תמונה 5.6 – Cressi SuperARO
בשנת 1947 הוקמה באיטליה חברת Cressi שיצרה את ARO47 וב-1957 את ה- ARO57 ו- 57B , מערכות אלו היו נפוצות מאוד בתור מערכות ספורטיביות באיטליה וכיום הן נחשבות לפריטי אספנות.
בעקבות אותה המלחמה , צללו רבים מיוצאי חיל הים האיטלקי בכדי לחפש טובין מספינות שטבעו במהלכה. להיכן שצוללי קסדה לא הצליחו להגיע בגלל צנרת אספקת האוויר, הצליחו להגיע צוללי המערכות הסגורות. בכדי להעמיק עם מערכות החמצן נמנעו הצוללים מלבצע שטיפה לפני הצלילה וכך יצרו במעגל הנשימה תערובות ניטרוקס ענייה בחמצן. על תקופה זו כתב לואיגי' פררו בספרו "האיטלקי", "מלחמה חדשה פרצה כנגד ציוויליזציה עתיקה של צוללים, שקי נשימה נגד צינורות אספקת אוויר, מסכות צלילה נגד קסדות נחושת
וסנפירים נגד נעלי עופרת". פררו שהיה גיבור מלחמה איטלקי בעל עיטור הצי על פעולותיו כצולל בשייטת העשירית הקלה הקים בהמשך את חברת ציוד הצלילה
Technisub אשר ייצרה את ה NewARO , ריברידר חמצן חדשני.
ערב מלחמת העולם השנייה עסק גם הצי הצרפתי בפיתוח מערכות נשימה סגורות, הצרפתים התבססו על מערכת חמצן למילוט מצוללת של חברת Fenzy , אולם כבר בתחילת סדרת הניסויים (ב-1937) הואט הפרוייקט בשל ריבוי תאונות צלילה שנבעו מהרעלת חמצן ועם פרוץ מלחמת העולם השנייה, הופסק .
תמונה 5.7 - OXYGERS 54
בשנת 1946 הקים הצי הצרפתי את GERG (יחידת ניסויי צלילה) והטיל עליה משימה לפתח מערכות נשימה חדשות. בשנת 1954 ה GREG פיתחו מערכת חמצן שנקרא OXIGRES54, בה השתמשו גם בחיל הים הישראלי ב"תקופה הצרפתית של צה"ל". הרעיון המרכזי של GREG היה להשתמש בתערובות חמצן וחנקן במקום בחמצן טהור בכדי להימנע מהרעלת חמצן. הפרויקט הראשון היה מערכת חצי סגורה שבה חלק קטן מהגז במערכת ינוקז ויוחלף ע"י גז חדש שיסופק ממערכת אספקה אוטומטית, בדגם הראשון השתמשו בריאת הנשימה קטנה מריאת הצולל (3 ליטר) כך שבכל נשיפה הריאה התמלאה וחלק מהגז שננשף נוקז מחוץ למערכת. המערכת החצי סגורה הפסיבית נולדה. הפרויקט הראשון לא הצליח כיוון שכמות הגז שנוקזה מהמערכת
הייתה תלויה בעומק הצלילה ולכן התערובת שנוצרה במעגל הנשימה לא הייתה יציבה. ההבנה שנדרש לייצר קשר בין כמות הגז שמנוקז מהמערכת לכמות הגז שמוסיפים למערכת בכדי לשמור על רמת חמצן יציבה הובילה להמצאה של שימוש בזוג ריאות בצורת מפוח כאשר הריאה המפוח הקטן מורכב בתוך המפוח הגדול ומנקז גז מהמערכת על פי קצב הנשימה של הצולל, מבחני צלילה נערכו בשנת 1949 והראו שהמערכת החדשה עובדת מצוין. היא נקראה DC49 והייתה המערכת החצי סגורה הפסיבית הראשונה. בהמשך התפתחה המערכת לדגם משופר DC55 שבשימוש בחיל הים הישראלי עד ימים אלו. בשנת 2005 יצרה AQUA LUNG "יורשת" ל DC55 , ה CRAB וכ-200 מערכות כאלו סופקו לצי הצרפתי. (בסוף שנות ה-80 יצרה חברת הלסיון מערכת חצי סגורה פסיבית לצלילה ספורטיבית, על כך בהמשך.)
