Шлемовидное водолазное снаряжение нашло применение в океанографии. Первым ученым, который воспользовался скафандром, был французский зоолог Мильн-Эдвардс, участвовавший в экспедиции французской Академии наук в водах около Сицилии (1844).

Антон Дорн, основатель зоологической станции в Неаполе, в 1878 г. также хотел подчинить «новейшие успехи водолазного дела целям зоологической станции». Как он полагал, водолазы «наиболее способны исследовать те части морского дна, которые остаются недоступными для донных тралов и драг». В Кильской гавани в Балтийском море он предпринял первое погружение с научными целями.

В конце ХIХ столетия сообщалось о научных исследованиях с помощью водолазов и в других районах. Особенно благоприятным для подводных исследований был район Средиземного моря с высокими температурами воды и хорошими условиями видимости.

Погружения под воду все чаще использовались и в морской биологии, так как непосредственные наблюдения в естественных условиях имели особое значение. Существовавшие ранее методы исследования были очень несовершенны. Так, например, датский зоолог Блевгад, который погружался в скафандре у побережья Дании, писал: «Морской исследователь с помощью драги получает такой же подлинный образчик морского дна, какой получил бы воздухоплаватель, который захотел бы оценить живой мир Земли после лова неводом в тумане над городом — он мог бы поймать полицейского, камни и детскую коляску».

Участие водолазов незаменимо также при геологических исследованиях на морском дне. Впервые такие работы проводились в 1910 г. в американской экспедиции в морях Южного полушария. В 1923 г. для гидротехнического строительства водолазы исследовали занесение песком портового мола в датской гавани Ханстхольм, а в начале 30-х годов у побережья Нью-Джерси водолазы наблюдали перемещение песков на морском дне. Обширные исследования в области морской геологии были проведены между 1935 и 1939 гг. в Кильской бухте и смежных районах. Здесь следует отметить ценную новаторскую работу, посвященную методическим вопросам.

Для полноты следует упомянуть еще одну возможность применения водолазного дела для научных целей. Это подводная археология. В 1901 г. греческие водолазы — ловцы губок, оснащенные скафандрами, впервые участвовали в спасении античных скульптур и утвари с затонувших кораблей. Затем в районе Средиземного моря, а позднее и в других районах водолазы оказали неоценимую помощь при сохранении и спасении затонувших исторических кораблей. Исследование затонувших в море построек и целых городских сооружений было бы невозможно без участия водолазов.

Предложенное Хэлли дополнительное снабжение воздухом водолазных колоколов

Во время работ под водой в большинстве случаев исследуются обширные районы. При таких работах снижение расходов на персонал и технику в первую очередь зависит от хорошей маневренности водолазов. Недостатки обычной водолазной техники вскоре стали особенно заметны. Как написал в одной своей книге французский океанограф Кусто, который внес решающий вклад в развитие современной водолазной техники, «тяжело ступают тяжелые водолазы очень тяжелыми башмаками с трудом пару метров… обремененные пуповинами, с головой, закрытой металлическим кожухом». Поэтому уже давно разрабатывали автономные водолазные аппараты, которые должны были сделать водолаза независимым от водной поверхности при обеспечении его воздухом. Появились различные направления, что привело к созданию разных автономных аппаратов. Речь идет, во-первых, о водолазном снаряжении, в котором дыхательный газ очищается и снова вдыхается (замкнутая циркуляция), и, во-вторых, о снаряжении с открытой циркуляцией, при которой применяемый дыхательный газ, вообще говоря, воздух, вдыхается только один раз и затем выдыхается в воду. Большое значение в последнее время приобретает водолазное снаряжение с полузамкнутой циркуляцией.

Примерно одновременно с разработкой шлемовидного водолазного снаряжения, снабженного шлангом, появились также конструкции автономных водолазных аппаратов, в которых применялся чистый кислород и регенерировался дыхательный газ. Однако эти аппараты не нашли применения у водолазов и служили лишь спасательным снаряжением в горном деле. В 1879 г. англичанин Флюсс предложил циркуляционно-кислородный аппарат, который стал основой для всех последующих аппаратов с циркуляцией. Принцип его очень прост. Высвобождающийся при дыхании углекислый газ становится химически связанным, а необходимый кислород пополняется из запасного резервуара. Таким образом, дыхательный газ используется полностью.

В современном исполнении эти аппараты легки, имеют небольшие габариты и, несмотря на это, позволяют длительное время находиться под водой. Однако их эксплуатация требует основательной подготовки. Прежде всего это связано с техникой безопасности. Во-первых, при повреждении аппарата возможен недостаток кислорода и, во-вторых, чистый кислород при повышенном парциальном давлении действует, как яд. По этим причинам аппараты с циркуляцией кислорода применяются на глубинах не больше 12–13 м. Мы не будем детально останавливаться на этом вопросе. Отметим только, что применение подобных аппаратов в основном ограничивается военными целями. Их использование спортивными водолазами запрещено в ГДР и некоторых других странах по соображениям техники безопасности. Вряд ли они играют какую-либо роль и при решении научных задач.

Аппараты с замкнутой циркуляцией, которые работают не на чистом кислороде, а на газовых смесях, в будущем смогут занять свое место в технике глубоководных исследований и в гражданском секторе. При работах на больших глубинах значительную роль играют газовые смеси из кислорода и гелия. Но так как гелий очень дорог, стараются как можно полнее использовать газовую смесь, что говорит в пользу применения циркуляционных аппаратов.

Над созданием автономного водолазного снаряжения со сжатым воздухом также работали давно. Решающий скачок удалось сделать в 1942 г. французскому морскому офицеру Кусто. Вместе с инженером Ганьяном он создал «Акваланг» — автономный прибор, работающий на воздухе под высоким давлением. Принцип этого прибора сохранился во всех дальнейших разработках.