KR20140014076A

KR20140014076A - 가속도 보호복

Info

Publication number: KR20140014076A
Application number: KR1020137013214A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 라인하르트
Original assignee: 지-니어스 리미티드
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2014-02-05
Also published as: BR112013012414B1; CA2818485C; SG190241A1; IL226265A0; EP2640637A1; JP2013544206A; PL2640637T3; UA109031C2; EP2640637B1; CN103347783B; IL226265A; JP6103308B2; AU2011331114B2; EA022642B1; US9321532B2; EA201300593A1; DK2640637T3; CH704164A1; AU2011331114A1; BR112013012414A2

Abstract

본 발명에 따른 보호복은 낮은 신축성의 직물 재료로 된 외피로 구성된다. 이 외피는 격실 속에 그리고 격실 위에 재봉 또는 접착제 접합 또는 융착에 의해서 부착된다. 격실은 외피를 중첩해서 형성하며 직물 재료로 만든 띠를 외피의 내부에(또는 제2의 경우로서, 외부에) 부착한다. 이로써 그 주변부를 따라서만 외피에 결합된다. 이들 격실은 마찬가지로 직물 재료로 구성되는데, 제1의 경우에는 외피와 동일한 재질로, 제2의 경우에는 신축성있는 편조 천으로 제작된다. 압력에 의해서 팽창하는 예컨대 탄성중합체로 만든 유연한 튜브가 이들 격실 내에 삽입된다. 첫번째 거론한 격실(9), 즉, 일측에서 확장가능한 직물 재료의 격실은 소위 '스페이서'로서 작용하며 착용자 신체의 표면 모양 위에 보호복을 밀착시키는 디스플레이서로서의 작용을 한다. 두번째 거론한 격실(10)은 소위 '머슬'로 작용하며 착용자 신체 위를 국부적으로 가압한다. 격실(10)은 함께 당겨져서 외피를 압박하고 고도에 최적화된 압력을 발생한다. 이 격실(10)은 따라서, 착용자 신체 주위의 장력 σ가 그 현시점에서 필요로 하는 내부 압력에 이를 때까지 가속도 보호복을 점점 세게 압박한다. 본 보호복은 신뢰성있는 고도 보호 기능을 하며, 최적의 G-부하 보호를 하고, 냉각을 위한 통풍 작용을 할 수 있고, 물에 빠졌을 때는 부력을 제공한다.

Description

가속도 보호복{ACCELERATION PROTECTION SUIT}

본 발명은 고성능 항공기 승무원을 위한 가속도 보호복에 관한 것이다.

가속도 보호복이 일부 분야에서 사용되고 있다. 이들은 압축 유체로서 공기를 넣은 보호복(소위 공압식 보호복)과 수력학의 원리에 따라 작동하는 보호복 등, 여러가지 유형의 보호복으로 분류된다. 후자의 유형은 보호복 착용자에 직접적으로 수압을 발생시키거나, 또는 국지적이고 순간적인 Z축을 주로 관통하는 유체 관이 구비되며 보호복의 크기를 줄임으로써 이에 상응하게 액체 기둥의 내부 압력을 증가시킨다. 또한, 상기 유체가 물에만 한정되는 것은 아니지만, 이러한 보호복을 단순히 수압식 보호복이라고 부르고 있다.

본 발명은 특히 공압식 보호복에 관한 것이다. 이러한 보호복에 대해서는 예를 들어 EP 1 755 948 (가장 가까운 선행기술임)에 개시되어 있고, US 2007/0289050, JP 2008 012 958, DE 10 2007 053 236에도 일부 개시되어 있다.

이같은 보호복에서, 보호해야 할 신체 부위 또는 영역을 보호복 또는 그 일부로 둘러싼다. 이에, 특히 극단적인 가속도가 가해지는 신체 부위 또는 영역은, 순간적 및 국지적 Z축 가속도(G_Z이라고 공지되어 있음)에 의하여 압축된 공기 또는 기체가 가해지는 공기주머니 또는 파이프를 통해서 상기 보호복 내에서 가압된다. 이로써 지혈 압력이 상쇄된다. 이것이 가속도 보호복의 전반적인 목적이다.

