Проникновение в горящее здание и проведение в нем спасательных работ было всегда осложнено из-за наличия продуктов сгорания, концентрация которых может привести к гибели пожарного. Единственным средством его защиты долгое время оставалась губка, смоченная уксусом. За счет охлаждения вдыхаемого воздуха и фильтрации раскаленных частиц она позволяла некоторое время находится в дыму, но была бессильна против образующихся при горении газов и совсем не защищала глаза. По этой причине губкой пользовались лишь в крайних случаях, да и то лишь смельчаки.
С изменением характера производств, появлением новых материалов, продукты горения которых резко отличались от традиционной древесины, использование таких простейших средств вело к трагическим последствиям. Поиски новых средств защиты органов дыхания привели к созданию в Австро-Венгрии противодымной маски, состоящей из очков и респиратора. Перед наружным отверстием для поступления воздуха в органы дыхания имелась проволочная решетка, в которую помещалась губка, смоченная уксусом или водой. Эти аппараты получили широкое распространение. Интересное предложение в 1876 г. поступило от инженера Б. Леба. Поля шляпы, изготавливаемой из прочного материала, он соединяет с жестяной маской, очками и двойным респиратором. Последний изготавливался из двух горизонтальных трубок, наполненных чередующимися слоями пропитанной глицерином ваты и кусочками обожженного угля. А возле выходного отверстия респиратора, рядом с дыхательными путями пожарного, находилась губка, смоченная в ароматическом растворе уксуса.
К началу XIX в. в мировой практике был накоплен значительный опыт в освоении морских глубин. Для подачи воздуха внутрь водолазного шлема моряки применяли нагнетательный насос. Этот же принцип вскоре был использован и в пожарном деле. Первый такой аппарат системы «Бремен», получивший название «пожарная маска», внешне напоминал водолазный шлем. Длина гуттаперчевой трубки, соединяющей шлем с насосом, составила всего 11 м. И хотя появившиеся аппараты намного превосходили противодымные маски, работать с ними было нелегко. В дыму, где вообще трудно различать предметы, ограниченное поле зрения очков маски еще больше затрудняло ориентацию. Опасность подстерегала пожарного при повреждении соединительной трубки, подающей воздух. Кроме того, наличие на голове тяжелого шлема с шлангом вызывало у пожарного чувство скованности. А так как соединительная трубка проходила через горящее помещение, то подаваемый внутрь шлема воздух успевал нагреваться и затруднял дыхание.
Эти недостатки были частично устранены в респирационном аппарате Г. Клеемана из Гамбурга. Для охлаждения головы пожарного он осуществил внутри шлема циркуляцию подаваемого воздуха. Сами трубки для подачи воздуха были изготовлены из материала, не лопающегося на изгибах. Главным достоинством аппарата было наличие связи. Воздухопроводный шланг на спине пожарного разделялся на два рукава, сходящихся в мундштуке маски. Аналогичное отверстие имелось и у его товарища на улице. Время, которое необходимо было для его одевания, было значительным, и как тогда говорили, «пожарный успеет замаскироваться, когда спасать будет некого и нечего». В некоторых аппаратах подобной конструкции (система «Леба») был специальный прибор, издававший звуковой сигнал при прекращении подачи воздуха или перегибе и придав ливании шланга для подачи воздуха.
На смену подобным неуклюжим приборам пришли автономные аппараты. В одной из первых таких конструкций системы «Ванц» сжатый под большим давлением воздух или кислород (до 120 атм.) подавался в шлем пожарного из стального баллона, носимого за спиной или за поясом. Емкость баллона составляла 0,5 л. Удаление выдыхаемого воздуха осуществлялось через специальное отверстие, закрытое холстом. Наличие такого отверстия было характерным для многих аппаратов. Пройдет немало времени, пока житель Санкт-Петербурга Э. Гольцгауер не создаст универсальный респиратор, снабженный выпускным клапаном. На это техническое решение автору в 1893 г. патентным ведомством России была выдана охранная грамота привилегия.
Респиратор Гольцгауера представлял собой воронкообразный колпак, надеваемый на голову. Воздух внутрь колпака подавался через слой губки, уложенной в верхней части респиратора. На его боковой стенке имелся цилиндрический выступ тубулис, оканчивавшийся выпускным клапаном. В состав клапана входила тонкая металлическая пластина и колпачок с множеством мелких отверстий. При входе клапан плотно прижимался к отверстию тубулиса и закрывал его. При выходе тонкая металлическая пластина перемещалась, и воздух через мелкие отверстия выходил наружу.
