КУРТКА МОТОЦИКЛИСТА

Техническое решение направлено на обеспечение безопасности мотоциклиста в случае аварии.
Из предшествующего уровня техники известны следующие аналоги технического решения.
Известен аварийный защитный жилет, оснащенный задним катапультирующимся парашютом для защиты оператора от случайного удара вперед при езде на транспортном средстве мотоциклетного типа. Защитная куртка содержит установленный сзади парашют, который активируется вручную и катапультируется назад с помощью метательного устройства, тем самым снимая оператора с задней части транспортного средства. Защитная куртка также включает в себя мягкую конструкцию с длинным рукавом и внешней оболочкой, которая обеспечивает защиту оператора от ударов, истирания и пожара. Аварийная защитная куртка специально предназначена для использования с транспортными средствами типа мотоциклов и скутеров (US 8240610 В1, 14.08.2012).
Недостатком жилета является отсутствие датчиков и необходимость ручной активации системы, что не всегда возможно в условиях стрессовой аварийной ситуации.
Известно устройство пассивной защиты для пилотов транспортных средств, выполнение в виде заплечного рюкзака, которое включает тормозной механизм, состоящий из одного или двух парашютов, размещенных в аэродинамической подъемной емкости. Приводные средства механизма выполнены в центральном компьютере транспортного средства, например в блоке управления, с программируемым программным обеспечением. Устройство опционально может содержать датчики, размещенные в кузове транспортного средства, а также механизм подброса сиденья, подключенный к центральному компьютеру (ES 2673768 A1, 25.06.2018).
Недостатком аналога является его усложненности и размещение датчиков на кузове транспортного средства, что требует дополнительной коммутации с механизмами активации парашютов, что в свою очередь снижает надежность устройства.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является устройство защиты от несчастных случаев для мотоциклистов, которое состоит из тормозного парашюта и подушки безопасности. Они хранятся либо в защитных приспособлениях костюма мотоциклиста, либо в рюкзаке, который водитель носит с собой. Мотоциклист и/или пассажир на заднем сиденье соединяются с мотоциклом с помощью троса. Разрывной шнур необходим для открывания подушки безопасности и парашюта и присоединяется к ним одним концом. Он зацепляется за другой конец мотоцикла. В случае аварии водитель сталкивается с другой стороной, участвовавшей в аварии, и обычно его сбрасывает с мотоцикла. Разрывной шнур растягивается примерно на 0,5 м и, если он слишком растянут, срабатывает предупреждающий сигнал, после чего срабатывает и открывается тормозной парашют и подушка безопасности (DE 10300819 А1, 29.07.2004). Недостатком приведенного аналога является необходимость соединения мотоцикла и/или его пассажира с мотоциклом посредством троса. Ненадежность использования растягивающего разрывного шнура, на свойство которого могут влиять такие факторы как внешняя температура, необратимые деформации материала троса, его положение, в том числе в зависимости от модели мотоцикла.
Технической задачей, на решение которой направлено техническое решение, является обеспечение безопасности мотоциклиста и безопасности дорожного движения.
Техническим результатом является повышение надежности раскрытия парашюта при возникновении аварийной ситуации.
Технический результат достигается за счет того, что куртка мотоциклиста включает интегрированный в нее парашют, газогенератор с пиропатроном, причем газогенератор интегрирован в заднюю часть куртки мотоциклиста, при этом куртка содержит электронный блок управления и датчики, расположенные в куртке мотоциклиста.
Куртка мотоциклиста может также дополнительно содержать внешние световые и звуковые сигналы, размещенные на куртке мотоциклиста для предупреждения о возможном раскрытии парашюта.
Электронный блок управления и датчики выполнены с возможностью учета расстояний от мотоциклиста до препятствий с разных сторон, а также скорости мотоциклиста в данный момент времени. Электронный блок управления и датчики связаны между собой посредством проводной и/или беспроводной (радио) связи. В случае если имеет место проводная связь, то провода располагаются внутри куртки. Для обеспечения работы и электрической связи во время движения электронный блок управления снабжен аккумулятором или связан с аккумулятором.