기존 보호복에서는 효율적인 G-보호(가속도 보호)에 소요되는 비용이 여전히 큰바, 본 발명자들의 의도는 새로운 보호복에 의해서 상기 비용을 줄이기 위한 것이다. 이러한 보호복은, 기존의 보호복의 경우에 필요했던 착용자의 특정 행위없이도 모든 상황 하에서 그리고 모든 조건 내에서, 특히 경계 지역에서 효과적이어야 한다. 기존 보호복은 비교적 무겁고 뻣뻣하며, 땀이 쉽게 차서 착용자의 멘탈 상태에 부정적 영향을 미친다. 어떤 보호복은 착용자의 발과 팔에 통증을 주기도 한다. 과압 호흡(양압호흡, positive pressure breath, PPB)에 관해서는 의학적 측면에서 증명되어 있지 않다. 따라서 개선된 G-보호복은, 절대적으로 신뢰할 수 있는 G-보호를 보장(즉, 소위 G-잠금을 신뢰성 있게 보호)하는 것 뿐만 아니라, 가능한한 저렴하게 그리고 과압 호흡의 필요성을 만들지 않도록 G-보호를 보장해야 한다. 사용자가 어떠한 행위도 하지 않고(즉, '중력저항훈련(AGSM, anti G straining manouvres)' 없이도) 모든 상황에서 최적의 효과를 보여야 하고, 가능한한 내의와 유사한 높은 착용감을 주어야 한다. 따라서 착용자의 조기 탈진을 방지해야 하며 통증을 신뢰적으로 방지해야 한다. 또한, 자동으로 더양호한 보호성을 제공해야 한다. 즉, 급속한 압력 강하의 경우에 적절히 보호해야 하고 물에 빠질 경우에는 부력을 지원해야 한다. 선택사항으로서, 능동적인 냉각장치가 포함되어야 한다. 보호복은 표준 의복으로서 제작할 수 있어야 하며, 각 개별 착용자에 대한 맞춤 제작은 전에는 필요했었지만 이제는 구식으로 취급된다.

이는 신체 또는 보호복의 여러 부분들에 반작용력과 함께 서로 다른 압력이 공급되는 압력 체계를 통해서 성취된다. 이 목적을 위해, 보호복의 여러 영역을 서로 다르게 구성한다.

착용자의 신체 상에 보호복 외피가 접촉하는 압력은 변하기 때문에, 이 접촉 압력을 발생시키는 공기주머니는 보호해야 할 신체 부위에 따라 다른 크기로 설계해야 한다. 현존 기술 문헌에 따르면, 공기주머니의 체적은 상대적으로 큰 값인데, 이는 공기의 압축률과 조합할 때 그리고 높은 G_Z 증가율을 고려할 때 보호복의 반응성을 느리게 만든다.

본 발명의 목적은, 보호복에 의해 보호되는 신체의 내부 압력을, 보호하고자 하는 신체의 상대적 높이에 따라 그리고 국지적 및 순간적 실효 가속도 G_Z에 따라 조절하며, 또한, 용량 체적을 최소화하는 것이다. 보호복은 또한, 정확하게 맞지는 않아도 착용이 편안해야 한다. 과압 호흡(breathing in excess pressure)의 필요성 없이 쉽게 입고 벗을 수 있어야 하고 높은 수준의 보호성능과 기후 조절을 제공해야 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부 압력을 율동적으로(리드미컬하게) 변화시킴으로써 착용자의 정맥환류를 완화시키는 것이다. 상기 문제점에 대한 해결책은 특징적 기능을 참조하여 그리고 이후의 청구범위에서의 다른 장점에 관련하여 청구범위 제1항에 기재하였다.

본 발명에 따른 보호복은 섬유 연신 및 결합 연신에 대해 저항력이 있는 신축 저항성 직물 재료로 만든 외피를 포함한다. 이 외피의 속 그리고 표면에는 포켓을 예컨대, 재봉, 접착, 또는 융착 등의 방식으로 부착한다. 이 격실은 외피를 중첩해서 형성되는데, 여기서 직물 재료로 만든 띠를 외피 벽의 내부에 또는 외부에 외피의 가장자리만을 따라 부착시킨다. 이 격실은 제1의 경우에는 외피와 동일한 재료의 직물로 제작되며, 제2의 경우에는 외피의 내부에 있는 예컨대 신축성있는 천으로 제작된다. 탄성중합체로 만든 유연한 튜브가 격실 내에 삽입되는데, 이 튜브는 압력에 의해서 확장된다. 전자의 격실은, 완화 상태(relaxed state)에서 착용자 신체에 대향하여 위치하고 있는 측을 그 체적을 따라 당김으로써 확장될 수 있다. 이들은 개인이 착용하고 있는 가속도 보호복을, 주변부 장력 σ에 의해서 착용자 신체에서 요구되는 내부 압력이 형성될 정도로 1차 압박한다. 확장될 수 없는 후자의 격실은 공기튜브 내의 높은 압력하에서의 호흡에 따라 압축됨으로써 외피를 더욱 밀착시킨다.

본 발명의 또다른 사상에 따르면, 선택사항으로서, 부분적으로 채워진 수관을 제1유형의 격실 내에, 발에서 목 부분까지 전개되도록 삽입할 수 있다. 여기에는 수관 내에 부착되는 다수의 에어포켓이 포함되고 에어포켓에 아래서부터 위로 순차로 압축공기를 채운다. 따라서 물이 아래에서부터 위로 이동하면서 율동적으로 상승한다. 에어포켓들을 순차적으로 또는 완전하게 배기하게 되면, 가속도 보호복 내의 압력이 감소하게 된다. 이로써 심박 주기가 완화되고 전해질 수준이 증가하게 된다.

