Балластное снаряжение для подводного пловца

Балластное снаряжение для подводного пловца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к водному спорту, к водолазному снаряжению, в частности к средствам балластировки и балансировки плавучести при открытом дыхании с глубины до восьми метров.

При работе под водой водолазом для преодоления положительной плавучести изначально берется повышенная масса груза наспинной и нагрудной панелей и пластин (патент RU №2209150 С2, 27.07.2003, В 63 С 11/02), используется утяжеленная свинцовая обувь, в целом учитывая воздушные емкости костюмов, скафандра, некоторых рабочих инструментов, устойчивость и остойчивость при работе, в том числе при подводных течениях.

У дайверов в качестве балласта является акваланг и поясной ремень с утяжелителями, подбираемыми опытным путем (например, патент FR №2671047 А1, 03.07.1992, В 63 С 11/30 - пояс со свинцовыми вкладышами, патент GB №2287870 А, 04.10.1995, B 63 С 11/30 - пояс с наплечными ремнями, с плечевыми воздушными ремнями - патент FR №2689481 A1, 08.10.1993, В 63 С 11/30). Известен балласт в виде нагрудного (патент FR №2816814 A1, 24.05.2002, А 45 F 3/04), наспинного, нашейного груза (патент FR №2778889 A3, 26.11.1999, В 63 С 11/30), мягких прессованных утяжелителей на лодыжках.

Обувь подводника громоздка, неудобна, не учитывает индивидуальные запросы по размеру, массе и комфортности. В спорте имеется тренажерная обувь для дополнительных нагрузок на икроножные мышцы в виде сандалий и ботинок с креплением утяжеленных подошв винтами (патент US №1990970, 12.02.1935, 36-132, патент US №2545910, 20.03.1951, 36-132, патент СВ №2100969 А, 12.01.1983, А 43 В 13/10 и патент US №4686781, 18.08.1987, 36-132), но масса их недостаточна и они несовместимы с водной средой. Так как свинцовая подошва или прокладка имеют жесткий модуль упругости, то энергозатраты возрастают, их можно снизить, если учитывать особенности функционирования стопы и голеностопного сустава (патент US №2395767, 26.02.1946, 36-11.5).

Завышенную массу балласта водолазов и дайверов потребовалось компенсировать системами балансировки плавучести. Наиболее наглядно процесс балансировки представлен в патенте US №3967459, 06.07.1976, 405-186, прототип, но в нем используется повышенная масса балласта вплоть до помех передвижениям и повышенный объем воздушной емкости.

На мелководье при подаче воздуха с поверхности воды для подводного пребывания не требуется тяжелое техническое оснащение водолаза и акваланг дайвера, тем более в теплых водах и при не продолжительных уходах под воду. При этом требуется меньше балласта, так как он впрямую зависит от потребности индивидуального погашения положительной плавучести пловца, а балансировка обходится меньшим объемом воздуха. Но подбор, распределение, центровка и фиксация балласта должны позволять свободно удерживать необходимую глубину, погружаться, находиться на дне и подниматься с учетом горизонтальных (по положению тала) и вертикальных передвижений в водной массе и на дне в условиях комфортности и безопасности, что требует новых технических решений. Так, если использовать только пояс с утяжелителями, то он потребуется тяжелее (в отсутствии части тяжести акваланга) и станет трудноуправляемым, нарушается центровка груза и координация движений. Причем воздушная емкость привлекается в роли компенсатора с поддувом и сбросом воздуха и в качестве прокладки балласта. Неправильное распределение скоплений воздуха в пазухах емкости может приводить также к опрокидованию, в том числе лицом вниз на поверхности воды.

Целью изобретения является разработка балластного снаряжения с возможностью балластировки и балансировки плавучести применительно к открытому, в том числе принудительному дыханию с поверхности воды на глубине до восьми метров, удобного для комфортного и безопасного плавания, зависания, вертикального пребывания в массе воды и на дне открытых и закрытых водоемов.

