся на жаберных дугах. Глотка рыб и личинок амфибий пронизана жаберными щелями. Попадающая в рот вода проходит через эти щели, снабжая организм кислородом. Некоторые рыбы используют жабры для выделения электролитов. У некоторых земноводных жабры также расположены внутри ротовой полости. На ранних стадиях развития у головастиков, у личинок некоторых рыб (например, двоякодышащих) и личинок хвостатых амфибий (а также некоторых взрослых неотенических форм) есть наружные жабры в виде ветвящихся тонких выростов. У большинства видов имеется противоточная система для усиления диффузии веществ через жабры, где кровь и вода текут в обратных направлениях.

Большая поверхность жабр создаёт проблемы для рыб, которые регулируют осмолярность плазмы крови. Поскольку морская вода менее разбавлена, чем кровь, морские рыбы теряют через жабры много воды. Для восстановления баланса они пьют большое количество морской воды и выводят наружу соли.

Как рыбы дышат под водой?

• E-mail

Дата Категория: Подводный мир

Как и всем живым созданиям, рыбам необходим кислород. Большинство рыб получает его при помощи специальных решетообразных органов, которые называются жабрами.

Жабры находятся прямо за ротовой полостью по обеим сторонам головы и, как правило, защищены полупрозрачной пластинкой — жаберной крышкой, или оперкулумом. Под оперкулумом располагается четыре ряда частично перекрывающих друг друга кроваво-красных жабер. Жабры состоят из костных дуг, которые поддерживают многочисленные жаберные лепестки — пары тонких мягких отростков, напоминающих плотно посаженные зубья расчески. Каждый лепесток содержит крошечные мембраны, или ламеллы, сотканные из миллиардов кровеносных капилляров. Стенки мембран настолько тонки, что текущая по ним кровь экстрагирует кислород непосредственно из водного потока, омывающего жабры. Затем ламеллы выводят из крови в воду углекислый газ. Вода, как и воздух, на 1/30 состоит из кислорода, и этот газовый обмен — кислорода и углекислого газа является ключевым компонентом подводной жизни.

Жесткие жаберные тычинки, расположенные на жаберной дуге, фильтруют поступающую воду. Кровеносные сосуды в жаберных лепестках снабжают кровью и осушают капилляры в ламелле.

Вода, проходящая по жаберным лепесткам, обогащает артериальную кровь кислородом. После этого кровь по венозным сосудам поступает в мембрану, где она освобождается от углекислого газа.

Поступление воды в жабры

Нормальная жизнедеятельность рыб обеспечивается непрерывным поступлением в жабры насыщенной кислородом воды. У большей части костных рыб рот и жабры работают во взаимодействии по принципу насоса: сначала жабры плотно закрываются, рот распахивается, а его стенки расширяются, затягивая внутрь воду. Затем ротовая полость сжимается, рот захлопывается, а жабры раскрываются, выталкивая воду изо рта. Такой способ дыхания, позволяющий воде проникнуть в жабры, даже если рыба находится в состоянии покоя, характерен для малоподвижных рыб, таких, как карп, камбала и палтус.

Дыхание начинается, когда рот рыбы раскрывается, а ротовая полость расширяется, всасывая воду.

Затем рот рыбы закрывается, и открываются оперкулумы, выталкивая воду из жаберной полости через жабры.

Правильнее дышать ртом

Активным рыбам — макрели, тунцу и некоторым видам акул — необходимо больше кислорода, чем их медлительным собратьям, таким, как камбала, угорь, электрический скат и морские коньки. Вот почему подводные рыбы часто плавают с открытыми ртами: это позволяет им пропустить через жабры значительно больший объем воды, а значит, и кислорода. Кроме того, жабры у этих видов рыб крупнее и толще, с тесно расположенными мембранами, что заметно повышает их респираторную способность. Эти рыбы вынуждены плавать даже во время сна, иначе они погибнут от недостатка кислорода (от удушения).

Насколько применимы на практике искусственные жабры для подводного плавания

Человечество давно мечтает обуздать стихию воды, иметь возможность полноценно слиться с её средой без применения обременяющей габаритной техники. Наш организм не способен вести подводную жизнь в силу своего анатомического строения, но учёные не один десяток лет бьются над задачей создания средства, которое бы позволило в прямом смысле чувствовать себя, как рыба в воде. Пока это с успехом удалось лишь доктору Сальваторе, пересадившему парню акульи жабры, и то лишь в вымышленном мире писателя-фантаста Александра Беляева.