본 발명에 따르면 보호복에 의해 보호되는 보호하고자 하는 신체의 상대적 높이에 따라 그리고 효과적인 국지적 및 순간적 가속도 G_Z에 따라 신체의 내부 압력을 조절할 수 있고, 착용감이 우수하다. 따라서 각 조종사마다 맞춤복을 제작하지 않고 다수의 조종사를 위한 표준복 제작이 가능하다. 팬과 관통공에 의해서 보호복 내의 냉각효과를 이룰 수 있다. 또한 에어포켓의 공기주입 및 배기를 순차로 실시함으로써 차례로 심혈관 압박을 감소시키는 마사지 효과를 얻게 된다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 개념을 자세히 설명한다. 첨부 도면은 다음과 같다.
도 1a는 보호복의 비활성 상태에서의 신체 일부의 개략 단면도.
도 1b는 보호복의 활성 상태에서의 신체 일부의 개략 단면도.
도 2a, b는 제1 유형의 공기튜브('스페이서'라고 공지되어 있음)의 단면도.
도 3a, b는 제2 유형의 공기튜브('머슬'이라고 공지되어 있음)의 단면도.
도 4는 비활성 상태의 스페이서 및 비활성 상태의 고압 공기주머니가 있는 격실.
도 5는 활성 상태의 스페이서 및 활성 상태의 고압 공기주머니가 있는 격실.
도 6은 보호복의 정면도.
도 7은 보호복의 후면도.
도 8은 수관의 개략적 종단면도.
도 9a는 공기가 없는 상태의 통풍관의 평면도.
도 9b는 공기가 있는 상태의 통풍관의 평면도.
도 10은 기존의 보호복 착용시 및 본 발명에 따른 보호복 착용시 견딜 수 있는 G-부하의 비교 데이터 다이어그램.
도 11은 기존의 보호복 착용시 및 본 발명에 따른 보호복 착용시의 G-정규화 부하에 따른 심장 박동 곡선의 비교 데이터 다이어그램.
도 12는 기존의 보호복 A, B, C와 비교한, 본 발명에 따른 보호복의 Z축 G-부하의 문턱값을 나타내는 그래프.
도 13은 다양한 보호복의 정규화된 상대적으로 얻은 G_Z 부하를 고려하여 기준선과 비교한, 심혈관 파라미터, 즉, 직접 요소(일정 요소)의 평균 변동을 나타내는 그래프.

도 1a는, 예를 들어 허벅지와 같은 신체 부위(1)의 개략적인 단면도이다. 신체 부위(1)는 보호복의 직물 외피(4)에 의해 근접해서 둘러싸여 있다. 직물 외피(4)의 내부에는, 예를 들어 두 개의 공기튜브(2)가 설치되어 있다. 도 1a에는 공기튜브(2)가 비어 있고 신체 부위(1)와 외피(4) 사이에 납작하게 위치한다. 공기튜브(2)는 탄성 중합체(elastomer)로 형성되며, 따라서 유연하고 신축성이 있다. 이들 공기튜브는 적어도, 도 3에서와 같이, 그 일측이 신축성있는 직물 외피에 둘러싸여 있는데, 여기에서 보호복(4)의 내면에, 즉, 직물 외피(4)의 신체 부위를 향하고 있는 면에 부착된다. 공기튜브(2)는 이들 공기튜브에 압축 공기가 가해질 경우에만 외피(4)에 밀착되고, 이로써 관계식

에 의해서 주변부 장력(peripheral tension) σ를 형성하게 된다. 이 σ는 신체 조직 내의 압력 p를 발생시킨다. 즉,

.

이 식에서 p는 신체 부위의 탄젠트 곡선 r에 반비례한다.

외피(4)로 이루어진 보호복은 낮은 결합 및 직조 연신성을 갖는 신축성이 작은 직물, 예를 들어 아라미드 섬유로 제작하는 것이 바람직하다. 이 보호복은 기존의 내의의 압축률조차도 생략하기 위해서 피부 위에 직접 착용한다. 선택사항으로서, 위생상 이유로, 특별히 맞춘 얇은 직물 내의와 함께 보호복을 착용할 수도 있다. 보호복은, 그러나, 기존의 세탁기로 세척할 수 있다.

