Результат интеллектуальной деятельности: РАКЕТНЫЙ РАНЕЦ

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для перелетов на небольшие расстояния или спуска с высоты любого здания или сооружения на землю и использовано в интересах МЧС (министерство по чрезвычайным обстоятельствам) или других ведомств для спасения людей из горящих высотных зданий и сооружений, или при других форсмажорных обстоятельствах для экстренной эвакуации.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство ракетного ранца "Bell Rocket Belt" (патент США № 3243144, 1966г.), которое состоит из каркаса с привязной системой, к которому крепятся баллоны с запасом рабочего тела (перекись водорода H₂O₂) и сжатого азота, сверху установлено шарнирное крепление системы выхлопных сопел, которое имеют ручное управление. Описанное устройство принято за прототип изобретения.

Ракетный ранец поднимает пилота с помощью тяги двух реактивных двигателей, которые используют в качестве рабочего тела продукты каталитического разложение перекиси водорода. Для получения продуктов разложения перекись водорода пропускается через катализатор. Реактивные двигатели закреплены в сферическом подвесе и могут изменять направление тяги с помощью ручного управления.

Недостатком прототипа является применение агрессивного и пожароопасного вещества, перекись водорода (H₂O₂), которое находится в баллонах под большим давлением, причем продукты разложения вода и свободный кислород имеют температуру около 700°C и также являются пожароопасным соединением. Ракетный ранец имеет большую стоимость изготовления и эксплуатации, так как перекись водорода и катализатор в виде серебряных пластин с покрытием из соединений самария стоят очень дорого. Хранение перекиси водорода требует соблюдения специальных противопожарных мероприятий.

Технической задачей изобретения является создание недорого, надежного и безопасного средства для полета в атмосфере на небольшие расстояния и на небольшой высоте для индивидуального пользования.

Поставленная задача решена следующим образом: ракетный ранец состоит из каркаса с привязной системой, к которому крепятся баллоны с запасом рабочего тела (перекись водорода H₂O₂) и сжатого азота, сверху установлено шарнирное крепление системы выхлопных сопел, которое имеют ручное управление, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используется сжатый воздух, для стабилизации снижения применяется парашют типа параплан с принудительным раскрытием, также для безопасного приземления используется надувная подушка безопасности, предусмотрена конструкция подачи рабочего тела в реактивные двигатели от наземного источника сжатого воздуха, Конструкторские решения, примененные в изобретении обеспечивают трехкратное резервирование безопасности при приземлении с любой высоты.

На фиг. 1 изображено практическое применение прототипа

На фиг. 2 изображена компоновка прототипа

На фиг. 3 изображена схема ранца пневматическая принципиальная

На фиг. 4 положение агрегатов ранца в исходном состоянии

На фиг. 5 положение агрегатов ранца перед приземлением

На фиг. 6 положение сопел и рычагов управления при развороте вправо

На фиг. 7 положение сопел и рычагов управления при полете вперед

Суть изобретения заключается в том, что принципиальная схема пневмосистемы состоит из: зарядного штуцера поз. 1 и крана поз. 2 фиг. 3 через которые сжатый воздух попадает через обратные клапаны поз. 19 в баллоны высокого давления поз. 5, через отсечные клапана поз. 22 и обратные клапана поз. 18 воздух проходит через запорный кран поз. 7 и редуктор высокого давления поз. 8 в промежуточный накопитель поз. 11. На коллекторе, соединяющим баллоны расположены: кран стравливания поз. 3, предохранительный клапан высокого давления поз. 4 и манометр поз. 6, после редуктора высокого давления расположен предохранительный клапан промежуточного давления поз. 9, далее воздух попадает в редуктор рабочего давления поз. 10, из редуктора рабочего давления воздух попадает в золотниковые регуляторы расхода поз. 20, которые имеют ручной привод поз. 21, в зависимости от поворота которого, изменяется площадь проходного сечения золотникового регулятора, в магистрали рабочего давления предусмотрен предохранительный клапан поз. 23. Воздух с рабочим давлением проходит через поворотные сопла поз. 14 и поз. 15. При работе от наземного источника давления воздух напрямую проходит из штуцеров поз. 17 через быстроразъемные соединения поз. 16 и далее на золотниковые регуляторы поз. 20.