תמונה 5.8 - מימין לשמאל, ה DC55 מ 1955, המערכת של הלסיון משנת 1997
והיורשת של ה DC55 , ה CRAB של אקווהלונג משנת 2005.
עם פרוץ מלחמת העולם השנייה קיבלה חברת Diving Equipment Supply CO DESCOיצרנית קסדת הצלילה המפורסמת MK5 הזמנה גדולה מהצי האמריקאי, בין השאר כללה ההזמנה גם דרישה למערכת חמצן.
המערכת שסופקה לצי האמריקאי הייתה ה B-LUNG על שמו של המהנדס שעיצב אותה ג'ק בראון. המערכת שימשה במשימות צבאיות ועבודות תת ימיות, היא התפרסמה לאחר המלחמה כאשר על כריכת ספרו של הקולונל גו'ן ד. קרייג "Danger Is My Business" התנוסס צילום של צולל עם B-LUNG.
תמונה 5.9 - ה B-LUNG של DESCO
ב 1942 יצרה Siebe – Gorman הבריטית את ה Salvus , מערכת חמצן למילוט ולצלילות קצרות. באותה שנה, הנס הס (אחד הצלמים התת ימיים הראשונים) פנה לDräger בבקשה לייצר עבורו מערכת סגורה, Dräger יצרו עבורו גרסה אזרחית של ה Tauchretter- מערכת מילוט מצוללת. בעזרתה היה הנס הס לצולל הספורטיבי/מדעי הראשון להשתמש במערכות סגורות.
בשנת 1943 המציאו ג'ק איב קוסטו ואמיל גאגן את וסת הצלילה הפתוח ועד שנות ה- 50 המאוחרות, החליפו מערכות צלילה פתוחות, סקובה - SCUBA את מערכות הצלילה הסגורות בתחום הצלילה הספורטיבית בעוד צוללים קרביים וצוללי מחקר עדיין השתמשו במערכות סגורות.
החיפוש אחר מכשיר צלילה קומפקטי
המאפשר צלילה עמוקה לא הסתיים, יצרני ציוד צלילה ומהנדסי פיתוח בציים המשיכו לעבוד במלוא המרץ על שיפור הטכנולוגיה במערכות צלילה סגורות.
בתחילת שנות ה 60 פיתחה חברת Dräger הגרמנית את המערכת החצי סגורה האקטיבית שמבוססת על שסתום הזרקה קבועה Constant Mass Flow. במערכות שמשתמשות בהזרקת מסה קבועה, קיימת זרימה קבועה של גז למעגל הנשימה בריברידר ללא קשר לעומק להבדיל מהצרפתים שהתמקדו בתכנון מערכות חצי סגורות פסיביות בהן הזרקת הגז הינה על פי דרישה - על פי קצב נשימת הצולל.
באותן שנים פיתחו הרוסים את סדרת ИДА) IDA), ה IDA57 הייתה מערכת חמצן אוטומטית, עם שסתום הזרקה קבועה ששימשה גם מערכת ניטרוקס. בהמשך הם פיתחו את ה-IDA59, מערכת חצי סגורה מסוג ערבול עצמי לשימוש עם הליום, מערכת זאת ערבלה את תערובת הגז במעגל הנשימה על פי עומק הצלילה, המערכת שימשה למילוט מצוללות בעומקים שעולים על 100 מטר.
תמונה 5.10 – ה IDA71 הרוסי
הרוסים פיתחו גם את ה IDA64 וה IDA71 , מערכות חמצן וניטרוקס כימיות. במערכות אלו השתמשו בסופח CO2 נוסף שהכיל סופר אוקסיד שמשחרר חמצן ביחס ל CO2 שהוא סופח, כאשר מיכל של חמצן ו/או ניטרוקס השלים במערכת את נפח גז הנשימה הדרוש. הרעיון של מערכות כימיות אלו היה יותר מגאוני אולם החיסרון שלהן היה בכך שהסופר אוקסיד הינו חומר מסוכן מאוד כאשר הוא בא במגע עם מים.
המפנה הגדול בתחום פיתוח מערכות הנשימה הסגורות התרחש די במקרה.
