УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЛЮДЕЙ НА ВОДЕ И ДЛЯ СКОРОСТНОГО ПЛАВАНИЯ

Устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания
Устройство предназначено для спасения людей на воде при авариях судов или несчастных случаях при помощи мускульной силы человека за счет быстрого нахождения устройства на воде и быстрого отплытия на устройстве от места аварии.
Известно устройство для спасения людей и для скоростного плавания, содержащее лопасти, стержень и поплавок, патент РФ №2494913, 10.10.2013.
Недостатком устройства является его низкая эффективность, связанная с большими затратами физической энергии пловцом, так как при плавании на устройстве пловец должен делать не только гребковые движения в воде лопастями в горизонтальной плоскости, но и попеременно поднимать лопасти над водой и опускать их в воду.
Известно устройство «Лопасть для ласт и весел», патент РФ №2359726 С2 (RU), 27.06.2009.
Изобретение относится к области спорта. Лопасть для ластов и весел представляет собой раму и содержит парные, изогнутые по длине пластины для создания сопротивления воде во время рабочего хода, создаваемого движениями пловца ногами, руками, веслами. Парные пластины навешены с возможностью свободного хода на стержнях, закрепленных на раме. Ограничители движения пластин укреплены на раме около стержней и между ними на равном расстоянии. Пластины могут быть выполнены с изгибом в 2° на 1/3 ширины по их длине. Лопасть может быть выполнена с возможностью образования ребристой поверхности при раскрытии всех пластин во время рабочего хода пловца или весла и обтекаемости пластин. Ограничители, расположенные около стержней, выполнены в виде пластин с наклоном к середине рамы. Все пары пластин при их мгновенном раскрытии образуют ребристую поверхность, зажимаемую с обеих сторон водой и которая исчезает при движении лопасти вперед.
Из описания изобретения следует, что лопасть весла, выполненной в виде рамы, содержит отверстия впускные, образованные параллельно расположенными стержнями, прикрепленными к раме, и клапаны впускные, выполненные в виде парных узких пластин, подвешенных на стержнях навстречу друг к другу. Между подвижными пластинами установлены неподвижные пластины, являющимися ограничителями угла поворота подвижных пластин. При поступательном движении лопасти парные подвижные пластины открывают отверстия впускные, при этом подвижные пластины, находящиеся
на одном стержне, соприкасаются. При возвратном движении лопасти парные подвижные пластины закрывают отверстия впускные, и, опираясь на неподвижные пластины, образуют ребристую поверхность. При этом подвижные пластины имеют изогнутый профиль с изгибом в 2° на 1/3 ширины по их длине для облегчения их открытия под напором воды. Таким же образом устроен и ласт.
Недостатком устройства является его низкая эффективность при использовании в лопастях для ласт и весел. Наличие в устройстве дополнительных неподвижных пластин, увеличивает гидродинамическое сопротивление лопасти при ее поступательном движении, по мнению автора, примерно в 1,5-2 раза по сравнению с лопастью, в которой бы отсутствовали эти дополнительные элементы и отсутствовали бы изгибы на подвижных пластинах.
В устройстве отсутствует поплавок, который бы удерживал лопасть у поверхности воды, а также удерживал бы тонущего человека на плаву.
В устройстве отсутствуют ручки, за которые человек мог бы перемещать лопасть в воде возвратно-поступательно, чтобы быстрее уплыть от места аварии.
Известен патент РФ №2260464, 20.09.2005, «Ласты жаберного типа».
Ласты жаберного типа предназначены для использования в водном спорте и позволяют повысить скорость передвижения в воде. Ласты жаберного типа выполнены в виде усеченных полуконусов, закрытых сверху и полностью открытых снизу, имеют неизменный объем и включают крепление к ноге. Изогнутая сторона полуконусов выполнена в виде жесткой решетки, на внутренней стенке которой прикреплены одним краем гибкие полоски малой ширины, которые перекрывают друг друга при движении ноги назад, выполняя роль клапанов, и открываются под давлением воды при движении ноги вперед.
Из описания изобретения следует, что на лопастях ласт - полуконусов, выполненных в виде жесткой решетки и закрепленных на ногах пловца, имеются отверстия впускные, образованные стержнями жесткой решетки, и клапаны впускные, выполненные в виде гибких полосок малой ширины, прикрепленные неподвижно одним краем, за стержни с внутренней стороны конусов.
