МОБИЛЬНОЕ ПЛАВУЧЕЕ СПАСАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С МАЛЫМИ ИМПЕЛЛЕРАМИ НА СЖАТОМ ПНЕВМОПОТОКЕ С ДИСТАНЦИОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
MOBILE LIFE-SAVING DEVICE WITH SMALL IMPELLERS ON COMPRESSED AIR FLOW WITH REMOTE CONTROL

Изобретение относится к конструкции индивидуальным спасательным средствам малого класса, применяемых для спасения людей при возникновении чрезвычайных ситуаций, способствующих тому, что человек вынужден оказаться в воде. Мобильное плавучее спасательное устройство может быть использовано в спортивных и прогулочных видах досуга населения, обучения молодежи техническим способам вида спорта на воде.
Предлагаемое плавучее спасательное устройство может применяться во всех сферах деятельности человека, связанных с опасностью его кратковременного и длительного пребывания в воде. Данное плавучее устройство является средством спасения на водах наряду с используемыми в настоящее время спасательными средствами, такими как спасательные жилеты, гидрокостюмы, спасательные плоты, шлюпки, катера. Фактически это одноместное спасательное средство, основное назначение которого - его можно быстро подвести к тонущему человеку, если время или обстановка не позволяет подойти лодке или подплыть спасателю и которое может получить новое интеллектуальное средство спасения людей на воде, которое можно дистанционно управлять спасателями (операторами) находящиеся на берегу или на другом удаленном месте, а значит, помочь спасательной операции и уменьшить стресс человека, попавшего в воду. За счет применения для устройства на сжатом пневмопотоке дистанционного пульта - подвести его к тонущему человеку не стоит труда. После этого оно может доставить спасенного на берег или к борту судна - тяги малых импеллеров в виде нагнетательных устройств в режиме компрессора и создание гидравлической струи на концах хвостовой части U-образной формы плавучего корпуса.
Аналогами предлагаемого мобильного плавучего спасательного устройства с малыми импеллерами на сжатом пневмопотоке с дистанционным управлением являются:
1. Спасательное плавучее средство «СПРУТ», содержащее эластичную оболочку, источник сжатого газа и леер, при этом к плавучей оболочке радиально прикреплены надувные рукава, концы которых связаны леером, кроме того, оно имеет трубчатые связи, источник сжатого газа и автоматически срабатывающий клапан (Авторское свидетельство SU №477890, В63С 9/12 от 05.08.1975). Описанные действия спасения человека требуют навыков и усилий, которые человек иногда в силу слабости, ранения или в условиях шторма просто не может выполнить. Не предусмотрены действия спасателей управлять и подвести его к тонущему человеку, после этого доставить спасенного человека на берег или к борту судна.
2. Спасательное средство, представляющее собой лодку с надувными баллонами по периметру, изначально закрепленную на спине человека в виде заплечного ранца. Чехол ранца и днище лодки соединены затяжным шнуром, который необходимо выдергивать при попадании в воду для расплавления спасательного средства в рабочее состояние. Защитный тент собирается вручную на воде. До прибытия спасателей человек может располагаться в лодке, при желании в лежачем положении, и быть защищен от контакта с морской водой и с атмосферными осадками, и закрыт от ветра (Патент RU №2533943, В63С 9/08, 63С 9/105 от 27.11.2014). Однако описанные действия требуют навыков и усилий, которые человек иногда в силу слабости, ранения или в условиях шторма просто не может выполнить. Но предусмотрен автоматический слив первой большой порции воды, попавшей в лодку при ее развертывании на воде в условиях шторма. К тому же, описанная конструкция обрекает человека на неустойчивое положение («перекати поле»), т.к. волны могут перевернуть лодку вверх дном, а смещенный центр тяжести системы «человек - лодка» будет удерживать дно лодки над человеком. Кроме того, голова и лицо человека ничем не защищены от возможных ударов обломками кораблекрушения до тех пор, пока вручную не будет собран защитный тент. В указанном аналое нет удобства и гарантии преследуемой цели - подвести дополнительное плавучее спасательное устройство, и после этого доставить спасенного на берег или к борту судна.
3. Надувной спасательный одноместный плот ПСН-1 (производство АО «Уфимский завод эластомерных материалов, изделий и конструкций», http:// выживание. РФ /в lod/tehnika/1173.html, опубл. 23.04. 2014), представляющий собой плот с надувными баллонами по периметру, со встроенными в него гидрокостюмом с отверстием лица человека. Изначально средство хранится в сумке, и в случае опасности человек перемещается по палубе судна, держа сумку в одной руке, что ограничивает его действия, а потом выбрасывается за борт со спасательным средством. Следующим существенным недостатком приведенного плота является необходимость влезать в него из воды, что в силу слабости, ранения человека или в условиях шторма зачастую невозможно выполнить. Не предусмотрен автоматический слив первой большой порции воды, попавшей в плот при его развертывании на воде. Кроме того, при нахождении человека в воде его лицо постоянно подвергается воздействию воды, воздуха, солнца хищным птицам. Голова и лицо человека ничем не защищены от возможных ударов обломкам кораблекрушения. В указанном плоту нет автоматизма попадания внутрь человека, удобства и гарантии преследуемой цели - повести дополнительное плавучее спасательное устройство, и после этого доставить спасенного на берег или к борту судна.
