СПАСАТЕЛЬНАЯ КАПСУЛА
RESCUE CAPSULE

Изобретение относится к спасательным техническим средствам и служит для спасения людей в высотных зданиях и сооружениях при возникновении чрезвычайных ситуаций.
Известна система спасения людей с помощью вертолета (патент RU №2268764, кл. A62B 1/02, A62B 5/00, В64Д 1/22), содержащая цилиндрический контейнер с дверным проемом и поворотными створками, на концах которых имеются конусообразные элементы. К этим элементам крепится трос и средства связи, причем цилиндрический контейнер снабжен балластовым грузом. Данная система предназначена для эвакуации людей при пожарах в лесных массивах. Однако даже в этих случаях не всегда удается надежно эвакуировать людей. Во-первых, вертолет при лесных пожарах низко спускаться не может, т.е. точно опустить капсулу в заданное место затруднительно (мешает ветер, дым, кроны деревьев). При попадании троса в зону пожара он (трос) теряет прочность от температуры. Применить такую систему для эвакуации людей в зданиях возможно только после разрушения здания (вертолет подлетает к зданию, спускает капсулу, пострадавшие забираются в нее, и затем капсулу поднимают. Добраться до капсулы из под завалов затруднительно).
Для эвакуации людей из высотных зданий могут быть использованы следующие передвижные комплексы: автомобиль с кабиной и лебедкой; вертолет с лебедкой (патент RU №2396094, кл. A62B 1/00 или устройство по патенту RU №2305577, кл. A62B 1/02). Недостатками указанных объектов являются зависимость их применения от погоды (для вертолетов) и наличия свободного места возле здания, где произошло разрушение (для автомобиля), а также цикличность работы устройства (тратится время на холостой ход), а если окно повреждено в результате землетрясения, то устройство будет неработоспособным, т.к. эвакуация производится только через окно.
Известно также спасательное устройство (патент RU №2342175, кл. A62B 1/02), включающее кабину и трособлочную систему с барабанами, причем такое устройство располагается на каждом этаже здания. Это устройство может эффективно использоваться, если здание не разрушено, оконный проем доступен для эвакуируемых и в здании не отключена электроэнергия.
Известна также капсула «приют бедствий» (патент WO 2013073060 А1 - Япония, опубликовано 23 мая 2013 г. ), предназначенная для защиты людей при землетрясении или наводнении. Герметичная капсула имеет сферическую или овальную форму, внутри нее расположены кресла с ремнями безопасности, люки, клапаны. В нижней части капсулы расположен балансир. Диаметр внутренней части капсулы может быть 1000 мм (для одного человека) и 2500 мм для размещения 25 человек. Материалы для обеспечения жизнедеятельности и оборудование размещены под крышкой пола. Капсула размещается на земле возле дома или на корабле.
К недостаткам этой капсулы можно отнести:
- невозможность установить капсулу в горизонтальной плоскости при падении или скатывании, что создает ряд трудностей для человека, находящегося в ней;
- кресло находится в одном положении, что вызывает затекание тела человека;
- забор воздуха из атмосферы не всегда обеспечивается надежно, т.к. заборный клапан может быть поврежден от удара;
- одна вертикальная стойка и одна горизонтальная в виде радиуса не обеспечивают прочность капсулы от механических повреждений.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является спасательная капсула для защиты людей при разрушении жилых зданий (патент KZ А4 №25924, кл. A62B 1/00), содержащая корпус и несколько защитных слоев, предотвращающих угрозу динамических, химических, термических, радиационных воздействий. Капсула выполнена в виде дверной коробки с герметично закрывающимися дверями (люками), оснащена креслами с ремнями безопасности и снабжена запасом воды, воздуха, пищи и связью, при этом дверная коробка имеет каркас, установленный на пружинах по периметру.
При возникновении землетрясения люди, находящиеся в помещениях здания, заходят в спасательную капсулу, закрывают двери, располагаются в креслах и пристегиваются ремнями безопасности.
К недостаткам указанного прототипа можно отнести следующее. Прямоугольная форма каркаса капсулы неустойчива, маловместима и не предохраняет людей от боковых повреждений. Вытащить такую капсулу из-под обломков затруднительно. При опрокидывании капсулы люди находятся в неудобном положении. При закрытии дверей в капсуле не обеспечивается проход спасателей и пострадавших в другие помещения здания.
Задачей предложенного технического решения является обеспечение возможности спасения людей в высотных зданиях и сооружениях при чрезвычайных ситуациях, когда все безопасные пути для пострадавших отрезаны.
Поставленная задача решается за счет того, что спасательная капсула выполнена в виде цилиндра с полусферическими торцами и состоит из двух частей: корпуса (нижняя часть) и поворотной крышки (верхняя часть), причем в цилиндрической части капсулы установлены кольцевые перегородки, обеспечивающие жесткость конструкции и делящие ее внутренне пространство на секции. Кроме этого кресла в секциях выполнены качающимися с фиксацией в заданном положении, перед каждым креслом на крышке капсулы установлено передвижное окно. В нижней части корпуса расположены съемные ролики с регулируемой высотой их установки, а по торцам корпуса установлены кольца. Для стабилизации капсулы в корпусе установлен балласт. На внутренней стенке корпуса перед креслом размещен поворотный уровень для определения горизонтальности капсулы во взаимно перпендикулярных плоскостях. В одном из торцевых отсеков капсулы размещена туалетная комната, в другом - склад баллонов со сжатым воздухом, вода, набор продуктов и энергетический модуль.
