КЛУБ СПЕЛЕОЛОГОВ «ЦИКЛОП
ОСВЕЩЕНИЕ СПЕЛЕОЛОГА
ЛЬВОВ 2013
Учебно-методическая серия «Школа спелеологии»
Выпуск 17
УДК 622.48:551.44 ББК 26.825 С 79
Суховей Леонид Наумович Освещение спелеолога
Учебное пособие для инструкторов спелеологии Львов, 2013 г. 34 стр. Данные рекомендации предназначены для повышения квалификации инструкторов спелеологии, повышения квалификации спелеологов на учебных сборах, руководителей кружков юных спелеотуристов и спелеологов. Освещение спелеолога – тема, мало освещаемая в учебных программах подготовки спелеологов, в то же время от его качества зависит тактика и безопасность спелеологических исследований. В данной работе сделана попытка обобщения уже имеющегося опыта конструирования и использования средств освещения в пещерах.
Библиография 17 назв., 11 илл.
Л.Н.Суховей
Луч света в темном царстве распространяется со скоростью 300 тысяч километров в секунду.
Из школьного сочинения ВВЕДЕНИЕ Человека ступившего за порог пещеры встречает темнота. Зрение становится бессильным. Поселившиеся в подземном мире живые организмы рассчитывают, в основном, на осязание и обоняние, а зрение у них за ненадобностью атрофируется, лишь рукокрылые, ставшие «живыми локаторами», видят и уверенно летают в полной темноте пещер. Человек же, решившийся вступить в мир пещер, вынужден освещать себе путь. Хотя огонь наши пращуры научились использовать почти 500 тысяч лет назад, но на первый штурм с факелом в руках решились лишь наши прямые предки – неоантропы (кроманьонцы). 50-40 тыс. лет назад, они выбили из пещер своих конкурентов - пещерных медведей, где и устроили там поминальные капища по их недавним хозяевам. Живший 15-20 тыс. лет назад «мадленец» уже по-настоящему освоился в пещерах. В темных недоступных частях, освещенных лишь масляной плошкой, устроил он здесь свои святилища, оставив потомкам "первые картинные галереи" на стенах, "первые глиняные скульптуры" и ... следы босых ног на окаменевшей глине пола. Для спелеолога освещение - один из необходимых видов снаряжения. От правильности выбора основного и резервного светильников, грамотного расчета запаса света зависит безопасность любого исследования. Применяемые в настоящее время спелеологами разнообразные типы самодельных и промышленных светильников не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к освещению спелеологов. Подбор промышленных светильников и их элементов часто бывает случайным, а при конструировании самодельных светильников часто используются элементы и детали не пригодные для работы под землей. Наряду с этим существуют удачные хорошо зарекомендовавшие себя конструкции светильников. Достижения науки и техники позволяют спелеологам применять новые виды освещения и самим конструировать светильники. В 70-х годах автор начал интересоваться вопросами конструирования освещения для спелеологов. К началу 80-х удалось обобщить опыт, накопленный советскими спелеологами и издать пособие, в котором был обобщен опыт применения и конструирования светильников, рекомендовать унифицированные светильники и обратить внимание конструкторовлюбителей на возможные ошибки при выборе элементов. В те годы отечественным спелеологам зарубежное снаряжение было практически недоступно. Зато были большие возможности использования стандартных элементов и узлов, а также изготовления самоделок, даже небольшими партиями, на заводах.
3
С развалом Союза многое изменилось. С одной стороны, появились магазины специализированного спортивного снаряжения (альпинистские, дайвинга) и по каталогам, при наличии денег, можно заказать любую новинку изготовляемую фирмами ЕС. Доступным стало снаряжение НАТО (в магазинах для охотников и ШТУРМ). А если средства не позволяют, можно подобрать на прилавках дешёвые китайские и вьетнамские аналоги. Из-за чего отпала и необходимость в изготовлении самоделок. С другой стороны из-за проблем на заводах стало сложно изготовлять свои самоделки. Кроме того, за эти годы полупроводниковые светодиоды из слабеньких и экзотических превратились в перспективные и вполне конкурентные массовые источники света. Нынешнее издание исправлено. Из него исключена часть материалов имеющие отношение к производству самоделок и добавлены сведения по новым видам освещения. Глава I. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСВЕЩЕНИЮ Совмещать различные требования спелеологии в одном универсальном светильнике не целесообразно. Поэтому изготовляют и применяют светильники различных видов. По назначению они подразделяются на индивидуальные и групповые. Индивидуальные светильники предназначены для личного пользования спелеолога. Вес такого светильника в зависимости от времени пребывания под землей не должен превышать 1-3 кг. Световой поток 10-40 лм. Среднее время горения (без перезарядки) 10-8 часов. Групповые (лагерные) светильники предназначены для освещения подземных и наземных лагерей, мест отдыха, камеральных, раскопочных и других работ. Вес носимого комплекта не должен превышать 5-8 кг, возимого – 10-30 кг. Световой поток лагерного светильника - 100-200 лм. Среднее время горения 8-12 часов. Аварийные (резервные) светильники предназначены, как дублирующие, для замены индивидуальных светильников при выходе их из строя. Их вес должен быть минимальным, а время работы позволять выход до лагеря и не должен превышать 0,5 кг, среднее время горения (без перезарядки) 5-10 часов. Требования к освещению минимальные - световой поток 5-10 лм. Специальные осветители, т.е. специальной конструкции. Среди них подводные, прожекторы и софиты. Подводные светильники – специальной герметичной конструкции позволяющей выдерживать большие давления воды при нулевой плавучести. Прожекторы предназначены для получения яркого света на большие расстояния. Софиты – светильники для киносъемок, в т.ч. под землей. Их спектр излучения должен соответствовать спектру цветной обратимой кинопленки. Как правило, их мощность 0,3-1 кВт, вес 510 кг.
4
По способу применения делятся на головные и ручные. Головные светильники крепятся на каску и являются основным освещением спелеолога, а ручные - аварийным. По виду освещения - бывают с фокусированным лучом и с рассеянным светом. При поиске и штурме полостей используются фокусированные зеркальные рефлекторы, дающие узкий луч света, позволяющий освещать дальние части пещеры. Для ведения пикетажных журналов, работы с приборами, камеральных работ, раскопок необходим рассеянный равномерный свет получаемый с помощью не фокусированных матовых рефлекторов. По виду энергии различают электрические, топливные и химические светильники. По исполнению - герметичные, брызгозащитные и обычные. При исследовании простых небольших пещер особых требований к светильникам, кроме резерва по времени горения, не предъявляется. При исследовании обводненных пещер необходимы брызгозащитные светильники, а для подводных пещер - герметичные. Конструкция спелеосветильника должна быть ударопрочной, простой и надежной в эксплуатации. Климатическое исполнение 04 для группы условий эксплуатации 2 (ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15151-69). Глава 2. ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЕ Любой электросветильник состоит из двух частей: осветителя (лампы, фары) и источника электроэнергии (батареи). Под землей разрешены к использованию электросветильники: в сырых и обводненных пещерах - до 12В, в сухих пещерах - до 24В. Для головных осветителей применяются миниатюрные или рудничные лампы накаливания и полупроводниковые светодиоды. Хотя вакуумная электрическая лампочка накаливания изобретена ещё в 1872 году, ее КПД до сих пор довольно низок 14-17%. Применение кварцевого или закаленного стекла, наполнение баллона газом под давлением (аргон или азот с 1% добавкой галогенного газа - брома, хлора, фтора, йода с незначительной добавкой криптона) улучщают характеристи-ки таких галогенных ламп. Более высокий КПД (15-20%) у газоразрядных (люминесцентных) ламп дневного света, но применение их под землей ограничено лагерными и групповыми светильниками (крупные габариты и достаточно сложные электронные схемы их запуска). Самый высокий КПД у импульсных газоразрядных ламп, но они находят применение лишь в специальных светильниках - фотовспышках. Замена металлической нити на полупроводники весьма перспективна и привела к созданию экономичных светодиодов пригодных для фонарей. Появление светодиодов с большим и большим световым потоком позволяет уменьшать их количество с 12-10 до 1.
5
Источники электроэнергии - батареи комплектуются, в основном, из гальванических элементов или аккумуляторов. В связи с достаточно высокими ценами на сухие гальванические элементы (они предпочтительны в аварийных резервных светильниках) применение аккумуляторов предпочтительнее. Выпускаемые для аварийных светильников водоналивные гальванические элементы и батареи также могут быть рекомендованы спелеологам в том же качестве. Наиболее перспективны аккумуляторные батареи, которые могут заряжаться до 800-1000 раз за время эксплуатации, имеющие небольшой вес и габариты и экологически безопасные (не содержащие вредных веществ и не создающие проблем при их утилизации). Ныне такими источниками питания для спелеологов являются щелочные кадмий-никелевые, литиевые и магниевые аккумуляторы. ОБЗОР ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОСВЕТИЛЬНИКОВ В продаже имеется большой ассортимент отечественных и импортных пластмассовых и металлических карманных фонарей, но для исследования пещер они мало пригодны. Индивидуальные головные светильники. Специально для подземных работ выпускается несколько типов рудничных светильников («коногонок») категории РН (рудничные надежные). Отличаются они по типу батарей (из герметичных или «имеющих пробки для смены электролита») и типу рефлектора фары (матовой или зеркальной). Рудничные (шахтерские) светильники типа «Кузбасс» (1,7-1,8 кг), «Украина» (1,85 кг) можно применять только в горизонтальных пещерах (катакомбах), где не нужно ползать и где мала вероятность раскалывания корпуса о скалы и срыв пробок, которые приводят к вытеканию щелочи. Щелочь, попадая на одежду, кожу и в глаза, приводит к химическим ожогам. Не менее опасно попадание её на верёвки. Быстро смыть её, особенно при преодолении вертикальных участков, при проблеме с водой в сухих пещерах не всегда возможно. Наиболее пригодны рудничные светильники типа СГГ с батареей из трёх металлических герметичных аккумуляторов (КНГ-11Д), но они всё же тежеловаты, для работы на «вертикалках» (2,1-2,5 кг). «Коногонки» имеют световой поток фары от 30 до 60 лм, время работы 10 часов. Наличие специальной рудничной лампы (Р3,75-1,18+0,5) с двумя нитями (в случае перегорания основной нити можно переключится на аварийный свет /в два раза слабее/ и доработать смену). Промышленность выпускает также головные светильники взрывобезопасного исполнения категории ВГ (взрывобезопасные герметич ные), но они ещё тяжелее рудничных фонарей.
