СВЕТОПРОЗРАЧНЫЙ БЛОК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ

Полезная модель относится к средствам защиты от пуль и осколков и может быть использована, как для защиты стационарных объектов, так и в транспортных средствах, например стекол автомашин для защиты от воздействия пуль стрелкового оружия.
В настоящее время актуальной задачей является создание защитных устройств от пулевого воздействия стрелкового оружия с минимально возможными габаритно-массовыми характеристиками. Как правило, броневые преграды представляют собой двух- или многослойную композиционную структуру.
Широко известно, что в классическом варианте безопасное пулестойкое стекло представляет собой пакет обычных силикатных стекол, склеенных между собой поливинилбутиральной пленкой. В некоторых вариантах вместо пленки в середине пакета или изнутри его (со стороны, обращенной к личному составу) используют слой прозрачной пластмассы, например, оргстекла. В этом случае для его приклеивания к стеклу используют специальные прозрачные клеи.
Известно ударопрочное многослойное изделие конструкционной оптики (патент RU №1802597, МПК F41H 5/04), содержащее наружную пластину из силикатного стекла толщиной 5 мм, склеивающие слои из поливинилбутиральной пленки, пластины силового блока из силикатного стекла прочностью 50-100 кг/мм с нанесенным на них защитным полимерным слоем толщиной 5-50 мкм, ориентированное органическое стекло толщиной 1-2 мм.
Недостатком указанного ударопрочного многослойного изделия является то, что оно предназначено, в основном, для защиты от скользящих поражающих элементов, обладает низкой защитной пулестойкостью, при попадании пули в ударопрочное многослойное изделие конструкционной оптики оно становится непрозрачным, покрывается расходящимися лучами трещин, что существенно затрудняет возможность наблюдения через него.
Известно устройство для защиты стекла прибора наблюдения (патент RU №4146, F16J 3/00, F41H 5/26 от 16.05.1997), содержащее корпус с гнездом, в котором установлена кассета с пакетом оптически прозрачных элементов, поджатых через нажимной элемент подающей пружиной, фиксаторы, в том числе поворотные фиксаторы, взаимодействующие с прозрачным элементом при его расположении в зоне видимости прибора наблюдения перед его формирующей оптической системой, и устройство удаления прозрачного элемента из зоны видимости, гнездо с кассетой расположено перед формирующей оптической системой прибора наблюдения соосно ей, поворотные фиксаторы поджаты к последнему со стороны подающей пружины прозрачному элементу пружинами с суммарным усилием, превышающим усилие подающей пружины, а между плоскостями прозрачных элементов в кассете предусмотрены зазоры, по меньшей мере, в зоне видимости формирующей оптической системы прибора наблюдения, при этом ближайший к поворотным фиксаторам зазор соединен с пневмосистемой с импульсной подачей газа под давлением.
Недостатком указанного устройство для защиты стекла прибора наблюдения является то, что оно предназначено, в основном, для защиты от скользящих поражающих элементов и имеет сложную конструкцию, не обеспечивает заданного класса защиты по пулестойкости, при попадании пули в устройство для защиты стекла прибора наблюдения в зоне видимости формирующей оптической системы прибора наблюдения возникают искажения, обусловленные расходящимися лучами трещин, что существенно затрудняет возможность наблюдения через него.
Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято в качестве прототипа, является защитный блок (патент RU №2298, МПК 6 F41H 5/26 от 16.06.1996 г.), содержащий лицевой, тыльный и промежуточный слои стекол, заключенные в металлическую раму, причем лицевой и тыльный слои набора выполнены из органического стекла, а промежуточный слой - из силикатного стекла в соотношении 1:8-12:3-6 соответственно.
Недостатком известного защитного блока для защиты от стрелкового оружия является сложность его изготовления, низкая пулестойкость конструкции, а также при попадании пули в защитный блок оно становится малопрозрачным, покрывается расходящимися лучами трещин, что существенно затрудняет возможность наблюдения через него.
Данное решение принято в качестве ближайшего аналога.
Задачей настоящей полезной модели является реализация технического решения, обеспечивающего устойчивая прозрачность светопрозрачного блока, за счет использования «мозаичного» эффекта, а также дестабилизацию полета пули (сердечника) на внешней поверхности защитного блока.
