KR20140045326A - 고층 시설로부터 구조하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

고층 시설로부터 구조하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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세르게이 바실리예비치 쿨리크
이우리 알렉세에비치 메텔레프
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오브스체스테보 에스 오그라니케노이 오트베트스트베노스 "코스미체스키 시스테미 스파세니아"
필라토프 안드레이 바실리예비치
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Abstract

본 발명은 구조를 위한 장치 및 방법, 특히 고층 시설들, 예를 들어, 다층 빌딩의 상층부로부터 사람들을 구조하기 위한 장치들에 관련된다. 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치가 개시되며, 상기 장치는 피라미드 형태를 형성하도록 한 쪽 단부에서 상호 연결되는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들을 포함하며, 상기 스포크들은 모서리들에 위치하며, 상기 장치는 스포크들에 체결되는 공기 역학적 감속 요소, 및 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들사이에 위치되는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 두고 위치되며, 상기 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들을 연결하는 지점에 체결되는 완충 요소, 및 완충 요소에 대하여 다른 쪽에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들이 연결되는 지점에 체결되는 구출될 대상을 체결하는 수단을 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 장치의 중심축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현된다.

Description

고층 시설로부터 구조하기 위한 장치 및 방법{Device and method for rescuing from a high-rise facility}
본 발명은 구조를 위한 장치 및 방법들에 관련되며, 특히 고층 시설, 예를 들어 다층 빌딩의 고층부로부터 사람들을 구조하기 위한 장치 및 방법들에 관련된다. 본 발명에 따른 장치 및 방법은 종래의 방법을 사용하여 고층 시설로부터 대피하는 것이 불가능한 때에, 화재 또는 다른 비상 상황에서 고층 시설, 예를 들어 다층 빌딩으로부터 비상 탈출하는 사람을 개별적으로 구조하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명에 대응하는 종래 기술인 러시아 연방 특허 2399389에는 사람의 등에 체결되어 고층시설로부터 사람을 긴급 하강시키기 위한 장치가 공개되어 있다. 상기 장치는 독립적인 가스 충전원을 사용하여 팽창되는 중앙 토로이드 챔버를 포함한다. 중앙 토로이드 챔버에는 구조될 사람을 배치하기 위한 멤브레인(membrane)이 부착된다. 중앙 토로이드 챔버는 팽창가능한 스포크들에 일 측에서 연결된다. 팽창가능한 스포크들은 팽창되었을 때 원뿔 모양으로 배치될 수 있으며 팽창 가능한 커넥터들에 의해서 상호 연결된다. 중앙 토로이드 챔버는 토로이드 모양의 팽창가능한 챔버를 가지는 팽창가능한 감쇠구조에 타 측에서 연결된다. 팽창가능한 감쇠구조는 중앙 토로이드 챔버에 대해서, 커넥터들로 상호 연결되는 팽창 가능한 스포크들의 배치에 반대 방향으로 위치된다. 토로이드 모양의 팽창가능한 챔버는 팽창되는 스포크들에 의해서 중앙 토로이드 챔버와 소통되며, 중앙 토로이드 챔버의 직경 보다 큰 직경을 가지며, 팽창되면 곧게 펴지고 커넥터들에 의해서 상호 연결되는 스포크들에 의해서 형성되는 원뿔의 바닥의 직경보다 작은 직경을 가진다. 공기가 투과되지 않는 천공된 직물은 스포크들과 모든 토로이드 모양의 챔버들 사이에서 펼쳐진다. 또는 중앙 토로이드 챔버의 구역에서 공동의 바닥을 가지는 두개의 잘려진 원뿔 모양 피라미드의 형태이고 상이한 직경을 가지는 큰 바닥을 가지며 반대방향으로 향하여진 원뿔형의 감속 쉴드(shield)를 형성하기 위해서 스포크들은 토로이드 모양의 챔버들과 함께 공기가 투과하지 않는 천공된 보호 덮개에 의해서 덮어진다. 멤브레인은 감쇠 구조를 가진 토로이드 챔버에서 펼쳐지며 공기가 투과하지 않는 직물은 천공된 형태를 가지고 독립적인 가스 충전원은 토로이드 모양의 팽창가능한 챔버들 중의 하나와 소통되거나 팽창가능한 스포크들 중의 하나와 소통되며, 토로이드 모양의 챔버들 및 스포크들 모두의 내부 체적들은 서로간에 소통되고 단일의 폐쇄된 체적을 형성한다.
본 발명에 대응하는 종래 기술에서 알려진 것과 같이 비행 궤적을 형성하는 것은 사람들 및 시설들을 구조하는데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나이다.
비행 궤적을 형성하는 단계는 구조될 사람과 함께 구조를 위한 장치가 고층 시설로부터 분리됨에 이어 즉시 시작된다.
이 단계에서 구조될 사람과 함께 장치를 고층 시설로부터 어느 정도 떨어지도록 하는 것, 그리고 지상에 대한 장치의 지향 및 안정화가 일어난다. 장치는 최종적으로 작동 위치에 도달하며 명백하게 최종 형상을 취한다.
　작동 위치에서 장치는 지상에 대하여 다음의 방식으로 지향되어야 한다. 감쇠 장치는 아래로 향하며, 팽창되었을때 원뿔 형태로 배치되고 팽창가능 커넥터들에 의해서 상호 연결되는 팽창 가능 스포크들은 위로 향하게 된다.
그러한 위치에서 구조될 사람과 함께 구조를 위한 장치의 매끄러운 하강이 이후에 일어난다. 매끄러운 하강 및 느린 하강 속력은 대기에서 장치가 감속을 겪으면서 제공된다.
비행 궤적을 형성함에 있어서, 구조될 사람과 함께 장치가 고층 시설로부터 어느정도 떨어져서 멀어지게 되는 범위는 매우 중요하다. 구조를 위한 장치가 빌딩으로부터 멀어지게 되는 거리가 커질수록 성공적으로 하강할 확률이 높아진다.
　그럼으로써 위에 언급된 장치에 대해서 고층 시설로부터 멀어져야 할 최소한의 거리가 존재한다. 구조를 위한 장치가 멀어지는 범위가 최소 거리보다 작으면 장치의 지향 및 이에 따른 정상 모드에서의 하강은 불가능하다.
구조를 위한 상기 알려진 장치에서, 팽창하면 원뿔 모양으로 배치될 수 있는 팽창가능한 스포크들은 고층 시설의 벽에 맞대어 놓이게 된다. 상기 스포크들에 의해서 고층 시설의 벽에 가해지는 힘을 이용하여, 비행 궤적의 형상화는 일어난다.
그러나, 상기 알려진 기술적 해결방안에 따라 상기 스포크들에 의해서 가해지는 힘은 구조를 위한 장치의 비행궤적의 형상화를 보장하는데에는 부족하다. 어떤 경우에는, 비행 궤적의 불완전하게 형성될 수 있으며 이에 따라 비정상 모드에서 하강하게 될 수 있다.
