Пристрій для аварійного спуску людини з висотного об’єкта (варіанти)

1. Пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, що закріплюється на спині людини, яку рятують, і включає в себе надувну від автономного джерела газонаповнення центральну тороподібну камеру, до якої прикріплено мембрану для розміщення людини, яку рятують, і яка пов'язана з одного боку з надувними спицями, розташованими при надуванні за конусом і пов'язаними між собою надувними перемичками, а з іншого боку - з надувною демпферною конструкцією, що має тороподібну надувну камеру, розташовану щодо центральної тороподібної камери протилежно розміщенню пов'язаних перемичками надувних спиць, який відрізняється тим, що тороподібна надувна камера пов'язана з центральною тороподібною камерою спицями, що надуваються, та виконана діаметром, більшим за діаметр центральної тороподібної камери і меншим за діаметр основи конуса, утвореного розпрямленими надуванням спицями, пов'язаними між собою перемичками, при цьому між спицями кожної з тороподібних камер натягнута повітронепроникна тканина або спиці з тороподібними камерами обтягнуті повітронепроникними чохлами для утворення конусоподібного гальмівного екрана у вигляді двох 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до засобів порятунку людей і розглядає пристрій, призначений для порятунку людей при надзвичайних ситуаціях, переважно для спуску людей з верхніх поверхів висотних об'єктів при пожежі або в інших аварійних ситуаціях. Відомий рятувальний пристрій, призначений для прийому на землі людей, які стрибають або падають з великої висоти, що містить пневматичну камеру з еластичними трубами, які утворюють контури верхньої та нижньої основи, і стійки каркаса, що їх з'єднують, які, в свою чергу, охоплені гнучкою оболонкою, що має горизонтальну амортизуючу мембрану [RU № 2150980, А62В1/22, надрук. 1999]. Недолік пристрою полягає в тому, що об'єм каркасу становить значну частину від загального об'єму камери. Відомий пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкту, що містить ранець із засобами кріплення його на спині людини, яку рятують, з'єднаний через проміжну мембрану зі складеним в ньому парашутом, що включає надувні камери, призначені для формування основи пневматичної каркасу, з'єднані між собою з утворенням еластичної спідниці, яка формує конусоподібний гальмівний екран, і посадочну гондолу, сформовану надувними камерами [RU заявка № 2003124165/12, надрук. 05.08.2003]. Недолік цього пристрою полягає в значних його габаритах і вазі, а також у невисокій ефективності. Відомий пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, що містить опорний елемент у вигляді ранця, забезпеченого засобами його кріплення на спині людини, яку рятують, і з'єднаного через проміжну мембрану зі складеним в ньому парашутом, що включає надувні камери, призначені для формування при їх наддуванні верхньої та нижньої основи пневматичної каркасу, що утворює еластичну спідницю, яка формує при її поєднанні з надувними камерами конусоподібний гальмівний екран, засоби розкриття парашута, що включають джерело газу, скріплене з ранцем і з'єднане з надувними камерами за допомогою гнучких еластичних газопроводів, та надувні камери для формування посадочної гондоли, при цьому надувні камери посадочної гондоли виконані у вигляді нижньої основи і стійок, які утворюють каркас, і сполучених з нижньою основою пневматичного каркасу, при цьому посадкова гондола забезпечена перегородками вертикальними і горизонтальними, нижньою і верхньою, що утворюють порожнини, у нижній перегородці виконані отвори, а верхня перегородка скріплена з нижньою основою пневматичної каркасу і з ранцем [RU №2288758, А62В1/00, B64D25/14, надрук. 2006.12.10]. Недолік цього пристрою полягає в значних його габаритах і вазі, а також у невисокій ефективності. 