4. Одноместный спасательный плот, представляющий собой лодку с баллонами по периметру, заполненными затвердевшей пеной. Изначально средство хранится в сумке, и в случае опасности человек должен выбросить его за борт, что ограничивает его действия одной рукой, а потом сам выбрасывается за борт вслед за спасательным средством (Патент RU №2550597, В63С 9/04, В63С 9/06, В63В 7/08, В63С 9/20 от 10.05.2015).
Недостатком является ограничение действие руками. Привязка человека к спасательному средству длинным линем опасна возможностью запутать в нем руки или ноги. Следующим существенным недостатком приведенного плота является необходимость влезать в него из воды, что в силу слабости, ранения человека или в условиях шторма зачастую невозможно выполнить. Не предусмотрен автоматический слив первой большой порции воды, попавшей в плот при его развертывании на воде. Недостатком также является его одноразовое использование в силу наполнения полостей затвердевающей пеной. В указанном аналоге нет удобства и гарантии предусмотренной цели - подвести дополнительное спасательное устройство, и после этого доставить спасенного на берег или к борту судна.
5. Известно средство спасения на воде «Поплавок Никулина», содержащее герметичную камеру с лазом для размещения в ней человека и спасательные надувные резиновые круга, закрепленные на наружной стенке герметичной камеры, внутри которой расположены эластичный насос для удаления из нее воды и продуктов жизнедеятельности человека, а также эластичный насос для подачи в камеру атмосферного воздуха (Патент RU №2112693, В63С 9/08 от 10.06.1998).
Недостатком данного технического решения является то, что данное спасательное средство не автоматизировано, его надо вручную раскручивать, искать клапаны баллонов, сначала один, потом другой, т.е. все действия надо осуществлять вручную. Автор видимо не догадывался, что в экстремальной ситуации (гибель судна), большинство людей не могут осознано выполнять даже простейшие действия. В описании указаны два варианта приведения системы в действие. Сухой вариант: во время гибели судна нет времени и возможности выбирать место для раскручивания и приведения в действие данной системы, на судне всегда есть, где и за что зацепиться, система, приведенная в действие на борту судна, может быть зацеплена каким-либо элементом конструкции и утянута под воду, герметичная камера в данном случае не спасет. Как правило, судно тонет, то корпус судна ведет себя абсолютно непредсказуемо, велика вероятность того, что судно перевернется и накроет собой данную конструкцию, либо она будет утянута водоворотом, который образуется при погружении судна под воду. В инструкции по пользованию спасательными средствами прямо сказано, что после покидания гибнущего судна необходимо отплыть от него на максимально возможное безопасное расстояние. В предложенном средстве спасения вариант перемещения средства в воде даже не рассматривается. Мокрый вариант также не подходит, слишком много времени и операций для приведения системы в действие. Кроме того, поплавок не будет находиться в вертикальном положении, а постоянно будет стараться наклониться на бок, так как подводная часть, освобожденная от воды, даже при наличии внутри человека все равно имеет положительную плавучесть, которая и будет отклонять всю конструкцию от вертикального положения. Чтобы верхняя часть поплавка держалась вертикально и могла образовывать и держать усеченный конус, стенка камеры должна быть достаточно плотной и жесткой либо надувной. Таким образом, недостатком указанного выше средства спасения на воде является то, что оно не в полной мере обеспечивает безопасные, свободные, комфортные условия жизнеобеспечения человеку при его нахождении длительное время в воде до обнаружения его спасателями. Таким образом, предложенное устройство для морских условий абсолютно не пригодно.
б. Наиболее близким аналогом (прототипом) является беспроводный дистанционного управления с пультом малый надводный спасательное оборудование (CN 107487425 А, 19.12.2017), выполненное в виде плавучего корпуса, движители малой мощности выполнены в виде двух водометов, в качестве плавающего корпуса используют U-образную форму корпуса с дистанционным пультом управления.
Устройство по этому изобретению реализует функцию мобильного спасательного круга для организации срочных спасательных действий, компактно, легко транспортабельно в собранном виде, имеет устойчивую жесткую рациональную форму корпуса в целом и содержат движители в виде двух водометов. Кроме того, подобран прочный пластиковый корпус, который может выдержать вес взрослого человека, обладающим меньшим коэффициентом трения, чем материал другого состава. Однако несмотря его широкие возможности, отсутствия наличия с боков корпуса стабилизаторов для устойчивого равновесия в движении по воде, особенно по волнам устройства (по сравнению с предложенным) ведет к раскачкам плавающего спасательного устройства, кроме того теряется заметно скорость движения, так работа водометов зависит от толщи воды под ним, недостаточная обтекаемость сбоков с веревками (ручками) также создает большие сопротивления и брызги, а значит потеря скоростных характеристик его в движении. При этом оно не приспособлено в движении по мелководью, и даже выход на берег, происходит залив передней его части, соответственно вода падает на голову спасающего человека при скоростном движении устройства, и особенно это будет заметно на крутых поворотах вправо или влево. Таким образом, эксплуатационные качества такого плавающего спасательного устройства недостаточно реализуются, и не учитывает изменения различную применяемую мощность работы движителя (например, в предложенном скоростные малые движители выполнены в виде импеллеров, работающих на сжатом воздухе - пневмопотоке, которые не зависят от толщи воды на море, водоеме и т.п.), особенно на крутых поворотах вправо или влево, создания полезной направленности как давление и тягу. Существенным недостатком также является то, что спасаемый человек, как обычно ослабленный, имеющий большой стресс, при захвате за ручки корпуса, в частности, находясь между в середине между концами хвостовой части U-образной формы плавучего корпуса, получает при движении и качке плавающего корпуса удары о боковые стенки, его раскачивает во все стороны, силы могут его покинуть, произойдет отрыв рук человека, т.е. нет гарантии, что человека можно будет доставить на берег или к судну, это особенно будет небезопасно для его жизнедеятельности при большой скорости движения устройства на воде, где встречный поток бурлит, создает большие сопротивления на человека в движении. Таким образом, для спасения человека, кроме того, оно имеет недостаточную маневренность на воде и его остойчивость, а также отсутствует возможность использования, например, создания устройства в виде применения в корпусе на нем малых импеллеров в виде нагнетательных устройств в режиме компрессоров и создание гидравлической струи большого давления на концах хвостовой части U-образной формы, т.