스포크에 의해서 가해지는 힘을 증가시키기 위해서 스포크의 기하학적 치수의 증가가 요구된다. 기하학적 치수의 증가는 구조를 위한 장치의 내부 체적의 증가로 이어지며 이는 더욱 강력한 가스 충전원의 사용을 필요로 함을 의미하고, 구조를 위한 장치의 중량의 증가를 의미하며, 접혀져 있는 비활성 상태에서 체적의 증가를 의미한다. 이러한 유형의 구조를 위한 장치가 스트레스 상황에서 사용된다는 점을 가정한다면 상기 중량 및 체적의 증가는 이의를 제기할 만하다.
본 발명은 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치의 고 신뢰도 수준을 제공하며, 안전한 착지의 높은 확률, 특히 비행 궤적의 올바른 형상화의 높은 확률을 제공하며 정상 모드에서의 하강을 제공하고 장치의 중량 및 내부 체적의 근본적 증가없이 하강 속도의 감소의 높은 지수를 제공하는, 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치를 제작하는 문제, 이에 따라 고층 시설로부터 더 먼 거리만큼 떨어지게 하는 문제에 기초하고 있다.
이 문제는 다음을 포함하는 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치를 사용함에 의해서 달성된다. 상기 장치는 피라미드 모양을 형성하기 위해 하나의 단부에서 상호 연결되는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들을 포함하는데 스포크들은 (피라미드 모양의) 모서리에 위치되며, 상기 장치는 스포크들에 체결되는 공기역학적인 감속 요소, 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치되는 커넥터들을 포함하는데, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리가 떨어져서 위치되며, 상기 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 연결 지점에서 체결되는 완충 요소, 및 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 연결 지점에 체결될 구조 될 대상을 상기 완충 요소에 대하여 반대 측에서 체결하는 수단을 포함하는데, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 각각은 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현된다.
피라미드 형태를 형성하기 위해 상호연결되는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 스포크들 사이의 커넥터들은 골조를 형성하는데 공기역학적 감속요소가 여기에 위치한다. 구조물의 견고함은 스포크들 사이의 커넥터들에 의해서 제공된다. 상기 요소들은 함께 비행 중에 구조를 위한 장치의 감속을 제공하며 정해진 하강 속도로 장치의 완만한 하강을 제공한다. 완충 요소는 착지에 있어서 하강 속도의 감쇠를 제공한다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 휘어진 형상은 구조하기 위한 장치의 고층 시설로부터의 더 큰 반발력을 제공하며 이에 상응하여 구조를 위한 장치가 고층 시설로부터 더 멀리 멀어짐, 비행 궤적의 올바른 형상화의 높은 확률 및 결과적으로 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 높은 신뢰도 수준 및 안전한 착륙의 높은 확률을 제공한다.
바람직하게는, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들은 팽창 가능한 요소들이며, 구조를 위한 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들을 채우기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 추가적으로 포함한다.
팽창 가능한 요소들을 사용하는 것은 접혀진 비활성 상태에서 구조를 위한 장치의 작은 체적을 제공한다.
더욱이, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들은 단일의 내부 체적을 가질 수 있다. 이것은 하나의 가스 충전 수단을 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.
인접한 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드(deceleration shield)들은 공기역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔(parachute dome)들 역시 공기 역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 토로이드 모양의 챔버(toroidal chamber)인 연결 요소를 통해서 상호 연결되고, 완충 요소는 연결 요소에 체결되며 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해 반대 방향을 향하게 되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되며 팽창가능한 스포크들의 단부는 비신장성(inextensible) 또는 저신장성(low-extensible)인 연결 요소들을 사용하여 상호 연결된다.
토로이드 모양의 챔버는 기초적 연결 및 힘 요소로서 역할을 하고 커넥터들과 함께 구조를 위한 장치의 골조의 견고함을 제공한다.
완충요소의 스포크들의 비신장성 또는 저신장성 연결 요소는 완충요소가 착륙할 때 완충 특성을 잃고 변형되는 것을 허용하지 않는다. 즉, 그것들은 본질적으로 착륙 순간에 완충 요소의 변하지 않는 형상을 제공한다. 그럼으로써 그것들은 작은 중량을 가지며 이는 낮은 하강 속도 및 이에 따라 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상 및 안전한 착륙의 가능성을 향상시킴을 의미하게 된다.
바람직하게는, 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들로서 역할을 하는 비신장성 또는 저신장성 물질은 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결된다.
연결요소가 팽창 가능한 요소이도록 하는 것 또한 바람직하다. 그렇게 함으로써 장치의 모든 팽창가능한 요소는 단일의 체적을 가지며 추가적으로 장치는 구조를 위한 장치의 모든 팽창가능한 요소들을 충전하는 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함한다.
이 문제는 다음을 포함하는 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치를 사용함에 의해서 달성된다. 상기 장치는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 연결요소를 포함하며, 그렇게 함으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 한 쪽에서 연결 요소에 접하게 되며, 상기 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기 역학적 감속 요소, 및 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부로부터 어느 정도 거리를 두고 위치하게 되며, 상기 장치는 연결요소에 체결되는 구조되는 대상을 체결하는 수단 및 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 다른 쪽에서 연결 요소에 접하는 완충 요소를 포함하며, 그렇게 함으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현된다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 연결요소 및 스포크들 사이의 커넥터들은 골조를 형성하며 여기에 공기역학적 감속 요소가 위치된다. 구조의 견고성은 스포크들 사이의 커넥터들 및 연결요소에 의해서 제공된다. 상기 요소들은 함께 비행 중에 구조를 위한 장치의 감속을 제공하며 정해진 하강 속력으로 장치의 매끄러운 하강을 제공한다. 완충 요소는 착륙시에 하강 속도의 감쇠를 제공한다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 휘어진 형상은 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치에 더 큰 반발력을 제공하며 이에 따라 고층 시설로부터 탈출을 위한 장치를 더 멀리보내게 되며, 비행 궤적의 올바른 형성의 높은 확률, 결과적으로 고층 시설로부터 구조하기 위한 장치의 높은 신뢰 수준 및 안전한 착륙의 높은 확률을 제공한다.
바람직하게는, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들, 및 연결 요소는 팽창 가능한 요소들이며, 탈출을 위한 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들을 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 추가적으로 포함한다.
팽창가능한 요소들을 사용하는 것은 접혀져 있는 비활성 상태에 있는 구조를 위한 장치의 작은 체적을 제공한다.
더욱이, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크 및 커넥터들은 단일 내부 체적을 가질 수 있다. 이것은 하나의 가스 충전 수단을 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.
인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드들은 공기 역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결된 낙하산 돔들은 또한 공기 역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 연결요소는 토로이드 형태의 챔버로서 만들어지며 완충 요소는 연결요소에 체결된 수 개의 팽창가능한 스포크들로서 구현되며 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해 반대방향을 향하게 되고 완충 요소의 팽창가능한 스포크들의 단부들은 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들을 사용하여 상호 연결된다.
