Установка определения относительной плавучести подводного пловца

Установка определения относительной плавучести подводного пловца

Реферат

Изобретение относится к водному спорту, к средствам балластировки и балансировки плавучести подводного пловца.

Подъемная плавучесть физического тела под водой по закону Архимеда численно равна массе объема воды, вытесненной телом, умножение которой на удельный вес воды определяет подъемную Архимедову силу тела. Соотношение подъемной плавучести и массы тела определяет способность тела удерживаться на воде или тонуть, т.е. вид плавучести как положительная, отрицательная, нулевая (нейтральная) - Занин В.Ю. и др. Снаряжение подводного пловца. Санкт-Петербург, Издательство ООО "Культурная инициатива", 2003 г.

Попадая под воду, пловец подвергается многофакторному воздействию водной среды, в частности, по его плавучести и используемого снаряжения. Так акваланг снижается по размеру отрицательной плавучести во время расходования сжатого воздуха, костюм, компенсатор снижают положительную плавучесть под воздействием давления воды, недостаточно известны положительная или отрицательная плавучесть берущегося другого снаряжения, оборудования, инвентаря и инструментов. Например, пловец одевает себе на пояс две свинцовые пряжки по 500 г каждая, которые вытесняют 88,18 см³ воды и их отрицательная плавучесть становится -911,82 г, а 1 кг алюминия под пресной водой становится -629,6, железа -872,9 г, политетрафторэтилена от -528,3 до -561,4 г отрицательной плавучести.

Путем проб и ошибок пловец подбирает требуемый для плавания и ныряний балласт дополнительно к тяжести акваланга, например, имеется более десятка видов утяжелителей на поясе, нагрудного, наспинного, нашейного груза, тяжелой обуви, мягких прессованных утяжелителей, в том числе на лодыжках. Преодоление возникающей повышенной отрицательной плавучести у подводных пловцов потребовало разработки спасательных средств, аварийного сброса балласта и снаряжения, громоздких воздушных емкостей (патент US №3967459, 06.07.1976, 405-186), воздушных емкостей с замещением воздуха водой и наоборот для регулирования плавучести (патент SU №656492, 05.04.1979, В63С 11/30), водолазных жилетов (авт. св SU №740602, 15.06.1960, В63С 11/04), а затем и компенсаторов», в том числе с сенсорами давления и электронного контроля автоматического поддува воздуха или его сброса (патент US №5483405, 09.01.1996, 405-136). Работа компенсатора с выходом на нужную для пловца плавучесть это интегральный учет всех составляющих плавучести, но проходит он в уже ограниченных, затрудненных выбором решений, иногда в непредсказуемых, экстремальных условиях.

При решении поставленной технической задачи выявлены аналоги в разработках ареометров (авт. св. SU №735965, 25.05.1980, G01N 9/12), плотномеров, гидрометров, спиртомеров, сахаромеров, которые используют вертикальные воздушные емкости с балластом внизу и позволяют измерять плотность, процентное содержание растворенных веществ, градусы спиртовых растворов, а также техническая разработка, связанная с определенной погружаемостью поплавка (авт. св. SU №135268, 1961, G01L 13/04).

Цель изобретения - разработать установку определения в натурных условиях под водой вида и размера положительной или отрицательной плавучести пловца, дайвера, водолаза как в привычное подводном снаряжении, так и без него, отдельно для каждого предмета снаряжения для оптимальной балластировки и балансировки каждого погружения пловца.

Указанная цель достигается тем, что предлагается установка, содержащая закрытый пустотелый металлический или пластмассовый цилиндр со шкалой прямых показаний замеров положительной или отрицательной плавучести подводного пловца, балласт, отдельный круглый поплавок, а также выполненные из нержавеющей стали круглая плашка и разборная труба-стойка с двумя крестовинами для расположения на них подводного пловца. Масса установки с балластом, выполненным в виде залитого в трубу-стойку свинца, по отрицательной плавучести является противовесом воздушной емкости и равна массе воды, вытесненной половиной объема воздушной емкости цилиндра, что обеспечивает расположение середины вертикали упомянутого цилиндра и нулевой отметки шкалы на границе раздела водной и воздушной сред. Замерами сразу определяется в конкретных условиях плавучесть - разность между массой объема вытесненной воды телом пловца, предметами его снаряжения и их массой.

