EP0983193A1 - Acceleration protection suit - Google Patents

Acceleration protection suit

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Publication number
EP0983193A1
EP0983193A1 EP99913056A EP99913056A EP0983193A1 EP 0983193 A1 EP0983193 A1 EP 0983193A1 EP 99913056 A EP99913056 A EP 99913056A EP 99913056 A EP99913056 A EP 99913056A EP 0983193 A1 EP0983193 A1 EP 0983193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
suit
pressure
protection against
acceleration forces
cavities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP99913056A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Reinhard
Wendelin Egli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LSS Life Support Systems AG
Original Assignee
LSS Life Support Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LSS Life Support Systems AG filed Critical LSS Life Support Systems AG
Publication of EP0983193A1 publication Critical patent/EP0983193A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D10/00Flight suits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D27/00Details of garments or of their making
    • A41D27/02Linings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2300/00Details of garments
    • A41D2300/30Closures
    • A41D2300/32Closures using hook and loop-type fasteners
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2300/00Details of garments
    • A41D2300/30Closures
    • A41D2300/322Closures using slide fasteners
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2400/00Functions or special features of garments
    • A41D2400/44Donning facilities
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D10/00Flight suits
    • B64D2010/002Anti-g suits or garments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D10/00Flight suits
    • B64D2010/007Suits with cooling or heating means

Definitions

  • the present invention relates to a suit for protection against acceleration effects, such as occur in high-performance aircraft when flying curves, according to the preamble of claim 1.
  • One class includes protective suits that work according to the hydrostatic buoyancy principle
  • the second class includes protective suits that are pressurized with compressed air.
  • protective suits of the first class mentioned is based on the inventive concept of compensating the acceleration-induced downward increasing fluid pressure of the body by an essentially identical liquid column installed in the protective suit, which acts on the body from the outside.
  • this class of protective suits are known from EP 0 376 027 (D1) and US 5,153,938 (D2).
  • three applications relating to such protective suits are known in this class from the same applicant as the present patent application: PCT / CH98 / 00160 (D3), PCT / CH98 / 00161 (D4), PCT / CH98 / 00534 (D5).
  • an air pressure is built up in the at least partially double-walled protective suit. This is either the same size over the whole suit or is set up via controlled valves so that it is larger for the lower parts of the body than for the higher ones. These valves and the specified air pressure are controlled by an on-board computer.
  • CONFIRMATION COPY see implementation problems. On the one hand, these are due to the sometimes high additional mass of such protective suits, in addition there are inadequacies in the properties of the textiles used and ultimately the wearing comfort of such known protective suits is often inadequate and the mobility of the pilots is severely restricted as a result. Furthermore, high demands are placed on the tightness of such suits. On the one hand because a loss of fluid leads to functional impairment, on the other hand because leaking fluid in the cockpit of a high-performance aircraft is quite undesirable.
  • the disadvantage of the known protective suit based on purely pneumatic pressure compensation is on the one hand m the little differentiated size of the compensation pressure, in the often unwieldy structure and the great effort for the control. This is always associated with high costs.
  • the object to be achieved by the present invention is to create a suit to protect against the effects of the acceleration forces that occur when cornering in high-performance aircraft, in advance m the current and local Z-axis, and the protective suit to be created should be lighter be than that so far known, is intended to enable the carrier to be put on and taken off by the carrier without assistance and to enable him to board and leave the aircraft without assistance, and to generally allow the carrier to move normally outside the aircraft, all combined with one reduced equipment and financial expenditure.
  • FIG. 2a shows a plan view b shows a first section c shows a second section through a first arrangement of connection points
  • Fig. 3 shows a cross section through a second arrangement of
  • FIG. 4 is a front view of an embodiment of the protective suit in two variants
  • Fig. 5 is a schematic section through part of the suit
  • Fig. 6a, b is a schematic representation of the interaction of pressure and tension
  • Fig. 7 is a schematic representation of the Building up the contact pressure
  • FIG. 8 shows a first exemplary embodiment of a pilot's boot
  • FIG. 9 shows a second exemplary embodiment of a pilot's boot
  • FIG. 10 shows a schematic side view of a seated pilot with an additional device
  • FIG. 11 shows a detailed view of FIG. 10
  • Fig. 12 is a schematic representation of the pressure breathing system.
  • the protective suit according to the invention basically consists of three items of clothing.
  • the innermost part as shown schematically in FIG. 1a, consists of a textile lining 1.
  • the actual protective suit is worn over this.
  • This is made up of an inner layer 3 and an outer layer 4.
  • the layer 3 consists of a reinforced gas-tight plastic, the reinforcement made of a low-stretch fiber material such as Aramid fibers exist.
  • Layer 4 is connected in places to layer 3 from the same material as layer 3.
  • Layers 3 and 4 are connected, for example, by welding or sewing with subsequent sealing of the seams. The pattern resulting from the connections of the layers 3, 4 will be discussed separately below, as essential to the invention. Between the layers 3, 4 there is air in the cavities 5 formed by their connection, at most another suitable gas.
  • the layer 4 On the outside of the layer 4, connected to this over its entire surface or in places, there is a hard-wearing textile cover 2 to which all the things and facilities necessary and useful for a pilot's suit are attached.
  • the presence of lining 1 - or corresponding underwear - and cover 2 is known per se.
  • the ensemble of layers 3, 4 of lining 1 and cover 2 can now be carried out separately, or can also be connected to it.
  • the active part of the protective suit according to the invention consists of the layers 3, 4 which are partially connected to one another.
  • FIG. 1b shows a variant of part of FIG. 1a.
  • a hose 8 for example made of an elastomer, is inserted into the cavity 5.
  • a functional separation between tightness and strength is achieved.
  • the layers 3, 4 and their connection take on the task of strength, the hose 8 and the tightness. If we speak of cavity 5 in the following, both are always To understand variants, the few of Fig. 1a, where the cavity 5 itself is tight and that of Fig. 1b, where the hose 8 is inserted as a tight and gas-carrying element m the cavity 5, which is now no longer tight, or need not be.
  • these connection points can be produced by welding, gluing or sewing.
  • An arrangement of, for example, three parallel connection points 6 is shown schematically in part of the protective suit in FIG. 2a.
  • Each individual connection point has the shape of a long, slender strip.
  • a section BB according to FIG. 2b shows that the lateral distance between the strip-shaped connection points 6 is shortened as soon as the gas flowing into the cavities 5 between the layers 3, 4 flows and is put under pressure.
  • the separation zone 7 can consist of the layers 3, 4 lying on top of one another, or else of a flexible but low-stretch textile material, for example only the layer 3 or the layer 4 or another suitable textile material.
  • the connection points 6 are immediately adjacent to the cavities. You can, as shown in Fig. 1, 2, connect the layers 3, 4, or additionally ensure the connection to the textile material from which the separation zone 7 is made.
  • Fig. 4 shows a first embodiment of the protective suit according to the invention in two variants. The two variants relate to the design of the left and right sides of the protective suit. In the first variant on the right, a first band 11 is shown, which extends from the neck to the ankle. In the same design, this first band 11 is also found on the sleeves, from the shoulder to the wrist.
  • the tapes 11 can be continuous - as shown - or can be single or multiple interrupted. Likewise, a plurality of bands 11 can be attached next to one another - continuously or interrupted.
  • the contraction of these ligaments, which are designed as cavities 5, takes place here only transversely to the body axis.
  • the variant on the left in FIG. 4 has zigzag-shaped bands 12, analogous to the arrangement on the right. Here the contraction of the band-shaped cavities 5 takes place both transversely and along the body axis.
  • the bands 12 can also be designed in a wave shape with rounded corners, just as any transition form between zigzag (left) and stretched (right) is contained in the inventive concept.
  • the suit In the knee region, for example, the suit is provided with elastic inserts 13, as is the genital region.
  • Several zippers 14 are provided for closing the suit. These open both the sleeves and the entire suit from the neckline to the ankles. 4 all zippers 14 are shown continuously. However, it is within the meaning of the invention to design the zippers 14 in two parts - or at most in several parts - in length.
  • the entire suit in connection with the vertical subdivision of the straps 11, 12 and the zippers 14, the entire suit can also be made in two parts, that is to say as a jacket and pants.
  • Valves 18, which can be connected to hoses 17, are preferably located at the lower and / or upper ends of the bands 11, 12. Their function and task will be discussed after the description of FIG. 7. The width and the arrangement of the bands 11, 12 will be explained in more detail with reference to FIGS. 5, 6.
  • Fig. 5 shows a schematic section of the suit, for example through the thigh.
  • the suit has a band 11 along the thigh, which here appears as a cavity 5 in section.
  • the separation zone 7 adjoins the band 11, 12 on both sides, which is shown here only for better visibility and not in contact with the body.
  • the suit is closed with the schematically illustrated zipper 14.
  • Fig. 6 is a highly schematic representation of the separation zone 7, cavity 5, the shortening ⁇ s resulting from the expansion of the cavity 5 and the tensile stress ⁇ caused. 6a, b serve to explain the relationship of the sizes mentioned with the original width s 0 of the cavity 5 and the pressure prevailing in the cavity 5.
  • Fig. 6a is a perspective
  • Fig. 6b is a schematic section. Here, for this explanation, the suit is open and clamped between two fixed reference walls 16.
  • FIG. 6a shows the displacement ⁇ s
  • FIG. 6b schematically shows an elasticity 15. This consists of the - predominantly elastic - resilience of the textile materials, the zipper 14 and the body tissue.
  • the tensile stress is therefore proportional to the filling pressure p L in the cavities 5 and proportional to the width S 0 of the undeformed cavity 5 of the band 11, 12.
  • Width is highly non-linear. The relationship lies
  • the width of this band can be determined immediately from the simple geometry according to FIG. 6b. However, if the shortening is to be increased at the same pressure without increasing the tensile stress ⁇ , two or more bands 11, 12 are selected.
  • the relationship between the tensile stress ⁇ and the contact pressure p a is shown in FIG. 7.
  • the air pressure is the same everywhere, taking into account the body radii and by varying the width s 0 and the number of bands 11, 12, such a variation of contact pressures p a can be generated that the condition
  • both the straps 11, 12 and the entire suit can be made in two or more parts.
  • the individual vertical sections of the belts 11, 12 can be under the same pressure or can be placed under different pressures.
  • the bands 11, 12 can be subdivided in such a way that the feet, lower legs, thighs, abdominal region, upper body and arms each form their own pressure region.
  • the pressure increase can be built up from bottom to top. Solutions for this are, for example, external, that is to say aircraft-side controls of the individual pressures.
  • the gas which causes the pressure build-up can be supplied at the deepest point of the suit, and the other pressure regions can be supplied from above to below by overflow valves. It is also included in the inventive concept to supply the individual pressure regions centrally and, for example, by means of overflow valves with different passages. Both the pressure distribution and its structure over time depend on the one hand on the intended flight maneuvers. To carry out this here is outside the inventive concept; The provision of the device suitable for this is essential to the invention.
