ПРОТИВООСКОЛОЧНОЕ ЭКРАНИРУЮЩЕЕ ПОЛОТНО

Полезная модель относится к области слоистых пулестойких материалов из баллистической ткани с экранирующими свойствами, и может быть использована при изготовлении средств массовой защиты.
2
2
Известно устойчивое к пробиванию текстильное полотно (Патент РФ №2525809, опубликовано: 20.08.2014, бюл. №23), содержащее по меньшей мере одну некрученую высокопрочную филаментную нить, которая выбрана из группы, состоящей из арамидных филаментных нитей, филаментных нитей из полибензоксазола, филаментных нитей из полибензотиазола или из смеси по меньшей мере двух упомянутых филаментных нитей, с измеренной без скручивания согласно ASTM D-885 прочностью на разрыв по меньшей мере 1100 МПа. При этом высокопрочная филаментная нить представляет собой настолько увеличенную в объеме высокопрочную филаментную нить, что содержащее эту увеличенную в объеме высокопрочную филаментную нить текстильное полотно (I) имеет измеренную согласно DIN 53885 относительную сжимаемость, для определения которой измерялась начальная толщина с измерительным давлением от 0,5 Н/см и конечная толщина с измерительным давлением от 5 Н/см, причем относительная сжимаемость в f раз больше, чем относительная сжимаемость сравнительного текстильного полотна, получение которого отличается от получения устойчивого к пробиванию текстильного полотна (I) только тем, что высокопрочная филаментная нить сравнительного текстильного полотна не увеличена в объеме, причем f имеет значение от 1,2 до 5.
Также известен пулестойкий материал (Патент РФ №2430327, опубликовано: 27.09.2011, бюл. №27), обработанной фторуглеродным полимером, при этом обработанная баллистическая ткань имеет на поверхности отвержденное покрытие эпилама, полученное путем погружения ткани в раствор на основе органического растворителя, содержащего 0,2-5 мас. % фторуглеродного полимера с концевой группой - CF3, выбранного из группы: перфторполиэфирная кислота, перфторлауриновая кислота, с последующей сушкой и отверждением его. Пулестойкий материал изготавливают из слоев баллистической ткани, предварительно осуществляют обработку ткани фторуглеродным полимером с получением на поверхности ткани отвержденного покрытия эпилама путем погружения ткани в раствор на основе органического растворителя, содержащего 0,2-5 мас. % фторуглеродного полимера с концевой группой - CF3, выбранного из группы: перфторполиэфирная кислота, перфторлауриновая кислота, с последующей сушкой и отверждением его.
Также известны способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал (Патент РФ 2701717, опубликовано: 30.09.2019, бюл. №28) из слоев баллистической ткани на основе высокопрочных арамидных нитей с линейной плотностью 29,4 текс, выполненной саржевым переплетением, которая получена путем обработки нитей ткани путем погружения ткани в 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, выдержки в нем с последующей отмывкой, шлихтования нитей ткани ее погружением в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, последующей выдержкой в нем, сушкой до испарения растворителя, обработкой катализатором - 20-40% раствором серной кислоты, отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния.
Кроме того, известен способ металлизации плоских материалов (Патент РФ №2479681, опубликовано: 20.04.2013, бюл. №11), заключающийся в плавлении металлических проволочек электровоздействием, а также в распылении микрочастиц расплавленного металла на плоскость материала. Технология осуществима в любых средах, в том числе в жидких, полотна обладают экранирующими свойствами, антибактериальной, антивирусной, каталитической активностями.
Также известно противоосколочное взрывозащитное устройство (Заявка: 94041300/02, 11.11.1994, дата публикации заявки: 20.04.1997), включающее каркас, защитный экран, массу для торможения осколков, отличающееся тем, что оно снабжено полусферическим экранирующим куполом с коническим картонным каркасом и центральным отверстием, причем между 25-м и 26-м слоями в середине защитного экрана встроена "подушка", расположенная против центрального отверстия и перекрываемая его в соотношении 10:1, при этом масса для торможения осколков выполнена из лоскутов ткани ТСВМ-ДЖ по ТУ 17 РСФСР 62-10540-83, ГОСТ 20566-75, которыми в хаотично-свободном виде набиты экранирующий купол толщиной по отношению к массе взрывчатого вещества как 1,1:1 и "подушка" - как 1,3:1, диаметр центрального отверстия составляет как 1:1, стенки купола с коническим картонным каркасом в его основании удалены от взрывоопасного изделия как 1: 1,2 по отношению к скорости разлета осколков, а площадь защитного экрана в 2,5 раза больше площади, накрываемой полусферическим экранирующим куполом.