בשנת 1968 ערך אד לינק, חלוץ בתחום צלילות הרוויה, צלילות ניסוי בעזרת צוללת ננס (Deep Diver) צוללת ייחודית
שאפשרה לצוללים לצאת החוצה ולבצע צלילות בעומק מבלי לבצע עליה עם עצירות דקומפרסיה ארוכות, הצוללת הייתה בעצם תא לחץ תת ימי ממונע. הצוללים היו משתמשים בקסדות Kirby Morgan שהוזנו בגז נשימה מהצוללת אך בגלל צריכת הגז הגדולה נאלצו לצמצם את כמות הצלילות ואת משך זמן הצלילות. שני מדענים שהשתתפו בניסויים אלו, גו'ן קנוויזר וולטר סטארק, חיפשו פתרון לבעיית עלויות הגז הגבוהות, אחד מהם גו'ן קנוויזר המציא קודם לכן את סנסור החמצן הראשון ובעזרתו הם החלו לבצע ניסויים במערכת סגורה שתוכל לשלוט בלחץ החלקי של החמצן ע"י שימוש בסנסור. לאחר שישה חודשים הם יצרו אב טיפוס, ה Elctrolung - הריאה אלקטרונית, המערכת הסגורה האלקטרונית הראשונה. המערכת נמכרה בשוק הצלילה האזרחית אולם ההפצה שלה הופסקה לאחר שלוש תאונת צלילה של צוללים שלא היו מוכשרים בצורה מסודרת על המערכת.
תמונה 5.11 – ה Elctrolung המערכת הסגורה האלקטרונית הראשונה
ההסטוריה של מע׳ הנשימה הסגורות
פרק 5.1 מתוך הספר מערכות נשימה סגורות מהדורה שניה, 2015.
חיבר שלומי פלניצקי עריכה דן אשכנזי
איור 5.1 - מערכת הנשימה של ג'יובאני בוראלי משנת 1680
משחר האנושות ניסה האדם למצוא דרך לצלול במים כמו דג ובין האזכורים הראשונים לצלילה ניתן למצוא את תיאור הרוכבים הנופלים/צוללים מהכרכרות שלהם באיליאדה של הומורוס בשנת 750 לפה״ס. ב 360 לפה״ס, מתאר אריסטו עצם דמוי פעמון צלילה ובשנת 1500 מאייר דה וינצי' מכשירי צלילה. כמעט בכל האזכורים למערכות נשימה תת ימיות השיטה הייתה זהה , שימוש במקור אוויר שמגיע מעל פני הים. הראשון לתאר מערכת סגורה עצמאית תת ימית היה ג'יובאני אפנסו בוראלי אשר בשנת 1680 אייר שק עור גדול ממנו נושם האדם מתחת למים.לא ברור האם היה ניסיון לייצר מערכת כזאת הדרוש להפעלת מערכת נשימה סגורה זאת כיוון שהחמצן התגלה לראשונה רק בשנת 1777 ע"י גו'זף פרסטלי.
בין השנים 1780 ל 1789 מגלה לבוסייאר שהחמצן נספג ע"י הריאות ובתהליך מטבולי הופך לדו תחמוצת הפחמן ומים. דו תחמוצת הפחמן התגלתה בשנת 1757 ע"י בלאק אולם חשיבות הגז מתבררת רק ב 1926 ע"י הלדן.
בשנת 1777 היה זה שייל שערך כנראה ניסוי ראשון בסופח CO2 אולם תיעוד מסודר לניסוי כזה בוצע רק בשנת 1789 ע"י אנטוניו לבוסייאר. זה האחרון ערך ניסוי בספיחת ה CO2 ע"י חומצת סודה בשפנים. כ 90 שנים מאוחר יותר ביצע רנו ניסויים דומים בספיחת CO2 על בעלי חיים גדולים יותר. לכן, למרות התיעוד הקדום של מערכות צלילה ברור לנו כיום שרק לאחר שהובנו התופעות הפיזיולוגיות שקשורות בנשימה והשפעתם של החמצן וה CO2 על האדם, הופיעה מערכת הנשימה העצמאית הראשונה.
