Комплексная сигнальная аварийно-спасательная система "Надежда" (варианты)
COMPLEX SIGNAL EMERGENCY RESCUE SYSTEM “NADEZHDA” (OPTIONS)

Изобретение относится к сигнальному аварийно-спасательному оборудованию многоразового действия для коллективных (спасательные плоты, шлюпки, катера, яхты) и индивидуальных (гидрокостюмы, спасательные жилеты) спасательных средств, служащему для обнаружения объекта (человека), терпящего бедствие на воде, и определения его местонахождения, и может быть использовано в массовом производстве.
Ежегодно на воде, в основном, в море, гибнет большое количество людей, несмотря на привлечение значительных ресурсов и достаточное, на первый взгляд, обеспечение индивидуальными и коллективными спасательными средствами. При недостаточно оперативной и надежной связи между потерпевшими бедствие на море объектами и средствами их поиска, обусловленной сбоями в работе сигнально-аварийного оборудования, малой дистанцией обнаружения, решающим фактором для пострадавших становится время, к которому часто добавляется второй по значимости фактор - температурный режим.
На текущий момент все спасательные средства на море, как правило, снабжены аварийными источниками световых и радиосигналов, предназначенными для их оперативного поиска и обнаружения. Однако, в силу неизбежных на море случайностей, с большой вероятностью действие упомянутых устройств оказывается недостаточно эффективным.
Известно индивидуальное спасательное средство, содержащее гидрокомбинезон, снабженный уголковым отражателем, выполненным из газонепроницаемого надувного материала с металлизированным покрытием и установленным на присоединенной к гидрокомбинезону газонепроницаемой надувной стойке, армированной изнутри сеткой из антенного канатика и снабженной травящим клапаном (SU 472862, опубл. 1975.06.05), при этом в верхней части упомянутого отражателя установлен сигнальный огонь, а состав металлизированного покрытия содержит яркий краситель, например, оранжевый. Малые размеры отражателя при незначительной высоте стойки (не более 0,5 м) обеспечивают слишком слабый сигнал, не воспринимаемый радаром. К тому же известное устройство рассчитано только на одно положение человека, при котором уголковый отражатель с лампочкой не окажутся в воде, а именно, на спине.
Известна система, относящаяся к спасательным средствам для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местонахождения (RU 2299832, опубл. 2007.05.27). Система содержит надеваемый на человека, спасательный жилет, снабженный двумя источниками света, двумя передатчиками с передающими антеннами и источником энергии, а также приемник, установленный на пункте контроля. Недостатком известной системы является ограниченное время работы источников света и радиопередатчиков из-за отсутствия подзарядки, а также необходимость ее использования в комплекте со спасательным гидрокостюмом, без которого спасательный жилет держит человека в воде в положении, близком к вертикальному, при этом все световые и радиопередающие устройства оказываются в воде и становятся бесполезными при поиске потерпевшего.
Наиболее близкой к заявляемой является комбинированная сигнальная аварийно-спасательная система, содержащая наполняемый гелием воздушный шар оранжевого цвета с зеркальными полосами на наружной поверхности с прикрепленным к нему сигнально-передающим устройством, размещенным внутри полого цилиндрического корпуса и содержащим световую сигнальную и радиопередающую системы, электронные схемы, управляющие световыми и радиосигналами, электропитанием и пьезоэлектрической системой подзарядки, а также систему наполнения шара газом и активации передачи сигнала бедствия. Упомянутый цилиндрический корпус связан посредством прочной нити с контейнером, на верхнюю часть которого надевается шарнирно прикрепленный к кронштейну несущей пластины стакан, в котором размещена система обеспечения электропитанием дополнительных устройств в виде комбинированного светильника со светодиодом, электрошокера и греющих элементов. Система снабжена крепежными ремнями, посредством которых она крепится к телу человека. В случае бедствия может применяться для подачи сигналов и обозначения места нахождения человека, группы лиц, а также транспортного средства.