97343 4 Відомий пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, що містить ранець із засобами його кріплення на спині людини, яку рятують, і прилегла до спини цієї людини частина якого виконана у вигляді опорного елементу і всередині якого вміщено надуваний каркас, що включає в себе надувну від джерела газу тороподібну камеру, пов'язану зі спицями, що надуваються, які пов'язані з верхньою тороподібною камерою циліндроподібної надувної конструкції, складеної із розміщених одна над іншою тороподібних надувних камер діаметром, меншим за діаметр першої зі згаданих надувних камер, для утворення конусоподібного гальмівного екрану, при цьому до верхньої надувної тороподібної камери меншого діаметру прикріплено опорний елемент ранцю, циліндроподібну камеру, що надувається до атмосферного тиску з каліброваними отворами для стравлювання надлишкового тиску в момент її навантаження зовнішнім зусиллям від удару об землю, розміщену під опорним елементом, до якого прикріплена людина, яку рятують, усередині порожнини, утвореної циліндроподібним розташуванням надувних тороподібних камер меншого діаметра і герметизованої з боку, зворотного розміщенню тороподібної камери більшого діаметру, опорний елемент ранця виконаний у вигляді анатомічного ложементу за формою спини людини, прикріпленого до верхньої надувної тороподібної камери меншого діаметру стрічками, виконаними з можливістю розшаровування або поділу по довжині на рівноміцні частини при навантаженні, а джерело газу для надувних тороподібних камер виконане у вигляді газогенераторів холодного газу, розміщених у відповідній порожнині надувної камери, при цьому принаймні в одній з спиць встановлено газогенератор, що з'єднує дві камери, ізольовані від об'єму інших надувних камер і спиць [RU №66206, А62В1/00, B64D25/14, надрук. 2007.09.10]. Недолік даного пристрою полягає в значних його габаритах і вазі, а також у невисокій ефективності в частині забезпечення гасіння енергії при приземленні системи з людиною. Дане рішення прийнято як прототип для заявлених об'єктів. Технічний результат, який досягається пропонованим винаходом, полягає у зниженні маси пристрою, зменшенні потреби в газі для його заповнення, підвищення його ефективності за рахунок спрощення конструкції і підвищення безпеки за рахунок виключення перекидання пристрою в момент приземлення. Зазначений технічний результат для першого прикладу виконання досягається тим, що в пристрої для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, що закріплюється на спині людини і включає в себе надувну від автономного джерела газонаповнення центральну тороподібну камеру, до якої прикріплена мембрана для розміщення людини, яку рятують, і яка пов'язана з однієї сторони з 5 надувними спицями, що розташовуються при надування по конусу і які пов'язані поміж собою надувними перемичками, а з іншого боку - з надувною демпферною конструкцією, що має тороподібну надувну камеру, розташовану щодо центральної тороподібної камери протилежно розміщенню пов'язаних перемичками надувних спиць, тороподібна надувна камера пов'язана з центральною тороподібною камерою надувними спицями та виконана діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери і меншим за діаметр основи конуса, утвореного розпрямленими надуванням спицями, пов'язаними між собою перемичками, при цьому між спицями та тороподібними камерами натягнута повітронепроникна перфорована тканина або спиці з тороподібними камерами обтягнуті повітронепроникними перфорованими чохлами для утворення конусоподібного гальмівного екрану у вигляді двох усічених конусоподібних пірамід із загальною основою в зоні центральної тороподібної камери і з направленими в протилежні боки більшими основами різного діаметру, в тороподібній камері демпферної конструкції натягнута мембрана, а автономне джерело газонаповнення пов'язане з однією з тороподібних надувних камер або з однією з надувних спиць, внутрішні об'єми всіх тороподібних камер і спиць пов'язані між собою і утворюють єдиний замкнутий об'єм. Зазначений технічний результат для другого прикладу виконання досягається тим, що в пристрої для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, що закріплюється на спині людини, яку рятують, і включає в себе центральну тороподібну камеру, що надувається від автономного джерела газонаповнення, пов'язану з одного боку зі спицями, що надуваються, які пов'язані з верхньої тороподібною надувною камерою, діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери, і з іншого боку з надувною демпферної конструкцією, складеної з нижньої тороподібної надувної камери, при цьому до центральної тороподібної камери прикріплена мембрана для розміщення людини, яку рятують, нижня тороподібна надувна камера виконана діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери і меншим за діаметр верхньої тороподібної камери і пов'язана з центральною тороподібною камерою надувними спицями, до нижньої тороподібної камери в зоні її центральної порожнини прикріплена мембрана, при цьому між спицями кожної нижньої і верхньої тороподібних камер натягнута повітронепроникна перфорована тканина