е. тяга в предложенном выше, чем у прототипа и не позволяет возможность одновременной работы с перетоком сжатого воздуха друг другу в сопла, и вместе с тем одновременно не позволяет крутые повороты для мобильного спасательного устройства, по сравнению с предложенным, работающего на сжатом пневмопотоке с дистанционным управлением всех клапанов, как в соплах, так и в изогнутой воздушной трубке в виде замкнутого кольца, проходящей через корпус носовой части, т.е. поворот сжатого воздуха (газового потока). В целом это повышает безопасность управления разной газовой средой, особенно при маневрировании вокруг тонущего человека плавучим спасательным устройством в сложных ситуациях на морях, водоемах. Следующим недостатком является то, что отсутствует возможность использования снижения гидродинамического сопротивления передней части плоского днища корпуса по его форме исполнения спасательного устройства с каверной на днище при малой мощности движения в виде применяемых в известном водометов, так как по конструкции их выполнения скорость движения в практике не большая для спасательного круга, не превышает 15 км/час (9,3 мили/ч), особенно это касается при перевозке на корпусе спасенного человека, когда может еще уменьшится, т.е. оно имеет недостаточно высокие скоростные показатели скольжения корпуса плавучего спасательного устройства с нагрузкой перевозки спасенного человека.
Следующим недостатком является то, что оно не в состоянии резко затормозить при необходимости (остановиться) вокруг пострадавшего от бедствия крушения корабля или другого для человека и ухватить за него в силу слабости, ранения человека в условиях шторма зачастую трудно это выполнить для сближения и нахождения на воде (создания и одновременно отсутствия каких-либо автоматических звуковых сигналов или световых -наподобие работы автомобиля). Таким образом, подвести известное спасательное устройство, как можно к нему ближе, не возможно, а затем ускорить и доставку спасенного на берег или к борту судна. Иначе говоря, в условиях ограниченной глубины ближе к берегу на мелководье корпус известного устройства теряет свою плавучесть и скорость, это связано с применением конструктивных его возможностей движителя в виде водометов, т.е. ограниченных его возможностей приближаться к берегу, и даже выход на берег. В предложенном устройстве этот недостаток также отсутствует, так как в этих случаях создание дополнительной воздушной тяги от двух малых импеллеров на концах хвостовой части корпуса, может привести подъемную силу в сочетании применения под днищем (средняя часть которого напоминает плоскую доску) слоя материала, выполненного со свободно выступающими одним концом отдельными упругими стержнями и/или волокнам, скользящими на мелководье, на песке по берегу.
Целью (задачей) заявляемого изобретения является расширение арсенала и сферы применения мобильного плавучего спасательного устройства для использования сжатого воздуха от малых импеллеров, уменьшение сопротивление днища корпуса в движении устройства в целом при использовании его, сжатый воздух который выходит из сопел каждого из двух применяемых малых импеллеров под давлением на выходе и при резком повороте и, улучшение эксплуатационных качеств. Кроме того, максимально использования непосредственно для скоростного режима подачи сжатого воздуха, как в соплах, так и перетока его в изогнутую трубку части воздушной среды, трубка, которая выполнена в виде замкнутого кольца с клапанами, и относительной безопасности для его практической реализации и лучшей управляемости на крутых поворотах или торможении вокруг спасаемого человека, закрепления его в условиях больших волнений на воде в спасательных целях, а значит, в целом обеспечить повышение скорости и маневренности плавучего спасательного устройства, т.е. улучшение ходовых характеристик и повышение быстроходности.
Технический результат управление газовыми потоками с лучшей управляемостью в целом, уменьшение рыскания мобильного плавучего спасательного устройства и повышение его устойчивости и безопасности по курсу, т.е. расширение функциональных возможностей известного судна движителей для таких форм корпуса.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленных задач, выражается в том, что мобильное плавучее спасательное устройство с малыми импеллерами на сжатым пневмопотоке с дистанционным управлением, выполненное виде плавучего корпуса, движители малой мощности, в качестве плавающего корпуса используют U-образную форму корпуса с дистанционным управлением, согласно изобретения, плавучее устройство выполнено спасательным средством на пневмопотоке, а в качестве движителей используют горизонтальные импеллеры малой мощности в виде нагнетательных устройств в режиме компрессоров и создают гидравлические струи на концах хвостовой части U-образной формы плавучего корпуса, днище которого в поперечном сечении выполнено в форме перевернутого полукруга, а боковые стороны U-образной формы корпуса имеют стабилизаторы устойчивого положения «на воде», являющиеся неотъемлемой части общего плавающего корпуса и выполнены в виде поворотных боковых овальных дуг закрепленных при помощи петель с фиксаторами, и полости дуг снабжены натянутыми защитными сетями, а сопла каждого малого импеллера перед выходом воздушного потока имеют внутри поворотные клапана с возможностью их поворота за счет оборудований их осей дистанционно управляемых, обеспечивая по очередное перемещение каждого клапана, перекрывающими внутри сопла отверстие, и выходящая струя газового потока каждого из малых импеллеров может разворачиваться и направляться в сторону плотно образующей внутри овальных дуг в воздушную трубку, проходящую в средней части через корпус и выполненную в виде замкнутого внутреннего кольца за счет перетока заполняемого воздуха на угол 180° в сторону одного из малых импеллеров и соединяют с соплом его перед клапаном, и передачи дополнительной газовой струи при повороте плавучего спасательного устройства, при этом изогнутая средняя часть воздушной трубки в средней части корпуса снабжена внутри дополнительным клапаном с осью вращения для перекрытия воздушной трубки между независимо друг от друга работающих малых импеллеров, с дистанционным управлением пультом оператора, кроме того, внутренние стенки со стороны полости между концами хвостовой части U-образной формы плавучего корпуса с движителями и импеллерами, имеют подковообразную подушку безопасности, где средняя часть с креплением выполнена плоской, а боковые стенки с креплением выполнены надувными для захвата туловища человека автоматически в движении устройства на воде, поскольку человек, оказавшийся в воде, бывает ослабленным, раненным, в стрессовом состоянии.
