水肺又叫自携式水下呼吸装置 ，英文名为Self-Contained Underwater Breathing Apparatus（缩写为SCUBA） ，也被称为潜水呼吸器， 是一种可以使潜水员在海底能够呼吸到与地面空气相同压力的空气的装置。 人们潜入水中后，可凭借它来自由呼吸。水肺的发明使人可以更方便地待在水底，是最早的切实可用的现代水下呼吸器。
早在明朝， 宋应星 所著的《 天工开物 》中便记载了潜水员运用的水下呼吸装置。 1691年由 英国 天文学家 埃德蒙多·哈雷 发明了第一个可容纳一人以上且有实用坐标的 潜水钟 。1870年， 法国 人鲁凯罗尔发明了史上第一个呼吸调节器 1943年，加南发明呼吸器，利用煤气炉调节阀改装成呼吸器械控制阀，按需要可自动供给适当压力的空气，潜水员本身的呼吸就可以靠调节空气供应量和摄入肺部时气压的高低来控制。这套器械简单小巧，潜水员带上它，再穿上内有高压空气的背心就可潜至50─60米深的水中。1946 年， 液化空气集团 成立了水下呼吸器公司,并且将设计部门与生产水下呼吸调节器以及其他 潜水 部件的部门分隔开。同年,这家公司推出了第一款商业化的现代水下呼吸调节器 CG45。
利用水肺这种呼吸装置，潜水员可方便地进行对古代沉船进行定位、测量及打捞等工作，为海洋考古学开创了新领域。改进后的水肺可支持2小时水下作业，因此潜水员使用它可在水下自由往来，开展维修海上石油钻井平台、监察海港 建筑工程 、执行搜索任务等工作，且该装置已在美国佛罗里达州、澳大利亚大堡礁等海域的海底公园中应用，为人类探测水底世界又扩展了一片海域。
发展沿革
早期发展
1587年，明代 宋应星 所著的《 天工开物 》中，记载着当时潜水装置及技术的要领。潜水员的腰上系长绳，再用锡做的 环形 空管罩在鼻子上，潜水者可通过这个管子呼吸。当潜水员在水下感觉憋气不适时，就拉动绳子。一有动静，水面上的伙伴就会马上把他提出水面，休息后再下潜作业。 1538年 西班牙 托利多 两个潜水员进行的一次实验，这时关于 潜水钟 最早的记录。早期略具规模的潜水钟开口在下，由管子从海面 上将 空气送进来。1691年由 英国 天文学家 埃德蒙多·哈雷 （ 哈雷彗星 的 发现者 ）发明第一个可容纳一人以上且有实用坐标的潜水钟。他的设计是在一个圆锥型空木桶的外面包铅，能垂直下沉，潜水钟上装有玻璃窗，空气是由挂在潜水钟下方的 铅木桶补充。因贮气木桶内压力较大，空气可输入潜水钟内。哈雷说，他与同事在钟内潜至18米深的海水处停留了1.5小时。1778年，英国工程师斯米顿又对此进行改良，用水面的 气泵 供应空气。1715年， 法国 贵族皮埃尔· 雷米· 德博夫发明的潜水服。两根长长的 软管 ，一根用于呼吸 氧气 ，一根用于呼出 二氧化碳 。海水深度为10 米时 ，水压和 大气压 （1.03Kg/M）几乎 相等 。然而，深度每增加10米，水压就会增加约一个大气压。所以每个深度的水域，都需要氧气装置供给人体不同 压强 的空气。如果没有气压调节装置，凭个人是难以完成呼吸的。1825年，英国人开发出能够贮存 压缩空气 的金属容器。它被安装在笨重的潜水服腰部。然而，这种装置因缺乏呼吸调节器，并不能实现深潜。而且因为压力的原因，金属容器中的 氧气 也消耗得极快（7分钟），缺乏实用性。
呼吸调节器诞生