Клапаны, прикрепленные неподвижно одним краем за стержни не обеспечивают эффективную работу устройства. Так клапаны впускные, гибкие полоски малой ширины, при поступательном движении устройства не будут полностью открываться из-за наличия пружинящих свойств эластичного материала пластин. Не полное открытие клапанов приводит к увеличению гидродинамического сопротивления воды при
поступательном движении устройства и к снижению эффективности его работы. Дополнительное гидродинамическое сопротивление воды будет иметь место также из-за наличия стержней в жесткой решетке, к которым не прикреплены эластичные клапаны.
В устройстве отсутствует поплавок, который удерживал бы лопасти - полуконусы на поверхности воды, а также удерживал бы тонущего человека на плаву. Отсутствуют ручки, за которые человек мог бы передвигать устройство возвратно-поступательно руками, чтобы быстрее уплыть от места аварии.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение эффективности устройства.
Данная задача решается за счет того, что устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания, характеризующееся тем, что содержит, соединенные между собой, лопасть в виде рамки, поплавок в виде пластины и две ручки в виде согнутых вдвое трубок, при этом концы трубок закреплены за углы рамки, и рамка удерживается на поплавке верхними концами ручек, прикрепленными к поплавку, при этом лопасть содержит отверстия впускные, образованные параллельно расположенными стержнями, прикрепленными к рамке, и клапаны впускные в виде пластин, подвешенных на стержнях со стороны расположения ручек за загибы, образованные самими пластинами, с возможностью свободного отклонения из вертикального положения в горизонтальное при поступательном движении лопасти в воде и из горизонтального положения в вертикальное при возвратном движении лопасти, причем ручки позволяют пловцу выполнять возвратно-поступательные движения лопастью и поплавком, и поплавок имеет положительную плавучесть, достаточную для удержания пловца на поверхности воды.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение эффективности устройства.
При использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость подъема пловцом лопастей над водой и опускания их в воду, и, соответственно, отпадает необходимость затрачивать энергию для выполнения этой работы. Пловец перемещает устройство в воде возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено предлагаемое устройство. На Фигуре изображено устройство, вид сверху и вид сбоку.
Устройство для спасения людей на воде и для скоростного плавания содержит, соединенные между собой, лопасть 1 в виде рамки, поплавок 2 в виде пластины и две ручки 3 и 4 в виде согнутых вдвое трубок, при этом концы трубок закреплены за углы рамки, и рамка удерживается на поплавке 2 верхними концами ручек 3 и 4,
прикрепленными к поплавку 2, при этом лопасть 1 содержит отверстия впускные 5, образованные параллельно расположенными стержнями, прикрепленными к рамке, и клапаны впускные 6 в виде пластин, подвешенных на стержнях со стороны расположения ручек 3 и 4 за загибы, образованные самими пластинами, с возможностью свободного отклонения из вертикального положения в горизонтальное при поступательном движении лопасти 1 в воде и из горизонтального положения в вертикальное при возвратном движении лопасти 1, причем ручки 3 и 4 позволяют пловцу выполнять возвратно-поступательные движения лопастью 1 и поплавком 2, и поплавок 2 имеет положительную плавучесть, достаточную для удержания пловца на поверхности воды.
Устройство работает следующим образом.
В воде пловец, удерживая устройство за ручки 3 и 4 и подтягивая устройство к груди, к себе, делает возвратное, гребковое, движение лопастью 1. Во время гребка лопасть 1 имеет сплошную поверхность, непроницаемую для воды, так как отверстия впускные 5 закрыты клапанами впускными 6. Пловец, выполняя гребок, прикладывает определенное усилие для перемещения своего тела в воде. Затем пловец отталкивает устройство от себя с гораздо меньшим усилием, чем при выполнении гребка, так как лопасть 1 при этом поступательном движении представляет собой решето, клапаны 6 открыты и свободно пропускают воду через отверстия впускные 5.
Поплавок 2 в виде пластины, имея положительную плавучесть, удерживает лопасть 1 и ручки 3 и 4 у поверхности воды, а также поддерживает пловца на плаву.
