Противоперегрузочное устройство (варианты) с устройством для управления из него (варианты)

Изобретение относится к противоперегрузочному устройству для самолетов и космических кораблей. Противоперегрузочное устройство представляет собой ванну с жидкостью, близкой по плотности к плотности тканей человеческого организма, имеющую мембрану или крышку. Противоперегрузочное устройство имеет герметичный комбинезон, имеющий герметичное устройство для соединения с мембраной или крышкой. Достигается увеличение переносимых перегрузок. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к противоперегрузочным приспособлениям, не имеет явных аналогов и предназначено для самолетов и космических кораблей.

Известны противоперегрузочные приспособления (см. заявку России 94022552), но допустимые перегрузки в них не превышают 12G.

Сущность изобретения в том, что человек в сидячем, а лучше в лежачем положении погружен в ванну с жидкостью, близкой по плотности к плотности тканей человеческого организма. В первом случае торчит только голова, а во втором случае торчит только верхняя часть груди и лицо. В лежачем варианте переносимые перегрузки будут выше. Предположительно, долговременные перегрузки могут достигать 25-30G, кратковременные (на задержке дыхания, т.е. 30-40 сек) до 40G, и ударные (катапультирование, жесткое приземление) до 60-70G. Теоретически в будущем, при заполнении легких и бронхов кислородсодержащей жидкостью (такие опыты над животными проводились и были успешными) возможны перегрузки в несколько сотен G. Суть такого способа перенесения перегрузок в том, что жидкость человеческого тела несжимаема, и всенаправленное повышение давления никак не отражается на целостности клеток человеческого организма и происходящих физиологических процессах. Например, альпинисты при восхождении на Эверест находятся под давлением 0,35 атм. А опыты по имитации глубоководных погружений в барокамере показали, что люди долгое время комфортно чувствуют себя при давлении 35 атм. Перепад в 100 раз.

Разумеется, для уменьшения объема жидкости в ванне форма нижней части ванны близка к форме контактирующей с ней части тела человека, с зазором на костюм и с зазором для растекания воды, т.е. для лежачего положения потребуется всего 8-10 литров жидкости.

В качестве жидкости можно использовать воду или водные растворы, в частности раствор поваренной соли или незамерзающие растворы глицерина и гликолей. Однако даже в устройстве сухого типа желательно не использовать токсичные компоненты (на случай нарушения герметичности). Жидкость может быть запущена гелеобразователем (если человек не занят управлением).

Чтобы ванна не выплеснулась от вибрации, боковых и отрицательных перегрузок, она закрыта мембраной или жесткой герметичной крышкой.

Устройство может быть двух вариантов - «мокрое» и «сухое». В мокром устройстве человек находится в непромокаемом комбинезоне (обычный легководолазный костюм), который по плоскости воды имеет герметичное устройство для соединения с мембраной или крышкой, например герметичный фланец такого размера, чтобы пролезла голова.

В сухом варианте такой комбинезон уже встроен в мембрану и соединен с ней герметичными гибкими вставками, выходящими на поверхность мембраны (для облегчения залезания-вылезания). На поверхности мембраны вставки могут стягиваться застежками «молния» или другими. Для самостоятельного залезания и особенно вылезания молния на одной или обеих руках имеет фиксируемый пружинный натяжитель (в сторону открытия) или электропривод (за шнурок или клиновый ремень). Понятно, что сухой вариант в эксплуатации гораздо удобнее.

Для лучшей фиксации человека в устройстве сухого типа комбинезон нижней частью может быть прикреплен к дну ванны. Например, приклеен или притянут тканевыми вставками. Исследованиями при свободных глубоководных погружениях установлено, что при большом перепаде давлений между давлением в окружающих тканях человеческого организма наблюдается большой приток крови в легкие с набуханием последних и фактическим уменьшением их полезного объема. При перегрузках это может привести к потере сознания. Поэтому данное устройство имеет систему подачи кислорода в зону дыхания человека, состоящую из баллона, редуктора и крана, управляемого вручную и/или от датчика акселерометра по достижении определенного предела перегрузок (например, 15G).

