RU2717738C1 - System for personified emergency alert in high-altitude flight - Google Patents
System for personified emergency alert in high-altitude flight Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717738C1 RU2717738C1 RU2019137938A RU2019137938A RU2717738C1 RU 2717738 C1 RU2717738 C1 RU 2717738C1 RU 2019137938 A RU2019137938 A RU 2019137938A RU 2019137938 A RU2019137938 A RU 2019137938A RU 2717738 C1 RU2717738 C1 RU 2717738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- built
- mask
- seat
- barometric pressure
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 8
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 5
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 4
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 241000272878 Apodiformes Species 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
- A62B18/02—Masks
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Zoology (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области средств обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях на воздушном транспорте, а именно: к средствам обеспечения безопасности человека в нештатных (аварийных) ситуациях, сопряженных с воздействием гипоксической гипоксии: разгерметизация салона (кабины), отказ кислородного оборудования воздушного судна в высотных полетах и др.The invention relates to the field of means of ensuring safety in emergency situations in air transport, namely: to means of ensuring human safety in emergency (emergency) situations associated with exposure to hypoxic hypoxia: depressurization of the cabin (cabin), failure of the oxygen equipment of the aircraft in high-altitude flights and other
Наиболее близким аналогом заявляемому изобретению является кислородная маска летчика КМ-36 (патент на изобретение RU№2452538), содержащая жесткий каркас, выполненный с носовой полостью, лицевыми боковыми частями, нижней частью, с плоскостью для крепления клапана выдоха, окнами, системой крепления маски к защитному шлему и клапаном вдоха, обтюратор, расположенный внутри каркаса, а также шланг с подпорной трубкой и трубку компенсатора натяга, отличающаяся тем, что каркас, выполненный с повышенной жесткостью, за счет нижней части каркаса, выполненной глубоко охватывающей подбородок и переходящей в лицевую боковую часть, снабжен формирователем контура человеческого носа, расположенным между обтюратором и внутренней поверхностью корпуса маски в верхней области носовой полости. Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности информировать пользователя маски о величине резервного времени сохранения сознания человеком в условиях гипоксической гипоксии с учетом его индивидуальных антропометрических характеристик.The closest analogue of the claimed invention is an oxygen mask of the pilot KM-36 (patent for invention RU No. 2452538), comprising a rigid frame made with a nasal cavity, front side parts, a lower part, with a plane for attaching the exhalation valve, windows, a mask attaching system to a protective helmet and inspiration valve, an obturator located inside the frame, as well as a hose with a retaining tube and an interference fit tube, characterized in that the frame made with increased stiffness due to the lower part of the frame constant deep chin covering passing into the front side portion, is provided with human nose shaper circuit, disposed between the obturator and the inside surface of the mask body in the upper regions of the nasal cavity. The disadvantage of this technical solution is the inability to inform the user of the mask about the value of the reserve time of preservation of consciousness by a person in conditions of hypoxic hypoxia, taking into account its individual anthropometric characteristics.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение безопасности экипажа и пассажиров воздушного судна в нештатных и аварийных ситуациях на воздушных судах, сопряженных с риском гипоксического воздействия на пассажиров.The technical task of the claimed invention is to increase the safety of the crew and passengers of the aircraft in emergency and emergency situations on aircraft, associated with the risk of hypoxic effects on passengers.
Система персонифицированного оповещения об опасности чрезвычайной ситуации в высотном полете содержит кислородную маску, включающую жесткий каркас, выполненный с носовой полостью, лицевыми боковыми частями, нижней частью, с плоскостью для крепления клапана выдоха, окнами и клапаном вдоха, обтюратор, расположенный внутри каркаса, а также шланг с подпорной трубкой и трубку компенсатора натяга, причем каркас, выполненный с повышенной жесткостью, за счет нижней части каркаса, выполненной глубоко охватывающей подбородок и переходящей в лицевую боковую часть, снабжен формирователем контура человеческого носа, расположенным между обтюратором и внутренней поверхностью корпуса маски в верхней области носовой полости; в каркас которой встроены датчик барометрического давления, цифровое табло для отображения резервного времени сохранения сознания человеком и светодиод, выход датчика барометрического давления подключен к размещенным внутри каркаса маски накопителю информации, соединенному с вычислителем, к выходу которого подключены цифровое табло и светодиод, причем к вычислителю по беспроводному интерфейсу подключены лазерный дальномер, встроенный в стенку корпуса салона над креслом пассажира, тензорезисторный датчик, встроенный в сиденье кресла пассажира, и пироэлектрические инфракрасные датчики, равнодискретно встроенные в спинку кресла пассажира параллельно плоскости сиденья на высоте, равной 0,75 высоты спинки кресла.The system of personalized warning about the danger of an emergency in high altitude flight contains an oxygen mask that includes a rigid frame made with a nasal cavity, front sides, a lower part, with a plane for attaching the exhalation valve, windows and the inspiration valve, a seal located inside the frame, as well as a hose with a retaining tube and a tightness compensator tube, moreover, the frame made with increased rigidity due to the lower part of the frame made deeply covering the chin and turning into faces the lateral part, is equipped with a shaper of the contour of the human nose, located between the obturator and the inner surface of the mask body in the upper region of the nasal cavity; in the frame of which a barometric pressure sensor is integrated, a digital display for displaying the standby time of human consciousness and an LED, the output of the barometric pressure sensor is connected to an information storage device located inside the mask frame connected to the computer, the digital board and LED are connected to its output, and to the computer the wireless interface is connected to a laser range finder, built into the wall of the passenger compartment above the passenger seat, a strain gage sensor, built into the seat a passenger, and pyroelectric infrared sensors ravnodiskretno built into the chair occupant seat height parallel to the plane of equal height of 0,75 backrest.
Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности персонифицированного оповещения об опасности чрезвычайной ситуации на борту воздушного судна в высотном полете.Achievable technical result consists in providing the possibility of a personalized warning about the danger of an emergency on board an aircraft in high altitude flight.
Отметим, что персонификация оповещения обеспечивается за счет обеспечения учета при расчете величины резервного времени сохранения сознания человеком в условиях гипоксической гипоксии его индивидуальных антропометрических характеристик.Note that the personification of the alert is ensured by taking into account when calculating the value of the reserve time of preservation of consciousness by a person in conditions of hypoxic hypoxia of his individual anthropometric characteristics.
Функционирование заявленной системы заключается в следующем.The functioning of the claimed system is as follows.
При нештатной (аварийной) ситуации маска выпадает из специального отсека на борту воздушного судна и «повисает» перед человеком. Включается непрерывная подача кислорода в маску и в ней создается избыточное давление. При наличии избыточного давления в маске обтюратор, действуя по принципу лепестка, прижимается к лицу и обеспечивает необходимую герметичность прилегания маски. Во время выдоха избыточное давление в маске возрастает на величину, превышающую силу давления мембраны на седло, поэтому лепестковый клапан выдоха и мембрана клапана выдоха отходят от седла, и выдыхаемая смесь выходит в окружающую среду.In case of emergency (emergency) situation, the mask falls out of a special compartment on board the aircraft and “hangs” in front of the person. A continuous supply of oxygen to the mask is turned on and excess pressure is created in it. In the presence of excess pressure in the mask, the obturator, acting on the principle of a petal, is pressed to the face and provides the necessary tightness of the mask. During exhalation, the excess pressure in the mask increases by an amount exceeding the force of the pressure of the membrane on the saddle, so the exhalation flap valve and the exhalation valve membrane depart from the saddle, and the exhaled mixture enters the environment.
За счет того, что горизонтальные полосы формирователя контура человеческого носа поджаты по форме носа пользователя, и за счет формы нижней части каркаса, глубоко охватывающей подбородок, толщины полотна каркаса обеспечивается ее комфортное длительное ношение.Due to the fact that the horizontal stripes of the shaper of the contour of the human nose are tightened in shape to the nose of the user, and due to the shape of the lower part of the frame, deeply covering the chin, the thickness of the frame web ensures its comfortable long-term wearing.
При этом с помощью индикатора пользователь маски информируется о величине резервного времени сохранения сознания без использования маски.In this case, using the indicator, the user of the mask is informed about the value of the reserve time for maintaining consciousness without using a mask.
Цифровой индикатор встраивают в каркас маски так, чтобы его показания были видны пользователю маски, а датчик барометрического давления в окружающей газовой среде встраивают так, чтобы обеспечить объективную регистрацию измеряемых величин барометрического давления (чтобы минимизировать риски «перекрытия» датчика шлангом подачи кислорода и т.п.), причем выход датчика барометрического давления подключают к размещенному внутри каркаса накопителю информации, соединенному с вычислителем (размещенному внутри каркаса накопителю информации), к выходу которого подключены цифровое табло и светодиод.The digital indicator is embedded in the mask frame so that its readings are visible to the mask user, and the barometric pressure sensor in the surrounding gas environment is embedded in such a way as to ensure objective measurement of the measured barometric pressure values (to minimize the risks of the sensor being “blocked” by an oxygen supply hose, etc. .), moreover, the output of the barometric pressure sensor is connected to an information storage device located inside the frame connected to a computer (information storage device located inside the frame) and) the exit of which the digital display and LED are connected.
