КРЕСЛО ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ

Полезная модель относится к области бронированной транспортной техники специального назначения, а именно к устройствам, снижающим воздействие критических перегрузок на перевозимый личный состав, например, в случае минного подрыва транспортного средства.
Использование энергопоглощающих кресел повышает безопасность перевозимого личного состава в бронированных взрывозащищенных транспортных средствах. Известно, что в случае минного подрыва происходит подброс транспортного средства, в результате которого возникают перегрузки, воздействующие на перевозимых пассажиров. Для снижения этих перегрузок необходима установка энергопоглощающих кресел. При разработке таких кресел необходимо учитывать организацию внутреннего пространства автомобиля, место крепления кресел, их массогабаритные показатели, надежность работы, эргономические параметры.
Известно техническое решение виброзащищенного кресла, описанное в патенте RU 2137626 C1, B60N 2/50, 20.09.1999. В этом решении кресло содержит основание, подвижно связанную с ним посредством жестких звеньев и шарниров раму с подушкой и спинкой, ограничители перемещения рамы по высоте и стационарно установленные между основанием и рамой пружины. Новым в конструкции кресла является установка дополнительных пружин и виброизоляторов, каждый из которых выполнен в виде S-образно изогнутого стержня и закреплен своими концами на стяжках горизонтальных консолей L-образных основания и рамы. Оси виброизоляторов лежат в плоскостях, параллельных осям жестких звеньев, которые равны по длине и установлены на основании и раме параллельно друг другу. Каждая дополнительная пружина закреплена одним концом в нижней части рамы и снабжена на другом конце Т-образной планкой с отверстием, которая установлена на U-образных пазах рамы и может взаимодействовать с одним из стержней, которые установлены с возможностью продольного перемещения во втулках, жестко закрепленных на основании соосно отверстиям T-образных планок. При этом каждая втулка снабжена поперечным пазом, в котором установлен взаимодействующий со стержнем подпружиненный фиксатор. Недостатком этого кресла является большой вес, отсутствие складных частей и в целом не предназначено для поглощения энергии в случае минного подрыва транспортного средства.
Известно также энергопоглощающее кресло летательного аппарата, описанное в патенте RU 73308 U1, B64D 25/04, 20.05.2008. Энергопоглощающее кресло летательного аппарата содержит каркас, включающий в себя сиденье и спинку, верхний и нижний узлы подвески каркаса, два амортизатора, две вертикальные стойки, дополнительно снабжено двумя опорными узлами, поворотной платформой, установленной шарнирно между опорными узлами и двумя шарнирными тягами, расположенными между опорными узлами и вертикальными стойками, которые, в свою очередь, нижними концами установлены шарнирно на поворотной платформе, при этом поворотная платформа имеет штырьковые фиксаторы, служащие для ее фиксации в разных положениях относительно опорных узлов, которые имеют ответные регулировочные отверстия, расположенные по радиусу относительно оси установки поворотной платформы, кроме того, на каркасе кресла закреплена ручка регулировки кресла, имеющая кинематическую связь со штырьковыми фиксаторами поворотной платформы.
Недостатки данной конструкции состоят в сложности сборки, обилии деталей, большом весе, сложности изготовления, отсутствие возможности складывания. Кроме того, данная конструкция не предусматривает гашения вибрации и сглаживания толчков умеренной силы, возникающих при движении бронированного автомобиля по неровностям пути.
Из известных технических решений наиболее близким по своей технической сущности является кресло энергопоглощающее, раскрытое в патенте RU 126289, B60N 2/50, 27.03.2013 и взятое за прототип.
Энергопоглощающее кресло содержит систему подвеса, спинку и сидение. Система подвеса содержит верхний и нижние кронштейны, энергопоглощающие элементы и рычаг. Верхний кронштейн представляет собой гнутую металлическую пластину, выполненную с возможностью приваривания к лонжеронам корпуса транспортного средства и содержащую пазы направляющие для перемещения каркаса сиденья. Нижний кронштейн представляет собой набор пластин, выполненный с возможностью шарнирного крепления рычага подвеса к корпусу транспортного средства. Энергопоглощающие элементы представляют собой пластины или стержни, работающие на растяжение-сжатие. В верхней своей точке энергопоглощающие элементы прикреплены к верхнему кронштейну системы подвеса, в нижней - к рычагу, состоящему из двух металлических пластин и соединяющей их площадки.
