Устройство для перемещений космонавта, например, по лунной поверхности

 

Изобретение относится к космической технике, а именно к средствам перемещения космонавта в условиях малой гравитации. Согласно изобретению, устройство имеет два корпуса, прикрепляемых к ботинкам космонавта. Каждый из корпусов имеет силовую пружину, размещенную между днищем стакана и поршнем. На выдвижном штоке поршня установлена площадка с креплением ботинок космонавта и закреплены гребенки с зубьями, выходящими за внешние обводы стаканов. Эти зубья могут двигаться в прорезях стенок стаканов. Корпуса снабжены подпружиненными собачками, взаимодействующими с зубьями гребенок. Магнитные защелки на стенках корпусов позволяют быстро соединять и разъединять корпуса. Устройство позволяет быстро перемещаться по лунной поверхности прыжками или большими шагами. Изобретение направлено на создание средства, позволяющего космонавту перемещаться в условиях малой гравитации с меньшими затратами физических сил. 5 ил.

Изобретение относится к космической технике, а именно к средствам перемещения космонавта в условиях малой гравитации.

Известно, что помимо транспортных тележек, космонавты перемещались по Луне и на своих ногах. Например, Н.Армстронг предпочел перемещаться шажками, а его коллега, учитывая затрудненность движений в тяжелом и мало гибком скафандре, нашел более удобным перемещаться мелкими прыжками одновременно двумя ногами, что, вероятно, было не менее утомительно.

Близким устройством к предлагаемому является ранцевая реактивная установка, опубликованная в журнале Aviation Week & Space Technology. N9, 1983. При всех достоинствах этой установки можно отметить ее сложность, высокую цену, необходимость в расходовании рабочего тела. Разнообразные механические транспортные тележки также требуют расхода топлива, к тому же эти тележки имеют малую проходимость: цепь камней преодолеть /перепрыгнуть/ тележки уже не могут.

Цель изобретения состоит в создании устройства, которое позволило бы, опираясь на собственные физические силы, перемещаться космонавту по участкам лунного грунта быстрее и с меньшими затратами сил.

Возможность достижения цели обеспечивается тем, что: устройство имеет два идентичных механизма, закрепленных в полых корпусах, каждый из которых прикрепляется к ботинкам космонавта, причем каждый из корпусов имеет силовую пружину, размещенную между днищем стакана и поршнем, на выдвижном штоке которого закреплена площадка с устройством для скрепления с ботинками космонавта, при этом поршни имеют зубчатые гребенки с зубьями, выходящими за внешнюю поверхность стенок стаканов и движущиеся в продольных прорезах стенок стаканом, при этом корпуса имеют подпружиненные собачки, взаимодействующие с зубьями гребенок, снабженные механизмами вывода собачек из зацепления с зубьями гребенок, при этом устройство имеет эластичные тяги, снабженные захватами для сжатия пружин, причем одни концы эластичных тяг закреплены на корпусах устройств, а другие - на скафандре, например на его жесткой части, при этом каждый корпус имеет форму полуцилиндра с закругленными краями, причем дугообразная часть поверхностей корпусов имеет покрытие из пластичного материала с грунтозацепами, при этом боковая стенка одного из корпусов имеет ниши, а боковая стенка другого корпуса имеет выступающие магнитные диски-защелки, взаимодействующие с нишами первого корпуса, при этом устройство имеет две опорные палки, рукоятья которых имеют крюки для сцепления с захватами, использующиеся для сжатия силовых пружин, причем нижние концы палок имеют опорные кольца и сменные втулки с винтами для их крепления на концах палок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлено следующее.

На фиг. 1 - вид космонавта с устройством согласно изобретению; силовые пружины сжаты.

На фиг. 2 - схема корпуса в продольном разрезе.

На фиг. 3 - вид устройства по стрелке А на фиг. 1.

На фиг. 4 - вид одной из опорных палок космонавта.

На фиг. 5 - различные фазы полета космонавта над лунным грунтом.

Устройство имеет два идентичных механизма, закрепленных в полых корпусах 1, 2, каждый из которых прикрепляется к ботинкам космонавта, причем каждый из корпусов имеет силовую пружину 3, размещенную между днищем стакана 4 и поршнем 5 на выдвижном штоке 6 которого закреплена площадка 7 с устройством 8 для крепления ботинок космонавта. На боковинах поршней 5 закреплены зубчатые гребенки 9 с зубьями, выходящими за внешние стороны стаканов 4, которые могут двигаться в продольных прорезях в стенках стаканов 4. При этом корпуса 1, 2 имеют подпружиненные собачки 10, взаимодействующие с зубьями гребенок 8, снабженные механизмами вывода собачек из зацепления с зубьями гребенок.

Подпружиненные пружинами 11 корпуса собачек 10 имеют на рабочих концах планки 12 с зубом захвата 18. С целью возможности регулировки положения зуба 13, планки 12 могут переставляться по высоте. Механизм вывода собачек из зацепления с зубьями гребенок 9 состоит из подпружиненного пружиной 14 крюка 15, могущего перемещаться в патрубке 16, который своим плоским рабочим клином 17, при опускании его вниз, отодвигает собачку 10 и выводит зуб захвата 13 из зацепления с зубьями гребенки 9. Устройство имеет эластичные тяги 18, снабженные захватами 19, используемые при сжатии пружин 3, причем одни концы эластичных тяг закреплены на проушинах 20 - на корпусах устройства, а другие - на скафандре, например на его жесткой части.

