RU134900U1

RU134900U1 - CHAIR OF THE COSMONAUT

Info

Publication number: RU134900U1
Application number: RU2013128661/11U
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Поздняков; Анатолий Васильевич Алексеев; Артур Александрович Ли; Дмитрий Александрович Шелудяков; Максим Владимирович Голубев; Виктор Александрович Наумов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина"
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2013-11-27

Abstract

1. Кресло космонавта, содержащее каркас с привязной системой, вертикальный амортизатор в головной части и ложемент, отличающееся тем, что каркас выполнен в виде рамы с подвижно установленной на ней раздвижной платформой, в состав которой входят образующие ложемент раздвижные обхваты для отдельных частей тела, снабженные устройствами для регулировки в соответствии с индивидуальными антропометрическими данными любого космонавта и для фиксации его в заданном положении.2. Кресло по п.1, отличающееся тем, что рама и платформа соединены между собой не менее чем одним горизонтальным амортизатором.3. Кресло по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ось вертикального амортизатора смещена в зону между головой и плечом космонавта.1. The astronaut’s chair containing a frame with a tethered system, a vertical shock absorber in the head and a lodgement, characterized in that the frame is made in the form of a frame with a sliding platform movably mounted on it, which includes lodgement sliding girths for individual body parts, equipped with devices for adjusting in accordance with individual anthropometric data of any astronaut and for fixing it in a given position. 2. The chair according to claim 1, characterized in that the frame and platform are interconnected by at least one horizontal shock absorber. The chair according to claims 1 and 2, characterized in that the axis of the vertical shock absorber is shifted to the area between the head and shoulder of the astronaut.

Description

Полезная модель относится к области космонавтики и служит для использования в составе пилотируемого транспортного корабля, предназначенного для доставки экипажа на околоземную и окололунную орбиты и возвращения экипажа на Землю.The utility model relates to the field of astronautics and serves for use as part of a manned transport ship, designed to deliver the crew to near-Earth and near-moon orbits and return the crew to Earth.

В настоящее время в спускаемом аппарате (СА) космического транспортного корабля типа «Союз» используется амортизационное кресло «Казбек-УМ» с индивидуальным ложементом (1. Сайт ОАО «НПП «Звезда» http://www.zvezda-npp.ru/kasbek.html; 2. А.С. Барер «Предел переносимости. Очерки об устойчивости человека к неблагоприятным факторам авиационного и космического полетов». М.: БЛОК-Информ-Экспресс, 2012 г., стр.299), являющееся рабочим местом космонавта и обеспечивающее переносимость перегрузок, возникающих на всех участках полета космического аппарата и при его приземлении.Currently, in the descent vehicle (SA) of the Soyuz-type space transport vehicle, the Kazbek-UM cushioning seat with an individual lodgement is used (1. Website of Zvezda Scientific Production Enterprise http://www.zvezda-npp.ru/kasbek .html; 2. A.S.Barer "Limit of tolerance. Essays on human resilience to adverse factors of aviation and space flights." M.: BLOK-Inform-Express, 2012, p. 299), which is the workplace of the astronaut and providing portability of overloads arising in all areas of the spacecraft flight and with its prize lenii.

Кресло состоит из каркаса, ложемента, вертикального амортизатора и привязной системы.The chair consists of a frame, a lodgement, a vertical shock absorber and a tethered system.

Каркас представляет собой жесткую чашеобразную конструкцию, обобщенно воспроизводящую форму сидящего человека со стороны спины. В головной части каркас опирается на амортизатор, закрепленный в корпусе СА, а в области изножья шарнирно крепится к полу СА.The frame is a rigid cup-shaped structure, generally reproducing the shape of a sitting person from the back. In the head part, the frame rests on a shock absorber fixed in the CA body, and in the foot area it is hingedly attached to the CA floor.

Ложемент предназначен для размещения космонавта в позе, близкой к позе эмбриона, и равномерного распределения нагрузок на опорные поверхности тела.The lodgement is designed to place the astronaut in a pose close to that of the embryo and to evenly distribute the loads on the supporting surfaces of the body.

