Изобретение относится к спортивным снарядам для массовых развлечений на открытом воздухе, и в частности, может быть применено, например, в качестве тренажера для спортсменов и космонавтов или в качестве спортивно-медицинского тренажера для желающих похудеть, а также как аттракцион в цирке. По предлагаемому способу могут быть разработаны различные конструкции устройств, которые просты и не дороги в изготовлении, а также удобны и надежны в эксплуатации при максимальной безопасности.
Известно устройство для прыжков типа КЕН ГУ, содержащее вертикально установленный раздвижной пневмоцилиндр, на корпусе которого закреплены подножки и рукоятки, а надпоршневая и штоковая полости пневмоцилиндра снабжены клапанами, расположенными в торцах рукоятки и подножки.
Однако указанные устройства и способ не облегчают перемещения прыжками.
Целью изобретения является повышение КПД снаряда.
Поставленная цель достигается тем, что при каждом из прыжков в определенный момент (например, в начальную фазу отталкивания) дополнительно вводят в снаряд порцию энергоносителя, энергию которого преобразуют в снаряде в толчковый импульс самого снаряда. Как вариант исполнения в предварительную фазу каждого из прыжков производят подачу и впрыск топ- ливовоздушной смеси, а затем осуществляют ее воспламенение и рабочий ход и отталкивание, при котором в качестве энергоносителя применяют энергию расширяющихся газов в камере сгорания с дальнейшим выхлопом отработанных газов, которые направляют на их нейтрализацию, охлаждение и шумоподавление, а в конечной фазе прыжка выхлоп прекращают и начинают впрыск топлиеовоздушной смеси, которую весом тела спортсмена и массой перемещающегося снаряда сжимают и подготавливают для нового (повторного) рабочего хода. Новым в предлагаемом устройстве для осуществления заявленного сЬособа является то, что впускной его кла(Л
С
Р Р
ы
оо
пан поршневой полости связан с системой подачи топливовоздушной смеси, а выпускной клапан выведен в глушитель-нейтрализатор выхлопных газов, причем в цилиндре над поршнем находится камера сгорания.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства (продольно-осевой разрез); на фиг. 2т то же, вид сверху; на фиг. 3 - показаны примерные фазы прыжка с помощью устройства.
Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, на котором снизу симметрично закреплены подножки 2, а сверху также симметрично смонтированы рукоятки 3. В корпусе 1 имеется цилиндр с камерой сгорания 4, внутри которой подвижно установлен поршень 5 с уплотняющими кольцами б и с выдвижным штоком 7. В цилиндре с камерой сгорания 4 имеется впускной кла- пан 8, который ссязан с системой 9 подачи топливовоздушной смеси 10. Цилиндр в его нижней части снабжен выпускным клапаном 11, который сообщен с глушителем-нейтрализатором 12. Выдвижной шток 7 связан с поршнем 5, а с другой стороны этот шток 7 снабжен опорой 13, которая взаимодействует с поверхностью 14, по которой производятся прыжки. Демпфирующее устройство 15, расположенное под порш- нем 5 обеспечивает плавный проход поршнем 5 нижней мертвой точки без резкого удара. В исходном положении устройство находится в руках у спортсмена в вертикальном положении, причем выпускной кла- пан 11 нормально закрыт, а впускной клапан 8 открывается по заданной команде и также нормально закрыт.
Устройство может быть снабжено и дополнительными автоматическими система- ми контроля и управления, например, для регулирования порций энергоносителя с тем. чтобы ограничить как-то силу прыжков и не допустить перегрузки всего снаряда.
Вариант устройства может бьЈгь выпол- нен и в виде электромагнитной, системы с развернутым ротором, когда в качестве энергоносителя применяют электроэнергию, например, от аккумулятора. t
Система приготовления, подачи и впры: ска топливовоздушной смеси с автоматической системой зажигания в данн ой заявке подробно не описываются, так как они являются предметом самостоятельного изобретения и будет заявлена дополнительно.
Пример работы устройства.
