УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛОВЦА ПРИ ПЛАВАНИИ
DEVICE FOR LIMITING MOVEMENT OF SWIMMER WHILE SWIMMING

Изобретение относится к области спорта и игр, в частности к тренировочным устройствам и принадлежностям для упражнений в плавании в наполненных водой бассейнах.
Известен тренажер «бегущая дорожка» (см. фиг.1), используемый в спортзалах, фитнес центрах и других оздоровительных заведениях. Характерной особенностью указанного тренажера является то, что для имитации процесса бега требуется достаточно ограниченное пространство, незначительно превышающее размеры самого тренажера и занимающегося. Отмеченное полезное свойство тренажера позволят заниматься бегом без использования необходимых для таких занятий больших площадок (типа стадион и т.п.) в условиях даже небольших помещений, в том числе обычной жилой комнаты.
Также известно приспособление для силового плавания в бассейне - так называемый акватренер (см. фиг.2). Указанное приспособление представляет собой растягиваемый элемент (эластичный канатик) 1, который одним своим концом прикрепляется к неподвижной опоре (бортику бассейна) 2, а другим - к пловцу 3, находящемуся в бассейне с водой 4. В процессе плавания пловец развивает определенную силу тяги, которая компенсируется противоположно направленной силой растянутого элемента 1. Указанное равновесие сил достигается в удобном для плавания месте, например в середине бассейна. В силу неравномерности развиваемой пловцом силы тяги относительно ее среднего значения пловец будет совершать небольшие циклические перемещения «вперед - назад» относительно упомянутой выше точки равновесия. Максимальная амплитуда указанных перемещений, очевидно, не превысит смещение пловца за один гребной цикл при обычном плавании. Величина смещения зависит от стиля плавания и квалификации пловца и обычно не превышает 1…2 метра. При плавании с рассматриваемым устройством амплитуда циклических перемещений пловца «вперед - назад» относительно точки равновесия будет еще меньше за счет сил, возвращающих пловца к центру бассейна, которые возникают вследствие изменений растяжения элемента 1 при таких перемещениях. Таким образом, обеспечивается определенная степень свободы перемещений пловца, что приближает такое плавание к обычному плаванию на достаточной для плавания водной поверхности. В то же время при использовании акватренера потребные для плавания размеры участка водной поверхности минимальны и незначительно превышают проекцию плывущего человека (при виде на него сверху).
Еще в авиамодельном спорте известен класс кордовых моделей, траектория движения которых представляет собой окружность, в центре которой находится оператор 2, управляющий такой моделью 3 (см. фиг.3). Кинематическую схему системы авиамодель, оператор, корд можно представить как динамический объект (авиамодель) 3, неподвижная опора 2 (оператор) и соединяющая их механическая связь 5 (корд). Механическая связь 5 (корд) представляет собой не растягивающийся шнур, то есть является нежесткой. Динамический объект 3 совершает движение по круговой траектории относительно неподвижной опоры 2 вследствие воздействия на него центростремительной силы, прилагаемой механической связью 5. В данном случае механическую связь 5 (корд) можно рассматривать как устройство, ограничивающее область перемещения динамического объекта (авиамодели). А именно, область пространства, в которой производится полет авиамодели, ограничена окружностью с радиусом, равным длине корда 5, к которой прикреплена авиамодель.
Первое из рассмотренных выше устройств - тренажер бегущая дорожка, позволяет решить актуальную задачу сокращения практически до минимально возможного потребного протяженного пространства для занятий бегом. Также актуальной задачей можно считать сокращение до минимума акватории, необходимой для естественного плавания. Последнюю из указанных задач можно считать даже более актуальной на том основании, что для обеспечения возможности плавания обычно требуются существенно большие затраты, чем для бега. Действительно для создания водной дорожки требуется дорогостоящее строительство бассейна или специальное оборудование открытой акватории, в то время как пробежку можно выполнять вне дома практически в любом подходящем месте без каких либо особенных затрат.
