Аэродинамический тренировочный комплекс

 

Изобретение относится к аэродинамическому тренировочному комплексу и позволяет повысить безопасность тренировки и снизить энергозатраты за счет наличия тормозного приспособления. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719413/12 (22) 11.07.89 (46) 07,10.92. Бюл. № 37 (71) Нижегородский автомобильный завод и

Управление пожарной охраны УВД Нижегородского Облисполкома (72) B.Ï.Äåìèí, Е.П,Зайцев, П.M.Ñìèðíîâ и

Н.В.Латухин (56) Патент ФРГ

N3205488,,кл. А 63 С 27/00, 1982.

Изобретение относится к спортивным тренажерам и может быть использовано для психологической подготовки пожарных, парашютистов, летчиков, горноспасателей и газоспасателей, по выработке у них эмоциональной устойчивости к высотам, а также в качестве игровых и увеселительных аттракционов в парках отдыха и на спортивных площадках.

Известен шотландский тренажер для подготовки парашютистов (см. журнал "Изобретатель и рационализатор" №5, 1984 г., стр.

26-27), содержащий решетку, расположенные под ней вентиляторы и опорные стойки.

Отличительной особенностью тренажера является то, что тренирующийся снабжен крыльями (как у летучей мыши), которые позволяют отрабатывать технику свободного парения на высоте 3,5 м, при этом три вентилятора мощностью по 50л.с. гонят воздух вверх со скоростью до 75 м/с и спортсмен парит в потоке воздуха на постоянной высоте.

К недостаткам этого тренажера относится то, что на тренаж расходуется значительное (150 л.с.) количество энергии, Кроме того, ограниченная высота тренировки (до

„, ЫЛ„„ 1766440 Al (s1)s А 63 В 69/00, А 63 G 31/00 (54) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТРЕНИРОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКС (57) Изобретение относится к аэродинамическому тренировочному комплексу и позволяет повысить безопасность тренировки и снизить энергозатраты за счет наличия тормозного приспособления. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

3,5 м) не позволяет в полной мере выработать "иммунитет" перед высотами у тренирующегося.

Известен также "Тренажер для подготовки парашютистов" по а.с, ¹ 683171, кл.

В 64 D 23/00, G 09 В 9/08, содержащий решетку, расположенный под ней воздушный винт с приводом, направляющий конус, закрепленный малым основанием на опорном кожухе, кольцевой козырек, установленный на свободном конце направляющего конуса, и эластичную предохранительную сетку, установленную между опорным кожухом и направляющим конусом перпендикулярно к оси последнего, при этом конус выполнен из эластичного газонепроницаемого материала, К недостаткам данного тренажера относится то, что на тренаж расходуется значительное количество электроэнергии (более

100 кВт ч), а также незначительная высота тренировки (не более 3 — 4 метров), не позволяющая эффективно вырабатывать психологическую устойчивость к высотам. Кроме того, в данном техническом решении не предусмотрено ограничение скорости спуска

1766440

35

55 тренажера, что в целом снижает безопасность тренажа.

Известен немецкий аэродинамический тренажер (см, патент ФРГ N 3285488, 1982 г., кл. А 63 С 27/00, 31/00), содержащий решетку, расположенный под ней воздушный винт с приводом, ствол шахты, смотровые площадки с окйами, йредохранительные сетки в верЪМей и нйжней частях ствола шахты.

Отличительной особенностью тренажера является то, что тренирующийся может свободно парить или совершать кульбиты в стволе шахты на высоте до 7 метров, при этом воздух от воздушного винта рециркулируется по встроенным вентканалам, К недостаткам данного тренажера следует отнести большой расход энергоресурсов (более 150 кВт ч) и значительную стоимость сооружения, Целью изобретения является повышение безопасности тренировки и снижение энергозатрат.

С этой целью в известном аэродинамическом тренировочном комплексе, содержащем расположенные в вертикальном стволе шахты подвеску, воздушный винт с приводом и кабелем управления, решетку для выравнивания турбулентного воздушного потока и эластичную предохранительную сетку, предусмотрено тормозное приспособление и расположенный в стволе шахты зонт с направляющими тележками, аварийными ловителями, регулируемой заслонкой для изменения подъемной силы и с натяжным и тормозным противовесами, включающими несущий трос, подвижный и неподвижные блоки, причем один из неподвижных блоков установлен с возможностью взаимодействия с тормозным приспособле-, нием, а подвижный — с возможностью поддержания натяжения кабеля управления.

