УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к оборонительным средствам, а именно, к непробиваемым преградам и может использоваться в армии и в других областях для защиты подвижных объектов от ударов низколетящих поражающих элементов с боевой кумулятивной частью без образования кумулятивной струи.
Известна «Защитная структура противоосколочного покрывала с газонаполненным материалом», описанная в патенте РФ №2200293, кл. F 41 H 1/02, оп. 10.03.03., состоящая из слоев тканого и нетканого материалов с повышенной баллистической стойкостью, разделенных слоями газонаполненного материала с замкнутыми порами
Недостатками этой защитной структуры является то, что она относится к средствам защиты людей, техники и строительных сооружений только от осколочного действия взрывных устройств и ее высокая стоимость, обусловленная использованием специального газонаполненного материала из изолона.
Известна «Слоистая гибкая броня», описанная в свидетельстве на полезную модель к патенту РФ №0002864, кл. 6 F 41 H 1/02, оп. 16.09.96., состоящая из последовательно расположенных слоев ткани на основе высокомодульного волокна, в которых толщина наружных слоев ткани и количество переплетений на единицу длины нитей основы и утка меньше, чем у нижележащих слоев, а все слои соединены прошивными нитями.
Недостатками этой брони является то, что с ее помощью можно останавливать и разрушать ударяющие предметы (пули) только на коротком пути и ее неспособность защищать объект от действия кумулятивной струи.
Известна «Система инженерной защиты», описанная в проспекте НПО «Специальные материалы», г. Санкт-Петербург, представляющая собой быстроразвертываемое инженерное заграждение в виде металлических рам с сетчатым экраном, скрепленных между собой. Для надежного срабатывания взрывателя поражающего элемента экраны выполняются в два ряда, с расстоянием друг от друга до 2 м, расположенных под определенными углами относительно друг друга.
Недостатком этой защиты является невозможность ее использования на движущихся объектах.
Известно «Защитное ограждение кузова транспортного средства», описанное в патенте РФ №2175614 кл. В 60 R 25/00, оп. 10.11.01, содержащее прямоугольное
основание, выполненное с возможностью установки над крышей транспортного средства и соединения с ним, дугообразные в поперечном сечении накладки и две боковые, лобовую и заднюю ставни стекол транспортного средства. Каждая ставня выполнена трехсекционной с прямоугольной средней частью и шарнирно прикрепленными к ней боковыми секциями. Средняя часть каждой ставни шарнирно соединена со стороны основания с возможностью поворота на 270° относительно горизонтальной оси, а накладки прикреплены к углам основания с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Фиксация защитного ограждения в охранном положении осуществляется замковыми узлами в виде криволинейных скоб, одеваемых на нижние края смежных боковых секций и накладки.
Недостаток известного устройства заключается в том, что защитное ограждение твердое, расположено в непосредственной близости от объекта, по сути дела обтягивает защищаемый объект и при ударе снаружи поражающим элементом повреждает боевой кумулятивной частью поражающего элемента (с образованием кумулятивной струи) защищаемый объект.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению, выбранному в качестве прототипа, является "Охранное устройство для предотвращения кражи автомобиля или его частей», описанное в патенте РФ №2023610 кл. В 60 R 25/00, оп. 30.11.94.
Известное устройство содержит тросовые или цепные защитные элементы, установленные на объекте, с возможностью обтягивания его узлов, и узлов крепления защитных элементов к объекту. При этом защитные элементы соединены между собой с образованием сетки, размеры которой меньше размеров защищаемых деталей. Средства защиты могут быть также выполнены в виде сплошных кожухов.
Недостаток известного устройства заключается в том, что защитные элементы устройства обтягивают защищаемый элемент (т.е. расположены в непосредственной близости) и при поражении объекта удар непосредственно приходится на корпус объекта, в результате чего происходит повреждение защищаемого объекта боевой кумулятивной частью поражающего элемента (с образованием кумулятивной струи).
