Амортизационное кресло транспортного средства

Изобретение относится к средствам защиты человека от воздействия перегрузок и может быть использовано в транспортных средствах специального назначения, например в бронеавтомобилях при воздействии высокоскоростных нагрузок от взрыва мины, а также в авиационной технике при аварийной посадке. Амортизационное кресло транспортного средства содержит кресло и систему амортизации. Система амортизации содержит подвес, предназначенный для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства и содержащий верхнюю и нижнюю части, соединяемые между собой болтами, размещенными в пазах. В пазы верхней части подвеса болты вставлены через пластмассовые втулки. Пазы выполнены с сужением сверху вниз, причем верхняя пара пазов выполнена с сужением по всей своей длине, а нижняя - с середины своей длины. Кресло представляет собой сиденье и спинку, соединенные между собой основой. Под сиденьем расположена подножка, служащая подставкой для ног и исключающая их прямой контакт с полом в момент взрыва. Подножка соединена с основой кресла газовой пружиной. Основа содержит подвижный зацеп, фиксирующий спинку кресла в рабочем положении. Достигается повышение безопасности людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства. 4 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к средствам защиты человека от воздействия перегрузок и может быть использовано в транспортных средствах специального назначения, например в бронеавтомобилях при воздействии высокоскоростных нагрузок от взрыва мины, а также в авиационной технике при аварийной посадке.

Известно (ЕР, заявка 953027067) кресло для вертолета, способное поглощать энергию при ударе. Известное кресло содержит каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, две вертикальные стойки с направляющими, жестко закрепленные на полу транспортного средства с использованием дополнительных опорных узлов и двух подкосов, узлы подвески каркаса кресла, которые расположены на спинке каркаса и представляют собой две пары ползунов, установленные подвижно на направляющих вертикальных стоек, амортизаторы, выполненные в виде деформируемых элементов и встроенные в узлы подвески каркаса, независимо соединяющие каркас кресла с вертикальными стойками.

Работа кресла осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла удерживают от перемещения по направляющим с использованием амортизаторов, в результате чего кресло вместе с сидящим на нем человеком находится в неподвижном положении.

При аварийной посадке вертолета, когда вертикальная ударная нагрузка вертолета превышает по своему значению допустимую нагрузку, кресло вместе с сидящим на нем человеком перемещается по вертикальным направляющим вниз, приводя в работу амортизаторы, которые поглощают энергию удара и тем самым снижают нагрузку, действующую на человека до допустимых значений.

Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что конструкция подвески каркаса кресла предполагает расположение узлов подвески исключительно на спинке каркаса вдоль направляющих вертикальных стоек. Поскольку основная часть вертикальной нагрузки от веса сидящего на кресле человека приходит на среднюю часть сиденья, которая расположена на значительном расстоянии впереди от узлов подвески каркаса кресла, то каркас кресла будет испытывать дополнительные изгибающие моменты, которые, в свою очередь, создают дополнительные нагрузки в горизонтальной плоскости, действующие на узлы подвески каркаса. Дополнительные нагрузки, действующие на узлы подвески каркаса, создают дополнительную силу трения между узлами подвески каркаса и направляющими вертикальных стоек, что усложняет работу ползунов при амортизационном перемещении кресла, ограничивая диапазон углов возможных аварийных приземлений вертолета. Кроме того, дополнительный изгибающий момент, действующий на каркас кресла, требует дополнительной прочности и жесткости каркаса кресла, что ведет к увеличению материалоемкости, а вместе с ней и веса конструкции кресла.

Известно (RU, патент 2198827) амортизационное кресло, содержащее сиденье со спинкой, привязную систему, механизм регулировки кресла по росту и амортизатор, при этом оно дополнительно снабжено основанием, кронштейном, двумя спаренными рычагами, шарнирно закрепленными между основанием и кронштейном, поясничной опорой, установленной на спинке сиденья, и энергопоглощающими устройствами, расположенными на основании в местах крепления к полу кабины, причем амортизатор выполнен телескопического типа и закреплен между спаренными рычагами, а механизм регулировки кресла по росту расположен между сиденьем и кронштейном.

Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что в результате скоротечного взрыва мины (миллисекунды) наблюдается поражение личного состава и оборудования, закрепленного на днище, в результате его деформации в районе подрыва. При этом демпфирующие устройства прототипа не могут обеспечить поглощение (диссипацию) энергии взрыва до требуемого уровня перегрузок.