완충요소의 스포크들의 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들은 완충요소가 착륙시에 완충 특성을 잃으면서 변형되도록 허용하지 않는다. 다시말해서, 그것들은 근본적으로 착륙 순간에 완충 요소의 변하지 않는 형상을 제공하며 그럼으로써 그것들은 작은 중량을 가지며 이는 느린 하강 속도를 의미하며 이에 따라 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상 및 안전한 착륙의 가능성의 증가를 의미한다.
바람직하게는, 비신장성 또는 저신장성 연결요소로서 기능하는 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결된다.
또한 연결 요소는 팽창가능한 요소인 것이 바람직하다. 그럼으로써 장치의 모든 팽창가능한 요소들은 단일 체적을 가지며 장치는 구조를 위한 장치의 모든 팽창가능한 요소들을 충전하는 적어도 하나의 가스 충전 수단을 추가적으로 포함한다.
또한 이 문제는 다음을 포함하는 고층 시설로부터 구조를 위한 장치를 사용함으로서 달성된다. 상기 장치는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 토로이드 모양의 챔버를 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 토로이드 모양의 챔버에 한 쪽에서 접하며, 상기 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기 역학적 감속 요소, 및 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치되는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리가 떨어져서 위치되며, 상기 장치는 토로이드 모양의 챔버에 체결되는 구출되는 대상을 체결하는 수단, 및 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해서 다른 쪽에서 토로이드 모양의 챔버에 접하는 스포크들인 완충 요소를 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 장치의 중심 축으로부터 옆으로 구부러지는 적어도 하나의 굽은 부분을 가지며 커넥터들은 상기 굽은 부분 근처에 위치하며 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충 장치의 스포크들의 단부들에 체결된다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 토로이드 모양의 챔버 및 스포크들 사이의 커넥터들은 골조를 형성하고 여기에 공기 역학적 감속 요소가 위치된다. 구조물의 견고성은 스포크들 사이의 커넥터들 및 토로이드 모양의 챔버에 의해서 제공된다. 상기 요소들은 함께 비행중에 구조를 위한 장치의 감속을 제공하며 정해진 하강 속도로 장치의 완만한 하강을 제공한다. 완충 요소는 착륙시에 하강 속도의 감쇠를 제공한다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 휘어진 형상은 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 더 큰 반발력을 제공하며, 이에 따라서 고층 시설로부터 구조를 위한 장치가 더욱 멀어지도록 하며, 비행 궤적의 올바른 형성의 높은 확률, 및 결과적으로 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 높은 신뢰도 수준 및 안전한 착륙의 높은 확률을 제공한다.
완충 요소의 스포크들에 체결되는 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충요소가 착륙시에 완충 특성을 잃으면서 변형되도록 허용하지 않는다. 다시말하여, 그것은 근본적으로 착륙의 순간에 완충요소의 변하지 않는 형상을 제공하며, 그렇게 함으로써 그것은 작은 중량을 가지며 이는 낮은 하강속도 및 이에 따라, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상 및 안전한 착륙의 확률의 향상을 의미한다.
바람직하게는, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들, 토로이드 모양의 챔버 및 완충 요소의 스포크들은 팽창가능한 요소들이며, 구조를 위한 장치는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들을 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 추가적으로 포함한다.
팽창가능한 요소들을 사용하는 것은 접혀 있는 비활성 상태에 있는 구조를 위한 장치의 작은 체적을 제공한다.
더욱이, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들, 토로이드 모양의 챔버 및 완충 장치의 스포크들은 단일의 내부 체적을 가질 수 있다. 이것은 하나의 가스 충전 수단을 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.
인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드들은 공기 역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔들 또한 공기 역학적 감속 요소로서 사용될 수 있다.
추가적으로, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 각각은 장치의 중심 축으로부터 옆으로 구부러진 두 개의 구부러진 부분을 가질 수 있고 커넥터들은 토로이드 모양의 챔버에 가장 가까운 구부러진 부분 근처에 위치된다.
이 문제는 또한 연결 요소에 체결되며 연결 요소로부터 한 쪽를 향하게 되는, 수 개의 팽창가능한 스포크들을 포함하는 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 일부분인 완충 장치를 사용함으로써 달성되며, 이렇게 함으로써 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들은 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들을 사용하여 상호연결된다.
완충 요소의 스포크들의 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들은 완충요소가 착륙시에 완충 특성을 잃으면서 변형되는 것을 허용하지 않는다. 다시말해서 그것들은 근본적으로 착륙 순간에 완충 요소의 변하지 않는 형상을 제공한다. 그렇게 함으로써 그것들은 작은 중량을 가지며 이는 더 낮은 하강 속력 및 이에 따라서 고층시설로부터 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상 및 안전한 착륙의 확률의 향상을 의미한다.
바람직하게는, 비신장성 또는 저신장성 연결요소들로서 기능하는 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결된다.
팽창 가능한 스포크들은 또한 휘어진 모양으로 구현될 수 있다. 휘어진 스포크들을 가지는 완충 장치는 착륙시에 그 형상을 더 잘 유지한다.
더욱이 연결 요소는 토로이드 형상을 가지고 팽창 가능하게 구현되는 것이 바람직하다.
이 문제는 또한 가스로 채워지는 구조를 위한 장치를 사용하여 고층 시설로부터 하강하기 위한, 다음을 포함하는 방법에 의해서도 달성된다. 상기 방법은 고층 시설의 모서리에 하강될 대상에 체결되는 구조를 위한 장치와 함께 하강될 대상을 배치하는 것을 포함하며, 그럼으로써, 구조를 위한 장치는 고층 시설의 외측으로부터 배치되며, 상기 방법은 고정 수단을 사용하여 고층 시설에 대한 관계에서 구조될 대상 및 구조 수단의 위치의 고정; 구조를 위한 장치를 가스로 채우기 위한 적어도 하나의 충전원을 초기화함, 컨테이너의 냅색(knapsack)을 열기, 및 구조를 위한 장치의 요소들을 펼치기; 구조를 위한 장치를 정해진 정도로 가스로 채우는 것을 달성하면 고정 수단의 연결을 끊고 후속하여 고층 시설로부터 구조될 대상을 사출함(catapulting); 구조를 위한 장치를 가스로 채우고 및 활성 위치로 펼쳐지게 하며 더욱 하강 시킴; 및 착륙시에 완충 요소에 의해서 하강 속도를 감쇠시킴;을 포함한다.
구조될 대상 및 구조 수단의 위치를 고층 시설에 대하여 고정시키고 구조를 위한 장치를 가스로 채우는 것을 정해진 정도로 달성하면 후속하여 고정 수단의 연결을 끊는 것은 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발을 위한 힘을 형성하는 것을 가능하게 하며 그리하여 구조될 대상과 함께 구조를 위한 장치에 더 큰 운동량을 전해 주는 것을 가능하게 한다.
이는 고층 시설로부터 멀리 떨어져 나가게 하는 것을 가능하게 하며 이는 더욱 안전한 비행 궤적을 형성하는 것과 이에 따라서 안전한 착륙 확률 및 장치의 신뢰도의 향상을 의미한다.