Кроме того, корпус плавучего спасательного устройства выполняют из пластика высокой прочности и окрашивают защитной краской.
Кроме того, обтекаемая передняя часть корпуса и боковых наружных овальных дуг снабжены по образующей мягкими бамперами - пластиками в виде губки близкой к состоянию плотного паралона для смягчения силы удара при столкновении с плавающими предметами и со спасающим человеком, оказавшимся в воде.
Кроме того, на корпусе в передней его части размещены два противотуманных фонаря для визуальной идентификации устройства при плохой видимости и тумане для работы в дистанционном режиме.
Кроме того, размеры корпуса, выполненные в средней части в виде горизонтальной доски в сторону хвостовой части U-образной формы корпуса, выполняют так, чтобы спасающийся человек смог лежать на нем, как на доске.
Кроме того, передняя часть крепежного мягкого бампера выполнена в виде водобойного крыла с козырьком.
Кроме того, для двух малых импеллеров сверху защищены пластмассовой решеткой, для препятствия попадания внутрь их инородных тел и обеспечения безопасности людей при спасении.
Кроме того, система электропитания движителей устройства снабжена отдельными аккумуляторными батареями, размещенными в специальных защитных отсеках внутри передней части корпуса.
Кроме того, имеет обтекаемые дуги с внешней стороны образующей корпуса плавучего спасательного устройства, которые служат одновременно для ручек переноса за эти элементы, и за них могут свободно и безопасно хвататься человек в воде.
Кроме того, обтекаемое днище со стороны передней части и средней части корпуса в форме перевернутого полукруга - доски защищены небольшим слоем материала выполненного со свободно выступающими одним концом отдельными упругими стержнями и/или волокнами, изготовленных из упругих полиэтиленовых материалов в виде полукруглой щетки, относительно днища формы корпуса, скрепленных жестко с защитным слоем покрытием.
Кроме того, в качестве дистанционного управления применен пульт управления и контроля работы малых импеллеров, управления клапанами для закрытия или открытия прохода сжатого воздуха через отверстия сопел и воздушной трубки попеременно ил одновременно для торможения плавучего спасательного устройства, а также для управления приборами звукового сигнала и светового сигнального освещения для человека и ориентации его местонахождения на воде.
Соответственно в предлагаемом устройстве комплексного подхода скоростного плавучего спасательного устройства на сжатом пневмопотоке в движении и использование стабилизаторов в виде овальных дуг с натянутыми защитными сетями в полости их, пропущенной через них кольцевой воздушной трубки, снабженными клапанами, для регулирования перетока воздуха с поворотом на 180° в сторону каждого используемого малых импеллеров для крутого поворота вокруг утопающего человека, создает дополнительный перепад давлений, струя сжатого воздуха, имеющая на выходе большую скорость, продолжает для корпуса совершать круги, приближаясь к тонущему человеку практически вплотную и, резко тормозит возле него при закрытии всех поворотных клапанов, управляемых дистанционно пультом одновременно в соплах малых импеллеров и на повороте трубки, выполненной в виде замкнутого кольца, скорость практически падает, и потерпевший бедствие человек успевает захватить в любом месте плавающее спасательное устройство, далее он перемещается на место в хвостовую часть корпуса между свободными концами U-образной формы плавучего корпуса. Затем вновь включают пульт управление для работы электродвигателей с импеллерами (возможно, это предусматривать включение и на самом корпусе - кнопочный пуск для автоматического включения электродвигателя) с берега или с борта корабля, мобильное плавучее спасательное устройство со спавшимся человеком начинает быстро двигаться, а при возможности человек может подняться и лечь сверху на корпус в виде доски, руки человека могут быть вытянуты, а туловище помещается и зажимается подковообразной подушкой безопасности, ноги при этом вытянуты по ходу движения устройства. Форма мобильного плавучего спасательного устройства в целом позволяет отгон встречной волны в стороны от корпуса, при этом передняя часть крепежного мягкого бампера, выполненная в виде водобойного крыла с козырьком, обеспечивают защиту головы спасаемого человека, т.е. защищена от волновых ударов встречной воды в быстром движении.