Ложемент изготавливается из полимерного материала персонально для каждого космонавта по гипсовому слепку, сделанному с его тела в положении сидя. Ложемент плотно вставлен в каркас.The lodgement is made of polymer material personally for each astronaut using a plaster cast made from his body in a sitting position. The lodgement is firmly inserted into the frame.

Привязная система типа «мягкий панцирь» фиксирует космонавта в кресле в заданной позе, что позволяет ему удовлетворительно переносить перегрузки, возникающие при выводе корабля в космос и при спуске на Землю, включая приземление СА в штатном режиме, т.е. с исправными парашютной системой и тормозными двигателями мягкой посадки.A soft-shell attachment system fixes the astronaut in the chair in a predetermined position, which allows him to satisfactorily transfer the overloads that occur when the spaceship is launched into space and when it descends to Earth, including the AS landing in normal mode, i.e. with serviceable parachute system and soft landing brake engines.

Ось вертикального амортизатора проходит за головой космонавта в плоскости симметрии кресла. Амортизатор перед посадкой переводится из нижнего рабочего положения в верхнее, что необходимо для обеспечения расчетной длины его хода, требуемой для снижения до безопасного уровня ударных перегрузок, направленных по оси «спина-грудь», возникающих в случае приземлении СА в нештатном (жестком) режиме.The axis of the vertical shock absorber passes behind the astronaut's head in the plane of symmetry of the chair. Before landing, the shock absorber is moved from the lower working position to the upper one, which is necessary to ensure the estimated stroke length required to reduce to a safe level shock loads directed along the back-chest axis that occur when the aircraft lands in an emergency (hard) mode.

Недостатками известного кресла являются следующие.The disadvantages of the known seats are as follows.

1. Индивидуальный ложемент космонавта является персональным и не может использоваться другим космонавтом, что усложняет возвращение на Землю членов экипажей орбитальной станции, доставленных на орбиту, например, кораблем типа «Space Shuttle», и возвращаемых с орбиты кораблем типа «Союз». Тогда вновь прибывающий экипаж необходимо снабжать их индивидуальными ложементами, которые затем требуется перенести в другой корабль и смонтировать взамен ранее установленных.1. The individual lodgment of the astronaut is personal and cannot be used by another astronaut, which complicates the return to Earth of crew members of the orbital station, delivered to orbit, for example, a Space Shuttle-type ship, and returned from orbit by a Soyuz-type spacecraft. Then the newly arriving crew must be equipped with individual lodges, which then need to be transferred to another ship and mounted instead of the previously installed ones.

Аналогичная ситуация создается в случае аварийной эвакуации космонавтов с орбитальной станции специально запускаемым кораблем-спасателем.A similar situation is created in the event of an emergency evacuation of astronauts from an orbital station by a specially launched rescue ship.

2. Известно также, что при длительном пребывании в невесомости происходит распрямление позвоночного столба, увеличение высоты межпозвонковых дисков и декальцинация костных структур человека, что приводит к увеличению роста космонавта до размеров, препятствующих его расчетному размещению в ложементе к моменту возвращения на Землю.2. It is also known that with a prolonged stay in zero gravity, the spinal column straightens, an increase in the height of the intervertebral discs and decalcification of the human bone structures, which leads to an increase in the astronaut's growth to sizes that impede its calculated placement in the lodgement by the time it returns to Earth.

Кроме того, создание индивидуального ложемента является весьма длительным и трудоемким процессом, выполняемым при помощи уникального оборудования, что ограничивает возможность оперативной замены членов экипажа только в пределах дублирующего состава, имеющего готовые ложементы. Наконец, ввиду естественных изменений, происходящих со временем в антропометрии человека, к очередному полету космонавту приходится изготавливать новый индивидуальный ложемент, который, таким образом, фактически является одноразовым.In addition, the creation of an individual lodgement is a very lengthy and time-consuming process performed using unique equipment, which limits the ability to quickly replace crew members only within the limits of the backup crew having ready lodgements. Finally, in view of the natural changes that occur over time in human anthropometry, for the next flight the astronaut has to make a new individual lodgement, which, therefore, is actually one-time.

