АМОРТИЗАЦИОННОЕ КРЕСЛО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Техническое решение относится к средствам защиты человека от воздействия перегрузок и может быть использовано в транспортных средствах специального назначения, например, в бронеавтомобилях при воздействии высокоскоростных нагрузок от взрыва мины, а также в авиационной технике при аварийной посадке.
Известно (US, патент 3468582) кресло летательного аппарата, содержащее сиденье со спинкой, установленное на сиденье амортизирующее устройство, выполненное из материала, поглощающего энергию при изменении своего объема, в виде сотового блока и ремни безопасности с узлами крепления.
Недостатками известного устройства являются сложность его конструкции и то, что оно обеспечивает лишь частичное поглощение кинетической энергии при ударных нагрузках.
Известно (ЕР, заявка 953027067) кресло для вертолета, способное поглощать энергию при ударе. Известное кресло содержит каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, две вертикальные стойки с направляющими, жестко закрепленные на полу транспортного средства с использованием дополнительных опорных узлов и двух подкосов, узлы подвески каркаса кресла, которые расположены на спинке каркаса и представляют собой две пары ползунов, установленные подвижно на направляющих вертикальных стоек, амортизаторы, выполненные в виде деформируемых элементов и встроенные в узлы подвески каркаса, независимо соединяющие каркас кресла с вертикальными стойками.
Работа кресла осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла удерживают от перемещения по направляющим с использованием амортизаторов, в результате чего кресло вместе с сидящим на нем человеком находится в неподвижном положении.
При аварийной посадке вертолета, когда вертикальная ударная нагрузка вертолета превышает по своему значению допустимую нагрузку, кресло вместе с сидящим на нем человеком перемещается по вертикальным направляющим вниз, приводя в работу амортизаторы, которые поглощают энергию удара и тем самым, снижают нагрузку, действующую человека до допустимых значений.
Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что конструкция подвески каркаса кресла предполагает расположение узлов подвески исключительно на спинке каркаса вдоль направляющих вертикальных стоек. Поскольку основная часть вертикальной нагрузки от веса сидящего на кресле человека приходит на среднюю часть сиденья, которая расположена на значительном расстоянии впереди от узлов подвески каркаса кресла, то каркас кресла будет испытывать дополнительные изгибающие моменты, которые, в свою очередь, создают дополнительные нагрузки в горизонтальной плоскости, действующие на узлы подвески каркаса. Дополнительные нагрузки, действующие на узлы подвески каркаса, создают дополнительную силу трения между узлами подвески каркаса и направляющими вертикальных стоек, что усложняет работу ползунов при амортизационном перемещении кресла, ограничивая диапазон углов возможных аварийных приземлений вертолета. Кроме того, дополнительный изгибающий момент, действующий на каркас кресла, требует дополнительной прочности и жесткости каркаса кресла, что ведет к увеличению материалоемкости, а вместе с ней и веса конструкции кресла.
Известно (RU, патент 2198827) амортизационное кресло, содержащее сиденье со спинкой, привязную систему, механизм регулировки кресла по росту и амортизатор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено основанием, кронштейном, двумя спаренными рычагами, шарнирно закрепленными между основанием и кронштейном, поясничной опорой, установленной на спинке сиденья, и энергопоглощающими устройствами, расположенными на основании в местах крепления к полу кабины, причем амортизатор выполнен телескопического типа и закреплен между спаренными рычагами, а механизм регулировки кресла по росту расположен между сиденьем и кронштейном.
Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что в результате скоротечного взрыва мины (миллисекунды) наблюдается поражение личного состава и оборудования, закрепленного на днище, в результате его деформации в районе подрыва. При этом демпфирующие устройства прототипа не могут обеспечить поглощение (диссипацию) энергии взрыва до требуемого уровня перегрузок.
Известно (RU, патент 2198827) амортизационное кресло, содержащее собственно кресло и систему амортизации, причем оно дополнительно снабжено основанием, кронштейном, двумя спаренными рычагами, шарнирно закрепленными между основанием и кронштейном, поясничной опорой, установленной на спинке сиденья, и энергопоглощающими устройствами, расположенными на основании в местах крепления к полу кабины, причем система амортизации выполнена телескопического типа и закреплена между спаренными рычагами, а механизм регулировки кресла по росту расположен между сиденьем и кронштейном.