Известная аварийно-спасательная система является одноразовой, при этом конструктивно сложной и дорогостоящей. Сигнально-передающее устройство, в состав которого входит ряд электронных схем, комплекс, питающий дополнительные устройства типа электрошокера, не только усложняют и удорожают известную систему, их наличие отрицательно сказывается на ее работоспособности и надежности. При выходе из строя сигнально-передающего устройства или при отказе основного питания систему невозможно обнаружить с дальнего расстояния, т.к. отраженный от полос на шаре радиосигнал вследствие рассеяния имеет малую интенсивность, а дополнительная световая сигнализация из-за низкого размещения комбинированного светильника со светодиодом является недостаточно эффективной. Сложным является приведение известной системы в рабочее состояние, которое становится практически невозможным в случае, когда терпящий бедствие человек получил серьезную травму, при этом конструктивное решение системы приведения шара в рабочее состояние на практике не обеспечивает его дозированного заполнения и сохранения в заполненном виде. До полного заполнения шара гелием необходимо его удержание в течение 2-4 секунд, что конструктивно неосуществимо в известной системе; в результате лишь частично заполненный шар начинает двигаться вверх и теряет контакт с содержащим газ контейнером. Кроме того, расчет на воздушные потоки, которые будут приводить в движение элементы, обеспечивающие работоспособность пьезоэлектрической системы подзарядки аккумулятора, является чисто теоретическим и на практике с большой вероятностью окажется несостоятельным. Недостаток источников питания ставит под угрозу работоспособность системы, при этом такие приспособления как электрошокер и нагревательные элементы в гидрокостюме становятся избыточными из-за недопустимо высокой энергоемкости.
Задачей изобретения является разработка комплексной аварийно-спасательной системы, обеспечивающей надежный визуальное обнаружение терпящего бедствие объекта средствами его поиска, работоспособной на море, эффективной и одновременно простой в изготовлении и использовании
Техническим результатом предлагаемой комплексной сигнальной аварийно-спасательной системы является повышение ее надежности, эффективности и удобства использования, при одновременном упрощении и снижении стоимости изготовления.
Указанный технический результат достигают комплексной сигнальной аварийно-спасательной системой для коллективных спасательных средств, содержащей воздушный шар с ярко окрашенной металлизированной поверхностью, наполняемый газом легче воздуха, преимущественно гелием, контейнер, содержащий упомянутый газ под давлением, пусковое устройство для заполнения шара гелием и приведения системы в рабочее состояние, световую сигнальную систему с электронной схемой управления, а также источники питания, нить, удерживающую шар, и средства крепления для удержания всей системы, в которой, в отличие от известной, контейнер содержащий газом под давлением, необходимым для заполнения шара диаметром не менее 1,4 м, размещен внутри шара, выходное отверстие в нижней части контейнера снабжено трубкой, герметично соединяемой с входным отверстием шара, при этом пусковое устройство установлено на верхнем конце контейнера и выполнено в виде металлической трубки с установленным внутри нее ниппелем, и снабженной внутренней резьбой для вкручивания внутренней трубки с наружной резьбой, в которую вставлен шток с поршнем на нижнем конце, выполненным с тремя отверстиями для пропускания газа и снабженным стопорным кольцом, размещенным в кольцевом углублении поршня в 2 мм от его верхнего края, причем верхний конец штока снабжен перпендикулярным ему диском, при этом световая сигнальная система, размещенная на прочной нити ниже наполненного шара на расстоянии 60-70 см, содержит светодиодную лампу белого света с электронной схемой управления, размещенной в водонепроницаемом корпусе с водонепроницаемой пусковой кнопкой с фронтальной стороны, при этом в качестве источников тока система снабжена аккумуляторами емкостью не менее 1400 ампер-часов для подключения к которым служит леска с вмонтированной в нее медной проволокой и контактами на концах.
Преимущественно предлагаемая система содержит стационарный аккумулятор либо два литиевых аккумулятора емкостью не менее 700 ампер-часов каждый, заряжающиеся от пленочной солнечной батареи, размещенной на открытой поверхности спасательного плавсредства (на крыше тента и т.п.)
В качестве нити, удерживающей шар, в предлагаемой системе использована леска диаметром 5,0 мм, свободный конец которой снабжен крепежной деталью в виде пластиковой пластины с двумя ремнями длиной 1,0-1,5 м.
Указанный технический результат достигают также комплексной сигнальной аварийно-спасательной системой для индивидуальных спасательных средств, содержащей воздушный шар с ярко окрашенной металлизированной поверхностью, наполняемый газом легче воздуха, преимущественно гелием, контейнер, содержащий упомянутый газ под давлением, пусковое устройство для заполнения шара гелием и приведения системы в рабочее состояние, световую сигнализацию с электронной схемой управления, а также источники питания, нить, удерживающую шар, и крепления для удержания всей системы, в которой, в отличие от известной, контейнер заполненный газом под давлением, необходимым для заполнения шара диаметром не менее 0,7 м, размещен внутри шара, выходное отверстие в нижней части контейнера снабжено трубкой, герметично соединяемой с входным отверстием шара, при этом пусковое устройство установлено на верхнем конце контейнера и выполнено в виде металлической трубки с установленным внутри нее ниппелем, снабженной внутренней резьбой для вкручивания внутренней трубки с наружной резьбой, в которую вставлен шток с поршнем на нижнем конце, выполненным с тремя отверстиями для пропускания газа и снабженным стопорным кольцом, размещенным в кольцевом углублении поршня в 2 мм от его верхнего края, причем верхний конец штока снабжен перпендикулярным ему диском, при этом световая сигнальная система, размещенная на прочной нити ниже наполненного шара на расстоянии 60-70 см, содержит светодиодную лампу белого света с электронной схемой управления, размещенной вместе с аккумулятором емкостью 250 ампер-часов, заряжающимся от размещенной на поверхности шара пленочной солнечной батареи, в водонепроницаемом корпусе с водонепроницаемой пусковой кнопкой с фронтальной стороны.