В последнее время для использования в бытовых условиях выпускаются надувные и каркасные бассейны, которые находят все более широкое применение на личных дачах, садовых участках и т.п. Однако, вследствие своих относительно небольших размеров, обычно не превышающих нескольких метров, они не позволяют естественно перемещаться в процессе плавания, то есть не обеспечивают возможность достаточно полноценного плавания. Вместе с тем, второе из рассмотренных выше устройств (акватренер) обеспечивает практически полноценное плавание даже в таких небольших «бытовых» бассейнах.
Предлагаемое устройство имеет целью расширение арсенала технических средств, обеспечивающих, как и упомянутый акватренер, возможность достаточно полноценного плавания в небольших «бытовых» бассейнах. Также как и в случае устройства акватренер, для достижения поставленной цели решалась задача ограничения перемещения пловца при плавании.
Однако, в отличие от устройства акватренер, в предложенном устройстве данная задача решена на иной основе. При этом в качестве прототипа выбрано рассмотренное выше устройство, ограничивающее область перемещения (полета) динамического объекта (авиамодели) - механическая связь 5 (корд).
А именно, с указанной целью в устройстве-прототипе предусмотрены следующие конструктивные отличия (см. фиг.4):
1) в удобном для обеспечения плавания месте бассейна с водой 4 (например, в его центре) установлена неподвижная опора 2 в виде вертикального шеста;
2) к шесту 2 одним своим концом с возможностью вращения вокруг шеста прикреплена механическая связь 5, выполненная в виде жесткой спицы, другой конец которой прикреплен к пловцу 3.
По сути, описываемое устройство реализует по новому назначению рассмотренную выше кинематическую схему авиамодель, оператор, корд (см. фиг.3) с той лишь разницей, что нежесткая механическая связь (корд) заменена на жесткую связь (спицу). При этом роль авиамодели играет плывущий в бассейне 4 человек 3 (динамический объект), прикрепленный к спице 5 (механическая связь), другой конец которой прикреплен к неподвижному основанию 2 (шест) с возможностью вращения вокруг указанного основания. Сам шест в рассматриваемом случае небольшого бассейна целесообразно располагать в центре последнего.
Тренирующемуся 3 достаточно плыть вперед, в направлении перпендикулярном спице, и вследствие действия на пловца центростремительной силы со стороны спицы 5 траектория движения этого пловца будет представлять собой окружность с центром в местонахождении шеста и с радиусом равным длине спицы. Длина спицы, очевидно, должна ограничивать область перемещений пловца при плавании пределами бассейна, в частности указанная длина должна выбираться не превышающей расстояние от шеста до бортиков бассейна.
При этом достигается такой технический результат как обеспечение нахождения плывущего человека в пределах бассейна без наплыва его на стенки бассейна и столкновений с ними. Более того, обеспечивается комфортное и уверенное плавание в направлении перпендикулярном спице, поскольку упражняющемуся достаточно просто плыть вперед в данном направлении, не прикладывая постоянно усилий для самостоятельного выдерживания круговой или иного вида траектории движения, чтобы оставаться в пределах бассейна. Плавание по указанной схеме мало отличается от естественного плавания на водной поверхности достаточных размеров. В то же время размер водной поверхности, необходимой для плавания с предложенным устройством, определяется длиной спицы 5, и может быть сравнительно небольшим и достаточным для практически полноценного плавания в упомянутых выше небольших бытовых бассейнах. При этом возможно плавание с высокой интенсивностью, что создает для упражняющегося соответствующий тренировочный эффект.
Возможны следующие три частных случая выполнения предложенного устройства:
1) Дополнительно введены описанные выше жесткие механические связи 5 (спицы), один конец, каждой из которых, прикреплен к неподвижной опоре 2 (шесту) с возможностью вращения спиц вокруг нее независимо друг от друга, а другой конец - к одному из пловцов 3, одновременно плавающих в бассейне 4 (см. фиг.5). Тем самым достигаются следующие дополнительные технические результаты. Во-первых, обеспечивается возможность комфортного плавания по предложенной схеме одновременно нескольких человек, и, во-вторых, при этом имеется возможность плавания с элементами игры и состязательности, например, когда одни пловцы догоняют других и т.п.