Устройство поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан подъем мотоциклиста в воздух.
На фиг. 2 показано расположение парашюта под углом атаки.
На фиг. 3 показано формирование зон с повышенным давлением и пониженным давлением.
На фиг. 4 показана сила давления воздуха R и ее составляющие.
На фиг. 5 показан парашют, который располагается в задней части куртки в капсуле, а также расположение капсулы относительно горизонтальной оси при различных положениях мотоциклиста.
Куртка мотоциклиста включает интегрированные в нее парашют, газогенератор с пиропатроном, причем газогенератор интегрирован в заднюю часть куртки мотоциклиста, при этом куртка содержит электронный блок управления и датчики, причем упомянутые элементы устройства связаны между собой и выполнены с возможностью взаимодействия и обеспечения раскрытия парашюта при возникновении аварийной ситуации.
Предпочтительно, что электронный блок управления и внешние датчики в совокупности, выполнены с возможностью учета расстояний от мотоциклиста до препятствий с разных сторон, а также скорости мотоциклиста в данный момент времени. Для чего с электронного блока управления на датчики через определенные временные интервалы поступает запрос информации, а с датчиков информация поступает в электронный блок управления и обрабатывается в нем.
Газогенератор с пиропатроном также электрически связаны с электронным блоком управления, предпочтительно, посредством, проводной связи.
Газогенератор и парашют расположены внутри задней части куртки таким образом, что в момент аварийной ситуации сгенерированные посредством активации пиропатрона газы обеспечивали раскрытие парашюта и экстракцию его из куртки, для чего в задней части куртки выполнена прорезь, края которой соединены быстросъемными крепления, например, магнитными застежками или застежками типа «Велькро» («липучки»).
Куртка мотоциклиста может также дополнительно содержать внешние световые и звуковые сигналы, размещенные на куртке мотоциклиста для предупреждения о возможном раскрытии парашюта. Упомянутые сигнальные элементы (сигналы) связаны с электронным блоком управления посредством проводной и/или беспроводной (радио) связи. В случае если имеет место проводная связь, то провода располагаются внутри куртки.
Парашют может располагаться в куртке внутри капсулы, которая выполнена с возможностью раскрытия или разрушения под действием сгенерированных газов. Предпочтительно, что капсула выполнена с возможностью вращения относительно горизонтальной оси при различных положениях мотоциклиста. Капсула выполнена с возможностью вращения для того, чтобы более точно позиционировать парашют перед его экстракцией из куртки.
Устройство работает следующим образом. Куртка мотоциклиста приводится в состоянии работы вручную перед поездкой и/или в автоматическом или полуавтомаческом режиме, например, электронный блок управления активируется посредством датчика движения и/или датчика вибрации, которые соединены с блоком управления. Если электронный блок управления, опрашивая упомянутые датчики, не получает от них сигналов с определенной периодичности, то он переходит в «спящий режим» - режим экономии энергии аккумулятора электронного блока управления, который выполнен с возможностью подзарядки от электросети сети, либо через модуль преобразующий механические колебания, возникающие во время поездки, в электрическую энергию.
Во время поездки электронный блок управления активируется и начинает сбор информации с датчиков. Для чего с электронного блока управления на датчики через определенные временные интервалы поступает запрос информации, а с датчиков информация поступает в электронный блок управления и обрабатывается в нем.
Электронный блок управления с аккумулятором расположен внутри куртки, а внешние датчики частично расположены внутри куртки или закреплены на ней с нескольких сторон. Так, например, предпочтительно, что несколько датчиков закреплены на лицевой стороне куртки, несколько на задней стороне куртки и несколько датчиков на рукавах куртки. Внешние датчики, предпочтительно, представляют собой оптические и/или лазерные датчики, при этом электронный блок выполнен с возможностью сбора и обработки информации с внешних датчиков и вычисления параметров движения, в том числе скорости мотоциклиста и расстояния от окружающих его движущихся и неподвижных объектов.
Электронный блок управления представляет собой портативный компьютер с программным обеспечением, в котором заложены алгоритмы определения вероятности аварийных ситуаций на основании вычисления скорости и расстояния до объектов.