6
1- корпус, 2 – крышка, 3 – фара, 4 – кабель, 5 – винт затвора, 6 – штуцер кабеля, 7 – резиновая трубка, 8 - поддон
Рис. 1 Светильник СГГ-3 и СГУ («Украина-4») Специально для спелеологов ряд зарубежных фирм выпускает головные электросветильники. Кроме того могут найти применение и головные светильники предназначенные для военных, альпинистов и туристов (см.табл.1). Таблица 1 Тип Вес, г Батарея Особенности конструкции FACE NORD Colombet MICRO Petzl Zoom halogene Petzl
150 100 170
3.5V, LR 12 2.5V, 2 LR6 4.5V, 3 LR12
MEGABELT
295
ARCTIC Petzl
180
CHRONO Petzl
240
FIXO DUO Petzl MYO noir Petzl SAXO Petzl
180 231 115
4.5V, 2 LR12 или 6 LR6 4.5V, LR12 или 3 LR6 4.5V, 2 LR12 или 6 LR6 6V, 4 LR6 6V, 4 LR 6 6V, 4 LR 6
Батарея в головке То же Бокс на той же резинке, фокус фары регулируется То же Бокс в отдельной сумке, фокус регулируется То же Бокс на той же резинке То же с одной ксенон-галогеновой То же
7
Наиболее привлекательна модель DUO Petzl, в головке которой совмещены две фары. Одна с галогенной лампой, позволяющей выдавать узкий луч света на расстояние до 100 м, другая - с вакуумной лампой меньшей мощности позволяет более экономно расходовать энергию батареи на «ближнем свете» (освещение до 30 м). Головка такого светильника закреплена на резинке, батарея помещается в головке или боксе, который размещается на той же резинке (сзади) или в специальной сумке. Используемые в них батарейки имеют минимальный типоразмер стандарта R3, R6 и R12, что не предполагает их длительную работу. Дооборудование их дополнительным боксом, на более ёмкие батарейки или аккумуляторы, позволяет увеличить время работы до приемлимой величины. Другое решение этой проблемы - использование такого электросветильника в качестве дублирующего (аварийного). А в качестве основного использовать “карбидку”. Кроме головных сдвоенных фонарей на лампах, различными зарубежными фирмами изготовляются сдвоенные комбинированные фонари, у которых в качестве основного («дальнего луча») света установлена лампочка накаливания, а в качестве дополнительного («ближнего рассеянного») группа светодиодов. При этом, светодиоды, как правило, имеют 3-4 основных режима – на максимальное к-во светодиодов, оптимальный (2-3 светодиода), экономичный (1-2 светодиода), резервный режим – «маячок» и мигающий. Головные комбинированные светильники фирмы Petzl см. в табл.2. Таблица 2 Тип Вес, г Батарея Особенности конструкции MYO 3 noir
237
6V, 4 LR6
MYO 5 noir
238
6V, 4 LR6
MYOBELT 3 noir
257
6V, 4 LR6
DUO LED 5
200
6V 4 LR6
DUO LED 8 DUOBELT LED 5
200 550
6V 4 LR6 6V 4 LR12
DUOBELT LED 8 DUO ATEX LED 5
550 325
6V 4 LR12 аккумулятор
8
Бокс на той же резинке, что и головка, фокус регулируется. Одна ксенон-галогеновая лампа и 3 светодиода. Дальний – до 100 м, ближний – 10 м. То же, ближний макс. - 15 м. (три режима – эконом., оптим., макс.) Бокс в отдельной сумке, фокус регулируется. Одна ксенонгалогеновая лампа и 3 светодиода. Дальний – до 100 м, ближний – 10 м. То же, 5 светодиодов, бокс на той же резинке То же, 8 светодиодов Бокс в отдельной сумке, 1 ксеноновая лампа, 5 светодиодов То же, 8 светодиодов 1 ксеноновая лампа, 5 светодиодов, взрывобезопасное исполнение, нержавейка.
Для подводных работ можно рекомендовать головной автономный световой прибор АСП-74 состоящий из головного светового прибора и пояса с переключателем и боксами с аккумуляторами (КНГ-11). Индивидуальные ручные светильники могут найти применение для освещения полостей большого объёма при разведках и топосъёмке. Для этой цели подходят переносные фонари-прожекторы имеющие ударопрочный корпус и брызгозащиту. Они расчитаны на галогеновую лампочку и аккумуляторную батарею напряжением 6 В. Для подводных работ наиболее удобны специальные фонари для дайвинга или водолазный фонарь "Берилл". Групповые светильники. Для освещения лагерей можно рекомендовать люминесцентные переносные светильники фирмы Coleman или рудничные типа ЛАС, но наиболее употребительны «пертомаксы» (газовые или бензиновые). Аварийные (резервные) светильники. Они применяются для повышения надежности освещения и должны иметь не только малый вес и габариты, но и батарейку длительного хранения. Время работы таких фонарей 5-8 часов. В качестве дублирующих средств можно использовать малогабаритные ручные светильники с лампой накаливания или светодиодами на две батарейки габаритного стандарта R3 и R6 или головные светодиодные светильники с батареей в корпусе и фурнитурой из резиновых лент (см. табл.3). Можно также рекомендовать фонари фирмы Petzl (ZIPKA, ZIPKA PLUS, TIKKA, TIKKA PLUS, TACTIKKA, TACTIKKA PLUS, TACTIKKA CAMOUFLAGE). Таблица 3 Количество Батарея Тип Особенности конструкции 1 LED Headlight 2-х режимный
светодиодов 2 3 7 3R3, 3LR3 (ААА)
LED Headlight 4-х режимный
7
3R3, 3LR3 (ААА)
Микро 7-и режимный
5
3R3, 3LR3 (ААА)
4 Брызгозащита. Режимы: 3 св.диодa 120 часов работы, 6 - 60 часов работы. Брызгозащита. Режимы: 1 св.диод - 150 часов работы, 3 - 60 часов работы, 7 – 20 часов работы, 7 - маячок 5 св.диодов (пост., пульс., маячок) 1 – (3 пульс.+ маячок) Резинка съёмная. Корпус дополнен магнитиком для «приклеивания» к металлическим поверхностям
В резервных фонарях хорошо использовать батарейки LR («накальные» Alkaline) и длительного хранения (типа DURACELL).
9
Можно рекомендовать, но только для сухих горизонтальных пещер, дублирующий фонарик с ручным генератором («жучок»). В индивидуальный комплект самоспаса необходимо включать, для расширения возможностей, газовую пьезозажигалку с встроенным светодиодным светильником, которую можно купить в любом киоске. Специальные светильники. Софиты находят применение для киносъёмки. Это автономный киноосветитель "Блик-300", состоящий из фары с тремя лампами КГМ –12В-100Вт со штативом и пластмасовой коробки на ремне с аккумуляторами типа СЦД. Вес коробки – 3 кг, фары - 1 кг, штатива 2 кг. В качестве киноосветильника можно рекомендовать прибор световой подводный автономный ПСПА-80 с водоактивируемой батареей. Он годится для освещения обводненных и подводных полостей. Прожекторы ручные с аккумуляторами в брызгозащитном исполнении различных фирм можно подобрать в любом магазине для охотников или автозапчастей. Среди них фонари французской фирмы Wonder. САМОДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЕ Степень работоспособности (утомляемость по зрению) спелеолога зависит от уровня освещенности пещеры. Установлено, что при освещенности менее 0,03 лкс глаз человека переходит на ночное зрение (колбочки в сетчатке глаз). Адаптация к ночному зрению полностью заканчивается через 1-1,5 часа, при этом чувствительность увеличивается к зеленому свету и уменьшается к красному. Желтый и синий цвета занимают промежуточное положение. Для преодоления рельефа, спуско-подъемных, топосьёмочных, камеральных и других работ под землей глаз должен функционировать на дневном зрении (палочки в сетчатке глаз). Существуют гигиенические требования. Для переносных источников света (рудничных) нормы освещенности должны быть не менее 20 лкс. Таким условиям соответствуют светильники со световым потоком 30-40 лм. Если паспортные данные световых потоков ниже нормы, можно поднять их за счет увеличения напряжения питания по сравнению с номинальными. При выборе ламп и батарей нужно помнить, что между световым потоком лампы и напряжением питания подаваемого на нее существует квадратичная зависимость. Другими словами, при отклонении номинального рекомендуемого в паспорте лампы напряжения, к примеру, в два раза происходит увеличение или уменьшение светового потока в четыре раза. Эта зависимость должна учитываться при анализе вольт-амперных характеристик выбранных батарей. Если различные аккумуляторы и ртутно-цинковые элементы не очень критичны к изменений своего напряжения в процессе разряда, то у марганцево-цинковых элементов в пределах песпортной ёмкоски напряжение падает почти в два раза. Избежать "недонакала ламп" можно следующим образом. 10
1. Заменять лампы при уменьшении яркости в процессе разрядки батареи на напряжения с меньшими номиналами (6,3 на 3,5; 3,5 на 2,5). 2. Напряжение батареи рассчитывать по минимальному разряженному напряжению. 3. Комбинируя первый и второй способы.
Следует помнить, что светильник с подсевшими батареями не только резко уменьшает световой поток, но и дает спектр света, смещенный в сторону красного и желтого цветов, что дополнительно ухудшает видимость. При расчете времени работы светильника руководствуются емкостью элементов батареи, исходя из формулы 1. Т=А:I (1) где Т - время работы в час, А - емкость батареи в А.ч., I - ток нагрузки лампы в Амперах.
Увеличивать емкость батарей можно за счет включения параллельных цепей из элементов или аккумуляторов. При решении вопроса, чему отдавать предпочтение – гальваническим элементам или аккумуляторам, необходимо исходить из ряда условий. 1. При больших разрядных токах аккумуляторы выгоднее, (более 0.3 А). 2. При частом употреблении светильника, когда стоимость гальванических элементов превышает стоимость аккумуляторов (в расчете на время эксплуатации 3-5 лет), выгоднее аккумуляторы. 3. Если время пребывания под землей превышает ёмкость аккумуляторной батареи и нет возможности подзарядки («ненаселёнка», многосуточная «подземка» и т.п.), то предпочтение следует отдавать гальваническим элементам.