Поплавок 2 может быть выполнен как из сплошного куска легкого материала, имеющего плотность меньшую, чем у воды, например, из пенопласта, так и может быть выполнен полым или надувным из материалов, имеющих плотность большую, чем у воды.
Ручки 3 и 4 в местах их удержания могут быть установлены наклонно к поверхности лопасти в соответствии с физиологическим строением рук человека.
Клапаны впускные 6 могут быть выполнены из поливинилхлорида или из стекла органического. Клапаны впускные, выполненные из прозрачного материала, позволят пловцу контролировать ситуацию перед собой в воде, когда голова пловца опущена в воду.
Для удобства при транспортировке устройство может быть выполнено сборно-разборным или складным.
Устройство можно использовать также для передвижения пловца под водой при обеспечении устройству нейтральной или отрицательной плавучести.
Окраска устройства светоотражающей или флуоресцентной краской облегчит поиск устройства, находящегося на воде, а также облегчит поиск и спасение человека, находящегося с устройством на воде.
Автором изготовлено и опробовано предлагаемое устройство, имеющее положительную плавучесть. Вес устройства 2,8 кг, объем устройства 15,9 дм3. Поплавок 2 площадью 370×540×77 мм3 изготовлен из плотного пенопластового листа. Лопасть 1 площадью 322×366 мм2 изготовлена из поддона от духового шкафа электропечи, состоящего из рамки размером 322×398 мм2, образованной стальным прутком диаметром 5 мм, к которой параллельно друг к другу приварены 14 стальных стержней диаметром 3 мм и длиной 320 мм на расстоянии 23 мм друг от друга (рамка и стержни на рисунке не показаны). Клапаны впускные 6, выполненные из поливинилхлоридных пластин размером 311×29×1 мм3, плотность материала 1,34 г/см3, закреплены на стержнях при помощи загибов, образованными самими пластинами. Клапаны свободно отклоняются из вертикального положения в горизонтальное положение и назад. Лопасть 1 содержит 14 впускных отверстий 5 размером 312×21 мм2. Часть рамки утоплена в поплавок 2 на глубину 30 мм, а сама рамка удерживается на поплавке 2 в таком положении верхними концами ручек 3 и 4. Ручки 3 и 4 изготовлены из сантехнических полипропиленовых трубок армированных алюминием диаметром 20 мм и длиной 1700 мм каждая. Трубки согнуты вдвое, и концы трубок прикреплены к углам лопасти 1 металлическими скобами. Верхние концы трубок прикреплены к поплавку 2 металлическими скобами (скобы на рисунке не показаны). Изгибы трубок ручек 3 и 4, которые удерживает пловец руками, находятся на расстоянии 700 мм от лопасти 1.
Пловец плывет по воде при помощи устройства, держась за ручки 3 и 4, делает возвратно-поступательные движения лопастью и прикрепленным к ней поплавком. Для этого пловец перемещает устройство попеременно, то от себя, то к себе. Перемещая устройство к себе, пловец делает гребок. Для увеличения скорости передвижения пловец может отталкиваться от воды также ногами, например, как при плавании брассом, в противофазе с перемещением устройства. При перемещении устройства от себя, поступательное движение лопасти, клапаны впускные 6 лопасти 1 открыты и пропускают воду через отверстия впускные 5. Во время гребка, при перемещении
устройства к себе, возвратное движение лопасти, клапаны впускные 6 лопасти 1 под действием силы тяжести опускаются вниз и закрывают отверстия впускные 5.
Автор измерил усилия, которые испытывает пловец при перемещении в воде изготовленного им устройства. Для того, чтобы оттолкнуть устройство от себя со скоростью 0,5 м/с, пловец должен приложить к ручкам устройства усилие в 1 кгс. Для того, чтобы притянуть устройство к себе со скоростью 1 м/с, пловец должен приложить к ручкам устройства усилие в 10 кгс.
В качестве поплавка может быть использован буй для морской охоты фирмы «Шардана» размером 900×450×110 мм3 или надувной буй плотик фирмы «Атолл».
Устройство может быть окрашено светоотражающей краской, выпускаемой фирмой «Нокстон» или флуоресцентной эмалью марки АС-55У ЗАО «Альп Эмаль».
Устройство может быть использовано также в профессиональной деятельности человека, в спорте, для игр и развлечений на воде и под водой, и для обучения плаванию.