  • the individual cavities 5 arranged in bands 11, 12 are connected by the hoses 17 to the valves 18 (see FIG. 4) either to one another or to a pressure supply unit.
  • FIG. 8 shows a first exemplary embodiment of a pilot's boot 21 in a side view, partially broken away. Between the foot of the wearer - provided with the reference symbol 22 and a normal flap 23 fastened to the boot 21 is inserted a double-walled flap 24, which again consists of the layers 3, 4 and has a cavity 5.
  • the second tab 24 can be a continuation of the O 99/54203 _ - ] -, _ PCT / CH99 / 00159
  • the pilot's boot On the inside, against the foot 22, the pilot's boot is lined with a further covering 25, for example made of thin leather or textile material.
  • 10, 11 are the representations of a compressed gas supply according to the invention. They show a pilot 30 sitting from the side on a pilot seat 31 with a seat surface 32.
  • a cushion 33, for example, is integrated into this seat surface 32 and is shown in detail in FIG. 11. 11, in the sense of an example, the cushion 33 consists of three essentially independent layers 35, 36,
  • the layers 35, 36, 37 each of which is enclosed in an airtight manner with a textile and little stretchable material.
  • the layers 35, 36, 37 each contain an open-pore plastic foam
  • Each airtight enclosed layer has a connection 41, 42, 43 leading to the outside, for example in the form of a hose.
  • the three connections 41 to 43 open m a Ventilungsve til 44, the operation of which is described below. It has an outlet 45 and a flood outlet 46.
  • a connection 43 is communicated with the layers 35 to 37. see at the end of a manually or electrically operated hand pump 49 is shown.
  • the system consisting of a suit and the three layers 35, 36, 37, can be inflated to an intended initial pressure.
  • a control valve can also be connected, which is connected to an on-board compressed gas source.
  • the initial pressure is of course to be understood as the differential pressure between the interior of the air-guiding parts (cushion 33, cavities 5, hoses 8) on the one hand and the pressure in the cabin of the aircraft. If the cabin pressure then drops, the pressure in the air-carrying parts mentioned increases automatically.
  • the flooding outlet 46 can be integrated into both the hand pump 49 and the control valve which takes its place.
  • the outlet 45 is connected, for example, to the deepest valves 18 of the suit.
  • the plastic foams 38 to 40 are adjusted so that they essentially not be pushed in.
  • the pressure inside the layers 35 to 37 is the same as in the cavities 5.
  • the hand pump 49 inflates the cushion 33 and the suit to such an extent that all the stretches of the suit are at least compensated.
  • an overpressure can be built up, which causes a contact pressure in the suit which corresponds approximately to the acceleration of 1G. If the pilot 30, which is only symbolically entered as mass 47 in FIG.
  • the plastic foam 38 of the top layer 35 is pressed in and the air escaping from this layer 35 builds up additional pressure in the cavities 5 which increases the tension ⁇ of the textile separation zones 7 of the protective suit. If the force em - caused by the pilot 30 - or by the mass 47 - exceeds which the layer 35 has already been squeezed together, the plastic foam 39 begins in FIG Layer 36 to be depressed. The same happens with the even harder plastic foam 40 of the layer 37. After the G load has been reduced, the plastic foams 38 to 40 take up air again and return to their original shape, and the prestressing pressure in the cavities 5 returns to the original value back.
  • the flooding inlet 46 is opened and the interior of the layers 35 to 37 and thus also the plastic foams 38 to 40 are in pressure equalization with the outside world.
  • the pillow 33 can also be spatially divided: the layer 35 can be integrated into the acceleration protective suit - inside or outside -, the layer 36 can be buckled on the outside of the protective suit, the third layer 37 - if present - can be part of the seat 93.
  • the connections 41 to 43 are then preferably designed as pluggable quick connectors, as is the connection of the outlet 45 to the valves 18 of the cavities 5.
  • a bladder 51 which is also made of a textile-reinforced plastic, is worn under the suit of the abdominal region, where it is secured against displacement. It forms - as shown in Fig.
  • the bladder is fed via a pressurized control valve 52 from the on-board high-pressure reservoir 53 for breathing air, shown schematically here as a pressure bottle.
  • the control valve 52 reduces the pressure of the breathing gas of the high-pressure reservoir 53 to a pressure that is slightly above the lung pressure. It is controlled via a pressure line 54, which communicates with one of the belts 11, 12.
  • the pressure line Tension 54 opens into the abdomen region at a take-over point 55 m from one of the belts 11, 12 and takes over the air pressure prevailing at take-over point 55 as a control variable. This controls an pressure reducing valve (not shown) and feeds the pressure line 54 with the pressure coming from the high pressure reservoir 53 and is now reduced.
  • the bladder 51 worn under the protective suit, is acted upon by its tension ⁇ on the one hand and by the high pressure reduced by the control valve 52 to medium pressure p ra . Due to the type of apparatus definition of p m , this corresponds to the hydrostatic pressure of the abdomen region, so that the abdominal organs are relieved and the diaphragm is relieved of their current weight.
  • the exact size of p ra can be set by the control valve 52 for the individual case.
  • the bladder 51 is followed by a second control valve 56, also known from the lung regulators of diving, which responds to respiratory activity.
  • the respiratory pressure p a is therefore only slightly below the mean pressure p ra .
  • the control valve 56 feeds the breathing tube designated 57 and a breathing mask 58.
  • the bladder 51 When inhaled, the bladder 51 partially empties by e volume, which is smaller than the tidal volume.
  • the second control valve 56 can have an overflow device which blows a predeterminable, adjustable proportion of the breathing air directly outward via the control valve 56.
  • the pilot wears a shell-shaped headset 60 which lies close to the head.
  • a connecting hose 59 leads from this to the breathing mask 58. This can ensure that both sides of the eardrum are subjected to the same pressure - the breathing pressure.
  • Breathing mask 58 and hearing set 60 are part of the pilot's equipment anyway; the only addition are the two connection hoses 59.

Abstract

The active part of the suit is partially comprised of layers (3, 4) one of which facing the body and the other facing away from the body. Both layers are made of a gas-tight, slightly stretchable textile material and are connected to one another at connection points (6) by gluing, heat sealing or by sewing. This results in the production of cavities (5) which are connected to one another via valves (18) and which can be placed under gas pressure. Connecting parts (7) which only transfer tensile stress are arranged between areas which are comprised of the layers (3, 4) - strips (11, 12) -. When the cavities (5) are placed under a gas pressure which is proportional to the z-acceleration, the suit builds up an application pressure over the tensile stress. The application pressure has a compensating effect thus relieving the pilot's body from the effects of such accelerations. The compensating pressure can be set to the hydrostatic pressure, said hydrostatic pressure being proportional to the acceleration, by appropriately selecting the width of the strips (11, 12) in conjunction with the radius of the covered body parts.

Description

Beschleunigungs-SchutzanzugAcceleration protective suit
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anzug zum Schutz vor Beschleunigungseffekten, wie sie in Hochleistungsflugzeugen beim Fliegen von Kurven auftreten, nach dem Oberbegriffe des Patentanspruches 1.The present invention relates to a suit for protection against acceleration effects, such as occur in high-performance aircraft when flying curves, according to the preamble of claim 1.
Solche Schutzanzüge sind mehrere bekannt geworden. Sie sind im wesentlichen in zwei Klassen einzuteilen:Several protective suits have become known. They are essentially divided into two classes:
— Die eine Klasse umfasst Schutzanzüge, die nach dem hydro- statischen Auftriebsprinzip arbeiten,- One class includes protective suits that work according to the hydrostatic buoyancy principle,
- die zweite Klasse umfasst Schutzanzüge, welche mit Druckluft beaufschlagt werden.- The second class includes protective suits that are pressurized with compressed air.
Der Aufbau von Schutzanzügen der ersten genannten Klasse beruht auf dem Erfindungsgedanken, den beschleunigungsindu- zierten nach unten zunehmenden Flüssigkeitsdruck des Körper- innern durch einen im Wesentlichen gleichen einer im Schutzanzug eingebauten Flüssigkeitssäule zu kompensieren, der von aussen auf den Körper wirkt. Beispiele für diese Klasse von Schutzanzügen sind aus EP 0 376 027 (D1 ) und US 5,153,938 (D2) bekannt. Ferner sind in dieser Klasse von der gleichen Anmelderin wie der vorliegenden Patentanmeldung drei Anmeldungen bekannt, die solche Schutzanzüge betreffen: PCT/CH98/00160 (D3) , PCT/CH98/00161 (D4), PCT/CH98/00534 (D5). Bei den Schutzanzügen der zweiten genannten Klasse wird im mindestens teilweise doppelwandig ausgeführten Schutzanzug ein Luftdruck aufgebaut . Dieser ist entweder über den ganzen Anzug gleich gross oder wird über gesteuerte Ventile so eingerichtet, dass er für die unten liegenden Körperpartien grösser ist, als für die höher liegenden. Die Steuerung dieser Ventile und des vorgegebenen Luftdruckes erfolgt durch einen bordseitigen Rechner.The construction of protective suits of the first class mentioned is based on the inventive concept of compensating the acceleration-induced downward increasing fluid pressure of the body by an essentially identical liquid column installed in the protective suit, which acts on the body from the outside. Examples of this class of protective suits are known from EP 0 376 027 (D1) and US 5,153,938 (D2). Furthermore, three applications relating to such protective suits are known in this class from the same applicant as the present patent application: PCT / CH98 / 00160 (D3), PCT / CH98 / 00161 (D4), PCT / CH98 / 00534 (D5). In the case of protective suits of the second class mentioned, an air pressure is built up in the at least partially double-walled protective suit. This is either the same size over the whole suit or is set up via controlled valves so that it is larger for the lower parts of the body than for the higher ones. These valves and the specified air pressure are controlled by an on-board computer.
Beispiele von Dokumenten, die diese zweite Klasse des Standes der Technik wiedergeben sind EP 0 646 523 (D6), JP 0 9011 996 (D7).Examples of documents representing this second class of the prior art are EP 0 646 523 (D6), JP 0 9011 996 (D7).
