ИНДИВИДУАЛЬНОЕ СКОРОСТНОЕ ПЛАВАТЕЛЬНОЕ СРЕДСТВО
INDIVIDUAL SPEED SWIMMING FACILITY

Предлагаемое изобретение относится к средствам для плавания, может найти применение в области спорта и развлечения купающихся людей на воде, а также для подводного плавания, при полном обеспечении удобства и безопасности пловца.
Известно устройство для плавания, которое характеризуется наличием крылообразных поплавков и ремней для фиксации их на тазобедренной части тела пловца. Устройство используют при плавании стилем брасс на спине или на груди (см. RU №2003370, A63B 31/00, 30.11.93 г.).
Однако данное устройство не позволит добиться реального увеличения скорости передвижения по воде, т.к. является дополнительным элементом гидродинамического сопротивления при плавании брассом. Конструкция устройства представляет собой в целом неустойчивую систему, т.к. центр тяжести пловца и линия центра давления поплавков при плавании постоянно перемещаются по отношению друг к другу, создавая опрокидывающие моменты, что, в конечном счете, не безопасно для пловца.
Известны конструкции моноластов и биластов для увеличения скорости плавания, которые содержат галоши и упругую плоскость разной формы и размеров (см. SU №21771776 A1, A63B 31/11, 30.10.1992 г.).
Общими недостатками моноластов и биластов являются невозможность быстрого и легкого освобождения ног пловца в процессе плавания, затрудненность входа от берега в воду и выхода из воды на берег, неудобство хождения при необходимости по донной поверхности, а также ограниченная доступность моно- и биластов для плавания только подготовленных пловцов, а не широкой массы людей в связи со сложностью и небезопасностью техники использования данных плавательных средств. Для осуществления вертикальных колебательных движений ласта не участвуют наиболее сильные мышцы ног и спины пловца, что, в свою очередь, ограничивает скорость плавания.
Наиболее близким по назначению, технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является индивидуальное средство для плавания, содержащее Т-образный корпус, включающий тягу, свободный конец которой соединен с ластом, поперечину, по краям которой установлены опоры для стоп пловца, в виде платформ со средствами фиксации стопы. Усилия, передаваемые попеременно ногами пловца на опоры, вызывают колебательные движения ласта в горизонтальной плоскости по аналогу движения хвостовых плавников у рыб (см. RU №65393, A63B 35/02, 10.08.2007 г.).
Недостатками данного устройства являются отсутствие элементов по обеспечению плавучести конструкции, невозможность использования сильных спинных мышц пловца для увеличения скорости плавания, продольная неустойчивость устройства по отношению к пловцу, что может привести к неуправляемым рысканиям ласта.
Задача настоящего изобретения заключается в устранении всех вышеуказанных недостатков известных плавательных средств и устройств.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение удобства пользования, увеличение скорости плавания, обеспечение полной безопасности пловца, а также расширение функциональных возможностей плавательного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что в индивидуальном скоростном плавательном средстве, включающем корпус, опорную платформу со средствами фиксации стопы, соединенную с моноластом, согласно изобретению корпус содержит две изогнутые составные упругие стержни, установленные вдоль контура тела пловца с возможностью регулирования их длины, внутри составных стержней вставлены тросы, соединенные одним концом с моноластом, а другим концом - с узлом натяжения с пружинами, закрепленными на передней платформе корпуса, на которой зафиксированы соединенные с воздухопропускным шлангом пустотелые камеры из упругого материала, соединенные между собой, при этом в изогнутых составных стержнях установлены фиксаторы, ограничивающие вращение составных звеньев стержней вокруг тросов, а опорная платформа со средствами фиксации стопы встроена между двумя изогнутыми упругими составными стержнями, причем крылья моноласта в поперечном сечении наклонены под углом α=10-15° к горизонту.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются новые конструктивные элементы, а именно наличие двух изогнутых упругих составных стержней, установленных вдоль продольного контура тела пловца, а также передней платформы с пустотелыми камерами; наличие новых связей между конструктивными элементами, а именно упругая связь моноласта через тросы и составные стержни с узлом натяжения троса и пружиной натяжения, а также соединение задней опорной платформы с изогнутыми упругими составными стержнями; новая форма выполнения моноласта, а именно крылья моноласта в поперечном сечении выполнены наклонными к горизонту.