В исходном положении (1) спортсмен 16 стоит обеими ногами на поверхности 14 и держится за рукоятки 3, а снаряд в это время находится в вертикальном положении
перед спортсменом. Затем он одной ногой встает на подножку 2 и слегка наклоняет снаряд вперед, по ходу прыжка. Спортсмен самостоятельно или в автоматическом режиме включается подача топливовоздушной смеси 10 в камеру сгорания 4 цилиндра. В начальную фазу под действием силы тяжести спортсмена 1 б шток 7 вместе с поршнем 5 войдет в камеру сгорания 4 и сожмет поданную туда топливовоэдушную смесь из системы 9. Далее спортсмен 16 отталкивается свободной ногой от поверхности 14 и встает на вторую подножку 2, тем самым он дожимаеттопливовоздушную смесь 10, которая либо под действием зажигания, либо от компрессии (по циклу Дизеля) - само - или принудительно воспламеняется и происходит рабочий ход поршня 5, при котором клапан 8 нормально закрыт, а под действием энергии расширяющихся газов сгорания над поршнем 5-в цилиндре с камерой сгорания 4 происходит выталкивание штока 7, и тем самым осуществляется вторая фаза (П). В это время происходит процесс собственно отталкивания снаряда вместе с расположенным на нем спортсменом 1 б от поверхности 14 с помощью опоры 13. Далее происходит свободный полет спортсмена 16 на снаряде 1, фаза (III). При этом совершив внутри камеры сгорания рабочий ход поршень 5 доходит до своей мертвой точки, взаимодействуя при этом с демпфирующим устройством 15. Автоматически срабатывает выпускной клапан 11 и происходит выхлоп (IV), когда отработанные газы через клапан 11 направляют в глушитель-нейтрализатор 12,где и происходит их охлаждение, нейтрализация и шумоподавление. В конечной фазе (V) прыжка, когда спортсмен завершает полет, происходит прекращение цикла выхлопа отработанных газов и начинается впрыск новой порции топливовоздушной смеси в камеру сгорания
4и тем самым происходит подготовка к новому прыжку. Можно представить, что снаряд по инерции продолжит некоторое перемещение вперед, при этом топливовоз- душная смесь 10 в камере сгорания 4 над поршнем 5 сжимается окончательно для повторного прыжка.
Демпфирующее устройство 15 под поршнем 5 отрегулировано так, что исключается резкий удар при прохождении поршнем
5нижней мертвой точки.
Таким образом, предлагаемое устройство снаряда в данном примере позволяет в качестве энергоносителя использовать энергию расширяющихся газов при воспламенении топливовоздушной смеси.
Аналогичный способ передвижения может быть реализован и в устройстве с электромагнитным приводом, когда в качестве энергоносителя применяют импульсы электроэнергии, например, от аккумулятора, но тогда не потребуется нейтрализация выхлопных газов и их шумоподавление,
Способ перемещения прыжками с помощью устройства позволяет разнообразить круг подвижных игр и аттракционов на свежем воздухе, а также аттракционов в закрытых помещениях. Можно ожидать, что применение автоматики для управления и контроля за процессами дозирования и подачи определенных порций энергии в заданные интервалы по времени, позволяет сделать предлагаемое развлечение безопасным, интересным и поистине массовым,
В перспективе предлагаемый способ перемещения и устройства, созданные на его принципе, позволят использовать прыгающие снаряды, например, в войсках для перемещения значительных грузов вместе с солдатами по бездорожью в сложных условиях отсутствия больших запасов энергоносителя, так как данное устройство весьма экономично, имеет высокий КПД, так как расходует энергию в малых количествах.
В качестве доказательства достижения поставленной цели и обоснованием достоверности существенности отличий служат следующие доводы: при подаче в момент отталкивания порции энергоносителя, энергию которого преобразуют в толчковый импульс действительно и вполне очевидно, что сам прыжок облегчается, так как толчковое усилие будет больше, чем. например, при пружинном амортизаторе или пневмо- воздушном импульсе, которые имеют место в известных конструкциях, такие признаки авторам не известны вообще, следовательно способ соответствует критерию существенные отличия.
