DE68907037T2

DE68907037T2 - Schutzanzug mit hydraulischer Auftriebskraft.

Info

Publication number: DE68907037T2
Application number: DE89122751T
Authority: DE
Inventors: William J Adams; Kenton M Munson; Stephen G Wurst
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2009-12-09
Also published as: CA2006601C; EP0376027A2; US4925133A; CA2006601A1; EP0376027A3; IL92674A0; EP0376027B1; DE68907037D1; IL92674A; JPH0365495A; JPH07110638B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf den Schutz von Menschen die hohen Beschleunigungsniveaus ausgesetzt sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Kräfte auf den menschlichen Körper, die durch Auftrieb induziert werden, um die Grenzen zweckmäßigen Bewußtseins auszuweiten und zum Vermindern des Verletzungsrisikos.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Moderne Hochleistungskampfflugzeuge können Flugmanöver ausführen, die die Crewmitglieder sehr hohen Beschleunigungskräften aussetzen. Starke Belastungen werden durch solche Flugzeugmanöver auf die Besatzungsmitglieder ausgeübt. Tatsächlich können viele moderne Flugzeuge Flugmanöver durchführen, die jenseits der Erträglichkeit oder Toleranz der menschlichen Crewmitglieder sind. Infolgedessen gehen Kampfflugzeuge und ihre Crewmitglieder gelegentlich verloren als Ergebnis eines "Blackouts" oder einer Ohnmacht des Piloten.
Eine Flugzeugausrüstungsfehlfunktion oder schwierige Umweltbedingungen können gelegentlich die ordnungsgemäße Steuerung des Flugzeugs so schwierig machen, daß es unwahrscheinlich wird, daß das Flugzeug sicher gelandet werden kann. Feindfeuer in Kampfsituationen kann ein Flugzeug oder ein Crewmitglied ernsthaft beschädigen, wodurch es auch unwahrscheinlich wird, daß das Flugzeug zu einer sicheren Landung gebracht werden kann. In solchen Situationen kann der Ausstieg bzw. Auswurf der Crewmitglieder aus dem Flugzeug wünschenswert sein. Jedoch können in einigen Situationen die hohen Beschleunigungskräfte, die durch Katapultausstiegsysteme erzeugt werden, zu den Kräften hinzugefügt werden, die durch die Bewegung des Flugzeugs erzeugt werden, und die Gesamtkräfte können somit die Erträglichkeit oder Toleranz der Crewmitglieder überschreiten. Infolgedessen werden Piloten und ihre Crewmitglieder gelegentlich getötet oder schwer beschädigt oder verletzt als Ergebnis eines Auswurfs aus einem Flugzeug.
Mehrere Lösungen wurden vorgeschlagen zum Lösen des Problems hoher "g-Kräfte". Beispielsweise ist der Mitanmelder S. G. Wurst der Anmelder einer Patentanmeldung Serial Nr. 175 660 mit dem Titel "High 'g' Protection System" ("Hoch 'g' Schutzsystem"). Diese Patentanmeldung (desselben Patentinhabers wie die vorliegende Anmeldung, Rockwell International Corporation) zeigt ein Sitzrückhaltesystem zum Unterstützen des Insassen in einer nach vorne gelehnten oder vornübergebeugten Position. Dies ergibt eine verminderte hydrostatische Säule zwischen der Aorta und der Netzhaut des Auges und somit kann die Beschleunigung erhöht werden, der der Insasse ausgesetzt wird. Obwohl ein solches Rückhaltesystem eine verbesserte Fähigkeit des Fahrzeuginsassen hinsichtlich hoher Beschleunigungskräfte ergibt, ist der Insasse immer noch körperlichen Belastungen ausgesetzt. Die Belastung ergibt sich daraus, daß das Skelett den durch die Beschleunigung induzierten Anstieg des Gewichts der Körpermassen tragen bzw. stützen muß.
Der Mitanmelder W. J. Adams ist ein Mitanmelder einer Patentanmeldung Serial No. 249 794 mit dem Titel "Head Support/Spine Offloading Ejection Seat Insert" (vom gleichen Inhaber wie die vorliegende Anmeldung). Diese Patentanmeldung zeigt eine Einrichtung, die in einen vorhandenen Sitz eines Fahrzeugs einsetzbar ist zum Halten eines Crewmitglieds des Fahrzeugs in einer Vorwärts-Haltung während hoher g-Beschleunigung. Der Sitzeinsatz vermindert das Risiko einer Wirbelsäulen- bzw. Rückgratverletzung durch Entlasten der Wirbelsäule des Crewmitglieds und durch Unterstützen der Wirbelsäule in ihrer natürlichen Krümmung, wodurch schädliches Beugen bzw. Biegen der Wirbelsäule und ungleichförmige Lastverteilung über die einzelnen Wirbelübergänge oder -zwischenflächen hinweg zu verhindern.
Beginnend in den 40iger Jahren wurden zahlreiche Studien durchgeführt in verschiedenen Zentrifugen, um die Wirkung von Eintauchen in Wasser auf die menschliche g-Toleranz zu bestimmen. Die bemerkenswertesten dieser Bemühungen wurden 1958 in der Naval Air Development Center Centrifuge, in Johnsville, Pennsylvania (USA) durchgeführt. Wie von R. F. Gray und Korvettenkapitän M. G. Webb in "High G Protection", Aerospace Medicine, Mai 1961, berichtet wird, hielten die Personen +16 gz und +31 gx aus, wenn sie in eine wassergefüllte Kapsel getaucht waren. Die Wirkung des Eintauchens in eine Wasserkapsel wurde auch an der Mayo Klinik studiert, einschließlich Tests, die schon 1943 von E. H. Wood durchgeführt wurden.
Der erste praktische wassergefüllte g-Anzug wurde während des zweiten Weltkriegs entwickelt. Es wurde herausgefunden, daß der Anzug, der an ein Paar von hüfthohen Anglerhosen (hip waders) erinnerte, die g-Toleranz um 1 1/2 g erhöhte. Es wurd auch herausgefunden, daß ein Aufblasen des Anzugs mit Luft, die leichter und weniger hinderlich war, auch einen Anstieg der g-Toleranz um 2,2 g vorsah (Lambert, E. H.; Wood, E. H.; Baldes, E. J.; and Code, C. F.; Bericht Nr. 248, Office of Scientific Research and Development, 19. Januar 1944; Lambert, E. H.; Wood, E. H.; Baldes, E. J. und Code, E. F.; Bericht Nr. 308, Office of Scientific Research and Development, 27. Mai 1944). Nach vielen weiteren Modifikationen entwickelte sich schließlich der standardmäßige pneumatische g-Anzug aus diesen Studien. Der Standard-g-Anzug sieht eine Verbesserung der g-Toleranz um 2 bis 2,5 g vor.
US-Patent Nr. 2 228 115, ausgegeben an M. R. Holste, zeigt einen wassergefüllten Anzug, der den gesamten Körper bedeckt einschließlich der Füße und Hände, und zwar von der Halsbasis hinunter zu den Fußsohlen. Das Kleidungsstück oder Gewand ist gebildet aus flexiblen inneren und äußeren Wänden, um verdünnte oder dünne Kammern zu bilden, die Wasser enthalten, das frei darin zirkulieren kann. Die innere Schale oder Lage ist kollabierbar und kann aus einem elastischen Material sein. Die äußere Schale oder Lage sollte ziemlich unelastisch sein, jedoch sehr flexibel. Der Anzug wird von einem Rahmen getragen, der ein Metalljoch um das Genick bzw. den Hals enthält, an dem der Anzug befestigt ist.
Die Einrichtung von Holste ist fehlerhaft, da während ihrer Verwendung eine Ausdehnung der Halsschlagader auftreten würde, weil der Herzschlagpuls die Dehnungs- oder Pressorezeptoren (auch Barorezeptoren genannt) auslösen würde, um den Herzabgabe -oder -ausstoßdruck zu vermindern. Ferner sind keine Mittel vorgesehen um sicherzustellen, daß die hydrostatische Drucksäule innerhalb des Anzugs auf einem angemessenen Pegel gehalten wird während der Verwendung, um das Anlegen von zu viel oder zu wenig Druck auf den Körper des Trägers zu verhindern. Ferner wird während der Verwendung der übermäßige Druck, der durch den Anzug auf die Brust ausgeübt wird, den Piloten beim Atmen behindern. Es sind keine Mittel vorgesehen zur Unterstützung der Atmung des Piloten.
US-Patent Nr. 2 335 474, ausgegeben an H. W. Beall, zeigt einen Anzug, der aus einem enganliegenden inneren Körperkleidungsteil und einem beabstandeten äußeren Kleidungsteil besteht. Der beabstandete äußere Teil bildet einen Sack von strömungsmitteldichten Abteilen in der Form von langen, engen Sackgliedern in freier Verbindung miteinander. Die Abteile können mit einem inkompressiblen bzw. nicht zusammendrückbaren Strömungsmittel gefüllt werden, und zwar von einem Reservoir, das auf der Augenhöhe des Trägers angebracht bzw. getragen ist. Ein Helm ist vorgesehen in Verbindung mit einer Gasdruckquelle. Ein Ablaßventil in dem Helm wird einen fortgesetzten Sauerstoffstrom durch den Helm gestatten, wann immer dies gewünscht ist für gewisse Bedingungen des Höhenflugs. Der Anzug enthält ein Halsband, das mit Luft unter Druck gesetzt wird, wenn dies zum Schutz der Besatzung erforderlich ist. Dieses Anzugdesign ist fehlerhaft, da die strömungsmitteldichten Abteile oder Röhren kreisförmig werden, wenn sie Beschleunigung ausgesetzt werden, wobei sie das Oberflächengebiet in Kontakt mit dem Träger verkleinern. Infolgedessen werden Längsgebiete gebildet, die entlang der Länge des Körpers des Trägers verlaufen, die nicht durch die Röhren abgedeckt sind. Diese Gebiete sehen Pfade für Blut vor, um direkt hinunter zu den Füßen zu fließen, ein unerwünschtes Ergebnis. Bei normalem Betrieb wird vor dem Einsetzen des g Wasser von dem Reservoir in den Anzug gepumpt, und dann wird der Anzug abgelassen nach der g-Episode.