요구되는 내부 압력을 착용자 신체 내에 형성하기 위해서는 도 2a와 2b에 따른 특별한 제1유형의 공기튜브만이 디스플레이서(displacer)로서 적절하다. 따라서 이 공기튜브는 그 기능상 '스페이서(spacer)'라고 공지되어 있다. 도 2a는 상기 스페이서의 격실(compartment)(6)의 단면도를 나타낸다. 도 2a, b에 있는 격실(6)에서 착용자의 신체를 향하고 있는 측에만 탄성력 있는 직조 천 또는 편조 천으로 제작된 커버(8)로 구성되며, 반면에 직물 격실(6)의 반대측은 비탄성 재질로 구성된다. 커버(8)의 만입은 주변부 장력 σ에 거의 기여를 하지 못하는 반면에, 외피(4)는 압력을 확실하게 전달한다. 그러나 상기 공기튜브(2)는 커버(8)를 통해서 착용자의 신체를 눌러서 착용자의 필요 내부 압력을 직접 발생시키게 된다. 따라서 이들 '스페이서'는 직물 격실의 단면의 직접적이고 고유한 수축을 일으키지 않는다. 대신에, '스페이서'는 직물 격실(6)의 탄성 내측(8)(이는 착용자 신체의 표면 위에 있음)에서 생성된 압력에 의해서 작용하며, 따라서 착용자의 해당 신체 부위 및 그 아래의 혈관에 국소 압력을 발생시킨다. 이에 따라 반작용력으로서 발현되는 주변부 장력 σ는 외피(4)를 통해서 신체의 나머지 부분으로 자연적으로 전달되어 결과적으로 신체를 덮고 있는 보호복의 전체 장력이 된다. 따라서 착용자 신체의 표면 모양(topography)이 이들 스페이서에 의해서 보상된다. 따라서 보호복은 다양한 신체 표면에 맞게 되며, 각 개별 착용자의 신체 표면 위에 보호복이 완벽하게 놓이도록 기본 장력이 발생한다. 이것이, 스페이서라고 부르는 상기 격실 형태의 기본적인 기능이다. 그러나 그날의 착용자의 신체 상태에 따라서는, 요구되는 내부 압력을 충분하게 발생시키지 못할 수도 있는바, 결론적으로, 제2유형의 격실이 기재한 바와 같이 사용된다.

따라서 본 발명에 따른 보호복의 목적은 각 조종사마다 맞춤복을 제공하는 것이 아니라 많은 착용자군에 맞는 표준복을 제공하는 것이다. 제1유형의 튜브(2) - 이하 '스페이서'라 부르기로 함 - 를 이용한 가압은 정확하게 이 목적을 위해 사용된다.

'스페이서' 공기튜브(2)에는, 입술 형상의 개구부들이 있는 통풍관(21)이 길이 방향으로 통과하고 있다. 이 입술 형상의 개구부를 통해서 공기가 빠져 나갈 수 있는데, 이 공기는 보호복에 전기적으로 설치되어 있는 별도의 팬에 의해서 송풍된 것이다. 보호복에 내장된 이 팬은 외부 공기를 빨아들여서 통풍관(21) 내로 분다. 그 다음에 공기는 직물 격실의 내측 영역에 도달된 다음에, 직물 격실 내의 큰 압력에 의해서 인접 직물 조직을 통과해 착용자의 신체 표면 위로 간다. 이로써 착용자를 냉각시키는 효과가 일어난다.

도 3a와 3b는 제2유형의 직물 격실 내에 있는 확장가능한 공기튜브(2)의 단면도이다. 탄성중합체로 제작된 확장가능 공기튜브(2)는, 보호복의 외피(4)와 꼭같은 신축성이 작은 직물 재료로 제작된 직물 격실(6) 내에 삽입된다. 보호복(4) 내에서 공기튜브는 이 직물 격실(6)에 부착되는데, 이때 공기튜브의 윤곽선은 각 직물 격실(6)의 전체에 걸쳐서 놓이게 된다. 공기튜브 내의 공기 압력이 외부 압력보다 크면 공기튜브가 팽창된다. 직물 격실의 직물 재료는 확장될 수 없기 때문에 직물 격실의 너비는 이 직물 격실이 납작한 때의 너비보다 짧아진다. 따라서 보호복은 착용자의 말단부 주위를 죄게 된다. 여기서 나타낸 통풍관(21)은 선택사항이며 보호복 내에 별도로 배치된다. 이들 통풍관(21)은 직물 격실(6) 내에서 공기튜브(2)를 따라 놓이며 매끈한 표면을 형성하도록 공기튜브(2)와 일체로 되어 있다. 이 표면은 직물 격실(6)의 내측면에 인접하여 위치한다. 여기서는 이 통풍관(21)의 단면을 볼 수 있는데, 통풍관의 직물 재료를 향하는 측에는 다수의 입술 형상의 개구부가 있다. 내부 압력이 증가하여 공기가 통풍성있는 인접 직물 재료로부터 착용자 신체 표면으로 확산되어 지나가게 되면 이들 입술 형상의 개구부가 열려서 신체를 식힌다. 공기는 위에서 설명한 전기 팬에 의해서 공급된다.

도 3a에는 튜브(2)가 비어 있고 도 3b에는 공기가 부분적으로 채워져 있다. 여기서, 별도의 통풍관(21)이 공기튜브(2) 안에 삽입되어 매끄러운 표면을 형성하고 있음을 볼 수 있다. 격실(6)은 외피(4)와 (내측의) 커버(7)로 구성된다. 이들은 둘다, 보호복의 외피(4)와 동일한 탄성력이 작은 재료로 제작된다. 공기튜브(2)가 팽창하면, 이 튜브가 격실(6) 전체를 채우게 되고, 따라서 격실(6)의 가로 길이, 즉, 너비가 짧아진다. 따라서 이렇게 형성된 직물 격실을 '머슬(muscle)'이라고 부른다. 이 '머슬'은 신축성이 없는 외피를 단축시키고 따라서 착용자 신체 상에 균일한 압력을 발생시킨다.