3. Вертикальный амортизатор, расположенный между каркасом кресла и корпусом СА, позволяет ослабить перегрузки только по одной оси («грудь-спина»), в то время, как в условиях реального приземления в пересеченной местности или при наличии ветрового сноса СА могут возникать перегрузки другого направления.3. The vertical shock absorber located between the seat frame and the CA body allows you to reduce overloads along only one axis (chest-back), while under actual conditions of landing in rough terrain or in the presence of wind drift of the CA, overloads of another directions.

Задачей полезной модели является создание универсального кресла, обеспечивающего оперативную подгонку его геометрии к антропометрическим особенностям любого космонавта в набираемом контингенте, допускающего многократное применение без замены ложементов, обеспечивающего амортизацию перегрузок как минимум по двум осям.The objective of the utility model is to create a universal seat that provides quick adjustment of its geometry to the anthropometric features of any astronaut in the recruited contingent, which can be used repeatedly without changing lodgements, which provides amortization of overloads along at least two axes.

Поставленная задача решается креслом, в котором каркасом является жесткая рама, на которой подвижно установлена платформа для размещения космонавта. Платформа состоит из двух раздвижных частей (плечевой и тазовой), каждая из которых содержит обхваты для отдельных частей тела. Плечевая часть включает обхваты для торса и головы, тазовая включает обхваты для тазобедренной группы, ступней и соединяющую их стойку. Каждый обхват воспроизводит обобщенную геометрию соответствующей части тела и также выполнен раздвижным и подвижным относительно платформы. Каждый обхват снабжен механизмами регулировки и фиксации. Обхваты в совокупности образуют ложемент, в котором формируется расчетная поза, которая настраивается при помощи регулирующих механизмов под антропометрию любого космонавта, размещаемого в кресле. При этом обеспечивается возможность регулирования кресла силами самого космонавта.The problem is solved by a chair in which the frame is a rigid frame, on which a platform for accommodating the astronaut is movably mounted. The platform consists of two sliding parts (shoulder and pelvic), each of which contains girths for individual parts of the body. The humeral part includes the girths for the torso and head, the pelvic part includes the girths for the hip group, the foot and the leg connecting them. Each girth reproduces the generalized geometry of the corresponding part of the body and is also made sliding and moving relative to the platform. Each girth is equipped with adjustment and locking mechanisms. The girths in aggregate form a lodgement in which a calculated pose is formed, which is adjusted by means of regulatory mechanisms to the anthropometry of any astronaut placed in the chair. At the same time, it is possible to adjust the chair by the astronaut himself.

Рама кресла со стороны изголовья, как и в прототипе, опирается на вертикальный амортизатор, воспринимающий перегрузки приземления в направлении «грудь-спина». В отличие от прототипа, ось амортизатора смещена из-за головы космонавта в зону между головой и плечом (правым или левым), что позволяет сократить расстояние между головой космонавта и корпусом СА и использовать освободившееся пространство для увеличения «роста сидя», увеличивая углы сгиба в тазобедренном суставе, что способствует повышению комфортности размещения и переносимости перегрузок.The frame of the chair from the side of the head, as in the prototype, rests on a vertical shock absorber, perceiving landing overloads in the "chest-back" direction. Unlike the prototype, the shock absorber’s axis is displaced due to the astronaut’s head to the area between the head and shoulder (right or left), which allows to reduce the distance between the astronaut’s head and the astronaut’s body and use the free space to increase “sitting height”, increasing bending angles in the hip joint, which increases the comfort of placement and tolerance of overloads.

Кроме того, такое смещение оси амортизатора приближает ее к центру масс кресла, позволяя сократить потребный ход амортизатора при том же уровне перегрузок, и, таким образом, увеличить дефицитное свободное внутреннее пространство СА.In addition, such a shift in the axis of the shock absorber brings it closer to the center of mass of the chair, making it possible to reduce the required stroke of the shock absorber at the same level of overloads, and thus increase the deficit free interior space of the SA.