US-Patent Nr. 4 546 491, ausgegeben an R. B. Beaussant, zeigt ein Kleidungsstück mit Taschen und einem Regulierer zum Steuern des Luftdrucks innerhalb der Taschen. Die Einrichtung umfaßt einen Regulierer, der den Luftdruck des Kleidungsstücks steuert. Die Hosentaschen sind teilweise mit Wasser gefüllt. Die Verwendung von Taschen mit oberen Abteilen für Druckluft und unteren Abteilen für Wasser ist möglicherweise mit Verletzungen verbunden, insofern als zu viel Druck auf den Teil der Beine ausgeübt wird, die mit Wasser bedeckt sind. (Der ausgeübte Druck ist die Summe des Luftdrucks und des Wasserdrucks.) Ferner ist die Beaussant-Einrichtung, wie die Holste- und die Beall-Einrichtungen, fehlerhaft hinsichtlich ihrer Fähigkeit, am Hals einen gewünschten Gegendruck vorzusehen.

Ziele der Erfindung

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, das zweckmäßige Bewußtsein aufrechtzuerhalten und das Verletzungsrisiko zu vermindern für eine Person, die hohen Beschleunigungsniveaus ausgesetzt ist, während sie sich in einem Fahrzeug befindet.
Ein weiteres Ziel ist es, das Crewmitglied eines Flugzeugs über einen weiten Bereich von Beschleunigungen zurückzuhalten und zu tragen, welche während Flugmanövern üblicherweise auftreten, während gleichzeitig dem Crewmitglied die Beweglichkeit oder Mobilität gegeben wird, seinen Körper je nach Bedarf herumzuschwenken, um die äußere Situation zu betrachten.
Ein weiteres Ziel ist es, den verfügbaren Bereich für sicheren Ausstieg für das Crewmitglied eines Flugzeugs auszuweiten.
Ein weiteres Ziel ist es, einen Schutz vor dem Ausgesetztsein großer Höhe vorzusehen.
Es ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Schutz vor den Temperaturextremen vorzusehen, die während eines Ausstiegs aus dem Flugzeug in großer Höhe und bei hoher Geschwindigkeit auftreten.
Es ist noch ein weiteres Ziel, einen Auftriebskraftanzug vorzusehen, der in einem Flugzeug verwendet werden kann, in dem die Crewmitglieder eine vornübergebeugte Haltung einnehmen, um den vertikalen Abstand vom Auge zum Herzen zu vermindern, um zusätzliche g-Toleranz zu erhalten.
Es ist noch ein weiteres Ziel, ein Auftriebsanzugsystem vorzusehen, das mit einem Schleudersitz kompatibel ist.
Noch ein weiteres Ziel ist es, höhere Niveaus und längere Dauer von Beschleunigungen zu gestatten für Astronauten während des Aufstiegs und des Wiedereintritts, und einen Schutz vor niedrigem atmosphärischem Druck vorzusehen während Transfers zwischen Fahrzeugen im Weltraum.
Es ist noch ein weiteres Ziel, bemannte Operationen in intensiven bzw. starken außerirdischen Beschleunigungsfeldern zu gestatten.
Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der Erfindung deutlich in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung zweckmäßigen Bewußtseins und zum Verhindern des Verletzungsrisikos für eine Person, die hohen Beschleunigungsniveaus ausgesetzt ist, während sie sich in einem Fahrzeug befindet, wie in Anspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. In ihren breitesten Aspekten weist die Erfindung einen Auftriebskraftanzug, ein Strömungsmittelreservoir, Atmungsunterstützungsmittel, und Mittel zum Unterstützen oder Tragen dieser Komponenten in dem Fahrzeug auf. Der Auftriebskraftanzug trägt bzw. unterstützt die Person mit einer Auftriebskraft innerhalb des Fahrzeugs. Er umfaßt mindestens zwei Stofflagen, wobei jede Lage undurchlässig ist für ein im wesentlichen imkompressibles bzw. nicht zusammendrückbares Strömungsmittel. Der Anzug paßt im wesentlichen über die gesamte Person einschließlich des Halses oder Nackens der Person. Das Strömungsmittelreservoir steht in Strömungsmittelverbindung mit dem Auftriebskraftanzug und liefert Ausgleichsströmungsmittel an den Anzug im Fall seiner Ausdehnung während Beschleunigung.
Das Strömungsmittelreservoir wird im wesentlichen auf Kopfhöhe der Person getragen, um das Reservoirströmungsmittelniveau annähernd auf Augenhöhe zu halten. Dies hält einen optimalen Strömungsmitteldruckgradienten auf den Körper des Trägers aufrecht zum Gewährleisten einer effizienten Blutversorgung des Gehirns der Person. Der Kraftanzug liefert einen ausgeglichenen Gegendruck zu der Beschleunigungskraft, wodurch die Ausdehnung der Blutgefäße der Person und somit das Ansammeln (pooling) von Blut vermindert wird. Der Anzug der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von bisherigen g-Toleranz-Anzügen darin, daß der auf die den Anzug tragende Person ausgeübte Druck sehr genau abgestimmt ist auf die hydrostatischen Drücke innerhalb der Blutgefäße über den gesamten Körper hinweg, einschließlich des Halses. Dies wird erreicht durch die Verwendung des Reservoirs, das in Strömungsmittelverbindung mit dem Anzug steht. Die Oberfläche des Strömungsmittels innerhalb des Reservoirs wird auf Augenhöhe gehalten. Dies gestattet, daß der korrekte Druck sowohl auf den Körper als auch auf den Hals ausgeübt wird. Der Anzug verwendet ein hydraulisches Medium, um eine ordnungsgemäße Verteilung und Größe der Beschleunigungskräfte zu erreichen.
Die von dem Anzug gelieferten Auftriebskräfte unterstützen bzw. tragen die Muskelmassen, inneren Organe etc. des Trägers, wodurch sie deren Gewicht vom Skelett wegnehmen und somit das Verletzungsrisiko für das Skelett minimieren während starken bzw. intensiven, kurzzeitigen Beschleunigungen, wie beispielsweise denen, die bei Luftfahrzeugausstiegsystemen auftreten.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Crewmitglieds, das in den Sitz eines Flugzeugs geschnallt ist und den hydraulischen Auftriebsanzug der vorliegenden Erfindung trägt;
Fig.1a zeigt einen Teil von Fig. 1 und zeigt einen Teil des Auftriebsanzugs aufgeschnitten und geöffnet, um die verschiedenen Lagen des Anzugs freizulegen;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Crewmitglieds, das nur das innere Gewand des hydraulischen Auftriebsanzugs trägt;
Fig.2a ist eine Ansicht entlang der Linie 2a-2a von Fig. 2;
Fig. 3 ist eine Rückansicht eines stehenden Crewmitglieds, das nur den inneren Anzug trägt;
Fig. 4 ist eine Rückansicht des Crewmitglieds, das einen inneren Anzug mit dem Einstiegsreißverschluß offen trägt, um einen Teil der Innenlage des inneren Anzugs offenzulegen;
Fig.5a ist eine Ansicht entlang Linie 5a-5a von Fig. 4;
Fig.5b zeigt den inneren Anzug in ausgedehntem Zustand, wenn er mit Strömungsmittel gefüllt ist;
Fig.5c zeigt die Verwendung eines Füllmaterials innerhalb des inneren Gewands;
Fig.5d zeigt die Verwendung zylindrischer Elemente als Füllmaterialien innerhalb des inneren Anzugs;
Fig.5e ist eine Ansicht entlang Linie 5e-5e von Fig. 5d;
Fig. 6 zeigt ein stehendes Crewmitglied, das den hydraulischen Auftriebsanzug der vorliegenden Erfindung trägt;
Fig.7a zeigt eine Seitenansicht der starren, "Über-die- Schulter"-Trägeranordnung der vorliegenden Erfindung, wobei das Crewmitglied in Strichlinien gezeigt ist;
Fig.7b zeigt eine Rückansicht der Anzugträgeranordnung von Fig. 7a;
Fig.8a zeigt eine Seitenansicht einer alternativen Anzugträgeranordnung;
Fig.8b zeigt eine Rückansicht der Anzugträgeranordnung von Fig. 8a;
Fig.8c zeigt eine Vorderansicht der Anzugträgeranordnung von Fig. 8a.