이 문제는 또한 공기 역학적 감속 요소가 체결되는 가스로 채워지는 골조, 및 상기 골조를 가스로 채우는 적어도 하나의 충전원, 및 고층 시설에 대하여 구조를 위한 장치를 고정하는 수단을 포함하는, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치를 사용함에 의해서도 달성된다. 그렇게 함으로써 구조를 위한 장치는 골조를 정해진 정도로 가스로 채우는 것을 달성하게 되면 고정 수단의 연결을 끊을 가능성을 가지도록 구현된다.
고층 시설에 대한 구조될 대상 및 구조 수단의 위치의 고정 수단 및 구조를 위한 장치를 정해진 정도로 가스로 채우는 것을 달성함에 따라 후속하여 고정 수단의 연결을 끊을 수 있는 가능성은, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발을 위한 힘을 형성하여 구조될 대상과 함께 구조를 위한 장치에 더욱 큰 운동량을 전달하여 주는 것을 가능하게 한다.
이것은 고층 시설로부터 더 먼 거리를 떨어져 나가는 것을 가능하게 하며 이는 더욱 안전한 비행 궤적을 형성하는 것과 이에 따라서 안전한 착륙의 확률 및 장치의 신뢰도의 향상을 의미한다.
추가적으로, 가스로 채우도록 하는 충전원은 구조를 위한 장치의 펼쳐진 활성 상태가 되도록 고정 수단을 끊은 후에 구조를 위한 장치의 골조를 계속해서 채울 수 있다.
장치의 골조는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 및 연결 요소를 포함할 수 있으며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 한 쪽에서 연결 요소에 접하며, 골조는 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치되는 커넥터들을 포함할 수 있으며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느정도 거리가 떨어져서 위치되며, 골조는 연결 요소에 체결되는 구조될 대상을 체결하는 수단 및 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 다른 쪽에서 연결요소에 접하는 완충 요소를 포함할 수 있으며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기 역학적 감속 요소를 포함한다.
바람직하게는, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현된다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 휘어진 형상은 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발을 위한 더 큰 힘을 제공하며, 이에 따라서 고층 시설로부터 구조를 위한 장치가 더 멀리 떨어져 나가는 것, 비행 궤적이 올바른 형상을 가지게 될 더 높은 확률 및 결과적으로 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 높은 신뢰도 수준 및 안전한 착륙의 높은 확률을 제공한다.
바람직하게는, 완충 요소는 연결요소에 체결된 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되며 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 반대방향으로 향하며 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충 장치의 스포크들의 단부들에 체결된다.
완충 요소의 스포크들에 체결된 비신장성 또는 저신장성 부재는 완충 요소가 착륙시에 그 완충 특성을 잃으면서 변형되는 것을 허용하지 않는다. 다시말하여 그것은 근본적으로 착륙 순간에 완충 요소의 변하지 않는 형상을 제공하며, 그럼으로써 그것은 작은 중량을 가지며 이는 더 낮은 하강 속력 및 이에 따라서 구조를 위한 장치의 신뢰도 및 안전한 착륙의 확률의 향상을 의미한다.
이 문제는 또한 공기 역학적 감속 요소가 체결되는 가스로 채워지는 골조, 골조를 가스로 채우기 위한 적어도 하나의 충전원, 및 구조를 위한 장치의 고층 시설에 대한 고정 수단을 포함하는, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 작동을 위한 방법에 의해서 달성되며, 상기 방법은, 구조를 위한 장치의 고층 시설에 대한 고정 수단을 봉쇄함(blocking), 가스로 골조를 채우기 위한 적어도 하나의 충전원을 사용하여 가스로 골조를 충전함; 정해진 정도로 골조를 가스로 채우는 것을 달성한 후에 고정 수단의 연결을 끊음; 을 포함한다.
구조될 대상 및 구조 수단의 고층 시설에 대한 위치를 고정하는 수단을 봉쇄하는 것, 그리고 후속하여 구조를 위한 장치를 정해진 정도로 가스로 채우는 것을 달성한 후에 고정 수단의 연결을 끊는 것은, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발을 위한 힘을 형성하는 것을 가능하게 하고 그리하여 구조될 대상과 함께 구조를 위한 장치에 더 큰 운동량을 전하는 것을 가능하게 한다.
이것은 고층 시설로부터 더 먼 거리로 떨어져 나가도록 하는 것을 가능하게 하며 이는 더욱 안전한 비행 궤적의 형성 및 이에 따라서 안전한 착륙 확률 및 장치의 신뢰도의 향상을 의미한다.
추가적으로, 가스로 충전하는 충전원은 구조를 위한 장치의 펼쳐진 활성 상태에 도달하기 위해 고정 수단의 연결을 끊은 후에 구조를 위한 장치의 골조를 충전하는 것을 계속할 수 있다.
바람직하게는, 구조를 위한 장치의 골조는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 및 연결 요소를 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 한 쪽에서 연결요소와 접하며, 골조는 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치되는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리가 떨어져서 위치되며, 고정 수단의 연결을 끊기 전의 단계에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 고층 시설의 벽에 바깥 쪽으로부터 맞대어 놓이며, 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들로 하여금 활성 위치로 펼쳐지는 것을 허용하지 않는 외곽부(perimeter)를 형성한다.
또한, 고정 수단의 연결을 끊은 후에 가스로 골조를 채우게 되면 구조를 위한 장치가 그 최종 활성 형상을 취하게 되는 것이 바람직하다.
본 발명은 부속하는 다음의 도면들과 결합하여 다양한 구체적인 실시예들을 참조하여 더 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 단면의 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 등각 투영도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예의 단면의 측면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예의 단면의 측면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예의 단면의 측면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예의 단면의 측면도를 도시한다.
도 7은 돔이 제공되는 구조를 위한 장치의 등각 투영도를 도시한다.
도 8은 비행전 상태에 있는 구조를 위한 장치를 도시한다.
도 9는 고층 시설로부터 구조를 위한 장치가 비행하는 단계들을 도시한다.
도 10은 구조를 위한 장치에서 요소들의 배치 다이어그램을 도시한다.
도 11은 전체 길이를 따라 휘어진 스포크들을 가지는 구조를 위한 장치에서 요소들의 배치 다이어그램을 도시한다.
본 발명에 따른 고층 시설로부터 구조를 위한 장치는 자유로운 낙하산 시스템에 해당한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조를 위한 장치(1)는 몇 개의 스포크(2)들을 포함한다. 스포크들은 구부러지도록 탄성이 있게 구현된다.
도 1 에 도시된 것과 같이, 구조를 위한 장치(1)는 여섯개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들을 포함한다. 장치는 다른 갯수의, 예를 들어 8개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들을 포함할 수 있다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들 각각은 토로이드 모양의 챔버(3)에 접한다. 토로이드 모양의 챔버(3)는 연결 요소 및 힘 요소로서 기능한다.
