ЗАЩИТНАЯ ПРОТИВОМИННАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО НОШЕНИЯ ПОВЕРХ ОБУВИ

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты, а именно к средствам противоминной защиты человека при контактных подрывах фугасных мин нажимного действия и может быть использована личным составом силовых структур при разведке местности на наличие противопехотных мин, а также при преодолении заминированных участков местности личным составом спецподразделений и гражданским населением прифронтовой зоны с высоким уровнем минной опасности.
Известны средства противоминной защиты, выполненные в виде постоянно носимой обуви (ботинки, полуботинки, сапоги), снабженной специальной подошвой [1, 2]. Однако данные изделия обладают ограниченными возможностями по уровню противоминной защиты, оцениваемой по критерию выраженности минно-взрывных травм, в частности при контактном подрыве под подошвой такой обуви заряда ВВ даже небольших мощностей (10-15 г в тротиловом эквиваленте) наблюдается, независимо от ее конструктивных особенностей, нарушение целостности костей нижних конечностей, требующее длительного лечения, наиболее вероятным исходом которого является стойкая инвалидизация пострадавшего. Кроме того, использование противоминной обуви предполагает периодическое постоянное ношение ее, что крайне затрудняет использование привычной сезонной обуви и в связи с этим такая тактика ее применения рассматривается как один из существеннейших эксплуатационных недостатков. Уровень противоминной защиты, обеспечиваемый данной категорией средств защиты, может быть квалифицирован как низший или по аналогии с бронежилетами - как I класс.
Известны средства противоминной защиты, выполненные в виде
периодически применяемых при наличии минной угрозы дополнительных элементов обычной летней или зимней обуви - защитные противоминные платформы [3] с вертикальными выносом ступни за пределы воздействия факторов минного взрыва, основным недостатком которых являются низкие эксплуатационные характеристики, обусловленные затруднением при передвижении, особенно в быстром темпе и по неровной местности, большими массогабаритными размерами и пр. Уровень противоминной защиты, обеспечиваемый этой категорией средств защиты, может быть квалифицирован как средний или по аналогии с бронежилетами - как II класс защиты.
В качестве прототипа выбрано устройство [4], надеваемое поверх обычной летней или зимней обуви, которое обладает более высокими эргономическими свойствами. Однако, несмотря на реализованный в нем принцип удаления ступни из зоны взрыва по вертикали конструкцией каркаса и введение в конструкцию энергопоглощающих элементов, дефлекторов и амортизирующего модуля рессорно-клинового типа, не удалось обеспечить более высокий уровень противоминной защиты, при том что и данное устройство также обладает сравнительными низкими эксплуатационными характеристиками, в том числе из-за оказываемого им большого сковывающего действия на пешие передвижения. По уровню противоминной защиты это устройство также относится к изделиям, обеспечивающим средний или по аналогии с бронежилетами - II класс защиты.
Целью полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик защитной противоминной платформы с одновременным обеспечением противоминной защиты не ниже уровня среднего класса.
Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит комбинированный опорно-амортизирующий и энергопоглощающий модуль, жесткие элементы которого изготовлены из композитных пластмассовых материалов, например из формовочного стеклопластика, в виде удлиненного
по форме ступни опорного короба, зауженного книзу спереди и сзади, с нанесенным на днище противопроскальзующим покрытием, например в виде слоя песка, закрепленного водостойким клеевым составом, опорной площадки, помещенной в распор в верхней части опорного короба и дефлектора, выполненного в виде углового  - образного или дугового  - образного желоба, расположенного снизу под опорной площадкой, при этом внутри опорного короба послойно расположены объемно распределенные энергопоглощающие материалы, например в виде чередующихся пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения водой и помещенного в водо- и паронепроницаемые контейнеры - в нижних слоях и пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения из расплавов предельными углеводородами с температурой плавления не ниже 65°С, например, парафином, озокеритом, церезином и пр. - в последующих слоях; амортизирующую прокладку, изготовленную, например, из эластичного, устойчивого к сминанию при статических нагрузках, равных массе тела не менее 70 кг, ворсинчатого материала с длиной ворсинок не менее 5 мм, жестко прикрепленную сверху к опорной площадке, а также защитный противоосколочный щиток для ступни, выполненный из баллистически устойчивых тканей в виде короба с открытым верхом и универсальный крепежный модуль, выполненный, например, в виде передних и задних ремней с пряжками, причем все каркасные элементы комбинированного опорно-амортизирующего и энергопоглощающего модуля, защитный противоосколочный щиток для ступни и универсальный крепежный модуль соединены между собой в единую конструкцию шнуровыми пластмассовыми заклепками, выполненными с дозируемым ограничением по устойчивости к импульсным разрывным нагрузкам. Все элементы комбинированного опорно-амортизирующего и энергопоглощающего модуля, защитный противоосколочный щиток для ступни и универсальный крепежный модуль соединены между собой в единую конструкцию шнуровыми
пластмассовыми заклепками, выполненными с дозируемым ограничением по устойчивости к импульсным разрывным нагрузкам.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с известными техническими решениями показывает, что она существенно отличается по конструкции наличием возможности для интегрированного выбора состава элементов каркасной конструкции с заданным уровнем противоминной защиты и обеспечением более высоких эксплуатационных свойств.