Die gleichen Elemente oder Teile werden in allen Figuren durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Theoretische Betrachtungen

Wenn ein Kraftfeld, wie beispielsweise die Schwerkraft, angelegt wird, so daß die bestimmte Kraft auf jede bestimmte Masseeinheit des gesamten Körpers proportional ist zu der Masse dieser Einheit, dann kann eine Beschleunigung eines Körpers erreicht werden ohne Verzerrung des Körpers (Körperverzerrung als ein Ergebnis von Blutansammeln oder unterschiedlicher bzw. differentieller Bewegung zwischen Körpermassen ist eine primäre Ursache von durch Beschleunigung induzierten "Blackout" bzw. Ohnmacht und/oder Verletzung). Es ist keine Körperverzerrung vorhanden, weil die Orientierung und die Größe der Beschleunigung über den gesamten Körper hinweg eine Konstante ist. Es sei beispielsweise eine Person angenommen, die im Weltraum über der Erde "fallengelassen würde". Die Person würde "freien Fall" fühlen, d.h. keine Verzerrung des Körpers auf Grund einer Oberflächen- oder Kontaktkraft, obwohl die Person mit 1 "g" (32 Fuß/sec²) beschleunigt würde. Die gleiche Person, "fallengelassen" im Weltraum über dem Planet Uranus (15 mal die Masse der Erde) würde auch freien Fall spüren, obwohl die Person mit 15 g's (480 Fuß/sec²) beschleunigen würde. Weil die Kräfte richtig angelegt werden, spürt die Person die Kräfte nicht einmal. Wenn jedoch die Kraft an einen bestimmten Punkt des Körpers (z. B. die Füße) angelegt würde, würde sie schwächende Wirkungen erzeugen. Somit ist das Verfahren des Anlegens von Beschleunigungskräften und nicht nur die Größe dieser Kräfte kritisch.
Auftriebskräfte wirken in ähnlicher Weise wie aerodynamische Hebe- oder Auftriebskräfte, d. h. es ist die Differenz im Druck zwischen den oberen und unteren Oberflächen, die zu einer Nettokraft beitragen. Für hydraulische Medien ist diese Kraft proportional zu der Tiefe des Wassers. Jede infinitesimale bzw. unendlich kleine Volumeneinheit über einen gesamten, untergetauchten Körper hinweg, fühlt weniger Druckkräfte auf der Seite, die in die Richtung der Beschleunigung weist. Die sich ergebenden Nettodruckdifferenzen neigen dazu, den Körper in auftreibender Weise mit der gleichen Rate wie das Strömungsmittel zu beschleunigen, wenn das Stömungsmittel so ausgewählt ist, daß es der Dichte des Körpers sehr ähnlich ist. Als Ergebnis tritt sehr wenig Verzerrung des Körpers auf und eine sehr hohe Beschleunigung kann ausgehalten oder toleriert werden. Diese Stellen innerhalb des Körpers, für die die Dichte nicht gleichförmig ist, allen voran die Lunge, werden zu einem begrenzenden Faktor und werden in größerer Einzelheit unten beschrieben.
Eine Pneumatische Unterdrucksetzung kann verwendet werden, um das Ansammeln von Blut zu minimieren, aber pneumatische Unterdrucksetzung trägt wenig dazu bei, die Unbequemlichkeit und das Verletzungsrisiko zu vermindern, die Beschleunigungskräfte begleiten, welche auf Personen ausgeübt werden, die nur Pneumatische Kleidungsstücke tragen. Da die Luft innerhalb pneumatischer Kleidungsstücke beträchtlich weniger dicht ist als Wasser, gibt es keinen Druckgradienten, der in der Richtung der Beschleunigung gebildet wird.
Daher werden die Beschleunigungskräfte hauptsächlich durch körperlichen Kontakt des Körpers mit der beschleunigenden Struktur (zum Beispiel einen Sitz) übertragen und nicht durch strömungsmittelmäßige Druckkräfte. Um diesen Punkt zu verdeutlichen, sei als ein Beispiel ein Wasserballon genommen, der in einem Eimer Wasser plaziert ist. Unabhängig davon, wie schnell der Eimer Wasser herumgeschleudert wird, verzerrt die radial nach innen gerichtete Beschleunigung den Ballon nicht. Wenn jedoch der gleiche Ballon in einem Eimer plaziert wird und der Eimer dann mit einer Kappe versehen und mit Luft unter Druck gesetzt wird, dann wird sich der Ballon auf dem Boden des Eimers ausbreiten bzw. abflachen, und zwar selbst unter den leichtesten Beschleunigungen. Die pneumatische Unterdrucksetzung trägt nicht zur Übertragung der Nettobeschleunigungskraft auf den Körper bei. Tatsächlich erscheint es, daß die pneumatische Unterdrucksetzung der Beschleunigung des Körpers entgegenwirkt und daher müssen die Kontaktkräfte noch größer sein, um den größeren pneumatischen Kräften entgegenzuwirken.
Dieser nachteilige Einfluß der pneumatischen Unterdrucksetzung kann abgeschwächt werden, wenn die Einrichtung, die zum Anlegen des Drucks verwendet wird, in Segmente aufgeteilt wird und wenn jedes Segment einzeln unter Druck gesetzt wird, um den Gradienten zu erreichen. Somit würde ein korrektes Anlegen des pneumatischen Drucks komplexe Ventilanordnungen und sehr genaue Sensoren erfordern. Daher ist die Aufhängung in einem hydrostatischen Medium, wie vom vorliegenden Anmelder vorgeschlagen, das wirksamste Mittel, gleichzeitig sowohl das Unbehagen des Crewmitglieds auf Grund von Verzerrung als auch das Ansammeln von Blut zu minimieren.
Herkömmliche luftgefüllte Schutzkleidungsstücke haben den Gegendruck zu dem Druck innerhalb der Gefäße unter den Kleidungsstücken nicht richtig ausgeglichen. Stattdessen wirkten die meisten dahingehend, die unteren Extremitäten und den Unterleib einem Überdruck auszusetzen, um das Blut zum Zurückkehren zum Herzen zu zwingen. Das erhöhte, am Herz verfügbare Blutvolumen wird durch den Dehnungsrezeptor am rechten Herzen abgefühlt und der Herzausstoß wird entsprechend erhöht. Dies ergibt einen Anstieg der g-Toleranz von ungefähr 1 bis 1 1/2 g. Pneumatische Blasen sind jedoch keine sehr wirksamen Mittel zum Anlegen von Gegendruck. In statischen Tests, die durch die Mitanmelder Munson und Wurst durchgeführt wurden, wurde herausgefunden, daß der Druck, der auf eine Person ausgeübt wird, die einen Standard-Luftwaffen-g-Anzug mit pneumatischen Blasen trug, sich von Null bis zur Hälfte des Drucks innerhalb der Blase änderte. (Dies ist so, weil der Anzug nicht mit der Haut um den gesamten Umfang des Beins in Kontakt steht. Wenn sich die Blase mit Luft füllt, heben sich die Ränder bzw. Kanten der Blase vom Körper weg.)
Es ist dann sehr schwierig, die Größe des Drucks zu regulieren, der auf die Person ausgeübt wird, die einen Anzug mit pneumatischen Blasen trägt. Darüber hinaus stellen sich die Blutgefäße darunter zum Kompensieren ein, da der Druck sich von Stelle zu Stelle in großem Maße ändert. Das heißt, die Blutgefäße werden durch den Körper aktiv reguliert, so daß diejenigen, die durch den externen Druck nicht abgedrückt sind, sich dramatisch ausdehnen, um diejenigen Blutgefäße zu kompensieren, die kollabiert sind. Unglücklicherweise können sich diese ausgedehnten Blutgefäße weiter ausdehnen auf Grund des Anstiegs des lokalen Blutdrucks während Beschleunigungen. Dies ist so, weil die Blutgefäße dünner werden, wenn sie sich ausdehnen, und das dünnere Gewebe ist anfälliger auf weitere Ausdehnung. Ein wassergefüllter Anzug legt einen viel gleichförmigeren Gegendruck an und eliminiert dadurch dieses Problem. Somit gewährleistet er, daß die maximal mögliche Blutmenge zum Herzen zurückgebracht wird. Es gibt Beweise dafür, da es sehr früh in der Entwicklung von Franks Fliegeranzug (Franks Flying Suit) bemerkt wurde, daß die Personen, die den Anzug trugen, ein dringendes Bedürfnis zu Urinieren verspürten, und zwar unmittelbar nachfolgend nach dem Gebrauch des Anzugs. Es wurde spekuliert, daß dies daher kam, weil der wassergefüllte Franks Fliegeranzug die Blutmenge erhöhte, die zum rechten Herzen zurückgebracht wurde. Dies weitete den Dehnungs- oder Pressorezeptor aus, der an der rechten Herzhälfte bzw. am rechten Herzen angeordnet ist. Eine der Funktionen dieses Dehnungs-Rezeptors ist es, dem Herzen zu signalisieren, die Abgabe zu erhöhen, wenn ein "Rückstau" von Blut sich am rechten Herzen angesammelt hat.
Gleichzeitig signalisiert dieser Rezeptor, wenn er gedehnt wird, dem Körper, das Gesamtblutvolumen innerhalb des Körpers zu vermindern. Dies wird erreicht durch Erhöhen der Aktivität der Nieren, wodurch die Harnproduktion erhöht wird. Es scheint, daß jeglicher Anzug, wenn er daraufhin arbeitet, die Blutmenge, die zum Herzen zurückgebracht wird, zu maximieren, einen diuretischen oder harntreibenden Effekt erzeugen sollte. Solch ein Effekt wurde bemerkt bei Personen, die wassergefüllte Anzüge trugen, wurde aber nie für Personen dokumentiert, die Anzüge mit pneumatischen Blasen trugen, selbst nach langem Aussetzen hoher Beschleunigungen (Gillies, J. A., A Textbook of Aviation Physiology, 1965, S. 669).
Das soll nicht heißen, daß ein pneumatischer Anzug nicht so konstruiert werden könnte, daß er den geeigneten Druckgradienten genau so schnell erzeugen würde wie ein wassergefüllter Anzug. In einigen Anwendungen kann es angemessen sein, einen wassergefüllten Anzug durch pneumatische Blasen zu ersetzen. Natürlich haben pneumatische Blasenanzüge verschiedene Nachteile, die jeweils bei dem jeweiligen Auswahlprozeß zwischen wassergefüllten Anzügen und pneumatischen Blasenanzügen gewichtet werden sollten.
