АДАПТИВНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ КРЕСЛО

Полезная модель относится к области транспорта и может быть использована при создании транспортных средств повышенной безопасности для перевозки людей.
Известны транспортные кресла, содержащие сиденье, спинку и подголовник, снабженные выступающими опорными мягкими элементами, имеющими изгибы рабочей поверхности, соответствующие антропометрическим особенностям строения человеческого тела, а именно: криволинейным выпуклостям в области спины и, наоборот, вогнутости в области затылка /см., например, патент РФ на полезную модель №54884, кл. B61D 33/00, 2006 [1]; патент РФ на полезную модель №91942, кл. B60N 2/02, 2009 [2]; патент РФ на полезную модель №71258, кл. А63В 23/04, 2007 [3]/.
Недостатками известных устройств является возможность получения пассажирами при серьезных авариях с фронтальными лобовыми столкновениями тяжелых, часто несовместимых с жизнью травм, что объясняется наличием только пассивных методов защиты типа ремней безопасности, и полным отсутствием активных методов защиты пассажиров.
Известны также транспортные кресла, имеющие возможность линейных ортогональных смещений и разворотов с фиксацией в горизонтальной плоскости с различной ориентацией относительно салона, в частности, с разворотом на угол 180° относительно направления движения транспортного средства, то есть с размещением пассажиров спиной вперед по направлению движения /см., например, патент РФ на полезную модель №49496, кл. B60N 2/02, 2/14, 2005 [4]; патент РФ на изобретение №2224689, кл. B64D 11/06, B60N 2/04, 2/05, 2001 [5]; патент РФ на полезную модель №24989, кл. B64D 11/06, B60N 2/14, 2001 [6]; патент РФ на изобретение №2352499, кл. B64D 11/06, B60N 2/14, 2007 [7]; патент РФ на полезную модель №46460, кл. B60R 19/02, B60N 1/00, 2005 [8]/. При креслах, развернутых на угол 180° относительно принятого положения, то есть относительно направления движения транспортного средства с расположением пассажира спиной вперед, обеспечивается наибольшая безопасность пассажира, так как при фронтальных лобовых ударах нагрузка улара воспринимается спинкой кресла и распределяется равномерно по всему телу, уменьшая вероятность получения тяжелых травм.
Недостатками известных кресел, развернутых на угол 180° относительно направления движения транспортного средства, является сравнительно низкая безопасность пассажира, так как при вдавливании его в кресло при мощных фронтальных ударах велика вероятность получения серьезных травм головы и шейных позвонков за счет резкого инерционного смещения головы назад до ее упора о подголовник, и удара затылком в последний.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является адаптивное транспортное кресло, развернутое на угол 180° относительно направления движения транспортного средства, включающее спинку с установленным на регулируемых стойках активным подголовником, снабженных размещенными на их рабочих поверхностях мягкими подушками, при этом на спинке установлен датчик столкновений, подключенный к соединенному с подголовником силовому механизму, обеспечивающему встречное смещение последнего в момент столкновения в направлении к затылку пассажира /см. Иванов А.М. и др. Основы конструкций современного автомобиля. Учебник для вузов. Из-во "За рулем", 2012, стр. 305-306 [9]/, и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются сравнительно низкая активность защиты со стороны спинки развернутого на 180° кресла при вдавливании в нее пассажира, а также сложность конструкции механизма перестройки, обеспечивающего встречное смещение подголовника под действием ударной инерционной нагрузки при столкновении, включающего датчик столкновения и силовой привод.
Сущность полезной модели заключается в создании предельно простой конструкции кресла, в которой за счет адаптивного автоматического изменения формы и взаимного расположения подушек спинки и подголовника непосредственно в момент удара в результате перераспределения давлений воздушной среды в замкнутых объемах обеспечивается активное пневматическое гашение кинетической энергии ударного воздействия на пассажира.
Технический результат - повышение безопасности пассажиров транспортного средства при мощных фронтальных столкновениях при одновременном упрощении конструкции кресла.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном адаптивном транспортном кресле, развернутом на угол 180° относительно направления движения транспортного средства, включающем спинку с установленным на регулируемых стойках активным подголовником, снабженных мягкими подушками и механизмом силовой перестройки их относительного положения под действием ударных инерционных нагрузок при столкновениях, особенность заключается в том, что подушки представляют собой заполненные воздухом с созданием исходных рабочих давлений герметичные упругие емкости, а механизм силовой перестройки выполнен в виде соединяющей подушки герметичной эластичной гофрированной трубки, снабженной запирающим воздушным клапаном, разрушаемым при заданном пороговом перепаде давлений в подушках, создаваемом за счет силового инерционного воздействия пассажира на подушку спинки при столкновении.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено предлагаемое адаптивное транспортное кресло на общем виде в исходном рабочем состоянии до столкновения транспортного средства с препятствием; на фиг. 2 - то же кресло после столкновения с выносным элементом в зоне размещения воздушного клапана.