Подвеска содержит связанные с зонтом тур. никет, опорную спинку с ремнями безопасности, предохранительный обод и трапецию с гибкими подвесками,. установленными с возможностью подвижного соединения с зонтом, а турникет, опорная спинка и предохранительный обод связаны между собой с возможностью вращения относительно своих осей. Тормозное устройство комплекса выполнено в виде гидравлического шестеренчатого насоса, вал приводной шестерни которого жестко соединен с колесом неподвижного блока, и гидросистема насоса имеет запорный клапан, в запорном элементе которого выполнено дроссельное отверстие, Кроме того тормозной противовес содержит демпферную пружину, трубу с размещенными в ней и связанными между собой посредством гибких связей грузом, круглыми элементами и регулировочной пружиной, причем в круглых элементах выполнено сквозное отверстие для пропускания одной из гибких связей, один конец которой жестко соединен с нижним круглым элементом, а другой — жестко соединен с демпферной и регулировочной пружинами, нижний конец которой несет регулировочный ограничительный фал для связи с круглым элементом.

На фиг. 1 изображен аэродинамический тренировочный комплекс; на фиг. 2 — кинематическая схема аэродинамического тренировочного комплекса; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — кинематическая схема тормозного противовеса аэродинамического тренировочного комплекса.

Аэродинамический тренировочный комплекс содержит ствол шахты 1, в приямке 2 которого установлен воздушный винт 3 с приводом (вентилятор). Над воздуш н ым винтом 3 размещена решетка 4 для уменьшения завихрений турбулентного воздушного потока и преобразования его в ламинарный поток. Над решеткой 4 укреплена предохранительная эластичная сетка

5. В стволе шахты 1 расположена подвеска

6, содержащая направляющие подвижные тележки 7 и 8, на которых укреплены зонт 9 с регулирующей заслонкой 10 и электроприводом (на чертеже не показан), предназначенной для изменения подъемной силы, аварийные ловители 11 и 12, предотвращающие падение подвески 6 при обрыве несущего троса 13, связанной подвижно с подвеской 6 трапеции 14 с гибкими подвесками, на которых закреплен предохранительный обод 15 с подвижно закрепленными турникетом 16 и опорной спинкой 17 с ремнями безопасности для закрепления тренирующегося. Несущий трос 13 проходит через колеса неподвижных блоков 18, на другом конце которого через демпферные пружины

19 закреплены противовесы 20. Колеса тележек 7 и 8 подвески 6 размещены в направляющих канавках 21, выполненных в стенках по длине шахты 1, Тормозное устройство 22 выполнено в виде шестеренчатого насоса, в трубопроводы 23 гидросистемы которого встроен обратный клапан 24 с дросселирующим отверстием 25 в его запорном элементе 26, а вал приводной шестерни насоса жестко соединен с осью колеса неподвижного блока 18. Для управления электроприводом. заслонки 10 на поясе тренирующегося встроены кнопки управления (на чертеже не показаны), которые через цепи управления и электроконтактные кольца, выполненные в подвижных соединениях опорной спинки 17 с турнике1766440

15

55 том 16 и предохранительного обода 15 с подвеской 6, подключены к кабелюуправления 27, подвешенному через колеса неподвижных блоков 28 и подвижного блока 29 с противовесом 30. Кабель управления 27 подключается к шкафу управления (на чертеже не показан), размещенному в помещении пульта управления 31. Для прохода в стволе шахты 1 имеется входной проем 32, а для исключения падения давления воздуха в стволе шахты 1 помещение пульта управления 31 оборудуется шлюзовой камерой

33. В верхней части ствола шахты 1 находится смотровое помещение 34 со шлюзовой камерой 35 и смотровым проемом 36 в полу помещения 34. Нагнетаемый воздух от воздушного винта 3 проходит через ствол шахты 1 и через проем 37 в его верхней части, а затем по вертикальному вентканалу 38 возвращается во всасывающий патрубок вентилятора. В вертикальном канале 39 размещены противовесы 20 и пружины 19, кабель управления 27 с подвижным блоком

29 и противовесом 30.

Тормозной противовес аэродинамического тренировочного комплекса (см. фиг. 4) содержит демпферную пружину 19, вертикальную трубу 40 с последовательно размещенными в ней круглыми элементами 41, смежные из которых соединены между собой гибкой связью 42. В круглых элементах

41 выполнены сквозные отверстия 43 под углом к оси их последовательного соединения, в которых размещена другая гибкая связь 44, одним концом соединенная с регулировочной пружиной 45 и демпферной пружиной 19, а другой ее конец 46 закреплен в сквозном отверстии 43 нижнего круглого элемента 41. Этот же круглый элемент соединен гибкой связью 42 с грузом 47. Для изменения усилия торможения и скорости спуска подвески 6 тренажера, верхний круглый элемент 41 соединен с регулировочной пружиной 45 посредством регулировочного ограничительного фала 48.

