Die Erfindung betrifft ein Schutzanzugsystem nach dem Oberbegriff des An- Spruches 1.

Piloten, z.B. moderner Kampfflugzeuge, Astronauten, aber auch Fahrer von gepanzerten Fahrzeugen, sind in besonderem Maße extremen thermischen Lasten ausgesetzt, wobei im Falle der Piloten und Astronauten noch hohe Beschleunigungskräftθ hinzu kommen. Zur sicheren Durchführung der Einsatz- aufgaben ist deshalb eine Schutzausrüstung erforderlich, die den Einsatzbedin¬ gungen Rechnung trägt.

Dabei ist in besonderem Maße die Ausführung und Materialwahl für derartige Schutzausrüstungen im Hinblick auf den Konflikt zwischen Isolation und Durch¬ lässigkeit beim Einsatz zu berücksichtigen.

Beeinträchtigt die Schutzausrüstung die Thermoregulation des Körpers der Trä- gerperson im Sinne einer nicht ausgeglichenen Wärmebilanz, so treten zusätz- liehe, die Leistungsfähigkeit der Trägeφerson herabsetzende Belastungen auf.

Bekannte Schutzausrüstungen für Piloten von Kampfflugzeugen erfordern zum Schutz gegen sämtliche schädlichen Einflüsse eine entsprechende Anzahl von getrennten, einzeln gemeinsam zu tragenden Ausrüstungskomponenten, wie Anti-G-Hosen, Schwimmwesten, Druckwesten, Kühlwesten und ABC-Schutz- komponenten.

Solche Ausrüstungskomponenten bedecken große Teile des Körpers und er¬ schweren dadurch den trockenen Wärmeaustausch und machen den feuchten Wärmeaustausch weitgehend unmöglich.

Bei herkömmlichen Systemen wird zur Bereitstellung für die Piloten, insbeson¬ dere von Militärflugzeugen oder auch für Astronauten das benötigte Atemgas durch eine Mischung aus Sauerstoff und Kabinenluft über Atemmasken gebil¬ det.

Dazu wird der Sauerstoff in flüssigem oder gasförmigem Zustand mitgeführt. Das zur Bildung des Atemgases erforderliche Mischungsverhältnis von Sauer¬ stoff und Kabinenluft wird durch Atemregler in Abhängigkeit von der Kabinen¬ druckhöhe bestimmt. Bekannt sind auch Bemühungen, die nicht befriedigende Wärmeabfuhr unter Kontaktflächen zwischen dem Körner, z.B. von Piloten (Sitz- und Rückenlehne), mittels Luftdurchströmung nur durch einen in Rohrleitungen geführten Flüssig- keitsstrom zu ersetzen. Viele Vorteile der Luftkühlung wurden dabei aufgege¬ ben.

Gegenüber den bekannten Lösungen der Ausführung einer Schutzausrüstung ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von einem mittels Luft

durchströmten Schutzanzug, ein Anzugssystem zu schaffen, daß eine ausrei¬ chende Klimatisierung für den Träger der Schutzausrüstung durch Erzeugung eines köφβmahen Mikroklimas in Verbindung mit einem G-Schutz und Unter¬ stützung der Überdruckbeatmung ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, durch eine verbesserte Atemgaszuführung im Kopfbereich des Piloten zur physischen Entlastung und damit Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit neu zu gestalten, und zwar in Verbindung mit einer an sich bekannten OBOGS-Anlage (On Board Oxygen Generating System).

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeich¬ nenden Teils des Anspruches 1 und in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung nach den Merkmalen weiterer Ansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schutzanzugssystems integriert mehre¬ re Ausrüstungskomponenten.

Die äußere gas- und wasserdichte Anzugaußenhülle als Schutzschicht in Ver- bindung mit der inneren wasserdampfdurchlässigen Textilschicht (Klimaunter- wäsche) ermöglicht durch zwischen den Schichten strömende, klimatisierte Luft, die vom Köφer abgegebene Wärme und Feuchtigkeit aufzunehmen und nach außen abzutransportieren bzw. den Wärme- bzw. Feuchtigkeitshaushatt des Trägers zu regulieren.

Gemeinsam mit dem Helmbereich weist der Ganzköφβr-Anti-G-Anzug in sich zwei weitere Bereiche innerhalb seiner Außenhülle auf, die getrennt vonein-

ander mit einem temperierten Konstantdurchfluß von gefilterter Luft oder Atem¬ gas versorgt werden.