Wiewohl es sich gezeigt hat, dass die Idee der hydrostatischen Kompensation an sich eine hervorragende Lösung für das anstehende Problem darstellt, ergeben sich bei der prakti-Although it has been shown that the idea of hydrostatic compensation itself is an excellent solution to the problem at hand,
BESTATIGUNGSKOPIE sehen Umsetzung Probleme. Diese liegen einerseits bei der teils hohen zusätzlichen Masse solcher Schutzanzüge, ferner treten Unzulänglichkeiten bei den Eigenschaften der verwendeten Textilien auf und letztlich ist oft der Tragkomfort solcher bekannter Schutzanzüge ungenügend und die Beweglichkeit der Piloten dadurch stark eingeschränkt. Ferner werden an die Dichtigkeit solcher Anzüge hohe Anforderungen gestellt. Einerseits weil ein Flüssigkeitsverlust zu Funktionsbeeinträchtigung führt, andererseits weil auslaufende Flüs- sigkeit im Cockpit eines Hochleistungsflugzeuges durchaus unerwünscht ist.CONFIRMATION COPY see implementation problems. On the one hand, these are due to the sometimes high additional mass of such protective suits, in addition there are inadequacies in the properties of the textiles used and ultimately the wearing comfort of such known protective suits is often inadequate and the mobility of the pilots is severely restricted as a result. Furthermore, high demands are placed on the tightness of such suits. On the one hand because a loss of fluid leads to functional impairment, on the other hand because leaking fluid in the cockpit of a high-performance aircraft is quite undesirable.
Die Lösungen der zweiten genannten Klasse von Erfindungen beruhen darauf, dass im mindestens teilweise doppelwandig ausgeführten Schutzanzug ein Luftdruck aufgebaut wird, der dem zu erwartenden hydrostatischen Druck der Körperflüssig- keiten - vornehmlich des Blutes - m etwa entspricht. In etwa deshalb, weil der hydrostatische Druck von oben nach unten linear zunimmt, und die pneumatische Kompensation s ch im Allgemeinen auf einen oder wenige Druckwerte beschränkt. Um diese Druckwerte zu erzeugen, wird die bordseitig gelieferte Druckluft durch eines oder mehrere beschleunigungsabhängige oder beschleunigungsabhängig gesteuerte Ventile an die entsprechenden Partien des Schutzanzuges gespeist, wie z.B. aus US 4,895,320 bekannt. Der Aufbau des notwendigen Druckaufbaus beansprucht immer eine gewisse Zeit. Um diese Verzögerung zu kompensieren, sind rechnerische Mittel vorgeschlagen worden wie aus D6 bekannt. Der Nachteil der bekannten auf der rein pneumatischen Druckkompensation beruhenden Schutzanzuges liegt einerseits m der wenig differenzierten Grosse des Kompensationsdruckes, im oft unhandlichen Aufbau und dem grossen Aufwand für die Steuerung. Damit sind auch immer hohe Kosten verbunden. Die Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, besteht m der Schaffung eines Anzuges zum Schutz vor den Auswirkungen der Beschleunigungskräfte, die beim Kurvenfliegen in Hochleistungsflugzeugen auftreten, vorab m der momentanen und lokalen Z-Achse, ferner soll der zu schaffende Schutzanzug leichter sein, als die bisher bekannten, soll ermöglichen, dass er vom Träger ohne Hilfe an- und ausgezogen werden kann und ihn befähigen, das Flugzeug ohne Hilfe zu besteigen und zu verlassen, und dem Träger ausserhalb des Flugzeuges allgemein eine normale Beweglich- keit erlauben, dies alles verbunden mit einem verkleinerten apparativen und finanziellen Aufwand.The solutions of the second class of inventions mentioned are based on the fact that an air pressure is built up in the at least partially double-walled protective suit that corresponds approximately to the expected hydrostatic pressure of the body fluids - primarily the blood - m. This is because the hydrostatic pressure increases linearly from top to bottom and the pneumatic compensation is generally limited to one or a few pressure values. In order to generate these pressure values, the compressed air supplied on-board is fed to the corresponding parts of the protective suit through one or more valves which are dependent on acceleration or controlled by acceleration, as is known, for example, from US Pat. No. 4,895,320. It always takes a certain amount of time to build up the necessary pressure. To compensate for this delay, computational means have been proposed as known from D6. The disadvantage of the known protective suit based on purely pneumatic pressure compensation is on the one hand m the little differentiated size of the compensation pressure, in the often unwieldy structure and the great effort for the control. This is always associated with high costs. The object to be achieved by the present invention is to create a suit to protect against the effects of the acceleration forces that occur when cornering in high-performance aircraft, in advance m the current and local Z-axis, and the protective suit to be created should be lighter be than that so far known, is intended to enable the carrier to be put on and taken off by the carrier without assistance and to enable him to board and leave the aircraft without assistance, and to generally allow the carrier to move normally outside the aircraft, all combined with one reduced equipment and financial expenditure.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im Patentanspruch 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den weiteren Patentansprüchen hinsichtlich weiterer vorteil- hafter Ausbildungen.The solution to the problem is given in claim 1 with regard to its essential features, in the further claims with regard to further advantageous training.
Der Erfindungsgedanke wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert . Es zeigenThe idea of the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Show it
Fig. 1a einen Querschnitt durch einen Schichtaufbau des Schutzanzuges,1a shows a cross section through a layer structure of the protective suit,
Fig. 1b eine Variante hiezu, Fig. 2 a eine Draufsicht b einen ersten Schnitt c einen zweiten Schnitt durch eine erste Anordnung von Verbindungsstellen1b shows a variant of this, FIG. 2a shows a plan view b shows a first section c shows a second section through a first arrangement of connection points
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite Anordnung vonFig. 3 shows a cross section through a second arrangement of
Verbindungsstellen , Fig. 4 eine Frontansicht auf ein Ausführungsbeispiel des Schutzanzuges m zwei Varianten, Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch einen Teil des Anzuges , Fig. 6a, b eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens von Druck und Spannung, Fig. 7 eine schematische Darstellung des Aufbaus des An- pressdruckes ,Connection points, Fig. 4 is a front view of an embodiment of the protective suit in two variants, Fig. 5 is a schematic section through part of the suit, Fig. 6a, b is a schematic representation of the interaction of pressure and tension, Fig. 7 is a schematic representation of the Building up the contact pressure,
Fig. 8 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fliegerstie- fels, Fig. 9 e n zweites Ausführungsbeispiel eines Fliegerstie- fels, Fig. 10 eine schematische Seitenansicht eines sitzenden Piloten mit einer zusätzlichen Einrichtung, Fig. 11 eine Detailansicht von Fig. 10 Fig. 12 die schematische Darstellung des Druckatmungssystems .8 shows a first exemplary embodiment of a pilot's boot, FIG. 9 shows a second exemplary embodiment of a pilot's boot, FIG. 10 shows a schematic side view of a seated pilot with an additional device, FIG. 11 shows a detailed view of FIG. 10 Fig. 12 is a schematic representation of the pressure breathing system.
Der erfmdungsgemässe Schutzanzug besteht grundsätzlich aus drei Kleidungsstücken. Das innerste besteht, wie m Fig. 1a schematisch dargestellt, aus einem textilen Futter 1. Ueber diesem wird der eigentliche Schutzanzug getragen. Dieser ist aufgebaut aus einer inneren Schicht 3 und einer äusseren Schicht 4. Die Schicht 3 besteht aus einem armierten gas- dichten Kunststoff, wobei die Armierung aus einem dehnungsarmen Fasermaterial wie z.B. Aramidfasern besteht. Mit der Schicht 3 stellenweise verbunden ist die Schicht 4 aus dem gleichen Material, wie Schicht 3. Die Verbindung der Schichten 3 und 4 geschieht beispielsweise durch Schweissen oder Nähen mit anschliessendem Abdichten der Nähte. Auf das durch die Verbindungen der Schichten 3, 4 entstehende Muster wird - da erfmdungswesentlich - unten gesondert eingegangen. Zwischen den Schichten 3, 4 befindet sich in den durch deren Verbindung entstehenden Hohlräumen 5 Luft, allenfalls ein anderes geeignetes Gas. Auf der Aussenseite der Schicht 4, mit dieser allenfalls vollflächig oder stellenweise verbunden, befindet sich ein strapazierfähiger textiler Ueberzug 2, an dem sämtliche für einen Pilotenanzug notwendigen und nützlichen Dinge und Einrichtungen befestigt sind. Das Vorhandensein von Futter 1 - oder ihm entsprechender Unterwäsche - und Ueberzug 2 ist an sich bekannt. Erfmdungs- gemäss kann nun das Ensemble aus den Schichten 3, 4 von Futter 1 und Ueberzug 2 getrennt ausgeführt, oder auch mit diesem verbunden ausgeführt werden. Der aktive Teil des erfmdungsgemassen Schutzanzuges besteht aus den miteinander teilweise verbundenen Schichten 3, 4.The protective suit according to the invention basically consists of three items of clothing. The innermost part, as shown schematically in FIG. 1a, consists of a textile lining 1. The actual protective suit is worn over this. This is made up of an inner layer 3 and an outer layer 4. The layer 3 consists of a reinforced gas-tight plastic, the reinforcement made of a low-stretch fiber material such as Aramid fibers exist. Layer 4 is connected in places to layer 3 from the same material as layer 3. Layers 3 and 4 are connected, for example, by welding or sewing with subsequent sealing of the seams. The pattern resulting from the connections of the layers 3, 4 will be discussed separately below, as essential to the invention. Between the layers 3, 4 there is air in the cavities 5 formed by their connection, at most another suitable gas. On the outside of the layer 4, connected to this over its entire surface or in places, there is a hard-wearing textile cover 2 to which all the things and facilities necessary and useful for a pilot's suit are attached. The presence of lining 1 - or corresponding underwear - and cover 2 is known per se. According to the invention, the ensemble of layers 3, 4 of lining 1 and cover 2 can now be carried out separately, or can also be connected to it. The active part of the protective suit according to the invention consists of the layers 3, 4 which are partially connected to one another.
In Fig. 1b ist eine Variante zu einem Teil von Fig. 1a dargestellt. In den Hohlraum 5 ist ein Schlauch 8, beispielsweise aus einem Elastomer, eingelegt. Damit ist eine Funktionstren- nung zwischen Dichtigkeit und Festigkeit erreicht. Die Schichten 3, 4 und deren Verbindung übernehmen die Aufgabe der Festigkeit, der Schlauch 8 ene der Dichtigkeit. Wenn im Folgenden von Hohlraum 5 gesprochen wird, sind immer beide Varianten zu verstehen, die enige von Fig. 1a, wo der Hohlraum 5 selbst dicht ausgeführt ist und jene von Fig. 1b, wo der Schlauch 8 als dichtes und gasführendes Element m den Hohlraum 5 eingelegt ist, der nun selbst nicht mehr dicht ist, bzw. nicht sein muss.1b shows a variant of part of FIG. 1a. A hose 8, for example made of an elastomer, is inserted into the cavity 5. A functional separation between tightness and strength is achieved. The layers 3, 4 and their connection take on the task of strength, the hose 8 and the tightness. If we speak of cavity 5 in the following, both are always To understand variants, the few of Fig. 1a, where the cavity 5 itself is tight and that of Fig. 1b, where the hose 8 is inserted as a tight and gas-carrying element m the cavity 5, which is now no longer tight, or need not be.