Erstens verteilen pneumatische Blasenanzüge die Körer/Sitzflächen-Kontaktkräfte nicht gleichförmig, und keine Verminderung des Unbehagens wird erreicht. Zusätzlich ist es schwierig, den Innendruckgradienten genau zu treffen ohne zahlreiche sehr schnell wirkende Ventile und segmentierte Blasen, was alles ein großes Ausmaß an Komplexität hinzufügt. Dies senkt auch die Zuverlässigkeit und man sollte sehr vorsichtig sein, eine hohe Zuverlässigkeit für jegliches Beschleunigungsschutzsystem aufrechtzuerhalten, da die Folgen einer Fehlfunktion katastrophal sein können.
Zweitens können pneumatische Blasenanzüge nicht Druck mit der Geschwindigkeit auf den Träger ausüben, wie dies ein wassergefüllter Anzug kann. Es ist wichtig, daß der Druck zur gleichen Zeit auf den Körper ausgeübt wird wie die Beschleunigung um zu verhindern, daß Blut innerhalb des Körpers verschoben wird. Wenn sich Blut zu dem unteren Teil des Körpers verschiebt, bevor der pneumatische Anzug Druck anlegt, wird der Anzug tatsächlich so funktionieren, daß er verhindert, daß Blut zum Herzen zurückkehrt, anstatt dies zu fördern. Somit wurden Ventile entwickelt, die den Anzug schnell unter Druck setzen beim Abfühlen von g. Jedoch wird, ungeachtet dessen, wie schnell das Ventil den Anzug unter Druck setzt, der Anzug niemals in der Lage sein, eine Unterdrucksetzungsrate proportional zu der Rate des Einsetzens oder Auftretens der Beschleunigung zu erreichen. Dies ist so, weil Luft kompressibel oder zusammendrückbar ist und somit gibt es eine Zeitperiode nach dem Einsetzen von g, in der innerhalb des Anzugs eine Gaskompression auftritt, während der der Innendruck des Anzugs dem Ausgangsdruck des Ventils nachsteht bzw. nachläuft. Versuche, den Drucknachlauf zu vermindern, umfaßten das Liefern einer hohen Luftmassenströmungsrate in den Anzug, und zwar unmittelbar nach dem Abfühlen von Beschleunigung. Dieser Versuch ergab mehr Druck als benötigt und starkes Unbehagen. Ein weiterer Versuch, der in Erwägung gezogen wurde, ist das Unterdrucksetzen des pneumatischen Anzugs mit Luft vor der Beschleuigung durch die Verwendung von Einrichtungen, die voraussagen, wann die Beschleunigung auftreten wird. Eine derartige Einrichtung würde fähig sein müssen vorherzusagen, wie und wann der Pilot g-Manöver durchführen würde. Die mit Kampfflügen assoziierten Ungewißheiten machen es schwierig, wenn nicht unmöglich, eine derartige Einrichtung zu entwickeln.
Der Auftriebsanzug der vorliegenden Erfindung entledigt sich des Bedarfs für schnell wirkende Ventile und g-voraussehende Mechanismen. Der Auftriebsanzug enthält immer ein inkompressibles Strömungsmittel (d. h. er wird nicht vor der Beschleunigung gefüllt und danach abgelassen) und daher gibt es keinen Zeitnachlauf oder Zeitverzögerung in dem Anlegen von Druck an den Träger. Ebenso ist der auf den Körper angelegte Druck korrekt, da das Wasser annähernd die gleiche Dichte besitzt wie Blut. Somit werden die mit pneumatischen Anzügen assoziierten Probleme eliminiert, einschließlich der Druckanlegungsnachlaufzeit, des Anlegens von zu viel oder zu wenig Druck, und der Konstruktionskomplexität, die mit schnell wirkenden g- Ventilen und antizipatorischen oder vorausschauenden Mechanismen assoziiert werden.
Eine Aufhängung bzw. ein Schweben innerhalb eines hydrostatischen Mediums kombiniert mit einem Anstieg des Lungeninnendrucks, der durch Liefern von Luft unter Druck an Mund und Nase erreicht wird, erhöht die g-Toleranz.
Während hoher Beschleunigungspegel wird der Blutdruck auf Kopfhöhe ungenügend, um Sauerstofftransport zum Auge und zum Gehirn zu unterstützen. Dies kann typischerweise Tunnelblick, Verschleierung (greyout) und den Verlust des Bewußtseins zur Folge haben. Um zu verstehen, wie ein erhöhter Lungeninnendruck den Blutdruck auf Kopfhöhe und somit die g-Toleranz erhöht, und wie die vorliegnede Erfindung dies umsetzt, ist eine Diskussion des Herzgefäß- Systems angebracht.
Der Blutdruck in jedem Gefäß ändert sich dramatisch entlang der Richtung der resultierenden Beschleunigung. Für Beschleunigungen in Kopfrichtung (+ gz) ergibt dies einen beträchtlichen Druckabfall innerhalb des Bluts, während es in den Kopf steigt. Da das Auge ungefähr 340 mm oberhalb der Herzklappe ist, entspricht dies einem Druckabfall von 25 mm Hg bei 1 g (340 mm H&sub2;O x 1 mm Hg/13,6 mm H&sub2;O = 25 mm Hg). Bei 4 g ist die gleiche Blutsäule äquivalent zu 100 mm Hg und da der Herzpumpdruck 120 mm Hg ist, fällt der Blutdruck am Auge auf 20 mm Hg. Da ungefähr 20 mm Hg Blutdruck benötigt wird, um das Auge mit Blut zu durchströmen, ergibt jeder weitere Anstieg der Beschleunigung einen Sehverlust. Das Gehirn benötigt einen geringeren Strömungsdruck und typischerweise wird eine Beeinträchtigung der mentalen oder Gehirnfunktion gleich nach dem Sehverlust auftreten. Eine Person kann seinen Brustinnendruck regulieren von annähernd gleich dem atmosphärischen Druck bis ungefähr 100 mm Hg oberhalb dem atmosphärischen Druck (Null bis 100 mm Hg Überdruck). Ein Aufrechterhalten eines Brustinnendrucks von 100 mm Hg erfordert beträchtliche Anstrengung und wird üblicherweise als ein "M-1"-Manöver bezeichnet. Dieses Manöver ist ermüdend und kann daher nicht unbegrenzt durchgeführt werden. Jedoch kann man während eines solchen Manövers den Blutdruck an der Aorta von 120 auf 220 mm Hg oberhalb des atmosphärischen Drucks heben.
Wenn die Person ein M-1-Manöver ausführt, um ihren Brustinnendruck auf 100 mm Hg zu heben, wird der Blutdruck an der Aorta 220 mm Hg oberhalb des atmosphärischen Drucks sein. Daher wird die sich anstrengende Person einen Sehverlust bei 8 g's zu bemerken beginnen.
Ein Verfahren, das Positivdruckatmen (positive pressure breathing = PPB) genannt wird, kann verwendet werden, um den Brustinnendruck und somit den Herzpumpdruck zu erhöhen ohne die Ermüdung, die sich beim Durchführen des M-1 ergibt. PPB wird durchgeführt durch Atmen von Druckluft durch eine Sauerstoffmaske und durch Unterdrucksetzen eines luftgefüllten Gewands, das den Brustkorb mit einem äquivalenten Druck umgibt. Das Brustgewand ist notwendig, um Verletzungen wegen Überdehnung der Lungen zu verhindern. Mit der PPB-Technik wird der Brustinnendruck erhöht, ohne daß die körperliche Arbeit oder Belastung notwendig ist, die mit dem Duchführen des M-1 assoziiert ist. Der Druck in der Maske und in dem Brust-Gegendruck- Gewand werden typischerweise proportional zu der von der Person erfahrenen g-Kraft erhöht. Das Auftriebsanzugssystem führt die PPB-Funktion aus. Der Anzug liefert den notwendigen Gegendruck und der Maskendruck wird gesteurt, so daß er annähernd gleich ist zu dem Druck des Anzugs auf Brusthöhe. Das Ergebnis ist ein Brustinnendruck, der sich proportional zu der g-Kraft erhöht, was keine körperliche Arbeit von der Person verlangt.
Darüber hinaus ist es noch wichtiger, zu bemerken, daß eine vollständige Unterdrucksetzung des Oberkörpers einschließlich der Augen sich selbst zunichte macht. Dies ist so, weil jeder zusätzliche Druckanstieg an den Augen einen ähnlichen Druckanstieg am Herzen erfordern wird und daher trägt eine solche Komplexität wenig dazu bei, die Fähigkeit zu verbessern, g-Kräften zu widerstehen. Studien haben gezeigt, daß ein Vermindern des am Auge gefühlten Drucks durch die Verwendung von Saugkappen oder -bechern über den Augen die Wirkungen von Verschleierung (greyout) verzögern kann (Lambert, E. H., und Wood, E. H., "The Problem of Blackout and Unconsiousness in Aviators", wie berichtet von Gauer und Zuidema, Gravitational Stress in Aerospace Medicine, 1961, Seite 75). Jeglicher zusätzliche Druck am Auge wird das Beschleunigungsniveau senken, bei dem visuelle Symptome auftreten werden.
Daher muß jegliche Einrichtung, die Druck an der Brust zufügt, so konstruiert sein, daß sie nicht den Druck am Kopf erhöht. Die vorliegende Erfindung erfüllt dieses Erfordernis.
