КОСТЮМ ГРАВИТАЦИОННЫЙ ДЛЯ РАБОТЫ НА КОСМИЧЕСКОМ КОРАБЛЕ И ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИИ

Полезная модель относится к средствам обеспечения жизнедеятельности человека и может использоваться в качестве средства индивидуальной защиты человека в условиях невесомости при долговременной работе в космическом пространстве.
Известно устройство для сохранения ортостатической устойчивости в условиях невесомости, в котором используется эластичный элемент, играющий роль искусственной силы тяжести для создания адекватной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. В этом устройстве упругий элемент крепится одной стороной к опоре космического корабля, а другой стороной к человеку, что позволяет воспроизводить кратковременные инерционно-ударные (направленные по продольной оси тела человека) нагрузки (Авт.св. СССР N 256164, м. кл. А63В 23/00, 1976, опубл. 05.07.1976 г., б. №25).
Недостатком такого устройства является кратковременное действие нагрузки на опорно-двигательный аппарат человека, находящегося в невесомости. При использовании такого устройства нагрузка осуществляется только на определенную группу мышц и требует дополнительной затраты времени.
Известен костюм для работы в невесомости из трикотажного полотна, выполненного из нитей обычной растяжимости и эластомерных нитей, образующих упругий каркас, обеспечивающий нагрузку на костно-мышечный аппарат человека (RU, Россия, патент №2060913, м.кл. B64G 6/00, опубл. 27.05.96).
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, является то, что такой костюм осуществляет недостаточную нагрузку на мышцы в области рук.
Известен костюм для работы в невесомости, выполненный из трикотажного полотна, состоящего из нитей обычной растяжимости и эластомерных нитей, образующих упругий каркас, причем детали костюма в области грудной клетки и живота выполнены из трубчатого эластичного трикотажа, в структуре которого уточные эластомерные нити расположены между петельными дугами петель эластичного трикотажа, и имеют линейные размеры на 10-35% меньше соответствующих размеров частей тела человека. (RU, патент России №2116944, м.кл. B64G 6/00, опубл. 10.08.98).
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, является то, что такой костюм не осуществляет нагрузку на мышцы в области рук.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является костюм для работы в космическом корабле и орбитальной станции, который выполнен из эластичного полотна, причем детали костюма, которые обеспечивают нагрузку на костно-мышечный аппарат человека, имеют размеры меньше размеров частей тела человека. Костюм состоит из куртки с капюшоном, штанов, на которых размещены усиливающие полосы из эластичного материала, а также пояса, выполненного с возможностью плотного соединения куртки и штанов в режиме натяжения, а также перчаток. Причем в качестве эластичного полотна использовано полиуретановое полотно. Кроме этого, костюм оснащен автоматической системой клапанов, настроенных на работу в постоянном и пульсирующем режимах, причем на уровне грудной клетки симметрично расположены впускной и выпускной клапаны, на уровне пояса размещен впускной клапан, на уровне бедра установлен выпускной клапан. (Патент Украины №71838 U, м.кл. B64G 6/00, опубл. 25.07.2012, б. №14).
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, является то, что такой костюм недостаточно эффективен, т.к. он не обеспечивает достаточную нагрузку в процессе работы человека при его длительном нахождении в состоянии невесомости.
Изучение последствий нахождения человека в космосе показало, что отсутствие воздействия силы тяжести (невесомость) в течение длительного времени негативно сказывается на его здоровье. Нарушается координация. движений, происходят изменения в системе обмена веществ, мышцы теряют силу и уменьшаются в размере. Из-за уменьшения нагрузки и отсутствия сжатия позвоночник космонавта начинает расти.
За счет того, что на деталях костюма, размещены усиливающие полосы из эластичного материала, выполненные с возможностью регулировки натяжения и фиксации, а также за счет работы автоматической системы впускных и выпускных клапанов в пульсирующем режиме, в условиях невесомости достигается возможность создания нагрузки, имитирующей сокращение мышц. Под воздействием пульсирующего воздуха нервные волокна передают возбуждение, стенки сосудов реагируют, открываются резервные капилляры. Такая массажная «атака» позволяет проработать и в дальнейшем поддерживать в тонусе даже очень слабые мышцы. Кроме того, обеспечивается поддержание в тонусе не только мышц, но и кожного покрова, улучшается микроциркуляция крови. Это позволяет улучшить лимфодренаж, тем самым уменьшая вероятность возникновения отечности. Предлагаемая конструкция костюма позволяет задействовать абсолютно все возбудимые структуры, тем самым обеспечивает достаточную нагрузку при длительном нахождении человека в состоянии невесомости
На чертеже представлен общий вид костюма гравитационного для работы на космическом корабле и орбитальной станции,
Костюм выполнен из полиуретанового эластичного полотна и состоит из куртки 1 с перчатками 2, штанов 3 и капюшона 4, на которых размещены усиливающие полосы из эластичного материала, пояса 5, выполненного с возможностью плотного соединения куртки 1 и штанов 3 в режиме натяжения. Куртка 1 оснащена автоматической клапанной системой, настроенной на работу в пульсирующем режиме и состоящей из впускного 6 и выпускного 7 клапанов, расположенных по обе стороны куртки 1 на уровне грудной клетки, причем усиливающие полосы 8 из эластичного материала, расположенные на куртке 1 и штанах 3, выполнены с возможностью регулировки их длинны и фиксации с натяжением на уровне плотно прилегающего пояса 5, а по обе стороны капюшона 4 симметрично расположены жестко зафиксированные в его верхней части усиливающие полосы 9, также выполненные с возможностью регулирования натяжения и фиксации, нижний конец которых закреплен на усиливающей полосе 10, расположенной на куртке по линии плечевого пояса.
Костюм гравитационный для работы на космическом корабле и орбитальной станции используется следующим образом.
Костюм надевается на тело человека для обеспечения его жизнедеятельности в космическом пространстве.
Через впускной клапан 6 в куртку 1 костюма в пульсирующем режиме подается воздух, который наполняет ее и сжимает костно-мышечний аппарат со всех сторон. За счет того, что куртка 1 отвечает требованию герметичности, которую обеспечивает наличие плотного пояса, расположенного между штанами и курткой, и усиливающей полосе 10, расположенной на куртке по линии плечевого пояса, поступающий в куртку 1 воздух не попадает ни в капюшон 4, ни в штаны 3.
Усиливающие полосы 8, расположенные на куртке 1 и плотно соединенных с ней помощью пояса 4 штанах 2, натягиваются, оказывая постоянное давление на мышцы опорно-двигательного аппарата человека в вертикальном и горизонтальном направлениях, сжимая позвоночник, имитируя при этом действие гравитационных сил на Земле.
Усиливающие полосы 9, расположенные на капюшоне 3 и соединенные с курткой 1 костюма по линии плечевого пояса, позволяют регулировать сжатие шейного отдела позвоночника. Сопротивляясь этому давлению, мышцы находятся под постоянной нагрузкой. Усиливающие полосы 8, 9 и 10, которые размещены на деталях костюма, при натяжении позволяют имитировать земную гравитацию и избежать известкования суставов, шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника, обеспечивая при этом необходимую нагрузку. Пульсирующий режим подачи воздуха обеспечивает вибрацию и массаж груди и рук.
Регулирование процесса подачи воздуха проводится с помощью выпускного клапана 7, который функционирует в пульсирующем режиме.