Головные светильники состоят из головки (фары), крепящейся на каску, бокса для батареи и соединительного шнура с разъемом со стороны бокса. Иногда ошибочно полагают, что отсутствие разъема и переключателя у аналогичных рудничных светильников связано с повышением надежности. На самом деле это простой способ обеспечения взрывобезопасности в рудниках опасных по взрыву газов, что для карстовых пещер совсем не существенно. При наличии взаимозаменяемых «батареек» (элементы LR20 по стандарту ЕС (373 по старому стандарту СССР), РЦ-93 или аккумуляторы типоразмера D, КНГЦ-ЗД) применяют простую электросхему, составив батарею из трех гальванических элементов (аккумуляторов) подкляченных последовательно. При наличии батарей LR 12 (3336 "Планета") применяют электросхему в соответствии с рис. 3 - на две батареи. SA
Рис.2. Схема под " две плоские батарейки"
11
Ещё в 1962 году харьковский спелеолог Ю.Симонов (Л6) проанализировал наиболее распространенные марганцево-цинковые солевые элементы питания и дал оптимальные рекомендации по их применению. Наиболее выгодно питание от батареи из 6 элементов типа LR20 (373), которая состоит из двух трехэлементных (по 4,5В) батарей. Сначала эти батареи включаются параллельно на лампочку МН3,5-0,26, затем после подсадки напряжения лампочку меняют на МН2,5-0,15. Когда и эта лампочка начинает светить тускло, то лампочку снова меняют на МН3,5, а батареи переключают с помощью фишки последовательно (на 9В). Преимущество этой схемы в том, что лампы работают в перекальном режиме, выдавая оптимальные световые потоки. В 1968 г. львовский спелеолог М.Савчин усовершенствовал схему Симонова, применив вместо фишки тумблер и эпоксидные компаунды для корпуса взамен алюминиевого. Позже львовский спелеолог В. Овчаренко модернизировал конструкцию, установив тумблер с нейтральным положением, что полностью исключило саморазряд батареи при транспортировке. Схема на четыре плоские батарейки применялась черниговскими спелеологами и позволяла после подсадки батареи в параллельном соединении переключиться на последовательной соединения её частей (с 4,5В на 9В). Но, ныне, при наличии экономичных светодиодных головных светильников батареи из 4-6-8 элементов применять не целесообразно. Типичная ошибка при выборе числа и типа электроэлементов заложена в конструкцию (Л3), в которой вместо шести «больших круглых батареек» применяются четыре. На первый взгляд такое питание дает выигрыш в весе, однако, из-за применения в ней лампочки МН2,5-0,15, которая имеет и при номинальном напряжении недостаточный световой поток, - всего 2 лм. А при разрядке батареи напряжение на ней падает ниже номинального (до 1,4 В). То есть, уменьшив вес батареи на треть, по сравнению со схемой Симонова, световой поток ухудшился в 3-4 раза!
Базовые светильники должны равномерно рассеивать довольно яркий свет, при котором можно выполнять в лагере камеральные работы (чертить, вести записи и т.п.). Такие светильники, должны обеспечивать освещенность рабочего места не менее 200 лкс и многосуточную работу без замены питания. Накальные лампы, даже галогенные, в таких светильниках требуют батарей питания большой ёмкости и по этой причине нецелесообразны. Можно воспользоваться переносными люминесцентными лампами, но из-за повышенной влажности под землей только в брызгозащитном исполнении. Проще такую лампу заменить её на бензиновый или пропанбутановый «петромакс». В стационарном (длительном и многократном) подземном лагере, при наличии постоянного водотока, можно в качестве питания воспользоваться гирляндной гидроэлектростанцией. Специальные фонари (подводные фонари, фотовспышки, киносветильники и т.п.) очень сложны для самодельного изготовления, специфичны и в данной работе не рассматриваются. 12
Аварийные фонари. Они должны быть простыми по конструкции. Аварийный светильник можно изготовить из подручных материалов. Роль рефлектора в нем может выполнять конусная часть пластмассовой бутылки. В горлышко вставляется лампочка, которая для фиксации оборачивается слоями изоленты ПХВ (скотча). Припаянные к лампе провода выводят на бокс. Бокс также делают простейшим: спаяв батарейку из гальванических элементов, и обернув их в полиэтилен.
Но наиболее оптимальны для аварийных электрофонарей водоактивируемые (водоналивные) батареи типа «Маячок» и миниатюрные светильники со спасательных плотов или жилетов. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКРООБОРУДОВАНИЕ Электростанции. Если заброску можно производить с помощью транспорта и позволяют финансы, то арегаты бензоэлектрические (АБ) могут найти применение для освещения наземных лагерей, подзарядки аккумуляторов и др. целей. Наиболее оптимальны такие станции минимальных габаритов и веса и мощностью 0,5-1,0 кВт. Напряжение питания таких станций для полевых условий не должно превышать 24-36 В. Располагать их следует вдали от входов, чтобы отработанные газы не попадали внутрь пещеры. Тернопольские спелеологи разработали и успешно опробовали самодельный АБ конструкции С. Максимова. Он изготовлен из промышленных унифицированных узлов: двигатель взят от бензопилы "Дружба", а генератор от грузового автомобиля. Он удобен при переноске, так как легко разбирается на части. Электрохимические генераторы тока (ЭХГ). В них газ преобразуется в электричество за счет химических реакций. Созданы водородно-воздушные ЭХГ для питания переносной телеаппаратуры (напряжение 12 В, мощность 15Вт, срок службы 2000 ч). В качестве горючего служит водород, получаемый из гидрида при воздействии воды, а окислителем является атмосферный воздух. В других системах ЭХГ в качестве горючего используются сменные газовые баллоны с водородом или природным газом. Мощность автономных ЭХГ достигает 1 кВт и более при весе и габаритах значительно меньших, чем традиционные бензоэлектрические агрегаты. Гирляндные гидроэлектростанции (ГГЭС) могут использоваться в пещерах и на поверхности близ речек и водотоков. Основа ГГЭС - трос-вал на котором закреплены турбины. Профиль турбин похож на латинскую "S". Они состоят из пары лопастей и двух боковых шайб. Изготовить из можно из консервных банок. Они соединяются парами и крепятся к тросу гирляндой так, чтобы трос работал на скручивание. Закреплять гирлянду нужно так, чтобы турбины работали на погружение, тогда КПД их выше. Находясь в потоке, гирлянды турбин вращаются, а с ними вращается и трос, который через редуктор, вращает автомобильный генератор. Такую установку можно устанавливать в потоке с глубиной не менее 25 см и скорости, не менее I м/с. Станции мощностью до 2 кВт работают надежно. Устанавливать в подземных лагерях их можно 13
стационарно на несколько лет. Они экологически чистые. Чертежи гирлянд Б. С. Блинова опубликованы в журнале Техника молодёжи (см. Л1). Преобразователи. Они находят применение для преобразования постоянного напряжения батареи в переменное. Схема универсального преобразователя Ю. Конева обладает высоким КПД. Его мощность до 50 Вт. (Л9). Представляет интерес преобразователь (рис. 3.) обеспечивающий плавную регулировку прерывистого режима (мигания) работы светильника. Он может использоваться как тестер проверки на утомляемость спелеолога или применяться в режиме «маячка». Транзисторные преобразователи рекомендуется ставить лишь на аккумуляторы. Экономия ёмкости батареи за счет прерывистого режима происходит, но только для аварийных режимов. В режиме переменного тока экономия емкости весьма проблематична.
Рис.3. Схема преобразователя
Светильники с преобразователями могут использоваться как прибор (тестер) для определения степени утомляемости спелеолога по критической частоте слияния мельканий (КЧСМ). Метод КЧСМ очень прост. Находят границу слияния мельканий, устанавливая её переменным резистором в состоянии хорошего самочувствия, и делают отметку на ручке потенциометра и корпусе. Повторные проверки показывают изменение восприятия в сторону уменьшения частоты слияния мельканий при утомлении относительно калибровочной метки. Более сложный метод определения устойчивости ясного видения (Л13) требует дополнительных приспособлений и здесь не приводится.
Зарядное устройство (ЗУ). Для зарядки аккумуляторов в стационарных условиях применяют промышленные зарядные устройства различных типов. В магазинах имеется широкий выбор зарядных устройств, для аккумуляторов типоразмера АА и ААА. Для зарядки аккумуляторов КН и КНГ можно воспользоваться ЗУ типа ВСА-5К или индивидуальным самодельным. Простое ЗУ для зарядки одного рудничного светильника (коногона) приведено на рис.4. Конденсатор применяют только типа МБГЧ. Но включать в сеть его можно только при подключенном аккумуляторе. Во избежание 14
сетевого напряжения на выходных клеммах, желательно конденсатор заменить трансформатором снятым со старого телевизора (типа ТВ 1 с выходной обмоткой на 6 В.)
Рис. 4. Простое нерегулируемое ЗУ
Для зарядки герметичных аккумуляторов применяют схемы с ручной регулировкой (рис.5).