або спиці кожної тороподібної камери зовні обтягнуті повітронепроникними перфорованими чохлами для утворення двох усічених пірамід із загальною основою і з направленими в протилежні сторони більшими основами різного діаметру, автономне джерело газонаповнення пов'язане з однією з тороподібних надувних камер або з однією з надувних спиць, а внутрішні об'єми всіх тороподібних камер і спиць пов'язані між собою і утворюють єдиний об'єм. Зазначені ознаки є суттєвими і взаємопов'язані між собою з утворенням стійкої сукупності істотних 97343 6 ознак, достатньої для досягнення зазначеного технічного результату. Короткий опис креслень Цей винахід пояснюються конкретними прикладами, які, однак, не є єдино можливими, але наочно демонструють можливість досягнення наведеної сукупністю ознак необхідного технічного результату. На фіг.1 - вид збоку на пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, перший приклад виконання; фіг.2 - вид зверху на пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта за фіг.1; фіг.3 - вид збоку на пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, другий приклад виконання; фіг.4 - вид зверху на пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта за фіг.3. Згідно цього винаходу розглядається пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта, який є надувним за функцією гальмівним пристроєм. Цей пристрій призначений для індивідуального порятунку людей і цінних вантажів, що знаходяться на будь-якому поверсі висотних будівель, під час пожежі або при інших надзвичайних ситуаціях, що вимагають термінової евакуації. Можливість створення такого пристрою з'являється завдяки тому, що він поєднує у собі як ефективний засіб гальмування при спуску в атмосфері, так і амортизуючий пристрій. При використанні пристрою не потрібно спеціальних навичок в управлінні, можна використовувати його практично миттєво, він захищає в процесі спуску від ударів об стіни і впливу високої температури і відкритого полум'я, наявність системи амортизації (демпферної конструкції) забезпечує безпеку приземлення. Пристрій є основним компонентом системи порятунку і призначений для надання заданої форми пристрою та забезпечення розрахункової швидкості зниження і посадки. Пристрій складається з двох каскадів: основного, що має форму "перевернутого або зворотного усіченого конуса", і додаткового, що має так само форму усіченого конуса, але набагато більшого діаметра (є демпферною конструкцією). У надутому, розгорнутому (робочому) стані пристрій має форму двох усічених конусів, з'єднаних "назустріч один одному", з різними діаметрами більших основ, а малими основами обох конусів є центральна тороподібна камера. При такому виконанні пристрій є аеродинамічно стійким і самоорієнтовним в польоті тілом так, що при зниженні воно буде постійно мати тенденцію до розвороту таким чином, що великий конус буде знаходитися зверху, малий конус знизу. Пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкта за першим варіантом виконання (фіг.1, 2) містить засіб кріплення на спині людини, яку рятують, що включає в себе надувну від джерела газу центральну тороподібну камеру 1, пов'язану з одного боку з надувними спицями 2, що розташовуються за конусом при надуванні і які пов'язані між собою надувними перемичками 3, і з іншого боку з надувною демпферної конструкцією, складеною зі спиць 4 нижньої тороподібної надувної камери 5, при цьому до центральної тороподі 7 бної камери 1 прикріплена мембрана 6 для розміщення людини, яку рятують. Нижня тороподібна надувна камера 5 виконана діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери 1 і меншим за діаметр основи конусу, утвореного розпрямленими за конусом спицями 2 і пов'язана з центральною тороподібною камерою 1 надувними спицями 4. Між спицями тороподібних камер натягнута повітронепроникна тканина 7 або спиці з тороподібними камерами обтягнуті повітронепроникними чохлами. Повітронепроникна тканина або повітронепроникні чохли виконані перфорованими. У нижній тороподібній камері натягнута мембрана (не показана) для утворення двох усічених конусоподібних пірамід із загальною основою в зоні центральної тороподібної камери і з направленими в протилежні сторони більшими основами різного діаметру для утворення конусоподібного гальмівного екрану. Автономне джерело газонаповнення пов'язане з однією з тороподібних надувних камер або з однією з надувних спиць, внутрішні об'єми всіх тороподібних камер і спиць, в свою чергу, пов'язані