Например, закрытый пустотелый металлический или пластмассовый цилиндр выполнен радиусом 10,3 см, высотой в 3 см, он вытесняет пресную воду объемом в 1 л и массой в 1 кг, т.е. при установке балласта отрицательной плавучестью в -15 кг с расположением середины вертикали упомянутого цилиндра, которая по шкале является нулевой отметкой на границе раздела водной и воздушной сред, необходимо пространство цилиндра над и под водой высотой по 45 см и разметкой цифрами через 3 см шкалы, приходящихся на 1 кг, и рисками каждых 0,1 кг от 0 вверх до -15 кг для определений отрицательной плавучести пловца с или без предметов снаряжения и вниз до 15 кг для определений положительной плавучести пловца и воздухосодержащих физических тел. Причем шкалу, например, в типографии можно выполнить заранее и с трех сторон приклеить на внешнюю стенку цилиндра. На высоту ±3 кг от нулевой отметки стенка цилиндра может быть окрашена в виде зеленого пояса, отмечающего, что данные положительной или отрицательной плавучести пловца в снаряжении в пределах физиологической нормы мышечных усилий при плавании, на высоту шкалы от +3 до +6 кг и от -3 до -6 кг - в виде двух желтых поясов, как предупреждения об опасности в параметрах плавучести по предстоящим физическим перегрузкам, от +6 до +15 и от -6 до -15 кг - в виде двух красных поясов, как недопустимости таких параметров и необходимости компенсации балластом или воздушной емкостью.

По центру нижнего торца цилиндра крепится из нержавеющей стали круглая плашка с резьбой и крючками для подвески предметов снаряжения пловца. В планку вкручивается и поджимается гайкой двухметровая нержавеющая труба-стойка. Ее верх до 30 см имеет резьбу для крепления гайками в случае необходимости дополнительного балласта - свинцовых плашек, например, при проварке объемов и работы компенсаторов. В низ резьбы вкручена и поджата сверху гайкой крестовина, длина планок которой от центра трубы 15-20 см с тем, чтобы задержать провал поплавка при случайном переполнении балластом. Около трубы над крестовиной крепится сетка для дополнительных воздушных емкостей при замерах повышенной отрицательной плавучести, например пловца в полном снаряжении с дополнительным оборудованием и инвентарем. Нижняя часть трубы-стойки от верхней крестовины может быть съемной и тогда крестовина используется пловцом для удержания тела руками и его фиксации на время замера плавучести, при этом требуемый постоянный балласт, например, - 15 кг добирается к имеющейся массе установки и крепится на резьбовой части трубы или во внутрь резьбовой части трубы заливается свинец. Если нижняя часть трубы около 170 см остается, то балласт заливается в ее низ, предусматривая дренаж возможных воздушных полостей, а на конце трубы устанавливается такая же крестовина для ног пловца. Труба выполняет функцию стойки, держась за которую пловец может выполнять центровку веса тела, приседая, если высота стойки недостаточна, либо держась руками за верхнюю крестовину. На выступающие концы планок крестовин надеваются пластмассовые насадки для профилактики травм.

