ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНОЕ И ПРОТИВОПУЛЬНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО
EXPLOSION-PROOF AND BULLET-PROOF PROTECTIVE DEVICE

Изобретение относится к области обеспечения защиты от воздействия обычных средств поражения (ОСП), в том числе стрелкового и гранатометного, в особенности кумулятивного действия, сооружений преимущественно стационарного или временного типа, в которых размещены экологически опасные, взрывоопасные и огнеопасные объекты и материалы, в том числе боеприпасы, ракетные пусковые установки, легковоспламеняющиеся жидкости и токсичные материалы.
Поиск аналогов технических решений выполнен по источникам патентной и научно-технической информации России (СССР), США, Германии, Франции, Великобритании, Японии, Европейского патентного сообщества с 1975 по 2005 год. Выявлены перспективные направления и новые принципы создания эффективных средств пулезащиты и защиты от кумулятивных боеприпасов. К числу эффективных средств защиты следует отнести средства с использованием керамических материалов, средства на основе активной (реактивной) брони, средства на основе отклоняющих элементов. На основе анализа существующих способов и средств, а также обширных экспериментальных исследований авторов данного изобретения сформулирована совокупность принципов, обеспечивающих высокую эффективность средств защиты от воздействия ОСП, включая кумулятивные боеприпасы:
- преждевременное срабатывание кумулятивного боеприпаса;
- фрагментирование кумулятивной струи в воздухе за пределами фокуса;
- отклонение фрагментов кумулятивной струи в боковом направлении;
- отклонение поражающего элемента (гранаты) от линии стрельбы;
- увод пули (гранаты) с траектории и др.
В определенной степени эта совокупность реализована в изобретении авторов «Противогранатометное и противопульное защитное устройство» [1]. Поэтому наиболее близким аналогом заявляемого технического решения (прототипом) следует считать изобретение по патенту [1]. По данному патенту защитное устройство состоит из внешнего и внутреннего контуров. Внешний контур включает элементы в виде металлических сеток, свободно сборенных в шторы, размещенные в металлических рамках, установленных под углом друг к другу. Средства крепления штор удалены от защищаемого объекта на 1…10 длин кумулятивной гранаты, расстояние между рядами сеток внешнего контура более длины кумулятивной гранаты, а внутренний контур включает стальной экран толщиной 5…10 мм, установленный с наружной или внутренней стороны стенки защищаемого объекта на расстоянии 2…20 длин пуль и сеточную штору с величиной просвета ячейки в сборенном состоянии не более калибра пули, установленную перед стальным экраном на расстоянии 2…20 длин пуль.
Недостатком защитного устройства по патенту [1] является высокая металлоемкость, главным образом, за счет большого количества стоек для крепления штор. Другим недостатком является наличие нескольких номенклатур металлических сеток типа рабица или панцирных. Недостатком также является практическое отсутствие влияния сеточных (типа рабица или панцирных) штор на боковое расхождение фрагментов кумулятивной струи, поэтому еще имеет место довольно компактное распределение фрагментов кумулятивной струи на металлическом экране внутреннего контура.
Задачами настоящего изобретения являются:
- снижение металлоемкости защитного устройства;
- обеспечение стопроцентного срабатывания кумулятивного боеприпаса (гранаты) на первой сеточной шторе;
- обеспечение интенсивного расхождения фрагментов кумулятивной струи в воздухе за пределами фокусного расстояния кумулятивного заряда (фокуса);
- унификация сеточных штор внутреннего и внешнего контуров;
- упрощение монтажа и разборки средства защиты;
- повышение в целом эффективности противокумулятивного и противопульного защитного устройства.
Поставленные задачи достигаются в заявляемом техническом решении следующими средствами и приемами.
Металлоемкость защитного устройства снижается за счет уменьшения количества стоек, а также за счет уменьшения толщины стального экрана. Уменьшение толщины стального экрана обеспечивается, в частности, за счет интенсивного бокового расхождения фрагментов кумулятивной струи, в результате чего по стальному экрану воздействуют отдельные фрагменты, распределенные на большой поверхности, что существенно снижает пробивную способность по сравнению с компактным распределением фрагментов. Кроме того, использование частой объемной сетки способствует перехвату части фрагментов. Боковое расхождение фрагментов кумулятивной струи обеспечивается применением частой упругой сетки объемного плетения с величиной просвета ячейки в сборенном состоянии не более диаметра кумулятивной струи. Причем шторы из этих сеток закреплены на стойках под углом 45…60° с обеих сторон от стойки в виде «елочки» со взаимным перекрытием по направлению движения кумулятивной струи (пули).