між собою і утворюють єдиний об'єм. Нижче розглядається конкретне виконання першого варіанту. За першим варіантом виконання пристрій (фіг.1, 2) містить засіб кріплення на спині людини, яку рятують (виконано у вигляді ранця, не показаний), що включає в себе центральну тороподібну камеру 1, що надувається від джерела газу, пов'язану з одного боку зі спицями, що надуваються 2, які пов'язані між собою перемичками, що надуваються 3 з утворенням верхньої тороподібної надувної камери діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери 1, і з іншого боку з надувною демпферною конструкцією, складеної з нижньої тороподібної надувної камери 5. До центральної тороподібної камери 1 прикріплена мембрана 6 для розміщення людини, яку рятують. Нижня тороподібна надувна камера 5 виконана діаметром, більшим за діаметр центральної тороподібної камери 1 і меншим за діаметр верхньої тороподібної камери і пов'язана із центральною тороподібною камерою надувними спицями 4. Між спицями 2 і спицями 4 тороподібних камер натягнута повітронепроникна тканина 7 для утворення двох усічених конусоподібних пірамід із загальною основою і з направленими в протилежні боки більшими основами різного діаметру, для утворення конусоподібного гальмівного екрану. Порожнини спиць пов'язані між собою перетоками і пов'язані з автономним джерелом газоутворення. Верхній конус, призначений для забезпечення ефективного аеродинамічного гальмування і стабілізації положення пристрою в польоті, має форму "перевернутого усіченого конуса", утвореного центральною тороподібною камерою 1, і спицями 2 з перемичками 3. Верхній і нижній конуси виконані у вигляді надувних герметичних спиць, які розміщені уздовж утворюючих конусів і обтягнуті конічним повітронепроникним чохлом, при цьому, строго кажучи, конуси вироджуються в піраміди, в основі яких 97343 8 лежать багатокутники з кількістю кутів рівною кількості спиць, від 6 прим, до 16 прим., в нашому випадку 8 прим. Спиці верхнього та нижнього конусів, центральна камера пов'язані між собою газовими перетоками і складають єдиний об'єм, ізольований і герметичний. Пристрій заповнюється газом під надлишковим тиском, внаслідок чого він не змінює свою форму під час спуску. Зовнішня сторона пристрою може бути забезпечена теплозахисним покриттям, що забезпечує безпеку при проходженні через осередки відкритого полум'я. Нижній конус, призначений для забезпечення ефективного аеродинамічного гальмування і стабілізації положення пристрою в польоті, складається з похило розташованих циліндричних спиць 4, які є твірною конусу і з'єднані між собою нижньою надувною камерою 5. Верхній конус має форму "конусу", утвореного центральною тороподібною камерою 1, і спицями 2 з перемичками 3. Нижній і центральний тори закриті повітронепроникною тканиною (матеріалом) за нижніми межами торів, до спиць верхнього конусу з внутрішньої сторони (з боку осі симетрії пристрою) також прикріплена повітронепроникна тканина (матеріал), що має кілька каліброваних отворів для сполучення внутрішнього об'єму "пневмомішку" з атмосферою. При наповненні пневмокаркасу пристрою (торів, спиць, перемичок) газом за допомогою автономної системи наповнення до надлишкового тиску в процесі розгортання пристрою зі складеного стану, в демпфуючий "пневмомішок" надходить забортне (з атмосфери) повітря і верхній конус приймає задану робочу форму. Розміщення людини здійснюється в ложементі на мембрані пристрою. Людина прикріплюється спиною до ложементу прив'язною системою. Ложемент є частиною ранця, у який укладено пристрій з усіма його системами. Ложемент має анатомічну форму спини людини, для забезпечення рівномірного тиску на людину в момент приземлення і міцно прикріплений до силового тору. Система амортизації (демпфуюча система пристрою) призначена для зниження величин ударних перевантажень до безпечного рівня в момент приземлення і працює наступним чином: У момент торкання нижньої камери поверхні приземлення за рахунок пружності спиць нижній тор через невелику масу втрачає швидкість в системі координат, пов'язаній з поверхнею приземлення практично до нуля, при цьому людина в ложементі, центральна камера і верхній конус, за рахунок великої маси, продовжують рухатися у напрямку до поверхні приземлення. При цьому, оскільки пружність нижніх спиць при роботі на стискання обмежена, відбувається "злам спиць" або пружна деформація спиць нижнього конусу. До моменту "зламу" спиць нижнього конуса швидкість людини з ложементом, силовим