את ה״ריברידר״ הראשון בנה והציג בפריז פרופסור T. Schwann מבלגיה בשנת 1853 המערכת הייתה מסורבלת אפשרה נשימת חמצן לזמן קצר ומעולם לא נוסתה בצלילה. זאת כנראה אחת הסיבות שהיסטורית מתייחסים להנרי פלאס כממציא הריברידר, שכן הוא היה הראשון שעשה שימוש במערכת הנשימה שלו בצלילה. בשנת 1878 תכנן ובנה פלאס מערכת נשימה שכללה מסכת פנים מלאה מגומי מחוברת בעזרת צינורות לשק נשימה אשר הוזן ממיכל חמצן מנחושת. בכדי לסנן את דו תחמוצת הפחמן הוא השתמש בסיבי חבל שהושרו באשלגן קאוסטי. עם המערכת הזאת ביצע פלאס צלילה בת כשעה במיכל מים ואח"כ צלילה בקרקעית מפרץ בים בעומק של 5.5 מטר. זמן קצר לאחר מכן למברט (צולל שאומן ע"י פלאס בשימוש במערכת) הצליח לסגור את דלתות החירום של פתח מנהרת הרכבת התחתית בלונדון שהוצפה במים. על מנת לסגור את דלת המתכת הכבדה ירד למברט לעומק 60 מטר ועבר 300 מטרים של מנהרות. הוא אמנם הצליח במשימתו אך נפגע מהרעלת חמצן.
איור 5.2 – למברט נושם ממסכת פלאס בפתח מנהרות הרכבת בלונדון
אירוע זה היה בעל חשיבות שכן צינורות אספקת האויר של האמודאים מנעו מהם להגיע לאזור דלת החירום הרחוקה מנקודת הכניסה ובניגוד ללמברט הם לא הצליחו ולבצע את המשימה. באותה מערכת סגורה של פלאס עשו שימוש בהמשך בכדי להציל כורים במנהרות שהוצפו.
בשנת 1909 חבר מהנדס מכונות בשם הרמן זלצר לחברת דרגר, יצרן ציוד נשימה רפואי, שנה לאחר מכן, טבעה הצוללת הצרפתית Pluvois וכל צוות הצוללת נספה, בעקבות אירוע זה ביקש ברנרד דרגר מזלצר לתכנן מערכת נשימה להצלת צוללנים, שיתוף פעלה זה הביא לעולם את ה Tauchrtter – "מציל הצוללנים" ריברידר חמצן.
ב 1912 שילבו Dräger, פלאס ודייויס בין המערכת הסגורה לקסדת הצלילה של האמודאים. הם חיברו את צינורות הנשימה של המערכת סגורה ישירות לקסדת המתכת. ה DM40- מערכת שנועדה לעבודות בעומק רב כללה מערכת הזרקת חמצן, מערכת הזרקת אוויר (מדלל) ויצרה תערובות ניטרוקס שאפשרו צלילה לעומק.
גם הבריטים פיתחו באותן שנים מערכות לחילוץ והצלת צוללנים. ב 1915 פיתח סר רוברט דיויס ריברידר לחילוץ צוללנים מצוללות, דגם אשר נחשב למוצלח מאוד באותה תקופה והעתקים שלו יוצרו במדינות שונות.
בשנות ה-30 של המאה הקודמת, קצין צי האמריקאי בשם צ'רלס מוסמן פיתח ריברידר חמצן יחודי שלימים כונה "ריאת מוסמן" והיה המיועד למילוט מצוללות. עד להופעת אותה מערכת כללו כל המערכות צינור נשימה בודד דרכו שאפו ונשפו, מה שהגביר את הסכנה ל "חללים מתים" ושאיפת דו תחמוצת הפחמן. מוסמן המציא מערכת צינורות מעגלית , דרך צינור אחד שואפים ודרך השני נושפים. בהמשך פיתח מוסמן מערכות נוספות כמו פעמון ההימלטות מצוללות בעומק רב בו היה חלוץ בשימוש בטרימיקס. המצאותיו של מוסמן באו לידי ביטוי ב 1934 עם טביעתה של הצוללת Squalus בעומק 80 מטרים ובעזרתן חולצו את כל אנשי הצוות של הצוללת ואף הצוללת עצמה !