Eine Bedeckung des Halses mit Wasser ist wichtig wegen der Rolle, die der Halschlagader-Dehnungsrezeptor in der Herzgefäßfunktion spielt. Eine Diskussion dieser Funktion folgt.
Blut kehrt vom gesamten Körper zum rechten Herzen zurück. Dehnungsrezeptoren am rechten Herzen bestimmen das Volumen des zum Pumpen verfügbaren Blutes und senden typischerweise Signale zum rechten Herzen, um das gesamte verfügbare Blut zu pumpen. Dieses Blut geht zu den Lungen und kehrt zum linken Herzen zurück.
Von dort wird es in die Aorta gepumpt, wo ein weiterer Satz von Dehnungsrezeptoren den Ausgangsdruck des Herzens abfühlen und regulieren. Von dort fließt das Blut durch den gesamten Körper. Die Halschlagader führt das Blut zum Hals und zu den Augen und dem Gehirn. Ein weiterer Dehnungsrezeptor ist an der Basis des Kiefers auf der Halsschlagader angeordnet und der Herzausstoß bzw. die Herzabgabe wird davon auch abgefühlt und reguliert.
Jeder der Rezeptoren am rechten Herzen der Aorta und der Halsschlagader fühlt die Ausdehnung des Blutgefäßes. Falls der Blutdruck innerhalb des Gefäßes viel größer ist als der Druck in der Körperhöhle, die das Gefäß umgibt, dehnt sich das Gefäß aus. Die Rezeptoren fühlen dieses "Dehnen" und senden entsprechend Signale aus. Umgekehrt können die Rezpetoren auch eine Verminderung im Querschnitt der Gefäße abfühlen und senden dann entsprechende Signale aus. Daher fühlen die Rezeptoren einen "Manometerdruck" (Über- oder Unterdruck, "gauge pressure") an diesen bestimmten Stellen ab. Dieser Druck wird üblicherweise bezeichnet als der Transmuraldruck - der Unterschied zwischen dem Druck innerhalb des Gefäßes und gerade außerhalb des Gefäßes. Ohne auf den Hals angelegten, externen Druck wird jeglicher Anstieg des Ausgangsdrucks des Herzens als ein Dehnen der Halsschlagader abgefühlt werden. Der Halsschlagaderdehnungsrezeptor würde dann ein Signal zum "Drosseln" an das Herz aussenden. Dieses Signal erscheint stark genug, um sich über die Signale von anderen Dehnungsrezeptoren hinwegzusetzen. Daher wird die richtige Menge von Gegendruck auf den Hals nicht nur verhindern, daß der Karotis- oder Halsschlagader-Rezeptor den Herzausstoß vermindert, sondern der Gegendruck kann verwendet werden, um den Herzausstoß zu erhöhen.
Ein Zentrifugenexperiment, das von den Mitanmeldern Munson und Wurst durchgeführt wurde, scheint diese Hypothese zu stützen. Menschen trugen wassergefüllte Kleidungsstücke oder Gewänder, die während Zentrifugenläufen Gegendruck von Hals bzw. Nacken abwärts ausübten. Jede dieser Personen beschrieb eine bemerkbare Schwächung des Sehvermögens unmittelbar nachfolgend nach dem Ausüben der Beschleunigung. Jede Person berichtete jedoch, daß nachfolgend ihre normale Sehfähigkeit wieder hergestellt war und daß klare Sicht während des gesamten Rests der Beschleunigung beibehalten wurde, selbst bei Beschleunigungen weit oberhalb des Niveaus, das die Personen normalerweise aushielten, wenn sie die Schutzkleidung nicht trugen. Wenn jedoch der externe Druck nicht auf den Hals ausgeübt wurde, zeigten die Personen keine dramatischen Anstiege der g-Toleranz. Dies war eine Anzeige dafür, daß das richtige Anlegen von Gegendruck an den Hals und die Halsschlagader von äußerster Wichtigkeit ist beim Erreichen eines signifikanten Anstiegs der g-Toleranz.
Der auf den Hals ausgeübte Druck muß sehr genau reguliert werden. Sowohl die Halsschlagader als auch die Jugularvene (Drosselvene) gehen durch den Hals. Die Jugularvene kann in einigen Fällen bei einem Druck unterhalb des atmosphärischen Drucks arbeiten, d. h. sie hilft, das Blut aus dem Kopf abzuziehen. Wenn zu viel Druck ausgeübt wird, gibt es die Möglichkeit, daß die Vene kollabiert. Gleichzeitig würde zu viel Druck auf die Halsschlagader dazu neigen, den Strom zu dem Kopf hin einzuschränken. Bei zu wenig Druck fühlen die Halsschlagaderrezeptoren hohen Transmuraldruck und senden Signale aus, den Herzausstoß zu vermindern. Erschwerend kommt hinzu, daß der Gegenausgleichsdruck an der Basis des Halses größer wäre als oben am Hals, um sich dem Druckgradienten anzupassen, der innerhalb der Gefäße selbst vorhanden ist.
Ferner sollte der Druck an jedem Punkt entsprechend dem Beschleunigungsniveau verändert werden, und während schnellem Auftreten von Beschleunigung muß der angelegte Gegendruck sich schnell ändern. Das am wenigsten komplizierte Verfahren zum Erreichen dieses ausgeglichenen Gegendrucks ist es, den Hals mit Wasser zu umgeben.
Das Tragen des hydraulischen Auftriebskraftanzugs wirkt so, daß die Ausdehnung der Arterien innerhalb des Halses vermindert wird durch Anlegen eines ausgeglichenen Gegendrucks. Ohne Hals-Gegendruck löst die Dehnung der Halsschlagader auf Grund des Herzschlagdruckpulses die Dehnungsrezeptoren aus bzw. aktiviert diese, um den Herzausgangsdruck zu vermindern.
Der Bedarf für ein sehr akkurates Anlegen von Gegendruck auf die Halsarterien wird weiter gestützt von der Tatsache, daß nur kleine Blutdruckveränderungen innerhalb der Arterien notwendig sind, um eine Veränderung in ihrem Durchmesser und somit die Aktivierung der Barorezeptoren zu bewirken. Es folgt eine Beschreibung, warum der Durchmesser der Halsschlagader so empfindlich auf den Innendruck ist.
Wenn der Transmuraldruck an jeglichem bestimmten Blutgefäß größer als normal ist, dehnt sich das Gefäß aus, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht ist. Somit steigt das Volumen des Gefäßes an. Dies wird normalerweise als Nachgiebigkeit oder "Compliance" bezeichnet. Wenn das Herz Blut aus den linken Kammern und in die Aorta drückt, steigt sowohl der Druck als auch das Volumen innerhalb der Aorta an. Diese lokale Störung läuft vom Herzen entlang der Arterien mit einer Wellengeschwindigkeit, die eine Funktion der Nachgiebigkeit der Gefäße ist. Man stelle sich einen langen Wasserballon auf einem Tisch liegend vor. Wenn ein Ende des Ballons angeschlagen wird, läuft die Druckstörung als eine Welle den Ballon herunter. Diese Wellengeschwindigkeit ist wesentlich niedriger als die Geschwindigkeit, mit der ein Druckpuls an einem Behälter herunterlaufen würde, der starre Wände besitzt und mit dem gleichen Strömungsmittel gefüllt ist. Falls das Gefäß vor dem Zufügen des Druckpulses gedehnt wird, wird der Druckpuls langsamer wandern.
Dies ist so, weil die Nachgiebigkeit eines Gefäßes ansteigt, wenn sich das Gefäß ausdehnt. In anderen Worten sind die Gefäßwände dünner, wenn die Gefäßwände schon ausgedehnt sind, und werden in der Lage sein, einem weiteren Ausdehnen weniger Widerstand zu bieten. Sobald die Gefäße gedehnt sind, wird gleichzeitig ein größeres Gebiet bzw. eine größere Fläche dem unter Druck gesetzten Strömungsmittel darin ausgesetzt sein. Daher wird eine größere Nettokraft innerhalb der Gefäßwand gefühlt. (Ein Rohr mit großem Durchmesser muß dickere Wände besitzen, um die gleiche Druckgröße auszuhalten wie ein Rohr mit kleinem Durchmesser.) Diese größere Kraft ergibt ein noch größeres Dehnen der Wand. Dieser Effekt kann verdeutlicht werden durch Aufblasen eines Ballons mit Luft. Es mag schwierig sein, den ersten Luftstoß in den Ballon zu bekommen, aber sobald dies erreicht wurde, wird jeder nachfolgende Luftstoß leichter. So ist das Messen der Zeit, die der mit dem Herzschlag assoziierte Druckpuls benötigt, um von der Aorta zur Schläfe zu wandern, eine gute Anzeige für die Dehnung der dazwischen liegenden Gefäße.
Eine Studie wurde durchgeführt, die zeigte, daß es tatsächlich einen wesentlichen Anstieg der Zeit gab, die ein Druckpuls benötigt, um vom Herz zur Schläfe zu wandern, während hohen Raten von kopfwärtiger Beschleunigung für "ungeschützte" Personen, was anzeigt, daß die Blutgefäße tatsächlich beträchtlich gedehnt sind (Hrebien, L., "Current and Emerging Technology in G-LOC Detection: Pulse Wave Delay for +Gz Tolerance Assessment", in Aviation Space and Environmental Medicine, Januar 1988). Das beste Verfahren, um den Veränderungen im Durchmesser der Halsschlagader entgegenzuwirken, ist es, einen extremen Druck mit Wasser an den Hals anzulegen.