Известно устройство складного локализатора взрыва (патент РФ 2564463, МПК F42D 5/04, опубл. 10.10.2015) в форме квадрата в плане образованного четырьмя вертикальными жесткими полыми стенками, выполненными в виде раскрывающихся створок, заполненными энергодиссипирующим наполнителем и снабженными петлями для оперативной изоляции взрывоопасных устройств.
Известно складное укрытие для маскировки объектов и изоляции радиоуправляемых взрывоопасных устройств (патент РФ 70358, МПК F41H 3/00, опубл. 20.01.2008), содержащее защитное покрытие, выполненное из гибких радиопоглощающих материалов с резистивными свойствами, и монтажные приспособления для его фиксации над объектом. Складное укрытие имеет форму шатра, окрашено в защитный цвет, а изломанная боковая поверхность укрытия состоит из направленных под углом друг к другу расширяющихся к низу граней, ребра которых образованы с помощью монтажных приспособлений, причем поверхности граней не параллельны ни одной из поверхностей объекта, а ширина каждой из граней выбрана больше максимальной длины электромагнитной волны рабочего радиодиапазона.
Известно складное укрытие против дистанционного инициирования кумулятивных гранат (патент РФ 2204790 МПК F41H 5/00, опубл. 20.05.2003), которое содержит шторы из металлической сетки с различной величиной ячеек и стальной экран толщиной не менее 0,5 калибра пули. Стальной экран имеет сверхтвердый лицевой слой с твердостью не менее 85 HRA, толщина которого составляет 0,3-0,7 общей толщины экрана.
Известно устройство складного защитно-маскировочного экрана (патент РФ 2476810, МПК F41H 3/00, приоритет 31.01.2009), являющегося складным укрытием для оперативной изоляции радиоуправляемых взрывоопасных устройств, состоящее из размещенного на трансформируемом сборно-разборном каркасе гибкого комплексного покрытия, имеющего слоистую конструкцию, верхний слой которой свободно, без закрепления, уложенный на нижний слой, изготовлен из маскировочного материала, а нижний - из скрепленных между собой посредством гибких петель полос проволочной плетеной металлической сетки, окантованных по всему периметру гибким и прочным материалом, при этом металлическая сетка выполнена с размером ячейки не более 30 мм из проволоки толщиной не менее 2,5 мм при массе не менее 3,0 г/м. Окантовка по общему периметру металлической сетки гибким материалом с закрепленными проушинами обеспечивает возможность ее развертывания (свертывания), без зацепления, и скрепление полос между собой при сборке защитного элемента гибкого комплексного покрытия на каркасе, что сокращает время рабочей установки экрана.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является US 2006/0011054 А1. По данному решению предлагается многослойный гибкий экран, состоящий из слоя защиты от радиочастот и слоя баллистического контроля.
Отличие заявляемой полезной модели состоит в том, что противоосколочное экранирующее полотно, включающее конструкцию, содержащую сопряженные между собой слой противоосколочной баллистической ткани и слой в виде материала с экранирующими свойствами, при этом слой материала с экранирующими свойствами содержит сетку с размером ячейки меньше четверти длины волны в радиодиапазоне, где наиболее вероятно управления ВУ.
Причем можно использовать несколько слоев с разными размерами. Дело в том, что эффективность экранирования на различных частотах зависит от размеров ячейки и материала, применяемого для изготовления экранирующей сетки (ткани), (https://studopedia.ru/5_887_ekranirovanie-tehnicheskih-sredstv-i-pomeshcheniy.html). Используя несколько слоев с различными размерами ячейки и материалами (предварительно высчитав оптимальные значения), обеспечивают максимальное экранирование в максимально широком диапазоне частот (от 3 МГц до 30 ГГц, например, https://vandex.ru/search/?text=%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%8B%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82%20%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F&1r=213&clid-2256802-101&win=377).