Рис. 5. Тиристорная схема зарядного устройства с регулировкой Ручной электрогенератор (РГ) для зарядки аккумуляторов в полевых условиях. РГ типа Э-348м применяются для зарядки аккумуляторных батарей 2КНП-24. Их можно использовать для зарядки рудничных аккумуляторов. Самодельный генератор можно изготовить, взяв за основу велосипедный генератор или РГ со списанных спасательных шлюпочных радиостанций. ГЛАВА 3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОСВЕТИЛЬНИКОВ ЭЛЕКТРОЛАМПЫ. В туристских, альпинистских и спелеологических головных светильниках применяются стандартные лампочки с цоколем типа Е 10/13 (диаметр 9,5 мм и «эдисоновская» резьба для вкручивания лампочки в патрон). Имеющиеся в продаже вакуумные лампочки отечественного производства носят название миниатюрные лампы накаливания (МН) и имеют шарообразную колбу, что соответствует лампочкам стандарт в ЕС. Кроме того, в ЕС освоено производство более мощных галогенных лампочек, имеющих цилиндрическую колбу (см. табл. 4). За счет увеличения температуры нагрева нити в атмосфере инертного газа они имеют силу света в 1,5-2 раза выше, чем у вакуумных ламп. Выше у них сроки продолжительности горения и равномернее свечение за счёт уменьшения 15
испарения вольфрама и частичного его осаждения обратно на нить. Все лампочки ЕС изготовляются с фокусированной нитью накала. Для карманных фонарей выпускают лампочки типа стандарт с линзой на колбе. Среди них отечественные МНЛ2,5-0,25 со световым потоком 4 лм и продолжительностью горения 50 час и МНЛ2,2-0,18 со световым потоком 2 лм и продолжительностью горения 30 час. Таблица 4 Тип
Номинальные величины Напряжение, В
Мощность, Вт МН1,25-0,25 1,25 0,25 0,8 0,31 МН2,3-1,25 2,3 1,25 21,0 2,88 МН2,5-0,15 2,5 0,38 0,15 2,3 МН2,5-0,29 2,5 0,29 4,0 0,73 МН2,5-0,54 2,5 1,35 0,54 7,0 МН2,5-0,72 2,5 0,72 12,0 1,80 МН3,5-0,14 3,5 0,14 0,49 3,7 МН3,5-0,26 3,5 0,26 0,91 7,5 МН6,3-0,3 6,3 0,30 8,5 1,89 МН6,5-0,34 6,5 2,21 0,34 17,6 Стандарт 1,5 1,38 0,16 4,0 -«_ нет свед. 2,5 0,25 0,63 Галоген то же 2,4 0,70 1,68 -«-«2,8 0,22 0,62 -«2,8 -«2,38 0,85 -«-«3,6 2,52 0,70 -«-«4,5 0,85 2,25 -«-«4,8 0,70 3,36 -«-«4,8 0,85 4,08 -«5,5 -«5,50 1,00 -«-«6,0 3,00 0,50 -«6,0 0,70 -«4,20 -«6,5 0,50 -«3,25 -«-«6,5 0,70 4,55 *первая цифра для ламп со знаком качества/вторая – 1-й категории Примечание: В таблицу 3 не включены лампы типа МН имеющие очень маленькие мощности (МН2,5-0,068) или срок службы менее 30 часов (МН2,5-0,4; МН3,0-0,14), а также лампы с тем же цоколем типа ОП (ОП3,5-0,9; ОП6,3-0,22 и др.) ввиду их дефицитности. Рудничные лампы накаливания, используемые в шахтных светильниках (см. табл. 5 и рис. 6). Они имеют цоколь типа В15/18. Их масса – 8 г. Особенностью этих ламп является то, что в их конструкции две нити накала: рабочая и резервная (меньшей мощнос Рис. 6. Лампа рудничная ти и уменьшенного срока работы). Ошибка состоит в том, что спелеологи принимают резервный режим за «ближний свет» по аналогии с автомобильными лампами, что ошибочно. Из табл. 5 видно, что время работы
16
Ток, А
Световой поток, лм
Средняя продолжительность горения, час. 70/60* 105/75 60/45 450/300 700/550 160/120 50/45 50/30 1500/1000 200/150 нет свед. то же -«-«-«-«-«-«-«-«-«-«-«-«-
этой нити в 2,5-4,5 раза короче. Резервная нить является аварийной и предназначена для работы в случае перегорания основной нити накала.
Таблица 5 Тип лампы Р 3,75-1+0,5 Р 3,75-1,18+0,5 Р 3,75-1
Номинальные величины Напряжение, В 3.75 3.75 3.75
Ток, А 1,0 и 0,5 1,18 и 0,5 1,0
Световой поток, лм 48 и 21 60 и 21 48
Средняя продолжит. горения, час. 220 и 50 125 и 50 300
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНЫ И БАТАРЕИ. Ныне выпускает множество типов гальванических элементов и батарей различных систем. Элементы и батареи марганцево-цинковой системы Они наиболее распространены. Гальванические марганцево-цинковые элементы (МЦЭ) устойчивы к ударам, хорошо работают в диапазоне пещерных температур. Изготовляются разновидности МЦЭ – на солевом и щелочном электролитах. МЦЭ рассчитанные на небольшую нагрузку (полупроводниковые элементы, в т.ч. светодиоды) и длительную работу имеют международную маркировку R, а допускающие работу на большие токи – LR. МЦЭ со щелочным электролитом обладают повышенными на 10-30% характеристиками по сравнению с солевыми. МЦЭ не рекомендуется хранить в теплом месте, их также следует оберегать от влаги. Их сроки хранения не превышают 1 года. При понижении температуры хранения (до -5°С) МЦЭ позволяют увеличивать вдвое сроки хранения по сравнению с паспортными. Все типоразмеры «батареек» стандартизированы (см. табл. 6). Кроме того, они имеют разные режимы работы и соответствующие маркировки. Особенностью МЦЭ является падение напряжения в процессе их работы. При этом нормой считается падение напряжения с 1,5 до 0,8В. Принято считать, что потеря половины ёмкости МЦЭ приводит к падению напряжения до 0,8В. Падение напряжения МЦЭ до 0,8В приводит к потере яркости нитью накала лампочки, что может быть ошибочно истолковано как расходование всей паспортной ёмкости. Величина нагрузочного тока неоднозначно сказывается на времени работы МЦЭ. Так, самый простой из них солевой (типа 373) при нагрузке 100мА теряет минимальное номинальное напряжение через 20 часов, при нагрузке 200мА – через 8 часов, при нагрузке 300мА – через 4 часа. МЦЭ очень чувствительны к предельной величине нагрузочного тока. Хотя они допускают большую нагрузку (солевой 373 до 0,2-0,3 А), наилучший режим работы могут обеспечивать лишь при оптимальных токах, которые составляют 1/20 - 1/50 номинальной емкости. Поэтому при конструировании батарей необходимо предусматривать параллельные ветви для облегчения режима нагрузки на отдельные элементы.
17
Отечественные элементы работают: "Орион М" (373) при токе 0,1 А 25 часов, при токе 0.25А - 6 часов, при токе 0,3А - 4,5 часа "Юпитер М" (343) при токе 0,1А - 9 часов, при токе 0.25А - 2,7 часа. Если МЦЭ работали в краткосрочном режиме, то они обладают свойством восстанавливать напряжение. Для отечественных 373 МЦЭ наиболее оптимальным является режим, не превышающий 4-часового разряда в сутки. В этом случае продолжительность их работы - в 1,3 – 1,7 раза выше, чем при непрерывном разряде. Таблица 6 Типоразмер по Нагрузки Напряжение, Габариты, мм стандартам В ЕС СНГ Диаметр (D) Высота (H) ААА АА C D
316 343 373
LR03 LR06 LR14 LR20
1,5 1,5 1,5 1,5
10 14 26 34
45 50 48 75
Рекомендуется прерывистый режим работы МЦЭ возможности выключать свет хотя бы на короткое время.
т.е.
при
Батарея 3R12 (3336, «плоская») МЦЭ занимает особое место. Эта довольно распространенная батарея содержит в своём пластиковом корпусе три элемента R12 (316). Её габариты 62х22хН67. Элементы 145, 165 («телефонка») МЦЭ. Эта довольно старая конструкция заслуживает особого внимания для работы в тяжелых пещерных условиях. Практика исследования московскими спелеологами показала её высокую надежность и простоту. Она имеет минимальную стоимость при большой емкости (до 10А.ч). Её корпус механически прочен и влагонепроницаем. 145Л, 165Л и 165У элементы остаются работоспособными после 6 часов пребывания в воде, а 145У - после 48 часового пребывания в воздухе влажностью 98% и температурой 40°С. Батареи легко комплектовать из двух-трех последовательно включенных элементов простым скручиванием проводников. Их можно использовать без бокса, достаточно иметь брезентовую сумку для переноски либо специальный карман на комбинезоне. Их напряжение 1,5В. Габариты у 145 элемента 42х42хН102, у 165 элемента 57х57хН132.
Элементы и батареи на окислах титана Это элементы и батареи DURACELL и ALRALINE. Они имеют улучшеныe характеристики приближающиеся к аккумуляторам (см. табл.6 и 7). Кроме того сроки их хранения превышают МЦ элементы и составляют 8 лет. Они изготовляются под стандартные типоразмеры. В процессе работы их напряжение почти не изменяется. Не критичны они и при работе на большие токи. Таблица 7 Типоразмер ААА АА C D
18
Нагрузки LR03 LR06 LR14 LR20
Напряжение, В 1,5 1,5 1,5 1,5
Ёмкость, А.час 0,5-1 1-2 2-3 4-5
Водоактивируемые (водоналивные) батареи применяются как аварийные источники электропитания в различных спасательных устройствах. Но при достаточном их количестве их успешно могут использовать и качестве основного источника энергии. Что особенно удобно в обводненных пещерах. Водоналивные батареи медно-хлористой системы - разовые батарейки, используемые для аварийно-поисковых огней в море. "Маячок-1", "Маячок-2" и ЗМХМ-7ч вместе со светильником запаяны в полиэтиленовый мешочек и в талом виде хранятся. Они имеют полиэтиленовый корпус, в боковой стенке и на дне которого расположены отверстия, закрытые пробками до момента эксплуатации, для приведения батареи в рабочее состояние необходимо убрать пробки и наполнить её морской водой или соляным раствором (NaCl - концентрации 15 г/л). Батареи "Маячок" при работе на лампу МН 3,0-0,14 и дают устойчивое освещение. "Маячок-1" в течение 10 часов, а "Маячок-2" - 15 часов. ЗМХМ-7ч - конструктивно выполнена так же, как "Маячок", но имеет выводы на 1,2 и 2,4 В. Она может заливаться как пресной так и морской водой. Срок её работы на ту же лампу - 6 часов.