Адаптивное транспортное кресло, развернутое на угол 180° относительно направления движения транспортного средства /вправо на рисунках со скоростью / включает установленные на жесткой раме 1 сиденье 2, боковины 3, 4 и спинку 5 с подголовником 6, снабженные на своих рабочих поверхностях, контактирующих с пассажиром /на рисунках не показан/ мягкими подушками, соответственно, 7, 8 и 9, а подголовник 6 установлен на спинке 5 с помощью стоек 10 в количестве двух, имеющих возможность как вертикального регулировочного смещения, так и разворота относительно спинки 5 с последующей жесткой фиксацией. При этом, если подушка 7 сиденья 2 выполнена в виде типового, фиксируемого на сиденье 2 мягкого упругого элемента, изготовленного, например, из поролона повышенной прочности с пропиткой, то подушки 8, 9 соответственно спинки 5 и подголовника 6 представляют собой заполненные воздухом с созданием исходных рабочих давлений герметичные упругие эластичные емкости, выполненные, например, из прорезиненной синтетической воздухонепроницаемой эластичной ткани, причем /см. далее/ исходное рабочее давление в подушке 8 спинки 5 создано значительно превышающим исходное рабочее давление в подушке 9 подголовника 6. Подушки 8 и 9 соединены прочной эластичной гофрированной трубкой 11, герметично прикрепленной к подушкам 8 и 9 концами. При этом трубка 11 снабжена /см. выносной элемент на фиг. 2/ герметичным запирающим воздушным мембранным клапаном 12, вставленным внутрь трубки 11 с помощью герметичной пробки 13, фиксируемой специальной клеющей мастикой, и разрушаемом при заданном пороговом перепаде давлений в подушках 8 и 9, создаваемом за счет инерционного воздействия пассажира на подушку 8 спинки 5. Вышеуказанное превышение исходным рабочим давлением в подушке 8 спинки 5 давления в подушке 9 подголовника 6 выбрано таким образом, чтобы сумма этого превышения с дополнительным увеличением давления в подушке 8 спинки 5 за счет силового инерционного воздействия пассажира в процессе вдавливания его спиной в подушку 8 спинки 5 при столкновении транспортного средства превзошла заданный пороговый перепад давлений и разрушила воздушный клапан 12.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Транспортное средство движется со скоростью  вправо, кресло /см. фиг. 1/ развернуто на угол 180° относительно направления движения, то есть пассажир свободно сидит в кресле спиной вперед. Кресло находится в исходном рабочем состоянии, при котором подушка 8 спинки 5 избыточно надута, а подушка 9 подголовника 6 надута слабо, и пассажир опирается на нее затылком, а на подушку 8 - спиной. В случае аварии, например, при фронтальном лобовом столкновении транспортного средства, и, соответственно, при действии тормозящего ускорения , пассажир инерционной силой вжимается спиной в спинку 5 кресла, при этом давление в подушке 8 спинки 5 скачкообразно повышается, перепад давлений в клапане 12 превосходит пороговое значение, в результате чего клапан 12 разрушается /разрывается мембрана/. В результате этого происходит практически скачкообразное вдавливание подушки 8 спинки 2. внутрь кресла /см. фиг. 2/, и, наоборот, раздутие подушки 9 подголовника 6, при этом последний как бы идет навстречу затылку пассажира до их упругого контакта, гася удар затылка в подголовник 6, что практически исключает возможность получения травмы головы и шейных позвонков /см. устройство-прототип [9]/. Движение же пассажира назад вместе с подушкой 8 спинки 2 позволяет частично динамически погасить кинетическую энергию удара, осуществить частичную диссипацию энергии удара за счет пневматического эффекта перетекания воздуха из одного резервуара в другой через сужающееся сечение трубки 11, а также клапан 12, а также растянуть время удара и снизить ударное ускорение за счет перемещения пассажира вместе со спинкой 2 вперед в направлении движения транспортного средства. Учитывая, что при развернутом на угол 180° кресле практически вся инерционная нагрузка при лобовых столкновениях приводит к вдавливанию пассажира спиной в спинку 5 кресла, а опасность при ударах в транспортное средство сзади сравнительно мала /см. [9], стр. 305/, вышеуказанных механизм защиты головы и шейных позвонков с помощью активного подголовника 6 является чрезвычайно эффективным. Следует подчеркнуть, что в данной конструкции спинка 5 и подголовник 6 являются элементами активной защиты пассажира при ударе, реализуя эффект динамического гашения кинетической энергии удара.
По мнению заявителей предлагаемое устройство характеризуется существенной простотой, позволяет серьезно повысить безопасность пассажиров в условиях сильных фронтальных лобовых столкновений. При этом конструкция позволяет исключить для гашения энергии ударов применение специальных электромеханических, гидравлических и т.п. источников энергии, а использовать только энергию пневмосистем, запасаемую в самих креслах и перераспределяемую за счет относительных изменений объемов и взаиморасположения резервуаров непосредственно в процессе удара, а также за счет специфики характера протекания вышеописанных процессов перераспределения положения пневматических элементов, сопровождающихся значительным поглощением энергии.
В качестве упругой трубки 11 целесообразно использовать стальной сильфон, обеспечивающий герметичность соединения и не усложняющий регулировку положения подголовника относительно спинки в осевом и угловом направлениях.