В 1853 г. профессор Шван из Гамбурга создает дыхательный аппарат с замкнутым циклом. В его состав вошло два баллона со сжатым до 5 атм. кислородом и один баллон с известью и содой, в котором осуществлялось восстановление выдыхаемого воздуха. Эта идея оказалась плодотворной и на ее основе вскоре появляется целый ряд аппаратов, отличающихся лишь способами восстановления выдыхаемого воздуха. Например, англичанин Элейс в 1879 г. использовал для этих целей только соду. Новые аппараты с замкнутым циклом весили свыше 15 кг; что являлось существенным тормозом в их повсеместном распространении. В самом конце прошлого века ряд специалистов практически одновременно добивается значительных улучшений в конструкции подобных аппаратов и снижении их веса.
Директор одного из рудников г. Тешина (Австро-Венгрия) и профессор Гертнер из Вены в 1895 г. создают дыхательный аппарат «Пнеймотор», представлявший собой большой дыхательный мешок, внутри которого имелись баллон со сжатым кислородом (до 100 атм.) и банка со щелочью. При работе с таким аппаратом дыхательный мешок наполнялся кислородом и подводился через трубку к органам дыхания, а внутренняя поверхность мешка пропитывалась щелочью. Аналогичные аппараты были разработаны А. Майером и Е. Пилларом. Весили они около 8 кг, что обеспечивало им широкое распространение.
В 1896 г. Р. Риттер, Г. Гертнерт и Т. Бенд из Вены создают аппарат, в котором для проведения пожарно-спасательных работ использовался один и тот же запас кислорода. С этого же года пожарные команды г. Базеля стали использовать новый дыхательный прибор Р. Горнера, состоящий из баллона емкостью 5 л, наполненный сжатым кислородом, лицевой маски и соединительного рукава. В верхней части баллона имелся редукционный клапан, обеспечивавший поступление в маску кислорода под давлением 0,3-0,4 атм. Вывод продуктов дыхания наружу осуществлялся с помощью специального клапана. Используя аппарат, пожарные могли находиться в дыму до 10 минут. Вес дыхательного прибора Горнера 12 кг.
Брандмейстер Гире из Берлина в 1899 г. создал аппарат, состоявший из дыхательного мешка, укрепляемого на груди, и баллона с кислородом, соединенного с мешком. Восстановление выдыхаемого воздуха осуществлялось в особом устройстве, содержащем известь. Закреплялось оно на спине пожарного. Конструкция прибора оказалась удачной, и в 1901 г. фирма «Дрегера» из г. Любека, специализировавшаяся на изготовлении дыхательных аппаратов, приступила к его массовому производству. В последующие годы аппарат претерпел значительные изменения и пользовался повышенным спросом как у пожарных, так и у рабочих рудников. Модифицированный аппарат обеспечивал автономную работу в течение 30 мин. В состав аппарата входили баллон с кислородом, очистительный патрон с калием и резиновый мешок с трубкой.
Особый класс дыхательных аппаратов составляли устройства, в которых кислород получался непосредственно в аппарате в результате химических реакций. Приоритет их создания принадлежит профессору Венской технической школы Бамбергеру и доктору Беку. В 1904 г. они создали аппарат, принцип работы которого был основан на взаимодействии окиси калия и натрия с водяными парами. При этом выделяется кислород, а образующийся в результате реакции едкий калий или натрий использовался для поглощения углекислоты. Через 6 лет этот аппарат был окончательно доработан и нашел применение в пожарных частях Австрии.
В 1894 г. немецкий ученый К. Линде впервые получает в промышленном масштабе жидкий воздух. Одними из первых это достижение по достоинству оценили специалисты, занимающиеся разработкой дыхательных аппаратов. Г. Суеси В. Новитский из Остравы разработали аппарат, состоящий из емкости на 5 л жидкого (или 4 тыс. л газообразного) воздуха, дыхательного мешка, размещаемого за плечами, и лицевой маски со шлангом.