Защитная противоминная платформа для периодического ношения поверх обычной обуви обеспечивает сохранение биологической целостности костно-мышечных и нервно-сосудистых образований нижних конечностей, а также предупреждает возникновение системных поражений организма человека при несанкционированных контактных минных подрывах с помощью:
- выноса стопы по вертикали из зоны прямого бризантного (дробящего) и ударно-волнового воздействия взрыва и стабильного удержания ноги в этом положении в процессе эксплуатации;
- локализации энергии газопламенного потока взрыва и ограничения области ее распространения зоной опорного короба за счет применения различных объемно распределенных энергопоглощающих материалов;
- многоуровневой амортизации вертикальных и горизонтальных (продольных и боковых) ударных ускорений за счет реализации рессорно-клинового принципа гашения энергии путем обеспечения конструктивной возможности смещения опорной площадки вдоль передних и задних стенок опорного короба, расположенных друг относительно друга под углом в форме клина, применения расположенного на опорной площадке ворсинчатого материала, ограничивающего передачу энергии удара на стопу и механического разрушения заклепок, выполненных с дозированным ограничением по усилию отрыва, способствующего освобождению стопы от механической связи с каркасной конструкцией при превышении предельного уровня вертикальных либо горизонтальных ударных ускорений;
- отклонения дефлектором образующегося при взрыве газового потока в боковые стороны от нижней поверхности опорной площадки;
- исключения образования опасных вторичных ранящих осколков из разрушенных взрывом элементов каркасной конструкции за счет их разволокнения;
- защиты стоп, а в случае дополнительного использования защитного противоосколочного костюма и всего тела человека от вторичных осколков, образующихся в зоне взрыва.
В свою очередь защитная противоминная платформа для периодического ношения поверх обычной обуви минимально ограничивает пешие передвижения за счет оптимально подобранных геометрических параметров опорного короба, в том числе за счет уменьшения площади днища опорного короба относительно верхней его части, покрытия днища опорного короба противопроскальзующим составом и сравнительно небольшой массы изделия.
Благодаря наличию таких возможностей предлагаемое устройство может быть использовано для практического использования различными категориями населения при наличии высокой минной опасности.
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемая полезная модель соответствует критериям "новизна" и "неочевидность". В тоже время достигаемые с его помощью положительные эффекты, наличие возможности для технической реализации и простота организации эксплуатации предлагаемого устройства для достижения эффектов, заявляемых в цели полезной модели, а также безопасность его применения свидетельствуют о соответствии полезной модели критерию "производственная необходимость".
Общий вид защитной противоминной платформы, надетой поверх обычной обуви, приведен на рисунке фиг.1. Блок-схемы конструкций различных элементов защитной противоминной платформы для периодического ношения поверх обычной обуви приведены на чертежах фиг.2-5.
Защитная противоминная платформа для периодического ношения поверх обычной обуви (фиг.1-4) содержит комбинированный опорно-амортизирующий и энергопоглощающий модуль 1, жесткие элементы которого выполнены из композитных пластмассовых материалов, защитный противоосколочный щиток для стопы 2, выполненный из баллистически устойчивых тканей и универсальный крепежный модуль 3, которые конструктивно объединены в одно устройство с помощью шнуровых пластиковых заклепок 4 с дозируемым ограничением по устойчивости к импульсным разрывным нагрузкам.
Комбинированный опорно-амортизирующий и энергопоглощающий модуль 1 (фиг.2, 3, 4) состоит из опорного короба 5, выполненного в верхней части по размерам ступни и зауженного книзу спереди и сзади. В верхней части опорного короба 5 установлена в распор опорная площадка 6, выполненная из листового стеклопластика. Снизу под опорной площадкой 6 расположен дефлектор 7, выполненный в виде углового  - образного или дугового -образного желоба.
Внутри опорного короба 5 послойно расположены объемно распределенные энергопоглощающие материалы в виде чередующихся помещенного в водо- и паронепроницаемый контейнер 8 пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения водой 9 - в нижних слоях и пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения из расплавов предельными углеводородами с температурой плавления не ниже 65°С, например, парафином, озокеритом, церезином и пр. 10 - в последующих слоях. Снаружи на днище опорного короба 5 нанесено противопроскальзующее покрытие 11 из песка, закрепленного водостойким клеевым составом.
Сверху к опорной площадке 6 жестко прикреплена амортизирующая прокладка 12, изготовленная из эластичного, устойчивого к сминанию при статических нагрузках, равных массе тела не менее 70 кг, ворсинчатого
материала с длиной ворсинок не менее 5 мм, а также защитный противоосколочный щиток 2 для ступни (фиг.5), выполненный из баллистически устойчивых тканей в виде короба с открытым верхом и универсальный крепежный модуль 3, выполненный в виде передних 13 и задних 14 ремней с накладками 15 и пряжками 16.
Защитная противоминная платформа для периодического ношения поверх обычной обуви работает следующим образом.