תמונה 5.3 – Musman Lung
את זכות הראשונים לשימוש במכשרי צלילה לתקיפה הצבאית מייחסים לצוללי הקומנדו של חיל הים האיטלקי. בנובמבר 1918 ימים ספורים לפני תום מלחמת העולם הראשונה הטביעו שניים מהם את ספינת המלחמה היוגוסלבית Viribus Unitis כשהם רכובים על טורפדו שהוסב לנשיאת משיט ומפעיל. בשנת 1935 עיצבו וניסו שני מהנדסים ימיים איטלקים , Eliot Tschi ו Tesio Tesei, צוללות ננס חדשות יותר המוכרות לנו היום כ"חזירים". הלוחמים שהפעילו אותן צוידו במערכות סגורות חמצן פרימיטיביות. יתרונותיה של שיטת הלחימה הזעירה הימית ושל המע׳ הסגורות זוהו מהר מאוד על ידי הצי האיטלקי וזה הקים בבסיס חיל הים בלה-ספציה. יחידה ייעודית של לוחמי קומנדו צוללים אשר נקראה השייטת העשירית
איור 5.4 – ״החזיר״ צוללת ננס איטלקית CLS ממלחמת העולם השנייה, הצוללים ה״רוכבים״ על החזיר משתמשים בריברידר חמצן
במקביל החלה חברת Pirelli האיטלקית שהתמחתה בייצור מוצרי גומי, לייצר גם ציוד תת ימי. Pirelli ובסיס חיל הים בלה-ספציה היוו עבור האיטלקים את מה שהיוו Siebe Gorman ופורטסמוט עבור הבריטים. החברה ייצרה מכשירי נשימה תחת רישיון שניתן לצי האיטלקי מ Sieba Gorman עד לתחילת מלחמת העולם השנייה. Pirelli תכננה וייצרה מערכות חמצן סגורות מאוד יעילות ובנוסף ייצרה את חליפות הצלילה הראשונות ופיתחה את סנפירי השחייה אשר שיפרו את יכולת התנועה של לוחמי השייטת העשירית בצורה ניכרת. מערכות החמצן הסגורות אלו כונו באיטלקית ARO
Autorespiratore Ad Ossigeno - ריברידר חמצן. בהמשך פותחו דגמים משופרים- דגם 701, דגם 801 ודגם 901 כאשר בכל פעם בוצע שיפור מזערי
כמו הוספת מד לחץ, ידית נשיאה ועוד. דגם 901 נשאר בשימוש עד סוף שנות ה-80.
איור 5.5 – Pirelli דגם 901
הציוד שנתפס במתקפות באלכסנדריה היווה את הבסיס לפיתוחים הבריטים בתחום לוחמה זה.
לאחר מלחמת העולם השנייה המשיכה Pirelli לייצר ולשווק מערכות חמצן, בין השאר הם יצרו מערכת חמצן ספורטיבית – הפוסידון. ׳
התקיפה הראשונה של צוללים במלחמת העולם השנייה התרחשה בין ה 20 ל 22 לספטמבר 1941 ע"י צוללי השייטת העשירית שהשתמשו במערכות הנשימה הסגורות של Pirelli. אלו שיגרו מתקפה בעזרת חזירי ים בנמל אלכסנדריה . תקיפה זו לא צלחה וציוד הצלילה ובו גם אחד החזירים נתפסו כשלל. החזירים נישאו לאזור התקיפה ע"י הצוללת Scirè אשר טובעה לאחר מכן ע"י ספינה בריטית כאשר זוהתה מול חופי פלסטינה, ה Scirè מונחת היום בעומק של 32 מטרים במפרץ חיפה.
התקיפה הבאה יצאה בהובלת סגן לואיגי' דורנד דה לה פנה בדצמבר 1941, בתקיפה זו הטביעו הלוחמים האיטלקים את ה HMS .Valiant ובנמל אלכסנדריה את הספינה HMS Queen Elizabeth
פרק 5.1 מתוך הספר ״מערכות נשימה סגורות״ בהוצאת
ההתאחדות הישראלית לצלילה
חיבר שלומי פלניצקי עריכה דן אשכנזי
חלק ראשון (מתוך שלושה)