Техническим результатом полезной модели является повышение (сохранение) прозрачности светопрозрачного блока после попадания в него пули стрелкового оружия с обеспечением заданного класса защиты по пулестойкости.
Указанный технический результат достигается тем, что светопрозрачный защитный блок включает закрепленный в металлической обойме с помощью герметика стеклопакет, состоящий, по крайней мере, из двух триплексов: лицевой слой триплекса представляет собой склейку из высокопрочных шестигранных оптически прозрачных элементов (например, ситаллов), соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой, внутренний слой триплекса представляет собой склейку из прямоугольников оптически прозрачных элементов, с соотношением сторон 1:2, соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой, третий слой выполнен из листа поликарбоната и удален от внутреннего слоя триплекса на дистанцию, равную 1,5-2 длины пули стрелкового оружия
Светопрозрачный защитный блок снабжен также двумя контурами герметизации - по периметру триплекса и по периметру всего блока.
Светопрозрачный защитный блок снабжен заполненной влагопоглощающим материалом дистанционной рамкой, расположенной в воздушном зазоре.
Повышение эффективности светопрозрачного защитного блока по пулестойкости обеспечивается набором скрепленных между собой по боковым стенкам в виде отдельных элементов, которые искусственно создают изолированные участки светопрозрачной бронезащитной конструкции, способные при воздействии точечного удара перемещаться и обуславливать эффект высокой динамической энергоемкости.
Элементы лицевой поверхности светопрозрачного защитного блока выполнены в виде набора шестигранных плиток толщиной, определяемой соотношением (патент RU №2112910,МПК F41H 1/02, F41H 5/04):
,
где: h - толщина элемента, мм;
W - величина энергетического воздействия, Дж;
σ - прочность материала при статическом изгибе, МПа;
k - коэффициент пропорциональности, равный .
При воздействии энергетического удара пули, снаряда и точечной концентрации нагрузки происходит поглощение энергии энергоемкости слоями из высокопрочного стекла. Лицевой энергоемкий слой, представляющий собой набор оптически прозрачных шестигранных элементов, в условиях жесткого энергетического удара, поглощает энергию при наличии частичного разрушения благодаря тому, что отдельные элементы оптически прозрачных элементов (например, ситаллов) шестигранной формы, обладая высоко динамической энергоемкостью, перемещаются относительно всей конструкции светопрозрачного защитного блока в месте воздействия точечного удара пули, снаряда.
Выбранные толщины оптически прозрачного элемента обеспечивают максимальные эксплуатационные характеристики, в том числе живучесть и пулестойкость. В случае увеличения энергетического воздействия на оптически прозрачные элементы целесообразно увеличить массу светопрозрачного защитного блока (конструкции).
Не пораженные оптически прозрачные элементы светопрозрачного блока для защиты от огнестрельного оружия обеспечивают сохранение прозрачности предлагаемой конструкции, т.е. выполнение задачи.
Общими существенными признаками известного устройства и заявляемого технического решения является наличие защитного светопрозрачного блока, содержащего лицевой, тыльный и промежуточный слои стекол, заключенные в металлическую раму, наружный и внутренний листы светопрозрачного блока покрыты прозрачной полимерной пленкой.
Кроме того, прозрачная полимерная пленка обеспечивает исключение осколков как снаружи, так и внутри объекта и сохранение максимальной прозрачности блока после нескольких пулевых попаданий. А контуры герметизации и влагопоглощающий материал внутри дистанционной рамки защищают также от проникновения влаги и обеспечивают, таким образом, максимальную прозрачность блока. При этом по сравнению с наиболее близким аналогом, заявляемый светопрозрачный защитный блок обеспечивает сохранение прозрачности за счет наличия не пораженных оптически прозрачных элементов, а между слоями триплекса установлена дистанционная рамка (воздушный промежуток, имеющей ширину, равную d=1,5-2 длины пули стрелкового оружия).
Сущность изобретения поясняется в соответствии с фиг. 1, где представлен общий вид светопрозрачного защитного блока - пример использования многослойного блока, позволяющий обеспечить основную задачу - обеспечить устойчивую прозрачность светопрозрачного блока, за счет использования «мозаичного» эффекта.