Указанная цель достигается там, что предлагаемое балластное снаряжение включает не только наличие разного груза и его балластировку, но и обеспечение подъемной силой воздушной емкости с устройством поддува и сброса воздуха. Так как Архимедова или сила плавучести численно равна удельному весу воды, умноженному на объем вытесненной телом воды, для подводного пловца важно знать разность между подъемной силой его объемом вытесненной воды и массой его тела (определяемого взвешиванием), умноженной на ускорение силы тяжести. Такая разность характеризует плавучесть его тела, которая может быть положительной, нулевой или отрицательной. Погашение положительной плавучести осуществляется балластом, а отрицательная компенсируется объемом воздуха в емкости снаряжения.

Балласт, используемый на малой глубине без акваланга, отличается разнообразием конструктивных соединений частей балласта и их распределения спереди и сзади на верхней части тела человека с соблюдением требований баластировки и эргономики, размещением воздушной емкости балансировки плавучести. Например, предлагается свинцовая пластина в виде облегающего панциря с отводами, переходящими в подвесные плечевые и поясной ремни. При этом балласт находится на спине с равномерным по занимаемой площади распределением и фиксацией в четырех местах, не мешает движению конечностей - рук и ног, оставляет свободным пространство на груди, не заслоняет поле зрения. Панцирь занимает наиболее неподвижную реберную часть спины взрослого человека и подростка; не затрагивая шейные и поясничные позвонки, а боковые выемки обеспечивают свободу движений рук назад. Масса панциря меняется в зависимости от его площади и толщины, так, например, при площади в 1000 см² и толщиной в 0,5 см составляет 5,7 кг, 0,6 см - 6,8 кг, 0,7 см - 7,9 кг, 0,8 см - 9,1 кг, 0,9 см - 10,2 кг, 1 см - 11,3 кг и т.д. У женщин грудные железы по нагрузке плечевых ремней обойдены кольцами, в том числе эллиптической конфигурации, из нержавеющей стали. В панцирь впаяны дополнительные металлические вставки с отверстиями, которые, например, используются для крепления декоративной одежды. Панцирь имеет цветное полимерное покрытие.

Плечевые ремни крепятся к поясному карабинами и пряжками подтягивания ремней. В случае необходимости справа и слева от места крепления на поясной ремень надевают утяжелители в виде свинцовой пряжки, например, в 0,5 кг (5 см шириной и 6 см высотой, с двумя прорезями для ремня (0,5×4 см каждая), т.е. площадь пряжки - 26 см², ее толщина из свинца - 1,7 см).

В качестве воздушного компенсатора и прокладки под свинцовый панцирь помещают цветную эластичную воздушную емкость, непережимаемым объемом до 3 л, которая обеспечивает выступающим вверху на спине воздушным пузырем оптимальное горизонтальное положение пловца под водой - голова пловца находится выше ног, не сдавливает грудную плетку, не мешает брюшному и грудному дыханию пловца, нет его опрокидывания при всплытии и выглядит как наплечная и наспинная накидка на безрукавку типа тельняшки. Спереди воздуховодные отводы емкости, немного выступая, находятся под отводами панциря и затем уходят вбок и назад, напоминая лямки рюкзака, соединяясь с наспинной частью емкости. Сзади емкость накрывает верх спины, опускается под панцирем и закреплена к нижнему краю балласта. Наполнение пневмоемкости осуществляется через отводную трубку со страховочным зажимом, надетую на мундштук с вентилем перекрытия воздуховода. Мундштук вставлен в корпус загубника вне ротовой полости. На плечевом отвода панциря, на котором отсутствует крепление шланга воздухозабора, не постоянно закреплен боковой край водопроницаемого кармана с молнией для мелких вещей и инструмента, другой край крепится кнопками к другому отводу.