Наличие изогнутых упругих составных стержней с тросами обеспечивает пловцу при плавании возбуждение колебательного процесса упругой системы и моноласта до резонансных значений, что позволяет извлечь дополнительный источник энергии для увеличения скорости плавания. Максимальная скорость плавания достигается при совпадении импульсов усилий пловца с собственной частотой колебания изогнутых упругих стержней и моноласта. Кроме того, использование составных упругих стержней обеспечивает возможность регулировки средства в широком диапазоне по росту и весу пловца посредством увеличения или уменьшения количества звеньев в составных стержнях, а также регулировки степени наполняемости воздухом пустотелых камер. Наличие передней платформы с пустотелыми камерами, соединенными с воздухопропускным шлангом, позволяет пловцу наполнить воздухом камеры, которые обеспечивают управляемую пловцом необходимую плавучесть средства и его полную безопасность. При подводном плавании из камер воздух выпускается, а при использовании снаряжений акваланга с кислородными баллонами камеры легко снимаются с платформы, что расширяет функциональные возможности средства.
Новая форма устройства моноласта, а именно крылья моноласта по бокам имеют углы наклона от горизонтальной линии вниз 10-15°, обеспечивает исключение рыскания ласта при колебательных движениях в водном потоке. Средство также обеспечивает возможность быстрого и легкого освобождения ног пловца от задней опорной платформы, а также быстрое удобное закрепление и, наоборот, освобождение от креплений самого пловца, что повышает удобство пользования средством.
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства позволяют достичь технического результата, заключающегося в повышении удобства пользования, увеличении скорости плавания и обеспечении полной безопасности пловца, а также расширении функциональных возможностей средства.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено плавательное средство - вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - то же, продольный разрез вида сбоку, на фиг.4 - то же, продольный разрез вида сверху, на фиг.5 - узел соединения изогнутых упругих стержней с моноластом, на фиг.6 - вид плавательного средства снизу и схема крепления пловца, фиг.7 - схема упаковки средства для хранения и транспортировки, фиг.8 - продольная схема расположения стопы пловца на опорах задней платформы, фиг.9 - вид составного звена упругих стержней, фиг.10 - поперечная схема расположения стопы пловца на опорах задней платформы, фиг.11 - поперечный разрез передней платформы, фиг.12 - поперечный разрез узла натяжения тросов составных упругих стержней, фиг.13 - продольные разрезы узла натяжения тросов составных упругих стержней, фиг.14 - продольные разрезы верхних (в) и нижних (н) установочных изгибов составных частей упругих стержней в статике, фиг.15 - схема движения плавательного средства при изгибе спины и ног пловца, фиг.16 - положение плавательного средства в статике, фиг.17 - схема движения плавательного средства при спрямлении ног и спины пловца.