Durch Drosselung oder Absperrung des Abluftstromes innerhalb der einzelnen getrennten Druckbereiche ist ein schneller Druckanstieg erreichbar.

Durch eine konstante Durchflutung der Druckbereiche wird die Abfuhr von Kör¬ perwärme und Köφβrschweiß gewährleistet.

Der Helm ist ausgestattet mit einer integrierten Atemgaszuführung. Die Träger- person atmet dabei aus dem zur Beschlagfreiheit des Visiers eingeblasenen

Spülgasstrom. Als Spülgas wird Atemgas verwendet. Dabei ist das Atemgas so temperiert, daß die Wärmeiast des Kopfes udn der austretende Körperschweiß abtransportiert wird.

Daraus ergibt sich, daß die Atemmaske entfällt und ein konstanter Durchfluß mit vereinfachter Regelung erreicht wird, verbunden mit der Abfuhr von Wärme und

Feuchtigkeit.

Eine Kombination mit G-Schutz-Maßnahmen erfordert die Trennung des Schutzanzuges (Helm/Anzug) in zwei bzw. drei Druckbereiche. Dabei wird der "High"-G-Schutz durch den bedruckbaren, zusätzlcihen Hosenteil und die gleichzeitige getrennte Bedruckung von Helm-Atmosphäre und Brust- druckbereich sichergestellt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, in den Druck- bereich um den Brustkorb des Trägers eine mit dem Atemgassystem gekoppel¬ te Druckweste unterschiedlicher Druckbeaufschlagung gegenüber dem Druck¬ bereich des Schutzanzugssystems anzuordnen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutz¬ anzugssystems dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung nachfolgend beschrieben.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Anzug in schematisierter, teilweise geschnittener Darstellung, in Verbindung mit in Form eines Blockschaltbildes gezeigten Anlage- elementen, Fig. 2 in einem Teilsausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab Einzelheiten der Ausbildung des Schutzanzuges und in

Fig. 3 in einem Teilausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab Einzelheiten der Ausbildung des Schutzanzuges eine weitere Ausführungsform.

Das in der Zeichnung dargestellte Schutzanzugsystem ist gebildet durch die druckdichte Außenhülle 3, den mit der Hülle 3 mitteis einer flexiblen Abschlu߬ bzw. Verbindungsmanschette 6 versehenen Integral-Schutzhelm 2 und den druckdicht mit dem Anzug verbundenen Schuhen 21.

Zwischen dem Köφer der Trägeφerson und der Anzugaußenhülle 3 sind hier als Kammern 12 bzw. 13 bezeichnete Zwischenräume gebildet. Die Zwischen¬ räume dienen, außer zur Führung eines gasförmigen Medium, was später noch näher erläutert ist, zur Aufnahme einer zur Klimatisierung dienenden Innen- anzughülle 20, beispielsweise in der Art bekannter Klima-Unterwäschestücke.

Der mit der Anzugaußenhülle 3 über die flexible Halsmanschette 6 Bewegun¬ gen des Kopfes der Trägeφerson zulassende Schutzhelm 2 weist einen gegen-

über der Kammer 12 innerhalb der Außenhülle 3 des Anzuges 1 nach außen abgeschlossenen und einen Atemgaserzeuger angeschlossenen Innenraum 10 auf.

Für das Schutzanzugsystem mit seinem Helm 2 sind eine Anzahl von voneinan¬ der getrennt arbeitenden Durchström- bzw. Druckbereichen A, B und C vorge¬ sehen. Dazu ist getrennt an den Helminnenraum 10 bzw. an die Kammern 12, 13 der Außenhülle 3 ein Atemgas bzw. ein gasförmiges Medium zur Durchströ¬ mung des Helminnenraumes 10 bzw. der Anzugkammern 12 und 13 unter vor- gegbenen Druckverhältnissen erzeugendes Aggregat angeschlossen.

Das Aggregat 66 schließt eine Luftzuführung 65 bzw. 69 mit einem daran an¬ schließenden, pneumatisch arbeitenden Kupplungselement 24 in Verbindung mit einem Klimatisierungssystem 64 mit Zu- bzw. Rückführungsleitungen 68 bzw. 70 ein.