Для одновременного перенесения боковых перегрузок ванна шарнирно закреплена выше центра тяжести (лучше в продольном направлении). Т.е. при появлении боковых перегрузок она откланяется, как маятник и человек воспринимает результирующую перегрузку в наиболее эргономичном направлении «грудь-спина».

Для облегчения функционирования человека при отсутствии перегрузок, например для улучшения обзора из кабины самолета, устройство может быть снабжено поворотным механизмом, управляемым вручную и/или автоматически по сигналу акселерометра, поворачивающим ванну в вертикальное или наклонное положение.

С этой же целью в ванне может иметься поднимающийся подголовник.

Для предотвращения эффекта присасывания и для ощущения комфорта в ванной последняя изнутри покрыта открытопористым материалом, например поролоном, ватином, войлоком.

Для осуществления функции управления во время перегрузок в ванне могут быть различные устройства. Например, в ванне могут быть педали, рассчитанные только на движение стопы (в лежачей ванне размашистые движения делать невозможно). Для этого ось вращения педалей должна совпадать с осью вращения голеностопного сустава человека.

Кистями рук можно управлять джойстиком (консольным рычагом). Однако, чтобы не двигалась вся рука, джойстик должен быть расположен на платформе, имеющей возможность передвигаться продольно положению локтевой части руки, например, на роликах по направляющим в виде С-образных швеллеров.

Кистями рук можно управлять также устройством типа «компьютерная мышь». Но опять же для того, чтобы при этом не двигалась вся рука, «мышь» должна иметь шарнирно закрепленные на ней гнезда для пальцев (похожие на портновские наперстки), хотя бы для трех средних пальцев. Шарниры должны допускать продольное движение пальцев в плоскости их сгибания или быть шаровыми.

На фиг.1 показано устройство мокрого типа, вид сбоку, где: 1 - человек, 2 - ванна, 3 - мембрана, 4 - фланец, 5 - поднимающийся подголовник. Устройство имеет поворотный механизм в виде шарнира 6 и гидроцилиндра 7.

На фиг.2 показано поперечное сечение ванны сухого варианта по месту максимального охвата груди (в сечение попало тело и две руки), где: 8 - комбинезон, 9 - гибкие вставки, 10 - застежка «молния».

На фиг.3 показана педаль, где: 11 - педаль, 12 - подпятник, 13 - боковые кронштейны, 14 -шарниры.

На фиг.4 показан джойстик, где: 15 - джойстик, 16 - платформа джойстика, 17 - ролики или колесики, 18 - направляющие.

На фиг.5 показана «компьютерная мышь», где: 19 - «мышь», 20 - гнезда для пальцев, 21 - шарниры.

На фиг.6 показаны электропривод «молния», где: 22 - замок застежки, 23 - закольцованный клин, ремень, 24 - ролик, 25 - электромотор. Работает устройство так: человек залезает в ванну 2, застегивает молнии 10 и с помощью подголовника 5 и гидроцилиндра 7 принимает нужное положение. Для вылезания человек включает электромотор 25, который с помощью роликов 24 протягивает ремень 23 в нужном направлении, и «молния» открывается.

Педаль 11 при движении стопы вращается относительно шарнира 14.

Джойстик 15 при продольном движении кисти перемещается вместе с платформой 16 на роликах 17 в направляющих 18.

Компьютерная «мышь» 19 управляется пальцами, вставленными в гнездо 20.

1. Противоперегрузочное устройство, представляющее собой ванну с жидкостью, близкой по плотности к плотности тканей человеческого организма, имеющую мембрану или крышку, отличающееся тем, что имеет герметичный комбинезон, имеющий герметичное устройство для соединения с мембраной или крышкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичным устройством является герметичный фланец.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичный комбинезон соединен с мембраной герметичными гибкими вставками, выходящими на поверхность мембраны.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вставки стягиваются застежками.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что застежками являются застежки типа «молния».

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что герметичный комбинезон прикреплен к дну ванны.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ванна шарнирно закреплена выше центра тяжести с возможностью отклонения в продольном или поперечном направлении.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет систему подачи кислорода в зону дыхания человека, состоящую из баллона, редуктора и крана, управляемого вручную и/или от датчика акселерометра по достижении определенного предела перегрузок.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ванна покрыта изнутри поролоном или ватином, или войлоком.