КРЕСЛО КОСМОНАВТА Российский патент 2014 года по МПК B64G1/60 B64D25/04 

Описание патента на изобретение RU2527603C1

Изобретение относится к области космонавтики и служит для использования в составе пилотируемого транспортного корабля, предназначенного для доставки экипажа на околоземную и окололунную орбиты и возвращения экипажа на Землю.

В настоящее время в спускаемом аппарате (СА) космического транспортного корабля типа «Союз» используется амортизационное кресло «Казбек-УМ» с индивидуальным ложементом (1. Сайт ОАО «НПП «Звезда» http://www.zvezda-npp.ru/kasbek.html; 2. А.С. Барер «Предел переносимости. Очерки об устойчивости человека к неблагоприятным факторам авиационного и космического полетов». - М.: БЛОК-Информ-Экспресс, 2012 г., стр. 299), являющееся рабочим местом космонавта и обеспечивающее переносимость перегрузок, возникающих на всех участках полета космического аппарата и при его приземлении.

Кресло состоит из каркаса, ложемента, вертикального амортизатора и привязной системы.

Каркас представляет собой жесткую чашеобразную конструкцию, обобщенно воспроизводящую форму сидящего человека со стороны спины. В головной части каркас опирается на амортизатор, закрепленный в корпусе СА, а в области изножья шарнирно крепится к полу СА.

Ложемент предназначен для размещения космонавта в позе, близкой к позе эмбриона, и равномерного распределения нагрузок на опорные поверхности тела.

Ложемент изготавливается из полимерного материала персонально для каждого космонавта по гипсовому слепку, сделанному с его тела в положении сидя. Ложемент плотно вставлен в каркас.

Привязная система типа «мягкий панцирь» фиксирует космонавта в кресле в заданной позе, что позволяет ему удовлетворительно переносить перегрузки, возникающие при выводе корабля в космос и при спуске на Землю, включая приземление СА в штатном режиме, т.е. с исправными парашютной системой и тормозными двигателями мягкой посадки.

Ось вертикального амортизатора проходит за головой космонавта в плоскости симметрии кресла. Амортизатор перед посадкой переводится из нижнего рабочего положения в верхнее, что необходимо для обеспечения расчетной длины его хода, требуемой для снижения до безопасного уровня ударных перегрузок, направленных по оси «спина-грудь», возникающих в случае приземлении СА в нештатном (жестком) режиме.

Недостатками известного кресла являются следующие.

1. Индивидуальный ложемент космонавта является персональным и не может использоваться другим космонавтом, что усложняет возвращение на Землю членов экипажей орбитальной станции, доставленных на орбиту, например, кораблем типа «Space Shuttle», и возвращаемых с орбиты кораблем типа «Союз». Тогда вновь прибывающий экипаж необходимо снабжать их индивидуальными ложементами, которые затем требуется перенести в другой корабль и смонтировать взамен ранее установленных.

Аналогичная ситуация создается в случае аварийной эвакуации космонавтов с орбитальной станции специально запускаемым кораблем-спасателем.

2. Известно также, что при длительном пребывании в невесомости происходит распрямление позвоночного столба, увеличение высоты межпозвонковых дисков и декальцинация костных структур человека, что приводит к увеличению роста космонавта до размеров, препятствующих его расчетному размещению в ложементе к моменту возвращения на Землю.

Кроме того, создание индивидуального ложемента является весьма длительным и трудоемким процессом, выполняемым при помощи уникального оборудования, что ограничивает возможность оперативной замены членов экипажа только в пределах дублирующего состава, имеющего готовые ложементы. Наконец, ввиду естественных изменений, происходящих со временем в антропометрии человека, к очередному полету космонавту приходится изготавливать новый индивидуальный ложемент, который, таким образом, фактически является одноразовым.

3. Вертикальный амортизатор, расположенный между каркасом кресла и корпусом СА, позволяет ослабить перегрузки только по одной оси («грудь-спина»), в то время как в условиях реального приземления в пересеченной местности или при наличии ветрового сноса СА могут возникать перегрузки другого направления.

Задачей изобретения является создание универсального кресла, обеспечивающего оперативную подгонку его геометрии к антропометрическим особенностям любого космонавта в набираемом контингенте, допускающего многократное применение без замены ложементов, обеспечивающего амортизацию перегрузок как минимум по двум осям.

Поставленная задача решается креслом, в котором каркасом является жесткая рама, на которой подвижно установлена платформа для размещения космонавта. Платформа состоит из двух раздвижных частей (плечевой и тазовой), каждая из которых содержит обхваты для отдельных частей тела. Плечевая часть включает обхваты для торса и головы, тазовая включает обхваты для тазобедренной группы, ступней и соединяющую их стойку. Каждый обхват воспроизводит обобщенную геометрию соответствующей части тела и также выполнен раздвижным и подвижным относительно платформы. Каждый обхват снабжен механизмами регулировки и фиксации. Обхваты в совокупности образуют ложемент, в котором формируется расчетная поза, которая настраивается при помощи регулирующих механизмов под антропометрию любого космонавта, размещаемого в кресле. При этом обеспечивается возможность регулирования кресла силами самого космонавта.

