ЗАЩИТНЫЙ ШЛЕМ МОТОЦИКЛИСТА

Полезная модель относится к индивидуальным средствам защиты мотогонщика или мотоциклиста при движении со скоростью не менее 90 км/ч. Полезная модель «Защитный шлем мотоциклиста» предназначена для использования при больших скоростях движения, как в мотоспорте, так и в качестве индивидуального средства защиты пилота спортивной авиации или пилота, который использует катапультирование.
Известно техническое решение по патенту SU №1784498, 1993 г. для предотвращения опрокидывания транспортного средства включающее наклономер, выполненный в виде маятника груза, укрепленного на опоре, связанной с корпусом транспортного средства и электрический сигнализатор предельно допустимого угла наклона. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, за счет предупреждения аварийных ситуаций при засыпании водителя, а также при ударных воздействиях. Действительно, в данном изобретении существенно расширяются функциональные возможности устройства. Однако, даже без засыпания, на скорости превышающей 90 км/ч появляется аэродинамическое явление - подъемная сила на верхней поверхности шлема, которая не компенсируется нижней поверхностью (шлем не симметричен относительно горизонтальной плоскости). Причина возникновения подъемной силы в существенном ускорении потока на верхней поверхности и создании разрежения, что следует из открытия Бернулли, которое показывает зависимость давления от скорости в струе. Сила в вертикальном направлении достигает 12-16 кг на скорости 250-300 км/час и с дальнейшим ростом скорости может достигать 50 кг (Фиг.1, 2). Создается аварийная ситуация, устранение которой аналогом не предусмотрено. Известно техническое решение по патенту RU 2100946, 1998 г., которое «при аварийных ситуациях позволяет быстро и безболезненно освободить голову пострадавшего. Легкость монтажа и демонтажа без
применения специальных инструментов создает удобства пользования в дороге. На шлеме монтируется ограждающая сигнализация, которая дублирует сигнализацию, находящуюся на мотоцикле, и работает с ней синхронно». Действительно, легкость монтажа и демонтажа этого технического решения (аналога) позволяет быстро и безболезненно освободить голову пострадавшего, однако оно не предусматривает снижения величины вертикальных нагрузок на защитный шлем, т.е. не предусматривает устранения аварийной ситуации на высокой скорости движения. Известно техническое решение по патенту SU 1356282, 1993 г, принятое за прототип, в котором устранение аварийных ситуаций происходит за счет «защиты защитного стекла шлема от конденсации влаги, а также увеличения равномерности теплосъема с поверхности лица оператора, работающего в шлеме». В прототипе, срезы выходных торцов щелевых струйных насадков для выравнивания полей скоростей выполняют по дугам окружностей, центры которых совпадают с вершинами струйных насадков и осью вращения образующей защитного стекла. Выйдя из струйных насадков, вентилирующий газ распространяется по поверхности защитного стекла, создавая защитную газовую пелену около его поверхности. Таким образом, обеспечивается чистое защитное стекло и уменьшается возможность аварийных ситуаций за счет улучшения видимости при движении. При этом, на поверхности шлема выполнены щелевые насадки. Недостатком прототипа является воздействие больших воздушных вертикальных нагрузок на шлем при скорости движения более 90 км/ч, создающих аварийную ситуацию. Устранение этих нагрузок прототипом не предусмотрено.
Исключить этот недостаток можно за счет уменьшения вертикальной разности давления на поверхности шлема. С целью исключения этого нежелательного явления на полезной модели установлены профилированные гребни выпуклостью вниз, которые создают отрицательную подъемную силу. Специальный подбор профилей позволяет создать равенство положительной и отрицательной подъемной силы на шлеме, т.е. исключить аварийную ситуацию.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является уменьшение подъемной силы шлема, возникающей на больших скоростях движения до безболезненного уровня, т.е. с 12-16 кг до 0 кг.
Согласно полезной модели, заявляемый технический результат достигается тем, что защитный шлем мотоциклиста, содержащий конструктивные наружные насадки, например козырек, снабжен аэродинамическими поверхностями, не менее одной с левой и правой стороны, в виде горизонтальных профилированных гребней.
Полезная модель поясняется следующими фигурами чертежей:
Фиг.1 - Эпюры давления на шарообразной обтекаемой модели при скорости 50 м/сек (180 км/ч).
Фиг.2 - Эпюры давления на шарообразной обтекаемой модели при скорости 75 м/сек (270 км/ч).
Фиг.3 - Защитный шлем по предмету полезной модели и эпюры давления на нем.
Защитный шлем 1, по предмету полезной модели содержит на наружной поверхности горизонтальные профилированные гребни 2 и 3 (Фиг.3).
Работает защитный шлем следующим образом. При воздействии набегающего потока 4 на шлем 1, поток 4 воздействует на профилированные гребни 2 и 3 таким образом, что на каждом из них возникает давление направленное вниз, т.е. сторону отрицательной подъемной силы, что видно на эпюре распределения давления по длине гребня. Итоговая эпюра давления по шлему (Фиг.3) показывает, что при соответствующем подборе профилей гребней достигается равенство положительной и отрицательной подъемной силы на шлеме. Имеет место процесс саморегулирования на определенной скорости движения.
Таким образом, установка профилированных гребней по предмету полезной модели нейтрализует отсасывающую вверх подъемную силу шлема, т.е. исключает аварийную ситуацию при движении с большой скоростью.