Da das Wasser in dem Anzug nahezu inkompressibel ist, minimiert es sehr wirksam selbst die kleinste Dehnungsstörung innerhalb des Halses. Es ist fraglich, ob eine den Hals umgebende Luftblase genau so gut arbeiten würde wie Wasser. Pneumatische Blasen, für die das Volumen der Ausdehnung der Halsschlagadern sehr klein sein würde im Vergleich zu dem Gesamtvolumen der Blase, würden sehr wenig zusätzlichen Widerstand gegen solche sich schnell ändernden Dehnungsstörungen bieten. Daher erscheint wiederum Wasser die viel logischere Wahl zu sein zum Anlegen von Halsgegendruck.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen und die Bezugszeichen darin zeigt Fig. 1 ein Crewmitglied oder einen Piloten, der auf einer Flugzeugsitzanordnung sitzt und den Auftriebsanzug der vorliegenden Erfindung trägt, welcher allgemein mit 10 bezeichnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine starre Anzugtraganordnung 12 vorgesehen zum Aufhängen des Anzugs 10 (welcher seinerseits das Crewmitglied trägt) und zum Vorsehen von Komfort bzw. Bequemlichkeit für das Crewmitglied während des Flugs. Ein derartiger Träger bzw. eine Unterstützung ist erforderlich, weil der Auftriebsanzug relativ schwer ist, wenn er mit Strömungsmittel gefüllt ist. Wasser ist das bevorzugte Strömungsmittel, da es ein spezifisches Gewicht besitzt, das dem von Blut ähnlich ist. Ein sich erweiternder Hüftteil oder Hüft-Erweiterungsteil 14 der Traganordnung 12 ist am Äußeren des Auftriebsanzugs 10 angeordnet. Der Teil 14 ist durch ein Stiftgelenk 16 mit dem Schulterteil (Über-die-Schultern-Teil, OTS-Teil) verbunden, der in dem Auftriebsanzug selbst eingebaut ist und daher in dieser Figur nicht gesehen werden kann. (Der OTS-Teil erstreckt sich nach oben und über die Schultern, wie in größerer Einzelheit im weiteren mit Bezug auf die Fig. 1a, 7a und 7b beschrieben wird.) Der Hüft-Erweiterungsteil 14 ist auf jeder Seite lösbar mit vertikalen Ansätzen oder Verlängerungen 18 der Sitzanordnung 19 verbunden. Manuell entfernbare Stifte 20 sehen diese Verbindung vor und gestatten dem Crewmitglied somit, sich selbst an der Sitzanordnung 19 zu befestigen und sich davon zu lösen, während es den Auftriebsanzug 10 trägt.
Ein Standard-Oberkörperharnisch oder -geschirr 22 paßt über den hydraulischen Auftriebsanzug 10. Der Standard- Harnisch 22 ist mit dem Fallschirm über Fallschirmverbindungs- oder -steigriemen 24 verbunden. Jeder Fallschirmverbindungsriemen 24 ist mit dem Oberkörperharnisch 22 über eine Schnalle 26 verbunden. Ein Standardbeckengurt 28 wird auch verwendet.
Um ordnungsgemäß zu funktionieren, sollte der Druck in der Maske 30 im wesentlichen gleich dem Druck in dem Auftriebsanzug 10 auf Brusthöhe sein. Ein Druckausgleich wird vorgesehen durch einen Atmungsregler 32. Der Druck auf Brusthöhe wird durch eine Abfühlleitung 34 abgefühlt, die sich von dem Auftriebsanzug 10 zu dem Atmungsregler 32 erstreckt. Der Regler 32 liefert angemessen unter Druck gesetztes Atmungsgas zu der Maske 30 über den Maskenschlauch 36.
Ein Strömungsmittelreservoir 38 wird auf Kopfhöhe getragen bzw. unterstützt, so daß das Wasserniveau auf Augenhöhe gehalten werden kann, um den korrekten Druck innerhalb des Anzugs vorzusehen.
Das Reservoir 38 liefert Ausgleichswasser an den Auftriebsanzug 10 einschließlich seines mit Wasser füllbaren Kragens 40. Ein Hinzufügen von Ausgleichswasser verhindert, daß das Wasserniveau in dem Anzug 10 abfällt, wenn sich der Anzug 10 ausdehnt. Das Reservoir 38 ist so konstruiert, daß es einen Durchmesser besitzt, der ausreichend Ausgleichswasser für den Anzug 10 vorsieht, so daß in dem Fall, wenn sich der Anzug 10 unter hohen g's ausdehnt, das Wasserniveau in dem Reservoir nicht mehr als ungefähr 1 Zoll abfällt. Die genauen Mittel 42 zum Unterstützen oder Tragen des Reservoirs sind nicht wichtig (vorausgesetzt, daß es auf der richtigen Höhe getragen wird). Somit kann das Reservoir 38 beispielsweise durch die Sitzanordnung 19, den Auftriebsanzug 10 selbst oder die Rückwand des Cockpits getragen werden. Ein Anzug-Versorgungsschlauch 46, der an dem Beinteil des Auftriebsanzugs 10 befestigt ist, liefert das Ausgleichswasser aus dem Reservoir 38.
Mit Bezug nun auf Fig. 1a sind die verschiedenen Lagen des Auftriebsanzugs 10 in einer geöffneten, weggeschnittenen Weise gezeigt. Der obere OTS-Teil 84 der Anzugtraganordnung 12 ist unter einem äußeren Anzug 50 und über einem inneren Anzug 52 angeordnet. Ein Loch, das in den äußeren Anzug 50 an der Stelle des Stiftgelenks 16 geschnitten ist, sieht die Fähigkeit vor, den OTS-Teil 84 mit dem Hüft-Erweiterungsteil 14 zu verbinden. Das innere Gewand, d. h. der innere Anzug 52, ist aus einer inneren Lage 54 und einer äußeren Lage 56 gebildet, wobei beide Lagen aus dehnbaren Materialien gebildet sind. Das äußere Gewand, d. h. der äußere Anzug 50, ist aus einem nicht dehnbaren Material gebildet. Jedoch ist es in der Größe einstellbar, wie in größerer Einzelheit unten erklärt wird und kann Unterschiede in der Anthropometrie des Crewmitglieds berücksichtigen oder aufnehmen.
Fig. 2 zeigt ein Crewmitglied, das nur einen inneren Anzug 52 trägt. (Der äußere Anzug 50 wurde entfernt.) Der Druckabfühlschlauch 34 ist mit dem Anzug 52 ungefähr auf Brusthöhe verbunden und liefert eine Anzeige für den Druck an den Atmungsregler 32 (in dieser Figur nicht gezeigt). Ein Reißverschluß 60 ist vorgesehen, um dem Crewmitglied zu gestatten, seinen Kopf durch den Kragen 40 zu schieben, wenn es den Anzug 10 an- oder auszieht.
Fig. 2a ist eine Ansicht entlang der Linie 2a-2a von Fig. 2. Diese Figur zeigt die äußere Lage 56 und die innere Lage 54 des inneren Anzugs 52, wobei die Lagen 54, 56 durch eine Wasserlage oder -schicht 58 getrennt sind. Beide Lagen 54, 56 des inneren Anzugs 52 können aus einem wasserdichten dehnbaren Material gebildet werden, beispielsweise Nylon.
Mit Bezug nun auf Fig. 3 ist das Crewmitglied herumgedreht gezeigt, und zwar immer noch angezogen mit nur dem inneren Anzug 52. Ein wasserdichter Einstiegsreißverschluß 62 gestattet dem Crewmitglied, in den inneren Anzug 52 ein- und auszusteigen. Ein Belüftungsventil 64 ist vorgesehen um zu gestatten, daß Luft aus dem Anzug 10 austritt, wenn der Anzug 10 mit Wasser gefüllt wird. Ein ausdehnbarer Ballon 66 ist mit dem Ende des Ventils 64 verbunden zum Beinhalten jeglichen Wassers, das aus dem Ventil 64 während des Füllvorgangs herausfließen kann. Das Belüftungs- oder Luftablaßventil 64 wird geschlossen, nachdem der Anzug mit Strömungsmittel gefüllt ist.
Mit Bezug nun auf Fig. 4 ist der Eingangsreißverschluß 62 auf der äußeren Lage 56 des inneren Anzugs 52 offen gezeigt, um einen inneren Einstiegsreißverschluß 68 (der geschlossen gezeigt ist) auf der Innenlage 54 des inneren Anzugs 52 freizulegen bzw. zu zeigen. Sowohl der innere als auch der äußere Reißverschluß 62, 68 muß geöffnet werden, damit das Crewmitglied in den Anzug 10 einsteigen kann. Nachdem in dem Anzug 10 eingestiegen wurde, werden beide Reißverschlüsse 62, 68 abdichtend geschlossen.
Mit Bezug nun auf Fig. 5a ist ein Querschnitt des inneren Anzugs 52 gezeigt. Der Raum 58 zwischen den inneren und äußeren Wänden 54, 56 wird ausgedehnt, wenn der Anzug 10 mit Strömungsmittel gefüllt wird, wie es in Fig. 5b gezeigt ist.
Alternative Konzepte zum Minimieren des Gewichts des inneren Anzugs sind in den Fig. 5c bis 5e gezeigt. Fig. 5c zeigt die Verwendung eines Füllmaterials 70, das weniger dicht ist als Wasser, und zwar innerhalb des Raums zwischen den inneren und äußeren Wänden 54, 56, um das Gesamtgewicht des inneren Anzugs 52 zu vermindern. Beispiele für solche Füllmaterialien umfassen keramische Perlen, hohle Glasperlen, Kork, Holz und Holzkohle, die imprägniert bzw. wasserfest gemacht wurde.