Водоналивные воздушно-магниевые источники тока типа "Сатурн" имеют напряжение 2,5 В, емкость от 6 до 25 А.час. Их удельные энергетические характеристики в 3-5 раз выше, чем у выпускаемой промышленностью ХИТ и НК аккумуляторов. Электрохимический пакет источника состоит из двух анодов (сплавы магния) и двух катодов (углеграфитовые промотированные материалы на сетчатой основе). В качестве электролита в них используется обычная поваренная соль с концентрацией 3-25%. Электролит находится в полусвязанном состоянии в целлюлозной высокопористой матрице. Эти ХИТ просты в эксплуатации, а в сухом виде срок их хранения практически не ограничен. АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ. В настоящее время в спелеологии широко используется аккумуляторные батареи для питания переносных и лагерных светильников. Типы аккумуляторов, выпускаемых промышленность очень разнообразны. Спелеологи зачастую применяют их без учета подземной специфики. Свинцовые кислотные аккумуляторы. Применять их под землей не рекомендуется, так как они имеют большой вес, сложны в зарядке и боятся замыканий. Серебряно-цинковые (СЦ) и серебряно-кадмиевые (СК) щелочные аккумуляторы. Имея высокую емкость на единицу веса и малые габариты, они кажутся привлекательными. Но их дороговизна, незначительное число циклов заряд-разряд (от 5 до 100 циклов), малый срок службы (6-9 месяцев) и взрывоопасность не рекомендует их применение в спелеологии. СЦ аккумуляторы при работе в наклонных положениях (до 90°) допускают лишь краткосрочную работу (до 10 мин). Переноска их в наклонном и перевернутом положении приводит к разрядке и может вызвать короткое замыкание. Они требуют специальных зарядных устройств, боятся перезарядки. Все заряженные аккумуляторы при коротком замыкании могут взорваться. СК аккумуляторы лишены недостатков СЦ аккумуляторов, в том числе главного - не боятся коротких замыканий и поэтому безопасны, но они очень дорогие. 19
Никель-кадмиевые (NiCg) и никель-металлогидридные (NiMh) щелочные аккумуляторы (Rechargeable). Стандарт ЕС НR (см. табл. 6) Хорошо зарекомендовали себя для работ под землей. При выборе батарей следует учитывать, что нагрузочные токи на них не должны превышать 30% их паспортной емкости. В продаже имеется большой ассортимент отечественных и импортных аккумуляторов (регенерируемых батареек тип HR) стандартного типоразмера (см. табл.8). Наиболее надежны аккумуляторы фирмы VARNA. Китайские HR (фирмы GP) наименее надежны, т.к. их паспортная ёмкость завышена. Таблица 8 Типоразмер Нагрузки Напряжение, В Ёмкость, mА.час ААА АА
НR03 НR06
1,2 1,2
C D
НR14 НR20
1,2 1,2
850, 950, 1000 1000, 1700, 1800, 2000, 2100, 2200, 2300, 2500, 2700 2000, 2500 4000, 5000, 7000
Сведения о зарядке обычно указаны на аккумуляторах HR. Обычно, зарядный ток КН и НМ составляет 10% от из паспортной ёмкости при времени зарядки до 10 часов. Аккумуляторы КНГ10Д, КНГК-11Д, КНГК12С довольно удобны в эксплуатации. Они герметичны, ударопрочны, просты в эксплуатации, не требуют заливок электролита. Выпускаются с индексами "с" - средний режим, "д" - длинный режим и "к" - короткий режим. Для спелеологии могут быть рекомендованы КНГ с индексами "с" и "д". Их ёмкость 10, 11 и 12А.ч. соответственно, а напряжение 1,26-1,0В. Они предназначены для работы в шахтах и т.п. На основе этих аккумуляторов созданы различные типы батарей и блоков. Рекомендуется составлять батареи из двух-трех последовательно включенных аккумуляторов. Допускают эксплуатацию свыше 6 лет и не менее 1000 циклов зарядки. Наиболее распространенный КНГК-11Д имеет габариты 49,6х33,6хH124, вес 440 г. Режим зарядки: токам 1,1А не более 10 часов. Аккумуляторы КНГЦ-ЗД предназначены для работы в переносных устройствах. Их ёмкость 3А.часа, напряжение 1,26-1,0В и вес 170г. Допускают эксплуатацию свыше 5 лет и не менее 800 циклов зарядки. Они взаимозаменяемы (диаметр 34, высота 61,5мм) с гальваническими элементами и аккумуляторами типоразмера D. Режим зарядки: токам 0,3А не более 10 часов. Аккумуторные батареи 2КНБ-20, 2НКП-24М предназначены для работы в переносных устройствах и хорошо зарекомендовали себя в многосуточных исследованиях пещер Оптимистическая (Подолье) и Пантюхина (Кавказ). Они допускают 400 циклов перезарядки. Их емкость 20 и 24А.ч соответственно. Вес 2КНБ (корпус металлический) 1,5 кг, 2КНП (пластмассовый) - 0,75 кг. Габариты 83х64хН126. Рабочее напряжение 2,5-2,0В. В качестве электролита применяется едкий калий плотностью 1,27-1,29 г/см3 без добавления едкого лития. Режим ускоренной зарядки: 2 часа током 5А, затем 6 часов током 2,5А.
ГОЛОВКИ-ФАРЫ СВЕТИЛЬНИКОВ. Хорошо зарекомендовали себя головки (фары) рудничных светильников. Они выполнены в ударопрочном, влагозащищенном и надежном исполнении, (рис. 7). Головка имеет контакта "+", "-" на корпусе для подзарядки батареи. Переделка рудничной фары заключается в снятии стопорного винта (11), втулки (8), 20
контакта (13), замене шнура и замене рудничной лампы переходником (рис.8) для использования миниатюрных ламп. Наличие сменных рефлекторов (матовых и зеркальных) и ламп делает фару универсальной. При пайке проводов на головке нужно убедиться, что "минус" находится на корпусе головки (корпусе держателя лампы) и бокса. Контактный винт (14) следует исключить из электрической цепи, это уменьшит ток саморазряда через корпус головки и через головку - бокс. I - корпус; 2. - приемное кольцо; 3 - лампочка накаливания; 4 – патрон; 5 - органическое стекло; б - рефлектор; 7 - переключатель; 8 - втулка; 9 - скобка; 10 – резиновое кольцо; 11 - стопорный винт; 12 – контакт переключателя; 13 - серебряный контакт; 14 – контактный винт; 15 - цанга; 16 штуцер.
Рис.7 Фара светильника "Украина" и СГГ Переходник проще изготовить, используя цоколь перегоревшей рудничной (автомобильной лампочки и патрон для лампочек МН (с ёлочных гирлянд и т.п).
Рис.8 Переходник СОЕДИНЕЛЬНЫЕ ШНУРЫ И КАБЕЛИ. Шнуры и кабели применяются в самоделках для соединения фары с боксом. Обычно фара соединена с кабелем, а со стороны бокса устанавливается разъем. Неразъемное соединение фары и бокса не рекомендуется, так как это не очень удобно при транспортировке, эксплуатации и ремонте. Допускается применение двухжильных герметичных, не боящихся грязи, крепких шнуров. Они должна обеспечивать многократные перегибы. Мишурные провода с тканевой оплеткой и монтажные не допустимы. Использовать шнур от «коногонки» не желательно, так как он тяжел. Можно порекомендовать электрошнуры и кабели для переносных устройств диаметром 5-10 мм (ПМПЭВ 2х0,35, ПМПЭВ 2х0,5, КММ 2х0,35, НРШМ 2х1,0, КРШС 2х1,0, ШВШ-2 и др). РАЗЪЕМЫ применяется для соединения шнура с боксом. Их следует выбирать на напряжения не более 50В и ток до 1-2А, количество сочленений не менее 500, масса не более 50г. Розетки должны быть достаточно удобными в обращении, не иметь выступающих царапающих частей и мелких забивающихся глиной деталей. Розетки (колодки) на 21
боксах должны иметь гнёздные клеммы, что уменьшает вероятность замыкания батареи питания при транспортировке, а кабельные вилки штыревые. Оптимальны четырехконтактные разъёмы. Для повышения надежности электроцепей пары дублируются. Рекомендуется следующее стандартное соединение: • •
1 и 2 контакты на «плюс», 3 и 4 на «минус».
В одном клубе, экспедиции (штурмовой группе) желательно применять однотипные разъёмы, или позволяющие сочленять вилки и розетки из разных светильников (в том числе, резервных блоках питания). При использовании кабельных вилок для экранированных проводов на кабель одевается резиновая (ПХВ) трубка, которая зажимается винтами планки входящих в комплект вилки. Ныне на радиобазарах широкий выбор разьёмов, но лучше применять отечественные разъёмы с розетками 2РМ14Б4Г1В1(А2, А1, П1), 2РМТ14Б4Г1В1(А1, А2), ГК2РМ14Б4Г1-А1, ГК2РМ14Б4Г1В1 и кабельными вилками 2РМ14КПН4Ш1В1(А2, А1, П1), 2РМТ14КПН4Ш1В1(А2, А1, П1), ГК2РМ14КПН4Ш1А1. Их контакты изготовляются с покрытием серебром (В1), золотом (А1,А2), платиной (П1) и они все взаимозаменяемы. БОКСЫ И СУМКИ. Для хранения, переноски и использования батарей электропитания применяют различные самодельные конструкции блоков (боксов, систем). Наибольшее распространение получили боксы под три и шесть элементов (аккумуляторов) D (373), т.е. больших круглых батареек (аккумуляторов). Они дополнительно оборудуются наплечным ремнём для переноски. Наличие мощных батареек (LR14 LR20) и аккумуляторов (HR14 и HR20 (ёмкостью до 7 А.ч), а также переход на светодиоды позволяет перейти на трезэлементные боксы под типоразмер C и D или вовсе отказаться от них. Боксы изготовляются из алюминия, щелочестойких пластмасс и эпоксидных компаундов. Батареи из 145, 165 элементов или 3КНГК11Д, 2КНП-24М помещают в сумку. Она удобна и для «коногонки». Кроме удобств, при работе и транспортировке, сумка служит для хранения ЗИПа, дублирующего светильника, свечей, аптечки, комплекта самоспаса и т.п. Сумка должна быть изготовлена из брезента («кордуры») или плотного прорезиненного капрона. Можно использовать сумки от противогазов. Подходящую сумку можно подобрать в магазине, торгующем старой армейской амуницией. Для хранения аккумуляторной батареи можно рекомендовать сумку от армейского светильника УАС. Самодельные боксы удобно хранить в специальных карманах сшитых с внутренней стороны комбинезона, лучше на боку (в районе подмышки), где бокс не стесняет движений.
22
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ. Для включения и выключения светильника, переключения рода работы батареи и т.п. применяют различные переключатели. Кнопочные переключатели с фиксацией положения менее приемлемы, так как возможно случайное начатие, более удобны переключатели типа "тумблер". Рекомендуется применять переключатели и тумблеры на ток до 1-5А, напряжение до 50В с числом переключений не менее 10 тыс., во всеклиматическом или тропическом исполнении. Двухполюсные на 2 положения (типа П2Т-1-1К, МТ3-Т и др.), двухполюсные на 3 положения (типа П2Т2-1Т и др.) или четырехполюсный на 2 положения (ТВ1-4Т и др.) отечественные и импортные имеются в радиомагазинах в широком ассортименте. Можно подобрать для своей конструкции тумблеры с рычагом переключения оборудованным протектором или светящимся составом.
