УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВАНИЯ

Полезная модель относится к спортивному оборудованию для скоростного передвижения в воде и может найти применение в качестве тренажера при подготовке спортсменов или при скоростных играх на воде, при подводной охоте.
Известны устройства для скоростного передвижения в воде в виде ласт, например, патенты РФ №2385752, А63В 31/08, №2260464, А63В 31/08, направленные на решение задачи повышения скорости передвижения пловца, или для создания различных режимов плавания - патент РФ №2385174, А63В 31/08. В этой группе аналогов скорость движения достигается скольжением ласт относительно открытой толщи воды и зависит от усилия и скорости толкания ноги пловца.
Известны устройства для скоростного плавания, дополнительно снабженные приводом, например педальным по авт. свидетельству СССР №1400622, А63В 35/10 или механическим движителем по авт. свидетельству СССР №1417893, А63В 35/00, что позволяет сообщать пловцу дополнительное механическое усилие при отталкивании от воды.
Решение по авт. свидетельству СССР №1417893 по принципу действия наиболее близко к заявляемой полезной модели и выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит прикрепленный к поясу пловца движитель в виде двух симметрично расположенных относительно продольной оси складных камер в форме шестиугольника с обратными клапанами на наружных стенках, на внутренних стенках камер смонтированы рычаги, связанные с ножными педалями для регулирования наполнением воды через клапаны и концевые отверстия камер и выдавливанием воды из складных камер через открытые концевые отверстия. Известная конструкция предусматривает формирование реактивной силы при выдавливании воды из раскладных камер.
Недостаток известного решения заключается в том, что скорость истечения воды через концевые отверстия зависит от усилия, сообщаемого педалям, и будет не большей, чем скорость движения ноги.
Заявитель ставит задачу увеличения скоростного передвижения пловца. Технический результат заключается в усилении реактивного движения воды из движителя.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем прикрепленный к телу пловца движитель, в виде двух симметрично расположенных относительно продольной оси камер, согласно предлагаемой полезной модели, камера выполнены в виде двух прикрепленных к стержню цилиндров, каждый из которых снабжен поршнем. Верх цилиндров представляет собой решетку с центральным отверстием для приводимого в движение ногой пловца штока поршня, при этом от центрального отверстия отходят радиально расположенные пластины, расположенные с уклоном к вертикальной плоскости, наклон пластин решеток левого и правого цилиндров направлен в противоположные стороны от продольной оси устройства. Основание каждого цилиндра снабжено сужающимся соплом. При этом площадь сечения цилиндра превышает площадь сечения сопла не менее, чем 10 раз,. Часть поршня, перекрывающая сечение цилиндра, также выполнена в виде решетки с наклонными пластинами, совпадающими по профилю с пластинами верхней решетки цилиндра, к нижней части которых крепятся жесткие заслонки, установленные с возможностью открытия-закрытия входа воды в цилиндр при движении штока.
Предлагаемое устройство использует принцип замкнутой рабочей среды. Та часть воды, которая используется для отталкивания, располагается не в открытой толще воды, а в замкнутом пространстве цилиндра. Это позволяет создать повышенное давление на рабочий объем воды, а использование суженного сопла позволяет выводить воду из цилиндра с повышенной скоростью. Скорость выброса струи выше скорости движения ноги в число раз, равное отношению площадей сечений цилиндра и сопла. По закону сохранения импульса это может привести к значительному разгону пловца.
Благодаря наклонному расположению пластин решетки цилиндра и поршня при движении вниз создается закрученное движение потока воды из сопла, что приводит к усилению эффекта реактивного ускорения.
Для компенсации возникающего крутящего момента при выходе струи из цилиндра создают вращение потоков в цилиндрах в противоположные стороны, путем наклона пластин решеток и поршней правого и левого в противоположные стороны от продольной оси устройства.