Человек-амфибия

Покорители же водных глубин в реальной жизни вынуждены таскать за собой тяжёлые и совершенно некомпактные баллоны кислорода, без которых никак не обойтись, потому как жабрами, к сожалению, или к счастью, наши тела не оснащены.

Веяния новых технологий всех сфер жизни человека подталкивают разработчиков к стремлению совершить инновационный прорыв и в области оборудования для дайверов. Сравнительно недавно на весь интернет шумела новость о том, что первые искусственные жабры для подводного плавания всё-таки созданы шведскими и южнокорейскими разработчиками.

Реализованный проект вызвал большое количество споров, неоднозначных комментариев и сомнений по поводу безопасности такого девайса.

Искусственные жабры Triton

За основу принципа действия маски разработчики взяли дыхательную систему рыб. Технология, имитирующая работу жабр, позволяет извлекать кислород непосредственно из воды.

Искусственные жабры

Глубина погружения с прибором не должна превышать 4.5 метра, если заплыть глубже, устройство оповестит о недопустимости более глубокого ныряния. Кроме того, если проигнорировать сигналы прибора, дышать станет крайне затруднительно.

Микропористый фильтр, имитирующий жабры, извлекает кислород из воды, отправляя его микрокомпрессору, который сжимает молекулы для содержания в резервуарах. Впоследствии с камеры кислород, преобразованный в воздух, уже может поступать к лёгким дайвера. Вода в микропоры не просачивается, потому как размеры её молекул больше, чем трубочки фильтров.

Компрессор маски питается от маленькой литий-ионной батареи, заряда которой хватает до 45 минут. Перед тем как время пребывания в воде подойдёт к критичной отметке, устройство сигнализирует об этом человеку вибрациями и светодиодным индикатором.

Механизм искусственных жабр

Корпус прибора довольно компактный, что придаёт дайверу максимальную манёвренность. Конечно, по габаритам можно даже и не сравнивать маску с неповоротливыми баллонами акваланга, которые каждый дайвер мечтает сменить на что-нибудь более миниатюрное.

Маска Triton может использоваться как при пресной, так и солёной воде. После морской воды необходимо просто сполоснуть девайс от соли.

Заявленная разработчиками стоимость изделия на платформе 300 долларов.

Реальность применения

Разработчики обещают навсегда забыть о громоздких баллонах с выходом в свет инновационного решения. Оптимизму создателей можно только позавидовать, их смелые заявления по поводу первого во всём мире подобного концепта устройства не имеют под собой твёрдой почвы. Нечто подобное учёные пытались создать достаточно давно, хотя по габаритам все устройства, имитирующие рыбье дыхание, были просто огромны. Всё же лучше аквалангов по практичности применения и надёжности ещё ничего не придумали.

Акваланг практичнее всего

Во-первых, дышать одним лишь кислородом нельзя в принципе, а функцией подмешивания к нему азота девайс не оснащён. Отсюда следует и ограничение глубины погружения, что для большинства дайверов является явным недостатком.

Во-вторых, безопасность прибора достаточно сомнительна. К тому же, где гарантия, что функция оповещения о недопустимой глубине или исходе заряда батареи не выйдет из строя в процессе заплыва, или другие части механизма не дадут сбой? Ведь от внезапной поломки не застрахован ни один девайс.

Не факт, что профессионалы кинутся сейчас менять акваланг на подобные игрушки. Но, возможно, не за горами нечто более грандиозное, что позволит человеку действительно плавать, как рыба в воде. Океан всегда был непостижимой загадкой для человечества, а уж погружаться в воду на неограниченный срок и вовсе фантастическая мечта, но двигаться в этом направлении, совершенствуя предыдущие разработки, учёные не перестают.

>
В Корее создали дыхательный аппарат, генерирующий кислород

Инновационный дыхательный аппарат

Очередной сенсацией попытался удивить мир дизайнер из Южной Кореи Джибайн Йон (Jeabyun Yeon). Его концепт подводной маски для дайвинга «Тритон» позволяет получать молекулы кислорода непосредственно из воды с помощью мембраны. Отфильтрованный газ накапливается в резервуаре с помощью компрессора, работающего от аккумулятора, который в 30 раз меньше обычного, а заряжается в 1000 раз быстрее. Таким образом, по его задумке, любители дайвинга могут плавать неограниченное время.