Недостатками предложенной конструкции следует признать слабое гашение энергии взрывной волны, приводящее к травмам людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении безопасности людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать амортизационное кресло транспортного средства разработанной конструкции. Оно содержит собственно кресло и систему амортизации, при этом система амортизации содержит, по меньшей мере, подвес, предназначенный для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства и содержащий верхнюю и нижнюю части, соединяемые между собой болтами, размещенными в пазах, причем в пазы верхней части подвеса болты вставлены через пластмассовые втулки, при этом пазы выполнены с сужением сверху вниз, причем верхняя пара пазов выполнена с сужением по всей своей длине, а нижняя - с середины своей длины.
В некоторых вариантах реализации система амортизации может содержать дополнительные элементы.
В некоторых вариантах реализации верхняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов, соединенных между собой для придания конструкции жесткости, при этом каждый кронштейн состоит из двух гнутых пластин, скрепляемых между собой посредством болтовых соединений, причем верхние пластины выполнены с возможностью крепления к лонжеронам крыши транспортного средства и содержат вырезы, выполненные таким образом, что пластина представляет собой два рычага, соединенных между собой тонкими перемычками.
Нижняя часть подвеса предпочтительно содержит левый и правый кронштейны, сваренных между собой для придания конструкции жесткости, и четыре переходных пластмассовых пластины, предназначенные для дополнительной фиксации пластмассовых втулок в выполненных в указанных пластинах отверстиях, а также для минимизации трения и износа при смещении нижней и верхней частей подвеса относительно друг друга.
Конструктивно кресло амортизационное состоит из собственно кресла и подвеса, который служит для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства.
Кроме непосредственно крепления, подвес предназначен для гашения импульса взрывной или ударной волны, передающейся по нему от корпуса транспортного средства к креслу. Указанный импульс в предпочтительном варианте сначала гасит деформация корпуса транспортного средства, пока волна идет снизу вверх, а затем - деформация самого подвеса.
Как указано ранее, подвес состоит из верхней и нижней частей, соединяемых между собой в четырех точках болтами. В пазы верхней части подвеса болты вставлены через пластмассовые, предпочтительно, капролоновые втулки. Пазы сужаются сверху вниз, причем верхняя пара пазов сужается по всей своей длине, а нижняя только с середины своей длины.
При эксплуатационных нагрузках пластмассовые втулки находятся в верхней части пазов. При воздействии на транспортное средство высокоскоростной нагрузки, вызванной взрывом мины или ударом транспортного средства о землю при его аварийной жесткой посадке, втулки деформируются (истираются) и плавно проваливаются в пазы, гася часть импульса. Причем верхняя пара втулок начинает деформироваться сразу, а нижняя пара втулок (благодаря своей геометрии) деформируется с некоторым опозданием, обеспечивая процессу гашения импульса большую плавность.
Верхняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов. Кронштейны соединены, предпочтительно сварены, между собой металлической трубкой для придания конструкции жесткости. Каждый кронштейн состоит из двух гнутых пластин, скрепляемых между собой посредством болтовых соединений. Верхние пластины крепятся к лонжеронам крыши транспортного средства и имеют вырезы, выполненные таким образом, что пластина представляет собой два рычага, соединенных между собой тонкими перемычками. В момент взрыва пластина деформируется: рычаги смещаются друг относительно друга, что позволяет погасить часть импульса.
Нижняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов, сваренных между собой двумя металлическими трубками для придания конструкции жесткости, и четырех переходных пластмассовых, предпочтительно, фторопластовых пластин. Переходные пластины служат для дополнительной фиксации капролоновых втулок, для чего содержат отверстия необходимого диаметра, а также для и минимизации трения и износа при смещении нижней и верхней частей подвеса относительно друг друга.
Крепление подвеса к креслу выполнено посредством шести болтовых соединений.
Кресло представляет собой сидение и спинку, соединенные между собой основой. К спинке кресла для фиксации головы члена экипажа прикреплен подголовник. Крепление подвижное и позволяет задавать необходимую высоту подголовника.
Спинка состоит из мягкого ложемента на фанерной основе, металлического каркаса и соединяющих их между собой пластин. Соединительные пластины крепятся к ложементу посредством болтовых соединений.
Использование амортизационного кресла разработанной конструкции позволяет повысить безопасность людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства за счет гашения импульса воздействия взрывной волны.