Известно (RU, патент 2198827) амортизационное кресло, содержащее собственно кресло и систему амортизации, причем оно дополнительно снабжено основанием, кронштейном, двумя спаренными рычагами, шарнирно закрепленными между основанием и кронштейном, поясничной опорой, установленной на спинке сиденья, и энергопоглощающими устройствами, расположенными на основании в местах крепления к полу кабины, причем система амортизации выполнена телескопического типа и закреплена между спаренными рычагами, а механизм регулировки кресла по росту расположен между сиденьем и кронштейном.

Недостатками предложенной конструкции следует признать слабое гашение энергии взрывной волны, приводящее к травмам людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства.

Указанное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении безопасности людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать амортизационное кресло разработанной конструкции. Амортизационное кресло содержит собственно кресло и систему амортизации. Система амортизации содержит подвес, предназначенный для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства и содержащий верхнюю и нижнюю части, соединяемые между собой болтами, размещенными в пазах, в пазы верхней части подвеса болты вставлены через пластмассовые втулки, при этом пазы выполнены с сужением сверху вниз, причем верхняя пара пазов выполнена с сужением по всей своей длине, а нижняя - с середины своей длины. Собственно кресло представляет собой сиденье и спинку, соединенные между собой основой, под сиденьем расположена подножка, служащая подставкой для ног и исключающая их прямой контакт с полом в момент взрыва, подножка соединена с основой кресла газовой пружиной, при этом основа содержит подвижный зацеп, фиксирующий спинку кресла в рабочем положении.

Верхняя часть подвеса может состоять из левого и правого кронштейнов, соединенных между собой для придания конструкции жесткости, при этом каждый кронштейн состоит из двух гнутых пластин, скрепляемых между собой посредством болтовых соединений, причем верхние пластины выполнены с возможностью крепления к лонжеронам крыши транспортного средства и содержат вырезы, выполненные таким образом, что пластина представляет собой два рычага, соединенных между собой тонкими перемычками.

Нижняя часть подвеса может содержать левый и правый кронштейны, сваренные между собой для придания конструкции жесткости, и четыре переходные пластмассовые пластины, предназначенные для дополнительной фиксации пластмассовых втулок в выполненных в указанных пластинах отверстиях, а также минимизации трения и износа при смещении нижней и верхней частей подвеса относительно друг друга.

В некоторых вариантах реализации в кронштейнах нижней части подвеса выполнены пазы, в которые вставлен протяженный элемент, соединяющий левый и правый кронштейны, при этом в пазах выполнен зубец, на который при эксплуатационных нагрузках опирается указанный протяженный элемент.

Спинка кресла предпочтительно состоит из мягкого ложемента на фанерной основе, металлического каркаса и соединяющих их между собой пластин с фигурными вырезами вокруг соединительных отверстий.

Кресло амортизационное конструктивно состоит из собственно кресла и подвеса, который служит для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства.

Кроме непосредственно крепления, подвес предназначен для гашения импульса взрывной или ударной волны, передающейся по нему от корпуса транспортного средства к креслу. Импульс сначала гасит деформация корпуса транспортного средства, пока волна идет снизу вверх, а затем - деформация самого подвеса и элементов конструкции собственно кресла.

Подвес состоит из верхней и нижней частей, соединяемых между собой в четырех точках болтами. В пазы верхней части подвеса болты вставляют через пластмассовые, предпочтительно капролоновые, втулки. Пазы сужаются сверху вниз, причем верхняя пара пазов сужается по всей своей длине, а нижняя - только с середины своей длины.

При эксплуатационных нагрузках пластмассовые втулки находятся в верхней части пазов. При воздействии на транспортное средство высокоскоростной нагрузки, вызванной взрывом мины или ударом транспортного средства о землю при его аварийной жесткой посадке, втулки деформируются (истираются) и плавно проваливаются в пазы, гася часть импульса. Причем верхняя пара втулок начинает деформироваться сразу, а нижняя пара втулок (благодаря своей геометрии) деформируется с некоторым опозданием, обеспечивая процессу гашения импульса большую плавность.

Верхняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов. Кронштейны соединены (сварены) между собой протяженным элементом (металлической трубкой) для придания конструкции жесткости. Каждый кронштейн состоит из двух гнутых пластин, скрепляемых между собой посредством болтовых соединений. Верхние пластины крепятся к лонжеронам крыши транспортного средства и имеют вырезы. Вырезы выполнены таким образом, что пластина представляет собой два рычага, соединенные между собой тонкими перемычками. В момент импульсного воздействия пластина деформируется: рычаги смещаются относительно друг друга, что позволяет погасить часть импульса.

Нижняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов, сваренных между собой двумя металлическими трубками для придания конструкции жесткости, и четырех переходных пластмассовых (фторопластовых) пластин. Переходные пластины служат для дополнительной фиксации указанных капролоновых втулок, для чего имеют специальные отверстия необходимого диаметра, а также для минимизации трения и износа при смещении нижней и верхней частей подвеса относительно друг друга.