Недостатком этого кресла является сложная конструкция кресла, ненадежность такой конструкции в связи с наличием в ней скользящих частей (пазы-направляющие), при движении по которым возможно заклинивание, в результате которого не обеспечивается работа энергопоглощающих элементов. Также в нем отсутствуют механизмы, снижающие влияние эксплуатационных нагрузок, что способствует большей утомляемости экипажа.
Технический результат заявленного решения заключается в упрощении конструкции кресла, в повышении надежности функционирования энергопоглощения в кресле из-за отсутствия в нем пазов-направляющих для его перемещения при воздействии нагрузок, а также в снижении влияния эксплуатационных нагрузок на пассажира за счет наличия в конструкции кресла упругих элементов.
Для достижения указанного результата предлагается энергопоглощающее кресло, включающее в себя каркас кресла, имеющий подвижное крепление к стенке корпуса транспортного средства с помощью верхних и нижних рычагов, сиденье с подножкой, закрепленные на каркасе кресла, и, по меньшей мере, одну цепь энергопоглощающих элементов, на которой подвешено кресло, верхний конец которой соединен с корпусом машины или с верхним рычагом, а другой конец связан с кронштейном, установленным на каркасе кресла. На каркасе кресла также закреплены спинка с подголовником и четырех- или пятиточечные ремни безопасности. Спинка может быть жесткой, либо иметь подложку натяжного типа, либо эластичную набивку, либо их сочетание.
Также предлагается подвижное сиденье кресла, представляющее собой мягкую подушку, расположенную на основании сиденья, которое крепится к каркасу сиденья с помощью энергопоглощающих элементов в виде упругих элементов, а каркас сиденья фиксируется к каркасу кресла шарнирно для возможности складывания сиденья.
Цепь энергопоглощающих элементов представляет собой набор деформируемых элементов, в качестве которых используются неупругие элементы или сочетание упругих и неупругих элементов.
Упругие элементы представляют собой механизмы поглощения энергии за счет упругой (обратимой) деформации элементов, например, пружина, полиуретановая втулка и т.д. В качестве неупругих элементов используются механизмы поглощения энергии путем пластической (необратимой) деформации элементов, например резанием, обжатием, разгибанием, удлинением и т.д., также могут применяться и определенные виды амортизаторов.
Защищенность личного состава от перегрузок обеспечивается отсутствием жестких связей кресла с кузовом транспортного средства. Крепление каркаса кресла в области спинки к силовым элементам стены кузова осуществляется посредством верхних и нижних рычагов, закрепленных шарнирно, чье перемещение ограничено одной или несколькими цепями энергопоглощающих элементов, на которых подвешено кресло.
Увеличение комфорта в штатных режимах движения достигается тем, что кресло способно гасить небольшие толчки и вибрации за счет деформации упругих элементов, находящихся в цепи энергопоглощающих элементов и в сиденье кресла.
В случае подрыва или критического эксплуатационного удара, кресло на рычагах и сиденье под действием силы тяжести перемещаются вниз, совершая плоскопараллельное движение относительно стенки кузова машины, в результате энергия ударной нагрузки поглощается как за счет деформации имеющихся упругих элементов, так и в связи с необратимой деформацией неупругого энергопоглощающего элемента.
Конструкция кресла поясняется чертежами, на которых показаны:
На фиг. 1 - схема энергопоглощающего кресла;
На фиг. 2 - подвижная подушка сиденья;
Энергопоглощающее кресло состоит из каркаса кресла 1, шарнирно закрепленного к корпусу транспортного средства посредством верхних 2 и нижних 3 рычагов, в верхней части которого закреплены спинка кресла 4 и подголовник 5, а в нижней части - подножка 6 с тягой 7, цепи энергопоглощающих элементов, состоящей из упругих 8 и неупругих 9 элементов, которая в верхней части закреплена на стенке кузова, а в нижней - на кронштейне 10, находящемся на каркасе кресла 1, и сиденья, которое шарнирно крепится к каркасу кресла 1 каркасом сиденья 11.
Верхние 2 и нижние 3 рычаги и цепь энергопоглощающих элементов образуют систему подвеса кресла, которая помимо крепления всего кресла к корпусу машины обеспечивает гашение импульсов взрывной и/или ударной волны.
В качестве примера, на фиг. 1 показано выполнение кресла, в котором цепь энергопоглощающих элементов крепится к кронштейну 10 между упругим 8 и неупругим 9 элементами, при этом упругий элемент 8 работает на сжатие, а неупругий 9 - на растяжение. Также возможен вариант исполнения крепления к кронштейну 10 цепи энергопоглощающих элементов на ее нижнем краю, при этом в зависимости от вида используемого упругого элемента он будет работать либо на сжатие, либо на растяжение, а неупругий элемент работает на растяжение. Порядок расположения элементов в цепи не принципиален.