Между рамой и платформой устанавливается по крайней мере один горизонтальный амортизатор, воспринимающий перегрузки в направлении «голова-таз». Так же, как и вертикальный, горизонтальный амортизатор предусматривает регулировку по запасу хода, необходимого для поглощения до безопасного уровня импульса ударных перегрузок, рассчитанного для антропометрических параметров данного космонавта.Between the frame and the platform, at least one horizontal shock absorber is installed, which receives overloads in the head-pelvis direction. As well as the vertical, horizontal shock absorber provides for adjustment of the power reserve necessary for absorption to a safe level of shock overload impulse, calculated for the anthropometric parameters of this astronaut.

Заявляемое устройство представлено фигурами 1, 2, 3.The inventive device is represented by figures 1, 2, 3.

Фиг.1 представляет вид кресла сбоку с местным разрезом в области расположения горизонтального амортизатора.Figure 1 is a side view of a chair with a local cut in the area of the horizontal shock absorber.

Фиг.2 представляет вид сверху кресла, отрегулированного для верхнего предела диапазона антропометрических параметров.Figure 2 is a top view of a chair adjusted for the upper limit of the range of anthropometric parameters.

Фиг.3 представляет вид сверху кресла, отрегулированного для нижнего предела диапазона антропометрических параметров.Figure 3 is a top view of the chair, adjusted for the lower limit of the range of anthropometric parameters.

Основные компоненты кресла: направляющая рама 1, подвижная платформа 2, вертикальный амортизатор 3 и горизонтальный амортизатор 4, привязная система 5, регулируемые обхваты 6, стойка 7.The main components of the chair: guide frame 1, movable platform 2, vertical shock absorber 3 and horizontal shock absorber 4, harness 5, adjustable grips 6, stand 7.

Регулирование размера по «росту сидя» и высоты стойки осуществляется линейными перемещениями соответствующих составных частей платформы.Regulation of the size of the "sitting height" and the height of the rack is carried out by linear movements of the corresponding components of the platform.

Регулирование объема (сдвигание-раздвигание) в области таза, плеч и головы осуществляется дугообразными перемещениями обхватов.Volume regulation (shift-apart) in the pelvic, shoulders and head areas is carried out by arched movements of the girths.

В представленном варианте исполнения подвижные элементы фиксируются в заданном положении эргономичными эксцентриковыми зажимами.In the presented embodiment, the movable elements are fixed in a predetermined position by ergonomic eccentric clamps.

Горизонтальный амортизатор, использующий, например, энергопоглощающий механизм типа «пуансон-матрица», размещается внутри рамы (фиг.1), не занимая дефицитного пространства между рамой и полом СА.A horizontal shock absorber, using, for example, an energy-absorbing punch-matrix type mechanism, is placed inside the frame (Fig. 1) without occupying the scarce space between the frame and the floor of the SA.

Таким образом, предлагаемое кресло космонавта обеспечивает универсальность и многократность его применения с учетом антропометрических особенностей любого космонавта и расширяет возможности амортизации расчетных перегрузок.Thus, the proposed astronaut’s chair provides versatility and its repeated use, taking into account the anthropometric features of any astronaut, and expands the amortization of calculated overloads.

Claims

1. The astronaut’s chair containing a frame with a tethered system, a vertical shock absorber in the head and a lodgement, characterized in that the frame is made in the form of a frame with a sliding platform movably mounted on it, which includes lodgement sliding girths for individual body parts, equipped with devices for adjusting in accordance with individual anthropometric data of any astronaut and for fixing it in a given position.

2. The chair according to claim 1, characterized in that the frame and platform are interconnected by at least one horizontal shock absorber.

3. The chair according to claims 1 and 2, characterized in that the axis of the vertical shock absorber is shifted to the area between the head and shoulder of the astronaut.