1870年，法国人鲁凯罗尔发明了史上第一个呼吸调节器，人类的水下呼吸之梦才得以实现。从原理上来看，鲁凯罗尔的发明与现代的水肺调节器原理几乎相同，都是通过几个 阀门 分级的形式，来控制输出气压的大小。这个装置起先并非用于 潜水 ，而是被应用于火灾现场或 矿井 之中的。 1939年， 美国 的兰伯特森博士最终为 美国军队 开发出一种高效率的军用氧气循环装置。正是借助这套系统， 美国海军 的“ 蛙人 ”部队在 大西洋 和 太平洋战争 无往不利，兰伯特森也因此被称为“蛙人之父”。
现代水下呼吸器诞生
1942年12 月， 法国海军 中尉 雅克-伊夫·库斯托 ，在巴黎遇到了 液化空气集团 工程师埃米尔·加尼安，因为当时法国被 德军 占领，资源严重紧缺，而加尼安拥有便携式气体发生调节器,库斯托要求加尼安按照他的要求改造一种新的调节器,可以用于 潜水 。1943 年,第一个现代水下呼吸器诞生了。这个水下呼吸器具有150~200 个 大气压 的背负式压缩 氧气瓶 ，从而使 潜水 员可以远离母船而潜入水下40 米深处，它使潜水员不再受母船 送气 的限制.潜水作业领域得以扩展。库斯托与加尼安为它申请了专利。1946 年， 液化空气集团 成立了水下呼吸器公司,并且将设计部门与生产水下呼吸调节器以及其他潜水部件的部门分隔开。同年,这家公司推出了第一款商业化的现代水下呼吸调节器 CG45。为了更好地将 CG45 在 英语 国家推广，因此 库斯托 将其命名为 Aqua lung ”(水肺)。
二战时期， 美国 军方的一位军医克里斯帮安·拉姆波特森就设计了一款战时“ 蛙人 ”使用的呼吸器,名为SCUBA。而在 英国 “ Aqua-Lung ”则变成了开放式水下呼吸装置的 通用商标 ，并且存在了很多年。
1955 年4月，库斯托的公司终于推出了另一款水下呼吸装置——Mistral(西北风),它比 CG45 成本更低，而且在水下呼气也更容易。Mistral一经出现,立刻风靡世界,成为有 潜水 需求者的首选。
工作原理
从原理上来看，鲁凯罗尔的发明与现代水肺调节器原理几乎相同，都是通过几个 阀门 分级的形式，来控制输出气压的大小。
基本构造
呼吸设备包括一只 气瓶 、一个调节器、一级和二级 接头 以及其他附件。
气瓶
气瓶一般由铝制成，空瓶大约14公斤重，可盛放超过2000升空气， 压强 为204个 大气压 ，里面的气体大约重3.2公斤。使用休闲型水下呼吸器的普通潜水者呼吸的是 压缩空气 （和空气成分一样，含78%的 氮气 和21%的 氧气 ，但是气压要大）或者一种富氧的氮氧 混合物 （含32%-36%的氧气）。
调节器
气瓶中的空气不能直接提供给潜水者（气压太高会伤害肺部），因而气瓶上配备着一个调节器。调节器有两个作用，一是将 气瓶 中的空气压力降低到适合吸入的安全水平，二是可以根据潜水者的需要提供适量的空气。 调节器的原理吸气时，膜片向左移动喷嘴打开。呼出的气体通过 空气阀 通到海中，成为气泡排走。
一级头和二级头
为了实现调节器的这两个作用，调节器上有两个 接头 ：一级头和二级头。一级头和气瓶相连接，能将气瓶中的空气压力从204atm降为9.5atm左右的中间压力（atm为atmosphere的缩写，指一个标准大气压）。二级头通过 软管 和一级接头相连，将中间压力降低到与环境水压 相等 。当潜水者吸气时，二级头供应空气。
基本分类
开放式潜水呼吸器
