Устройство для спасения людей из ледяной полыньи

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЛЮДЕЙ ИЗ ЛЕДЯНОЙ ПОЛЫНЬИ(71) Заявитель Республиканское государственно-общественное объединение Белорусское добровольное пожарное общество(72) Авторы Астапов Валерий Петрович Жидович Анатолий Иосифович Михальченя Станислав Францевич Сницаренко Анатолий Фдорович Якубов Александр Степанович(73) Патентообладатель Республиканское государственно-общественное объединение Белорусское добровольное пожарное общество(57) Устройство для спасения людей из ледяной полыньи, содержащее основной и резервный газовый баллоны для наполнения газом надувных оболочек, каждая из которых имеет по два параллельно расположенных участка, соединенных между собой подковообразным участком с возможностью образования сплошного газового канала, все оболочки расположены эквидистантно друг к другу, межосевое расстояние между оболочками находится в интервале 16-62 мм, при этом параллельные участки оболочек закреплены в прошитый тканевый чехол с возможностью образования жесткого днища при наполнении оболочек газом, причем открытые концы каждой оболочки связаны с общим коллектором подачи газа со штуцером для присоединения основного или резервного газового баллона, коллектор выполнен с возможностью обеспечения захвата руками спасателя, а подковообразные участки оболочек выполнены с возможностью обеспечения захвата руками спасаемого. 16455 1 2012.10.30 Изобретение относится к устройствам для спасения людей из ледяной полыньи водоема при отсутствии возможности приблизиться к спасаемому для оказания помощи. Оно особенно актуально при оказании помощи на тонком льду, но также может быть применено при спасении людей на воде. Издавна известны приемы движения по тонкому льду для оказания помощи человеку,оказавшемуся в критической ситуации в полынье. Использовались, как правило, подручные средства - доски, лестницы, подмости, щиты, т.е. все то, что снижает удельную нагрузку на лед. Как показывает практика, максимальное время пребывания человека в ледяной воде не превышает 15 минут. Кроме того, человек в мокрой зимней одежде весит 100 кг и более. Исходя из сложности поставленной задачи, можно сформулировать требования к устройству для спасения людей из ледяной полыньи. Устройство должно быть простым по конструктивному исполнению, надежным в применении, обладать минимальным весом (переносимым одним человеком), простотой применения не только спасателем, но и человеком, не знакомым с устройством и применяющим его впервые. Скорость приведения его в рабочее положение также должна быть минимальной (несколько секунд). И, наконец, устройство должно позволять спасателю пройти по нему непосредственно к спасаемому и помочь выбраться из полыньи. Это означает, что устройство должно выдерживать до 200 кг (два человека в зимней одежде), распределенных на площадь опоры. С учетом предъявляемых к спасательному устройству требований рассмотрим близкие к предлагаемому аналоги и прототип. Известно компактное надувное устройство для спасения людей на воде пат. США 3992739. Оно представляет собой герметичную оболочку, наполняемую газом из баллона. В сложенном состоянии устройство компактно и транспортабельно. Спасатель, находящийся на берегу, быстро наполняет оболочку и подвигает ее по воде спасаемому. Недостатки устройства - невозможность применения его на тонком льду и сложность наведения устройства на спасаемого. В пат. США 4058862 эти же авторы предлагают усовершенствованное устройство, которое имеет те же недостатки, что и в предыдущем патенте. Известно другое спасательное устройство для спасения людей на тонком льду пат. США 6190222, представляющее собой две параллельно расположенные надувные трубы с гибким полом между ними. Небольшой отрезок спасательного устройства, обращенный к спасаемому, выполнен подвижным и может наклоняться с поверхности льда к зеркалу воды. Вдоль гибкого пола установлена веревочная лестница с жесткими ступеньками, за которые может браться спасаемый. Недостаток устройства состоит в том, что на тонком льду невозможно подойти к спасаемому и оказать ему помощь. Часто человеку, попавшему в ледяную воду, требуется быстро оказать помощь. По гибкому полу устройства идти невозможно, поскольку лед под гибким полом будет проламываться. Такое устройство вынуждает спасателя двигаться ползком, что является его недостатком. Также известно устройство пат.2191133 выполненное в виде свернутой в рулон трубы из гибкого материала, надуваемой газом. Труба после наполнения представляет собой удлиненную жесткую