Рама кресла со стороны изголовья, как и в прототипе, опирается на вертикальный амортизатор, воспринимающий перегрузки приземления в направлении «грудь-спина». В отличие от прототипа ось амортизатора смещена из-за головы космонавта в зону между головой и плечом (правым или левым), что позволяет сократить расстояние между головой космонавта и корпусом СА и использовать освободившееся пространство для увеличения «роста сидя», увеличивая углы сгиба в тазобедренном суставе, что способствует повышению комфортности размещения и переносимости перегрузок.

Кроме того, такое смещение оси амортизатора приближает ее к центру масс кресла, позволяя сократить потребный ход амортизатора при том же уровне перегрузок, и, таким образом, увеличить дефицитное свободное внутреннее пространство СА.

Между рамой и платформой устанавливается по крайней мере один горизонтальный амортизатор, воспринимающий перегрузки в направлении «голова-таз». Так же, как и вертикальный, горизонтальный амортизатор предусматривает регулировку по запасу хода, необходимого для поглощения до безопасного уровня импульса ударных перегрузок, рассчитанного для антропометрических параметров данного космонавта.

Заявляемое устройство представлено фигурами 1, 2, 3.

Фиг.1 представляет вид кресла сбоку с местным разрезом в области расположения горизонтального амортизатора.

Фиг.2 представляет вид сверху кресла, отрегулированного для верхнего предела диапазона антропометрических параметров.

Фиг.3 представляет вид сверху кресла, отрегулированного для нижнего предела диапазона антропометрических параметров.

Основные компоненты кресла: направляющая рама 1, подвижная платформа 2, вертикальный амортизатор 3 и горизонтальный амортизатор 4, привязная система 5, регулируемые обхваты 6, стойка 7.

Регулирование размера по «росту сидя» и высоты стойки осуществляется линейными перемещениями соответствующих составных частей платформы.

Регулирование объема (сдвигание-раздвигание) в области таза, плеч и головы осуществляется дугообразными перемещениями обхватов.

В представленном варианте исполнения подвижные элементы фиксируются в заданном положении эргономичными эксцентриковыми зажимами.

Горизонтальный амортизатор, использующий, например, энергопоглощающий механизм типа «пуансон-матрица», размещается внутри рамы (фиг.1), не занимая дефицитного пространства между рамой и полом СА.

Таким образом, предлагаемое кресло космонавта обеспечивает универсальность и многократность его применения с учетом антропометрических особенностей любого космонавта и расширяет возможности амортизации расчетных перегрузок.

Похожие патенты RU2527603C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЕРЕНОСИМОСТИ КОСМОНАВТАМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И АВАРИЙНЫХ ПЕРЕГРУЗОК В КОСМИЧЕСКОМ ЛЕТАТЕЛЬНОМ АППАРАТЕ 2013
  • Поздняков Сергей Сергеевич
  • Алексеев Анатолий Васильевич
  • Ли Артур Александрович
  • Шелудяков Дмитрий Александрович
  • Голубев Максим Владимирович
  • Наумов Виктор Александрович
RU2527615C1
ПИЛОТИРУЕМЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ 2005
  • Громов Сергей Кириллович
RU2310586C2
Способ распределенной защиты человека-оператора от ударных перегрузок 2015
  • Липов Борис Петрович
RU2620703C2
ПИЛОТИРУЕМЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ 2001
  • Семенов Ю.П.
  • Брюханов Н.А.
  • Болотин В.А.
  • Макарьев О.Е.
  • Петров Н.К.
  • Решетин А.Г.
  • Сотников Б.И.
  • Цветков В.В.
RU2220077C2
ТРЕНАЖЁРНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЭКИПАЖЕЙ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ К ДЕЙСТВИЯМ ПОСЛЕ ПОСАДКИ ПИЛОТИРУЕМОЙ КАПСУЛЫ НА МОРЕ С ВОЛНЕНИЕМ 2020
  • Шукшунов Валентин Ефимович
  • Шукшунов Игорь Валентинович
  • Конюхов Николай Николаевич
  • Сорокина Светлана Николаевна
  • Бодрова Наталья Владимировна
  • Вольт Павел Сергеевич
  • Бирюков Юрий Борисович
  • Чуланов Андрей Олегович
  • Гудкова Екатерина Александровна
  • Васильев Владимир Алексеевич
RU2734659C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ТУРИСТОВ С ОКОЛОЛУННОЙ ОРБИТЫ НА ПОВЕРХНОСТЬ ЛУНЫ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВОЗВРАЩЕНИЯ НА ЗЕМЛЮ 2019
  • Петрищев Владимир Федорович
RU2730700C1
ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ КРЕСЛО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2011
  • Нафиков Ильгиз Юрисович
RU2500582C2
МНОГОРАЗОВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕЙ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ И МАССОВОЙ ДОСТАВКИ ТУРИСТОВ С ОКОЛОЛУННОЙ ОРБИТЫ НА ПОВЕРХНОСТЬ ЛУНЫ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВОЗВРАЩЕНИЯ НА ЗЕМЛЮ 2020
  • Петрищев Владимир Федорович
RU2744844C1
ПРОТИВОМИННОЕ КРЕСЛО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2011
  • Безбородов Владимир Александрович
RU2489669C1
МНОГОРАЗОВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ МАССОВОЙ ДОСТАВКИ С ОКОЛОЗЕМНОЙ ОРБИТЫ НА ОКОЛОЛУННУЮ ОРБИТУ ТУРИСТОВ ИЛИ ПОЛЕЗНЫХ ГРУЗОВ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВОЗВРАЩЕНИЯ НА ЗЕМЛЮ 2019
  • Петрищев Владимир Федорович
RU2736657C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 527 603 C1