그리하여, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들 모두는 한 쪽 단부에서 토로이드 모양의 챔버(3)를 통해서 상호 연결된다. 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들의 다른 쪽 단부는 자유롭게 남아있다.
커넥터(connector)(4)들은 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들 사이에 체결된다.
커넥터(4)들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 두고 체결된다. 그리하여 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들의 자유로운 다른 단부가 자유롭게 남는다.
커넥터(4)들은 추가적인 힘 요소로 기능하며 구조를 위한 장치(1)의 견고함을 제공하며, 장치(1)의 신뢰도를 향상시킨다.
본 발명의 최적의 실시예에 따르면 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들은 일반적으로 잘려나간 피라미드 모양인 형체의 모서리들에 위치한다. 그럼으로써 토로이드 모양의 챔버(3)는 잘려나간 피라미드의 작은 바닥 면에 해당한다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들은 장치 중심 축(5)로부터 멀어지는 방향으로 한번 구부러진 부분을 가진다.
커넥터(4)들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들의 굽은 부분 근처에 위치한다.
완충 요소의 스포크(6)들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들과의 관계에서 토로이드 모양의 챔버(3)의 다른 쪽에서 토로이드 모양의 챔버(3)에 체결된다.
완충 요소의 스포크(6)들은 토로이드 모양의 챔버(3)로부터 그것들의 자유로운 단부들을 향하는 방향으로 서로들로부터 멀어지도록 구현된다.
토로이드 모양의 챔버(3)는 본 장치의 기본적인 연결 요소 및 힘 요소로서 기능하며 완충 요소의 일 부분에 해당한다.
완충 요소의 스포크(6)들의 자유로운 단부들은 비신장성 또는 저신장성 요소들을 사용하여 상호연결된다.
완충 요소의 최적 실시예에 따르면 비신장성 또는 저신장성 부재(7)는 완충 요소의 스포크(6)들의 자유로운 단부들 사이에 체결된다.
비신장성 또는 저신장성 연결 요소들의 사용은 착륙시에 완충요소의 형상을 유지하도록 해주며, 그럼으로써 완충 요소의 스포크(6)들의 단부들에서 힘 요소로 기능하는 어떤 토로이드 모양의 챔버 또는 커넥터들을 사용하지 않아도 되도록 한다.
비신장성 또는 저신장성 연결 요소들, 특히 비신장성 또는 저신장성 부재(7)는 힘 요소로서 기능한다. 그럼으로써 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들의 사용, 특히 비신장성 또는 저신장성 부재(7)는 구조를 위한 장치의 중량의 감소를 제공하며 이에 따라 신뢰성 및 안전 착륙 확률을 향상시킨다.
본 발명의 최적 실시예에 따르면 상기 언급된 구조를 위한 장치(1)의 골조의 모든 요소들은 팽창가능하도록 즉, 가스로 채워 지도록 구현된다.
도 2에 도시된 것과 같이, 감속 쉴드(deceleration shield)(8)들은 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들 사이에 체결된다.
상기 감속 쉴드(8)들은 구조를 위한 장치(1)의 공기 역학적 감속 요소를 형성한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 구조될 사람을 안전하게 체결하기 위하여 의도된 크래들(cradle)(9)은 토로이드 모양의 챔버(3)에 체결된다. 일반적으로 크래들(9)은 구조될 사람을 체결하는 수단으로서 기능한다.
본 발명의 제2 실시예는 도 3에 도시되어 있다.
구조를 위한 장치(10)의 모든 요소들은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명되는 구조를 위한 장치(1)의 각각의 요소들과 유사하며 그것들은 같은 역할을 수행한다.
구조를 위한 장치(10)의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(11)들은 구부러진 부분를 가지지 않으나 전체 길이에 걸쳐서 휘어진 모양으로 구현되며 이는 본 발명의 첫번째 실시예와 구별된다. 그럼으로써 구부러지는 방향은 같으며 특히 본 장치의 중심 축(5)로부터 멀어지는 방향이다.
본 발명의 제3 실시예는 도 4에 도시된다.
구조를 위한 장치(12)의 모든 요소들은 도 3을 참조하여 설명되는 구조를 위한 장치(10)의 각각의 요소들과 유사하며 그것들은 같은 역할을 수행한다.
완충 요소의 스포크(13)들은 전체 길이를 통해서 휘어진 모양으로 구현되며, 이는 본 발명의 제1 및 제2 실시예로부터 구별된다.
휘어진 스포크(13)를 가진 완충요소는 착륙시에 그 형상을 더 잘 유지한다.
본 발명의 제4 실시예는 도 5에 도시된다.
구조를 위한 장치(14)의 모든 요소들은 도 1 및 도 2를 참조로 하여 설명되는 구조를 위한 장치(1)의 각각의 요소들과 유사하며 그것들은 같은 역할을 수행한다.
구조를 위한 장치(14)의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(15)들은 더 큰 구부러진 부분을 가지며 이는 본 발명의 제1 실시예와 구별된다. 상기 구부러진 부분은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(15)들의 자유로운 단부들이 그 구부러진 부분보다 아래에 위치하도록 되어 있다. 구부러지는 방향은 동일하며 장치의 중심축(5)으로부터 멀어지는 방향이다.
본 발명의 제5 실시예는 도 6에 도시된다.
구조를 위한 장치(16)의 모든 요소들은 도 1 및 도 2를 참조로 하여 설명되는 구조를 위한 장치(1)의 각각의 요소들과 유사하며 그것들은 같은 역할을 수행한다.
구조를 위한 장치(16)의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(17)들은 추가적인 제2의 구부러지는 부분을 가지며, 이는 본 발명의 제1 실시예와 구별된다. 상기 구부러지는 부분은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(17)들의 자유로운 단부들이 제2의 구부러지는 부분의 아래에 위치하도록 되어있다. 구부러지는 방향은 동일하며 장치의 중심 축(5)으로부터 멀어지는 방향이다.
본 발명의 어떠한 실시에에 따른 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(6)들이든 본 발명의 제3 실시예에 따른 완충 요소의 스포크(13)들과 유사하게 전체 길이에 걸쳐서 휘어지도록 구현될 수 있다는 점을 주지해야 한다.
구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2, 11, 15, 17)들, 토로이드 모양의 챔버(3), 커넥터(4)들, 및 완충 요소의 스포크(6, 13)들은 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치의 골조를 형성한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 구조를 위한 장치에는 감속 쉴드(8) 대신에 낙하산 돔(18)이 제공될 수 있다.
상기 낙하산 돔(18)은 구조를 위한 장치의 공기 역학적 감속 요소를 형성한다.