An das als Kupplungselement bezeichnete Teil 24, welches die Luft- bzw. Atemgaszuführung und bzw. oder -ableitung regelt, schließen Hauptzuführungs¬ leitungen 26 bzw. Hauptrückströmleitungen 27 an. Der Durchström- bzw. Druckbereich A schließt den Helm 2 bis zur Abschluß- manschette 6 ein. Mit dem Heim 2 ist ein Beatmungssystem 25 integriert. Das Beatmungssystem ist gebildet aus einem an die Zuleitung 26 des Kupplungs- elementes 24 anschließendes und in den Helminnenraum 10 mündendes Dros¬ selriegelventil 38, sowie aus den ebenfalls mit dem Helm 2 integrierten Ausla߬ ventilen 39 bzw. 41, deren Auslaß vom Helminnenraum 10 nach außen in den Innenraum der Kabine 9 mündet. Über das Kupplungselement 24 steht das Auslaßventil 41 mit einer Kontrolleinrichtung 42 (UCS-Utiiity Control System) elektrisch und pneumatisch mit der Umgebung in Verbindung.

Der Durchström- bzw. Druckbereich B schließt den Anzug 1 bzw. die Anzug- hülle 3 mit den Durchströmkammern 12 des Köφerobθrtθiles bis zur Gürtel¬ linie 51 , wie später noch näher erläutert, ein. In die durch den Zwischenraum zwischen der Anzugaußenhülle 3 und dem Köφer der Trägβφerson gebildete Kammer 12 mündet im unteren Kammerbereich die Zuleitung 26 und im oberen Bereich der Kammer 12 die Rückleitung 27 für das Durchströmmedium. Zwischen der Kammer 12 des Schutzanzuges 1 und dem Kiimasystem 64 ist zur Regelung der Durchströmmenge bzw. des Druckes ein Regelventil 31 ein¬ gesetzt. Der Bereich B schließt femer die Armteile 4 mit der Kammer 12 ein, die mit der Kammer 12 des Anzugoberteiis einen Druckbereich bildet.

Die Kammer 12 des Anzuges ist im Bereich der Armfeile 4 durch am Hand¬ gelenk der Trägerperson anliegende Dichtmanschetten 7 bzw. abdichtende Druckhandschuhe bekannter Bauart nach außen abgeschlossen, jedoch ist in der Nähe der Manschetten 7, für den Fall Durchströmung der Kammer 12, ein gedrosseltes Ausströmen des Mediums aus der Kammer 12 über Ausström¬ öffnungen 45 vorgesehen.

Der Durchström- bzw. Druckbereich C des Anzuges 1 schließt die Kammer 13 von der Gürtellinie 51 bis zum Fußbereich ein, der durch die mit dem Anzug 1 verbundenen Schuhe 21 druckdicht abgeschlossen ist. Die Kammer 13 steht in der Nähe der Schuhe 21 mit der Zuleitung 26 und in der Nähe der Gürtellinie 51 mit der Rückstromleitung 27 in Verbindung. Zur Rege- lung der Durchströmung bzw. des Druckes in der Kammer 13 ist ein die Zu- und Ableitung 26 bzw. 27 einschließendes Regetventil 32 angeordnet.

Zur druckdichten Trennung der Kammern 12 bzw. 13 des Schutzanzugober¬ bzw. Schutzanzugunterteiis (Bereich B bzw. C) ist innerhalb des Anzuges 1 ein Hosenteil 50 mit Beinteilen 52 vorgesehen. Das Hosenteil 50 ist in der Gür¬ tellinie 51 bzw. den Bund 51' der Hose mittels einer Naht oder einer anderen Verbindungsart mit der Innenseite der Außenhülle 3 des Schutzanzuges druck¬ dicht verbunden, so daß die Kammer 12 des Anzugoberteils und die Kammer 13 des Anzugunterteils druckdicht voneinander getrennt sind. Dazu weisen die Hosenbeine 52 an den Beinöffnungen bzw. an den Hosenbein¬ enden Dichtmanschetten 55 auf, die über das Hosenteil 50 die Trennung der Druckbereiche B und C gewährleistet.

Gemäß Fig. 1 sind mittels Pfeilen die Durchströmung und die Durchströmrich¬ tung des Mediums angedeutet.

Ferner ist noch eine Einrichtung 60 zur Notversorgung der Trägβφerson mit Sauerstoff, und eine Gebläseeinrichtung 61 zur Bodenversorgung bei still¬ stehenden Triebwerken vorgesehen.