도 4는 직물 격실 양측의 다른 면 4와 7(즉, 비탄성면 4와 탄성면 7) 모두에서 '스페이서'로 작용하는 공기튜브(2)가 있는 제1유형의 직물 격실의 다른 실시예를 나타낸다. 얇은 막으로 막혀 있는 별도의 플라스틱 공기주머니(25)가 공기튜브(2)와 직물 격실의 비탄성 외부면 사이에 특별 기능을 하도록 설치된다. 외부 압력이 감소하면 그 체적이 팽창하게 되고, '스페이서' 공기튜브(2)에 대향하고 있는 공기주머니(25)의 내측면(26)이 이 공기튜브에 인접하게 되어 항공기가 상승할 때의 높은 압력을 감소시키는 보상을 자동으로 하게 된다. 도 4에서는 외부 압력이 상당한 정도로 감소되지 않았기 때문에 공기주머니(25)가 비활성 상태에 있ㅇ음을 나타내고 있다. 도 5는 외부 압력이 감소된 경우에 일어나는 일을 나타내는데, 결과적으로 고압을 감소시키는 보상을 하는 것을 나타내고 있다. 이 추가 공기주머니(25)는 또한, 공기튜브(2) 상의 외측에 얇고 탄성있는 고무막을 추가적으로 설치함으로써 이 고무막이 외피(4)에 인접하게 되고, 이로써 공기튜브(2)의 외측이 공기주머니(25)의 내측(26)을 이루도록 형성할 수 있다. 결과적으로 보호복 내의 이러한 조합체는 덜 뻣뻣하게 된다.

도 6과 도 7은 본 발명의 사상에 따라 제작한, 한편으로는 '스페이서'로서 작용하는 직물 격실과 다른 한편으로는 '머슬'로서 작용하는 직물 격실을 갖는 보호복을 나타낸다. 여기서 공기튜브는, 그 유형에 따라 표시되어 있는데, 이는 개별적 위치에 지정되는 것이 바람직하다. 이는 착용자의 체격에 의존하지만 개인적 선호도에 좌우될 수도 있기 때문에 다른 위치로의 지정도 또한 가능하다. 제1유형의 공기튜브, 즉, 도 2a, b의 '스페이서'에는 참조번호 9를 지정하고 제2유형의 공기튜브, 즉, 도 3a, b의 '머슬'에는 참조번호 10을 지정하였다. 신체를 덮고 있는 보호복의 직물 격실의 40%가 스페이서 기능 또는 머슬 기능 중 하나를 하는 것이 바람직하다. 또는, 두 기능 모두가 착용자 신체상의 대략 동일한 직물 격실 표면에 작용되는 것이 바람직하다.

도 6에 따른 보호복(6)에는 두 팔, 두 다리 모두에, 그리고 이와 마찬가지로 목에서 가랑이까지의 주요 개방부에 지퍼(11)가 있다. 이 지퍼는 또한 도시한 것과 달리, 중앙에 배치할 수도 있다. 모든 공기튜브(9, 10)와 직접 또는 간접적으로 통하고 있는 중앙부 공기주머니(12)에는 주 밸브(13)가 있다. 항공기의 압축공기 공급장치와의 연결은 전반적으로, 튜브(14)를 통해서 이 밸브에서 이루어진다. 공기튜브(9, 10) 각각은 팔과 다리를 따라 위치하는데, 둘 다 무릎에서부터 가슴까지 당겨질 수 있다. 발과 손은 보호복으로 가려지지 않는다.

주 밸브(13)는 또한 안전 밸브로서도 작용한다. 이 밸브는,

- 기내 압력이 어떤 이유로 강하하자마자, 또는

- 항공기에 의한 압력 공급이 차단되자마자

공기주머니(12)를 외부 환경으로부터 즉시 막아버린다.

이러한 경우에 보호복은 압력복으로서 작용하여, 압력 조건을 허용 문턱값 내에서 안정적으로 유지한다. ABC 영향 및/또는 저온수로부터의 보호를 위한 추가적인 기능의 경우에 필요시에는, 본 발명에 따른 가속도 보호복과 함께 작업복(overall)을 입을 수 있다. 또한, 본 보호복에 전기 팬(23)을 설치하고 보호복 자체에 내장된 배터리를 통해 전력 공급을 할 수 있다. 이 팬(23)으로부터 각 공기튜브(9, 10)로 통풍관(21)이 연결된다. 도시한 바와 같이 통풍관은 이들 공기튜브를 따라 배치되며 그 표면에 매끈하게 부착된다.