Сущность изобретение поясняется чертежами, а именно:
на фиг. 1 показан общий вид капсулы; фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1 и фиг. 6 - узел 1 на фиг. 1.
Спасательная капсула состоит из корпуса 1, поворотной крышки 2 с замками 3. Цилиндрическая часть корпуса 1 и крышки 2 внутри разделены перегородками 4 на секции, две из которых (торцевые 5 и 6) полусферической формы, остальные секции 7 цилиндрической формы.
Каждая перегородка 4 выполнена из кольца 8, двух полуколец 9 и 10, которые в рабочем состоянии соединены с кольцом 8 с помощью разъемного соединения 11, при этом кольцо 8 заходит в паз двух полуколец 9 и 10. На кольце 8, во внутренней его части, расположены кольцевые пазы 12 (в крайних перегородках эти пазы расположены с одной стороны кольца 8, в средних перегородках они расположены с двух сторон). В каждой из центральных секций размещено кресло 13 с ремнями безопасности 14. Сиденье кресла 13 смонтировано на раме 15, на осях которой расположены ролики 16, входящие в кольцевые пазы 12 кольца 8. С помощью роликов 16 кресло 13 может вращаться и для его фиксации, в удобном для человека положении, на одной оси рамы 15 имеется стопорный маховик 17. В нижней части корпуса 1 капсулы расположен груз-балансир 18. Перед одним из кресел 13, на внутренней стороне корпуса 1, расположен на оси поворотный уровень 19 для установки и контроля капсулы в горизонтальном положении в двух взаимно перпендикулярных горизонтальных плоскостях. Сам корпус 1 капсулы может опираться на катки 20, причем высота катков меняется с помощью передачи винт-гайка или какой-либо другой известной передачи. Катки 20 служат для перемещения капсулы в удобное место, например в квартире или коридоре здания или корабля и для выравнивания капсулы в горизонтальной плоскости (если капсула при разрушении здания находится в наклонном положении). Для этого производится регулировка высоты установки катков 20 путем прокручивания вертикальной оси 37 катка в опорной гайке. Катки 20 могут быть спрятаны в специальных нишах корпуса 1 капсулы (на чертежах не показано).
Под сиденьем каждого кресла 13 располагается ящик 21 для медикаментов или сухого пайка.
С наружной стороны корпуса 1 и крышки 2 размещены светодиоды 22 для подачи сигналов.
Крышка 2 капсулы снабжена открывающимися термостойкими и прочными окнами 23 с бронированным теплостойким стеклом, которые служат для входа в капсулу и выхода из нее, а также для проветривания. На верхней части крышки 2 расположены воздушные клапаны 24 и звуковые устройства 25 (например, звуковая сирена или клаксон), а также кольцо 26 для зацепки грузоподъемным крюком. Кольца 26 также располагаются на торцевых секциях 5 и 6 капсулы с наружной стороны. На внутренней стороне крышки 2 на потолке расположены фонари 27. Крышка 2 с корпусом 1 закрывается герметично с использованием известных замков 3.
Торцевая секция 5 капсулы включает ванную комнату с туалетом 28 и запасом воды 29. Ванная комната отделена от центральных секций 7 складной дверью 30. В торцевой секции 6 капсулы размещаются баллоны 31 с воздухом, баки 32 с водой, отделение 33 для продуктов, отсек с батареями 34 электропитания (энергетический модуль) и панель контроля воздуха 35. В баках 32 могут располагаться электронагреватели 36 для нагревания воды, что важно в зимнее время.
Материалы для капсулы выбираются термостойкие и прочные, наружная часть капсулы может иметь свинцовую оболочку. Капсула в рабочем положении снаряжена всеми жизненно важными продуктами и материалами (запасы воды и воздуха, питание, медикаменты, средства связи, источники автономного электроснабжения и пр.).
Спасательная капсула работает следующим образом или порядок пользования капсулой при чрезвычайных ситуациях.
При пожаре в здании (при разрушении), когда для потерпевших отрезан безопасный путь для эвакуации, они (потерпевшие) заходят через окна 23 в капсулу, садятся в кресла 13 и пристегиваются ремнями безопасности 14. Затем окна 23 герметично закрываются. Если при разрушении здания капсула окажется в нестандартном положении (например, наклонена), то благодаря осям с роликами 16 кресла 13 можно привести в удобное положение и с помощью выдвижных роликов 20 установить саму капсулу в нормальное (горизонтальное) положение. Это предусмотрено для того, чтобы человек в случае переворота капсулы занимал оптимальное (наиболее удобное) положение относительно горизонта.