낙하산 돔(18)은 상기 설명된 본 발명의 실시예들의 어느 것에라도 공기 역학적 감속 요소를 형성하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 모든 실시예는 장치를 가스로 채우기 위한 적어도 하나의 수단을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가스로 채워질 장치의 모든 요소들은 장치를 가스로 채우는 하나의 충전원을 사용하는 것을 가능하게 하는 하나의 공통 체적을 가지며 장치를 가스로 채울 충전원을 장치의 내부 체적과 연결할 하나의 연결점을 가진다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조를 위한 장치(1)의 등각 투영도가 도 2 에 도시되어 있다. 제2, 3, 4, 5 실시예에 따른 구조를 위한 장치(10, 12 ,14, 및 16)들의 등각 투영도는 근본적으로 제 1 실시예의 등각 투영도와 유사하며 그것들은 동반하는 도면들에는 도시되어 있지 않다. 상기 등각 투영도들과 도 2에 도시된 것 사이의 차이점은 도 3, 4, 5, 및 6에 도시된 장치(10, 12, 14, 및 16)들의 설계상의 특징들에 전적으로 기인하는 것이다.
활성 상태에 있는 구조를 위한 장치는 도 1 내지 도 7에 도시되며 이는 정해진 압력으로 가스로 채워지고 펼쳐진 상태에 있는 것이다.
비활성 상태에서는 구조를 위한 장치는 가스로 채워지지 않는다.
크래들(9)은 구조될 사람 또는 다른 대상의 안전한 체결 및 고정을 위한 결속 시스템을 가진다. 사람은 결속 시스템에 의해서 크래들(9)이 등에 밀착된다.
활성 상태에서는 구조를 위한 장치는 냅색 컨테이너(knapsack-container)로 나타내진다. 크래들(9)은 상기 냅색 컨테이너의 일부이며 구조를 위한 장치는 모든 시스템들과 함께 냅색 컨테이너 안에 담겨진다.
그럼으로써 상기 설명과 같이 크래들(9)은 상기 장치의 다른 모든 요소들이 체결되는 토로이드 형태의 챔버(3)에 체결된다.
본 발명의 상기 실시예들은 다음과 같이 작동한다.
구조를 위한 장치는 몇 개의 상태들을 가진다: 비활성의 조립된 상태, 출발 전 상태, 출발 상태, 및 활성 상태.
비활성 상태 및 출발 전 상태 사이에서는 다음의 동작이 수행된다.
구조를 위한 장치는 결속 시스템 또는 다른 시스템을 사용하여 구조될 사람 의 등 또는 다른 대상에 체결된다.
이어서 구조될 대상은 출발 위치에 배치되며 특히 고층 시설의 모서리에 배치 된다. 그럼으로써 냅색은 고층 시설의 바깥 쪽, 예를 들어 냅색을 빌딩으로부터 외부를 향하도록 하여 창문 개방부에 배치된다.
장치는 추가적으로 출발 밧줄(19)을 포함하는데, 이것은 구조를 위한 장치에 체결되며 구조를 위한 장치를 고층 시설에 체결하려는 의도를 가지는 것이다. 바람직하게는 출발 밧줄 (19)은 출발 위치에 마주보는 고층 건물의 안쪽에 체결된다.
출발 위치에 배치되면, 출발 밧줄(19)은 봉쇄되고 가스 충전원의 초기화가 일어난다. 적어도 출발 밧줄(19)을 길게 늘리는 것은 제한된다. 냅색 컨테이너의 개방도 수행된다.
구조를 위한 장치의 내부 체적 안으로 들어오는 가스 압력에 의해서, 구조를 위한 장치는 펼쳐지고 출발 전 상태로 전환된다.
구조를 위한 장치의 상기 상태가 다이어그램 형태로 도 8에 도시된다.
팽창 및 펼쳐질 때, 고층 시설로부터의 구조를 위한 장치는 바깥 쪽으로부터 고층 시설의 벽에 맞대어 놓인다.
그럼으로써 커넥터(4)들은 출발 밧줄(19)이 봉쇄되어 있고 구조될 대상이 고층 시설의 바깥방향으로 움직이는 것을 허용하지 않을 때 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들이 활성 위치로 펼쳐지는 것을 허용하지 않는 외곽부를 형성한다.
결과적으로, 구조를 위한 장치가 고층 시설의 벽과 구조를 위한 장치의 요소들 사이에서 발생하는 탄성력을 억제하면서 가스로 채워짐에 따라, 고층 시설로부터 구조를 위한 장치가 반발하려는 힘이 증가한다.
구조를 위한 장치가 미리 정해진 정도로 가스로 채워지고 이에 따라 구조를 위한 장치의 내부 압력이 미리 정해진 정도에 이르고 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발하려는 힘이 미리 정해진 정도에 이르면, 구조를 위한 장치는 출발 상태로 전환된다.
출발 밧줄(19)는 출발 상태에서 연결이 끊어진다.
출발 밧줄(19)의 연결이 끊어지면 아무것도 구조를 위한 장치를 붙잡지 않게 되며 구조될 대상은 고층시설로부터 구조를 위한 장치에 생성된 반발력에 의하여 고층 시설로부터 사출(catapulting)된다.
출발 밧줄(19)을 사용하고, 구조를 위한 장치를 미리 정해진 정도로 가스로 채우게되어 이에 따라서 구조를 위한 장치의 내부 압력이 정해진 정도에 도달하고 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발력이 미리 정해진 정도에 이르게 된 순간에 출발 밧줄의 연결을 끊는 것은, 출발 밧줄을 사용하지 않는 것보다 구조될 대상과 함께 구조를 위한 장치에 더 큰 운동량을 전해 주는 것을 가능하게 한다.
이것은 고층 시설로부터 더 멀어지는 것을 가능하게 하며 이는 더욱 안전한 비행 궤적의 형성, 이에 따른 안전한 착륙 확률 및 장치의 신뢰도의 향상을 의미한다.
출발 밧줄(19)의 연결을 끊더라도 가스 충전원은 작동을 계속한다. 결과적으로 구조를 위한 장치의 모든 요소들은 그들 자신의 활성 위치로 펼쳐지며 다시 말하여 구조를 위한 장치는 비행 중에 특히 비행 궤적의 형성의 단계에서 활성 상태로의 전환을 수행한다.
활성 상태에 이르면 구조를 위한 장치는 지상에 대하여 방향을 취하며 안정화되고 미리 정해진 속도로 하강이 수행된다.
착륙의 순간에는 남아있는 속도는 완충 요소에 의해서 감쇠된다.
고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 비행 단계들은 도 9에 도시된다.
“A” 위치에서는 출발 밧줄(19)의 연결이 끊어진 상태에 있는 구조를 위한 장치가 도시된다. 구조를 위한 장치는 고층 시설로부터 어느 정도 거리가 떨어져 있다. 가스 충전원은 작동을 계속 한다. 장치의 요소들은 펼쳐진다. 요구되는 압력에 이르도록 장치를 가스로 충전함이 수행된다.
“B” 위치에서는 구조를 위한 장치의 공기 역학적 방향설정 및 안정화가 일어난다.
“C” 위치에서는 구조를 위한 장치가 일정한 안정된 하강 속도 Vvert 로 하강한다.
알려진 기술적 해결방안과 비교하여 본 발명에 따른 구조를 위한 장치의 요소들의 배치를 나타내는 다이어그램이 도 10에 도시된다.