Новые аппараты отличались от известных тем, что при испарении жидкого воздуха поглощалось тепло, а это, в свою очередь, предохраняло от воздействия высокой температуры в зоне пожара. В первое время их массовому использованию препятствовало малое количество установок для получения жидкого воздуха, однако это продолжалось сравнительно короткий отрезок времени. Парижский профессор Л. Клауд вместо жидкого воздуха применил жидкий кислород. Последний помещался в металлическом баллоне, носимом пожарным. В комплект дыхательного аппарата входила специальная машинка, с помощью которой имеющийся в продаже сжатый кислород обращался в жидкий. Это позволило использовать подобные дыхательные аппараты не только в промышленных районах, но и там, где не было фабрик и заводов.
Несмотря на многообразие дыхательных аппаратов, пожарными применялись далеко не все модели. В конце XIX в. наиболее совершенным считался аппарат «Магирус1» с нагнетательным насосом. В нем очковые стекла были заменены одним стеклом, а вместо переговорного устройства придавался ручной фонарь. Во многих немецких и бельгийских пожарных командах применялся аппарат «Штуда», в котором подаваемый насосом воздух использовался для охлаждения головы.
Широкой известностью пользовалась маска «Кенига» машиниста пожарной команды из г. Альтона (Англия). В качестве нагнетательного насоса он применил воздухонадувной мех, а для выпуска отработанного воздуха служил специальный клапан. С помощью этой маски обеспечивалась связь с наружной службой, так как у обоих сторон имелись переговорные трубки, соединенные с трубкой для подачи воздуха. В состав аппарата «Кенига» входил также ороситель, закрепленный в верхней части маски. Создаваемая оросителем водяная завеса позволяла защитить пожарного от воздействия высокой температуры и ближе подойти к очагу пожара. Питание оросителя осуществлялось от напорного рукава через особое разветвление, имевшее запорный кран. Как отмечали специалисты, главным недостатком маски «Кенига» являлось наличие рукава для подачи воздуха, что связывало действия пожарного. Однако снабжение воздухом обеспечивалось на все время работы, чего не было в других приборах.
Надо сказать, что водяные завесы для защиты пожарных от воздействия высоких температур на рубеже XX в. получили широкое распространение. Для их получения брандспойты снабжали универсальными наконечниками, с помощью которых можно было создать различные формы и виды завес. Наконечник брандспойта «Победа», изобретенный мастером Санкт-Петербургского пожарного депо А.А. Сергеевым, полег кости и прочности превосходил все известные. Поворотом гайки можно было получить водяной щит любой толщины.
Дымовая маска системы «Гирсберга» (Германия) отличалась от других наличием манометра. Это исключало возможность работать в задымленном помещении без запаса кислорода.
Маска «Гирсберга» была автономного типа, в которой выдыхаемый воздух очищался от углекислоты в специальной емкости, находящейся за спиной пожарного, затем разбавлялся кислородом и вновь поступал в дыхательные пути.
В начале XX в. известность получил дыхательный аппарат «Нейперта», который по отзывам пожарных обладал рядом достоинств. Он содержал герметичный колпак и трубку с предохранительным клапаном, два соединенных между собой баллона со сжатым кислородом (до 120 атм.). Ресурса одного баллона хватало на 35 мин. работы, а другого, резервного, на 15 мин. Внутрь колпака кислород подавался под давлением 3 атм. Аппарат «Нейперта» можно было использовать и для оказания медицинской помощи пострадавшим, находящимся в безопасном месте.
Для защиты как органов дыхания, так и тела пожарного от высокой температуры наряду с упомянутыми приборами использовались также асбестовые вуали, в которых вместо стекол вставлялась слюда. Ассортимент подобных изделий был широким. Это и предохранительные щиты, и защитные костюмы из асбеста, впервые появившиеся на рубеже нашего века в Монреале (Франция). В 1910 г. асбестовые костюмы появились и в России.
При тушении лесных пожаров и дровяных складов пожарные использовали вуаль «Винклера», впервые продемонстрированную в 1904 г. Она изготовлялась из сетчатой ткани с размером ячейки 1-2 мм и пропитывалась огнестойким составом. При использовании вуаль закреплялась на переднем козырьке шлема и смачивалась водой.
Говорят, что все великие изобретения просты. Это вполне подходило к вуали «Винклера», которая представляла собой, как отмечали специалисты, «прибор большой пользы и совершенной простоты».