УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЛЮДЕЙ НА ВОДЕ И ДЛЯ СКОРОСТНОГО ПЛАВАНИЯ

Устройство предназначено для спасения людей на воде при авариях судов или несчастных случаях при помощи мускульной силы человека за счет быстрого нахождения устройства на воде и отплытия на устройстве от места аварии.
Известно устройство для спасения людей на воде при авариях судов или несчастных случаях как для спасателей, так и для спасаемых за счет быстрого отплытия от места аварии, а также для развлечения и спортивных целей за счет обеспечения высокой скорости плавания, содержащее поплавок и лопасти, выполненные плоскими, обтекаемыми, изготовленные из материалов типа пенопласта или из гибких пружинящих пластин типа поролона, рядом с лопастями установлены дополнительные лопасти ковшевидной или воронкообразной формы, патент РФ №2494913. 10.10.2013.
Недостатком устройства является его сложность и неэффективность. Пловец одной рукой должен поднимать одну лопасть над водой, другой рукой делать гребок второй лопастью в воде и тратить большое количество энергии для подъема лопастей на поверхность воды. При этом усилия на руки у пловца распределены неравномерно, тело пловца извивается в воде, создавая опасные нагрузки на позвоночник.
Известно устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания, характеризующееся тем, что содержит соединенные между собой лопасть в виде рамки, поплавок в виде пластины и две ручки в виде согнутых вдвое трубок, при этом концы трубок закреплены за углы рамки и рамка удерживается на поплавке верхними концами ручек, прикрепленными к поплавку, при этом лопасть содержит отверстия впускные, образованные параллельно расположенными стержнями, прикрепленными к рамке, и клапаны впускные в виде пластин, подвешенных на стержнях со стороны расположения ручек за загибы, образованные самими пластинами, с возможностью свободного отклонения из вертикального положения в горизонтальное при поступательном движении лопасти в воде и из горизонтального положения в вертикальное при возвратном движении лопасти, причем ручки позволяют пловцу выполнять возвратно-поступательные движения лопастью и поплавком, и поплавок имеет положительную плавучесть, достаточную для удержания пловца на поверхности воды, заявка РФ на полезную модель №20151394423 от 16.09.2015.
Недостатком устройства является низкая эффективность использования его в воде, загрязненной мусором, травой и водорослями. Загрязнения могут попадать под клапаны впускные, забивать отверстия впускные и препятствовать эффективной работе устройства.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности устройства.
Данная задача решается за счет того, что устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания, характеризующееся тем, что содержит поплавок в виде пластины, имеющей положительную плавучесть, достаточную для удержания пловца на поверхности воды, две ручки в виде согнутых вдвое трубок в виде буквы С, закрепленные концами за передние и задние торцы поплавка и позволяющие пловцу выполнять возвратно-поступательные движения поплавком, при этом нижняя плоскость поплавка выполнена в виде протектора с параллельными гребнями и впадинами, расположенными поперек поплавка, причем передние склоны гребней протектора скошены в сторону переднего торца поплавка под острым углом, например под углом 30 градусов, и при поступательном движении поплавка скользят по поверхности воды, а задние склоны гребней протектора выполнены перпендикулярно плоскости поплавка и при возвратном движении поплавка опираются о воду, и сам поплавок скошен снизу в сторону переднего торца, а задний торец поплавка выполнен перпендикулярно плоскости поплавка и утолщен.
Держась руками за ручки устройства, пловец удерживает свое тело на поверхности воды за счет достаточной положительной плавучести поплавка. При выполнении возвратно- поступательных движений поплавком пловец начинает плыть вперед. При этом пловцу не надо поднимать устройство над водой, усилия на руки у пловца распределены равномерно, позвоночник пловца не испытывает непривычных для позвоночника наклонных нагрузок, а это значит, что пловец сможет проплыть большее расстояние. Загрязнения, которые могут быть в воде в виде мусора, травы и водорослей, не препятствуют нормальной работе устройства, так как в нем отсутствуют отверстия впускные и клапаны впускные. Функцию лопасти выполняют задние склоны гребней протектора, выполненные перпендикулярно плоскости поплавка, а также - торец задний поплавка. При поступательном движении поплавок скользит по поверхности воды, а также по загрязнениям, находящимся в воде.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков в устройстве, является повышение эффективности устройства при спасении человека на воде.
На чертеже приведено предлагаемое устройство, вид сверху и вид сбоку.
Устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания, характеризующееся тем, что содержит поплавок 1 в виде пластины, имеющей положительную плавучесть, достаточную для удержания пловца на поверхности воды, две ручки 2 и 3 в виде согнутых вдвое трубок в виде буквы С, закрепленные концами за передние 4 и задние торцы 5 поплавка и позволяющие пловцу выполнять возвратно-поступательные движения поплавком 1, при этом нижняя плоскость поплавка 1 выполнена в виде протектора с параллельными гребнями 6 и впадинами 7, расположенными поперек поплавка, причем передние склоны гребней протектора 8 скошены в сторону переднего торца поплавка 4 под острым углом, например под углом 30 градусов, и при поступательном движении поплавка 1 скользят по поверхности воды, а задние склоны гребней протектора 9 выполнены перпендикулярно плоскости поплавка и при возвратном движении поплавка 1 опираются о воду, и сам поплавок 1 скошен снизу в сторону переднего торца 4, а задний торец поплавка 5 выполнен перпендикулярно плоскости поплавка и утолщен.
Работает устройство следующим образом.
Человек, находящийся на судне, терпящем кораблекрушение, может прыгнуть в воду ногами вниз, предварительно надев на себя спасательный жилет и прижимая руками устройство к груди, или бросить устройство в воду, а потом прыгнуть следом в воду. Находясь в воде, человек располагает поплавок 1 протектором вниз и, держась за ручки 2 и 3 со стороны заднего торца поплавка 5, совершает возвратно-поступательные движения поплавком 1 и уплывет от судна, терпящего кораблекрушение. Человек, приближая поплавок 1 к себе, выполняя возвратное движение поплавком, делает гребок задними склонами гребней протектора поплавка 9 и задним торцом поплавка 5. Для преодоления сопротивления воды при возвратном перемещении поплавка 1 человек прикладывает определенное усилие и перемещает вперед свое тело в воде. Отталкивая поплавок 1 от себя, выполняя поступательное движение поплавком 1, человек также прикладывает усилие, но гораздо меньшее, чем при возвратном движении поплавка, так как поплавок скользит по поверхности воды за счет небольшого угла наклона передних склонов гребней протектора 8 и нижнего скоса переднего торца поплавка 4.
Для эффективной работы заднего торца поплавка 5 он утолщен. Энергия набегающей волны на задний торец поплавка 5 при возвратном движении поплавка не теряется, так как вода из-за наличия утолщения заднего торца поплавка 5 не перетекает на верхнюю плоскость поплавка 1.
Для передвижения в воде человек может работать также ногами, отталкиваясь ими от воды, например, в стиле брасс, в противофазе с перемещением поплавка 1.
Если человек не умеет плавать, то он должен держаться за ручки 2 и 3 поплавка 1, чтобы находиться у поверхности воды. Человек может держаться за сам поплавок 1 или лечь на него. Не умеющий плавать человек должен дождаться спасателей, когда они придут ему на помощь. При необходимости человек может включить радиомаяк и другие средства обнаружения, например, воспользоваться свистком или фонариком, если таковыми снабжено устройство.
В устройстве поплавок 1 может быть выполнен из пенопласта или поролона.
В устройстве поплавок 1 может быть выполнен полым или надувным.
Для удобства транспортировки устройство может быть выполнено складным или сборно-разборным.
В устройстве ручки 2 и 3 на торцах поплавка 4 и 5 могут быть установлены шарнирно с возможностью их фиксации. Такое свойство ручек 2 и 3 позволит установить их в такое положение, при котором конкретный пловец будет испытывать меньшее напряжение рук. В качестве фиксаторов можно использовать цанговые зажимы (на чертеже не показаны).
В устройстве крепления для ручек 2 и 3 на переднем торце поплавка 4 могут быть выполнены на расстоянии меньшем, чем на заднем торце поплавка 5, для того, чтобы обеспечить удобство удержания и фиксации устройства на спине человека за части ручек 2 и 3, находящихся у переднего торца поплавка 4.
Для удобства эксплуатации в устройстве ручки 2 и 3 могут быть выполнены с изгибами в соответствии с физиологическим строением рук человека (на чертеже не показаны).
В устройстве ручки могут быть выполнены в виде буквы Г и прикреплены только к заднему торцу поплавка (на чертеже не показаны). Такой вариант устройства менее сложен в изготовлении, занимает меньше места при транспортировке, также такая модель будет более работоспособной в загрязненной воде, но менее функциональной при спасении людей на воде. При этом варианте для переноски устройства на спине оно должно быть снабжено плечевыми лямками, как у рюкзака.