В случае, если электронный блок управления с высокой долей вероятности выявляет аварийную ситуацию он посылает, например, через конденсатор электрический сигнал (разряд) на пиропатрон, который активируется посредством электроподжига. Далее вследствие активации (взрыва) пиропатрона генерируются (образуются) газы которые под давлением через корпус газогенератора попадают во внутренний отсек куртки и/или капсулу, в котором располагается парашют.
Расширяющиеся в результате подрыва пиропатрона газы разворачивают и выталкивают парашют из куртки через прорезь, выполненную в задней части куртки, раскрывая быстросъемные крепления.
Далее встречные потоки воздуха попадают в парашют, и посредством подъемной силы мотоциклист поднимается над препятствием(ями) и/или движущимся объектом(ами), с которым с высокой долей вероятности произошло бы столкновение (фиг. 1)
Дополнительно в момент подачи разряда на пиропатрон или незадолго до него электронный блок управления может активировать световые и/или звуковые сигналы элементы, расположенные на куртке для обеспечения оповещения участников движения и прохожих об аварийной ситуации и привлечения их внимания.
Техническое решение работает по принципу «воздушного змея». Для того чтобы поток воздуха мог поднять мотоциклиста, парашют нужно расположить под некоторым углом. Такой угол называется углом атаки (фиг. 2).
Поток воздуха формирует общее давление на парашют («воздушного змея») с силой, обозначаемой R. Она направлена перпендикулярно плоскости. Когда поток воздуха обтекает модель, впереди формируется зона с повышенным давлением, тогда как струйки воздуха сзади не успевают смыкаться, здесь зарождается зона с пониженным давлением, которая заполнена вихрями (фиг. 3).
Сила давления воздуха R, в свою очередь, состоит из двух составляющих: это сила лобового сопротивления Q, она действует по направлению движения воздуха, и подъемная сила Р, она действует вертикально вверх, поднимает и удерживает модель в воздухе (фиг. 4)
Если подъемная сила Р равна массе мотоциклиста, то он будет держаться в воздухе.
Подъемная сила - сила, действующая на парашют вертикально вверх. Она зависит от площади поверхности парашюта, скорости встречного потока воздуха, плотности воздуха и угла атаки.
2
m=Cy·ρ·V·S,
Су - коэффициент подъемной силы. Су≈0,4 для углов атаки 10-15 градусов.
ρ - плотность воздуха.
V - скорость.
S - площадь поверхности парашюта.
В аэродинамических расчетах используют массовую плотность воздуха. Поэтому подъемная сила измеряется не в Н, а в кг.
Парашют располагается в задней части куртки в капсуле. В зависимости от положения мотоциклиста относительно вертикальной оси, капсула будет вращаться относительно горизонтальной оси (фиг. 5).
Согласно статистическим данным, скорость мотоцикла перед столкновением с препятствием составляет в среднем 45 км/ч, скорость в момент столкновения в среднем - 32 км/ч. Основываясь на статистике, можно установить минимальную скорость, при которой будет срабатывать спасательная система: 50 км/ч. Далее приводится расчет площади парашюта в зависимости от массы мотоциклиста при данной скорости.
2
m=Cy·ρ·V·S,
Су - коэффициент подъемной силы. Су≈0,4 для углов атаки 10-15 градусов.
2
4
ρ - плотность воздуха. ρ=0,125 кг·с/м.
V - скорость.
S - площадь поверхности парашюта.
1) m=60 v=50 км/ч=13,9 м/с
2
S=6,2 м
2) m=70 v=50 км/ч=13,9 м/с
2
S=7,2 м
3) m=80 v=50 км/ч=13,9 м/с
2
S=8,3 м
4) m=90 v=50 км/ч=13,9 м/с
2
S=9,3 м
В зависимости от массы мотоциклиста площадь парашюта будет изменяться. При возникновении аварийной ситуации происходит срабатывание устройства. Под действием подъемной силы мотоциклист поднимается в воздух, избежав аварии и удара о землю.