После выпадения маски осуществляют съем показаний с датчика барометрического давления в окружающей газовой среде с частотой 10 Гц (10 раз в секунду).After the mask falls out, readings are taken from the barometric pressure sensor in the surrounding gas environment with a frequency of 10 Hz (10 times per second).
Значения барометрического давления в окружающей среде с датчика поступают в накопитель информации, представляющий собой сдвиговый регистр из 300 ячеек. То есть в накопителе одновременно может храниться не более 300 измерений барометрического давления (что соответствует измерениям каждую секунду в течение 5 минут) - 301 измерение записывают вместо первого, 302 измерение - вместо второго и т.д.The values of barometric pressure in the environment from the sensor enter the information storage device, which is a shift register of 300 cells. That is, no more than 300 barometric pressure measurements can be stored in the drive at the same time (which corresponds to measurements every second for 5 minutes) - 301 measurements are recorded instead of the first, 302 measurements - instead of the second, etc.
После поступления в накопитель информации результатов первых 300 измерений барометрического давления в окружающей газовой среде в вычислителе начинают динамический расчет оценки резервного времени сохранения сознания человеком (t, с), с учетом роста, массы тела и ширины спины, учитываемых при расчете оценки резервного времени сохранения сознания как показателей, характеризующих жизненную емкость легких.After the results of the first 300 barometric pressure measurements in the surrounding gas medium are received in the information storage device, the calculator starts the dynamic calculation of the estimate of the reserve time of preservation of consciousness by a person (t, s), taking into account the height, body weight and back width, taken into account when calculating the estimate of the reserve time of consciousness preservation as indicators characterizing the vital capacity of the lungs.
Оценка роста определяется как разность показаний лазерного дальномера (например, на основе чипа VL53L0X) при отсутствии и присутствии пассажира в кресле, с последующим пересчетом роста сидя в рост стоя (https://studfile.net/preview/5772379/page: 13/):Growth assessment is defined as the difference in the readings of a laser rangefinder (for example, based on the VL53L0X chip) in the absence and presence of a passenger in a chair, followed by recalculation of growth while standing seated (https://studfile.net/preview/5772379/page: 13 /) :
Рост стоя = 1,52*Рост сидя.Standing growth = 1.52 * Sitting growth.
Оценка массы тела производится с помощью встроенного в сиденье кресла тензорезисторного датчика, сила воздействия тела на сиденье вызывает деформацию встроенной пружины или балочного тензодатчика. степень такой деформации дает информацию о массе тела.Body weight is estimated using the strain gauge sensor integrated in the seat of the chair, the force of the body acting on the seat deforms the built-in spring or beam load cell. the degree of such deformation gives information about body weight.
Оценка ширины спины пассажира производится с помощью пироэлектрических инфракрасных датчиков (например, Diymore АМ312), равнодискретно встроенных в спинку кресла пассажира - ширина спины соответствует ширине полосы одновременно «сработавших» датчиков.Passenger back widths are estimated using pyroelectric infrared sensors (for example, Diymore AM312) integrated equally into the back of the passenger seat - the back width corresponds to the bandwidth of the sensors that simultaneously triggered.
Рассчитанная с учетом роста, массы тела и ширины спины оценка резервного времени сохранения сознания (методики расчета представлены, например, в монографии Ушаков И.Б., Черняков И.Н., Шишов А.А. Физиология высотного полета. М.: Колибри, 2007. 148 с.) отображается в цифровых разрядах табло индикатора и определяет режим свечения светодиода:Estimated taking into account height, body weight and width of the back, an estimate of the backup time for maintaining consciousness (calculation methods are presented, for example, in the monograph Ushakov IB, Chernyakov IN, Shishov AA Physiology of high-altitude flight. M.: Hummingbird, 2007. 148 p.) Is displayed in digital digits of the indicator board and determines the LED glow mode:
Ориентируясь на значения резервного времени сохранения сознания и на свечение светодиода, пассажир воздушного судна в чрезвычайной ситуации может оценивать реальную опасность пребывания без кислородной маски, например, при осуществлении действии по оказанию помощи попутчикам, перемещению по салону воздушного судна и т.п.Based on the values of standby time and the LED glow, the passenger of an aircraft in an emergency can assess the real danger of being without an oxygen mask, for example, when taking action to assist companions, moving around the cabin of an aircraft, etc.