конструкцию, имеющую на конце, обращенном к спасателю,захваты для рук. Основной недостаток устройства - недостаточная точность наведения на спасаемого. Кроме того, устройство не подходит для работы на тонком льду. Известна полезная модель свидетельство 38718, которая называется устройство спасения из ледяной полыньи. Она состоит из двух надувных оболочек, соединенных между собой гибким днищем, а также элементов для захвата руками. Гибкое днище со 2 16455 1 2012.10.30 держит ребра жесткости в виде труб из алюминиевого сплава, установленных на днище перпендикулярно оболочкам. Для повышения плавучести в концевой части, приближенной к спасаемому, установлены элементы из сверхлегкого плавучего материала типа пенопласта или изолона. Кроме того, имеется основной источник газонаполнения и резервный в виде компрессора с аккумулятором, а также впускные и предохранительные клапаны. Это устройство, обладающее наибольшим количеством сходных признаков, выбрано в количестве прототипа. Как видно из его описания, оно сложное в изготовлении и эксплуатации. Наличие поперечных металлических элементов снижает надежность из-за возможных повреждений краями трубок надувных оболочек. Для того чтобы перемещаться по днищу, перегородки должны быть установлены не реже, чем через 15 см. Это означает, что на днище устройства длиной десять метров их должно быть не менее 65-66 шт. Диаметр труб из соображений прочности должен быть минимум 20 мм. Очевидно, что полезная модель не может быть компактной. Массу увеличивает также резервный компрессор, аккумулятор и набор клапанов. Обилие различных элементов в конструкции устройства снижает его надежность. Предлагаемое устройство для спасения людей из ледяной полыньи содержит основной и резервный газовый баллоны для наполнения газом надувных оболочек, каждая из которых имеет по два параллельно расположенных участка, соединенных между собой подковообразным участком с возможностью образования сплошного газового канала, все оболочки расположены эквидистантно друг к другу, межосевое расстояние между оболочками находится в интервале 16-62 мм, при этом параллельные участки оболочек закреплены в прошитый тканевый чехол с возможностью образования жесткого днища при наполнении оболочек газом, причем открытые концы каждой оболочки связаны с общим коллектором подачи газа со штуцером для присоединения основного или резервного газового баллона, коллектор выполнен с возможностью обеспечения захвата руками спасателя, а подковообразные участки оболочек выполнены с возможностью обеспечения захвата руками спасаемого. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано схематически применение устройства, на фиг. 2 - устройство в развернутом состоянии в плане, на фиг. 3 устройство в разрезе, на фиг. 4 - в сложенном состоянии. На фиг. 1 обозначены 1 - берег, 2 - спасатель, 3 - полынья, 4 - спасаемый, 5 - предлагаемое устройство в рабочем положении, 6 - поверхность льда. Данный рисунок показывает, что спасатель, находящийся на берегу, привел в действие устройство, которое под давлением сжатого газа саморазворачивается по льду в направлении спасаемого. Спасаемый хватается за подковообразные захваты и может самостоятельно выбраться из полыньи или спасатель вытаскивает его, пользуясь устройством как спасательной веревкой. На фиг. 2 показано устройство в рабочем состоянии. Оболочки 7 образуют -образные каналы. Внутренние оболочки вложены в наружные. -образные участки 9 являются свободными и используются как захваты для рук спасаемого. Прямолинейные участки оболочек прошиты и закреплены в чехол 8. Со стороны спасателя открытые концы оболочек присоединены к коллектору 10. На краях коллектора закреплены рукоятки 11, за которые спасатель удерживает устройство или вытаскивает на берег вместе со спасаемым. Коллектор снабжен штуцером для присоединения баллона 12 со сжатым газом. На фиг. 3 показано устройство в разрезе, где 7 - сечение оболочки, 8 - тканевый чехол,13 - швы тканевого чехла. Устройство на данной фигуре не требует пояснений. На фиг. 4 устройство в собранном виде 14 показано в транспортном положении в сумке 15. Устройство работает следующим образом. Находящийся на берегу спасатель вынимает из сумки 15 устройство, кладет его на лед или землю в направлении спасаемого и открывает вентиль баллона 12. Рулон, в который сложено устройство, за 1-2 сек раскрывается и превращается в жесткую дорожку, по которой можно идти или бежать. Спасаемый хвата 3 16455 1 2012.10.30 ется руками за -образные концы 9 и спасатель или тащит его вместе с устройством или ждет, когда спасаемый