ПРОЧИЕ ИЗДЕЛИЯ. В качестве крышек на боксы можно использовать алюминиевые заглушки от разъемов для блочной части соединителей 2РМ и 2РМГ (заглушка блочная ГЕ6.433.045-12 под резьбу М36х1,5 или ГЕ6.433.045-16 под резьбу М42х1,5. ГЛАВА 4. ХИМИЧЕСКОЕ И ТОПЛИВНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Один из привычных и очень древний способ - получение света через нагревание. Освещение, получаемое за счет сгорания твердого или жидкого топлива, или газа, применяется и в спелеологии, но только в пещерах, не имеющих взрывоопасных газов и пыли. Недостатками таких светильников являются: выделение копоти и вредных газов, хрупкость конструкции, пожароопасность и т.д. Преимущество – простота, а также то, что они дают дополнительное тепло, что не бывает лишним при работе в холодных и обводненных пещерах. Рекомендуется использовать топливные и карбидные светильники, в основном, для освещения лагерей и в качестве аварийного света (дающего ещё и тепло). Из топливных светильников для работы под землей можно рекомендовать бензиновые и газовые лампы "Петромакс". Применять керосиновые, нефтяные и сальные светильники запрещается, так как они выделяют много гари и вредных газов (угарный, углекислый и др.) и вредны для экологии пещер. СВЕЧИ. Это самый простой и очень древний источник света. К недостаткам следует отнести хрупкость при транспортировке, не надёжная работа в движении, выделение копоти и газов (см. табл. 9) Таблица 9 Тип свечи Условия работы Время работы, час Примечание стариновая парафиновая
на бивуаке в движении на бивуаке в движении
4,0 1,5 3,5 1,0
диаметр 20 мм, высота 220 мм диаметр 20 мм, высота 220 мм
Самодельные свечи. Наиболее удобны из-за простоты их изготовления. В цилиндрический пластиковый пузырёк с широкой горловиной от косметики или моющих средств диаметром 50-80мм и высотой 120-180мм, закрепив по середине на 23
проволочной перекладине фитиль из хлопчатника, небольшими порциями (чтобы пузырек не плавился) заливают расплавленный парафин, стеарин или воск. Чтобы фитиль был установлен посередине, его следует перед заливкой зафиксировать. Для этого в середине донышка делается отверстие, куда и продевается фитиль, на противоположном конце которого завязывают узелок. Затем натягивают фитильную веревочку и закрепляют её на горлышке проволокой. Для удобства транспортировки крышку пузырька можно вернуть на место, а торчащий у донышка узелок срезать. Перед употреблением снимают крышку, срезают излишки пластика и зажигают фитиль. По мере выгорания парафина пластик срезается.
ЛАМПЫ «ПЕТРОМАКС». Источником света в этой лампе служат соли тория, нанесенные на сетку или колпачок, нагреваемые пламенем бензиновой или газовой горелки. Бензиновые петромаксы крупнее размером (не разборные) и мощнее (250-400 Вт). Время работы на одной заправке до 10 часов. Газовые (пропан-бутановые) немного меньше, проще. Их мощность 80-100 Вт. Время работы определяется ёмкостью газового баллона. Для перезаряжаемых 3-х литровых, оно достигает 72 часов, для походных баллончиков на 190-220 г - 4-6 часов. Вес таких светильников не превышает 500 г. Петромакс требует бережного обращения из-за хрупких элементов конструкции и находит применение для освещения наземных и подземных лагерей. Очень удобны в транспортировке и универсальности газовые приборы со сменными головками (осветительной, кухонной и калориферной). Например, недорогие китайские петромаксы, имея удобный цилиндрический бокс для транспортировки, стыкуются непосредственно к стандартному жестяному баллончику. Ассортимент петромаксов в магазинах «Екстрим» и «Штурм» достаточно велик. Но наиболее предпочтительны приборы предназначенные для альпинистов фирм PRIMOS, COLEMAN, LUMOGAS. При выборе газовых баллонов следует помнить, что чем меньше в них пропана, а больше бутана, тем ниже рабочая температура их горения. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА находят широкое применение для сигнализации и освещения местности, особенно у военных. Среди них: • • • • • • • • •
24
осветительные патроны (ОП), выстреливаемые из 26-мм пистолета-ракетницы, осветительные реактивные патроны калибра 26, 40 и 50 мм, осветительные бомбы (бураки), выстреливаемые из специальной мортиры, осветительные гранаты, выстреливаемые из гранатометов, осветительные снаряды (ОС), реактивные осветительные снаряды (РОС), осветительные авиабомбы, инженерные осветительные мины (ОМ), посадочные осветительные бомбы и факелы (фальшфеера). специальные фотобомбы.
Они подробно описаны в пособии «Сигнализация и связь в спелеологии», поэтому здесь рассматриваются только вопросы безопасности и их работы в очень специфичных пещерных условиях. При использовании судовых и шлюпочных реактивных сигнальных патронов на суше (типа РБ-40С, РБ-40Ш, РБ-50С) следует соблюдать осторожность так, как они продолжают гореть и при достижении поверхности воды. Падая на и землю, могут легко поджечь лес, сухую траву, строения и т.п. Фальшфеера (Ф-2 и универсальные ПСНД) могут найти применение для освещения местности, особенно в аварийных условиях. Применение их под землей ограничено из-за выделения дыма при горении и т.п.
Фальшфеера могут использоваться: • •
в больших залах для просветки; определения тяги воздуха (особенно ПСНД, имеющий дневной дымный сигнал оранжевого цвета).
Осветительные ракеты - для просветки стен и потолков в залах очень большого объема (следует только помнить, что выстреливаемая вверх 26 и 32-мм ракета поднимается на высоту до 50-60 м, 40 и 50-мм - до 100м). Для просветки залов и определения наличия и направления тяги воздуха можно использовать самодельные фальшфеера малого размера (10, 20, 30 г). Днепропетровским спелеологом и фотографом В.А.Бондарем разработаны рецептуры самодельных факелов пригодные и для фотоосвещения (см.табл.10). Таблица 10 Компоненты Магний + Азотнокислый барий или +Азотнокислый аммоний или +Азотнокислый торий или +Бертолетова соль или +Марганцевокислый калий
Весовые соотношения 1,00 +1,00 +1,00 +0,50 +2,00 +0.75
Примечание
мало дыма то же макс. свет. отдач. много дыма хор.светов.отдача
Можно рекомендовать также состав белого огня (Л18) из: 56 частей нитрата бария, 11 - нитрата калия, 6 - фторида бария, 19 – аллюминиевой пудры и 8 - серы. ЛЮМИНИСЦЕНТНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ. Преобразование химической энергии в световую, заманчиво. В этом случае удалось бы избежать потерь энергии выделяемых в виде тепла. Фирмой CYALUVE (США) изготовляется светильник в виде трубки из прозрачного пластика. Внутри жидкости (производная салициловой кислоты) находится стеклянная ампула (перекись водорода с катализатором). При сгибании трубки, ампула лопается, жидкости смешиваются. Вступив в реакцию, раствор начинает светиться. Свечение продолжается 8-12 часов.
25
Трубки CYALUVE изготовляют шести цветов, в том числе и белого. Габариты: диаметр 20 мм, длина 150 мм. На одном конце имеется отверстие для подвешивания. Такой светильник может использоваться как аварийный.
В Англии создан светильник в виде стеклообразного шара из силиката бора. Он наполняется белым, фосфором. Свечение поддерживается слаборадиоактивным тритием, который при распаде излучает электроны. Они воздействуют на атомы фосфора, заставляя их выделять свет. Такой светильник может непрерывно работать около 20 лет. КАРБИДНЫЕ ЛАМПЫ. Это достаточно старое изобретение*, но с появлением головного светильника обрело вторую жизнь в спелеологии. В основе работы карбидной лампы лежит реакция разложения карбида кальция СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2 + 400-450 ккал (3) Сгорание на воздухе ацетилена С2Н2, образующегося в ходе реакции, сопровождается ярким свечением раскаленных в струе газовой смеси частиц углерода. При этом достоинства карбидной лампы как источника света основаны на том, что ацетилен при сгорании дает наиболее высокую температуру пламени по сравнению с другими горючими газами; 3150°С - в смеси с кислородом, 2300°С - на воздухе. Широкое распространение за рубежом получили два вида карбидных ламп, применяемых спелеологами. В одном варианте (США) конструкция представляет собой маленькую карбидную лампочку (Mini-lampe Premier), которая крепится на каске. Её вес 210 г. Высота 11 см. Время её работы до четырех часов. Во втором варианте, более сложном, разработанном французскими спелеологами Л. Креашем, А. Дошоном и А. Анри в конце 50-х годов. У старой ручной ацетиленовой лампы была снята форсунка горелки, горелка с рефлектором закреплена на каске и соединена шлангом с генератором (газгольдером). Фирма РETZL выпускает головной светильник JUNIOR Petzl c пьезозажигалкой. Её вес 116 г. Кроме того, фирма предлагает совмещённый вариант головного светильника (карбидка + электро) LASER Petzl. Что касается газгольдеров для таких фар, то они различающихся размером весом и конструкцией. Появились газгольдеры (бачки) из алюминия, нержавейки, железа, титана и пластика. Карбидная лампа из хорошо проводящих тепло металлов (только не титан и пластик) является не только источником яркого рассеянного света, но и, в результате саморазогрева топливного бачка, может служить грелкой, что очень существенно в обводненных полостях. Кроме того, являясь источником открытого огня, она может стать и кухонной горелкой. При расчетах производительности ацетиленового генератора следует помнить, что технический карбид кальция обычно содержит не более 70*ручная карбидная лампа состоящая из двух частей емкости для воды с регулятором и бачок с карбидом, к которому приварена трубка с форсункой на другом конце известна с середины XIX века, как лампа Шено. 26
80% химически чистого карбида кальция. Поэтому из 1 кг технического топлива можно получить от 230 до 280 дм куб. ацетилена вместо теоретических 372 дм куб. Побочным продуктом реакции является порошкообразная гашеная известь Са(ОН)2, объем которой существенно больше удельного объема карбида кальция, и она может забивать отверстие для вывода газа. Поэтому при конструировании топливного бачка карбидной лампы объем определяется объемом гашеной извести на завершающем этапе химической реакции. Проведенные московским спелеологом М. Дякиным измерения веса и объема извести, накапливающейся в бачке в процессе работы лампы (при интенсивном периодическом встряхивании, близком к практическим условиям эксплуатации), дали значение плотности мокрого порошка 0,8 г/см. куб. Используя уравнение реакции (3) и измеренное в ходе реакции значение относительной влажности извести в 40%, получаем следующее полезное соотношение: V т.б. = 2,4 M карб. (4) где: V т.б. - объем топливного бачка в см куб., M карб - масса карбида кальция в граммах в одной загрузке бачка.