Удовлетворяя эстетические потребности отдыхающих и работающих в прибрежных водах водоемов, внешний вид балласта может быть многообразным. Так предлагаются: мушкетерская накидка - свинцовый лист, сверху полуобводящий тело, серединой приходящейся на плечи с круглой или эллиптической прорезью в центре для свободного прохода головы, края листа обрезают по конфигурации груди и спины, для женщин делают дополнительные вырезы для грудных желез; свинцовый жилет с дополнительными вырезами на груди в женском варианте; туника - ленточная свинцовая конструкция - платье из горизонтально и вертикально (в том числе в виде плечевых ремней) соединенных (спаянных) лент с большими просветами и вырезами; лестница - две длинные свинцовые толстые ленты, округло согнутые пополам, соединены поперечными перекладинами с пропуском одной из них в середине для головы и еще одной впереди в женском варианте; штакетник - из вертикальных свинцовых планок, понижающихся по высоте к середине, крайние планки соединены плечевыми лямками с такими же высокими планками на спине, спереди в женском варианте две планки укорочены, крепление - двумя поперечными планками спереди и сзади с завязками по бокам; сетчатая майка - из пересечений свинцовой проволоки, в том числе на стальной или другой металлической арматуре; цепная майка - из продолговатых свинцовых колец, литых или спаянных между собой со свободными пространствами для грудных желез; якоря (майка) - по два якоря, наклоненных и пересекающихся между собой спереди и сзади, соединены плечевыми цепями и в двух местах фалами по бокам. При изготовлении учитывается пластичность свинца, его возможный разрыв от своей тяжести, покрытие цветным полимерным материалом, тканевой обшивкой.

Для вертикальных передвижений разработаны утяжелители для ног, надеваемые на спортивную обувь или на стопу, в виде металлических, например, из нержавеющей стали, или толстостенных пластмассовых пустотелых платформ с двумя камерами - в подошве, с двумя отдельными опорными продольными перегородками внутри, не соединяющимися с боковыми стенками, и в увеличенном заднике с отверстием вверху, герметично закрываемом пробкой или крышкой. Через верхнее отверстие задника засыпают свинцовую дробь и доводят утяжелитель до массы в 3 кг, снижают массу заменой части свинца на сухой песок или опилки. Надевание делается шнуровкой от носка до верха платформы через проволочные дужки, припаянные на стыке верха и покатых боковых стенок подошвы, вогнутой спереди и выпуклой сзади стенок задника. При плоском верхе камеры подошвы ее низ - собственно подошва выполнена покатой от почти прямоугольного носка - места стыковки верха и низа подошвы к толстому (вместе с увеличенным задником) каблуку. Утяжелители унифицированы, то есть вне учета пола и ноги (правая или левая), что позволяет их использовать будучи в спортивной обуви или без нее, дополнительно надевать шерстяные носки или полиэтиленовые чулки, сапоги или пакеты, чтобы обеспечить комфортность голени, голеностопному суставу и ступне (сухость и водонепроницаемость).

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена пластина - панцирь (вид сзади), на фиг.2 - пластина и ее оснащение спереди, на фиг.3 - утяжелитель ноги, на фиг.4 - балластное устройство спереди в виде мушкетерской накидки (женский вариант), на фиг.5 - в виде свинцового жилета (женский вариант), на фиг.6 - в виде туники - женского платья, на фиг.7 - в виде лестницы (женский вариант), на фиг.8 - в виде штакетника (мужской вариант), на фиг.9 - в виде сетчатой майки, на фиг.10 - в виде цепной майки, на фиг.11 - в виде якорей (мужской вариант).

Форма пластины 1 (см. фиг.1 и 2), выполненной с учетом анатомических и физиологических особенностей спины человека, включает плечевые и поясные отводы 2, которые переходят в плечевые 3 и в поясной 4 ремни. Плечевые ремни карабинами крепятся к поясному, при потребности рядом с креплением подвешивается свинцовый балласт 5 в виде пряжек в 0,5 кг каждая. К одному из спинных отводов 7 вверху зафиксирован нижний конец воздухозаборного шланга 6, который по плечу переходит вперед и на уровне ключицы имеет второе крепление 8. Под плечевыми отводами 2 проходят отводы 9 воздушной емкости 10, крепящейся в низу пластины 11, а вверху на самой пластине - ручка 12 для переноски панциря. При виде спереди (см. фиг.2) отмечена воздушная емкость 10, ее плечевые отводы 9, безрукавка 13, отводная трубка 14, ее страховочный зажим 15, мундштук 16 с вентилем закрытия воздуховода 17, загубник 18, а также впаянные кнопки 19 для крепления нагрудного кармана 20 для мелких вещей и инструмента. Утяжелитель ноги (см. фиг.3) содержит платформу 21 - камеру подошвы 22 вместе с камерой каблука и увеличенного задника 23, а также две опорные продольные перегородки 24 в камере подошвы, дужки 25 для шнуровки и отверстие с герметично закрываемой пробкой или крышкой 26 на верху увеличенного задника. Вся поверхность утяжелителя покрыта цветным полимерным материалом, а верх камеры подошвы и вогнутая стенка задника могут иметь дополнительное тканевое покрытие.