도 7은 동일한 보호복을 뒤쪽에서 본 모습을 보여준다. '스페이서' 작용을 하는 공기튜브(9)가 발에서 가슴까지 전개되어 있음을 쉽게 볼 수 있다. 척추의 중간지점에는 '스페이서'보다 더 넓게 표시된 공기튜브(9)가 있다. 도 8은 선택사항인 수관(water vein)(15)의 종단면도를 개략적으로 나타낸다. 세 개 또는 그 이상의 에어포켓(16)이 도시되어 있다. 맨 아래에 있는 에어포켓(16)에는 공기가 완전히 차 있고, 두 번째 에어포켓(16)에는 일부만 차 있고, 세 번째 에어포켓(16)은 아직 비어 있다. 이들 에어포켓(16)은 수관(15)에 부착되어 있다. 또한, 이들은 아래쪽에서 수관(15)과 결합되고 소정 장치에 연결되는 에어파이프(19)와 연결된다. 이 장치에는 항공기의 압축공기 공급장치에 의해서 직접 또는 간접적으로 압축공기를 공급받는다. 비어 있는 에어포켓(16)의 경우에 가랑이 높이까지 물이 채워진 수관(15)은, 상부에 있는 에어포켓(16)이 팽창할 때에 이 에어포켓(16)의 체적 만큼 상승하게 될 것이다. 그 다음의 에어포켓(16)이 팽창되면, 물은 그 체적 만큼 증가하게 될 것이다. 그 다음 에어포켓(16)을 팽창시킬 때에도 이와 동일하다. 다음에, 모든 에어포켓(16)을 배기시키면 수면이 원래 높이까지 떨어지게 된다. 보호복 외피(4)의 상부에서 추가적으로 발생된 장력은 다시 원래의 값에 도달하게 될 것이다. 에어포켓(16)의 공기주입 및 배기를 순차로 실시함으로써 차례로 심혈관 압박을 감소시키는 마사지 효과를 얻게 된다.

도 9a, b에 통풍관(21)이 도시되어 있는데 이는 환기와 냉각을 위해 사용된다. 보호복의 외피(4)에 탄성중합체로 만든 다수의 통풍관(21)이 부착된다. 보호복이 비어있는 경우에 통풍관은 납작하다. 통풍관(21)에는 다수의 입술 형상의 개구부(22)가 형성되어 있는데 통풍관(21)의 내부 압력이 증가하면 개구부(22)가 열리면서 공기가 이를 통과하게 된다. 통풍관(21)은 공기주머니(12)에 연결할 수도 있지만, 그러나 이 때에 공기주머니(12)에는, 항공기로부터의 공급 라인에서의 압력 손실 또는 조종석 환경에서의 압력 손실이 있는 경우에 가속도 보호복의 주요 기능이 변하지 않도록 하기 위하여 체크 밸브가 필요하다. 또는 이와 달리, 통풍관(21)에는, 항공기로부터 독자적으로 공기 공급을 받거나 또는 팬을 이용하여 보호복에서 자율적으로 공기 공급을 할 수 있다(이 경우에는 보호복에 전력공급장치가 부착됨). 따라서 조종사가 항공기 외부의 대기 위치에 있는 경우라도 보호복에서의 통풍이 가능해진다. 조종사는, 출격 전에, 에어컨 시설이 되어있는 회의실이나 정비실에서부터 항공기로 이동시에, 항공기 안은 매우 높은 온도인 경우가 많고 조종사는 잠시동안 이 온도에 노출된다. 이에 보호복을 입고 있는 조종사는 몇 분 사이에 지나치게 많은 땀을 흘리게 된다. 이는 조종사의 안위에 심히 해가 되며 피로를 가중시킨다. 따라서 보호복 내의 신체를 효과적으로 식히는 것이 매우 중요하다. 이는 팬(23)과 통풍관(21)을 이용한 전기적 통풍에 의해서 구현할 수 있다.

'머슬'과 '스페이서'가 장착된 보호복에 의해 달성될 수 있는 실제적 결과는 놀랍다. 이 결과는 2011년 봄에, 가장 큰 원심장치 중 하나에서 전투 조종사에 대해 실시한 테스트를 통해 측정하였는바, 여기서는 그 기본적인 형식을 소개하기로 한다. 테스트군은 27세 내지 56세의 남자 11명과 여자 1명이었고 이들은 0시간 내지 6400시간의 비행 경력을 갖고 있었다. 43가지 비행 시뮬레이션에 대해서 193회의 원심 이동에 대해서 데이터를 계산하였다. 예를 들어서, 도 10은 본 발명에 따른 새로운 G-보호복의 성능과 비교하여, 상술한 직물 격실이 없는 기존의 G-보호복(영국 항공 승무원 장비(AEA, aircrew equipment assembly) 중의 보호복)에서 견딜 수 있는 G-부하를 나타낸다. 41세의 테스트 대상자가 견딘 G-부하를 시간으로 적분한 것을 기록하고 있다. 여기서 사선 빗금친 표면은 종래 보호복에서의 적분을 나타내고 그 아래의 적분이 나타내는 것은 본 신규의 보호복으로 달성한 측정치이다. 본 발명에 따른 보호복에서의 적분은 150초 동안에 76% 이상이라는 놀라운 결과를 보여주었다.