При движении быстроходного спасательного устройства оно становится устойчивым для спасенного человека на плавающем корпусе с малыми импеллерами и надежно при поворотах, а боковые овальные дуги, снабженные натянутыми защитными сетями, обеспечивают поперечную устойчивость и стабилизацию направления плавучего спасательного устройства на сжатом пневмопотоке. Оператору с берега или с борта корабля остается только выполнять работу пультом управления и перемещать спасаемого человека до места его высадки. Кроме того, поворотные клапана в соплах импеллеров имеют возможность их поворота вокруг своих осей на 90° в каждую сторону одновременно с помощью дистанционного пульта управления и служат для тормоза для остановки мобильного плавучего спасательного устройства в любом месте на воде при отсутствии тяги импеллеров.
Таким образом, предложенным устройством плавучего средства предусмотрено не только быстрота спасения и доставки человека, но его торможения по сравнению с прототипом (он будет по инерции двигаться по воде даже при отключенных движителях - это очевидно), где предусмотрено дистанционное управление пультом клапанов для закрытия или открытия в соплах и воздушной трубке, при этом дает возможность сохранить движение корпуса плавучего спасательного устройства в горизонтальном положении для заданной скорости, благодаря стабилизаторов в виде овальных дуг с сетками. В целом это дает возможность сохранить остойчивость устройства и не перевернуться, даже, при волновых явлений на море.
Следует отметить, компактное, рациональное конструирование нового спасательного устройства имеет практическое применение для спасения людей на воде и технологичность сборки, характеризуются высокой безопасностью эксплуатации и маневренности, и получить новое интеллектуальное средство спасения людей на воде даже на удаленном расстоянии, а значит, помочь спасательной операции спасателям, следовательно, уменьшить быстрее стресс человека, попавшего в воду. Кроме того, выполнение плавающего спасательного устройства звуковыми сигналами и световыми сигналами (наподобие автомобиля), соединенным с пультом управления и его табло показателя контроля, и с заложенным в него программами (не показано), периодически меняющими сигналами.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
В отличие от прототипа, применение предложенного изобретения может за короткое время быть обратно направлено к берегу или к борту корабля со спасенным человеком.
Для проверки соответствия изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусмотренных существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
Указанные выше и другие преимущества, а также особенности настоящего изобретения будут более понятными после рассмотрения следующего подробного описания, сопровождаемого чертежами на которых:
на фиг. 1 схематически изображено предлагаемое мобильное плавучее спасательное устройство с частичными разрезами, вид сверху; на фиг. 2 - то же, общий вид сверху; на фиг. 3 - пульт управления, общий вид.
Мобильное плавучее спасательное устройство с малыми импеллерами на сжатом пневмопотоке с дистанционным управлением представляет собой небольшой плавающий корпус 1, имеющий U-образную форму конструкции (плечи), и состоит из двух малых импеллеров 2 и 3, при этом плавучее днище корпуса 1 в поперечном сечении выполнено в форме перевернутого полукруга. Полости концов хвостовой части (плеч) U-образной формы снабжены двумя малыми импеллерами с электродвигателями, управление которых выполнено с дистанционным пультом 4. Питание электродвигателей (не показаны) для каждого импеллеров осуществляется от комплекта двух отдельных аккумуляторных батарей, которые размещены в передней части внутри корпуса 1, который выполнен пустотелым, например, в средней части в виде пустотелой доски. Передняя часть корпуса 1 имеет приборы управления звукового сигнала и светового сигнала, а также фонари освещения (не показано), также имеет автоматическое устройство 5, принимающее сигнал с пульта управления 4. Сам корпус 1 выполнен из прочного пластика, например, окрашен ярко оранжевым цветом или другим, корпус которого способен выдержать вес взрослого человека, причем его конструкция в целом способна выдержать и двух человек на плаву достаточное время, пока придет помощь.
Сопла 6 и 7 малых импеллеров 2 и 3 снабжены клапанами 8 и 9, с осью вращения закрепленной к стенкам сопла 8 и 9, и связаны также с дистанционным пультом 4 управления. Таким образом, это дает поворот клапанам 8 и 9 внутри сопел 6 и 7, а значит обеспечить переток сжатого воздуха в воздушную трубку 10 с поворотным клапаном 11 на оси вращения, трубка 10, которая выполнена в виде замкнутого кольца между двумя соплами 6 и 7 малых импеллеров 2 и 3 для передачи дополнительной газовой струи при закрытии, например, клапана 8 и открытие, клапанов 9 и 11 для поворота плавучего спасательного устройства. Возможен вариант выполнения поворота и с помощью каждого работающего импеллера на сжатом воздухе, меняя соответственно, обороты электродвигателя в большую или меньшую сторону одного из них по отношению друг другу, т.е. регулируя обороты каждого из импеллеров 2 и 3, где давление в соплах 6 и 7 будет меняться. Кроме того, можно уменьшить мощность применяемых импеллеров 2 и 3 до малых размеров.
Таким образом, сопла 6 и 7 импеллеров соответственно 2 и 3 дает своим положение для свободного выхода сжатых воздушных потоков воздуха сзади U-образной формы плавающего корпуса 1.