Разработанная система может найти применение на воздушных судах, при эксплуатации которых имеется риск разгерметизации салона и/или кабины; при проведении испытаний в барокамерах с участием добровольцев и в других практических задачах, связанных с пребыванием человека в условиях гипоксической гипоксии.The developed system may find application in aircraft, the operation of which is at risk of depressurization of the cabin and / or cabin; when conducting tests in pressure chambers with the participation of volunteers and in other practical tasks related to a person's stay in hypoxic hypoxia.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019137938A RU2717738C1 (en) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | System for personified emergency alert in high-altitude flight |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019137938A RU2717738C1 (en) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | System for personified emergency alert in high-altitude flight |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2717738C1 true RU2717738C1 (en) | 2020-03-25 |
Family
ID=69943241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019137938A RU2717738C1 (en) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | System for personified emergency alert in high-altitude flight |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717738C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU215587U1 (en) * | 2022-11-07 | 2022-12-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | DEVICE FOR MONITORING HUMAN STATE UNDER HYPOXIA CONDITIONS |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025983A1 (en) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Comasec International S.A. | Face mask |
| EP1294423B1 (en) * | 2000-06-13 | 2006-02-15 | Mallinckrodt Inc. | Wearable storage system for pressurized fluids |
| US20060062707A1 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-23 | Carleton Life Support Systems, Inc. | Oxygen generator with storage and conservation modes |
| RU2452538C1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И.Северина" | Km-36 pilot oxygen mask |
-
2019
- 2019-11-25 RU RU2019137938A patent/RU2717738C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025983A1 (en) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Comasec International S.A. | Face mask |
| EP1294423B1 (en) * | 2000-06-13 | 2006-02-15 | Mallinckrodt Inc. | Wearable storage system for pressurized fluids |
| US20060062707A1 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-23 | Carleton Life Support Systems, Inc. | Oxygen generator with storage and conservation modes |
| RU2452538C1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И.Северина" | Km-36 pilot oxygen mask |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU215587U1 (en) * | 2022-11-07 | 2022-12-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | DEVICE FOR MONITORING HUMAN STATE UNDER HYPOXIA CONDITIONS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11291868B2 (en) | Pulse saturation oxygen delivery system and method | |
| EP3082977B1 (en) | Pulse saturation oxygen delivery system | |
| US5477850A (en) | Integrated buoyancy suit crew protection system with +/-GZ protection | |
| US10595758B2 (en) | Method and apparatus for determining onset of hypoxia | |
| US4638791A (en) | Apparatus and methods for providing rapid protection from accelerative forces experienced by aircraft crew members | |
| US11517227B2 (en) | Methods for monitoring carboxyhemoglobin, inspired and expired CO2 and calibration of non-invasive arterial O2 saturation | |
| RU2717738C1 (en) | System for personified emergency alert in high-altitude flight | |
| US5247926A (en) | Aircrew breathing gas regulators | |
| Muhm | Predicted arterial oxygenation at commercial aircraft cabin altitudes | |
| RU194655U1 (en) | AVIATION OXYGEN MASK WITH A DIGITAL INDICATOR OF RESERVE CONSCIOUSNESS TIME | |
| RU194375U1 (en) | OXYGEN OXYGEN MASK WITH HYPOXIC HYPOXIA HAZARD SIGNALS | |
| RU2722489C1 (en) | Oxygen mask for aircraft passengers | |
| US3572331A (en) | Impending hypoxia detection and warning system for aircraft personnel | |
| US10772562B2 (en) | Method for monitoring non-invasive arterial oxygen saturation, pulse rate and detection of carboxyhemoglobin | |
| Gradwell et al. | Oxygen systems, pressure cabin and clothing | |
| RU215587U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING HUMAN STATE UNDER HYPOXIA CONDITIONS | |
| Shurekov et al. | Dependence of air pressure in the cabin on the flight stage of the aircraft | |
| BR112019013875A2 (en) | PROCESSES FOR MINIMIZING DELAYED EFFECTS FROM EXPOSURE TO THE REDUCED PARTIAL OXYGEN PRESSURE THROUGH SUPPLEMENTARY OXYGEN ADMINISTRATION | |
| Markov et al. | Technology of informing passengers of civil aviation in an emergency of high-altitude flight | |
| Whitley | Pilot performance of the anti-G straining maneuver: respiratory demands and breathing system effects | |
| Ko et al. | Multiple E-2D Hawkeye aircrew with neurocognitive symptoms during a single over-pressurization episode | |
| US5238008A (en) | Inflatable bladder system for monitoring lung pressure | |
| Tank et al. | Cabin pressure altitude effect on acceleration atelectasis after agile flight breathing 60% oxygen | |
| RU197267U1 (en) | AIRCRAFT PASSENGER CHAIR INDICATING RESERVE TIMES FOR THE CONSERVATION OF HUMAN CONSCIOUSNESS IN AN EXTRAORDINARY SITUATION OF ALTITUDE FLIGHT | |
| Mohler | Physiologically tolerable decompression profiles for supersonic transport type certification |