도 11은 다양한 보호복을 착용한 테스트 대상을 150초 압박하는 동안의 G-정규화 평균 심박 빈도를 나타낸다. 사선 빗금친 부분은 종래의 보호복에 대한 결과이고, 해칭표시하지 않은 가장 깊은 곡선은 본 발명에 따른 보호복에 대한 결과이다. 정성적으로 말하자면, 본 보호복에 의해 성취한 결과는 매우 놀랍다. 즉, 수직 해칭표시한 것에 해당되는 보호복(즉, 영국의 생명보조장치 및 항공 승무원 장비(Life Support System & AEA)의 G-보호복)과 비교할 때 44% 더 깊다. 수평 해칭표시한 곡선은 유로파이터(Eurofighter)에 사용되는 것과 같은 LIBELLE G-Multiplus^® 브랜드의 최고의 G-보호복에 관한 것이며, 본 발명에 따른 보호복이 이보다도 약간 더 우수하다.

도 12는 다양한 G-보호복에 대해서 상기 테스트를 실시할 때의 평균 G-부하를 나타낸다. 종래의 보호복 A, B, C에서 4.15±1.62 G, 4.08+1.82 G, 4.36±2.39 G의 결과를 얻었고, 본 발명에서 제안하는 G-보호복에서는 5.82±2.78 G의 결과를 얻었다. 그리고 마지막으로, 도 13은, 정규화된 상대적으로 얻은 Z축 G-부하를 고려하여 기준선과 비교한, 심혈관 파라미터로부터 도출된 직접 요소(일정 요소)의 평균 변동, 소위 체적손실지수(volume loss index), 즉, 평균 G-부하를 통해 분포되는 DC_{810-normalized}의 최종 결과를 나타낸다. 이 결과는 그 자체로서 의미를 나타내고 있다. 본 보호복의 무게는 1050g에 불과하며 따라서 잠옷이나 속옷과 같이 착용감이 매우 편안하다 - 거의 느낄 수 없을 것이다. 그러나 그 기능은 매우 확실하며 다른 G-보호복에서 얻는 효과보다도 우수하다.

1: 신체 부위
2: 공기튜브
4: 직물 외피
6: 격실
7: 내측 커버
8: 커버
9, 10: 공기튜브
11: 지퍼
12: 중앙 공기주머니
13: 주 밸브
15: 수관
16: 에어포켓
19: 에어파이프
21: 통풍관
22: 입술 형상 개구부
23: 팬
25: 공기주머니
26: 공기주머니 내측면