Для предотвращения опрокидывания с каждой стороны из боковых сторон плавающего корпуса 1 установлен узел в виде стабилизаторов с боковыми поплавками 12, закрепленных на овальных дугах 13 и 14 с фиксаторами (на чертеже не показаны), а полость их для полной безопасности предусматривает установку натяжной защитной, например, капроновой сетки (не показаны), между корпусом 1 и дугами 13 и 14. Кроме того, узел от опрокидывания снабжен защитой от ударов при столкновении с плавающими предметами или с человеком, дуги 13 и 14 выполнены пустотелыми в виде пластмассовых труб, внутри которых проходит кольцевая воздушная трубка 10, связанная с соплами 6 и 7, соответственно, с работой импеллеров 2 и 3. Такая связь сопел 6 и 7 с клапанами 8 и 9, воздушной трубки 10 с клапаном 11 дают возможность не только обеспечить переток сжатого воздуха в один из расположенных импеллеров 2 или 3, закрепленных на концах хвостовой части U-образной формы корпуса 1 для возможного крутого поворота на 360° при повороте клапанов 8 или 9 в разные стороны одновременно при открытии клапана 11 на воздушной трубке 10, и выхода в атмосферу, но также и полное закрытие сопел 6 и 7 каждого импеллера 2 и 3 одновременно, оно может, тормозит возле самого утопающего человека или, приближаясь также к мелководью берега, при доставке спасающего на берег или на борт корабля, стоящему на расстоянии. Такие клапана 8 и 9 внутри сопел 6 и 7 закрепленные относительно концов в хвостовой части корпуса 1 с U-образной формы обеспечивают, как полное закрытие сопел 6 и 7, и одновременно каждое из них может, тормозит работу малого одного из работающих импеллеров 2 и 3 в движении на крутом повороте (даже не полностью его, отключая), а затем вновь открыть клапана 8 и 9 для движения мобильного плавающего устройства со спасенным человеком и быстро двигаться вперед с помощью пульта управления 4 с доставкой на берег или на борт корабля. В целом все это позволяет увеличить управляемость тяговой силой каждого вместе и раздельно импеллеров, связанных с плавучим корпусом 1, снабженного стабилизаторами в виде овальных луг 13 и 14 от опрокидывания и защиты от удара при столкновении человека, и возможность ухватить за них руками. Площадь полости дуг 13 и 14 с защитной сеткой выбирается малой и назначается расчетом, таким образом, чтобы овальность дуг 13 и 14 была наименьшей по отношению обтекаемому корпусу 1 (приближенной по форме), а также они должны служит снаружи не только мягкими амортизаторами, но и быть поручнями (ручками) для захвата руками спасаемого человека на воде, затем перехода во внутрь между концами хвостовой части корпуса 1.
Для ограждения спасаемого человека от не благоприятных явлений, как брызг воды, залив его и ударов воды, создающим движением устройством вперед и на поворотах, переднюю, часть корпуса 1 снабжают амортизатором, выполненным мягким пластиком, в виде губки, заполненной пеной, ее отвердение при 20...40 минут при заполнении амортизатора близко к состоянию плотного пороизола, что смягчает силу удара при столкновении с человеком, оказавшемся в воде, кроме того его форма выполнена в виде водоотбойного крыла с козырьком (не показаны) в виде защитного экрана от воды и т.п.
Кроме того, корпус плавающего спасательного устройства должен иметь сверху закрепленные на концах хвостовой части типа цветных кнопок сигнала о том, что спасенный человек руками удерживает устройство, и он готов для транспортировки на воде быстро без задержки в сторону берега или к борту корабля, при этом должен присутствовать и звуковой сигнал подачи тонущему человеку, что спасательное устройство приближается к месту катастрофы и известить его в ориентации, так как он может быть в стрессе.
Следует отметить, что все дополнительные элементы для плавучего спасательного устройства являются сборными, имеют малый вес, меньшая стоимость изготовления и могут легко перевозиться при складывании и самих овальных дуг 13 и 14 с крепежными фиксаторами (не показаны). Все устройство можно перевозит в багажнике, например, на автомобиле, возможность сборки и спуска на воду в готовом виде для эксплуатации на воде, что значительно расширяет конструкцию данного плавучего спасательного устройства, и придает в целом хорошую обтекаемость и устойчивость с креплением всех элементов между собой; прочность всех деталей обеспечена их за счет изготовления из прочного пластика способного выдержать и двух взрослых человека на плаву достаточное время, с доставкой его на берег или на борт корабля.
Новым существенным признаком предложенного устройства в частных случаях его выполнения является то, что по бокам хвостовой части U-образной формы внутри они снабжены подковообразной подушкой безопасности (например, в виде подушки безопасности автомобиля), где средняя часть корпуса 1 имеет выполнение ее плоской формы, а по бокам хвостовой части закрепляют надувные для захвата туловища человека, поскольку человек бывает ослабленным, раненым или в состоянии стресса, ему необходима дополнительная автоматическая помощь, чтобы самостоятельно можно было закрепиться, прежде чем спасающее устройство начнет быстро двигаться вперед на воде, при этом подает сигнал оператору пульта, что он удерживается за корпус плавучего спасательного устройства. Кроме того, это защита от ударов об корпуса хвостовой части с электродвигателями и с импеллерами (в движении на воде, всегда человека будет болтать из стороны в сторону, достаточно жестко). Таким образом, человек оказывается, зафиксирован между подковообразной подушкой безопасности автоматически. Все сигналы, в целом проходя по беспроводной связи, согласно печатным схемам на приборах (не показаны) в соответствии по составленным алгоритмов (аналогично автомобиля), обеспечивающих получением информации о состоянии нахождения спасательного устройства, по сравнению с прототипом.
Все устройство в целом выполняют расчетно-экспериментальным путем.
Следует отметить, что обеспечивается мобильное плавучее спасательное устройство расчетами, соизмеримым с мощностью электродвигателей, связанных с каждым из малых импеллеров 2 и 3, которые просты по конструкции в сравнении с прототипом, имеют значительно меньший вес, меньшую себестоимость изготовления, легче для спуска на воду в готовом виде и для эксплуатации на воде и спасения человека надежно.