2) Описанная выше механическая связь 5 выполнена в виде жесткой звезды, лучи которой представляет собой спицы, исходящие из центральной части звезды, с возможностью вращения центральной части вокруг неподвижной опоры 2 (шеста), к концам которых (спиц) прикреплены пловцы 3 (см. фиг.5). Сама звезда может быть двух, трех, четырех и т.д. конечной. При этом достигаются следующие дополнительные технические результаты. Во-первых, обеспечивается возможность комфортного и уверенного плавания по предложенной схеме одновременно нескольких человек. Во-вторых, имеется возможность плавания с элементами игры и состязательности, например, когда одна часть плывущих пытается вращать механическую связь-звезду в одну сторону, а другая часть пловцов - в противоположную и т.п.
3) В предыдущем устройстве (по п.2) на части из общего количества спиц на концах последних вместо пловцов прикреплены погруженные в воду вертикальные пластины 6 (см. фиг.6). Количество таких спиц с прикрепленными пластинами может составлять одну, две и т.д. штук. Указанные пластины (пластина) 6 создают гидродинамическое сопротивление, обеспечивая для пловцов (пловца) 3 режим силового плавания, аналогичный обеспечиваемому рассмотренным выше известным устройством «акватренер».
Предложенное устройство во всех вариантах его исполнения позволяет создавать игровые и развлекательные эффекты путем, например, приложения внешней (не развиваемой пловцами) вращающей силы к рассматриваемым спицам или звезде. Такую внешнюю силу может создавать, в частности, человек, находящийся за пределами бассейна и раскручивающий звезду 5 за одну из спиц.
Техническая сущность и принцип действия аналогов, прототипа и предложенного устройства поясняются чертежами, на которых:
фиг.1 - тренажер «бегущая дорожка»;
фиг.2 - приспособление для силового плавания в бассейне - «акватренер»;
фиг.3 - кинематическая схема полета кордовой авиамодели;
фиг.4 - предложенное устройство;
фиг.5 - варианты предложенного устройства с дополнительными независимо вращающимися вокруг шеста спицами и с механической связью в виде жесткой звезды;
фиг.6 - вариант предложенного устройства с механической связью в виде жесткой звезды, на части спиц которой закреплены вертикальные пластины;
фиг.7 - рукав на днище бассейна, для прохождения через него шеста;
фиг.8 - крепление спицы к шесту с использованием кольца.
Пример осуществления предложенного устройства иллюстрируют фигуры 4, 5 и 6. Осуществление данного устройства очевидно из отмеченных фигур и приведенного выше его описания.
Вместе с тем, вопросы, которые могут потребовать пояснения при практической реализации предложенного устройства, представляются следующими.
Герметичность бассейна при наличии шеста 2, проходящего через его днище, может быть обеспечена, например, следующим способом. Место днища 7, где должен проходить шест 2, может быть выполнено в виде рукава
8. внутри которого собственно и проходит указанный шест, а сам край этого рукава должен находиться над поверхностью воды (см. фиг.7).
Спица 5, для обеспечения возможности ее кругового вращения вокруг шеста 2 (в том числе независимо от других спиц) может крепиться к кольцу 9. надетому на указанный шест (как и другие спицы) (см. фиг.8).
Другим своим концом спица 5 к телу пловца 3 может крепиться аналогично креплению эластичного элемента в устройстве «акватренер», например, к поясному ремню, надетому пловцом.
Сама механическая связь 5 в виде независимо вращающихся спиц или в виде жесткой звезды может обладать плавучестью. В этих целях спицы в указанных вариантах механической связи могут быть изготовлены из дерева или из пластика в виде полых труб.