Fig. 2 a, b, c, zeigen m Detailansichten das Anbringen von Verbindungsstellen 6 der Schichten 3, 4. Wie bereits erläutert, können diese Verbindungsstellen durch Schweissen, Kleben oder Nähen hergestellt werden. In Fig. 2a ist schematisch aus einem Teil des Schutzanzuges eine Anordnung von beispielsweise drei parallelen Verbindungsstellen 6 dargestellt. Jede einzelne Verbindungsstelle hat die Form eines langen schlanken Streifens. Ein Schnitt BB gemass Fig. 2b zeigt, dass der seitliche Abstand zwischen den streifenför- migen Verbindungsstellen 6 verkürzt wird, sobald das m den Hohlräumen 5 zwischen den Schichten 3, 4 befindliche Gas zuströmt und unter Druck gesetzt wird. Wird nun ein aus den Schichten 3, 4 bestehendes Gebilde - das Futter 4 und der Ueberzug 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen - um einen Körperteil, beispielsweise einen Oberschenkel herumgelegt, so ergibt sich, was m Fig. 2c schematisch dargestellt ist : Die äussere Schicht 4 wird gespannt auf eine Zugspannung σ, die innere Schicht legt sich - im wesentlichen spannungslos - an die Körperoberfläche an; im Inneren der Hohlräume 5 herrscht der Druck p. Dieser baut die Zugspannung σ auf, die über die Verbindungsstellen 6 übertragen wird, so dass ein bestimmter Druck p einer bestimmten Zugspannung entspricht. Werden nun zwei - im Schnitt dargestellte - Hohlräume 5 so angeordnet, dass zwischen Ihnen eine Trennzone 7 liegt, die keine Hohlräume 5 enthält, so wird die Zugspannung σ im wesentlichen ohne Abbau von Hohlraum 5 zu Hohlraum 5 weitergegeben. Der Abbau der Zugspannung, der normalerweise mit einem Umschlmgungswinkel einhergeht:2 a, b, c, m detailed views show the attachment of connection points 6 of layers 3, 4. As already explained, these connection points can be produced by welding, gluing or sewing. An arrangement of, for example, three parallel connection points 6 is shown schematically in part of the protective suit in FIG. 2a. Each individual connection point has the shape of a long, slender strip. A section BB according to FIG. 2b shows that the lateral distance between the strip-shaped connection points 6 is shortened as soon as the gas flowing into the cavities 5 between the layers 3, 4 flows and is put under pressure. If a structure consisting of the layers 3, 4 - the lining 4 and the cover 2 are omitted for reasons of clarity - around a body part, for example a thigh, this results in what is shown schematically in FIG. 2c: the outer Layer 4 is tensioned to a tensile stress σ, the inner layer lies - essentially without tension - on the body surface; the pressure p prevails inside the cavities 5. This builds up the tensile stress σ, which is transmitted via the connection points 6, so that a certain pressure p corresponds to a certain tensile stress. If two cavities 5 - shown in section - are arranged in such a way that there is a separation zone 7 between them which does not contain any cavities 5, the tensile stress σ is passed on from cavity 5 to cavity 5 essentially without degradation. The reduction in tension, which is usually associated with a wrap angle:
σ(α) = σ0-e -αfH o σ0 = Einleitungsspannung fH = Haftreibungsbeiwert,σ (α) = σ 0 -e -αf H o σ 0 = initial stress f H = coefficient of static friction,
gilt nur für starre umschlungene Körper. Menschliches Körper- gewebe ist jedoch weitgehend nachgiebig und verformbar.only applies to rigid, wrapped bodies. However, human body tissue is largely compliant and deformable.
Die Trennzone 7 kann aus den aufemanderliegenden Schichten 3, 4 bestehen, oder aber aus einem flexiblen jedoch dehnungsarmen textilen Material, beispielsweise nur der Schicht 3 oder der Schicht 4 oder einem anderen geeigneten textilen Material. Die Verbindungsstellen 6 sind den Hohlräumen unmittelbar benachbart. Sie können, wie m Fig. 1, 2 gezeigt, die Schichten 3, 4 verbinden, oder zusätzlich die Verbindung zu dem textilen Material sicherstellen, aus welchem die Trennzone 7 gefertigt ist. Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfmdungsgemassen Schutzanzuges in zwei Varianten. Die beiden Varianten beziehen sich auf die Ausführung der linken und der rechten Seite des Schutzanzuges. In der ersten Variante rechts ist ein erstes Band 11 darge- stellt, das sich hier vom Halsabschluss bis zum Fussgelenk hinzieht. In gleicher Ausführung findet sich diese erste Band 11 auch am Aermel, von der Schulter bis zum Handgelenk. Die Bänder 11 können durchgehend - wie gezeichnet - oder auch einfach oder mehrfach unterbrochen ausgeführt sein. Ebenso können mehrere Bänder 11 - durchgehend oder unterbrochen - nebeneinander angebracht sein. Die Kontraktion dieser Bänder, die als Hohlräume 5 ausgeführt sind, findet hier aus- schliesslich quer zur Körperachse statt. Die Variante links in Fig. 4 weist zick-zack-förmige Bänder 12 auf, analog zur Anordnung rechts. Hier erfolgt die Kontraktion der bandförmigen Hohlräume 5 sowohl quer als auch längs zur Körperachse.The separation zone 7 can consist of the layers 3, 4 lying on top of one another, or else of a flexible but low-stretch textile material, for example only the layer 3 or the layer 4 or another suitable textile material. The connection points 6 are immediately adjacent to the cavities. You can, as shown in Fig. 1, 2, connect the layers 3, 4, or additionally ensure the connection to the textile material from which the separation zone 7 is made. Fig. 4 shows a first embodiment of the protective suit according to the invention in two variants. The two variants relate to the design of the left and right sides of the protective suit. In the first variant on the right, a first band 11 is shown, which extends from the neck to the ankle. In the same design, this first band 11 is also found on the sleeves, from the shoulder to the wrist. The tapes 11 can be continuous - as shown - or can be single or multiple interrupted. Likewise, a plurality of bands 11 can be attached next to one another - continuously or interrupted. The contraction of these ligaments, which are designed as cavities 5, takes place here only transversely to the body axis. The variant on the left in FIG. 4 has zigzag-shaped bands 12, analogous to the arrangement on the right. Here the contraction of the band-shaped cavities 5 takes place both transversely and along the body axis.
Anstatt im Zick-zack-Muster , können die Bänder 12 auch mit gerundeten Ecken wellenförmig ausgebildet sein, wie auch jede Uebergangsform zwischen Zickzack (links) und gestreckt (rechts) im Erfindungsgedanken enthalten ist. In der Kniere- gion ist der Anzug beispielsweise mit elastischen Einsätzen 13 versehen, ebenso in der Genitalregion. Zum Verschliessen des Anzuges sind mehrere Reissverschlüsse 14 vorgesehen. Diese öffnen sowohl die Aermel als auch den ganzen Anzug vom Halsausschnitt bis zu den Fussknöcheln. In Fig. 4 sind alle Reissverschlüsse 14 durchgehend dargestellt. Es ist jedoch im Sinne der Erfindung, die Reissverschlüsse 14 der Länge nach zweiteilig - oder allenfalls mehrteilig - auszuführen.Instead of in a zigzag pattern, the bands 12 can also be designed in a wave shape with rounded corners, just as any transition form between zigzag (left) and stretched (right) is contained in the inventive concept. In the knee region, for example, the suit is provided with elastic inserts 13, as is the genital region. Several zippers 14 are provided for closing the suit. These open both the sleeves and the entire suit from the neckline to the ankles. 4 all zippers 14 are shown continuously. However, it is within the meaning of the invention to design the zippers 14 in two parts - or at most in several parts - in length.
Ebenso kann, im Zusammenhang mit der vertikalen Unterteilung der Bänder 11, 12 und der Reissverschlüsse 14 auch der ganze Anzug zweiteilig, also als Jacke und Hose ausgeführt sein.Likewise, in connection with the vertical subdivision of the straps 11, 12 and the zippers 14, the entire suit can also be made in two parts, that is to say as a jacket and pants.
Vorzugsweise an den unteren und/oder oberen Enden der Bänder 11, 12 befinden sich Ventile 18, die mit Schläuchen 17 verbunden sein können. Deren Funktion und Aufgabe wird an- schliessend an die Beschreibung von Fig. 7 besprochen. Die Breite und die Anordnung der Bänder 11, 12 wird anhand der Fig. 5, 6 näher erläutert.Valves 18, which can be connected to hoses 17, are preferably located at the lower and / or upper ends of the bands 11, 12. Their function and task will be discussed after the description of FIG. 7. The width and the arrangement of the bands 11, 12 will be explained in more detail with reference to FIGS. 5, 6.
Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt des Anzuges beispielsweise durch den Oberschenkel. Als Beispiel ohne beschränkenden Charakter weist der Anzug entlang des Oberschen- kels ein Band 11 auf, das hier im Schnitt als Hohlraum 5 erscheint .Fig. 5 shows a schematic section of the suit, for example through the thigh. As an example without any restrictive character, the suit has a band 11 along the thigh, which here appears as a cavity 5 in section.
Beidseitig an das Band 11, 12 schliesst sich die Trennzone 7 an, die hier nur der besseren Sichtbarkeit wegen nicht am Körper anliegend dargestellt ist. Mit dem schematisch darge- stellten Reissverschluss 14 wird der Anzug verschlossen.The separation zone 7 adjoins the band 11, 12 on both sides, which is shown here only for better visibility and not in contact with the body. The suit is closed with the schematically illustrated zipper 14.
Wird nun der Hohlraum 5 mit Druckgas versehen, so bläht er sich auf, verkürzt sich dabei und übt auf das die Trennzone 7 bildende textile Material eine Zugspannung σ aus (N/m) . Diese wiederum erzeugt auf das dargestellte Körperteil einen Druck. Fig. 6 ist eine stark schematisierte Darstellung von Trennzone 7, Hohlraum 5, der durch das Aufblähen des Hohlraumes 5 entstehenden Verkürzung Δs und der bewirkten Zugspannung σ. Zur Erläuterung des Zusammenhanges der genannten Grossen mit der ursprünglichen Breite s0 des Hohlraumes 5 und dem im Hohlraum 5 herrschenden Druck dienen Fig. 6a, b. Fig. 6a ist eine Perspektive, Fig. 6b ein schematischer Schnitt. Hier ist, für diese Erläuterung, der Anzug offen und zwischen zwei feste Bezugswände 16 eingespannt. Fig. 6a zeigt die Verschiebung Δs , Fig. 6b schematisch eine Elastizität 15. Diese besteht aus den - vorwiegend elastischen - Nachgiebigkeiten der textilen Materialien, des Reissverschlusses 14 und des Körpergewebes . Für Zugspannung σ in der Anordnung gemass Fig. 6a, b gilt Δs^ σ = ρL-s0-fct (Gl. 1.)If the cavity 5 is now provided with compressed gas, it expands, shortens and exerts a tensile stress σ (N / m) on the textile material forming the separation zone 7. This in turn creates pressure on the part of the body shown. Fig. 6 is a highly schematic representation of the separation zone 7, cavity 5, the shortening Δs resulting from the expansion of the cavity 5 and the tensile stress σ caused. 6a, b serve to explain the relationship of the sizes mentioned with the original width s 0 of the cavity 5 and the pressure prevailing in the cavity 5. Fig. 6a is a perspective, Fig. 6b is a schematic section. Here, for this explanation, the suit is open and clamped between two fixed reference walls 16. FIG. 6a shows the displacement Δs, FIG. 6b schematically shows an elasticity 15. This consists of the - predominantly elastic - resilience of the textile materials, the zipper 14 and the body tissue. For tension σ in the arrangement according to FIGS. 6a, b, Δs ^ σ = ρ L -s 0 -fct applies (Eq. 1.)