Разогрев воды от выделяющегося тепла увеличивает скорость реакции, загрязнение гашеной известью её замедляет. При расчете объема водяного бачка карбидной лампы следует использовать соотношение: M воды = 1,27 M карб (5) учитывающее, кроме расхода воды по уравнению реакции, и ее расход на смачивание образующейся з ходе реакции извести. Существующие конструкции газгольдеров можно разделить на конструкции открытого и закрытого типов (см. табл. 11). Таблица 11 Объём Примечание Фирма, Тип Вес, г /Размер, воды/карбида, название cм ARIANE Petzl PREMIER 300 g FISMA 300 g pression
закрытый открытый
см. куб. 160/400 160/500
-«-
-«-
-«-
-«-
FISMA 200 g FISMA 200 g pression ALP Esig
-«-
195/450
515/H18xD8
-«-
-«-«-
-«322/400
-«350/H19хD9
-«полифилен
305/ H23.5x D8 540/H20х D7,5
полиамид железо
В устройствах закрытого типа образующийся в генераторе ацетилен имеет возможность выхода наружу только через форсунку. Некоторые конструкции генераторов этого типа снабжаются предохранительными клапанами, стравливающими газ в атмосферу при превышении допустимого давления.
27
В генераторах открытого типа излишки ацетилена могут стравливаться через капельницу и отверстие в пробке водяного бачка. Бачки ламп открытого типа получили наибольшее распространение в силу простоты своей конструкции. При расчете объемов топливного и водяного бачков генератора открытого типа рекомендуется использовать приведенные выше соотношения (4) и (5). При этом следует увеличивать объем (высоту) водяного бачка с тем расчетом, чтобы после завершения реакции в бачке оставался слой воды высотой в 2 см, выполняющий роль водяного затвора, поддерживающего в топливном бачке давление достаточное для получения факела высотой около 3 см при истечении газа через форсунку о диаметром отверстия 0,35 мм. В карбидных лампах с генераторами закрытого типа газ выходит только через отверстие в форсунке, что дает возможность регулировать высоту факела в большом диапазоне. Генератор работает при различных положениях бачка, даже короткое время в перевернутом положении.
К светильнику требования: • • • •
карбидной
лампы
предъявляются
следующие
должна быть предусмотрена брызгозащита; зажигалка не должна бояться влаги, лучше пьезокристалическая; должно быть предусмотрено место для крепления аварийного электрофонаря; факел должен исключать порчу каски, шланга или электрофары.
Сжигание газа, вырабатываемого генератором, производится через форсунку светильника. Зарубежные форсунки состоят из латунной гильзы о запрессованным керамическим сердечником и мелкоячеистой металлической сеточки. Различающиеся между собой размерами и формой отверстия форсунки рассчитаны на расход газа 21 л/час и 14 л/час. С генератором ARIANE Petzl форсунка 21 на одной заправке карбида работает 6-9 часов, а с форсункой 14 – 9-12 часов. При этом, в обеих случаях, обеспечивается освещение на расстояние до 10м. Прямоугольное сечение канала отверстия, и ровик на поверхности форсунки, формируют уплощенный и слегка раздвоенный факел, дающий более яркий свет по сравнению с узким факелом игольчатой формы. Хороший эффект даёт форсунка с двумя цилиндрическими каналами диаметром 0,30-0,35мм, расположенными под углом 60° Расход газа через такую форсунку 16 л/час. Наиболее просты в изготовлении керамические форсунки с одним отверстием диаметром 0,3-0,4 мм с расходом газа 6-10 л/час. Генератор Лукача содержит элементы присущие генераторам закрытого типа (см. рис. 9). Особенностью его является уравнительная трубка, благодаря которой происходит выравнивание давления топливного и водяного бачков, и вода поступает в топливный бачок под собственным весом. Давление в генераторе растет с увеличением подачи воды и ограничено лишь прочностью корпуса. На практике известны случаи срыва шланга со штуцеров при увеличении давления газа. Очень опасен срыв со штуцера светильника, так как возможен поджог газа выходящего из шланга и ожог лица. Поэтому в таких лампах рекомендуется шланг на штуцере светильника закреплять жестко с помощью хомута и оставлять его не закрепленным на штуцере генератора. Последнее соединение будет выполнять роль предохранительного клапана. Преимущество конструкции Л. Лукача в отсутствии резьбового соединения бачков. 28
1 - регулировочный винт, 2 – уравнительная трубка, 3 - накидная скоба, 4 - зажимной винт, 5 – штуцер, 6- резиновый уплотнитель, 7 – пробка, 8 - водяной сачок, 9 - корпус генератора, 10 - экранирующая сетка.
Рис 9. Генератор Л. Лукача Генератор Р. Бергамо, изготовляемый фирмой Petzl (см. рис. 10) снабжен насосом позволяющим быстро поднять давление в водяном бачке, что приводит к увеличению подачи воды в топливный бачок и росту факела. Наличие насоса исключает соединительную трубку. Для предотвращения засорения форсунки применяется экран.
1 - регулировочный винт, 2 - насос, 3 - штуцер, 4 - резиновый уплотнитель, 5 - водяной бачок, 6 - экран, 7 -корпус генератора
Рис. 10. Генератор Р. Бергамо Отсутствие отечественных головных карбидных ламп привело к появлению самоделок, что весьма проблематично, так как ошибки в конструкции могут привести к взрыву газгольдера, выбросам пламени и т.п. При изготовлении ацетиленовых генераторов (газгольдеров) запрещается использовать медь и сплавы, содержание свыше 70% меди, так как образуется взрывчатое соединение - ацетиленистая медь. При отсутствии керамики, форсунку можно изготовить из бронзы или латуни. Коническая форма такой форсунки снижает вероятность погашения водяными брызгами. 29
В карбидных лампах могут применяться форсунки от примусов "Рекорд", "Шмель" и паяльных ламп. Простейшей форсункой может служить медицинская игла диаметром 0,2-0,3мм. Использование тонких игл даёт экономичный светильник. Комбинация двух игл под углом 60-90° обладает лучшей брызгозащитой. ЛИТЕРАТУРА 1. Блинов Б. Электростанция из семи деталей //Техника-молодёжи №7, 1964. 2. Богомолов Б. Восстановление элементов марганцево-цинковой системы //Радио №8, 1961. 3. Васильев О.К и др. Методические рекомендации по использования спелеотуристского снаряжения -М.: ЦРИБ «Турист», 1978. 4. Васильев В.А. Зарубежные радиолюбительские конструкций -М., 1977 5. Гуревич В. Наша схема включения люминесцентной лампы //Техника молодёжи №6, 1979. 6. Дашер Дж. О карбидка! Моя подружка! //Свет №1-3 (11-13), 1994. 7. Дублянский В., Илюхин В Путешествия под землей –М., 1960. 8. Захарченко В. Зарядное устройство //Радио №4, 1975. 9. Конев Ю.Л. О миниатюризации вторичных источников питания //в кн. Электронная техника и автоматика №5, 1973. 10. Любимов Н.Г. и др. Ламповщик –М., 1974. 11. Орлов В.А. Малогабаритные источники тока -М., 1970. 12. Пеньков Л. и др. Электрохимические источники тока и их возможности //Радио №10, 1966. 13. Решетов Е. Приборы для эргономических исследований //В помощь радиолюбителю Вып. 60 –М., 1977. 14. Романов В.В., Хашев Ю.М Химические источники тока -М., 1973. 15. Стопцов Н.А., Груздев М. А Средства подводного освещения -М., 1965. 16. Сифр М. Один в глубинах земли -М., 1966. 17. Фуренгиров М.И. Газоразрядные лампы -М., 1975. 18. Шидловский А.А. Основы пиротехники. -М., 1973.