Außerdem sind in bekannter Weise arbeitende, hier nicht dargestellte Filter zur Sicherung der Trägeφerson gegen ABC-Einwirkungen vorgesehen.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schutzanzug zwar die gleichen Kammern 12 und 13 auf, jedoch sind bei dieser Ausführung nur Zuleitungen 26 zu den Kammern 12 bzw. 13 und keine Auslaßleitungen vorgesehen, so daß innerhalb der Druckbereiche B bzw. C un¬ abhängig voneinander ein den Piloten bei hohen Beschleunigungswerten schüt- zender Druck in den Kammern 12 bzw. 13 aufgebaut werden kann.

Ferner ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, zusätzlich zum Druck-

bereich B eine den Brustkorb der Trägerperson umschließende zusätzliche Druckweste bzw. Druckblase 80 vorgesehen. Die Druckweste 80 arbeitet mit Bezug auf die Druckhöhe unabhängig vom Druck in der Kammer 12 des Druck- bereiches B bzw. vom Druck in den Armteilen 4.

Die Arbeitsweise des Schutzanzugsystems ist wie nachfolgend erläutert.

Erfindungsgemäß sind die einzelnen mit A, B und C bezeichneten Durchström¬ bzw. Druckbereiche des gesamten Schutzanzuges 1 betreffend den Helmbe- reich A, den Oberkörperbereich B einschließlich der Armfeile 4 und den Unter¬ körperbereich C von den Schuhen 21 bis etwa zur Gürtellinie 51 in bezug auf die Durchströmung bzw. in bezug auf Druckaufbau bzw. die Druckverhältnisse vollkommen voneinander getrennt und unterschiedlich.

Der Bereich A schließt die Regelung der Atemgaszuführuπg zum Innenraum 10 des Integralhelms 2, die Durchströmung des Helminnenraumes 10 zur Wärme- und Feuchtigkeitsregulierung und zur Einstellung vorgegebener Druckverhält- nisse in Abhängigkeit von der Höhe des Druckes außerhalb des Schutzanzuges 1 bzw. außerhalb des Helms ein.

Zur Vermeidung der Abhängigkeit von mitzufahrendem Atemgas, wird die von den Triebwerken 66 abgezapfte Luft unter Zwischenschaltung des an Bord mit¬ geführten Oxygen-Generierungssystems 28 bekannter Bauart und des Lei- tungskupplungseiements 24 dem innenraum 10 des Helmes 2 zugeführt. Über den Durchflußregler 38, sowie die Auslaßventile 39 bzw. 41 wird die Atem¬ gasmenge, der Druck sowie die Klimatisierung mittels der Durchströmung des Helminnenraumes 10 bestimmt bzw. bewirkt.

Die Durchströmung des Helminnenraumes 10 ist vollständig getrennt und damit unabhängig von der Durchströmung der Kammern 12 bzw. 13 des Schutz¬ anzuges 1.

Infolge der getrennten und unabhängig voneinander arbeitenden Durchström- bereiche bzw. Druckbereiche B und C werden die voneinander getrennten Kammern 12 bzw. 13 des Schutzanzuges von der Triebwerksabzapfluft unter Klimatisierung mittels des Klimasystems 64 durchströmt. Die Abzapfluft wird der Kammer 12 über die Zuleitung 26 zugeführt und für den Fall der Durchströmung über die Leitung 27 zum Klimasystem 64 zurück¬ geleitet.

Die Einleitung der Abzapfluft für das Anzugoberteil, das heißt des Bereichs B, erfolgt dabei in dessen unterer Zone und entsprechend die Rückführung in der oberen Zone des Anzugoberteils, wie in der Zeichnung durch Strömungpfeile angedeutet. Dabei werden die Anzugarmteile 4 bzw. deren Kammern 12, die mit der Kammer 12 des Anzugoberteils identisch sind, von der oberen Zone des Bereichs B ausgehend bis zu den Abschlußmanschetten 8 der Armteile 4 zu den Drosselöffnungen 45 der Kammern 12 hin durchströmt. Der die Luftzu- und die Luftrückführungsleitungen 26 bzw. 27 enthaltende Regler 31 regelt den temperierten Konstantdurchfluß im Bereich B des Anzuges 1.