Аэродинамический тренировочный комплекс работает следующим образом, В исходном положении опорная спинка

17 тренажера с ремнями безопасности для закрепления тренирующегося находится в стволе шахты 1 на высоте около одного метра от уровня пола (эластичной предохранительной сетки 5) и удерживается в этом положении от подъема вверх противовесами 20 и 30 механической защелкой (на чертеже не показана). Тренирующиеся (два-три человека) вместе с инструктором проходят через шлюзовую камеру 33 и входят в помещение 31 пульта управления, а затем один из тренирующихся вместе с инструктором входят через входной проем 32 в ствол шахты и тренирующийся закрепляет себя ремнями безопасности к опорной спинке 17.

Затем инструктор проверяет крепление, дает команду "приготовиться" и нажимает на пульте управления кнопку пуска воздушного винта 3. Одновременно с включением воздушного винта 3 включается и сблокированная с ним система освобождения механической защелки, удерживающей подвеску 6 от подъема, Поток воздуха от воздушного винта 3, проходя через решетку

4, устремляется вверх;к зонту 9 и создает подъемную силу. Если регулирующая заслонка 10 зонта 9 находится в открытом положении, то основной поток воздуха будет проходить через проем заслонки 10, создавая минимальную подъемную силу на подвеске 6 тренажера, недостаточную для подъема тренирующегося вверх. В этом случае тренирующийся нажимает на закрепленную на поясе кнопку, в результате чего через электрические цепи управления включается электропривод, осуществляющий закрытие заслонки 10. При закрытии заслонки

10 возрастает соответственно и подъемная сила от потока воздуха, действующего на зонт 9. Попеременно нажимая кнопки "закрытие" и "открытие" заслонки 10,тренирующийся добивается соответственно то подъема,то опускания подвески 6. Изменяя положение рук и ног в набегающем потоке воздуха, тренирующийся добивается вращения трапеции 14 как вокруг оси ствола шахты 1, так и вращения турникета 16 перпендикулярно оси ствола шахты 1, Кроме того происходит вращение тренирующегося вокруг оси опорной спинки 17 на укрепленном в ней подшипнике, Предохранительный обод 15 при раскачивании трапеции 14 ударяется о стенки ствола шахты 1 и предохраняет тренирующегося от ударов о стенку и нанесения возможных травм, Колеса подвижных тележек 7 и 8 подвески 6, размещенные в направляющих канавках 21, выполненных по длине ствола шахты 1, во время их движения исключают вероятность перекоса и заклинивания подвески 6 внутри ствола шахты 1. При подъеме подвижных тележек внутри ствола шахты 1 до верхней отметки, до приема 37 в стене шахты, воздушный поток от воздушного винта 3 будет частично создавать подъемную силу на зонте 9, а часть воздушного потока будет уходит в проем 37 и по вентканалу 38 поступать во всасывающий патрубок воздушного винта

3. В результате этого подъем тренажера прекращается. Кроме того, противовесы 20, достигнув пола шахты, ослабляют подъемную силу, действующую на несущий трос 13, 1766440

30

40

55 в результате чего тренажер зависнет в верхней точке ствола шахты. Для спуска тренажера тренирующийся нажимает на кнопку

"открывание" привода регулируемой заслонки 10, подъемная сила от воздушного потока уменьшается и тренажер начнет опускаться вниз. При достижении подвижными тележками 7 и 8 нижней отметки ствола шахты 1 срабатывает конечный выключатель и механическая защелка для удержания тренажера от подъема вверх (на чертеже не показаны). 3лектропривод воздушного винта 3 отключается и тренирующийся встает ногами на эластичную предохранительную сетку 5, освобождаясь при этом от ремней безопасности. Для ограничения скорости спуска тренажера и тем самым обеспечения безопасности тренажа колесо неподвижного блока 18 жестко скреплено с валом приводной шестерни тормозного устройства 22, выполненного в виде шестеренчатого насоса, П ри подъеме тренажера несущий трос 13 под действием противовесов 20 заставляет вращаться колесо неподвижного блока 18 и жестко скрепленный с ним вал приводной шестерни шестеренчатого насоса,в результате чего жидкость (масло) будет циркулировать через обратный клапан 24 и соединительные трубопроводы 23 по замкнутому кольцу. При этом запорный элемент

26 обратного клапана открывается и не оказывает препятствия движению потока жидкости, Поэтому скорость подъема тренажера вверх не ограничивается, При движении несущего троса 13 вниз колесо неподвижного блока 18 и соответственно приводной вал тормозного устройства 22 будут вращаться в обратную сторону и гнать жидкость по трубопроводам 23 в противоположном направлении, B результате этого запорный элемент