Anstatt allgemein kugelförmige oder sphärische leichtgewichtige Füllmaterialien zu verwenden, wie mit Bezug auf Fig. 5e vorgeschlagen wird, zeigt ein alterntives Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 5d und 5e gezeigt ist, die Verwendung zylindrischer Elemente 72. Die Verwendung zylindrischer Elemente 72 besitzt den Vorteil gegenüber Kugeln, daß sie ein größeres Wasservolumen verdrängen und dadurch die Gewichtsverminderung verbessern. Jedoch besitzt die Verwendung solcher zylindrischer Elemente 72 den Nachteil, daß sie die Steifheit des Anzugs erhöhen. Es sei bemerkt, daß die Verwendung eines Füllmaterials, wie oben beschrieben, keinen anderen Druck ergibt, als wenn der Anzug nur mit Wasser gefüllt wäre, vorausgesetzt, daß ein kontinuierlicher Wasserpfad von dem Resrvoir 38 hinunter zum Boden des Anzugs 10 aufrechterhalten wird.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Crewmitglieds in einer stehenden Position, das den hydraulischern Auftriebsanzug 10 der vorliegenden Erfindung trägt. Der äußere Anzug 50 ist in dieser Figur gezeigt. Wie vorher erwähnt, wird der äußere Anzug 50 dazu verwendet, die Ausdehnung des inneren Anzugs 52 zurückzuhalten. Eine Vielzahl von längeneinstellbaren Riemen 74 wird verwendet am gesamten äußeren Anzug 50, um eine Anzuggrößeneinstellung für verschiedene Größen und Körperbauten der Crewmitglieder vorzusehen. Für eine saubere bzw. glattere Erscheinung und zum Verhindern zufälligen Verhakens der Riemen sind integrale, mit Reißverschlüssen versehene Abdeckungen (zum Beispiel Reißverschlüsse 76) am gesamten äußeren Anzug 50 vorgesehen. Der weggeschnittene, geöffnete, linke obere Schenkelteil zeigt die Weise, in der die Riemen 74 abgedeckt sind. Der äußere Anzug 50 umfaßt einen Einstiegsreißverschluß 80.
Um eine zusammenhaltende oder einschränkende Funktion richtig auszuführen, sollte der Anzug 50 aus einem flexiblen Stoff mit hoher Zugfestigkeit gebildet werden, wie beispielsweise Kevlar (ein Markenzeichen), metallfaserverstärkter Stoff oder kunststoffverstärkter Stoff von hoher Festigkeit. Die Schulter-, Ellbogen- und Knieteile werden vorzugsweise aus einem flexibleren Stoff gebildet, um dem Crewmitglied Arm- und Beinbeweglichkeit zu erleichtern. Beispiele bevorzugter Materialien umfassen Gummi, elastische Stoffe und Elastomere.
Während der Verwendung ist der Auftriebsanzug relativ schwer insofern, als er mit Strömungsmittel gefüllt ist. Daher sind, wie beschrieben, Tragmittel 12 erforderlich, um Bequemlichkeit und Körperunterstützung für das Crewmitglied vorzusehen. Sowohl der Anzug als auch das Wasser innerhalb des Anzugs sind durch die Tragvorrichtung aufgehängt. Das Crewmitglied seinerseits "schwebt" buchstäblich in dem Anzug, nach oben aufgetrieben durch die hydrostatischen Kräfte des Wassers innerhalb des Anzugs. Diese Traganordnung gibt dem Crewmitglied viel Bewegungsfreiheit, selbst unter hohen Beschleunigungen. Ohne diese Träger bzw. Tragvorrichtungen würde das Gewicht des Anzugs unbequem auf die Schultern des Crewmitglieds herunterziehen und die Bewegungsfreiheit beträchlich einschränken.
Mit Bezug nun auf die Fig. 7a und 7b umfaßt die starre Anzugtraganordnung 12 den Schulterteil oder OTS-Teil 84. Der OTS-Teil 84 ist mit dem Hüft-Erweiterungsteil 14 durch ein Stiftgelenk 16 verbunden, das eine Bewegung in der Richtung der Pfeile 88 gestattet (siehe Fig. 7b). Der OTS-Teil 84 erstreckt sich von dem Stift 16 entlang der Rückenmittellinie nach oben, verzweigt sich auf Höhe der Schulterblätter und verläuft weiter über jede Schulter hinunter zur Vorderseite der Brust, um auf einer mittleren Brusthöhe zu enden. Zusätzlich kann das Stiftgelenk 16 ein gewisses Vorwärtslehnen aufnehmen bzw. gestatten, wie dies durch den Pfeil 90 in Fig. 7a gezeigt ist. Der Hüft-Erweiterungsteil 14 bedeckt den unteren Rücken und legt sich um die Seiten der Hüften. Der Hüft-Erweiterungsteil 14 ist mit den vertikalen Ansätzen oder Verlängerungen 18 der Sitzanordnung 44 verbunden (in Fig. 1 gezeigt). Die Stiftverbindungen 20 gestatten dem Piloten oder dem Crewmitglied sich nach vorn zu lehnen, wie dies durch Pfeile 96 in Fig. 7a angezeigt ist.
Wie im obigen Abschnitt über theoretische Betrachtungen beschrieben, erhöht ein Vorwärtslehnen oder Vornüberbeugen die g-Toleranz für einen g-Vektor, der senkrecht zu der Sitzoberfläche gerichtet ist, da der Abstand vom Auge zum Herz (gemessen parallel zu dem g-Vektor) verringert wird.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer starren Anzugtraganordnung, allgemein mit 100 bezeichnet, ist in den Fig. 8a-8c gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt Über-die-Schulter-Teile bzw. Schulterteile 102, die sich jeweils über die Schultern und um die obere Brust erstrecken und dann unter den Armen hindurchgehen. Die Teile 102 sind integral an einer oberen Rückenplatte 104 befestigt. Der untere Teil 106 der Traganordnung 100 ist ähnlich zu dem entsprechenden unteren Teil 14 des in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels. Wie in Fig. 8c gezeigt ist, ist zusätzliche Unterstützung gegenüber dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen durch Verbinden der Schulterteile 102 durch eine integrale horizontale Brusttrag- oder -stützplatte 108. Die Beweglichkeit des Crewmitglieds, welche durch Gelenke 110, 112 vorgesehen wird, ist im wesentlichen die gleiche wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel. Es sei bemerkt, daß in beiden Ausführungsbeispielen der Teil der Traganordnung 12 (100) oberhalb des Verbindungspunkts 16 (110) des unteren Rückenteils 14 (106) innerhalb des Auftriebsanzugs selbst angeordnet ist, wie oben beschrieben.
Der Auftriebsanzug der vorliegenden Erfindung wird im allgemeinen auf folgende Weise angelegt:
Der innere Anzug 52 (ohne Wasser) wird zuerst angezogen. Reißverschlüsse 62, 68 (siehe Fig. 4) werden geöffnet, damit das Crewmitglied in den inneren Anzug 52 einsteigen kann. Diese Reißverschlüsse 62, 68 werden dann sicher geschlossen. Der äußere Anzug 50 wird dann über den inneren Anzug 52 angelegt. Alle Größeneinstellriemen des äußeren Anzugs werden dann fest gezogen. Der Oberkörperharnisch 22 wird dann anglegt und in der Größe eingestellt.
Die folgenden Verbindungen von Anzug zu Sitz können dann wie folgt gemacht werden:
Der Sauerstoffmaskenschlauch 36 wird mit dem Atmungsregler 32 verbunden. Die Anzugdruckabfühlleitung 34 wird mit dem Atmungsregler 32 verbunden. Der Hüft-Erweiterungsteil 14 wird mit den vertikalen Ansätzen 18 der Sitzanordnung 19 verbunden. Die linken und rechten Fallschirmverbindungs- oder -steigriemen 24 werden mit dem Oberkörperharnisch 22 verbunden. Der Anzugschlauch 44 wird mit dem Reservoir 38 verbunden. Der Beckengurt 28 wird dann angelegt und gesichert.
Der Anzug 10 kann dann gefüllt werden durch Pumpen von Strömungsmittel in das Resevoir 38. Dies bewirkt, daß das Wasser in dem Resrvoir 38 durch den Versorgungsschlauch 46 und in den Auftriebsanzug 10 fließt. Wenn die Wasserhöhe in dem Auftriebsanzug 10 auf das Niveau des Ventils 64 steigt, ist der Auftriebsanzug gefüllt und der Luftdruck wird aus dem Reservoir 38 entfernt.
Der Anzug besitzt die Fähigkeit, das Crewmitglied vor oszillatorischen bzw. schwingenden Beschleunigungen mit hoher Amplitude zu schützen, die während eines Ausstiegs aus einem Überschallflugzeug auftreten können. Dies ist ein Ergebnis der Verwendung eines hydraulischen Strömungsmittels als dem Druckmedium. Die Verwendung von Wasser ergibt, daß der Anzug einen Druck auf den Körper ausübt, der den Blutverlagerungen oder -verschiebungen innerhalb des Körpers (verursacht durch die Schwingungen) entgegenwirkt, und vermindert dadurch schädliche physiologische Folgen (Ansprechen). Der Schutz ist vorgesehen unabhängig von der Richtung der Beschleunigung.