Перед сходом под воду пловец проверяет массу балласта, которую берет с собой: свинцовый панцирь, добавления на поясном ремне (которые он может снимать или добавлять одноразово, пользуясь контактной бечевкой с партнером на поверхности воды), обувь. Производит надевание ласт или шнуровку обуви, надевает безрукавку, воздушную емкость и наспинный панцирь с закрепленным на плече шлангом воздухозабора, подгоняет и закрепляет ремни, кнопками на груди на отводе пристегивает карман с молнией. Через отводную трубку в воздушную емкость ртом, вдыхая носом, или на время вдоха ртом пережимая трубку, накачивает (если предполагает потребность) 2-3 литра воздуха и отводную трубку соединяет с мундштуком на загубнике, при этом вентиль воздуховода закрыт, страховочный зажим снят. При уходе под воду в зависимости от занятости: плавание, зависание, донная работа и отдых пловец производит балансировку: воздух выдоха в воздушную емкость добавляет (открывает вентиль во время выдоха, закрыв ладонью клапан выдоха), либо воздух стравливает, открывая вентиль на время выдоха, для вдоха свежим воздухом вентиль закрывает (вместо закрытия вентиля трубку можно пережимать). При избытке стравляемого воздуха пловец снимает трубку с мундштука при закрытом вентиле, выпускает воздух и надевает для завершения балансировки. На следующие заходы под воду можно снять часть балласта, которая компенсируется воздухом. Такой объем воздуха можно определить, если по выходе на берег воздух емкости пропустить через прибор измерения воздушной емкости легких (спирометр) и сделать поправку на глубину, на которой пловец был, учитывая снижение объема вытесняемой воды на 5% с каждым метром погружения воздушной емкости под воду.

В случае экстренной необходимости, растегнув боковые кнопки нагрудного кармана и поясной ремень, снаряжение сбрасывается. Оно вытаскивается наверх с верхнего конца дыхательного шланга.

Система балласта с воздушной емкостью может надеваться на костюмы для дайвинга, легководолазные комбинезоны, так же как они могут быть под одеждой, в частности, для представлений под водой. Снаряжение пригодно для аквааэробики и оздоровительных процедур.

1. Балластное снаряжение для подводного пловца, содержащее наспинную свинцовую пластину с отводами, соединенными с плечевыми ремнями, и утяжелители для ног, каждый из которых имеет подошву с задником, выполненным с передней вогнутой и задней выпуклой стенками, отличающееся тем, что упомянутая пластина выполнена в виде имеющего цветное полимерное покрытие панциря с отводами, соединенными с поясным ремнем, имеющим съемные свинцовые пряжки, и с впаянными в него металлическими вставками с отверстиями для крепления декоративной одежды и подкладкой в виде эластичной воздушной емкости для регулирования плавучести, прикрепленной своим нижним краем к нижней части панциря и выполненной объемом менее 3 л, с плечевыми воздухоотводами, соединенными по типу рюкзачных ремней с наспинной частью емкости с возможностью расположения под отводами панциря, причем один из этих воздухоотводов сообщен с отводной трубкой для поддува и выпуска воздуха, имеющей зажим и мундштук с вентилем для подсоединения к загубнику, при этом плечевые ремни выполнены с карабинами для их соединения с поясным ремнем, а подошва с задником каждого из утяжелителей для ног имеет каблук и выполнена из металла с цветным полимерным покрытием или из пластика, с дужками для шнуровки и полостью, заполненной через выполненное на верхней части задника отверстие с герметичной пробкой или крышкой свинцовой дробью или смесью этой дроби с сухим песком или опилками, при этом носок подошвы выполнен прямоугольным, ее боковые стенки - покатыми к низу, а нижняя - покатой от носка к каблуку, причем в полости подошвы выполнены две продольные перегородки, не соединенные со стенками.

2. Балластное снаряжение по п.1, отличающееся тем, что плечевые ремни выполнены с кольцами для обхода этими ремнями грудных желез.