童米
為了在水下長(zhǎng)時(shí)間停留,古人發(fā)明了潛水鐘。古希臘哲學(xué)家亞里士多德最早描寫了潛水鐘的應(yīng)用。16~17世紀(jì),潛水鐘已經(jīng)發(fā)展成重要的潛水工具。簡(jiǎn)單來說,潛水鐘就像專門的潛水浴缸,將其倒扣著放入水下,潛水者就能利用鐘體里的空氣呼吸。
1690年,英國(guó)天文學(xué)家哈雷對(duì)潛水鐘進(jìn)行了改進(jìn),利用從水面吊下的重空氣桶為潛水鐘補(bǔ)充空氣。在泰晤士河進(jìn)行的演示中,他和5位同伴下潛到了水深18米的地方,逗留了超過一個(gè)半小時(shí)。1716年,哈雷使用進(jìn)一步改進(jìn)的潛水鐘在水下停留了超過4個(gè)小時(shí)。
據(jù)記載,潛水員使用這種鐘罩型潛水器時(shí)需要兩個(gè)助理。潛水員頭戴一個(gè)較小的鐘罩式頭盔在潛水器之外作業(yè),頭盔與潛水器之間連有一根輸氣管,由潛水器中的助理不斷輸送空氣。另一位助理的手中也有一根輸氣管,這根管子連接的是一個(gè)木桶,海面上的人們將桶里的空氣壓縮后再將木桶負(fù)重輸送到水下,之后這位助理不斷把木桶中的空氣輸送到潛水器中。
即便一個(gè)世紀(jì)之后,由哈雷的潛水鐘演變而成的裝置仍然是水下打撈工作的主要護(hù)具。1818年,世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的發(fā)明者查爾斯·巴比奇記錄了他乘坐一臺(tái)金屬潛水鐘下潛的經(jīng)歷: “隨著氣壓上升,我的兩耳開始感到疼痛,不過這個(gè)問題可以用捏住鼻孔、閉起嘴巴深吸一口氣的方法解決,一旦內(nèi)外氣壓平衡,疼痛就會(huì)消失??墒侵灰^續(xù)下潛,疼痛就會(huì)重新開始……需要傳遞信號(hào)時(shí),潛水員就用一把榔頭敲打潛水鐘的內(nèi)壁?!逼渲校畛S玫男盘?hào)用次數(shù)最少的敲擊表示,敲一下就是“再來點(diǎn)空氣”的意思。
用大鐘潛水終究不方便,1715年,英國(guó)人約翰·萊斯布里奇發(fā)明了一種可以將人包裹起來的潛水衣。這種潛水衣本身是用強(qiáng)化的皮革制造的空氣桶,在眼睛的部位有玻璃窗,手部有兩個(gè)防止?jié)B水的袖口,潛水員可以將雙手伸出袖口工作。
1797年,德國(guó)人耶魯?shù)腊l(fā)明了一種帶氧氣罩的潛水衣。穿著這種潛水衣在海底工作,人們可以比較自由地活動(dòng),但所需的氧氣也要通過船上的管子輸送進(jìn)來,這限制了潛水員下潛的深度和作業(yè)范圍。所以,它也不是探索海底奧秘的最佳工具。但帶氧氣罩的潛水衣的發(fā)明開啟了人類探索海底世界的新紀(jì)元。
1828年,熱衷于海底打撈工作的約翰和查爾斯·迪恩兄弟將救火衣改良成潛水衣,這套潛水衣包括一件很重、可防寒的衣服,一頂頭盔,一條可從水面上輸送空氣到頭盔的管子。頭盔并沒有固定在潛水衣上,而是借著頭盔的重量安放在潛水員的肩上。用完或過多的空氣會(huì)從頭盔的底部排放,潛水員只要保持直立即可,可是一旦跌倒,頭盔很快將會(huì)被灌滿水。1840年,這套潛水衣被西貝改良,成為今日潛水衣的藍(lán)圖。
1942年,法國(guó)人福斯特發(fā)明了一種隨身攜帶氧氣瓶的潛水衣。這種潛水衣的氧氣瓶裝的是液化的氧氣,人們穿上這種潛水衣可以在海底自由活動(dòng),不僅安全、方便,而且在海底工作的時(shí)間更長(zhǎng)、活動(dòng)范圍更大。
隨著科技的發(fā)展,人們可能會(huì)研制出不用氧氣瓶的潛水衣。這種新型的潛水衣本身就有造氧功能,人們不用再擔(dān)心氧氣會(huì)用完,在海底工作的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng),也能更全面地了解、開發(fā)海洋資源。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2018年9期