알려진 기술적 해결방안의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 위치(20)으로 표시된다. 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이의 커넥터들을 체결하는 지점은 위치(21)로 표시된다.
거리 L은 출발 밧줄(19)의 연결을 끊기 전에 구조를 위한 장치를 충전하는 단계에서 얻어질 수 있는 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 반발력을 결정한다.
거리 L이 커질수록, 얻어지는 반발력이 커진다.
더욱이, 구부러지도록 탄성이 있는 스포크와 고층 시설의 벽 사이의 각도 α가 커질수록 누적되는 반발력도 커진다.
고층 시설의 벽은 위치 S로 표시된다.
장치의 중심 축으로부터 구부러지는 탄성 스포크의 자유로운 단부까지의 거리 M은 매우 중요하다. 이 거리는 구조를 위한 장치의 미드쉽(midship)을 결정한다. 구조를 위한 장치의 미드쉽이 커질수록 하강 속도가 작아지며 다른 모든 조건이 같다면 안전하게 착륙할 확률이 커진다.
각도 α가 증가되었을 경우에, 알려진 동일한 기술적 해결방안의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 위치(22)로 표시된다. 인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 커넥터들을 체결하는 지점은 위치(23)로 표시된다.
거리 L이 증가하는 것은 고층 시설로부터 구조를 위한 장치에 더 큰 반발력을 생성할 가능성, 그리고 이에 따라 더 나은 비행 궤적이 형성되며 고층 시설로부터 더 멀리 벗어나게 될 가능성을 의미한다는 것은 명백하다.
그러나 M2 및 이에 따라 구조를 위한 장치의 미드쉽이 작아진다는 것은 하강속도가 더 커지고 안전하게 착륙할 확률이 감소한다는 것을 의미한다.
구조를 위한 장치의 미드쉽을 증가시키기 위해서는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 길이를 증가시키는 것이 필요하다. 그러나 이는 또한 구조를 위한 장치의 중량을 증가시키게 되며 이에 따라서 하강 속도가 증가하고 안전하게 착륙할 확률이 감소한다.
본 발명에 따르면 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(2)들은 구조를 위한 장치의 중심 축으로부터 멀어지는 방향으로 휘어지도록 구현된다.
이 경우에는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(22)들에서의 반발력과 유사한 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 추가적인 반발력이 제공되며, 그럼으로써 구조를 위한 장치의 미드쉽 및 그 중량은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(20)들을 포함하는 장치의 미드쉽 및 중량과 같게 되며, 이는 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상, 더 나은 비행 궤적의 형성 및 안전한 착륙의 확률의 증가를 제공한다.
알려진 기술적 해결방안과 비교하여 전체 길이에 걸쳐서 휘어지는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(11)들을 포함하는 본 발명에 따른, 구조를 위한 장치에서의 요소들의 배치를 나타내는 다이어그램이 도 11에 도시된다. 본 발명의 본 변형 실시예의 모든 양태들은 도 10을 참고로 하여 설명된 것들과 유사하다.
이 경우에는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(22)들에서의 반발력과 유사한 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 추가적인 반발력이 또한 제공되며, 그럼으로써 구조를 위한 장치의 미드쉽 및 그 중량은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(20)들을 포함하는 장치의 미드쉽 및 중량과 같게 되며, 이는 구조를 위한 장치의 신뢰도의 향상, 더 나은 비행 궤적의 형성 및 안전한 착륙의 확률의 증가를 제공한다.

Claims (43)

  1. 고층 시설로부터 구조를 위한 장치로서, 상기 장치는:
    피라미드 모양을 형성하도록 한 쪽 단부가 상호 연결되는 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크(spoke)들로서, 상기 스포크들이 상기 피라미드의 모서리에 위치하는, 수개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들;
    상기 스포크들에 체결되는 공기역학적 감속 요소;
    인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터(connector)들로서, 상기 커넥터들은 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 두고 위치하는, 커넥터들;
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 연결 지점에 체결되는 완충 요소; 및
    상기 완충 요소에 대해서 다른 쪽에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 연결 지점에 체결되는, 구조될 대상을 체결하는 수단;을 포함하며,
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 상기 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현되는 것을 특징으로 하는, 고층시설로부터 구조를 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들은 팽창가능한 요소들이며 추가적으로 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들을 가스로 채우기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 커넥터들은 단일의 내부 체적을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드(deceleration shield)들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔(parachute dome)들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 연결 요소를 통해서 상호연결되며, 상기 연결 요소는 토로이드(toroid) 모양의 챔버(chamber)이며, 상기 완충 요소는 상기 연결 요소에 체결되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되고 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 반대 방향을 향하며, 완충 장치의 팽창 가능한 스포크들의 단부들은 비신장성(inextensible) 또는 저신장성(low-extensible) 연결 요소들을 사용하여 상호연결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들로 기능하는 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 연결 요소는 팽창 가능한 요소이며, 상기 장치의 모든 팽창 가능한 요소들은 단일 체적을 가지며 상기 장치는 추가적으로 상기 구조를 위한 장치의 모든 팽창가능한 요소들을 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 고층 시설로부터 구조를 위한 장치로서, 상기 장치는:
    수개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들; 및
    연결 요소;를 포함하며,
    그럼으로써 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 한 쪽에서 상기 연결 요소에 접하며,
    상기 장치는,
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기역학적 감속 요소; 및
    인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터들; 을 포함하며,
    그럼으로써 상기 커넥터들은 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 두고 위치하며,
    상기 장치는,
    상기 연결 요소에 체결되는 구조될 대상을 체결하는 수단; 및
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 다른 쪽에서 상기 연결 요소에 접하는 완충 요소;를 포함하며,
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 상기 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지도록 구현되는 것을 특징으로 하는, 고층시설로부터 구조를 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들 및 연결 요소는 팽창 가능한 요소들이며 추가적으로 상기 스포크들 및 상기 커넥터들을 가스로 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 연결 요소 및 커넥터들은 단일의 내부 체적을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 요소는 토로이드(toroid) 모양의 챔버로서 구현되며, 상기 완충 요소는 상기 연결 요소에 체결되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되고 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 반대 방향을 향하며, 상기 완충 요소의 팽창 가능한 스포크들의 단부들은 비신장성(inextensible) 또는 저신장성(low-extensible) 연결 요소들을 사용하여 상호연결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들로 기능하는 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 연결 요소는 팽창 가능한 요소이며, 상기 장치의 모든 팽창 가능한 요소들은 단일 체적을 가지며 상기 장치는 추가적으로 상기 구조를 위한 장치의 모든 팽창가능한 요소들을 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  17. 고층 시설로부터 구조를 위한 장치로서, 상기 장치는:
    수개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들; 및
    토로이드 모양의 챔버를 포함하며,
    그럼으로써 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들은 한 쪽에서 상기 토로이드 모양의 챔버에 접하며,
    상기 장치는,
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기역학적 감속 요소; 및
    인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터들; 을 포함하며,
    그럼으로써 상기 커넥터들은 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 두고 위치하며,
    상기 장치는,
    상기 토로이드 모양의 챔버에 체결되는 구조될 대상을 체결하는 수단; 및
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 다른 쪽에서 상기 토로이드 모양의 챔버에 접하는 스포크들인 완충 요소;를 포함하며,
    상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 상기 장치의 중심 축으로부터 옆으로 향하는 적어도 하나의 굽은 부분을 가지며 상기 커넥터들은 상기 굽은 부분 근처에 위치하며
    비신장성 또는 저신장성 부재가 상기 완충 장치의 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들, 토로이드 모양의 챔버 및 완충 요소의 스포크들은 팽창 가능한 요소들이며 추가적으로 상기 팽창 가능한 요소들을 가스로 충전하기 위한 적어도 하나의 가스 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들, 커넥터들, 토로이드 모양의 챔버 및 완충 장치의 스포크들은 단일의 내부 체적을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
  20. 제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  21. 제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  22. 제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 상기 장치의 중심 축으로부터 옆으로 향하는 두 개의 굽은 부분을 가지며 상기 커넥터들은 상기 토로이드 모양의 챔버에 가장 가까운 굽은 부분 근처에 위치하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  23. 연결 요소에 체결되며 연결 요소로부터 한 쪽을 향하게 되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들을 포함하는 완충 장치로서, 상기 완충 장치의 팽창 가능한 스포크들의 단부들은 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들을 사용하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는, 완충 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 비신장성 또는 저신장성 연결 요소들로 기능하는 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 완충 장치.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 팽창가능한 스포크들은 휘어진 모양으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 완충 장치.