Стопроцентное срабатывание кумулятивного боеприпаса обеспечивается тем, что величина просвета ячейки сетки объемного плетения в сборенном состоянии существенно меньше поверхности чувствительного элемента взрывателя кумулятивной гранаты.
Повышение в целом эффективности защитного устройства достигается также модульным построением как внешнего, так и внутреннего контуров, удобным креплением модулей между собой, простой и удобной конструкцией стоек и креплением их в вертикальном положении с помощью растяжек.
Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что внешний и внутренний контуры выполнены сборно-разборными и смонтированы в виде отдельных модулей, включающих один-три блока сеточных штор или стальных экранов: модули скреплены между собой по направлению защищаемого периметра болтовыми или сварными соединениями без зазора; сеточные шторы внешнего контура смонтированы на металлических стойках под углом 45…60° к ним с обеих сторон в виде «елочки» со взаимным перекрытием штор по направлению полета пули (кумулятивной гранаты) и удалены от стенки защищаемого объекта на расстояние 5…10 длин гранаты, а сеточные шторы внутреннего контура закреплены с внешней стороны стойки; сеточные шторы изготовлены из частой металлической упругой сетки объемного плетения с величиной просвета ячейки в сборенном состоянии не более диаметра кумулятивной струи кумулятивного боеприпаса; стойки для металлических сеточных штор изготовлены из металлических уголков с основанием в виде крестовины, а их устойчивость в вертикальном положении обеспечена растяжками.
Таким образом, заявленное противокумулятивное и противопульное защитное устройство соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
На чертеже представлена схема противокумулятивного и противопульного защитного устройства. Позицией 1 обозначена стенка защищаемого объекта; позицией 2 - стальной экран; позицией 3 - стойка для крепления сеточных штор внутреннего контура; позицией 4 - сеточные шторы внутреннего контура; позицией 5 - стойка внешнего контура; позицией 6 - сеточные шторы внешнего контура; позицией 7 - растяжки стоек внешнего и внутреннего контуров.
Действие защитного устройства заключается в следующем. При воздействии пули (любого калибра) она начинает разворачиваться вокруг центра масс уже на первой сетке внешнего контура. При прохождении последующих сеток угол разворота увеличивается, и к моменту удара по стальному экрану угол разворота приближается к 90°. Пробивная способность пули за счет разворота снижается в 3…5 раз по сравнению с осесимметричным прониканием. Пробивая экран, пуля теряет практически всю свою кинетическую энергию.
При воздействии кумулятивной гранаты ее взрыватель срабатывает на первой шторе внешнего контура. Кумулятивная струя при прохождении через частую упругую сетку с просветом ячейки менее диаметра кумулятивной струи и установленную под углом к направлению струи начинает фрагментироваться, а за счет вибрации упругой сетки объемного плетения фрагменты отклоняются в боковом направлении. Авторами экспериментально установлено, что при отсутствии отклоняющих элементов (например, сеток) на пути кумулятивной струи фрагменты струи расходятся в боковом направлении на угол 2…4 градуса. С применением сеток объемного плетения по данному техническому решению угол бокового расхождения фрагментов кумулятивной струи составляет 20 и более градусов. Этот эффект обеспечивает распределение фрагментов кумулятивной струи по большой поверхности. Кроме того, последующие сетки дополнительно перехватывают значительную часть фрагментов, что в целом существенно снижает поражающую способность кумулятивного боеприпаса.
Таким образом, предложенное противокумулятивное и противопульное защитное устройство с высокой эффективностью обеспечит защиту экологически опасных объектов от воздействия пуль различных калибров и кумулятивных боеприпасов, включая боеприпасы ручных гранатометов различных калибров. По расчетным оценкам и экспериментальным исследованиям надежность защиты объектов составляет: от воздействия пуль практически 1,0; от воздействия кумулятивных гранат типа ПГ-7ВЛ ручных гранатометов РПГ-7 в пределах 0,9…0,95.
Источники информации
1. Противогранатометное и противопульное защитное устройство. Патент Российской Федерации №2122702 от 29.12.1997.