В этом смысле примечательной разработкой является конструкция дыхательного аппарата с открытой схемой дыхания (т.е. выдохом в воду) итальянца Альберто Новелли. Ему удалось добиться экономии примерно одной трети располагаемого дыхательного воздуха Тем не менее дыхательный аппарат Новелли не нашел широкого применения в практике подводных погружений из-за громоздкости и ряда недоработок. В СССР первый воздушно-дыхательный аппарат с открытой схемой дыхания и совмещенными ступенями редуцирования (акваланг) создан в 1957 году. По техническому заданию Управления спасательной службы ЦК ДОСААФ его разработка была поручена инженерам А.И. Солдатенкову и Ю.В. Китаеву. В испытаниях акваланга участвовала одна из первых советских женщин-аквалангисток, подводный фотограф и охотник, автор нескольких книг о подводном мире Ольга Хлудова.
Вскоре автономный дыхательный аппарат был запущен в серийное производство под названием АВМ-1 (Автономный, воздушный морской, модель первая) или «Подводник-1». После проведения дополнительных конструкторских работ советские специалисты создали модификацию — АВМ-1м и АВМ-1м-3 (трехбаллонный вариант). Модернизированный аппарат АВМ-1м отличался от первой модели изменением конструкции и расположением лепесткового клапана выдоха, вместо двух вентилей КВМ-200 между баллонами был установлен один, а также пенопластовая вставка с целью уменьшения отрицательной плавучести. Легочный автомат модернизированной конструкции также имел ряд особенностей. Кроме этого на АВМ-1м шланги вдоха и выдоха изготавливались из более прочного материала.
Появление в СССР аквалангов АВМ-1 и АВМ-1м, «Украина», шланговых дыхательных аппаратов АВМ-3, ШАП-40, ШАП-62 стимулировали настоящий прорыв в области развития наук об океане, подводном спорте, спасательном деле. Практически сразу они стали использоваться в военном деле. Необходимо отметить, что в 50-е годы XX века акваланги были приняты на вооружение подразделений боевых пловцов и подводных диверсантов флотов мира. Однако их использование в специальных операциях не представлялось возможным в силу низкой экономичности дыхательных аппаратов и демаскирующего фактора — видимости при дыхании пузырей воздуха на поверхности и в толще воды. Тем не менее знание этого вида подводного снаряжения, умение им пользоваться считается обязательным при подготовке боевых пловцов и подводных диверсантов.
Поиск оптимальных конструкций дыхательных аппаратов продолжался во всем мире. Над их разработкой трудились талантливейшие специалисты многих отраслей науки и техники.
В 1965 году американский инженер Брюс Р. Бодель запатентовал новый вид дыхательного аппарата под названием «искусственные жабры». Преимущества его оказались очевидны. Он автономен, действие аппарата не ограничено по времени, что само по себе вызвало огромный интерес к разработке. Кроме этого, конструктивно изделие получилось легким и компактным. Аппарат Боделя похож по принципу действия на образец кислородного подводного снаряжения, но в отличие от него отпала необходимость в баллоне с кислородом, а также патроне с химопоглотителем (ХПИ), т.к. в последнем случае для связывания углекислоты использовалась окружающая пловца вода. Сущность предложенного метода заключалась в очистке выдыхаемого воздуха от углекислого газа, выделяемого непосредственно в воду, и наполнении дыхательной смеси кислородом непосредственно из окружающей среды.
Конструктивно аппарат состоит из трубчатого элемента, изготовленного из материала, обладающего хорошей газопроницаемостью. В него подается очищаемый воздух. Из-за разницы парциальных давлений кислорода и углекислого газа в воде и воздухе последний, проходя по трубчатому элементу, насыщается кислородом, растворенным в воде. В это время углекислый газ переходит из воздуха в воду. Бодель не раскрыл секрет своего изобретения в способе повышения давления выдыхаемого воздуха и его автоматической регулировки с увеличением глубины. Несмотря на появление совершенно новой конструкции и принципа дыхания, заложенных в аппарат Боделя, по неизвестным причинам он так и не составил конкуренцию аквалангу. Модернизация и разработка последнего активно шла во всех странах мира.