  26. 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 연결 요소는 토로이드 형상을 가지며 팽창 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는, 완충 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 연결 요소는 토로이드 형상을 가지며 팽창 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는, 완충 장치.
  28. 가스로 채워지는 구조를 위한 장치를 사용하여 고층 시설로부터 하강시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    하강될 대상을 그 대상에 체결되는 구조를 위한 장치와 함께 고층 시설의 모서리에 배치함; 을 포함하며,
    그럼으로써 구조를 위한 장치는 고층 시설물의 바깥 쪽에 위치하며,
    상기 방법은,
    고정 수단을 이용하여 고층 시설에 대하여 구조될 대상의 위치를 고정시킴;
    구조를 위한 장치를 가스로 채우기 위한 적어도 하나의 충전원(source)을 초기화하고 냅색-컨테이너(knapsack-container)를 개방하며 구조를 위한 장치의 요소들을 펼쳐지게 함;
    구조를 위한 장치를 정해진 정도로 가스로 충전하게 되면 고정 수단의 연결을 끊고 후속하여 구조될 대상을 고층 시설로부터 사출(catapulting)함;
    구조를 위한 장치를 가스로 충전하고 활성 위치로 펼쳐지게 하며 더 하강시킴; 및
    착륙할 때 완충 요소에 의해서 하강 속도를 감쇠시킴; 을 포함하는, 방법.
  29. 고층 시설로부터 구조를 위한 장치로서, 상기 장치는:
    가스로 충전되는 골조(carcass)로서, 상기 골조에는 공기 역학적 감속 요소가 체결되는 골조; 상기 골조를 가스로 충전 위한 적어도 하나의 충전원; 구조를 위한 장치를 고층 시설에 대하여 고정하는 고정 수단;을 포함하고,
    상기 구조를 위한 장치는 정해진 정도로 상기 골조를 가스로 충전한 뒤에 상기 고정 수단의 연결을 끊을 수 있는 가능성을 가지도록 구현되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  30. 제29항에 있어서, 가스 충전원(gas-filling source)은 고정 수단의 연결을 끊은 후에 구조를 위한 장치의 골조를 충전하는 것을 계속하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 장치의 골조는, 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 연결 요소를 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들이 한 쪽에서 연결 요소에 접하게 되며,
    상기 장치의 골조는,
    인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리 만큼 떨어져서 위치하며,
    상기 장치의 골조는,
    상기 연결 요소에 체결되는 구조될 대상을 체결하는 수단 및 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대하여 다른 쪽에서 연결 요소에 접하는 완충 요소를 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 공기 역학적 감속 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 각각은 상기 장치의 중심 축으로부터 옆으로 휘어지는 모양으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  33. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 감속 쉴드들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  34. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 낙하산 돔들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  35. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 감속 쉴드들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  36. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 공기 역학적 감속 요소는 인접하는 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에서 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 체결되는 낙하산 돔들인 것을 특징으로 하는, 장치.
  37. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 완충 요소는, 상기 연결 요소에 체결되며 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해서 반대방향으로 향하게 되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되며, 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창 가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 완충 요소는, 상기 연결 요소에 체결되며 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해서 반대방향으로 향하게 되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되며, 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창 가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  39. 제37항에 있어서, 상기 완충 요소는, 상기 연결 요소에 체결되며 상기 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들에 대해서 반대방향으로 향하게 되는 수 개의 팽창 가능한 스포크들로서 구현되며, 비신장성 또는 저신장성 부재는 상기 완충 장치의 팽창 가능한 스포크들의 단부들에 체결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  40. 공기 역학적 감속 요소가 체결되는 가스로 충전되는 골조, 상기 골조를 가스로 충전하는 적어도 하나의 충전원 및 고층 시설에 대하여 구조를 위한 장치를 고정하는 수단을 포함하는 고층 시설로부터 구조를 위한 장치의 작동 방법으로서, 상기 방법은:
    고층 시설물에 대하여 구조를 위한 장치를 고정하는 수단을 봉쇄(blocking)하고 골조를 가스로 충전하기 위한 적어도 하나의 충전원을 이용하여 상기 골조를 가스로 충전함;
    상기 골조를 정해진 정도로 가스로 충전하면 상기 고정 수단의 연결을 끊음;을 포함하는, 방법.
  41. 제40항에 있어서, 고정 수단의 연결을 끊은 후에도 골조를 가스로 충전하는 것을 계속하는 것에 특징이 있는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 골조는, 수 개의 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 및 연결 요소을 포함하며, 그럼으로써 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들이 한 쪽에서 연결 요소에 접하게 되며,
    상기 골조는,
    인접하는 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들 사이에 위치하는 커넥터들을 포함하며, 그럼으로써 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들의 단부들로부터 어느 정도 거리를 떨어져서 위치하며, 고정 수단의 연결이 끊어 지기 전 단계에서 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들이 고층 시설물의 벽에 바깥 쪽으로부터 맞대어 놓이며, 커넥터들은 구부러지도록 탄성이 있는 스포크들이 활성 위치로 펼쳐지는 것을 허용하지 않는 외곽부(perimeter)를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  43. 제42항에 있어서, 고정 수단의 연결을 끊은 후에 골조를 가스로 충전하게 되면, 구조하기 위한 장치는 그것의 최종 활성 형상을 취하게 되는, 방법.
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