Внешний вид маски Тритон

Заметим, что используемый принцип далеко не нов. Еще в сентябре 1996 года (!) была опубликована статья «Degasification of water using novel membrane technology».Кроме того, неизбежные ограничения делают этот гаджет скорее оригинальным, нежели полезным:

• на глубине более 5-6 метров дыхание чистым кислородом убивает;
• чем меньше глубина, тем выше температура воды и ниже содержание растворенного в ней кислорода;
• потребность в кислороде у теплокровных значительно выше, чем у рыб;
• при увеличении глубины компрессор не сможет обеспечивать необходимое давление в резервуаре;
• в морской воде растворен не только кислород, но и токсичные азот, углекислота, водород и сероводород (особенно в Черном море).

Для серьезных задач есть «взрослые» вещи. Такие как дыхательный аппарат АСВ-2.

Отечественный воздушно-дыхательный аппарат АСВ-2

Производитель дыхательного аппарата АСВ-2 – ПАО «Завод горноспасательной техники «Горизонт», г. Луганск, Украина. Поставляется в Россию группой компаний «РУСЬКРАНСНАБ». Аппарат служит индивидуальным средством защиты, в частности, при тушении пожаров, проведении горноспасательных работ и ликвидации последствий аварий на химических предприятиях. Кроме того, он может использоваться в качестве акваланга для погружения на глубину до 20 метров, что подтверждает сертификат Морского Регистра РФ.

Время непрерывной работы асв 2 составляет 60 минут, масса в снаряженном состоянии – от 13,2 до 16,8 кг в зависимости от типа используемых маски и баллонов (нержавеющая сталь или композит). Учитывая срок службы аппарата, составляющий 10 лет, его стоимость выглядит весьма привлекательной. Важная особенность АСВ-2 – звуковая сигнализация, предупреждающая о снижении давления в баллоне.

Основные преимущества АСВ-2 – это универсальность, надежность и доступная цена.

Сравнительная характеристика дыхательных аппаратов разных производителей

В заключение совершим блиц-путешествие в мир наиболее востребованных в Северной Америке и Западной Европе Celf-Contained Breathing Apparatus (SCBA) –автономных дыхательных аппаратов импортного производства.

• ScottSafety(США, Калифорния) выпускает регулятор давления T-A-Line, обеспечивающий подачу сжатого воздуха через воздушную линию, что далеко не всегда возможно реализовать практически, однако позволяет работать неограниченное время.
• AvonProtectionSystems (США, Миннесота) производит SCBA для ВПК, МВД, пожарников и работников промобъектов. В числе продуктов компании дыхательная маска на сжатом воздухе для авиации ARAP-E и дыхательный аппарат FRONTIER, оснащаемый баллонами на 30, 45 или 60 минут работы.
• MineSafetyAppliances (США, Пенсильвания)изготавливает SCBA под различные задачи. Легкий PremAire предназначен для работы в труднодоступных местах. Пожарный FireHawk выдерживает температуру до 260 °С, а также защищает от воды и химоружия. Промышленный AirHawk имеет гибкую регулировку размеров и таймер.
• HoneywellInternational (США, Нью-Джерси) является транснациональной кампанией. В числе ее продуктов – SurvivairCougar, имеющий модификации на 30 и 60минут работы. Survivair Panther Industrial предназначен для использования в экстремальных температурных условиях.
• Dräger(Германия) отличает универсальность производимой техники, служащей, в частности, для медицинских и спортивных целей, тестирования на алкоголь и наркотики и, конечно же, для защиты пожарников. Все аппараты отличаются продуманной эргономичностью, что значительно снижает напряжение работника. Фаворитом считается Dräger PA94 Plus Basic, время непрерывной работы которого составляет 2 часа. DrägerPSS 7000обеспечивает электронный мониторинг состояния как аппарата, так и работающего в нем человека, а также имеет беспроводный дисплей, встроенный в полнолицевую маску. Dräger PSS 3000 – один из самых легкихSCBA.
• Interspiro (Швеция) специализируется на создании средств защиты, используемых при борьбе с огнем и проведении поисково-спасательных работ, а также на флоте и в промышленности. Аппараты SpiromaticS7, SpiroGuideII и QSII позволяют регулировать давление воздуха в маске и имеют электронный монитор.
• SPASCIANI (Италия) поставляет на рынок как небольшие аппараты EEBD, имеющие15-минутный ресурс, так и BVF TR2002, используемые для защиты от химических веществ, а такжеMK2 — EN137:2006 (Industrial и Fire Fighters), позволяющие устанавливать баллоны емкостью 3, 6, 6,8 и 9 литров, и использовать один из двух типов маски.