Целью заявляемой полезной модели является устранение указанного недостатка, в частности, повышение надежности защиты подвижного объекта за счет торможения поражающего элемента и повреждения (смятия, искажения геометрии) оболочки кумулятивной боевой части поражающего элемента с невозможностью образования кумулятивной струи, являющейся основным поражающим и разрушающим объект источником.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты подвижного объекта, состоящем из защитных элементов в виде сети, выполненной из высокопрочного материала, расположенной на защищаемом объекте по его контуру и неподвижно закрепленных на объекта, узлов крепления защитных элементов к объекту, согласно полезной модели, материал из которого выполнена сеть является высокомодульным, а узлы крепления защитных элементов к объекту установлены равномерно по площади объекта и выполнены с возможностью размещения этих защитных элементов на расстоянии до одного метра от защищаемого объекта.
При этом защитные элементы сети выполнены из тросов, или из плоских лент, или из ткани с ортогональным нитяным переплетением, пропитанной эластомером.
Кроме того, узлы крепления защитных элементов к объекту выполнены в виде гибких стоек, или в виде слоя материала с плотностью не более 200 кг/куб, м.
За счет выполнения устройства защиты подвижного объекта из высокопрочного материала в виде сети, защитные элементы которой выполнены из тросов, или из плоских лент, или из ткани с ортогональным нитяным переплетением, пропитанной эластомером, и расположенной на расстоянии до одного метра от защищаемого объекта на гибких стойках, или на слое материала, обеспечивается торможение поражающего элемента, повреждение (смятие, искажение геометрии) этой сетью оболочки кумулятивной боевой части поражающего элемента с невозможностью образования кумулятивной струи и надежная защита самого объекта.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить надежность защиты подвижного объекта, за счет сохранения его от разрушения.
Заявляемое устройство защиты подвижного объекта обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемое устройство защиты подвижного объекта может широко применяться в армии, в органах охраны правопорядка для защиты от поражения ручными противотанковыми гранатометами с кумулятивной боевой частью и потому соответствует критерию "промышленная применимость".
Сущность предлагаемого устройства защиты подвижного объекта иллюстрируется чертежами, где представлены:
на фиг.1 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из тросов на стойках;
на фиг.2 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из тросов на слое материала;
на фиг.3 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из плоских лент на стойках;
на фиг.4 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из плоских лент на слое материала;
на фиг.5 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из ткани с ортогональным нитяным переплетением, пропитанной эластомером на стойках;
на фиг.6 - общий вид предлагаемого устройства защиты подвижного объекта, выполненного из ткани с ортогональным нитяным переплетением, пропитанной эластомером на слое материала.
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - тросов 3, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - стоек 4 (фиг.1).
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - тросов 3, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - слоя материала 5 в примере исполнения пластин пенопласта, равномерно разложенных на объекте (фиг.2).
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - плоских лент 6, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - стоек 4 (фиг.3).
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - плоских лент 6, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - слоя материала 5 в примере исполнения пластин пенопласта, равномерно разложенных на объекте (фиг.4).
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - ткани 7, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - стоек 4 (фиг.3).
Устройство защиты подвижного объекта 1 может состоять из сети 2, выполненной из защитных элементов - ткани 7, узлов крепления защитных элементов 3 к объекту 1 - слоя материала 5 в примере исполнения пластин пенопласта, равномерно разложенных на объекте (фиг.6).
Поражающий элемент 8, приведенный на фиг.1-6 не входит в устройство защиты подвижного объекта.