Крепление подвеса к креслу осуществлено посредством шести болтовых соединений. Характерным элементом крепления являются пазы в кронштейнах нижней части подвеса, в которые вставляется трубка кресла. В пазах имеется зубец, на который при эксплуатационных нагрузках опирается трубка. В момент взрыва зубец сминается, гася часть импульса, при этом кресло с сидящим в нем человеком смещается не только вниз, но и вперед с разворотом назад, что обеспечивает снижение продольных перегрузок и их рациональное восприятие человеком.

Кресло представляет собой сиденье и спинку, соединенные между собой основой. К спинке кресла для фиксации головы члена экипажа крепится подголовник. Крепление подвижное и позволяет задавать необходимую высоту подголовника. Под сиденьем находится подножка, служащая подставкой (упором) для ног и исключающая их прямой контакт с полом в момент взрыва. Подножка соединена с основой кресла газовой пружиной (поршнем), позволяющим фиксировать подножку в сложенном (убранном под сиденье) положении при неиспользовании кресла.

Основа кресла соединяется с подвесом, как описано ранее. Кроме того, в основе находится подвижный зацеп, фиксирующий спинку кресла в рабочем (поднятом) положении. При необходимости спинку и сиденье (каждое в отдельности) можно сложить.

Спинка состоит из мягкого ложемента на фанерной основе, металлического каркаса и соединяющих их между собой пластин. Соединительные пластины крепятся к ложементу при помощи болтовых соединений. Крепление соединительных пластин к каркасу спинки имеет две особенности: во-первых, это фигурные вырезы вокруг соединительных отверстий, обеспечивающие гашение импульса за счет деформации металла, во-вторых, это крупные фигурные шайбы, предотвращающие вырывание или вминание болтов (смещение опорной поверхности).

Каркас спинки состоит из левого и правого кронштейнов, которые соединены между собой поперечными пластинами. Пластины крепятся к кронштейнам на заклепки. Упругость пластин в момент взрыва предотвращает смятие каркаса, связанного с продавливанием спинки вглубь конструкции.

Конструкция сиденья (каркас, ложемент, соединительные пластины и способы их соединения) аналогична конструкции спинки.

Человека в кресле надежно удерживает 4-точечный ремень безопасности.

Конструкция амортизационного кресла может иметь отличия в геометрии верхней части подвеса. Отличия определяются типом транспортного средства, в котором устанавливается кресло, а также геометрией кузова.

1. Амортизационное кресло транспортного средства, содержащее собственно кресло и систему амортизации, отличающееся тем, что система амортизации содержит подвес, предназначенный для крепления всей конструкции к лонжеронам крыши транспортного средства и содержащий верхнюю и нижнюю части, соединяемые между собой болтами, размещенными в пазах, в пазы верхней части подвеса болты вставлены через пластмассовые втулки, при этом пазы выполнены с сужением сверху вниз, причем верхняя пара пазов выполнена с сужением по всей своей длине, а нижняя - с середины своей длины, кресло представляет собой сиденье и спинку, соединенные между собой основой, под сиденьем расположена подножка, служащая подставкой для ног и исключающая их прямой контакт с полом в момент взрыва, подножка соединена с основой кресла газовой пружиной, основа содержит подвижный зацеп, фиксирующий спинку кресла в рабочем положении.

2. Кресло по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть подвеса состоит из левого и правого кронштейнов, соединенных между собой для придания конструкции жесткости, при этом каждый кронштейн состоит из двух гнутых пластин, скрепляемых между собой посредством болтовых соединений, причем верхние пластины выполнены с возможностью крепления к лонжеронам крыши транспортного средства и содержат вырезы, выполненные таким образом, что пластина представляет собой два рычага, соединенные между собой тонкими перемычками.

3. Кресло по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть подвеса содержит левый и правый кронштейны, сваренные между собой для придания конструкции жесткости, и четыре переходные пластмассовые пластины, предназначенные для дополнительной фиксации пластмассовых втулок в выполненных в указанных пластинах отверстиях, а также минимизации трения и износа при смещении нижней и верхней частей подвеса относительно друг друга.

4. Кресло по п.1, отличающееся тем, что в кронштейнах нижней части подвеса выполнены пазы, в которые вставлен протяженный элемент, соединяющий левый и правый кронштейны, при этом в пазах выполнен зубец, на который при эксплуатационных нагрузках опирается указанный протяженный элемент.

5. Кресло по п.1, отличающееся тем, что спинка кресла состоит из мягкого ложемента на фанерной основе, металлического каркаса и соединяющих их между собой пластин с фигурными вырезами вокруг соединительных отверстий.