Подвижное сиденье, представленная на фиг. 2, состоит из каркаса сиденья 11, к которому посредством упругих элементов 16 крепится основание подушки 17, выполненное из материала достаточной твердости, на которой расположена подушка 18 анатомической формы. Положение I соответствует ненагруженному сиденью, положение II соответствует сиденью, к которому приложена нагрузка. Подушка 18 выполняется из мягких, эластичных материалов, обеспечивающих комфортное состояние пассажиру при сидении.
Перемещение подушки ограничивается стропами 19, служащими ограничителями хода основания подушки 17 сиденья. Конструкция подушки сиденья представляет собой подвижный узел, способный перемещаться в вертикальном направлении за счет упругой связи с жестким каркасом сиденья 11 посредством упругих элементов. Такая конструкция уменьшает воздействие толчков и ударов, снижает воздействие вибрации на сидящего в кресле человека, и способствует увеличению комфорта и снижению утомляемости перевозимого личного состава.
Складной каркас сиденья 11 подвижной подушкой сиденья кресла, закрепленный на каркасе кресла 1 с помощью шарниров, при его приведении в сложенное состояние посредством тяги 7 увлекает в сложенное состояние и складную подножку 6 кресла.
В одном из вариантов исполнения заявленного кресла, для упрощения его изготовления, возможно использование вместо предложенного подвижного сиденья подложки натяжного типа, сиденья с эластичной набивки и т.д., устанавливаемые на каркасе сиденья, без применения в них упругих элементов.
Каркас кресла 1, каркас сиденья 11 и верхние 2 и нижние 3 рычаги выполняют из труб и/или пластин из различных материалов (металла, органических соединений и т.д.), обеспечивающих предъявляемую к каждому элементу жесткость.
Кресло может быть дополнительно оборудовано системой разгрузки в виде подушки поясничной поддерживающей 12, сделанной из упругого материала, четырех- или пятиточечными ремнями безопасности 13 и валиками боковой поддержки спинки 14 и сиденья 15.
Подушка поясничная поддерживающая 12 предназначена для поддерживания бронежилета перевозимого пассажира с целью разгрузки позвоночника и плечевого пояса, что служит для снижения усталости перевозимого личного состава и уменьшает риск возникновения хронических заболеваний позвоночника в результате постоянных знакопеременных нагрузок.
Подушка поясничная поддерживающая 12 устанавливается на кресло таким образом, что одним основанием прилегает к спинке кресла 4, другой стороной - к спине пассажира; при этом верхний торец подушки принимает на себя вес бронежилета, надетого на пассажира.
В работе кресла можно условно выделить два режима: штатный и аварийный.
В штатных режимах, когда во время движения машины при переезде неровностей возникают умеренные перегрузки, кресло, имеющее две ступени подвешивания, способно, во-первых, перемещаться в вертикальном направлении на рычагах 2 и 3, что обеспечивается первой ступенью подвешивания; ход перемещения кресла определяется деформацией упругих элементов 8. Вторая ступень подвешивания - мягкая подушка 18 сиденья, способная перемещаться в вертикальном направлении относительно каркаса сиденья 11. При увеличении нагрузки на подушку, например, вследствие толчка, основание подушки сиденья 17, преодолевая сопротивление упругих элементов 16, перемещается вниз относительно неподвижного каркаса сиденья 11, тем самым снижая значение ускорений для сидящего в кресле. Возможен вариант кресла с упрощенной конструкцией сиденья, в которой отсутствуют упругие элементы 16, в этом случае кресло имеет одну ступень подвешивания за счет работы упругих элементов 8.
При возникновении критической перегрузки, например, при подрыве или падении бронированной машины, кресло на рычагах 2 и 3 также перемещается вниз в вертикальном направлении относительно корпуса машины, на котором оно закреплено, однако помимо деформации упругих элементов 8 и перемещения мягкой подушки 18 сиденья, которое ограничивается стропами 19, препятствуя избыточной просадке подушки и не допуская разрушения упругих элементов 16, происходит пластическая деформация неупругого энергопоглощающего элемента 9, что обеспечивает дополнительный вертикальный ход кресла, тем самым рассеивается часть выделившейся при подрыве энергии, снижается величина действующих на сидящего в кресле человека ускорений, что уменьшает вероятность получения травм личным составом в результате подрыва бронированной машины.