Способ обеспечения безопасности пассажиров и экипажа при аварийных ситуациях транспортного средства

Способ обеспечения безопасности пассажиров и экипажа при аварийных ситуациях транспортного средства

Реферат

Изобретение относится к области транспортных средств и предназначено для повышения безопасности экипажа и пассажиров в случае как дорожно-транспортного происшествия, так и аварийной самолетной ситуации.

Известны различные устройства и способы, предназначенные для повышения безопасности наземных транспортных средств. Одним из таких устройств является ремень безопасности, первый патент на который был выдан в США еще в 1885 г. Первый ремень безопасности был двухточечным. Позже в 1958 году был изобретен трехточечный ремень. В настоящее время известно большое количество подобных технических решений: патент РФ №2174077, B60R 22/48, опубл. 27.09.2001, патент РФ №2323108, B60R 22/19, опубл. 27.04.2008, патент РФ 2375216, B60R 22/10, B60R 22/20, опубл. 10.12.2009, и др. Сущность всех этих решений заключается в удержании водителя и пассажиров в кресле при помощи ремня.

Недостатками данных технических решений является то, что при столкновении ремень резко тормозит тело человека, в то время как голова, руки, ноги остаются не защищены от повреждения. К тому же ремень безопасности не предохраняет людей от ранения осколками стекла.

Следующим шагом в решении вопроса безопасности стала подушка безопасности. Известны технические решения: патент США №2649311, B60R 21/16, опубл. 18.08.1953, заявка США 2010244409, B60R 21/16, опубл. 30.09.2010, патент Германии №10224771, В32В 27/12; В32В 5/26, опубл. 08.01.2004, и др. Все эти технические решения основаны на том, что при столкновении транспортного средства с препятствием сигнал от датчиков поступает на систему надува, которая мгновенно срабатывает и выпускает подушку.

Недостатком данных устройств является то, что резкое развертывание подушки может травмировать людей или даже привести к смертельному исходу. Подушки, которые не раскрылись при столкновении, могут сработать через некоторое время, нанеся ранения или приведя к гибели спасателей, находящихся внутри автомобиля. Кроме того, при раскрытых подушках безопасности значительно уменьшается объем кабины транспортного средства, вследствие чего человеку становится труднее выбраться из кабины самостоятельно. Надувающаяся с высокой скоростью подушка дает большую нагрузку на барабанные перепонки. К тому же подобные подушки не предохраняют людей от травмирования осколками стекла.

Известен патент Германии №854157, B62D 21/15, опубл. 30.10.1952. Сущность данного технического решения заключается в том, что кабина транспортного средства выполнена в виде жесткой конструкции, а остальные части, включая шасси, конструктивно деформируемые.

Недостатком данного устройства является то, что при сильном ударе продолжается инерционное движение тела человека, в результате которого человек может получить травмы, осколки стекла травмируют пассажиров и водителя.

Известно транспортное средство (заявка США №2010155154, B62D 11/02, B62D 11/04, B62D 33/063, опубл. 24.06.2010), содержащее вращающийся внутренний круглый в сечении корпус кабины, связанный с шасси посредством внешнего круглого в сечении корпуса кабины, кресла водителя и пассажиров, органы управления транспортным средством, устройство вращения, расположенные на внутреннем корпусе кабины. Передние колеса работают независимо и расположены на внутреннем корпусе вращающейся кабины, при этом колеса могут вращаться с различной скоростью в любом направлении.

Недостатком данного технического решения являются то, что кабина после поворота не фиксируется и будет вращаться вокруг собственной оси, что уменьшает безопасность водителя и пассажиров. Кроме этого колеса при наезде на препятствие блокируют вращение кабины. При этом от травмирования осколками стекла водитель и пассажиры также не защищены.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является Российский патент №2239573, описанное устройство, которое включает амортизатор и связанный с ним через одну или более основных тяг привод, закрепленный хотя бы на одном из элементов конструкции транспортного средства, необходимость в изменении положения которых относительно корпуса транспортного средства в процессе его движения отсутствует, при этом введен хотя бы один первый механизм возврата в исходное положение, связывающий амортизатор хотя бы с одним из элементов конструкции транспортного средства, необходимость в изменении положения которых относительно корпуса транспортного средства в процессе его движения отсутствует.

Недостатком данного решения является то, что при аварийных ситуациях на основании первого и второго законов Ньютона амортизатором не возможно медленное изменение больших значений ускорений, которые пропорциональны возникающей инерционной силы и которые бы не превышали медицинские нормы.

Техническим результатом изобретения является создание при аварийных ситуациях таких градиентных изменений отрицательных ускорений, при которых возникающие силы соответствовали бы медицинским нормам.

Поставленная задача решается следующим образом. Предположим, преграда транспортному средству возникла при его скорости 100 км/час, что примерно соответствует 28 м/сек. С этой инерционной скоростью относительно салона начинается движение пассажиров и экипажа. При возникновении препятствия скорость человека падает до нуля. Предположим амортизатор в течение одной секунды изменил скорость человека до нуля, при этом деформация амортизатора должна составить, при статических расчетах, более десяти метров, т.е. отрицательное ускорение составит 28 м/сек². При этом вес человека принят 100 кг. Таким образом, противодействующая сила, действующая на человека на основании второго и третьего законов Ньютона, в этом случае составит 2800 Н, что на порядок превышает медицинскую норму (если она составляет 28 кг-сил). При такой медицинской норме отрицательное ускорение не должно превышать 2,8 м/сек². Это значит, что при использовании ремня безопасности связанного с сидением салона транспортного средства и при превышении ускорения 2,8 м/сек² дальнейшее изменение ускорения в заданных пределах происходит за счет начавшегося движения, например, подпружиненного сидения. Для поддержания заданного значения отрицательного ускорения при значительных аварийных скоростях указанные меры безопасности явно не достаточны. Поэтому используем буферное устройство, расположенное между колесно-приводным устройством и салоном, представляющее собой трамплин, по направляющим которого имеет возможность передвижения салон транспортного средства при аварийных ситуациях. Причем у салона на крыше смонтирован багажник, содержащий поперечно установленные под заданным углом пластины, имеющие форму крыла самолета. Салон для самолетов может иметь форму планера, который при аварийных ситуациях отделяется для самостоятельного полета.

1. Способ обеспечения безопасности пассажиров и экипажа транспортного средства при аварийной ситуации, обеспечивающий безопасность людей с помощью ремней безопасности и амортизаторов, отличающийся тем, что для поддержания заданного отрицательного ускорения экипажа и пассажиров, возникающего при аварийной ситуации транспортного средства, ремни безопасности жестко связаны с подвижными сидениями, поддерживающими заданное отрицательное ускорение, при этом салон транспортного средства при возникновении инерционной силы приходит с помощью буферного устройства в движение по заданной траектории, одной из слагаемых которой является подъемная сила, возникающая вследствие поперечных пластин, установленных на крыше салона, имеющих форму крыла самолета.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что салон транспортного средства имеет конструкцию планера, который в аварийных ситуациях отделяется для самостоятельного полета.