Искусственные жабры Triton: ожидания и реальность

Запущенный на днях проект гаджета для дыхания под водой Triton вызвал немало споров в сети. Эксперты в один голос заявили, что при таком компактном дизайне устройство просто не сможет обеспечить необходимый приток кислорода. В результате авторы идеи вернули пожертвованные средства пользователям (а это почти $900 тысяч) и перезапустили кампанию, добавив более подробное описание устройства искусственных жабр. Оказалось, что в первом варианте разработчики здорово приукрасили действительность.

Опубликованное 12-минутное видео доказывает, что с помощью Triton человек действительно может длительное время находится под водой. Вот только одной мембраны для выделения кислорода из воды недостаточно, поэтому гаджет использует сменные картриджи с жидким кислородом. В текущем варианте их даже нельзя заправлять самостоятельно, и обладателям Triton придется отдельно заказывать одноразовые баллончики. Другими словами, система работает, но совсем не так, как было задумано изначально.

Несмотря на все подводные камни, вторая кампания Triton уже собрала почти $267 тысяч, в пять раз больше нужной суммы. Искусственные жабры можно заказать за $300, а розничная цена составит $400. Первые поставки ожидаются в декабре 2016 года. Стоимость картриджей с кислородом не уточняется.

Искусственные жабры теперь можно купить

С недавних пор про человеческие жабры можно не только прочитать в фантастических рассказах и увидеть их, как аксессуар раскрутки шоу-бизнеса. Теперь каждый человек за небольшую сумму может докупить себе опцию быть почти как рыба, правда пока лишь на ограниченное время и только на мелководье.

Triton — первые в мире искусственные жабры, позволяющие человеку ощутить себя человеком-амфибией или Джеймсом Бондом. Уникальное устройство позволяет находиться и дышать под водой на протяжении 45 минут, не используя какого-либо вспомогательного оборудования. Такое часто можно было увидеть в фантастических фильмах, но вот наконец что то подобное появляется в реальности.

Давайте узнаем про устройство побольше…

Фото 2.

Изобретение облачено в герметичный ударопрочный корпус размером 29х12 см. Внутри находится адаптированный литий-ионный аккумулятор, вибромотор и LED-модуль для сигнализации, специальные фильтры для извлечения кислорода непосредственно из воды, микро-компрессор, нагнетающий достаточный объём кислорода, воздушная камера, где кислород превращается в пригодный для дыхания человека воздух, и клапан для вывода выдыхаемого воздуха.

Идея заключается в использовании специального фильтра, отверстия которого меньше, чем молекулы воды. Таким образом из нее извлекается кислород, который затем в TRITON конденсируется и подготавливается к использованию с помощью специального процессора, скапливаясь в небольшом резервуаре.

Фото 3.

Ограничение 45 минутами связано со временем работы аккумулятора. Глубина погружения не должна превышать 4.5 метра. О низком уровне заряда аккумулятора или превышенной глубине известит светодиодная подсветка и вибрации. Стоимость новинки в рамках проекта на IndieGoGo составляет $299.

Фото 4.

Как вам кажется, есть потенциал у этого устройства?

Фото 5.

Фото 6.

Фото 7.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

Гаджеты. Технологии. Интернет

Южнокорейский дизайнер Джебьюн Йон разработал необычный девайс, позволяющий дышать под водой, в точности как рыба.

Теперь, для того чтобы насладиться красотами подводного мира, не потребуется громоздкий баллон, требующий определенной практики и навыков. Дизайнер Джебьюн Йон представил концепт уникального устройства Triton, позволяющего человеку с комфортом дышать под водой.

Девайс представляет собой маску, принцип действия которой практически такой же, как у жабр рыб.

Фото: cargocollective.com

Маска получает кислород непосредственно из воды, что дает человеку возможность дышать даже на большой глубине. Для этого необходимо лишь прикусить пластиковый загубник. Два ответвления по бокам маски выполняют те же функции, что и жабры, фильтрующие кислород. На их чешуйчатой поверхности располагаются небольшие отверстия, через которые вода всасывается во внутренние камеры, где из нее извлекается кислород. Оставшаяся жидкость выпускается обратно. Правда, пока не до конца ясно, как именно проходит выделение кислорода из воды и что становится с оставшимся водородом.

Йон подчеркнул, что система будет сжимать «лишний» кислород и хранить его в резервуарах с помощью маленького, но мощного по наполнению, микрокомпрессора.

Изобретение питается от микробатарей, которые в 30 раз меньше современных аккумуляторов и в 1000 раз быстрее заряжаются.

Пока что разработка представлена только в качестве концепта, так что говорить о ее эффективности еще рано. Однако Йон верит, что его изобретение в будущем позволит полностью заменить неудобное оборудование для подводного плавания, существующее на сегодняшний день.