Для увеличения плавучести всего устройства его ручки 2 и 3 могут иметь положительную плавучесть.
В устройстве задние части гребней протектора поплавка 9 могут быть скошены под острым углом в сторону переднего торца поплавка 4, например под углом 60 градусов. По мнению автора, поплавок будет взаимодействовать с большей массой воды, поэтому возрастут усилия пловца при выполнении возвратного движения лопастью и соответственно может возрасти скорость передвижения пловца на воде.
В устройстве протектор на поплавке 1 может быть выполнен в виде пластинок, прикрепленных к поплавку и повторяющих положение передних склонов гребней протектора поплавка (на чертеже не показаны). Этот вариант устройства может показать более высокие скоростные свойства, однако он будет травмаопасен.
Для облегчения поиска на воде устройство может быть окрашено светоотражающей или флуоресцентной краской.
Для повышения жизнеобеспечения человека, попавшего в беду, устройство может иметь навесное оборудование в виде навигатора, компаса, свистка, радиопередатчика, радиомаяка, маяка проблескового, фонарика, источника электропитания, ремня поясного, двух ремней ножных, фала страховочного, ножа, жилета спасательного, шапочки, маски для плавания, дыхательной трубки, контейнера с пищей, контейнера с пресной водой и надувного или складного матраца.
Так, при наличии в устройстве ремня поясного, двух ремней ножных (на чертеже не показаны) человек может покинуть судно, терпящее кораблекрушение, вместе с устройством на спине. Для этого человек надевает устройство на спину, для этого пропускает руки под ручки 2 и 3 устройства и размещает изгибы ручек на плечах, находящиеся у переднего торца поплавка 4, застегивает ремень поясной на поясе и ремни ножные на ногах в районе паха и прыгает в воду солдатиком, ногами вниз.
Находясь в воде, человек снимает с себя устройство, расстегивает ремень поясной и ремни ножные, располагает поплавок 1 протектором на воду и, держась руками за ручки 2 и 3 с задней стороны поплавка 1, совершает возвратно-поступательные движения поплавком и уплывает от судна, терпящего кораблекрушение.
Если человек не умеет плавать, то ему не надо снимать с себя устройство. Он должен дожидаться спасателей, когда спасатели придут на помощь.
Автор изготовил макет устройства и испытал его в ванной комнате, заполнив ванну водой.
3
Автор изготовил модель поплавка 1. Для этого на пенопластовом листе размером 210×280×50 мм на одной его плоскости был изготовлен протектор перпендикулярно длиной стороне листа с высотой гребней 6, равной 30 мм, ширина переднего скоса гребней 8 составила 60 мм. Задняя часть гребней 9 была выполнена перпендикулярно плоскости поплавка. Вес поплавка составил 0,050 кг. Вес шурупа для измерения усилий, вкрученного по центру поплавка в качестве зацепа для динамометра, составил 0,014 кг. Вес модели составил 0,064 кг.
Для измерения усилий, которые надо прикладывать к модели поплавка 1 при перемещении его по воде, использовался динамометр бытовой со шкалой на 2 кг и ценой деления шкалы 0, 1 кг.
Усилия для перемещения модели поплавка 1 с вышеуказанными размерами, помещенного на воду, со скоростью 1 м/с, составили: при перемещении поплавка вперед - 0,1 кг, назад - 1,2 кг. Размер предлагаемого устройства в натуре будет по площади примерно в 4 раза больше, чем модели. При перемещении в воде такого поплавка I длиной 560 мм, шириной 420 мм, высотой 50 мм, с той толщиной 50 мм и с тем же самым протектором со скоростью 1 м/с усилия возрастут в 4 раза и составят: при поступательном движении поплавка 1-0.4 кг, при возвратном движении поплавка 1-4,8 кг.
По мнению автора, при увеличении высоты поплавка 1 и высоты гребней протектора 6, при наличии утолщения заднего торца поплавка 5 усилия, прикладываемые к устройству для перемещения пловца, могут еще возрасти.
Устройство может быть использовано в профессиональной деятельности человека, в спорте, для игр и развлечений на воде, а также для обучения плаванию.
Обозначения к чертежу
1. Поплавок
2. Ручка
3. Ручка
4. Торец поплавка передний
5. Торец поплавка задний
6. Гребень протектора поплавка
7. Впадина протектора поплавка
8. Склон гребней передний протектора поплавка
9. Склон гребней задний протектора поплавка