самостоятельно выберется на устройство. Если спасаемый не может выбраться самостоятельно, спасатель по устройству, как жесткому настилу, подбирается к спасаемому и оказывает ему помощь. При необходимости устройство может быть зафиксировано с помощью вспомогательной веревки. После завершения операции спасения человека из проруби, баллон отсоединяется от устройства, которое сворачивается снова в рулон. Данное техническое решение явилось результатом испытаний для целей спасения людей на тонком льду или воде стандартных пожарных рукавов различных диаметров. Были опробованы применительно к предлагаемому устройству рукава диаметром 25, 38, 51 и 66 мм. Рабочее давление рукавов - 16 атм. При давлении 5-6 атм рукава ведут себя подобно жесткому цилиндрическому телу, обладающему при этом малой массой. После анализа конструктивных и технологических проработок для изготовления образцов были оставлены следующие два диаметра пожарных рукавов - 25 и 38 мм. Поясним изготовление и технические характеристики устройства длиной 10, 15 и 20 м в рабочем состоянии, изготовленного из рукава диаметром 25 мм. Изготавливается устройство следующим образом. Полотнище ткани (типа болонья) длиной 18,5 м и шириной 1,2 м складывается вдвое и прошивается продольными швами на всю длину следующим образом. Первый шов делается на расстоянии 10 мм от края. Второй шов выполняется на расстоянии 45 мм от первого. Затем шов делается через 17 мм и снова через 45 мм, т.е. шаг равен 62 мм. С таким шагом прошивается все полотнище. В прошитое полотнище затягивается рукав, причем вначале затягивается в крайние проходы, постепенно приближаясь к центру. Всего получается восемь -образных труб.-образные петли выполняются развернутой длины порядка 1 м. Все открытые концы труб присоединяются к коллектору, который связан с баллоном со сжатым газом. Рассчитаем давление в баллоне объемом 2 л. Внутренний объем рукавов составляет 39, 25 л. При давлении 6 атм в рукавах рабочее давление в баллоне должно быть 117 атм. При открывании вентиля наступает уравнивание давления в рукавах и баллоне. Оценим массу устройства длиной 10 м. Масса рукава длиной 80 м 7,52 кг Масса ткани 1,5 кг Масса баллона 5,0 кг Масса коллектора 1,5 кг Всего 15,52 кг. Масса устройства длиной 15 м составляет соответственно 19,28 кг, а устройства длиной 20 м - 23,54 кг. Диаметр устройства длиной 10 м в рулоне равен 0,27 м, т.е. устройство достаточно компактное и легкое. Оценим удельное давление на лед, развиваемое человеком массой 100 кг. Полагаем,что площадка давления шагающего человека равна 0,510,5 м 2. Масса 1 п.м. устройства равна 1,5 кг. Всего общая масса человека и устройства равна 101,5 кг. Удельное давление в этом случае составляет 20,3 гр/см 2, что позволяет производить перемещение по тонкому льду. Поскольку объем устройства длиной 10 м составляет 39 л, оно обладает плавучестью и может быть применено на воде. Соответствующий объем устройства длиной 15 и 20 м составляет 58 и 78 л. Перечислим основные достоинства предлагаемого изобретения 1. Надувные оболочки связаны между собой -образными участками. Эти участки представляют собой захваты для рук спасаемого, т.е. в конструкции устройства органически сочетаются помост для перемещения людей и захваты для рук без привлечения дополнительных конструктивных элементов. 4 16455 1 2012.10.30 2. Надувные оболочки образуют сплошной газовый канал, что является несомненным достоинством при изготовлении устройства. 3. Пространство между крайними надувными оболочками заполнено другими -образными оболочками, причем все оболочки прошиты с помощью ткани продольными швами,образуя при наполнении газом помост для перемещения людей. Такое техническое решение является важным с точки зрения компактности при укладывании и транспортировке. 4. Все открытые концы оболочек связаны с общим газовым коллектором, который позволяет производить быстрое заполнение оболочек и одновременно используется как захват для рук спасателя. 5. Межосевое расстояние между соседними оболочками лежит в интервале 16-62 мм. Такой интервал выбран из практических соображений. Минимальный интервал допускает использование рукава диаметром 9 мм. Максимальный интервал относится к рукаву диаметром 38 мм. Использование для этих целей рукавов диаметром 51 и 66 мм нецелесообразно, поскольку в ледяной воде частично утратившими подвижность пальцами сложнее хвататься за толстую оболочку. Кроме того, оболочки диаметром 51 мм и выше не являются оптимальными по весогабаритным характеристикам. Фиг. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5