Для устранения горизонтальных перемещений воздушной емкости цилиндра, снятия водной ряби предлагается круглый поплавок, который выполнен по центру с отверстием, посредством чего поплавок надет с зазором на цилиндр и опущен своей верхней частью к нулевой отметке, что обеспечивается гашением плавучести поплавка, например, до 90%, при радиусе поплавка 30 см и высоте 10 см требуемый балласт -20,3 кг может быть в виде свинцового диска внутри на дне или заливом водой через отверстие с пробкой на верхней круговой плоскости. С таким погружением поплавок, имеющий скошенную верхнюю круговую перед цилиндром кромку отмеченного отверстия, выполнен с возможностью расположения нижнего края кромки (по приведенным параметрам гашения ниже на 1 см) напротив нулевой отметки шкалы цилиндра, что удобно для съема показаний измерений. Через поплавок установка может быть съемно фиксирована к угловым стенкам бассейна, привязанной к борту бассейна, судна, к стенке постройки, к свае с возможностью подниматься и опускаться по вертикали в зависимости от перемены уровня воды в водоеме. В спокойной воде вместо поплавка можно использовать белую вспененную пластмассовую круглую пластину со свободным вырезом для движений цилиндра и возможностью просмотра нулевой отметки и затем показаний шкалы цилиндра.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена установка определения плавучести подводного пловца, содержащая закрытый пустотелый цилиндр 1 со шкалой отрицательной плавучести 2 и со шкалой положительной плавучести 3, трубу-стойку 4, вкрученную в плашку 5, закрепленную на нижнем торце цилиндра, верхнюю крестовину 6 и нижнюю 7, на которую встает пловец под водой, а также поплавок 8 с балансировкой, например, свинцовым диском 9 внутри на его дне или залитой водой и верхней скошенной кромкой центрального отверстия поплавка для считки по ее нижнему краю 10 показаний шкалы перемещающегося цилиндра 1. Для предметов снаряжения имеются крючки 11 для подвешивания ласт, охотничьего ружья, ножа, оборудования, инвентаря, инструментов, других предметов, сетки 12 для компенсатора, бутылочных и канистровых воздушных емкостей и воздухоемких предметов снаряжения,

При определении плавучести пловец погружается в воду либо с борта лодки, судна (по шторм-трапу), бассейна, в котором возможна лестница со ступеньками, приближающими к крестовинам, либо на открытом пространстве, подныривая под установку, берясь руками за трубу-стойку или за верхнюю крестовину, ступая ногами на нижнюю, предварительно выдохнув, замирая на короткое время определения плавучести, а затем подплывая к лестнице или выныривая. Съем показаний делается опытным пловцом, обеспечивающим безопасность, либо с борта лодки, судна, бассейна, либо со сложенного для сиденья надувного матраца на открытом водном пространстве. Связь с пловцом под водой может быть условным постукиванием по трубе-стойке, крестовине, цилиндру.

Определив вид и размер плавучести, пловец заранее может предусмотреть особенности его экипировки для труда и отдыха, учесть необходимый балласт и его распределение в подвесной системе, требуемые параметры работы компенсатора, либо отдельных воздушных емкостей. Установка удобна для тренажерных процедур балластировки и балансировки снаряжения, оборудования, инвентаря, инструментов пловца. Установка легко модифицируется в размерности измерений физических тел, в т.ч. в других жидкостях.

1. Установка определения плавучести подводного пловца, содержащая закрытый пустотелый металлический или пластмассовый цилиндр со шкалой прямых показаний замеров положительной или отрицательной плавучести подводного пловца, балласт, отдельный круглый поплавок, а также выполненные из нержавеющей стали разборную трубу-стойку с двумя крестовинами для расположения на них подводного пловца и круглую плашку с крючками для предметов снаряжения подводного пловца, имеющих отрицательную плавучесть, и сетки для предметов, в том числе для воздушных емкостей, имеющих положительную плавучесть, причем круглая плашка прикреплена по центру нижнего торца упомянутого цилиндра, труба-стойка вкручена в эту плашку и поджата гайкой, балласт выполнен в виде залитого в трубу-стойку свинца до массы установки, равной массе воды, вытесненной половиной объема воздушной емкости цилиндра, для обеспечения расположения середины вертикали упомянутого цилиндра и нулевой отметки шкалы на границе раздела водной и воздушной сред, а указанный круглый поплавок выполнен по центру с имеющим скошенную верхнюю кромку отверстием, посредством которого он надет с зазором на цилиндр, и с возможностью его балластировки заливом воды до расположения нижнего края скошенной кромки напротив нулевой отметки шкалы для удобства съема показаний измерений.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пустотелый закрытый металлический или пластмассовый цилиндр выполнен радиусом 10,3 см, масса установки с балластом выполнена по отрицательной плавучести - 15 кг, равной массе воды, вытесненной половиной объема воздушной емкости цилиндра, при этом шкала выполнена длиной по 45 см вверх и вниз от нулевой отметки - середины его вертикали на границе раздела двух сред и разметкой цифрами через 3 см шкалы, приходящихся на 1 кг, и рисками 0,1 кг от 0 вверх до - 15 кг для определения отрицательной плавучести пловца с или без снаряжения и вниз до 15 кг для определения положительной плавучести в пресной воде.