Внешние световые диоды 22 в случае плохой видимости обеспечат лучшую видимость капсулы. Для обеспечения видимости внутри капсулы она оборудована внутренними световыми приборами 27. Для ориентации на месте люди в капсуле могут наблюдать внешнюю среду через иллюминатор 38, размещенный в корпусе 1 капсулы перед каждым креслом 13.
При пожаре спасательная капсула не нагревается благодаря специальному теплоотражающему слою на корпусе 1 и крышке 2. Запас кислорода позволяет людям находиться в капсуле достаточно длительное время. Безопасность людей в капсуле обеспечивается благодаря теплоотражающему материалу на корпусе капсулы, за счет которого температура внутри капсулы будет в пределах допустимых значений.
Капсулу могут вытащить из здания во время пожара или переместить ее в безопасное место здания благодаря роликам 20 и кольцам 26.
При землетрясении, когда люди почувствуют подземные толчки, они должны прибыть в комнату, где размещена спасательная капсула, открыть окна 23 и по очереди войти в нее, сесть в кресла 13, пристегнуть ремни безопасности 14 и закрыть окна 23. Если здание начало разрушаться, люди, находящиеся в капсуле, должны нажать кнопку бедствия, чтобы капсула начала передавать сигнал спасателям. При разрушении здания угроза жизни для людей, находящихся в капсуле, будет минимальной.
Кольцеобразные перегородки 4 обеспечивают надежность конструкции капсулы. Запаса кислорода и продуктов первой необходимости достаточно для нормальной жизнедеятельности людей в период спасательной операции. Из капсулы постоянно подаются сигналы бедствия (световые и звуковые, а также передается информация через мобильную или другую связь). Спасатели, если капсула находится под развалинами, цепляют крюк крана за кольца 26 и вытаскивают ее из-под завалов. Если капсула находится в безопасном месте здания, тогда люди, находящиеся в ней, могут сами открыть окна 23 и выйти из нее. Наличие нескольких окон 23 позволяет обеспечить безопасность выхода людей из капсулы (если одно окно не открывается, то можно выйти через другое окно, не деформированное). Окна 23 могут также открываться для проветривания. Если же капсула имеет сильную деформацию, тогда спасатели выкручивают болты по периметру окна 23, вынимают бронированное стекло и люди через отверстие окна выбираются наружу. В случае невозможности выполнить эти операции (открыть окна) люди внутри капсулы снимают болтовое соединение 11 с верхней части полуколец 10 и открывают крышку 2, замки 3 при этом раскрываются. Крышку 2 открывают также при комплектовании капсулы необходимым оборудованием и материалами и проверке работоспособности капсулы.
При наводнении люди должны забраться в капсулу и размеситься в ней. Капсула обеспечивает наилучшую защиту людей, т.к. она герметична, а запаса кислорода хватит до прибытия спасателей. На воде капсула ведет себя весьма устойчиво благодаря наличию балансира 18 в нижней части капсулы. Поток воды также не страшен капсуле благодаря ее прочному корпусу. На воде капсула может буксироваться лодками и катерами в безопасное место, где люди смогут безопасно покинуть капсулу.
В случае радиоактивного заражения или химической атаки, когда люди услышат сигнал тревоги, они должны зайти в капсулу и размеситься в ней, аналогично вышеприведенному порядку. Безопасность людей в капсуле обеспечивается благодаря свинцовому слою в оболочке капсулы, который способен защищать от радиоактивного излучения. Капсула защищает также от ударной волны и других механических воздействий ядерных взрывов. С помощью буксировочной системы капсула может быть эвакуирована из зараженной зоны с помощью вертолета в безопасное место. Перед открытием капсулы необходимо произвести ее обработку (дезактивацию) и только после этого эвакуировать из нее людей.
Капсула передает радио- и светосигналы, которые позволяют спасателям обнаружить ее местоположение. Передается также информацию о количестве людей и о запасе кислорода в капсуле. Это позволит спасателям правильно организовать своевременное спасение людей. Благодаря буксировочному крюку 26 и обтекаемой форме спасательную капсулу можно без проблем извлекать из-под завала с помощью спецтехники (автокрана, бульдозера и др.).
Капсула легко помещается в комнате и может дополнять какие-либо предметы интерьера. За счет установки на ней катков капсула легко перемещается в здании или на открытой площадке.
Отличительная особенность капсулы в том, что она защищает сразу от многих ЧС.
Предложенная конструкция капсулы позволяет защитить людей при различных ЧС. Она может выдерживать сильные механические нагрузки, термическое воздействие, а также имеет хорошую плавучесть. Капсула не требует особенных навыков в обращении с ней. Капсула может быть рассчитана на 3-х человек и более.
При обрушении здания капсула защищает людей от обвала конструкций и других угроз. Благодаря усиленной конструкции оно может выдерживать большие нагрузки без потерь своих защитных свойств.
Одним из основных преимуществ капсулы является возможность спасения людей с пониженной подвижностью, боящихся высоты за счет их размещения в ограниченном и безопасном пространстве капсулы.