Таким образом, из уровня техники не известна заявляемая совокупность существенных признаков.
И данное решение будет иметь существенные преимущества перед US 2006/0011054 А1. Так, в данном патенте указан «слой, обладающий свойствами электромагнитного экранирования» указанный в патенте (US 2006/0011054 А1, опубл. 19.01.2006).
Очевидно, что при использовании слоя в виде сетки, вместо, например, слоя в виде листа стали - при варианте использования сетки, производитель выигрывает как минимум в массе.
Так, например, практически все современные производители изделий, требующих надежного экранирования, используют данный принцип - «металлическую сетку с размерами  ячейки, меньше четверти длины волны излучений» - Например, производители чехлов от ЭММИ - https://aliexpress.ru/item/32907407559.html?af=15423_1&utm_campaign=15423_1&aff_platform=api&utm_medium=cpa&cn=42qhk0z5tttuoi7mhh6burnhax6bwi8i&dp=v5_42q№0z5tttuoi7mhh6burnhax6bwi8i&cv=3738162&product_id=32907407559&sk=_dUDwK1w&aff_trace_key=08e2661483024b86a566ed2bed069571-1601608434666-01380-_dUDwK1w&terminal_id=4a5326c274704e6984e07bcd88488f1c&utm_source=epn&utm_content=3738162.
Таким образом, подытожив выше сказанное, можно констатировать:
При использовании вышеуказанной сетки (сеток) решается проблема «слишком большой массы» изделий, выполненных с использованием слоя, обладающим свойствами электромагнитного экранирования.
Также использование экранирующих сеток с определенными размерами ячеек в заявленном противоосколочном экранирующем полотне, дает дополнительную защиту в виде противоосколочного эффекта и будет способствовать задержке крупных, средних и даже мелких осколков (в зависимости от размеров ячейки.
Кроме этого, дополнительным результатом будет «гибкость в выборе диапазонов и максимального ослабления» (в отличие от US 2006/0011054 А1). Так, производитель или эксплантат данного изделия может регулировать эффективность экранирующего диапазона за счет количества используемых сеток и размер их ячеек (например, если достаточно 55 дБ в диапазоне 800-1000 МГц достаточно использовать один слой «HEG03 сетка экранирующая 55дБ» (http://izlucheniya.ru/shop/heg03-setka-ekraniruyushhaya-55db/), для достижения ослабления 80 дБ необходимо будет добавить еще один слой подобной сетки, для, например, эффективного экранирования в диапазоне 5-6 ГГц необходимо добавить еще слой с меньшими линейными размерами ячеек и так далее.
Технический результат заключается в повышении уровня безопасности окружающих (так как, например, даже при срабатывании ВУ под противоосколочной экранирующей тканью, вследствие невозможности «экранировании» сигнала с вероятностью 100%, противоосколочные слои существенно уменьшат причиняемый ущерб).
Технический результат достигается за счет того, что при накрытии возможного ВУ противоосколочным экранирующим полотном, содержащим один или несколько слоев специально рассчитанной экранированной ткани (сетки), сигнал в широком диапазоне радиочастот (например, от 3 МГц до 30 ГГц), (в том числе в этом диапазоне работают и сотовые телефоны, которые наиболее часто используются преступниками в последнее время для инициации ВУ) будет ослабляться в несколько десятков раз (до 10 в 12 степени), что с большой долей вероятности не даст осуществить дистанционный подрыв ВУ.
Противоосколочное экранирующее полотно включает сопряженные между собой слой противоосколочной баллистической ткани и слои в виде материала с экранирующими свойствами, представляющего собой набор экранирующей сеток. Сопряжение может быть обеспечено, например, посредством стежки или закрепления по периметру полотна. Излучение радиоволн - процесс возбуждения бегущих электромагнитных волн радиодиапазона в пространстве, окружающем источник колебаний тока или заряда. Соответственно, размер ячейки сетки для наилучшего экранирования должен быть меньше четверти длины волны излучения.