V^o JV ^ o J
Die Zugspannung ist also proportional zum Fülldruck pL in den Hohlräumen 5 und proportional zur Breite S0 des unverformten Hohlraumes 5 des Bandes 11, 12. Die FunktionThe tensile stress is therefore proportional to the filling pressure p L in the cavities 5 and proportional to the width S 0 of the undeformed cavity 5 of the band 11, 12. The function
Δs fctΔs fct
VöoV o o
(Δsϊ des Verhältnisses — von Verkürzung zur ursprünglichen ls<(Δsϊ of the ratio - from shortening to the original l s <
Breite ist hochunlinear . Das Verhältnis liegtWidth is highly non-linear. The relationship lies
Δs 2 0< — <1-- (Gl. 2) s0 π wo ^ = 0 für den völlig flachenΔs 2 0 <- <1-- (Eq. 2) s 0 π where ^ = 0 for the completely flat
^ = 1-^=0,363 s0 π für den zylindrisch aufgepumpten Hohlraum steht.^ = 1 - ^ = 0.363 s 0 π stands for the cylindrical inflated cavity.
Soll bei vorliegen eines Bandes 11, 12 bei einem bestimmten Druck p eine vorgewählte Verkürzung Δs eintreten, so kann aus der einfachen Geometrie gemass Fig. 6b sofort die Breite dieses Bandes ermittelt werden. Soll jedoch ohne Erhöhung der Zugspannung σ beim gleichen Druck die Verkürzung erhöht werden, so werden zwei oder mehr Bänder 11, 12 gewählt. Der Zusammenhang zwischen der Zugspannung σ und dem Anpressdruck pa ergibt sich aus Fig. 7. Schematisch ist das mit Trennzone 7 bezeichnete textile Material dargestellt, das einen als zylindrisch gezeichneten Körperteil mit der Zugspannung σ umspannt. Nur die Hälfte dieses Körperteiles ist dargestellt. Nimmt man - senkrecht zur Zeichenebene - eine Länge L dieses Körperteiles, so ergibt sich pa-2r-L = 2σ-L (Gl. 3) oderIf a preselected shortening Δs is to occur when a band 11, 12 is present at a specific pressure p, the width of this band can be determined immediately from the simple geometry according to FIG. 6b. However, if the shortening is to be increased at the same pressure without increasing the tensile stress σ, two or more bands 11, 12 are selected. The relationship between the tensile stress σ and the contact pressure p a is shown in FIG. 7. The textile material labeled separation zone 7 is shown schematically, which stretches a body part drawn as a cylinder with the tensile stress σ. Only half of this part of the body is shown. If one takes a length L of this part of the body, perpendicular to the plane of the drawing, then p a -2r-L = 2σ-L (Eq. 3) or
P.=- (Gl. 4) rP. = - (Eq. 4) r
Aus Gl . 4 ergibt sich, dass bei gleicher Zugspannung der Anpressdruck umgekehrt proportional ist zum Radius (oder Durchmesser) des betrachteten Körperteiles; dies unter der oben gezeigten Voraussetzung, dass die Breite s0 des Bandes 11 oder 12 überall dieselbe ist.From Eq. 4 shows that with the same tensile stress, the contact pressure is inversely proportional to the radius (or diameter) of the part of the body under consideration; this under the condition shown above that the width s 0 of the band 11 or 12 is the same everywhere.
Unter der Voraussetzung eines überall gleichen Luftdruckes lässt sich unter Berücksichtigung der Körperradien und mit- tels Variation von Breite s0 und Anzahl der Bänder 11, 12 eine solche Variation von Anpressdrucken pa erzeugen, dass die BedingungProvided that the air pressure is the same everywhere, taking into account the body radii and by varying the width s 0 and the number of bands 11, 12, such a variation of contact pressures p a can be generated that the condition
Pa = Pi (Gl. 5) d.h. der Anpressdruck soll dem Flüssigkeitsdruck des Körpers entsprechen, praktisch überall erfüllt werden kann, unter der Voraussetzung, dass der Fülldruck pL der Hohlräume 5 bzw. der Bänder 11, 12 proportionale Abhängigkeit von der z-Beschleu- nigung aufweist, wie der Flüssigkeitsdruck im Körpermnern. Nimmt man die Aussagen von Gl . 1, Gl . 4 und Gl . 5 zusammen, so folgt daraus, dass die Kompensation des Binnendruckes px durch den den Hohlräumen 5 herrschenden Luftdruck pL erfüllt wird, sofern p, _ PLSQ Δs^ fct (Gl. so wo p1 = lokaler, beschleunigungsabhängiger Körper-Binnendruck pL = Gasdruck m den Hohlräumen 5 s0 = lokale Breite der Bänder 11, 12 r = lokaler Radius des KörperteilsPa = Pi (Eq. 5) ie the contact pressure should correspond to the fluid pressure of the body, can be fulfilled practically anywhere, provided that the filling pressure p L of the cavities 5 or of the bands 11, 12 is proportional to the z-acceleration - shows inclination, like the fluid pressure in the body. If one takes the statements from Eq. 1, Eq. 4 and Eq. 5 together, it follows that the compensation of the internal pressure p x is fulfilled by the air pressure p L prevailing in the cavities 5, provided p, _ PLSQ Δs ^ fct (Eq. S o where p 1 = local, acceleration-dependent internal body pressure p L = gas pressure in the cavities 5 s 0 = local width of the bands 11, 12 r = local radius of the body part
Hiezu sind einerseits flugzeugseitige bekannte Regler vorhanden, anderseits wird hier eine erfindungswesentliche Lösung vorgeschlagen, die anhand von Fig. 10, 11 näher beschrieben ist .For this purpose, on the one hand there are known controllers on the aircraft side, on the other hand a solution essential to the invention is proposed here, which is described in more detail with reference to FIGS. 10, 11.
Wie bereits erwähnt, können sowohl die Bänder 11, 12, als auch der ganze Anzug zwei- oder mehrteilig ausgeführt sein. Die einzelnen vertikalen Abteilungen der Bänder 11, 12 können hier einerseits unter dem gleichen Druck stehen oder unter verschiedene Drucke gesetzt werden. Als dritte Möglichkeit O 99/54203 _ -, Q _ PCT/CH99/00159As already mentioned, both the straps 11, 12 and the entire suit can be made in two or more parts. The individual vertical sections of the belts 11, 12 can be under the same pressure or can be placed under different pressures. As a third option O 99/54203 _ -, Q _ PCT / CH99 / 00159
innerhalb des Erfindungsgedankens wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Druckerhöhung - bei Eintreten von positiven Z-Beschleunigungen - zeitlich gestaffelt aufgebaut wird. Beispielsweise können d e Bänder 11, 12 so unterteilt werden, dass die Füsse, die Unterschenkel, die Oberschenkel, Bauchregion, Oberkörper und Arme je eine eigene Druckregion bilden. Dabei kann der Druckanstieg von unten nach oben aufgebaut werden. Lösungen hiefür sind beispielsweise externe, also flugzeugseitige Steuerungen der einzelnen Drucke, ferner kann das den Druckaufbau bewirkende Gas an der tiefsten m Betracht gezogenen Stelle des Anzuges zugeführt werden und die anderen Druckregionen durch Ueberströmventile von unten nach oben versorgt werden. Ebenso ist es im Erfindungsgedanken enthalten, die einzelnen Druckregionen zentral, und beispielsweise durch Ueberströmventile unterschiedlichen Durchlasses zu versorgen. Sowohl die Druckverteilung als auch deren zeitlicher Aufbau sind einerseits auch abhängig von den vorgesehenen Flugmanövern. Dies hier auszuführen liegt aus- serhalb des Erfindungsgedankens; erfmdungswesentlich ist das Zurverfügungstellen der hiezu geeigneten Vorrichtung.Within the concept of the invention, a solution is proposed in which the pressure increase is staggered over time when positive Z accelerations occur. For example, the bands 11, 12 can be subdivided in such a way that the feet, lower legs, thighs, abdominal region, upper body and arms each form their own pressure region. The pressure increase can be built up from bottom to top. Solutions for this are, for example, external, that is to say aircraft-side controls of the individual pressures. Furthermore, the gas which causes the pressure build-up can be supplied at the deepest point of the suit, and the other pressure regions can be supplied from above to below by overflow valves. It is also included in the inventive concept to supply the individual pressure regions centrally and, for example, by means of overflow valves with different passages. Both the pressure distribution and its structure over time depend on the one hand on the intended flight maneuvers. To carry out this here is outside the inventive concept; The provision of the device suitable for this is essential to the invention.
Um diese Ausführungsbeispiele zu realisieren, sind die einzelnen, in Bändern 11, 12 angeordneten Hohlräume 5 dαrch die Schläuche 17 mit den Ventilen 18 (siehe Fig. 4) entweder untereinander oder mit einer Druckversorgungseinheit verbun- den.In order to implement these exemplary embodiments, the individual cavities 5 arranged in bands 11, 12 are connected by the hoses 17 to the valves 18 (see FIG. 4) either to one another or to a pressure supply unit.