Ferner kann der Anzug Schutz vor strukturellem Schaden des Körpers (zum Beispiel Rücken- und Halsverletzung) vorsehen, der durch hohe Beschleunigungen bewirkt wird. Der Anzug sieht einen ausreichend hohen Druck auf den Körper vor, um Deformation bzw. Verformung und somit differentielle Bewegung interner Körperstrukturen zu minimieren. Wie beschrieben, hat das Eintauchen in Wasser, das Prinzip, auf dem die Auftriebsanzugskonstruktion basiert, gezeigt, daß eine höhere g-Toleranz vorgesehen wird als mit Anzügen, die mit Luft unter Druck gesetzt werden (zum Beispiel Höhendruckanzüge, g-Hosen).
Der Anzug schützt den Träger davor, vermindertem barometrischem Druck ausgesetzt zu sein (wie es durch Cockpit- Druckabfall oder -Druckverlust oder Ausstieg bzw. Auswurf in großer Höhe bewirkt werden kann). Zwei Schutzfaktoren müssen für ein Ausgesetztsein großer Höhe vorgesehen sein: Gegendruck auf das Oberflächengebiet des Körpers, um Verbiegungen und Ebulismus (d. h. Schwellungen, die sich aus Gewebeentgasung ergeben, was sich daraus ergibt, daß der Körper dem verminderten barometrischen Druck ausgesetzt ist) zu verhindern, und respiratorischen oder Atmungsschutz. Für Atmungsschutz muß die Maske 30 mit Sauerstoff unter Druck gesetzt werden, um das Bewußtsein aufrechtzuerhalten. Wegen des sich ergebenden hohen Lungendrucks ist ein Gegendruck auf den Brustkorb und die untere Körperhälfte erforderlich, um die Atmung zu unterstützen bzw. um normalen Blutkreislauf aufrechtzuerhalten. Die benötigte Unterdrucksetzung des Anzugs kann durchgeführt werden durch Unterdrucksetzen des Reservoirs 38 mit Luft.
Der Anzug 10 kann mit Merkmalen versehen werden, die einen Schutz für die Crew vorsehen nach dem Ausstieg aus einem Flugzeug. Beispielsweise kann der Anzug so konstruiert sein, daß er einen Schutz vor extremen Temperaturen vorsieht, wie beispielsweise die, die mit einem offenen Schleudersitzausstieg in großer Höhe und einem Niedergehen nach dem Ausstieg in kaltes Klima assoziiert werden. Ein Schutz vor Kälte kann vorgesehen werden durch eine Temperatursteuerungs-/Pumpeneinheit 114, die in Strichlinien in Fig. 1 gezeigt ist, um das Wasser innerhalb des Anzugs zu erwärmen oder um das Wasser durch erwärmte Luft zu ersetzen. Schläuche 116, 118 können sich beispielsweise von dem Kragen 40 zu der Einheit 114 zum Reservoir 38 erstrecken. Schutz vor aerodynamischer Erwärmung, die sich aus einem offenen Schleudersitzausstieg bei hoher Geschwindigkeit ergibt, wird vorgesehen infolge von Wärmeaufnahme oder Wärmeabsorption durch das Wasser innerhalb des Anzugs 10.
Im Falle einer Landung im Wasser nach dem Ausstieg kann der Anzug Flotation oder Schwimmfähigkeit vorsehen. Diese Funktion kann erreicht werden durch schnelles Drücken des Wassers auf dem Anzug 10 durch erwärmte Luft, um dadurch den Anzug 10 aufzublasen, um Auftrieb und auch Schutz vor der Kälte vorzusehen.
Der Anzug 10 kann auch so konstruiert werden, um eine komfortable Wärmeumgebung während des Fluges vorzusehen. Eine Form lokalisierter Temperatursteuerung, wobei die Kühlung oder Erwärmung direkt an den Körper des Crewmitglieds angelegt wird, ist in einem Flugzeug wünschenswert, da das Gewicht eines Umgebungssteuerungssystems und der Leistungsbedarf dafür vermindert wird durch direktes Kühlen des Manns anstatt durch Kühlen des gesamten Cockpits. Die Temperatursteuereinheit 114 kann geeignet sein zum Zirkulieren des Anzugwassers und zum Vorsehen der notwendigen Strömungsmitteltemperatur innerhalb des Anzugs, so daß es für den Träger bequem oder komfortabel ist.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung möglich hinsichtlich der obigen Lehre. Es sei daher bemerkt, daß die Erfindung im Bereich der beigefügten Ansprüche anders ausgeführt werden kann als besonders beschrieben.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufrechterhaltung zweckmäßigen Bewußtseins und zum Vermindern des Verletzungsrisikos für eine Person, die hohen Beschleunigungsniveaus ausgesetzt ist, während sie sich in einem Fahrzeug befindet, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

einen Auftriebskraftanzug (10) zum Unterstützen oder Tragen der Person mit einer Auftriebskraft, wobei der Kraftanzug (10) zumindest zwei Lagen (54, 56) eines flexiblen Materials umfaßt, wobei jede Lage (54, 56) relativ undurchlässig ist für ein im wesentlichen nicht zusammendrückbares Strömungsmittel, das ein spezifisches Gewicht besitzt, das ungefähr gleich dem von Blut ist, und das in einem Raum (58) zwischen den Lagen (54, 56) angeordnet werden kann, wobei der Anzug im wesentlichen über die gesamte Person paßt mit Ausnahme des Kopfes der Person, wobei der Raum (58) im wesentlichen die gesamte Fläche des Anzugs (10) abdeckt bzw. überdeckt, wobei der Anzug (10) einen mit nicht zusammendrückbarem Strömungsmittel füllbaren Kragen (40) umfaßt, der den Nacken bzw. den Hals der Person bedeckt bzw. abdeckt;

ein Strömungsmittelreservoir (38) in Strömungsmittelverbindung mit dem Raum (58) zwischen den Lagen (54, 56) des Auftriebskraftanzugs (10) zum Beibehalten eines konstanten Strömungsmittelniveaus innerhalb des Auftriebskraftanzugs (10) während Beschleunigung;

Mittel (42) zum Tragen des Strömungsmittelreservoirs (38) innerhalb des Fahrzeugs im wesentlichen auf Augenhöhe der Person zum Beibehalten eines optimalen Strömungsmitteldruckgradienten, um eine effiziente Blutversorgung für das Gehirn der Person zu gewährleisten;

Mittel (12, 100) zum sicheren Aufhängen des Auftriebsanzugs (10) innerhalb des Fahrzeugs; und

Atmungsunterstützungsmittel (30, 32, 34, 36) zum Abfühlen des Drucks innerhalb des Kraftanzugs (10) und zum Vorsehen eines Reglers (32) zum Atmen, wodurch jeglicher erhöhter Druck kompensiert oder ausgeglichen wird, der auf den Brustkorb der Person ausgeübt wird infolge der Verwendung des Kraftanzugs (10),

wobei der Kraftanzug (10) einen ausgeglichenen bzw. balancierten Gegendruck zu der Beschleunigungskraft vorsieht, wobei der Kraftanzug (10) einen Druck auf im wesentlichen das gesamte Körperoberflächengebiet unterhalb des Anzugs ausübt, wodurch die Ausdehnung oder Ausweitung der Blutgefäße der Person und das Ansammeln von Blut vermindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Auftriebskraftanzug (10) ein Innengewand (52), das durch die zumindest zwei Lagen (54, 56) aus flexiblem Material gebildet wird und ein in der Größe anpaßbares oder einstellbares Außengewand (50) umfaßt zum Einschränken jeglicher Ausdehnung des Innengewands (52), die durch hydrostatischen Druck hervorgerufen oder induziert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Außengewand (50) aus einem nicht-dehnbaren, flexiblen Stoff oder Gewebe gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung ferner einstellbare Riemen (74) umfaßt, die um das Außengewand (50) herum angebracht werden können, um zu gestatten, daß der Auftriebskraftanzug (10) angepaßt oder eingestellt werden kann auf Unterschiede in der Anthropometrie der Person.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mittel (12, 100) zum Aufhängen des Auftriebsanzugs (10) innerhalb des Fahrzeugs eine Traganordnung (12) umfassen, die folgendes aufweist:

einen starren Schulterträgerteil ("Über-die-Schulter"- Teil, OTS-Teil) (84), der mit dem Auftriebsanzug (10) einstückig verbunden ist, und

einen sich erweiternden Hüftteil (14), dessen oberes Ende drehbar mit dem OTS-Rückenteil (84) verbunden ist und zwar entlang einer ersten Achse, die im wesentlichen parallel zu der Person ist, wobei der sich erweiternde Hüftteil (14) ein unteres Ende besitzt, das mit dem Fahrzeug derart verbunden werden kann, daß es der Person gestattet, sich entlang einer zweiten Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse ist, nach vorn zu lehnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der OTS-Rückenteil zwei starre Schulterträgerglieder ("Über-die-Schulter"-Glieder) (102) umfaßt, die sich zwischen den Schulterblättern treffen und in einem einstückigen bzw. integralen Mittelglied (108) enden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der sich erweiternde Hüftteil (106) zwei seitliche, nach vorn orientierte, sich erweiternde Hüftglieder umfaßt, die jeweils zur Verbindung mit einer Sitzanordnung (18, 19) des Fahrzeugs vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der starre OTS- Teil zwei Schulterträgerglieder ("Über-die-Schulter"- Glieder) (102) umfaßt, wobei jedes Schulterträgerglied (102) sich über die Schulter, um den oberen Brustbereich und unter die Arme erstreckt und integral an einer oberen Rückenplatte (104) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung ferner eine horizontale Brustplatte (108) umfaßt, die integral mit den Schulterträgergliedern (102) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das nicht zusammendrückbare Strömungsmittel, das in dem Raum (58) zwischen den Lagen (54, 56) angeordnet werden kann, Wasser ist.