Для перевода защитной противоминной платформы в рабочее положение (фиг.1) помещают ногу с надетой на нее обычной обувью внутрь защитного противоосколочного щитка для ступни 2 (фиг.2, 3, 4), выполненного в форме короба с открытым верхом, на амортизирующую прокладку 12, расположенную сверху на опорной площадке 6, закрепленной в распор в верхней части опорного короба 5, входящего в состав комбинированного опорно-амортизирующего и энергопоглощающего модуля 1 (фиг.2, 3,4).
Накладывают на обычную обувь элементы (ремни) универсального крепежного модуля 3 (фиг.5). При этом перекрест передних ремней 13 с накладкой 15 должен закрывать носок обычной обуви, а их свободные концы с второй накладкой 15 должны огибать задник обычной обуви; задние ремни 14 с накладкой 15 должны огибать область голеностопного сустава спереди. Вставляют ремни в пряжки 16 и затягивают их: сначала передние ремни 13 так, чтобы нога находилась примерно на равном расстоянии от краев опорной площадки 6, а затем задние ремни 14 так, чтобы выставленное положение фиксации ремней 14 не ограничивало свободы движений ноги в голеностопном суставе и при этом обеспечивало надежное закрепление защитной противоминной платформы на ноге.
Благодаря таким конструктивным решениям обеспечивается вынос ступни из зоны взрыва по вертикали и удержание стопы вне зоны прямого воздействия факторов взрыва заряда ВВ в процессе эксплуатации, реализуется рессорно-клиновой принцип гашения энергии при контактных
взрывах зарядов ВВ непосредственно под днищем опорного короба 5.
Кроме того, образующийся при контактном подрыве заряда ВВ или противопехотной мины нажимного действия под опорным коробом 5 газопламенный поток пробивает днище с нанесенным на нем снаружи противопроскальзующим покрытием 11 и затем, попадая внутрь опорного короба 5, гасится послойно расположенными в нем объемно распределенными энергопоглощающими материалами в виде чередующихся помещенного в водо- и паронепроницаемый контейнер 8 пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения водой 9 - в нижних слоях и пенополиуретана толщиной не менее 5 мм, наполненного до насыщения из расплавов предельными углеводородами с температурой плавления не ниже 65°С, например, парафином, озокеритом, церезином и пр. 10 - в последующих слоях и тем самым максимально ограничивается воздействие газопламенного потока зоной опорного короба 5.
Остаточный объем потока взрывных газов отклоняется от опорной площадки 6 дефлектором 7, выполняемым в виде углового  - образного (фиг.3) или дугового  образного (фиг.4) желоба.
Передача ударных горизонтальных (продольных и поперечных) импульсных ускорений на опорную площадку 6 и затем на стопу через стенки опорного короба 5 гасится за счет механического разрушения конструкции в местах соединения входящих в ее состав элементов и, прежде всего, шнуровых пластмассовых заклепок 4, выполненных с дозированным ограничением по усилию разрыва, с последующим отсоединением защитного противоосколочного щитка 2 и универсального крепежного модуля 3 от опорной площадки 6, а вместе с тем и от всего комбинированного опорно-амортизирующего и энергопоглощающего модуля.
Сравнительные защитные и эксплуатационные характеристики предлагаемой защитной противоминной платформы для периодического ношения поверх обуви и прототипа [5] представлены в таблице.
Таблица
Показатели, характеристики
Сравниваемые образцы
Изделие, изготовленное по описанию полезной модели
Прототип(цит. по [5])
1. Уровень противоминной защиты от контактных подрывов заряда ВВ, г в тротиловом эквиваленте
До 50
До 50
1. Масса полупары, кг
1,8
3,5
2. Длина подошвенной части опоры, мм
210
350
3. Состав энергопоглощающего модуля
Объемно распределенные различные химические энергопоглощающие вещества
Вакуумные стеклянные колбы и помещенные в тканевые контейнеры порошкообразные энергопоглощающие вещества
5. Удобство эксплуатации при пешем передвижении на различной местности
Обеспечено
Обеспечено с существенным ограничением, в т.ч. по пересеченной местности
Приведенные в таблице данные подтверждают возможность обеспечения высоких эксплуатационных характеристик и сохранения уровня противоминной защиты, предполагающей исключение системных поражений организма человека и поражений костно-мышечных и нервно-сосудистых образований ног, а также повреждений стоп вторичными ранящими осколками при контактном подрыве фугасных мин нажимного действия с массой заряда ВВ не более 50 г в тротиловом эквиваленте при использовании изготовленной по описанию полезной модели защитной противоминной платформы и тем самым свидетельствуют о достижимости поставленных целей.
ИСТОЧНИКИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ОПИСАНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1. AIGIS Blast Protection - Personal Protection 2005. Ali Rights Reserved.
2. Mine Resistant Boots. by Jiri Chladec, Landmines in Africa. Issue 6.2. August 2002.
3. Патент Великобритании №2191384, кл. А43В 3/00
4. Патент РФ №20900123, кл. А43В 13/14, 3/00