30
Приложение 1 Чертежи боксов для электробатареи LR20 (HR20)
Масштаб 1:1 31
Приложение 2 КАРБИДКА, МОЯ ПОДРУЖКА Джордж Дашер Перевод Т.Немченко Всем нам доводилось видеть в многочисленных спелеологических изданиях статьи о карбидных лампах. Я просмотрел многие из них, прочёл несколько и нашел понастоящему интересными лишь одну или две. У всех этих статей был один общий недостаток: они были написаны для "новичков". Давно пора адресовать, статью о карбидной лампе опытным спелеологам. Мысли о "карбидке" переносят многих из нас в милые сердцу места. Вы видите себя, где-то "а ля спелеолог из Флинт Ридж" в джинсы и джинсовую куртку, высоко сидящим на груде камней или на вершине осыпи. Где-то внизу суетятся "зеленки". Вы с ними - в огромной пещере. Они взмылены и напуганы, Вы - спокойны, собраны и уверены в себе. Вы знаете, как выйти отсюда. Они - нет. Что завершает картину? Карбидная лампа, которую Вы держите в руках. Язычок пламени вытянут, от него расходится пар. Вам тепло и уютно. Итак, Вы - Настоящнй спелеолог. Как работает карбидная лампа знает каждый "новичок". Карбид - снизу, вода сверху, на их контакте образуется ацетилен. Элементарно. Но чтобы заставить свою карбидную лампу хорошо гореть, владельцу приходится изрядно попотеть. Это занятие для Настоящею спелеолога. Допустим, Ваша карбидка заправлена водой и карбидом. Зажечь её можно эажигалкой, огнём сигареты, другой горящей лампой. Абсолютно все равно чем. Потому, что опытный спелеолог знает: эта трам-тарарам штуковина так просто не загорится. Попробуйте для начала СПОСОБ А. Одно из трех: либо нет воды, либо карбида, либо газа. Самое лёгкое – проверить воду. Вода - есть? Тогда прочистите форсунку. Пламени по-прежнему нет? Всё ясно. Нет газа. Переходите к СПОСОБУ Б. Снова достаньте приспособление для чистки форсунки. Попробуйте, острая ли проволочка. Ткните её в палец, если кровь идёт хорошо, прочистите этой проволочкой форсунку заново. Попробуйте языком. Газа нет? В запасе есть СПОСОБ В. Потрясите бачком. Внезапное извержение булькающих звуков заставит Ваших друзей изумленно переглянуться. Газа нет? Тогда СПОСОБ Г. Посмотрите на винт подачи газа. Откройте его, осёл! Не обращайте внимания на усмешки спутников. Газа нет? Откройте бачок и проверьте карбид. Если Вы недавно приобрели лампу, то как пить дать: Вы положили в бачок какую-то дрянь, - и на этом Ваше путешествие завершится. Пусть, теперь смеются над кем-нибудь другим. Другое дело, если Вы - опытный спелеолог. Ясно, что в бачке - использованный карбид. Его надо вынуть. Не беда, что для этого нужен молоток и зубило. Не отчаивайтесь! Заправьте лампу свежим карбидом, потрясите бачком, проверьте газ. Газа нет? Спокойно! Выход очевиден. Проверьте подачу воды. Вода не капает? Покрутите винт подачи воды туда-сюда. Скорей всего где-то застряла песчинка. По-прежнему не капает? Откройте отсек с водой. Вы вылили всю воду? Спокойно. Рядом есть ручей. Пойдите и наберите воды. Закрутите бачок и проверьте газ. Нет даже намека на газ? Ваш приятель самодовольно замечает, что Вы, развинчивая карбидку у ручья, намочили фланелевую прокладку. Отметьте про себя, что этот "умник" Вам больше не друг. Оставайтесь спокойным. Чтобы следовать Способу Б, нужно высушить фланелевую прокладку или достать новую. Распакуйте с свою сумку. Ремнабор для лампы, конечно же, на самом дне. Достать его можно двумя способами. Можно вынуть все вещи из сумки и аккуратно разложить их. Но можно просто залезть внутрь и среди всех этих дурацких штуковин, напиханных сюда Вами, попытаться нужную вещь. Вы - нормальный человек и выберете ВТОРОЙ СПОСОБ. 32
Забудьте о спокойствии. Невозможно оставаться спокойным, роясь в этой трамтарарам сумке. Вывалите всё наружу. Не обращайте внимания на стук предметов, навсегда исчезающих в щелях между глыбами. Не замечайте стоящий вокруг хохот. Кстати, сейчас самое время сказать о том, как общаться со своей карбидкой. Существует три Способа Общения. ПЕРВЫЙ - молча. Обычно этот способ используется при хорошей работе лампы. Но не многим спелеологам удаётся долго молчать. ВТОРОЙ СПОСОБ - изредка морально поддерживать свою подружку. Слова поддержки можно или едва шептать или кричать во всё горло. Правда, таких, которые шепчут, я не встречал. Что до Вас, то Вы сейчас уже не в состоянии использовать Второй Способ Общения. Вы переходите к ТРЕТЬЕМУ. Визжите, вопите, размахиваете руками, прыгаете и рвете на себе волосы. Удары двухкилограммовым молотком по пальцам обычно производят такой же эффект. Хорошо, что мама вас не слышит. Наконец, ремнабор найден. Распакуйте его. Ремнаборы обычно хранят в упаковке Двух Видов. ПЕРВЫЙ – баночка, что-то типа маленькой табакерки. Её можно открыть только при помощи динамита. ВТОРОЙ вид упаковки – маленький круглый, скорей всего резиновый, контейнер. Не теряйте зря времени, отвернуть крышку руками не удастся. Хватайте её зубами и, зажав контейнер, - яростно вращайте. Во рту Вы почувствуете вкус воска. У ремнабора может бытъ вкус воска по Трем Причинам. ВО-ПЕРВЫХ, когда-то давно Вы, глупец, чтобы защитить свои вещи от воды, натерли их воском. ВО-ВТОРЫХ, дюжина свечей в Вашей сумке уже давно искрошилась в пыль и облепила стены контейнера. Но скорей всего, в пылу борьбы Вы откусили кусок свечи. Выплюньте его. Отовсюду доносится ржанье ваших спутников. Не обращайте внимания. Откройте этот трам-тарарам ремнабор. Теперь выньте из него запасную фланелевую прокладку. Такие прокладки упаковываются Двумя Способами. ПЕРВЫЙ: они аккуратно сворачиваются и укладываются на самое дно контейнера так, что при определенной выдержке и терпении их можно извлечь оттуда пинцетом. Но вы нормальный человек и используете для хранения общепринятый ВТОРОЙ СПОСОБ: "И куда меня угораздило засунуть эту трам-тарарам штуковину'' К сожалению, при таком способе хранения ничего невозможно найти. К тому же, в процессе поисков вы обязательно вспомните, что выкинули запасную прокладку лет пять назад. Не беда, можно использовать, старую. Сначала её надо высушить. Обратитесь к друзьям. Наверняка ещё кто-нибудь остался поблизости и, покатываясь от смеху, говорит вам, что давно пора иметь синтетическую прокладку. Воспользуйтесь этим насмешником. Ещё только начало путешествия - его куртка на спине абсолютно сухая. Выжмите свою прокладку его курткой. Засуньте прокладку обратно в лампу, закрутите бачок, прочистите форсунку, включите лампу, потрясите её, проверьте газ. Эврика! Работает! Пора зажечь лампу. Если Вы опытный спелеолог, то воспользуетесь сигаретой или другой горящей лампой. (Конечно, у вас была зажигалка, но вы потеряли её много лет назад. Конечно, вы приобрели вмести с кучей дорогого барахла для вертикалей и пьезоподжиг, вы и сегодня взяли его с собой, но он - в багажнике автомобиля). И так, зажгите лампу. Чудо свершилось! Лампа горит! Вздох облегчения слетает с ваших губ. Но уже в следующую секунду вы видите, что пламенем охвачен весь бачок. У вас есть ВЫБОР. А. Вы можете закричать, запаниковать и швырнуть лампу в дальний конец зала. Сделайте это только в том случае, если при этом лампа не потеряется. Разве можно вот так просто выкинуть такую ценную вещь? Б. Но вы так же можете невозмутимо потушить огонь. Как ни странно, по спелеологи, как правило, поступают именно так. В конце концов, что такое огонь, после всего того, что пришлось пережить с этой трам-тарарам карбидкой? 33
Пылающая карбидная лампа - прекрасная возможность проверить своих друзей. Новички будут паниковать, мамаши - прятать детей, ученые - преграждать своими телами путь вредоносным газовым потокам. Опытные же спелеологи поведут себя самым достойным образом. Они будут издалека внимательно наблюдать за тем, как вы сами потушите пламя. Потому, что для опытного спелеолога БЕЗОПАСНОСТЬ - ПРЕЖДЕ ВСЕГО. Погасите огонь на карбидной лампе, потом займитесь своей полыхающей каской. После того как огонь потушен, убедитесь, что при смене карбида вы потеряли резиновую прокладку, это и было причиной пожара. Найдите свою сумку, достаньте мешочек с использованным карбидом, поройтесь в этой вонючей мокрой каше и найдите прокладку. Поставьте на место. Проверьте воду, проверьте газ, зажгите карбидку. Наконец-то! Появился язычок пламени. Сантиметров пять, в длину. Идеально! От лампы идёте тепло. Вы улыбаетесь. Все облегченно вздыхают. Внезапно раздаётся громкое шипение, из форсунки выскакивает хвост пламени, в Ваше лицо начинают бить струи воды из бачка, карбидка выскакивает из ваших рук.
Знаете, темнота - это не так уж плохо. Теперь вы можете расслабиться, насладиться молчанием и уединением. В темноте ни кто не увидит ваши вылезшие из орбит глаза, опаленные огнём волосы, потоки грязи на лице и никто не услышит ваше всхлипывание и стоны. "О карбидка! Моя дорогая подружка!". /Перепечатка из журнала УСА «Свет» №1-3 (11-13), 1994./
34
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................3 Глава 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСВЕЩЕНИЮ............................................4 Глава 2.ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЕ...........................................................................5 Обзор промышленных электросветильников..............................................6 Самодельное электроосвещение.................................................................10 Вспомогательное электрооборудование....................................................13 Глава З. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРО СВЕТИЛЬНИКОВ..................................................................................................15 Электролампы..............................................................................................15 Гальванические элементы и батареи..........................................................17 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи...............................................19 Головки-фары светильников.......................................................................20 Соединительные шнуры и кабели..............................................................21 Разъемы.........................................................................................................21 Боксы и сумки..............................................................................................22 Переключатели.............................................................................................23 Прочие изделия............................................................................................23 Глава 4. ХИМИЧЕСКОЕ И ТОПЛИВНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ...............................23 Свечи.............................................................................................................23 Лампы "Петромакс".....................................................................................24 Осветительные пиротехнические средства...............................................24 Люминесцентные светильники...................................................................25 Карбидные лампы........................................................................................26 ЛИТЕРАТУРА........................................................................................................30 ПРИЛОЖЕНИЯ: 1. Чертежи боксов для электробатарей LR20 (HR20)........................................31 2. Карбидка, моя подружка...................................................................................32
35
Украинская спелеологическая ассоциация издает и переиздает серию учебных пособий серии «Школа спелеологии». Изданы: Вып. 1. Рогожников В. Я. Спелеотехника Вып. 2. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Опасности подземного мира. Часть 1. Среда, климат, рельеф Вып. 3. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Опасности подземного мира. Часть 2. Снаряжение Вып. 4. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Опасности подземного мира. Часть 3. Спелеолог. Вып. 5. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Опасности подземного мира. Часть 4. Группа Вып. 6. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Жизнь в пещерах Вып. 7. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Рукокрылые пещер Вып. 8. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Палеонтология и пещеры Вып. 9. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Антропология и пещеры Вып. 10. Карпенко А.И., Суховей Л.Н. Земляные работы в спелеологии Вып. 11. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Доисторическое пещерное искусство Вып. 12. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Археология и пещеры Вып. 13. Суховей Л.Н., Суховей А.Д. Топографическая съёмка пещер Вип. 14. Радзієвський В.О., Рогожніков В.Я. Навчальні програми юних спелеологів Вып. 15. Суховей Л.Н. Подготовка кадров спелеологии Вып. 16. Суховей Л.Н. Подготовка инструкторов в спелеологии Вып. 17. Суховей Л.Н. Освещение спелеолога Одесским областным центром туризма и краеведения учащейся молодежи издан в 1997 году спецвыпуск журнала КРАЕВЕДЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, посвященный 150-летию одесской спелеологии. Приглашаем к сотрудничеству заинтересованных авторов. По вопросам приобретения выпусков и издания учебных пособий для спелеологов обращаться в штаб-квартиру УСА.
36