Claims

신축 저항성을 갖는 직물 재료로 된 외피(4)를 갖되, 이 외피(4)의 적어도 일부분은 두 개의 벽 및 이에 의해 외피(4)의 내측과 외측에 형성되는 격실(6)을 갖도록 설계되고, 이 격실에는 유연하고 신축성있는 플라스틱으로 형성된 공기튜브(2)가 삽입되는데, 이들 공기튜브(2)는 가속도에 의존하는 공기압이 공급됨에 따라 공기주머니처럼 확장될 수 있는, 고성능 항공기의 조종사를 위한 가속도 보호복에 있어서, 상기 보호복에는 공기주머니를 형성하는 공기튜브(2)를 갖는 적어도 두 개의 다른 유형의 격실(6), 즉, '스페이서'(10)로서 작용하는 제1유형의 격실(6)과 '머슬'(9)로서 작용하는 제2유형의 격실(6)이 구비되는데, 상기 제1유형의 격실(6) 내에는 유연한 공기튜브(2)가 있으며 이 공기튜브(2)에 압축공기가 공급되는 동안에 윤곽선을 형성할 수 있고, 이 공기튜브(2)는 이를 포함하고 있는 격실마다 다르며, 격실(6) 내에 있는 공기튜브(2)의 체적은 격실(6)의 내부 체적보다 작고, 상기 제2유형의 격실(6)의 내부에는 튜브 재료가 이 격실의 내면에 부착됨으로써 이 격실과 공기튜브가 항상 동일한 윤곽을 갖도록 하고, 아울러, 보호복 내에는 압력 공기주머니(12)가 포함되는데, 이는 가속도 보호복 착용자의 복부에 위치하며 여기에는 모든 공기튜브(9, 10)가 연결되어 모든 격실(6) 내의 모든 공기튜브와 자유롭게 소통하며, 여기서 압력 공기주머니(12)는 가속도 보호복의 압축공기 공급장치가 연결될 수 있고 공급 공기의 압력 및/또는 조종석 내의 압력이 강하될 경우에 닫히도록 설정되는 적어도 하나의 주 밸브(13)를 갖는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
제1항에 있어서, '머슬'로서 작용하는 격실의 경우에, 이 격실(6)은 외피(4)와 동일한 재료로 제작되고 '머슬'(9)은 자신의 체적 내로 한정되며, '스페이서'로서 작용하는 격실의 경우에, 이 격실(6)의 내면은 신축성있는 탄성 재료로 제작되어 '스페이서'(10)가 격실의 탄성의 일부로서 연신될 수 있는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 스페이서로서 작용하도록 의도된 공기튜브(2)를 위한 격실(6)은, 감소된 기압을 보상하기 위하여, 보호복의 외측에 대향하는 위치에 있는 면에, 얇은 벽으로 막힌 공기주머니(25)를 갖는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 가속도 보호복의 공기튜브(9, 10)는 보호복으로 가리고자 하는 신체 부위, 즉, 팔, 다리, 가슴, 척추, 복부 위에서 연신되는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 보호복에는 주위 공기를 흡입하여 이를 통풍관(21)으로 공급하는 전기 팬(23)이 포함되는데, 이 통풍관(21)은 상기 보호복에 분리되어 배치되고 입술 형상의 닫혀있는 다수의 개구부(22)를 갖고 '스페이서' 작용을 하는 격실 내에 위치하여, 상기 팬(23)을 이용하여 상기 개구부(22)를 통해서 통풍관(21) 전체에 걸쳐서 격실의 내측으로 공기를 공급할 수 있고, 이때 공기는 가속도 보호복 착용자의 신체 표면을 냉각시키기 위하여 격실 재료에 의해서 확산될 수 있는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 보호복에는 주위 공기를 흡입하여 이를 통풍관(21)으로 공급하는 전기 팬(23)이 포함되는데, 이 통풍관(21)은 상기 보호복에 분리되어 배치되고 입술 형상의 닫혀있는 다수의 개구부(22)를 갖고 '머슬' 작용을 하는 격실에 일체 형성되어, 상기 팬(23)을 이용하여 상기 개구부(22)를 통해서 통풍관(21) 전체에 걸쳐서 격실의 내측으로 공기를 공급할 수 있고, 이때 공기는 가속도 보호복 착용자의 신체 표면을 냉각시키기 위하여 격실 재료에 의해서 확산될 수 있는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 보호복에는, 주위 공기를 흡입하여 이를 통풍관(21)으로 공급하는 전기 팬(23)이 포함되는데, 이 통풍관(21)은 상기 보호복에 분리되어 배치되고 입술 형상의 닫혀있는 다수의 개구부(22)를 갖고 '스페이서' 작용을 하는 격실 내에 공기튜브를 따라 위치하여, 공기압의 증가에 의해서 공기가 통풍관(21)을 통해서 격실의 내측으로 전달될 수 있는데, 이때 공기는 가속도 보호복 착용자의 신체 표면을 냉각시키기 위하여 격실 재료에 의해서 확산될 수 있는 것을 특징으로 하며, 마찬가지로, 입술 형상의 닫혀있는 다수의 개구부(22)를 갖고 '머슬' 작용을 하는 격실 내에 공기튜브를 따라 격실의 내측에 대향하여 일체 형성되는 통풍관(21)이 포함되어, 공기압의 증가에 의해서 공기가 통풍관을 통해서 전달될 수 있는데, 이때 공기는 가속도 보호복 착용자의 신체 표면을 냉각시키기 위하여 인접 격실 재료에 의해서 확산될 수 있는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 신체에 인접한 가속도 보호복의 격실측의 표면에 위치한 격실의 적어도 40%가 '스페이서'로 작용하는 격실이고, 적어도 40%가 '머슬'로 작용하는 격실인 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 신체에 인접한 가속도 보호복의 격실측의 표면에 위치한 격실의 절반은 '스페이서'로 작용하는 격실이고, 절반은 '머슬'로 작용하는 격실인 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 압력 공기주머니(12)는 압축 공기를 에어포켓(16)에 공급하며, 또한, 공기주머니(12)가 연결되며 에어포켓(16)의 단계적 펌핑 작용을 시키는 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
제10항에 있어서, 공기주머니(12)에 연결된 에어포켓(16)의 단계적 펌핑 작용을 시키는 장치는, 제1유형의 격실과 상호작용하되, 여기서 격실은 발에서부터 목 부분까지 뻗어있고 부분적으로 물이 채워진 수관과 다수의 에어포켓을 갖고, 에어포켓은 수관의 내부에 부착되며 아래로부터 위로 순차적으로 압축공기를 채움으로써 물이 아래에서 위로 밀려서 율동적으로 상승할 수 있도록 하며, 착용자 심장의 순환을 완화시키거나 전해질 수준을 증가시키기 위하여 에어포켓을 순차적 또는 전체적으로 배기함으로써 가속도 보호복 내의 압력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 통풍관(21)의 공기 공급은 공기주머니(12)에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.
이전 청구항들 중 한 항에 있어서, 공기주머니(12)의 하류는 다른 체크 밸브와 연결되고 상류는 통풍관(21)에 연결되어, 항공기의 공급라인 및/또는 조종석 환경에 급속한 압력손실이 발생시에 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가속도 보호복.