Каждый корпус 1,2 имеет форму полуцилиндра с закругленным передним и задним краем, причем нижняя дугообразная часть поверхностей корпусов имеет покрытие 21 из эластичного материала с грунтозацепами. Боковая стенка корпуса 2 имеет неглубокую круглую нишу 22, а стенка корпуса 1 имеет закрепленный на ней диск 25 магнитной защелки, что объединяет корпуса в одно целое, когда диск 23 контактирует с днищем ниши 22.

Устройство имеет две опорные палки 24, рукоятки которых имеют вспомогательные крюки 25 для сцепления с захватами 19 при сжатии пружин 3, причем нижние концы палок имеют опорные кольца 26 и сменные втулки из тяжелого материала с винтами для их крепления на концах палок. На боковых стенках корпусов 1, 2 имеются отверстия, закрытые щитками 28, обеспечивающие доступы для регулировки механизмов.

Устройство используется следующим образом. Цикл тренировок космонавта в наземных условиях целесообразно проводить на сухом пляже, без гермокостюма. Ботинки прикрепляются к площадкам 7; могут быть использованы какие-либо надежные ботинки и крепления для прыгунов-лыжников, при этом в цилиндрах 4 и поршнях 5 наземных тренировочных устройств должны быть сделаны вспомогательные отверстия, обеспечивающие быстрые перемещения воздуха.

Для полного сжатия силовых пружин используются эластичные тяги 18 и вспомогательные захваты 19. Затем оба корпуса соединяются магнитными защелками, тренирующийся занимает вертикальное положение и концами палок одновременно нажимает на головки спусковых крюков 15. В результате этого силовая пружина разжимается, тело космонавта получает ускорение и вместе с корпусами 1, 2 взлетает вверх. При вертикальном положении космонавта, если он при этом не будет делать дополнительных движений руками, телом, палками - космонавт опустится на место старта на сомкнутых ногах.

В условиях лунной поверхности, в выходном гермокостюме, описанным способом выполняется высокий "обзорный " прыжок. Приземление при этом может быть и жесткое, при котором поршень захватывается собачкой, и мягкое - когда космонавт спружинивает ногами, как это делают спортсмены на батуте, при этом поршень собачкой не захватывается и космонавт повторно взлетает на меньшую высоту снова вверх или, в зависимости от опыта космонавта, делает прыжок в нужном боковом направлении. При этом важную роль имеет правильное поведение космонавта в полете. Правильная работа космонавта палками с грузиками на концах палок обеспечивает правильность соприкосновения устройства с лунным грунтом, помогает космонавту своевременно и правильно опереться палками на грунт, чтобы остановиться на месте приземления, чтобы продолжить прыжки в том же направлении или изменить это направление.

Если на месте очередного приземления оказывается камень, то космонавт небольшим усилием ног может раздвинуть магнитные защелки, разъединить корпусы 1, 2, раздвинуть ноги и приземлиться так, чтобы камень остался между ногами.

Нажав палками на спуски и приняв старт первичного прыжка, космонавт может, не медля, расцепить корпуса 1, 2 и далее передвигаться прыжками с ноги на ногу, делая это примерно так, как делают прыгуны, исполняя тройной прыжок.

Положительный эффект устройства заключается в том, что устройство позволяет перемещаться космонавту по участкам лунной местности, покрытым глубокой пылью, с наличием многих камней, делая это более быстро и затрачивая при этом меньшее количество физических сил. Наличие облицовочного эластичного покрытия смягчает удары корпусов о камни.

Грунтозацепы уменьшают проскальзывание днищ корпусов по грунту, повышают уверенность движения, шестикратное снижение величины гравитации на луне существенно увеличивает длину прыжков человека на луне, делая такой вид перемещений человека по луне перспективным.

Выполнение устройства из легких прочных материалов, использование материалов с низким коэффициентом трения в главных трущихся парах, возможность быстро прикрепить и открепить устройство от скафандра способны существенно улучшить его эксплуатационные качества и удобство использования.

Формула изобретения

Устройство для перемещений космонавта, например, по лунной поверхности, содержащее два идентичных механизма, закрепленных в полых корпусах, каждый из которых прикрепляется к ботинкам космонавта, причем каждый из корпусов имеет силовую пружину, размещенную между днищем стакана и поршнем, на выдвижном штоке которого закреплена площадка с устройством для ее крепления к ботинку космонавта, при этом поршни имеют гребенки с зубьями, выходящими за внешнюю поверхность стенок стаканов и движущиеся в прорезях, выполненных в стенках стаканов, причем указанные корпуса имеют подпружиненные собачки, взаимодействующие с зубьями указанных гребенок и снабженные механизмами вывода собачек из зацепления с этими зубьями, при этом устройство имеет эластичные тяги, снабженные захватами для сжатия пружин, причем одни концы эластичных тяг закреплены на указанных корпусах, а другие на скафандре космонавта, например, на его жесткой части, причем каждый корпус имеет форму полуцилиндра с закругленным передним и задним краями, дугообразная часть поверхностей корпусов имеет покрытие из эластичного материала с грунтозацепами, боковая стенка одного из корпусов имеет ниши, а боковая стенка другого корпуса имеет выступающие магнитные диски-защелки, взаимодействующие с нишами первого корпуса, при этом устройство имеет две опорные палки, рукоятки которых снабжены крюками сцепления с указанными захватами для сжатия пружин, а нижние концы палок имеют опорные кольца и втулки из тяжелого металла с винтами для их крепления на концах палок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5