Устройство защиты подвижного объекта 1 выполняет свою защитную функцию следующим образом. Защитные элементы сети 2 (тросы 3, ленты 6, ткань 7) при
торможении поражающего элемента нагружают боевую коническую часть и оперение поражающего элемента 8 такими усилиями, которые обеспечивают искажение геометрии оболочки поражающего элемента 8 на пути менее одного метра с величиной продольного ускорения, недостаточной для срабатывания датчика подрыва поражающего элемента 8. Кинетическая энергия поражающего элемента 8 передается защитным элементам сети 2 в виде потенциальной энергии растяжения сети 2 из высокопрочного материала. Сеть 2 удерживается на заданном расстоянии от защищаемого объекта 1 на гибких стойках 4, которые, изгибаясь, передают усилие растяжения элементов сети 2 от места удара на соседние элементы сети 2. В примере исполнения элементы сети 2 - тросы 3 выполнены из высокопрочного и высокомодульного материала, например, поли-n-арамида, что позволяет им работать без разрушения с поражающими элементами 8, летящими со скоростями до 400 м/с. Острые кромки оперения поражающих элементов 8 могут частично повреждать тросы 3 за счет создания больших напряжений изгиба, поэтому применение плоских лент 6 и тканей 7 может значительно снизить эти напряжения. При попадании поражающего элемента 8 в стойку 4, сохраняющую расположения сети 2 на заданном расстоянии от защищаемого объекта 1, может привести к подрыву кумулятивной боевой части поражающего элемента 8. Это маловероятное явление можно исключить за счет применения сплошного основания - слоя материала 5 для расположения на нем сети 2. В примере исполнения слой материала 5 выполнен из пенопласта с плотностью не более 200 кг/куб.метр. Такой материал обладает слабым сопротивлением внедрению, но в то же время сминает коническую оболочку поражающего элемента 8, в которую заключен кумулятивный снаряд, что не приводит к срабатыванию датчика подрыва боевой части. Применение ткани 7 (мелкоячеистой сети 2) из ортогональных нитей, пропитанных эластомером и расположенной на сплошном основании из пенопласта 5, позволяет сделать сопротивление защиты полностью равномерным, обеспечить хороший внешний вид и аэродинамику объекта. Прогиб ткани 7 на сплошном слое материала 5 при касании носка поражающего элемента 8 происходит с нарастающей реакцией вплоть до прорыва, после которого продолжается сопротивление слоя материала (пенопласта) 5, сминающее коническую оболочку поражающего элемента 8 и, наконец, оперение касается поверхности защиты сети 2, завершая торможение поражающего элемента 8 с кумулятивной боевой частью полной остановкой. Если все же подрыв поражающего элемента 8 произойдет, то он для объекта 1 неопасен, так как из-за смятой оболочки не происходит формирование кумулятивной струи, являющейся основным поражающим и разрушающим источником объекта 1.
Рассмотрим конкретный пример. При выстреле из ручного противотанкового гранатомета с близкого расстояния, когда скорость полета гранаты массой до 2 кг максимальна и достигает 300 м/сек при попадании носка гранаты в трос 3. Трос 3 начинает прогибаться, натягиваться и за счет изгиба стойки 4 передает усилие натяжения соседним элементам сети. Энергия гранаты передается тросу 3 и стойкам 4, вызывая их деформирование. Кинетическая энергия гранаты не превышает 90 КДж, которая может быть воспринята без разрыва при растяжении одного троса 3 из высокопрочного материала типа поли-n-арамида (Кевлара, СВМ, Тварона и др.) длиной 9 м с площадью поперечного сечения 1 кв. см и модулем упругости Е=100 ГПа. Здесь заложен типовой предел прочности - 2 ГПа. Использование высокомодульного материала типа поли-n-арамида в отличие от стали или полиамидов дает возможность не рассматривать динамическую составляющую напряженного состояния в тросе 3, так как скорость звука в нем достигает 9 км/с, а учитывать таким образом лишь квазистатичность нагружения.
Трос 3 с полудлиной 9 м получается при расположении на расстоянии 1 м вокруг защищаемого объекта 1 диаметром около 4 м. При использовании тросов 3 большей длины запас прочности увеличивается. Если объект 1 имеет меньший диаметр, то сечение троса 3 нужно увеличить.
Попадание в один трос 3 - явление маловероятное, поэтому чаще будут работать два и четыре троса 3 (при попадании в ячейку). То есть надежность устройства будет возрастать. Перемещение троса 3 в месте удара определяется податливостью стоек 4 и трением в контакте "трос-стойка" - чем стойки 4 жестче, тем перемещение будет меньше и, в пределе, ограничится лишь прогибом от растяжения троса 3. В данном случае при малом трении для объекта диаметром 4 м расстояние между стойками 4 должно быть не более 1,2 м.
Заявляемое устройство защиты подвижного объекта в сравнении с прототипом является более надежным, при обеспечении заданного уровня защиты, за счет выполнения устройства защиты подвижного объекта из высокопрочного материала в виде сети, расположенной с помощью узлов крепления защитных элементов к объекту на расстоянии до одного метра от защищаемого объекта, обеспечивающей торможение поражающего элемента и повреждение (смятие, искажение геометрии) оболочки боевой кумулятивной части поражающего элемента с невозможностью образования кумулятивной струи, являющейся основным поражающим и разрушающим источником объекта.