тором істотно знижується, але триває рух до поверхні приземлення. Далі, при значних переміщеннях відбувається деформація демпфуючого "пневмомішку", внаслідок чого всередині нього підвищується тиск, причому чим вище швидкість переміщення людини з ложементом і силовим тором відповідно, тим 9 сильніше зростає надлишковий тиск в демпфуючому "пневмомішку". Надмірний тиск усередині мішка, впливаючи на силовий тор з прикріпленим до нього газонепроникним матеріалом, створює додаткове зусилля, крім пружності спиць, яке остаточно гасить кінетичну енергію людини з ложементом, що призводить до повної зупинки останнього. Варто зазначити, що в міру підвищення надлишкового тиску в демпфуючому "пневмомішку" через калібровані отвори відбувається витікання повітря з "пневмомішку" в атмосферу, причому чим вищим є надлишковий тиск усередині мішка, тим вище швидкість витікання повітря, що призводить до стабілізації або зниження надлишкового тиску всередині мішка. При правильному підборі кількості, діаметрів і розташування даних отворів, можливо забезпечити перевантаження, які відчуваються людиною при посадці, в межах допустимих значень. Таким чином, організована система демпфірування є універсальною і дозволяє забезпечити приземлення людини з будь-якою масою в заданих межах. Ложемент призначений для розміщення людини під час польоту в лежачому положенні і його фіксації. Людина притягується прив'язною системою до ложементу - спиною. Ложемент є частиною ранця, у який укладено пристрій з усіма його системами. Ложемент має анатомічну форму спини людини, для забезпечення рівномірного тиску в момент приземлення. Ложемент - силовий елемент, за допомогою розривних елементів він кріпиться до силового тору ОНТУ. Фіксація людини, розміщеної в ложементі, здійснюється з допомогою прив'язної системи. Ранець одягається зі сторони спини. У процесі польоту пристрою забезпечується ефективне аеродинамічне гальмування до швидкості менше ніж 11 м/с. Посадочні навантаження при торканні із землею гасяться системою демпфування. Перевантаження при посадці не перевищує 16 од. і час її дії менше 0,5 сек. За другим варіантом виконання центральна тороподібна камера пов'язана з одного боку з надувними спицями, що розташовуються за конусом при надування і які пов'язані між собою перемичками, що надуваються, без утворювання верхньої тороподібної камери. 97343 10 Пристрій для аварійного спуску людини з висотного об'єкту по другому варіанту виконання (фіг.3, 4), так само містить засіб кріплення на спині людини, яку рятують (у вигляді ранця, не показано), що включає в себе надувну від джерела газу центральну тороподібну камеру 1, пов'язану з одного боку з надувними спицями 2, які пов'язані з верхньою тороподібною надувною камерою 8, виконаною діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери 1, і з іншого боку - з надувною конструкцією, складеною з нижньої тороподібної надувної камери 5. До центральної тороподібної камери 1 прикріплена мембрана 6 для розміщення людини, яку рятують, і є автономне джерело газонаповнення (не показане). Нижня тороподібна надувна камера 5 виконана діаметром більшим за діаметр центральної тороподібної камери 1 і меншим за діаметр верхньої тороподібної камери 8 та пов'язана з центральною тороподібною камерою 1 спицями, що надуваються 4. Між спицями кожної нижньої і верхньої тороподібної камери натягнута повітронепроникна тканина 7 або спиці кожної тороподібної камери обтягнуті повітронепроникними чохлами. Повітронепроникна тканина 7 або повітронепроникні чохли виконані перфорованими. До нижньої тороподібними камери 5 знизу прикріплена мембрана 9 для утворення двох усічених конусоподібних пірамід із загальною основою і з направленими в протилежні сторони більшими основами різного діаметру, для утворення конусоподібного гальмівного екрану. Автономне джерело газонаповнення пов'язане з однією з тороподібних надувних камер або з однією з надувних спиць, а внутрішні об'єми всіх тороподібних камер і спиць, в свою чергу, пов'язані між собою і утворюють єдиний об'єм. Функціонує конструкція по другому варіанту аналогічно до раніше розглянутої конструкції за першим варіантом. Даний винахід є промислово придатним, може бути виготовлений з використанням матеріалів і технологій, вживаних при створенні автомобільних систем безпеки типу надувних від газогенератора мішків. 11 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 97343 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601