26 обратного клапана 24 закроет его проходное сечение и жидкость будет проходить в ограниченном количестве через дросселирующее отверстие 25, выполненное в запорном элементе 26 обратного клапана 24. В результате этого скорость вращения колеса неподвижного блока 18 замедлится и соответственно замедлится скорость спуска тренажера. В случае обрыва несущего троса 13 аварийные ловители 11 и 12 под действием натяжных пружин провернутся вокруг своих осей на некоторый угол и своими тормозными устройствами застопорят подвижные тележки 7 и 8 в стволе шахты 1 и исключает падение тренажера вниз. Для наблюдения за ходом тренировок зрители проходят в смотровое помещение 34 со смотровым проемом 36, причем для более лучшего наблюдения корпус зонта 9 и регулируемую заслонку 10 необходимо изготовить из прозрачного материала, например из листового поликарбоната. Кабель управления 27, предназначенный для управления приводом регулируемой заслонки 10, постоянно находится в натянутом положении под действием противовеса 30, Выполнение тормозного противовеса в виде последовательно размещенных в вертикальной трубе 40 круглых элементов 41 также позволяет ограничивать скорость спуска тренажера, Так при движении подвижных тележек 7 и 8 вверх, груз 47 соответственно опускается вниз и увлекает за собой круглые элементы 41 и скрепленный с ними несущий трос 13. В этом случае торможения между стенками вертикальной трубы 40 и круглыми элементами 41 не происходит, При движении подвижных тележек 7 и 8 вниз регулировочная пружина 45 под воздействием троса 13 сжимается и увлекает за собой скрепленную с ней гибкую связь

44, в результате чего круглые элементы 41 смещаются от осевой линии вертикальной трубы 40 и прижимаются к ее стенкам, благодаря чему происходит торможение. Чем выше будет ускорение движения тренажера вниз, тем с большим усилием круглые элементы 41 будет прижиматься к стенкам трубы 40 и вызывать большее затормаживание, Для регулирования усилия торможения и соответственно скорости спуска в тормозном противовесе предусмотрен ограничительный фал 48. Изменяя длину фала, можно ограничивать величину сжатия регулировочной пружины 45 и тем самым изменять чсилие торможения круглых элементов 41. Длина регулировочного фала 48 предварительно тарируется (опытным путем), за счет чего достигается необходимое усилие торможения и соответственно достигается оптимальная скорость спуска тренажера, Выполнение в аэродинамическом тренировочном комплексе подвески с зонтом, снабженным регулируемой заслонкой и противовесом, позволяет снизить энергозатраты на тренаж, а снабжение комплекса тормозным приспособлением, выполненным в виде шестеренчатого насоса, а также выполнение тормозного противовеса в виде последовательно соединенных гибкими связями круглых элементов, размещенных в вертикальной трубе, позволяет ограничивать скорость спуска тренажера, чем достигается повышение безопасность тренирующегося и исключается травматизм.

Формула изобретения

1, Аэродинамический тренировочный комплекс, содержащий расположенные в вертикальном стволе шахты подвеску, воздушный винт с приводом и кабелем управления, решетку для выравнивания турбу1766440

10 лентного воздушного потока и эластичную предохранительную сетку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения безопасности тренировки и снижения энергозатрат, оно имеет тормозное приспособление и расположенный в стволе шахты зонт с направляющими тележками, аварийными ловителями, регулируемой заслонкой для изменения подъемной силы и с тормозным и натяжным противовесами, включающими несущий трос, подвижный и неподвижные блоки, причем один из неподвижных блоков установлен с возможностью взаимодействия с тормозным приспособлением, а подвижный — с возможностью поддержания натяжения кабеля управления, при этом подвеска содержит связанные с зонтом турникет, опорную спинку с ремнями безопасности, предохранительный обод и трапецию с гибкими подвесками, установленными с возможностью подвижного соединения с зонтом, а турникет, опорная спинка и предохранительный обод связаны между собой с возможностью вращения относительно своих осей.

2, Комплекс по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тормозное приспособление выполнено в виде гидравлического шестеренчатого насоса, вал приводной шестерни

5 которого жестко соединен с колесом неподвижного блока, а гидросистема насоса имеет запорный клапан, в запорном элементе которого выполнено дроссельное отверстие.

3. Комплекс по пп, 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что тормозной противовес содержит демпферную пружину, трубу с размещенными в ней и связанными между

15 собой посредством гибких связей грузом, круглыми элементами и регулировочной пружиной, причем в круглых элементах выполнено сквозное отверстие для пропускания одно из гибких связей, один конец

20 которой жестко соединен с нижним круглым элементом, а другой жестко соединен с демпферной и регулировочной пружинами, нижний конец последней несет регулировочный ограничительный фал для связи с круг25 лым элементом.

Pu2, q

Составитель В.Демин

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Заказ 3496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101