Реферат патента 2014 года КРЕСЛО КОСМОНАВТА

Изобретение относится к средствам обеспечения нормальной жизнедеятельности экипажа пилотируемого транспортного корабля, предназначенного для полетов на околоземную и окололунную орбиты и возвращения на Землю. Кресло содержит направляющую раму (1), подвижную платформу (2), вертикальный (3) и горизонтальный (4) амортизаторы, привязную систему и стойку (7). Платформа (2) состоит из двух раздвижных частей: плечевой и тазовой. Каждая из них содержит регулируемые обхваты (6). Посредством данных частей и высоты стойки (7) производят регулировку размера по «росту сидя». Регулировка объема в области таза, плеч и головы осуществляется дугообразными перемещениями обхватов (6). Подвижные элементы могут фиксироваться в заданном положении эргономичными эксцентриковыми зажимами. Ось амортизатора (3) смещена в зону между головой и плечом. Амортизатор (4) компактно размещен внутри рамы (1) и выполнен, например, в виде энергопоглощающего механизма типа «пуансон-матрица». Техническим результатом изобретения является создание универсального кресла, допускающего оперативную его подгонку к антропометрическим особенностям космонавта и амортизацию перегрузок как минимум по двум осям, а также многократное применение без замены ложементов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 527 603 C1

1. Кресло космонавта, содержащее каркас с привязной системой, вертикальный амортизатор в головной части и ложемент, отличающееся тем, что каркас выполнен в виде рамы с подвижно установленной на ней раздвижной платформой, в состав которой входят образующие ложемент раздвижные обхваты для отдельных частей тела, снабженные устройствами для регулировки в соответствии с индивидуальными антропометрическими данными любого космонавта и для фиксации его в заданном положении.

2. Кресло по п.1, отличающееся тем, что рама и платформа соединены между собой не менее чем одним горизонтальным амортизатором.

3. Кресло по п.1 или 2, отличающееся тем, что ось вертикального амортизатора смещена в левую или правую сторону от плоскости симметрии кресла.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2527603C1

US 6299103 B1, 09.10.2001
US 8191830 B2, 05.06.2012
US 20100282902 A1, 11.11.2010
СПОСОБ ВЫРАБОТКИ КОМАНДЫ НА ВВОД ПАРАШЮТА КАТАПУЛЬТНОГО КРЕСЛА 2004
  • Северин Гай Ильич
  • Лившиц Александр Наумович
  • Кузнецов Владимир Иванович
RU2280592C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ КАТАПУЛЬТНОГО КРЕСЛА 1997
  • Северин Г.И.
  • Лившиц А.Н.
  • Артамонов С.И.
  • Беловинцев В.С.
  • Сарычев В.П.
  • Яковлев Н.Н.
RU2116939C1
Способ оценки действительности документа при помощи оптического распознавания текста на изображении круглого оттиска печати/штампа на цифровом изображении документа 2020
  • Алиев Михаил Александрович
  • Арлазаров Владимир Викторович
  • Маталов Даниил Павлович
  • Николаев Дмитрий Петрович
  • Полевой Дмитрий Валерьевич
  • Усилин Сергей Александрович
RU2750395C1
СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 2001
  • Архипов Н.А.
  • Видякин Н.Г.
  • Лепехин В.И.
  • Скорик А.Г.
RU2221325C2
EP 1918197 A2, 07.05.2008

RU 2 527 603 C1

Авторы

Поздняков Сергей Сергеевич

Алексеев Анатолий Васильевич

Ли Артур Александрович

Шелудяков Дмитрий Александрович

Голубев Максим Владимирович

Наумов Виктор Александрович

Даты

2014-09-10Публикация

2013-06-25Подача