Предлагаемое индивидуальное скоростное плавательное средство включает корпус, содержащий два изогнутых упругих составных стержня 1, установленных вдоль контура тела пловца (см. фиг.1-5). Внутри стержней 1 вставлены тросы 2, соединенные одним концом через узел 3 с моноластом 4, а другим концом через пружины 5 и натяжное устройство 6 - с узлом натяжения 7 тросов 2 (см. фиг.11-13). Узлы 7 закрываются съемными кожухами 8 с передним обтекателем и жестко закреплены на передней платформе 9 по ее бокам, а в середине платформы 9 установлены соединенные между собой пустотелые воздушные камеры 10 из упругого материала. Камеры 10 соединены с воздухопропускным шлангом 11, закрепленным в передней части платформы 9 (около головы пловца). Камеры 10 в наполненном воздухом состоянии обеспечивают плавучесть средства с пловцом и полностью исключают возможность возникновения несчастных случаев. Между двумя изогнутыми упругими составными стержнями 1 встроена задняя опорная платформа 12 со средствами фиксации 13 стопы, выполненными в виде овального отверстия, за которым установлены два обтекателя 14, предназначенные для уменьшения завихрения потока от ступней пловца (см. фиг.6, 8). Крылья моноласта 4 в поперечном сечении наклонены вниз под углом α=10-15° к горизонту. К телу пловца средство прикрепляется ремнями 15 с легко разъемными регулируемыми по длине элементами (см. фиг.6). Упругие составные изогнутые стержни 1 состоят из составных звеньев 16 с отверстиями 17 для протяжки тросов натяжения 2 и фиксаторами 18, ограничивающими вращение звеньев 16 вокруг тросов 2. Фиксаторы 18 обеспечивают заданные верхние 16 (в) и нижние 16 (н) изгибы упругих стержней 1 (см. фиг.9, 14). Изогнутые упругие составные стержни 1 могут быть отрегулированы по росту пловца путем добавления или снятия необходимого количества звеньев 16 в прямой части упругих стержней 1. Таким образом, данное плавательное средство охватывает широкий круг людей разных возрастов с разными данными по росту и весу. Поверхности средства покрываются тонким резиновым материалом, подобранным по цвету. Материал для передней и задней платформ принимается из многослойной фанеры толщиной до 1,5 см, пропитанной водоотталкивающим составом, или из твердого пенопласта, усиленного стеклопластиком. Материал для ласта выполняется из легкой пористой (ячеистой) резины, усиленной упругими и тонкими стержнями из титана, или может быть выполнен полностью из упругого стеклопластика. Составные звенья стержней 1 выполняются из твердых пород дерева, пропитанного водоотталкивающим составом, или твердого пенопласта, усиленного стекловолокном. Поперечное сечение составных упругих стержней 1 принимается с постепенным уменьшением сечения в сторону ласта. У спортивных плавательных средств упругие составные стержни 1 выполняются с меньшим поперечным сечением и овальной формы с соответствующим усилением натяжных пружин 5. Для обеспечения надежного закрепления ступней спортсмена к задней опорной платформе 12 предусмотрены специальные зацепы 19 (см. фиг.8), которые предварительно прикрепляются к стопам спортсмена. Устройство данных зацепов позволяют при необходимости также легко и быстро освобождать ноги от задней опорной платформы 12. Для обеспечения удобства по хранению и транспортировке плавательное средство компактно упакуется в дорожную сумку из прорезиненного материала габаритами не более 60×70 см, толщиной не более 30 см (см. фиг.7).
Предлагаемое индивидуальное скоростное плавательное средство работает следующим образом.
Прежде всего пловец подгоняет плавательное средство по своему росту путем регулировки длины составных изогнутых упругих стержней 1 посредством увеличения или уменьшения количества составных звеньев 16 в прямом участке стержней 1. Затем обеспечивает натяжение тросов 2 устройствами натяжения 6 пружин 5, при этом сила упругости каждой пружины 5 должна составить не менее половины веса тела пловца. После достижения заданного уровня натяжения пружин узел натяжения 7 закрывается кожухом 8. Регулировкой ремней крепления 15 достигается плотное приложение плавательного средства ко всей поверхности спины пловца. Наполнение воздухом пустотелых камер 10 может выполняться пловцом как во время подготовки средства к плаванию, так и во время самого плавания. В комплект снаряжения пловца дополнительно включаются дыхательная трубка с загубником, полумаска и специальные зацепы 19, закрепляемые к стопам (при выполнении скоростных плаваний). С закрепленным на спине плавательным средством пловец входит в воду, вставляет ноги в опорную платформу 12 и включает в работу наиболее сильные группы мышц спины и ног для возбуждения колебательного процесса упругой системы до резонансных значений. При этом хвостовой плавник - моноласт 2 - двигается по вертикали по аналогу движения хвостовых плавников у китообразных (Фиг.15, 17). Максимальная скорость плавания достигается при совпадении импульсов усилий пловца с собственной частотой колебания изогнутых упругих стержней 1 и моноласта - хвостового плавника 4. Маневры осуществляются асинхронными усилиями ног, а также при помощи рук. При прогулочном режиме плавания пловец имеет возможность повернуться на спину и спокойно отдыхать. При подводном плавании воздух из камер выпускается, а при использовании снаряжений акваланга с кислородными баллонами данные камеры 10 легко снимаются с платформы 9.