На чертеже фиг.1 представлен общий вид устройства для плавания; фиг.2 - верхняя решетка цилиндра, вид сверху; фиг.3 - верхняя решетка цилиндра, вид сбоку; фиг.4 - поршень, вид снизу; фиг.5 - поршень, вид сбоку.
Устройство для плавания содержит: рукоятку для управления и удерживания устройства руками 1, которая может быть выполнена, например, из дерева или прочной пластмассы; стержень 2, образующий продольную ось устройства, по обе стороны которой крепятся все остальные узлы: два цилиндра 3 с верхними решетками 4, (показаны на отдельном рисунке фиг.2) и сужающимися соплами 5 (сопло может быть выполнено неразъемной с цилиндром деталью) внизу цилиндров 3. Внутри каждого цилиндра размещен поршень 6, шток 7 которого выходит через центральное отверстие решетки 4, и приводится в движение ногой пловца.
Верхние решетки цилиндров 4 образованы наклонными радиально расположенными пластинами 8, угол наклона которых к вертикальной плоскости может быть от 30% до 60%, при этом углы наклона пластин 8 решеток цилиндров направлены в противоположные стороны от продольной оси стержня 2, Часть поршня 6, перекрывающая сечение цилиндра, также выполнена в виде решетки с наклонными пластинами 9, совпадающими по профилю с пластинами 8, к нижней части пластин 9 крепятся жесткие заслонки 10, установленные с возможностью открытия-закрытия входа воды в цилиндры при движении штоков. Заслонки 10 выполняются из жесткой пластмассы, в виде лепестков, закрывающих полости в поршне 6 при выталкивании воды из цилиндра при движении поршня вниз, и открывающих полости при движении поршня вверх при заполнении цилиндра водой. На внешнем ободе поршня 6 имеются уплотнительные резиновые кольца, для плотного скольжения по стенкам цилиндра (на рис. не показаны).
Площадь сечения цилиндра должна превышать площадь сечения сопла не менее, чем 10 раз, что обеспечивает физиологически оптимальную скорость движения стопы при развитии усилия. Например, при внутреннем диаметре цилиндра в 23 см. внутренний диаметр сопла равен 5 см.
Возможно расположение пластин 8 и 9 в вертикальной плоскости, при этом выполнение устройства упрощается, но прямое, не закрученное движение потока воды снизит эффект реактивного ускорения.
Устройство снабжено лямками 11. Лямки у устройства мягкие, надеваются на плечи, и выдерживают нагрузку при поочередном нажатии на поршни, поскольку усилие при этом через давление воды в цилиндре частично передается и на корпус устройства. Руками при этом пловец удерживает переднюю часть корпуса за рукоятку для рук 1, и использует руки для выбора направления, то есть управляет руками. Устройство преимущественно может быть выполнено из дерева с влагозащищенной пропиткой или прочных сортов пластмассы, основной принцип при подборе материалов - обеспечить прочность и небольшую положительную плавучесть всему устройству.
Устройство работает следующим образом - Ноги вставляются в обувь, которая закреплена на штоках 7 шаровой опорой (на рис. не показано), что придает свободу движений ступне, и закрепляется в обуви шнуровкой. Руки располагаются на рукоятке 1. Пловец погружает устройство в воду и осторожно прокачивает цилиндры 3, освобождая от воздуха, затем ложится на воду, следя, чтобы цилиндры оставались погруженными в воду, давит одной ногой через шток 7 на поршень 6 и создает давление воды в цилиндре 3. Вода в цилиндре 3 под давлением устремляется в сопло 5 и создает водяную струю из цилиндра 3, реактивный момент которой движет пловца и устройство вперед. Вторая нога в этот момент поднимается, второй цилиндр 3 наполняется новой порцией воды. Затем вторая нога начинает давить на поршень 6, устремляя его вниз, а первая - осуществлять холостой ход вверх. Затем цикл повторяется. Поочередное движение ног обеспечивает постоянное продвижение пловца в воде. Руками пловец направляет устройство в нужную сторону.