Защитный блок содержит внешний лист 1, выполненный в виде триплекса (состоящий из двух склеенных поверхностей, скрепленных между собой поливинилбутиральной пленкой: лицевой слой представляет собой склейку из высокопрочных шестигранных оптически прозрачных элементов 2 (например, ситаллов), соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой, а внутренний слой представляет собой склейку из прямоугольников оптически прозрачных элементов 3, с соотношением сторон 1:2, соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой.
Внешний лист триплекса 1 и внутренний лист поликарбоната 4 разделены дистанционной рамкой 5.
Светопрозрачный защитный блок крепится в обойме 6 с помощью заливки герметиком (условно не показано).
На внутреннюю поверхность поликарбоната 4 наклеивается прозрачная полимерная пленка 7 для исключения попадания осколков внутрь объекта, а также для сохранения максимальной прозрачности после нескольких пулевых попаданий.
Действие защитного блока заключается в следующем: пуля 8 встречается с наружным листом триплекса 1, попадая в склейку из высокопрочных шестигранных оптически прозрачных элементов 2 (например, ситаллов), соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой, что способствует торможению пули, приводит к разрушению высокопрочного шестигранного оптически прозрачного элемента 2. Под воздействием точечного удара происходит перемещение оптически прозрачного элемента 2 или его разрушение, при этом большая часть всей конструкции сохраняет свою прозрачность. При этом указанное смещение отдельного оптически прозрачного элемента 2 относительно всей конструкции больше, нежели всей конструкции и соответственно динамическая энергоемкость отдельных оптически прозрачного элементов 2 больше, чем всей конструкции. Если сравнить динамическую энергоемкость прямоугольных плиток и шестигранных, то прямоугольные плитки обладают меньшей динамической энергоемкостью, т.к. смещение их под воздействием точечного удара меньше, чем шестигранных плиток. Поэтому в случае пробития оптически прозрачного элемента 2, пуля тормозится внутренним слоем триплекса 1, который представляет собой склейку из прямоугольников оптически прозрачных элементов 3, с соотношением сторон 1:2, соединенных друг с другом боковыми стенками в один слой, в случае пробития прямоугольников оптически прозрачных элементов 3, внутреннего слоя триплекса 1, распространяемые внутри оптически прозрачных элементов 3 продольные и поперечные волны, возникающие в защитном блоке при попадании в него пули стрелкового оружия изменяют дальнейшую траекторию пули. В результате пуля отклоняется от своей первоначальной траектории, разворачивается («кувыркается») в воздушном промежутке 5, теряет свою энергию, увеличивается площадь соприкосновения пули с внутренним листом поликарбоната 4. Ширина дистанционной рамки 5 составляет 1,5-2 длины сердечника пули стрелкового оружия. Полученный таким образом воздушный промежуток заставляет пулю (сердечник) «кувыркаться» теряя энергию, а внутренний лист поликарбоната 4 обеспечивает дальнейшую дестабилизацию траектории (рекошетирование пули) и останов пули.
Предлагаемое техническое решение светопрозрачного защитного блока представляет собой быстрозаменяемые блоки, которые могут быть использованы, как для защиты стационарных военных объектов, так и транспортных средств, в качестве дополнительных съемных кассет-заслонов для защиты личного состава от стрелкового оружия. Светопрозрачные защитные блоки могут устанавливаться на все виды техники, направляемой в места локальных конфликтов (защита лобовых и боковых окон грузовых автомобилей, автобусов, локомотивов, вагонов и т.п.).
Кроме того, предлагаемые светопрозрачные защитные блоки могут быть использованы при строительстве банков и других сооружений, требующих специальной защиты.
Данное конструктивное решение и оптимальные характеристики по компоновке светопрозрачного защитного блока получены на основании большого числа экспериментов.
Промышленная применимость заявляемого светопрозрачного защитного блока подтверждается опытными испытаниями, которые показали, что применение предложенного светопрозрачного защитного блока обеспечивает сохранение прозрачности и не поражение при обстреле 7,62 мм бронебойными пулями Б-32 при дальности стрельбы 20 м.
Таким образом, предложенный светопрозрачный защитный блок позволяет обеспечить необходимое сохранение прозрачности, а также высокие защитные свойства объектов от пуль стрелкового оружия, в том числе крупнокалиберных, за счет повышения стойкости, живучести объекта.