Bei dem gegenüber dem Bereich B selbständigen, den getrennt arbeitenden Anzugunterteil einschließenden Bereich C wird über die Zuleitung 26 im Fuß- bereich des Anzuges den Kammern 13 Abzapfluft zugeleitet, die unterhalb der Gürteillinie 51 des Anzuges 1 über die Rückführungsleitung 27 zurück zum Klimasystem abströmen kann. Dabei wird Menge und bzw. oder Druck des

Durchströmmediums mittels des Ventils 32 geregelt.

Die Trennung der Durchström- bzw. Druckbereiche des Schutzanzuges 1 wird bewirkt mittels des Hosenteils 50, welches im Bereich der Anzuggürtellinie 51 (strichpunktiert) mit einer druckdichten Naht 5; 51 " an der Innenseite der Anzug¬ außenhülle 3 befestigt ist und deren Beinteile 7 mit Hilfe der an den Oberschen¬ keln der Trägerperson abdichtend anliegenden Manschetten 55. Das Hosenteil 50 ist aus druckdichtem Gewebe gebildet, wobei zwischen dem Köφer der Trägerperson und dem Hosenteil 50 ein Zwischenraum gebildet sein kann.

Mittels der Gebläseeinrichtung 61 ist die Versorgung des Helminnenraumes 10 in Verbindung mit einer Anlage 60 zur Notversorgung bzw. zur hilfsweisen Ver¬ sorgung der Trägeφerson mit Atemgas vorgesehen. Der Helm 2 kann zweckmäßig innen mit schockabsorbierendem Material in Ver¬ bindung mit Kühlkanälen versehen sein.

Zwischen der Anzugaußenhülle 3 und dem Körper der Trägeφerson ist die An¬ ordnung einer Gewebehülle 20 (Textileinlage) in der Art von Klimaunterwäsche zum Transport der Köφerschweißes von der Köφeroberfläche weg, vorgese¬ hen.

Der Anzug 1 wird somit durchströmt zwischen beiden Schichten mit klimatisier¬ ter Luft, die die vom Köφer abgegebene Wärme und Feuchtigkeit aufnimmt und abführt. Ebenso wird der Wärmestrom, der aus der Umgebung durch Strahlung und konvektive Wärmeübertragung dem Köφer zugeführt wird, absorbiert. Wärmeübertragung und damit die Richtung der Wärmeströme ist abhängig vom

thermodynamischen Zustand des strömenden Fluids und von den Umgebungs¬ bedingungen und wird über das Fluid zur Mikroklimatisierung des Köφers der Trägβφerson geregelt. Eine direkte Wechselwirkung zwischen Köφβr und Um¬ gebung ist nicht vorhanden, da der Luftstrom ein köφernahes Mikroklima bildet, das Körper und Umgebung trennt.

Durch Erhöhung des statischen Druckes in der Luftschicht gegenüber dem Um- gebungsdruck kann eine Verengung der Gefäße im Unterköφer der Träger¬ person und damit Schutz bei Beschleunigungslasten erreicht werden. Eine Druckerhöhung innerhalb des gesamten Anzuges ist notwendig, wenn der Druck des Atemgases gegenüber dem Umgebungsdruck erhöht wird, um eine ausreichende Atemgasversorgung in großen Flughöhen sicherzustellen. Um die Atmung bei Beschleunigungslasten zu unterstützen, wird der Ober- öφβr durch einen Teildruck abgestützt, der dem Druck des Atemgases ent- spricht.

Dazu sieht die weitere Ausführungsform gemäß Fig. 3 eine im Druckbereich B des Schutzanzuges 1 zusätzlich angeordnete, mit dem Atemgassystem gekop¬ pelte Druckweste 80 vorgesehen, die den Rippenbereich bzw. den Brustbereich der Trägβφerson umschließt. Durch die Koppelung des Druckes vor Mund und Nase der Trägeφerson und im Bereich der Druckweste 80 ist die Trägeφerson gegen Auswirkungen von hohen G-Belastungen ausreichend gesichert.

Es ist mittels der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Schutzanzugsystems auch möglich, für hohe Beschleunigungen die Kammern 12 und 13 nur mit Zu- leitungen 26, jedoch nicht mit Ableitungen 27 zu versehen. Damit läßt sich der Druck in den Kammern 12 und 13 gemeinsam oder getrennt kurzzeitig erhöhen. Ferner kann das Hosenteil 50 auch ohne die Anordnung mehrerer getrennter Druckbereiche als G-Schutz eingesetzt werden.