Wird der Anzug zweiteilig als Jacke und Hose ausgeführt, so werden die beiden Teile mit Klettverschlüssen so versehen, dass sie sich nicht gegeneinander verschieben können. Dies ist erfmdungsmässig leicht zu bewirken, da die Zugspannungen σ im Anzug nahezu ausnahmslos als UmlaufSpannungen um die einzelnen Körperteile auftreten und auftreten sollen. Fig. 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flieger- stiefels 21 in Seitenansicht, teilweise aufgebrochen. Zwischen dem Fuss des Trägers - mit dem Bezugszeichen 22 verse- hen und einer am Stiefel 21 befestigten normalen Lasche 23 ist eine doppelwandige , wiederum aus den Schichten 3, 4 bestehende zweite Lasche 24 eingelegt, welche einen Hohlraum 5 aufweist. Die zweite Lasche 24 kann als Fortsetzungen des O 99/54203 _ -] -, _ PCT/CH99/00159If the suit is made in two parts as a jacket and trousers, the two parts are provided with Velcro fasteners so that they cannot move against each other. According to the invention, this is easy to achieve, since the tensile stresses σ in the suit occur and should occur almost without exception as circulating stresses around the individual body parts. 8 shows a first exemplary embodiment of a pilot's boot 21 in a side view, partially broken away. Between the foot of the wearer - provided with the reference symbol 22 and a normal flap 23 fastened to the boot 21 is inserted a double-walled flap 24, which again consists of the layers 3, 4 and has a cavity 5. The second tab 24 can be a continuation of the O 99/54203 _ - ] -, _ PCT / CH99 / 00159
Beinteiles des Anzuges ausgebildet sein; es kann jedoch auch vorgesehen werden, die Lasche 24 mittels einer Schlauchverbindung an den Anzug oder eine zentrale Druckluftversorgung anzuschliessen. Im zweiten Ausführungsbeispiel des Fliegerstiefels 21 gemass Fig. 9, wo ein schematischer Horizontalschnitt desselben dargestellt ist, sind wesentliche Teile des Fusses 22 - oder auch der ganze Fuss 22 - von einem durch die Schichten 3, 4 gebildeten Hohlraum 5 umschlossen. In Fig. 9 ist hiezu ein schematischer Horizontalschnitt dargestellt.Be leg portion of the suit; however, it can also be provided that the tab 24 is connected to the suit or a central compressed air supply by means of a hose connection. In the second embodiment of the pilot's boot 21 according to FIG. 9, where a schematic horizontal section of the same is shown, essential parts of the foot 22 - or also the whole foot 22 - are enclosed by a cavity 5 formed by the layers 3, 4. 9 shows a schematic horizontal section for this purpose.
Ein beispielsweise lederner Fliegerstiefel 21 enthält - wie einen Innenschuh - den von den Schichten 3, 4 gebildeten Hohlraum 5, der mit einem Gas gefüllt und unter Druck gesetzt werden kann. Nach innen, gegen den Fuss 22 ist der Flieger- stiefel mit einer weiteren Hülle 25, beispielsweise aus dünnem Leder oder textilen Material, ausgekleidet. Fig. 10, 11 sind die Darstellungen einer erf dungsgemassen Druckgasversorgung. Sie zeigen einen Piloten 30 von der Seite auf einem Pilotensitz 31 mit Sitzfläche 32 sitzend. In diese Sitzfläche 32 ist ein Kissen 33 beispielsweise integriert, das m Fig. 11 im Einzelnen dargestellt ist. Das Kissen 33 besteht m der Darstellung von Fig. 11 im Sinne eines Beispiels aus drei im wesentlichen unabhängigen Lagen 35, 36,A leather pilot's boot 21, for example, contains - like an inner shoe - the cavity 5 formed by the layers 3, 4, which can be filled with a gas and pressurized. On the inside, against the foot 22, the pilot's boot is lined with a further covering 25, for example made of thin leather or textile material. 10, 11 are the representations of a compressed gas supply according to the invention. They show a pilot 30 sitting from the side on a pilot seat 31 with a seat surface 32. A cushion 33, for example, is integrated into this seat surface 32 and is shown in detail in FIG. 11. 11, in the sense of an example, the cushion 33 consists of three essentially independent layers 35, 36,
37, die je für sich luftdicht ein textlies und wenig dehnbares Material eingeschlossen sind. Im Innern enthalten die Lagen 35, 36, 37 je einen offenporigen Kunststoff-Schaum37, each of which is enclosed in an airtight manner with a textile and little stretchable material. The layers 35, 36, 37 each contain an open-pore plastic foam
38, 39, 40. Diese sind vorzugsweise von unterschiedlicher Härte, dergestalt, dass die Härte von der obersten Lage 35 zur untersten Lage 37 zunimmt. Die Härte des Kunststoff-Schaumes 38 der obersten Lage 35 ist so eingestellt, dass dieser einen Piloten trägt, ohne nennenswert verformt zu werden. Jede luftdicht eingeschlossene Lage weist eine nach aussen führende Verbindung 41, 42, 43 beispielsweise in Form je eines Schlauches auf. Die drei Verbindungen 41 bis 43 münden m ein Belüftungsve til 44, dessen Wirkungsweise weiter unten beschrieben ist. Es weist einen Ausgang 45 und einen Flutungsemgang 46 auf. Mit den Lagen 35 bis 37 kommunizierend ist eine Verbindung 43 vorge- sehen, an deren Ende eine manuell oder elektrisch betriebene Handpumpe 49 dargestellt ist. Mit dieser Handpumpe 49 kann das System, bestehend aus Anzug und den drei Lagen 35, 36, 37 auf einen vorgesehenen Anfangsdruck aufgepumpt zu werden. Anstelle der Handpumpe 49 kann auch em Stellventil treten, das mit einer bordseitigen Druckgasquelle verbunden ist. Unter Anfangsdruck ist selbstverständlich der Differenzdruck zwischen dem Inneren der luftführenden Teile (Kissen 33, Hohlräume 5, Schläuche 8) einerseits und dem Druck in der Kabine des Flugzeuges zu verstehen. Bei danach sinkendem Kabinendruck erhöht sich der Druck in den genannten luftführenden Teilen von selbst .38, 39, 40. These are preferably of different hardness such that the hardness increases from the uppermost layer 35 to the lowest layer 37. The hardness of the plastic foam 38 of the uppermost layer 35 is set so that it carries a pilot without being significantly deformed. Each airtight enclosed layer has a connection 41, 42, 43 leading to the outside, for example in the form of a hose. The three connections 41 to 43 open m a Ventilungsve til 44, the operation of which is described below. It has an outlet 45 and a flood outlet 46. A connection 43 is communicated with the layers 35 to 37. see at the end of a manually or electrically operated hand pump 49 is shown. With this hand pump 49, the system, consisting of a suit and the three layers 35, 36, 37, can be inflated to an intended initial pressure. Instead of the hand pump 49, a control valve can also be connected, which is connected to an on-board compressed gas source. The initial pressure is of course to be understood as the differential pressure between the interior of the air-guiding parts (cushion 33, cavities 5, hoses 8) on the one hand and the pressure in the cabin of the aircraft. If the cabin pressure then drops, the pressure in the air-carrying parts mentioned increases automatically.
Der Flutungsausgang 46 kann sowohl in die Handpumpe 49, als auch m das an ihre Stelle tretende Stellventil integriert sein.The flooding outlet 46 can be integrated into both the hand pump 49 and the control valve which takes its place.
Der Ausgang 45 ist beispielsweise mit den tiefsten Ventilen 18 des Anzuges verbunden.The outlet 45 is connected, for example, to the deepest valves 18 of the suit.
Setzt sich nun der Pilot 30 - oder im Falle eines mehrsitzigen Flugzeuges em anderer Angehöriger des fliegenden Perso- nals, wie bis anhin gemeint - auf das Kissen 33, so sind die Kunststoff-Schäume 38 bis 40 wie gesagt so eingestellt, dass sie im wesentlichen nicht eingedrückt werden. Im Inneren der Lagen 35 bis 37 herrscht der gleiche Druck, wie m den Hohlräumen 5. Durch die Handpumpe 49 wird das Kissen 33 und der Anzug soweit aufgepumpt, dass alle Dehnungen des Anzuges mindestens kompensiert sind. Zusätzlich kann em Ueberdruck aufgebaut werden, der im Anzug einen Anpressdruck bewirkt, der etwa der Beschleunigung von 1G entspricht. Erfährt nun der Pilot 30, der in Fig. 11 nur symbolisch als Masse 47 eingetragen ist, eine Zusatzbeschleunigung, so wird der Kunststoff-Schaum 38 der obersten Lage 35 eingedrückt und die aus dieser Lage 35 entweichende Luft baut in den Hohlräumen 5 einen zusätzlichen Druck auf, der die Spannung σ den textilen Trennzonen 7 des Schutzanzuges erhöht. Ueberschreitet die vom Piloten 30 - bzw. durch die Masse 47 - bewirkte Kraft em Mass, bei dem die Lage 35 schon zusammengequetscht ist, beginnt der Kunststoff-Schaum 39 in der Lage 36 eingedrückt zu werden. Analoges geschieht mit dem noch härteren Kunststoff-Schaum 40 der Lage 37. Nach Abbau der G-Belastung nehmen die Kunststoff-Schäume 38 bis 40 wieder Luft auf und erhalten ihre ursprüngliche Form zurück, und der Vorspanndruck m den Hohlräumen 5 geht auf den ursprünglichen Wert zurück.If the pilot 30 now sits on the cushion 33, or in the case of a multi-seat aircraft, another member of the flying staff, as previously meant, the plastic foams 38 to 40 are adjusted so that they essentially not be pushed in. The pressure inside the layers 35 to 37 is the same as in the cavities 5. The hand pump 49 inflates the cushion 33 and the suit to such an extent that all the stretches of the suit are at least compensated. In addition, an overpressure can be built up, which causes a contact pressure in the suit which corresponds approximately to the acceleration of 1G. If the pilot 30, which is only symbolically entered as mass 47 in FIG. 11, experiences an additional acceleration, the plastic foam 38 of the top layer 35 is pressed in and the air escaping from this layer 35 builds up additional pressure in the cavities 5 which increases the tension σ of the textile separation zones 7 of the protective suit. If the force em - caused by the pilot 30 - or by the mass 47 - exceeds which the layer 35 has already been squeezed together, the plastic foam 39 begins in FIG Layer 36 to be depressed. The same happens with the even harder plastic foam 40 of the layer 37. After the G load has been reduced, the plastic foams 38 to 40 take up air again and return to their original shape, and the prestressing pressure in the cavities 5 returns to the original value back.
Vor dem Ausstieg des Piloten 30 wird der Flutungseingang 46 geöffnet und das Innere der Lagen 35 bis 37 und damit auch der Kunststoff-Schäume 38 bis 40 ist im Druckausgleich mit der Aussenwelt.Before the pilot 30 gets out, the flooding inlet 46 is opened and the interior of the layers 35 to 37 and thus also the plastic foams 38 to 40 are in pressure equalization with the outside world.
Was hier für drei Lagen 35 bis 37 beschrieben ist, lässt sich bei kleinerer und damit gröberer Stufung auch mit zwei Lagen 35, 36 oder ohne Stufung auch mit einer einzigen Lage 35 ausführen. Erfindungswesentlieh ist also mindestens eine Lage 35 des Kissens 33.What is described here for three layers 35 to 37 can be carried out with a smaller and thus coarser gradation with two layers 35, 36 or without a gradation even with a single layer 35. At least one layer 35 of the cushion 33 is therefore essential to the invention.
