2) 18-25
3) 13-15 (+)
4) 28-32
Правильный ответ: 13–15 кПа. Критическим является перепад, при котором давление внешней среды превышает давление газа внутри скафандра и передаётся на грудную клетку. Для вдоха диафрагма и наружные межрёберные мышцы должны создать отрицательное внутригрудное давление, обеспечивающее расширение лёгких. При перепаде около 13–15 кПа (примерно 100–113 мм рт. ст.) максимального усилия инспираторных мышц становится недостаточно для преодоления внешней компрессии.
Основным механизмом является механическое ограничение экскурсии грудной клетки: уменьшаются дыхательный объём и жизненная ёмкость лёгких, дыхание становится поверхностным и учащённым. При дальнейшем нарастании нагрузки возникает ощущение стеснения в груди, выраженная одышка, невозможность выполнить глубокий вдох, затем гиповентиляция с гиперкапнией и гипоксемией; при достижении критического перепада дыхание прекращается. В учебной физиологии водолазных работ этот уровень рассматривается как порог недостаточности дыхательной мускулатуры.
Важно отличать абсолютное давление от перепада давлений. На значительной глубине абсолютное давление может быть высоким, но при адекватном выравнивании давления внутри скафандра и во внешней среде дыхательные движения сохраняются. Точное проявление зависит от конструкции скафандра, положения тела, жёсткости оболочки, сопротивления дыхательного аппарата, физической подготовленности и утомления, однако нормативно-расчётным критическим диапазоном считается именно 13–15 кПа.
| Состояние | Соотношение давлений | Физиологический механизм | Ожидаемые признаки |
|---|---|---|---|
| Компенсированное состояние | Давление внутри скафандра практически соответствует внешнему | Дополнительная компрессионная нагрузка на грудную клетку отсутствует | Свободная экскурсия грудной клетки, сохранённый дыхательный объём |
| Начальный отрицательный перепад | Внешнее давление несколько выше внутреннего, но ниже критического уровня | Возрастает работа диафрагмы и вспомогательных инспираторных мышц | Дискомфорт, ощущение стеснения, умеренное учащение дыхания |
| Выраженная компрессия | Перепад приближается к критическому | Снижается растяжимость системы грудная клетка–лёгкие , формируется рестриктивный тип нарушения вентиляции | Поверхностное дыхание, уменьшение глубины вдоха, нарастающая одышка |
| Критический порог | 13–15 кПа, внешнее давление выше внутреннего | Сила дыхательных мышц уже не преодолевает внешнюю нагрузку на грудную клетку | Невозможность полноценного вдоха, резкое падение вентиляции, угроза апноэ |
| Перепад выше критического | Более 15 кПа при сохранении неблагоприятного направления перепада | Инспираторное усилие становится механически неэффективным | Прекращение дыхательных движений, гипоксемия, гиперкапния, быстрое ухудшение состояния |
| Высокое сопротивление дыхательного аппарата | Давление внутри скафандра и снаружи может быть выровнено, но сопротивление вдоху повышено | Увеличивается градиент давления в дыхательном контуре, а не компрессия грудной клетки | Одышка преимущественно при вдохе; требует проверки регулятора, клапанов и шлангов |
| Объективный контроль | Измерение давления внутри скафандра и внешней среды | Определяется величина и направление перепада, оценивается вентиляционный ответ | Снижение дыхательного объёма, рост частоты дыхания и уровня CO2 подтверждают функциональную значимость нагрузки |
Профилактика критического состояния основана на поддержании давления внутри скафандра максимально близким к давлению окружающей среды, исправности клапанов и регулярной проверке дыхательного оборудования. При появлении стеснения в груди или невозможности сделать глубокий вдох необходимо немедленно прекратить нагрузку, подать сигнал и восстановить нормализацию давления по аварийной процедуре. После устранения воздействия показаны оценка газообмена, контроль сатурации и наблюдение за признаками гиперкапнии и баротравмы.