Суть изобретения заключается в том, что конструкция ранца состоит из пневмоцилиндров поз. 22 фиг. 4 (правый и левый), качалок поз. 23 и поз. 24, поворотных ручек привода золотниковых регуляторов расхода поз. 25, поворотных сопел поз. 15. Качалки поз. 23 и поз. 24 (правая и левая) соединены с поворотными штангами поз. 26 и поз. 27, к которым крепится стабилизирующий парашют поз. 28 (положение убран), комплект цилиндрических баллонов поз. 5, скрепленный в единый каркас служит основанием для крепления поворотных рычагов поз. 31, причем поворотные рычаги соединены с соплами и имеют возможность вращаться в узлах подвески на каркасе поз. 25 фиг. 4. Для удобства транспортировки по земле предусмотрены колеса поз. 30. На фиг. 4 показано исходное положение, на фиг. 5 показано рабочее положение агрегатов в процессе приземления, где штанги поз. 26 и поз. 27 (правая и левая) поддерживают в раскрытом положении стабилизирующий парашют поз. 32, подушка безопасности в надутом положении поз. 33, при применении ранца пилот расположен на специальном сиденье поз. 29 фиг. 4 и зафиксирован привязной системой стандартного типа.

Конструкция работает следующим образом: сжатый воздух через штуцер зарядки поз. 1 и кран поз. 2 фиг. 3 заполняет комплект цилиндрических баллонов поз. 5 фиг. 3, фиг. 4, обратные клапана поз. 18 и 19 фиг. 3 препятствуют утечкам воздуха из баллонов при аварийной разгерметизации одного из них, давление зарядки контролируется по манометру поз. 6 фиг. 3, предохранительный клапан поз. 4 фиг. 3 обеспечит зарядку в пределах эксплуатационного давления. Давление зарядки может быть в пределах от 50кг/см² до 300кг/см², в зависимости от материала баллонов. Перед применением необходимо открыть кран поз. 7 фиг. 3, контролировать давление по манометру поз. 12 фиг. 3, воздух поступает баллон накопитель поз. 11 фиг. 3 через редуктор поз. 8, предусмотрен предохранительный клапан поз. 9 фиг. 3, далее воздух проходит через редуктор рабочего давления поз. 10 фиг. 3 поступает в правую и левую магистрали на золотниковые регуляторы расхода поз. 20 и далее в выхлопные сопла поз. 14 и поз. 15 фиг. 3. Ручки привода золотниковых регуляторов поз. 21 фиг. 3, фиг. 4 позволяют менять расход воздуха, а значит и давление на срезе поворотных сопел. Сжатый воздух может поступать в сопла или из баллонов или через быстроразъемные соединения поз. 16 фиг. 3 из шлангов поз. 17. Для применения ранца пилот выкатывает его на ровную площадку например крышу или балкон, занимает место в сиденье, закрепляет привязную систему и поворачивает регуляторы поз. 21 фиг. 4 на максимальный расход, реактивная сила сопел поднимает ранец, пилот параллельно поворачивая рычаги поз. 31 фиг. 4 имеет возможность перемещаться вперед или назад согласно фиг. 7, при повороте рычагов в разные стороны происходит разворот относительно вертикальной оси, согласно фиг. 6. После удаления от постройки пилот включает пневмоцилиндры поз. 22 фиг. 4, которые поворачивают качалки поз. 23 и 24 (правую и левую), которые связаны со стойками поз. 26 и поз. 27 фиг. 4, происходит раскрытие парашюта поз. 32 фиг. 5, так как стойки парашюта крепятся к поворотным рычагам поз. 31, то поворачивая рычаги можно управлять наклоном парашюта или его перекосом, т.е. управлять снижением вперед и назад или вправо и влево, после раскрытия парашюта надувается подушка безопасности поз. 33 фиг. 5. При старте с земли воздух от компрессора подается через шланги поз. 16 фиг. 3 и быстро разъемные соединения поз. 17 фиг. 3, при этом необходимо, чтобы давление компрессора было выше рабочего давления от баллонов, при этом обратный клапан регулятора рабочего давления перекроет расход от баллонов, управления при подъеме аналогично как при спуске, положение парашюта - убран, подушка безопасности - убрана фиг. 6 и фиг. 7. При подъеме выше длины шлангов происходит расцепка по стыку быстро разъемных соединений поз. 16, воздух в сопла начинает поступать из баллонов, пилот раскрывает парашют и приводит в рабочее положение подушку безопасности, дальнейший спуск описан ранее.

Техническим результатом является создание надежной и недорогой системы аварийного спасения из высотных зданий и сооружений любой высоты при трехкратном резервировании безопасного приземления, причем парашют и подушка безопасности дублируют основную систему, где тяга, равная весу ранца и пилота создается за счет реактивного выхлопа.

Изобретение позволяет оснастить системами спасения всех жителей высотных домов и всех работников высотных сооружений, стоимость ранца при массовом серийном производстве не превысит 2-3 тысяч евро. Ранец не требует особых условий хранения, не занимает много места, не влияет на экологическую обстановку и не требует специального обслуживания. Возможно применение ранца в парках культуры и отдыха, пляжах в качестве аттракциона, тем самым все желающие могут усовершенствовать навык пилотирования. Освоить навыки пилотирования ранца можно будет в специальных или мобильных центрах обучения, оснащенных специальными тренажерами, навыки управления ранцем не сложнее езды на велосипеде.