Alternativ zu Fig. 11 lässt sich das Kissen 33 auch räumlich gliedern: Die Lage 35 kann m den Beschleunigungs-Schutzanzug integriert sein - innen oder aussen - , die Lage 36 kann aussen an den Schutzanzug angeschnallt sein, die dritte Lage 37 - sofern vorhanden - kann Bestandteil der Sitzfläche 93 sein. Die Verbindungen 41 bis 43 sind dann vorzugsweise als steckbare Schnellverbmdungen ausgeführt, ebenso die Verbindung des Ausganges 45 mit den Ventilen 18 der Hohlräume 5. Um den Anpressdruck des Anzuges im Thoraxbereich einen erhöh- ten Atemdruck entgegenzusetzen, ist erfmdungsgemäss für höhere G-Expositionen eine Druckatmung vorgesehen. Eine ebenfalls aus einem textilverstärkten Kunststoff gefertigte Blase 51 wird unter dem Anzug der Bauchregion getragen, wo sie gegen Verschieben gesichert ist. Sie bildet - wie m Fig. 12 dargestellt - das Mitteldruckreservoir eines Lungenautomaten, ähnlich, wie er auch aus dem Tauchsport bekannt ist. Gespeist wird die Blase über em druckbeaufschlagtes Regelventil 52 vom bordeigenen Hochdruckreservoir 53 für Atemluft, hier schematisch als Druckflasche dargestellt. Das Regelventil 52 reduziert den Druck des Atemgases des Hoch- druckreservoirs 53 auf einen Druck, der wenig über dem Lungendruck liegt. Gesteuert wird es über eme Druckleitung 54, die mit einem der Bänder 11, 12 kommuniziert. Die Drucklei- tung 54 mündet m der Abdommalregion an einer Uebernahme- stelle 55 m eines der Bänder 11, 12 und übernimmt den an der Uebernahmestelle 55 herrschenden Luftdruck als Regelgrösse. Dieser steuert em Druckreduzierventil (nicht dargestellt) und speist mit dem aus dem Hochdruckreservoir 53 stammenden und nun reduzierten Druck die Druckleitung 54.As an alternative to FIG. 11, the pillow 33 can also be spatially divided: the layer 35 can be integrated into the acceleration protective suit - inside or outside -, the layer 36 can be buckled on the outside of the protective suit, the third layer 37 - if present - can be part of the seat 93. The connections 41 to 43 are then preferably designed as pluggable quick connectors, as is the connection of the outlet 45 to the valves 18 of the cavities 5. In order to counteract the pressure of the suit in the thorax area, increased breathing pressure is required according to the invention for higher G-exposures intended. A bladder 51, which is also made of a textile-reinforced plastic, is worn under the suit of the abdominal region, where it is secured against displacement. It forms - as shown in Fig. 12 - the medium pressure reservoir of a regulator, similar to that which is also known from diving. The bladder is fed via a pressurized control valve 52 from the on-board high-pressure reservoir 53 for breathing air, shown schematically here as a pressure bottle. The control valve 52 reduces the pressure of the breathing gas of the high-pressure reservoir 53 to a pressure that is slightly above the lung pressure. It is controlled via a pressure line 54, which communicates with one of the belts 11, 12. The pressure line Tension 54 opens into the abdomen region at a take-over point 55 m from one of the belts 11, 12 and takes over the air pressure prevailing at take-over point 55 as a control variable. This controls an pressure reducing valve (not shown) and feeds the pressure line 54 with the pressure coming from the high pressure reservoir 53 and is now reduced.
Die Blase 51 , unter dem Schutzanzug getragen, wird von seiner Spannung σ einerseits und vom durch das Regelventil 52 auf Mitteldruck pra reduzierten Hochdruck beaufschlagt. Durch die Art der apparativen Definition von pm entspricht dieser dem hydrostatischen Druck der Abdommalregion, so dass die Bauchorgane entlastet und das Zwerchfell von deren momentaner Gewichtskraft entlastet werden. Die genaue Grosse von pra ist durch das Regelventil 52 für den individuellen Fall emstell- bar.The bladder 51, worn under the protective suit, is acted upon by its tension σ on the one hand and by the high pressure reduced by the control valve 52 to medium pressure p ra . Due to the type of apparatus definition of p m , this corresponds to the hydrostatic pressure of the abdomen region, so that the abdominal organs are relieved and the diaphragm is relieved of their current weight. The exact size of p ra can be set by the control valve 52 for the individual case.
An die Blase 51 schliesst sich em weiteres, ebenfalls von den Lungenautomaten des Tauchsportes bekanntes zweites Regelventil 56 an, das auf die Atemtätigkeit anspricht. Damit liegt der Atemdruck pa nur wenig unter dem Mitteldruck pra. Das Regelventil 56 speist den mit 57 bezeichneten Atemschlauch und eine Atemmaske 58.The bladder 51 is followed by a second control valve 56, also known from the lung regulators of diving, which responds to respiratory activity. The respiratory pressure p a is therefore only slightly below the mean pressure p ra . The control valve 56 feeds the breathing tube designated 57 and a breathing mask 58.
Beim Einatmen entleert sich die Blase 51 teilweise um e Volumen, das kleiner ist, als das Atemvolumen. Um diese Volumina gleich zu machen, kann das zweite Regelventil 56 eine Ueberströmemnchtung aufweisen, die einen vorbestimmbaren, einstellbaren Anteil der Atemluft direkt über das Regelventil 56 nach aussen abbläst.When inhaled, the bladder 51 partially empties by e volume, which is smaller than the tidal volume. In order to make these volumes the same, the second control valve 56 can have an overflow device which blows a predeterminable, adjustable proportion of the breathing air directly outward via the control valve 56.
In den Fliegerhelm (nicht dargestellt) integriert oder von diesem gesondert, trägt der Pilot eine schalenförm ge Hör- garnitur 60, die dicht am Kopf anliegt. Von dieser zur Atemmaske 58 führt je e Verbindungsschlauch 59. Darit kann sichergestellt werden, dass beide Seiten des Trommelfells vom gleichen Druck - dem Atemdruck - beaufschlagt werden. Atemmaske 58 und Hörgarnitur 60 gehören ohnehin zur Pilotenausrü- stung; der einzige Zusatz sind die beiden Verbmdungsschläu- che 59. Integrated into the pilot's helmet (not shown) or separately from it, the pilot wears a shell-shaped headset 60 which lies close to the head. A connecting hose 59 leads from this to the breathing mask 58. This can ensure that both sides of the eardrum are subjected to the same pressure - the breathing pressure. Breathing mask 58 and hearing set 60 are part of the pilot's equipment anyway; the only addition are the two connection hoses 59.

Claims

Patentansprüche claims
1. Pneumatischer Anzug zum Schutz des fliegenden Personals vor Beschleunigungskräften, wie sie in Hochleistungsflug- zeugen beim Fliegen von Kurven auftreten, wobei Teile des Anzugs doppelwandig ausgeführt sind und die dadurch entstehenden Hohlräume (5) mit einem Gas gefüllt sind, welches beim Entstehen von Beschleunigungen >1g m der momentanen und lokalen Z-Achse einen dem lokalen Binnen- druck p1 des Trägers des Anzuges entsprechenden kompensa- toπschen und lokalen Aussendruck aufbaut, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Teil des Anzuges aus einem wenig dehnbaren textilen Material gefertigt ist, welches teilweise aus zwei überemanderliegenden Schichten (3, 4) besteht, welche an Verbindungsstellen (6) miteinander verbunden sind, so dass die Hohlräume (5) zwischen den Verbindungsstellen (6) entstehen, die Hohlräume (5) sich m Richtung der Körperachse des Trägers über mindestens einen Teil der Länge des1. Pneumatic suit to protect the flying personnel from acceleration forces, such as occur in high-performance aircraft when flying curves, parts of the suit being double-walled and the resulting cavities (5) being filled with a gas which is used when accelerations occur > 1g m of the current and local Z-axis builds up a compensatory and local external pressure corresponding to the local internal pressure p 1 of the wearer of the suit, characterized in that the active part of the suit is made of a little stretchable textile material which partially consists of two superimposed layers (3, 4), which are connected to each other at connection points (6), so that the cavities (5) between the connection points (6) are created, the cavities (5) m in the direction of the body axis of the wearer at least part of the length of the
Anzuges als Bänder (11, 12) der Breite s0 erstrecken, die Hohlräume (5) gasdicht ausgeführt sind, die Bänder (11) durch Trennzonen (7) miteinander verbunden sind, wobei diese Trennzonen aus wenig dehnba- rem textilen Material gefertigt ist und mit den Bändern (11, 12) an den Verbindungsstellen (6) verbunden sind, die lokale Breite s0 der Bänder (11,12) in Verbindung mit dem lokalen Radius r des durch den Anzug umgebe- nen Körperteils so eingerichtet ist, dass der lokaleSuit as tapes (11, 12) of width s 0 , the cavities (5) are gas-tight, the tapes (11) are connected by separation zones (7), these separation zones being made of little stretchable textile material and are connected to the bands (11, 12) at the connection points (6), the local width s 0 of the bands (11, 12) in connection with the local radius r of the body part surrounded by the suit is set up in such a way that the local
Binnendruck px des Körperteils durch Anlegen eines Gasdruckes pL an die Hohlräume (5) durch den Aufbau einer lokalen Zugspannung σ im Anzug kompensiert werden kann gemass der BeziehungInternal pressure p x of the body part can be compensated for by applying a gas pressure p L to the cavities (5) by building up a local tensile stress σ in the suit
_ PL SO Δs ^_ PL S O Δs ^
P, fct so J O 99/54203 _ -, g _ PCT/CH99/00159P, fct s o J O 99/54203 _ -, g _ PCT / CH99 / 00159
Δs wo — die relative lokale Verkürzung der Bänder (11, so 12) bedeutet , die Bänder (11, 12) Ventile (18) aufweisen durch die sie miteinander und mit einer äusseren Druckquelle verbunden werden können,Δs where - the relative local shortening of the bands (11, s o 12) means that the bands (11, 12) have valves (18) through which they can be connected to one another and to an external pressure source,
Mittel vorhanden sind, um den Gasdruck pL m Abhängigkeit von der momentanen und lokalen Z-Beschleuni- gung zu verändern,Means are available to change the gas pressure p L m as a function of the current and local Z acceleration,
Mittel vorhanden sind, um den Anzug zu schliessen, - Mittel vorhanden sind, um den Anzug an die momentanen Körperverhältnisse des Trägers anzupassen.Means are available to close the suit, - Means are available to adapt the suit to the current body conditions of the wearer.
2. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er im we- sentlichen den ganzen Körper mit Ausnahme von Hals, Kopf Händen und Füssen bedeckt.2. Suit for protection against acceleration forces according to claim 1, characterized in that it essentially covers the whole body with the exception of the neck, head, hands and feet.
3. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass em Futter (1) und em Ueberzug (2) vorhanden sind, wobei das Futter (1) unter, der Ueberzug (2) über dem aktiven Teil des Anzuges getragen wird.3. suit for protection against acceleration forces according to claim 1 or 2, characterized in that em lining (1) and em cover (2) are present, the lining (1) under, the cover (2) over the active part of the suit will be carried.
4. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Pa- tentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (5) , die durch die Verbindungsstellen zwischen den Schichten (3, 4) gebildet werden, durch die gasdicht ausgeführten Schichten (3, 4) und gasdicht ausgeführten Verbindungsstellen (6) erzeugt sind.4. suit for protection against acceleration forces according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cavities (5) formed by the connection points between the layers (3, 4) by the gas-tight layers (3, 4) and gas-tight connection points (6) are produced.
5. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften ge ass Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (5), die durch die Verbindungsstellen zwischen den Schichten (3, 4) gebildet werden, dαrch das Einlegen eines Schlauches (8) gasdicht ausgeführt werden. 5. suit for protection against acceleration forces ge ass claim 1, 2 or 3, characterized in that the cavities (5), which are formed by the connection points between the layers (3, 4), gas-tight by the insertion of a hose (8) be carried out.
6. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (8) aus einem Elastomer gefertigt ist.6. suit for protection against acceleration forces according to claim 5, characterized in that the hose (8) is made of an elastomer.
7. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (11) im wesentlichen von geradlinigen Verbindungsstellen (6) begrenzt sind.7. suit for protection against acceleration forces according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bands (11) are essentially delimited by straight connection points (6).
8. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (11, 12) von wellenförmig gestalteten Verbindungsstellen (6) begrenzt sind.8. suit for protection against acceleration forces according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bands (11, 12) are delimited by corrugated connection points (6).
9. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (12) von zick-zackförmig gestalteten Verbindungsstellen (6) begrenzt sind.9. suit for protection against acceleration forces according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bands (12) of zigzag-shaped connection points (6) are limited.
10. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Schliessen des Anzuges aus Reissverschlüssen (14) bestehen.10. suit for protection against acceleration forces according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the means for closing the suit consist of zippers (14).
11. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften geπäss Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Anpassen des Anzuges an die momentanen Körperbedingungen des Trägers aus Klettverschlüssen bestehen.11. suit for protection against acceleration forces geπäs claim 1, 2 or 3, characterized in that the means for adapting the suit to the current body conditions of the wearer consist of Velcro.
12. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften ge ass Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlraum (5) mindestens em Ventil (18) zum Belüften und Entlüften des Hohlraumes (5) aufweist.12. suit for protection against acceleration forces ge ass claim 4 or 5, characterized in that each cavity (5) has at least em valve (18) for ventilating and venting the cavity (5).
13. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften geπäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die e zel- nen Hohlräume (5) über die Ventile (18) mittels Schläuchen mit einer zentralen Druckversorgung verbunden sind.13. Suit for protection against acceleration forces according to claim 12, characterized in that the e cell NEN cavities (5) via the valves (18) by means of hoses with a central pressure supply.
14. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Pa- tentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Hohlräume (5) über die Ventile (18) mittels Schläuchen untereinander so verbunden sind, dass die in der Z- Richtung übereinander liegenden Hohlräume (5) in Serie untereinander verbunden sind und die in Z-Richtung am tiefsten liegenden Ventile (18) mittels Schläuchen an einer zentrale Druckversorgung angeschlossen sind.14. Suit for protection against acceleration forces according to patent claim 12, characterized in that the individual cavities (5) are connected to one another via the valves (18) by means of hoses such that the cavities (5) lying one above the other in the Z direction in Series are interconnected and the valves (18) lying lowest in the Z direction are connected to a central pressure supply by means of hoses.
15. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass - em Kissen (33) vorhanden ist, welches in mehrere Lagen (35, 36, 37) gegliedert sein kann, wobei jede Lage (35, 36, 37) für sich luftdicht abgeschlossen ist und einen offenporigen Kunststoffschlauch (38, 39, 40) enthält, - jede Lage (35, 36, 37) eine Verbindung (41, 42, 43) aufweist, welche mit den Hohlräumen (5) des Anzuges verbunden werden kann, das Kissen (33) zwischen den Körper des Trägers des Anzuges und einer Sitzfläche (32) eines Pilotensitzes (31) eingelegt und wahlweise am Anzug und am Piloten- sitz (31) befestigt ist, die Lagen (35, 36, 37) mit Luft gefüllt sind, wodurch auf die gasführenden Teile (5) des Anzuges beim Vorliegen von Beschleunigungen >g em Zusatzdruck ausge- übt werden kann.15. Suit for protection against acceleration forces according to claims 13 or 14, characterized in that - em cushion (33) is present, which can be divided into several layers (35, 36, 37), each layer (35, 36, 37 ) is hermetically sealed and contains an open-pore plastic tube (38, 39, 40), - each layer (35, 36, 37) has a connection (41, 42, 43) which connects to the cavities (5) of the suit the cushion (33) can be inserted between the body of the wearer of the suit and a seat (32) of a pilot's seat (31) and optionally attached to the suit and the pilot's seat (31), the layers (35, 36, 37 ) are filled with air, which means that accelerations> g em can be exerted on the gas-carrying parts (5) of the suit.
16. Anzug nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (33) nur eine Lage (35) aufweist.16. Suit according to claim 15, characterized in that the cushion (33) has only one layer (35).
17. Anzug nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (33) zwei Lagen (35, 36) mit Kunststoff- Schaum (38, 39) aufweist, jede Lage eine Verbindung (41, 42) zum Anzug enthält, und der untere Kunststoff-Schaum (39) härter ist als der obere Kunststoff-Schaum (38)17. Suit according to claim 15, characterized in that the cushion (33) has two layers (35, 36) with plastic foam (38, 39), each layer a connection (41, 42) to suit, and the lower plastic foam (39) is harder than the upper plastic foam (38)
18. Anzug nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (33) drei Lagen (35, 36, 37) mit Kunststoff-Schaum aufweist und ede Lage (35, 36, 37) eine Verbindung (41, 42, 43) zum Anzug enthält, der unterste Kunststoff-Schaum (40) härter ist, als der mittlere Kunststoff-Schaum (39) und dieser härter ist als der oberste Kunststoff-Schaum (39).18. Suit according to claim 15, characterized in that the cushion (33) has three layers (35, 36, 37) with plastic foam and ede layer (35, 36, 37) a connection (41, 42, 43) to Suit contains, the bottom plastic foam (40) is harder than the middle plastic foam (39) and this is harder than the top plastic foam (39).
19. Anzug nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handpumpe vorhanden und mit dem Kissen (33) verbunden ist, mit welcher das Kissen (33) und die Hohl- räume (5) auf einen vorgewählten Anfangsdruck aufgepumpt werden können.19. Suit according to claim 15, characterized in that a hand pump is present and connected to the cushion (33) with which the cushion (33) and the cavities (5) can be inflated to a preselected initial pressure.
20. Anzug nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Handpumpe für manuellen Betrieb eingerichtet ist.20. Suit according to claim 19, characterized in that the hand pump is set up for manual operation.
21. Anzug nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Handpumpe für elektrischen Betrieb eingerichtet ist .21. Suit according to claim 19, characterized in that the hand pump is set up for electrical operation.
22. Anzug nach Patentanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Druckversorgung flugzeugsei- tig existiert.22. Suit according to claim 13 or 14, characterized in that the central pressure supply exists on the aircraft side.
23. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskraften gemass einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass23. suit for protection against acceleration forces according to one of claims 1 to 22, characterized in that
- eine aus einem Elastomer gefertigte anatomisch geformte Blase (51) vorhanden ist, die innerhalb des Anzuges in der Bauch- /Abdommalregion angeordnet ist und äusserlich mit dem Anzug verbunden sein kann,an anatomically shaped bladder (51) made of an elastomer is present, which is arranged within the suit in the abdominal / abdomen region and can be externally connected to the suit,
- die Blase (51) einen Eingang und einen Ausgang hat, die e ausserhalb des Anzuges münden und durch je ein Regelventil (52, 56) verschlossen sind, - das erste Regelventil (52) den Druck von Atemgas aus einer Hochdruckversorgung (53) auf Mitteldruck reduziert ,- the bladder (51) has an inlet and an outlet, which open outside the suit and are closed by a control valve (52, 56), the first control valve (52) reduces the pressure of breathing gas from a high-pressure supply (53) to medium pressure,
- die Regelgrösse der an einer vorbestimmten Stelle des Anzuges herrschende Anpressdruck ist, der mittels einer Druckleitung (54) an das erste Regelventil (52) übertragen werden kann,- The control variable is the contact pressure prevailing at a predetermined point of the suit, which can be transmitted to the first control valve (52) by means of a pressure line (54),
- eine Atemmaske (58) vorhanden ist und durch den Träger des Anzuges getragen wird - der Ausgang des zweiten Regelventils (56), das den Mitteldruck auf Atemdruck reduzieren kann, m den Atemschlauch (57) mündet.- A breathing mask (58) is present and is worn by the wearer of the suit - The outlet of the second control valve (56), which can reduce the medium pressure to breathing pressure, opens into the breathing tube (57).
24. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Pa- tentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass an einer geeigneten Stelle zwischen dem zweiten Regelventil (56) und der Atemmaske (58) unter beider Einschluss eine Ue- berströmemrichtung vorhanden ist.24. Suit for protection against acceleration forces according to patent claim 23, characterized in that an overflow direction is present at a suitable point between the second control valve (56) and the breathing mask (58) with both inclusions.
25. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hörgarnitur (60) vorhanden ist und vom Träger des Anzuges getragen wird, die mittels Verbindungsschläuchen mit einer den Atemdruck führenden Stelle verbunden ist, so dass auf die Aussenseite der Trommelfelle der gleiche Druck wirkt, wie auf deren Innenseite.25. suit for protection against acceleration forces according to claim 23, characterized in that a hearing set (60) is present and is worn by the wearer of the suit, which is connected by means of connecting tubes with a point leading the respiratory pressure, so that on the outside of the eardrums the same pressure acts as on the inside.
26. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (6) durch Kleben erzeugt sind.26. Suit for protection against acceleration forces according to claims 1 to 12, characterized in that the connection points (6) are produced by gluing.
27. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (6) durch Schweissen erzeugt sind.27. Suit for protection against acceleration forces according to claims 1 to 12, characterized in that the connection points (6) are produced by welding.
28. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner einen Fliegerstiefel (21) aufweist, welcher mindestens teilweise doppelwandig ausgeführt ist, so dass ebenfalls Hohlräume (5) vorhanden sind, welche mit den Hohlräumen (5) des übrigen Schutzanzuges verbunden sind.28. Suit for protection against acceleration forces according to claims 1 to 12, characterized in that it also has a pilot's boot (21), which is at least partially double-walled, so that there are also cavities (5) which are connected to the cavities (5) of the rest of the protective suit.
29. Anzug zum Schutz vor Beschleunigungskräften gemass Patentanspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen der ganze Fliegerstiefel (21) doppelwandig ausgeführt ist. 29. Suit for protection against acceleration forces according to claim 28, characterized in that essentially the whole pilot's boot (21) is double-walled.
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