Преимущественно в предлагаемой системе использован малогабаритный аккумулятор ROBITON типа «Крона».
В качестве нити, удерживающей шар, в предлагаемой системе использована леска диаметром 3,0 мм
В комплект комплексной аварийно-спасательной системы для индивидуальных спасательных средств входит карман для ее хранения, размещаемый в гидрокостюмах и спасательных жилетах на уровне пояса и снабженный металлическим крепежным кольцом.
На чертежах схематично представлен общий вид предлагаемой системы в рабочем состоянии: фиг. 1 - для коллективных спасательных средств, фиг. 2 - для индивидуальных.
На фиг. 3 показано пусковое устройство, инициирующее заполнение шара газом и приведение системы в рабочее состояние.
«Коллективная» сигнальная аварийно-спасательная система содержит шар 1 из прочной резины толщиной 2 мм, диаметр которого в наполненном газом легче воздуха, преимущественно гелием, состоянии равен 1,4 м. Шар покрыт металлизированной краской ярко-малинового цвета для облечения визуального поиска и поиска с помощью радара. Горловина шара охватывает трубку 2 диаметром 25 мм и длиной 25 мм, которой снабжена нижняя часть помещенного внутрь шара контейнера 3, высотой 79-80 мм диаметром 39-40 мм, выполненного из стали и содержащего гелий под давлением, обеспечивающим заполнение шара до диаметра не менее 1,4 Соединение зафиксировано клейкой лентой и уплотнено сверху мягкой алюминиевой лентой до полной герметичности.
К концу трубки 2 с помощью рамки 4 размером 25x10 мм крепится леска 5, которой удерживается шар в рабочем состоянии. Леска 5 выполнена из материала, который используют при изготовлении снастей для ловли крупной рыбы. Диаметр лески 5,0 мм, длина 14 м. Для крепления системы к плавсредству свободный конец лески снабжен крепежной деталью 6 в виде пластиковой пластины с двумя ремнями длиной 1,0-1,5 м.
Источником питания является стационарный аккумулятор 7 емкостью не менее 1400 ампер-часов, а случае его отсутствия на спасательном плавсредстве его заменой служит литиевый аккумулятор емкостью 720 ампер-часов типа «Крона» в количестве двух штук при условии обеспечения многократной перезарядки. Для подзарядки аккумулятора/аккумуляторов 7 использована плоская солнечная батарея 8 на пленочной основе, размещенная на подходящей открытой поверхности спасательного плавсредства, которая одновременно служит также для подзарядки батарей переносных радиостанций, входящих в комплект снабжения коллективных спасательных средств.
Ниже заполненного шара 1 на расстоянии 60-70 см к леске 5 прикреплен пластиковый водонепроницаемый корпус 9 размера, достаточного для размещения управляющей электронной схемы, задающей режим работы сигнальной светодиодной лампы 10 белого света. На фронтальной поверхности корпуса 9 размещена водонепроницаемая пусковая кнопка (на чертеже не показана), управляющая электропитанием световой сигнализации. Шар может быть снабжен подсветкой с рефлектором для использования в темное время суток.
Для подачи электропитания от аккумулятора 7 служит леска с вмонтированной медной проволокой, причем электропитание подается через резистор (на чертеже не обозначен).
В верхней части контейнера 3 установлено пусковое устройство 11 для подачи гелия в шар 1 и приведения системы в рабочее состояние. Пусковое устройство 11, которое детально показано на фиг. 3, содержит стальную трубку 12 длиной 5 см с толщиной стенок 1 мм, нижний конец которой входит внутрь контейнера 3 в его верхней части. Трубка 12 с внутренним диаметром 8 мм снабжена автомобильным ниппелем 13, служащим для нагнетания гелия в контейнер 3 и последующего заполнения шара 1, и выполнена с внутренней резьбой. Кроме того, пусковое устройство содержит трубку 14 длиной 3 см с внешней резьбой, внешний диаметр которой равен 8 мм и внутренний - 6 мм, выполненную с одного конца с вырезами для ключа, с помощью которого ее вкручивают в трубку 12 с внутренней резьбой таким образом, чтобы ее нижний конец находился на расстоянии 5-6 мм от верхнего конца ниппеля 13. В трубке 14 находится шток 15 общей длиной 50 мм и диаметром сечения 2 мм с поршнем 16 на одном конце. Поршень 16 изготовлен с тремя отверстиями для выпуска газа и снабжен выполненным с разрезом стопорным кольцом 17 толщиной 2,0 мм, идентичным автомобильным поршневым кольцам. Для размещения стопорного кольца 17 на расстоянии 2 мм от верхнего конца поршня 16 выполнен кольцевой вырез глубиной 2,5 мм. В сжатом состоянии диаметр стопорного кольца 17 равен 6 мм.