Например, частота беспроводной системы связи (Wi-Fi) 2412 МГц, то есть длина волны WiFi=12 см и, соответственно, для максимального экранирования этого вида радиосигнала размеры ячейки сетки должны быть меньше 3 см. Таким образом, чем выше частота, тем меньше должны быть линейные размеры ячейки, используемые для экранирования.
Наиболее применим для связи (по устойчивости и эффективности) диапазон для радиосвязи от 30 МГц до 6 ГГц. Соответственно длины волн для этого диапазона будут от 10 м до 5 см. Эффективность магнитного экранирования зависит от частоты и электрических свойств материала экрана. Чем ниже частота, тем слабее действует экран, тем большей толщины необходимо его изготовлять для достижения одного и того же экранирующего эффекта. Для высоких частот, начиная с диапазона средних волн, экран из любого металла толщиной 0,5-1,5 мм действует весьма эффективно. При выборе толщины и материала экрана следует учитывать механическую прочность, жесткость, стойкость против коррозии, удобство стыковки отдельных деталей и осуществления между ними переходных контактов с малым сопротивлением, удобство пайки, сварки и пр. (http://www.bnti.ru/showart.asp?aid=985&lwl=04). Выбор материала экранирующей сетки осуществляют исходя из обеспечения требуемой эффективности экранирования в заданном диапазоне частот при определенных ограничениях. Эти ограничения связаны с массогабаритными характеристиками экрана, его влиянием на экранируемый объект, с механической прочностью и устойчивостью экрана против коррозии, с технологичностью его конструкции и т.д. Коэффициенты экранирования приведены в таблице.
Для достижения заявленного в настоящей полезной модели технического результата для частот выше 10 МГц медная и, тем более, серебряная пленка толщиной более 0,1 мм дает значительный экранирующий эффект. Поэтому на частотах выше 10 МГц вполне допустимо применение экранов из фольгированного гетинакса или другого изоляционного материала с нанесенным на него медным или серебряным покрытием.
При применении многослойных экранов эффективность магнитостатического экранирования повышается.
Использование экранирующих сеток с определенными размерами ячеек в заявленном противоосколочном экранирующем полотне, дает дополнительную защиту в виде противоосколочного эффекта и будет способствовать задержке крупных, средних и даже мелких осколков (в зависимости от размеров ячейки).
Противоосколочное экранирующее полотно работает следующим образом.
При накрытии возможного ВУ противоосколочным экранирующим полотном, содержащим один или несколько слоев специально рассчитанной экранирующей сетки, сигнал в широком диапазоне радиочастот (например, от 3 МГц до 30 ГГц), (в том числе в этом диапазоне работают и сотовые телефоны, которые наиболее часто используются преступниками в последнее время для инициации ВУ) ослабляется в несколько десятков раз (до 1012), что с большой долей вероятности не дает осуществить дистанционный подрыв ВУ. При использовании экранирующей сетки «HEG03 сетка экранирующая 55дБ» (http://izlucheniya.ru/shop/heg03-setka-ekraniruyushhaya-55db/) на частотах, соответствующих частотам работы GSM 900 (а именно эти частоты часто используют преступники для инициации ВЗР УСТР), затухание будет равно 55 дБ (316000 раз по мощности). При использовании двух слоев данного материала затухание возрастает до 80 дБ (100000000 раз по мощности). Примерно такие же характеристики и у других приведенных в таблице материалов.
Эффективность экранирования, зависящую от частоты, материала, толщины и линейных размеров ячейки экранирующей сетки, можно определить по формуле:
где r - радиус проволоки сетки, s - шаг сетки, λ - длина волны излучения.
Пример. Для GSM (900 МГц) осуществили расчет экранирующей сетки. Центральная частота f: 900 МГц. Диаметр провода сетки d: 1.5 мм. Допустимый уровень потерь на просачивание р: 1%. Максимальный размер ячейки экранирующей сетки b: 4.6 мм. Потери сигнала за счет просачивания через сетку: -0.04 dB.
В случае подрыва ВУ противоосколочное изделие сократит ущерб от такого взрыва.