潜水员自身携带呼吸气源,呼出的气体全部排出的一种水下呼吸器。通常包括呼吸咬嘴或面罩、供气调节器、 气瓶 组件和供气软管。
闭式潜水呼吸器
潜水员自身携带呼吸气源,呼出的气体通过净化/补氧处理后供循环呼吸使用的一种水下呼吸器。通常包括呼吸咬嘴或面罩、呼吸转换阀、供气软管、呼吸软管、呼吸袋、 二氧化碳吸收剂 罐、流量控制装置和气瓶组件。
品牌分类
传奇呼吸调节器
这款在冷水水城大受欢迎的呼吸调节器是水肺的专业级产品，由 Apeks 公司负责制造，鲜明的水肺标志已经表明了它的出色性能。经过专业测试的传奇呼吸调节器在呼出和吸入时做功几乎是相同的，这也意味着可以在水底待更长的时间，并且呼吸更轻松。在配置上，一级头拥有两个 高压阀 和四个 低压阀 ，保证了在深潜时也能呼吸顺畅，同时采用了 ACD 专利技术，防止一级头意外进水，确保一级头内部的润滑顺畅，减少了保养次数，而且能更安全地使用高氧。重量仅为 235克的二级头采用了平衡式设计，表现也很出色并且提供了一块冷水挡板，能够使嘴唇摆脱冷水的“折磨”，让人觉得咬合不会太辛苦。它还采用了干式 密封舱 ，在一级和二级处使用了类似 ApeksATX200 的散热器，这意味着它更适合冷水使用值得一提的是，该调节器的金属表面有橡胶 涂层 ,能更好地保护金属的表面，进一步提高了装备的安全性和使用寿命。
泰坦呼吸调节器
名为泰坦，实则是一款适合人门级 潜水 者的潜水产品，尤其适合潜水次数不多的潜水爱好者。泰坦呼吸调节器是 性价比 最好的水下呼吸设备，采用了水肺著名的涡轮系统在一级头内有额外的一个 气流 通道，使呼吸更顺畅。一级头采用了平衡隔膜式设计，除了一个高压出气口之外，还有四个低压出气口，所以性能稳定、出色; 二级头的性能同样出色，尺寸大小也很适中，再加上独特的出气量调节装置，既能防止意外漏气，又能确保水下呼吸顺畅。在接口处使用了专利设计的 Comfo-Bite 咬嘴，便于咬合和呼吸。所有的出气口位置都经过优化设计，实现了最佳的管线走向。
Mikron 男款呼吸调节器
小而轻是该调节器的最大特点，仅重 800 克。全新中压管，柔软易收纳，一级头和二级头均采用平衡式隔膜，让呼吸更轻松，大幅降低了进水的可能性。
Kronos 呼吸调节器
单边排气，有助于防止气泡的堆积，获得更好的祝野，出气量可根据需要进行调节，呼出的气体经过二级头内的 阀门 ，能有效地避免冷水区域的结冰现象。一级头采用隔膜设计，能有效地避免意外进水。
发明意义
利用水肺这种呼吸装置，潜水员可方便地进行对古代沉船进行定位、测量及打捞等工作，为海洋考古学开创了新领域。大多数水肺允许 潜水 员潜水2小时，因此潜水员使用它可在水下自由往来，开展维修海上石油钻井平台、监察海港 建筑工程 、执行搜索任务等工作。
相关影视
1943年的戛纳电影节上， 雅克-伊夫·库斯托 第一部水下电影《18米之下》获得好评。1956年，库斯托第一部深海题材的长篇纪录片《 沉默的世界 》在戛纳电影节引起轰动。评委一致通过，首次将 金棕榈奖 颁给一部纪录片。库斯托将“ 大陆架 二号”上的生活点滴拍成了电影《没有阳光的世界》，这部电影在1964年获得了 奥斯卡最佳纪录片奖 。
生物学定义
生物学定义：海参类动物特有的呼吸器官。由长管状消化道（在体内回折）末端膨大成的泄殖腔分出一对分支的树状结构，该结构伸入 体腔 并不断分支形成树枝状，因而叫做“ 呼吸树 ”或“水肺”。除有呼吸作用外、还有排泄功能。