К свободному концу штока 15 приварен диск 18 диаметром 15 мм толщиной 2 мм.
Система работает следующим образом.
При нажатии на диск 18 с усилием примерно 3 кг (учитывая трение) поршень 16 опускается и нажимает на язычок 19 ниппеля 13, выпуская гелий из контейнера 3 в шар 1, при этом поршень 16 со стопорным кольцом 17 перемещается в нижнюю часть трубки 14 настолько, что стопорное кольцо выходит за ее пределы, высвобождается, расширяется и стопорит ее дальнейшее перемещение.
Заполненный гелием шар поднимается в воздух. Система приведена в рабочее состояние.
В штатном режиме светодиодная лампа, в соответствии с международным стандартом, дает 50-70 вспышек белого света в минуту. Шар может быть обнаружен визуально либо с помощью радара, причем подсветка делает его четко различимым также в темное время суток.
В настоящее время с помощью коллективных спасательных средств терпящий бедствие в море объект визуально можно обнаружить на расстоянии 2-3 мили, а с помощью радиотехнических средств за 7-8 миль. Предлагаемая сигнальная спасательно-поисковая система позволяет увеличить дистанцию обнаружения практически в два раза.
Сигнальная спасательно-поисковая система для индивидуальных спасательных средств, общий вид которой показан на фиг. 2, содержит резиновый шар 20 с толщиной стенок 1,5 мм диаметром 0,7 м в наполненном гелием состоянии. Шар выкрашен металлизированной краской ярко-малинового цвета для облечения визуального поиска, а также поиска с помощью радара, при этом часть его поверхности покрыта мягкой солнечной батареей 21 пленочного типа, предназначенной для подзарядки аккумулятора.
Пусковое устройство 11, контейнер 3, содержащий гелий под давлением, необходимым для заполнения шара диаметром 0,7 м, материал лески, а также крепление шара к леске идентичны используемым в коллективных спасательных средствах.
Сигнальная спасательно-поисковая система индивидуального пользования также содержит пластиковый водонепроницаемый корпус 9 размером 10×5×3 см, который крепится за леску ниже шара на расстоянии 60-70 см. Световая сигнальная система содержит светодиодную лампу 10 - источник белого света, установленную над корпусом 9, в котором размещены электронная схема, регулирующая частоту вспышек светодиодной лампы (50-70 вспышек в минуту) и аккумулятор емкостью 250 ампер-часов, преимущественно типа «крона», в частности, Robiton, который весит 53 г и допускает перезарядку до 1000 раз.
Нижний конец лески, толщина которой составляет 3 мм, длина равна 7 м, крепится за металлическое кольцо в кармане 22 для хранения системы, выполненном в гидрокостюмах и спасательных жилетах на уровне пояса.
Систему индивидуального пользования приводят в рабочее состояние, не вынимая ее из кармана 22, с помощью пусковой кнопки на корпусе 9 и пускового устройства 11, которые действуют точно так же, как в сигнальной системе для коллективных спасательных средств.
В настоящее время дистанция визуального обнаружения человека в гидрокостюме или спасательном жилете не превышает 1,5 кабельтовых (278 метров). Предлагаемая система позволяет обнаружить его на расстоянии от 7 до 12 и более миль.
Многоразовое использование предлагаемой системы в коллективном и индивидуальном варианте обеспечивается следующим образом.
Опустошенный контейнер 3, в котором содержался гелий под давлением, извлекают из шара. Выкручивают внутреннюю трубку 14, в которой размещен шток с поршнем. Контейнер 3 через ниппель 13 заправляют гелием из газового баллона до нужного давления. Затем вкручивают на место трубку 14 и втягивают внутрь нее шток с поршнем. При необходимости подзаряжают аккумуляторы. Устанавливают внутрь шара контейнер 3 с гелием, стыкуют вход шара с выходом контейнера, вставляя выходную трубку 2 контейнера в горловину шара, и герметизируют стык.