При подготовке, подаче и впрыске топ- ливовоздушной смеси в камеру сгорания снаряда в момент толчкового импульса, с которым по времени совмещают рабочий ход поршня, при котором преобразуют- энергию расширяющихся в камере сгорания газов от воспламененной топливовоз- душнойсмеси...-эти признаки направлены на повышение КПД прыжка, так как трение в паре цилиндр-поршень - минимально, а вся энергия направляется на совершение полезной работы. Если сами по себе процессы подготовка, подача и впрыск топли- вовоздушной смеси в камеру сгорания с рабочим ходом поршня в цилиндре, при котором преобразуют энергию расширяющихся в камере сгорания газов от воспламененной топливовоздушной смеси ..- известки, например, в двигателе внутрен- 5 него сгорания, то в данном объекте эти признаки направлены на сверх - (дополнительный) эффект, а именно на преобразование это{| энергии непосредственно в толчковый импульс, без каких бы то ни было
0 промежуточных передач в виде коленвала, коробки я&редач и трансмиссии с ведущими колесам Следовательно, и эти признаки соответствуют критерию существенные отличия.
5 Дальнейшие признаки способа, которые состоят в том, что выхлоп отработанных газов направляют на их нейтрализацию, охлаждение и шумоподавление, а в конечной фазе прыжка выхлоп прекращают и начина0 ют впрыск новой порции топливовоздушной смеси, которую весом тела спортсмена и массой перемещающегося по инерции снаряда сжимают и подготавливают к новому рабочему хода, - эти признаки частично и
5 известны, например, в двигателе внутреннего сгорания, но там они происходят вне всякой связи с процессом перемещения, а просто по тактам работы этого двигателя, в заявленном же обьекте возникает новый не
0 суммарный, а дополнительный эффект, который состоит в том, что связь во времени рабочего хода, выхлопа и подготовки к новому рабочему ходу с фазами непосредственно самого прыжка позволяет более
5 экономно расходовать энергоноситель. И это происходит потому, что даже однопорш- невой двигатель внутреннего сгорания, например, мотоцикла работает с частотой (минимальной) до 5 ходов/с, а частота рабо0 ты предлагаемого способа соответствует частоте прыжков и составит - максимум 1 , прыжок/с, а длительность некоторых прыжков будет превышать 5 сек. Таким образом частота в предлагаемом способе и устройст5 ве будет на порядок ниже, следовательно, и эти признаки соответствуют критерию существенные отличия,
В устройстве отличительные признаки сами по себе известны, например, в двига0 теле внутреннего сгорания, однако, как показано было выше, их конструктивное решение направлено на получение принципиально нового эффекта, а именно - на прыжково-толчковый импульс, который воз5 действует непосредственно на движитель, - на выдвижную опору, следовательно, и эти признаки соответствуют критерию существенные отличия.
При оптимальном выборе порций и самого энергоносителя, можно ожидать, что
предлагаемый способ и устройство будут надежным и весьма эффективным массовым средством передвижения на короткие расстояния по пересеченной местности.
Формула изобретения Устройство для перемещения прыжками, содержащее пневмоцилиндр, на корпусе которого закреплены подножки и рукоятки, а шток поршня несет опору для взаимодействия с поверхностью, и размещенные на цилиндре на разных уровнях
клапаны для прохода воздуха, один из которых выполнен впускным и расположен в надпоршневой полости цилиндра, о т л иJ чающееся тем, что, с целью повышения. КПД, оно снабжено пневмоаккумулято- ром, связанным с впускным клапаном, и системой регулирования подачи порций воздуха, одни элементы которой размещены в подпоршневой полости цилиндра для взаимодействия с поршнем при нижнем его положении, а другие связаны с впускным клапаном.
Изобретение позволяет повысить .КПД устройства. Оно содержит пневмоцилиндр с подножками и рукоятками. Шток поршня несет опору для взаимодействия с поверхностью. На цилиндре выполнены клапаны для прохода воздуха. Клапан в надпоршне- вой полости выполнен впускным и связан с пневмоаккумулятором и системой регулирования подачи порций воздуха. Один из элементов системы размещен в подпоршневой полости цилиндра для взаимодействия с поршнем при нижнем его положении. Другие элементы связаны с впускным клапаном. 3 ил.
13 Ч
СмЛ
/7//7s/////y/// /7Х ////// /// /// /// //////
фи&А
5 2
фиг. 2.
| Устройство для прыжков "Кенг | 1981 |
|
SU1174047A1 |
| Способ приготовления сернистого красителя защитного цвета | 1915 |
|
SU63A1 |