При использовании горизонтальных малых импеллеров 2 и 3 (по отношению к плоскости корпуса) для полной безопасности (лопасти изготовлены из прочного пластика определенной формы) их работы и защиты от попадания ненужных летающих птиц и других тел на воде и в воздухе, предусматривается установка сетчатого сверху защитного кожуха (не показано), а сами отдельные аккумуляторные батареи для двух электродвигателей размещают в специальных защитных отсеках внутри корпуса спереди, что позволяет их защитить от повреждений, в случае при небольших повреждениях корпуса.
Нижняя передняя часть днища плавающего корпуса 1 включает в себя защитный износостойкий материал (не показан), прикрепленный к пластику с тонким слоем материала, закрепленные одним концом из состоящих отдельных стержней или волокон (не показано), и другим концом выступают свободно.
Благодаря тому, что упругие пластмассовые стержни или волокна расположены часто (наподобие щетины в щетке), они способствуют при движении удерживать слой «капельного» потока при скоростном движении плавучего спасательного корпуса устройства, толщина которого определяется высотой стержней или гибкостью волокон в виде системы профилированных обтекателей под днищем корпуса, а это связано захватом водяного потока с пузырьками воздуха и образование под ним пузырьковых явлений, приводимое скоростным плавучим спасательным устройством на сжатом пневмопотоке путем имеющихся малых импеллеров с соплами внутри концов хвостовой части U-образной формы корпуса. Таким образом, плавающий корпус 1 дает возможность снижения потребляемой мощности малых импеллеров от аккумуляторных батарей в работе двигателей, сохраняя «смазку» на поверхности воды в виде воздушной прослойки до выхода сзади плавучего корпуса в концевой его части.
Данная совокупность предлагаемого технического решения для плавучего спасательного устройства обладает хорошей устойчивостью в целом, ему придано горизонтальное устойчивое положение в целом при высоких скоростях плавающего корпуса со стабилизаторами по бокам. Кроме того, совокупность этих приемов изменения движения плавучего устройства на сжатом пневмопотоке, в частности, для повышения эффективности торможения, форма самих клапанов 8 и 9 внутри сопел 6 и 7 импеллеров 2 и 3, изготовленных легкими для управления дистанционным пультом 4, не дают, выходит воздуху в атмосферу во время остановки плавучего спасательного устройств на воде, каждый отдельно взятый человек, находящийся в воде, может влезать на верх его или удерживаться за элементы (поручни) спасательного устройства.
Спасательное плавучее устройство снабжается двумя противотуманными фонарями для визуальной идентификации устройства при плохой видимости и тумане для работы в автономном режиме. Кроме того, спасающийся человек имеет возможность держаться за ручку плавучего устройства, нажать на кнопку, включить светоизлучающие элементы, в частности, если он касается за ручки, на которых уже имеются множество кнопок: красные, зеленые, желтые и т.д., и потерпевший начнет ориентироваться на месте, надежно держится руками. Все это преобразуется в схему видеосигналы и др. сигналы - он начинает двигаться в сторону дистанционного управления пультом оператора.
Процесс использования мобильного плавучего спасательного устройства с малыми импеллерами на сжатом пневмопотоке осуществляется следующим образом.
При необходимости в сложившейся и возникновения чрезвычайной ситуации, способствующей применению плавучего спасательного устройства, его опускают в готовом виде на воду. Оператор - дистанционного управления пультом, стоя на берегу или на палубе корабля, включает пульт 4 управления. При включении движителей в виде двух малых импеллеров 2 и 3 со стороны концов хвостовой части (двух плеч) U-образной формы плавучего корпуса посредством электродвигателей возникает вращение лопастей импеллеров 2 и 3, которые нагнетают под давлением атмосферный воздух в сторону сопел 6 и 7, внутри которых расположены клапана 8 и 9 на осях вращения. Воздушный поток создает увеличенную силу тяги выхода сзади концов хвостовой части (двух плеч) корпуса 1. При этом увеличивая обороты импеллеров (электродвигатели подсоединены к аккумуляторным батареям по отдельности), регулируют давление в соплах 6 и 7, так как воздух поступает в оба сопла и выбрасывается в атмосферу, плавучее спасательное устройство быстро набирает скорость. При этом работа импеллеров на сжатом пневмопотоке предложенного изобретения отличается от работы водометных устройств тем, что если водометные устройства требуют наличия определенной большой глубины воды, то для предложенных импеллеров на пневмопотоке нужен только атмосферный воздух, который ударяясь о поверхность, создает реактивную силу перемещения устройства: по воде, по мелководью, по песку и суши и т.п., и доставлять с высокой скоростью по воде.