Появились однобаллонные, трех-, четырехбаллонные акваланги. Технический дайвинг потребовал оснащения человека под водой дополнительными узлами систем жизнеобеспечения. В схему дыхания вводится принцип раздельной ступени редуцирования. Дыхательный автомат располагается в загубнике акваланга — вторая ступень регулятора. Первой ступенью регулятора является редуктор. Он предназначен понижать давление воздуха в баллоне аппарата от максимального значения (150—300 атм) до установочного по техническим условиям конструкции (6—8 атм). Широкую популярность в мире получили однобаллонные аппараты с повышенной емкостью: 12, 15, 18 литров и давлением до 300 атм (30 мПа).
Для зарядки аквалангов стали применять специальную смесь с повышенным содержанием кислорода типа «NITROX». При пользовании подобными аппаратами возникла необходимость коррекции режима декомпрессии, а также строгого учета возрастания его парциального давления с увеличением глубины погружения. Оно должно быть не более 1,6 атм. Это связано с тем, что содержание кислорода в смеси «NITROX» составляет до 40% (в обычном воздухе его находится 21%). Однако наиболее часто используется обогащенный кислородом воздух на 32% (EANx 32) и 36% (EANx 36). Кроме этого ограничение по глубине погружения на «NITROX» связано с тем, что на ее значении более 66 метров может наступить кислородное отравление, так как уровень токсичности кислорода становится опасен для жизни водолаза. У некоторых специалистов вызывает беспокойство пожароопасность оборудования, работающего на «NITROX» в силу повышенного содержания кислорода в дыхательной смеси.
Таким образом, для продолжительного спуска на большие глубины возникла необходимость частично заменить кислород и азот в дыхательной смеси на другой газ. Им стал нейтральный гелий, который обеспечил безопасность погружения на 120 метров, а сама смесь называется «ТРИМИКС». Но и здесь возникла проблема. На больших глубинах при применении смеси возникает мало изученное явление синдрома высокого давления (СВД). Собственно содержание гелия в «ТРИМИКС» зависит от глубины погружения. В связи с этим разработана линейка специальных смесей, применяемых в спусках под воду.
Разработка новых технологий позволила успешно решить и вопрос антикоррозийного покрытия легированной стали, из которой, как правило, изготавливаются баллоны дыхательных аппаратов. Началось использование для них более легких материалов — алюминиевых сплавов, стеклопластика. В последнем случае удалось добиться снижения веса акваланга на 50%. В конце 60-х годов XX века баллоны из однонаправленного стеклопластика были изготовлены в СССР (B.C. Гуменюк, Б.Л. Бигула — Киев). Во время испытаний они разрушились при давлении воздуха более 420 атм (42 мПа), что явилось высоким показателем. В других компонентах подводного снаряжения вместо резины стал применяться силикон, обладающий более высокими эксплутационными характеристиками. В практику погружений под воду введено обязательное использование компенсаторов плавучести, специальных электронных приборов, микрокомпьютерной техники, оборудования типа «водолазный мозг».
В течение последующих десятилетий конца второй половины XX века в СССР создана серия отечественных воздушно-дыхательных аппаратов с открытой схемой дыхания и раздельными ступенями редуцирования. Конструктор А.И. Гнамм (соавторы: В. Прокудин Д.Р. Димант, А.В. Кожнев, И.Я. Землянский, А.П. Дахно, В.Ф. Прокудин и др.) изготовил легководолазный аппарат «Украина-2». Как и его предшественник под тем же названием — «Украина», — акваланг получил большое распространение в подводном спорте (изготовитель Луганский завод горноспасательной техники, совр. ОАО «Завод горноспасательной техники «Горизонт»). Всего было выпущено около 50 000 аквалангов «Украина». Из них 1500 аппаратов поставлено на экспорт. «Украина» была одним из самых популярных советских аквалангов в 60-х годах XX века. С его помощью миллионы соотечественников открыли для себя подводный мир. Технические возможности акваланга позволили отечественным спортсменам-подводникам установить десятки всесоюзных и 22 мировых рекорда.