Управление при движении спасательного устройства вперед на сжатом пневмопотоке осуществляется с помощью применения дистанционного пульта 4 управления - оператором, одновременно осуществляющим поворот с помощью управления клапанами 8, 9 и 11 пультом 4. При необходимости обеспечить разворот на угол относительно вокруг спасаемого человека на воде, в работу вступает, например, дистанционно управляемый клапан 8, который разворачивается на оси и перекрывает отверстие сопла 6, открывается средний клапан 11 на воздушной трубке 10, уменьшают обороты импеллера 2, таким образом, уменьшая его и тягу. В то же время, при открытом клапане 9,11, обусловленный работой второго импеллера 3 на большие обороты и большей тягой, происходит перераспределение сжатого воздуха от малого импеллера 2 в пустотелую пластмассовую овальную дугу 13 (в виде трубы), которая связана через середину сзади корпуса с соплом 6 перед клапаном 9, с воздушной трубкой 10 -с открытым клапаном 11, при этом трубка 10 выполнена в виде замкнутого внутреннего кольца, проходящего внутри корпуса 1 сзади, далее перетока (поворота) воздуха на угол 180° в сторону овальной второй дуги 14, оснащенной в конце вторым малым импеллером 3 с соплом 7 и открытым клапаном 9. Дополнительный поток воздуха смешивается с основным в сопле 7 в сторону выхода в атмосферу сжатого воздуха из сопла 7, импеллер 3, который работает на больших оборотах электродвигателя (при открытом клапане 9) за счет критического перепада давлений, осуществляется заданный поворот, который может совершать и крутой поворот на угол 360°, когда одно сопло закрыто, а другое открыто, а также разности оборотов двух импеллеров, работающих от электродвигателей, подключенных к аккумуляторным батареям. Вследствие этого сохраняет большую скорость и для поворота спасательного средства (устройства) за счет газовой смеси двух малых импеллеров 2 и 3, т.е. используется максимальный эффект для выхода сжатого воздуха (работают оба электродвигателя, но импеллеры работают с разными оборотами.
Естественно для управления поворота плавучего спасательного корпуса 1 с учетом конструкции овальных дуг в виде пустотелых труб 13 и 14, объединяющей воздушной трубкой 10, сопел 6 и 7, в каждом из них должны будут перемещаться одновременно клапана 8, 9, 11 дистанционно связанные через беспроводную связь с пультом 4 управления и контроля через их оси вращения, как и сами управляемые электродвигатели с малыми импеллерами 2 и 3, последние находятся на концах хвостовой части (плеч) U-образной формы конструкции - управляемые оператором с берега или с борта корабля, вправо или влево. В этом случае оси клапанов 8, 9, 11 повернутся так, что одни откроет отверстие в соплах, соответственно, и в воздушной трубке 10, а другой клапан закроет сопло во втором импеллере, однако напор в каналах постоянно остается, происходит тяга сжатым воздухом, спасательное устройство начнет поворот. Понятно, что в случае такого конструктивного решения устройства, функционирование будет, происходит выполнением этих поворотных элементов связи.
Для повышения эффективности торможения непосредственно спасаемого человека, отключают оба импеллера 2 и 3 одновременно от подачи воздуха, оба клапана 8 и 9 расположенных внутри сопел 6 и 7 разворачивают на угол 90° перпендикулярно стенка его к встречному еще напорному воздуху в движении, поступающему через защитные решетки (не показано) в сопла импеллеров 2 и 3, т.е. в движении по инерции. Такое расположение клапанов 8 и 9 одновременно в самопроизвольном скольжении корпуса 1 по воде по курсу возле утопающего человека, производит остановку корпуса 1 и дает некоторое время ему схватить за ручку в любой точке корпуса человеку, даже в стрессовой ситуации, человек, оказавшийся в воде, имеет надежду на спасение, по сравнению с прототипом. Далее есть возможность человеку переместиться внутрь, между концами хвостовой части корпуса (плеч), который имеет закрепленную подковообразную подушку безопасности, и охвата его туловища плотно, защищенный от брызг воды за счет мягкого бампера, выполненного в виде водоотбойного крыла с козырьком (не показан), т.е. в виде защитного экрана.
Корпус 1, оснащенный с закреплением с каждой стороны двумя узлами от опрокидывания, стабилизаторы, которые выполнены из поплавков 12 и закрепленных фиксаторами (откидных устройств) овальных дуг 13 и 14, последние закреплены к бокам корпуса 1 с помощью фиксаторов (не показаны), например, петлями, а сами полости снабжены натянутым защитным материалом из капроновой сетки. Все это заметно увеличивает остойчивость, как в движении, так и на поворотах до момента остановки устройства.
Сетчатые пластмассовые защитные экраны над каждым импеллером 2 и 3 предотвращают попадание посторонних тел с поступающим атмосферным воздухом извне, т.е. сверху импеллеры закрыты сеткой, что также обеспечивает безопасность и человека от травм при доставке его по воде.
Передняя нижняя часть днища корпуса 1, выполненная из пластика, дополнительно покрыта защитным тонким слоем из пластика высокой прочности, выполненным из состоящих отдельных стержней (не показаны) или волокон на определенном участке U-образной формы днища в форме перевернутого полукруга корпуса, образует взаимодействие микроударов на отдельные стержни или волокна, гасится их эластичностью - они отклоняются в случае микроудара, и образую водяную прослойку пузырькового явления с границей опорной поверхности воды. Для разной скорости движения изгиб их будет различным, вплоть до первоначального положения при остановке спасательного устройства. В результате чего вязкоупругие свойства обеспечивают спасательному устройству на сжатом пневмопотоке высокую дополнительную скорость в движении для спасения человека, как и по волнам, по сравнению с прототипом, где водометные двигатели при возникновении впадин - гребня воды, заметно замедляют свой ход из-за их конструктивного решения (отсутствие части забора воды при работе). Таким образом, в условиях волнения воды, в предложенном изобретении улучшается его устойчивость, как по курсу, так и на поворотах. Одновременно, для расширения использования изобретения, оно может быть применено на отдыхе на воде при организации досуга в отелях и на курортах, а также с целью тренировок людей с одновременной приложением оздоровительных физических нагрузок. Следовательно, заявленное изобретение в целом является функционально расширенным по сравнению с прототипом, в частности, при волновых явлений воды на морях.