РАЗГРУЗОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИОННО-АМОРТИЗАЦИОННАЯ ПОДСТЕЖКА

Полезная модель относится к устройствам, комплексно решающим проблемы предохранения организма человека от развития теплового дискомфорта, разгрузки позвоночника и мышц плечевого пояса от дополнительной весовой нагрузки носимых элементов средств защиты, а также смягчения последствий локальных травматических механических воздействий на тело и может быть использована при эксплуатации совместно с бронежилетами, специальными защитными костюмами или иной специальной экипировкой.
Техническим результатом разработки данной полезной модели является придание ей свойства универсальности использования для комплексного повышения уровня защиты от локальных механических воздействий и снижения сковывающего и изнуряющего действия.
Из анализа уровня техники известно, что в настоящее время для удаления эндогенного тепла организма человека наиболее часто используют воздушные или жидкостные среды. Эффективность теплообмена при их использовании определяется уровнем исполнения технических средств, обеспечивающих контакт этих теплоносителей с телом человека [1]. Как правило, все средства, в конструкции которых используются устройства для активного подвода охлаждающих или наоборот нагревающих сред к телу человека, несмотря на высокую эффективность, одновременно являются энергетически высоко затратными, что не позволяет использовать их в автономном режиме, например при длительных действиях человека на открытой местности. Данное обстоятельство является главной причиной их ограниченного использования при действиях личного состава на открытой местности.
Для устранения этого недостатка была реализована разработка целой серии специальных прокладок, в которых благодаря использованию каркасных элементов в различном исполнении [2, 3, 4, 5] формируются стабильные вентиляционные каналы, способствующие проветриванию подкостюмного пространства, прежде всего в области верхней половины туловища. Благодаря этому обеспечивается активация конвективной составляющей теплоообмена за счет воздухообмена, происходящего вследствие естественного перепада температур окружающего воздуха по высоте, проявления эффекта «меха», обусловленного движением рук и ног, дыхательными движениями и ветрового напора. При этом предполагалось, что выполнение каркасных элементов с использованием пенополиэтилена позволит снизить негативное влияние экранирующего эффекта средств защиты, прежде всего бронежилетов, на теплоообмен, обусловленное использованием влаго- и воздухонепроницаемых пакетов защитных материалов и одновременно уменьшить эффект запреградного травмирующего действия на подлежащие ткани тела человека механических воздействий ранящими снарядами на бронежилеты при их непробитии. Однако конструктивно несовершенные технические решения этой задачи не принесли желаемого результата по стабилизации теплового состояния человека как в летних, так и в зимних условиях, что обусловило необходимость проведения поиска более совершенных технических решений.
Основные недостатки типовых конструкций этих были обусловлены тем, что в них использовались сплошные валики или столбики, которые из-за своих габаритов выключали из теплообмена большую площадь поверхности тела, исключали продольные движения воздуха в подкостюмном пространстве, что особенно важно при наличии ветрового напора, как правило, всегда имеющего место при действиях на открытой местности, сковывали движения туловищем и пр.
Вместе с тем, поскольку применения средств защиты неизбежно сопряжено с дополнительным негативным воздействием, обусловленным изнуряющим воздействием, прежде всего весовых нагрузок на мышцы плечевого пояса и спины, а также на позвоночник, которые вынуждены компенсировать массу удерживаемых на плечах элементов защиты, что с одной стороны негативно влияет на работоспособность при выполнении сложно-координированной деятельности, а с другой - способствует развитию профессиональной вредности и преждевременного общего утомления, обусловленного постоянными весовыми перегрузками, то одновременно возникла необходимость сведения к минимуму данного негативного эффекта включением в конструкцию специальных компенсирующих элементов.
Наиболее близким по технической сути и возможности достижения необходимого результата является одежда, снабженная приспособлением для вентилирования подкостюмного пространства [6]. Эта одежда имела равномерно разнесенные приподнятые ребра, образующие каналы для циркуляции воздуха между кожей и верхней одеждой. Недостатками указанной одежды являются невысокая эффективность удаления эндогенного тепла и низкие эксплуатационные и защитные свойства от локальных механических воздействий на тело человека.
Таким образом, целью данной разработки явилась разработка универсальной подстежки, которая бы отвечала всем перечисленным требованиям, и в то же время должна была бы допускать использование ее при эксплуатации в сочетании с различными вариантами экипировки, в том числе и той, в состав которой входят средства индивидуальной бронезащиты.
Поставленная цель достигается применением в качестве каркасных элементов, формирующих вентиляционные каналы, отдельно расположенных эластичных волнообразных или трапецевидных пластиковых полосок, жестко закрепленных со смещением на один полуизгиб на фиксированном расстоянии друг от друга с ориентацией перпендикулярно длине тела человека между двумя слоями воздухо- и влагопроницаемой ткани, соответствующей по форме и размерам составным элементам одежды. При этом каждый вентиляционный модуль может быть механически соединен друг с другом в различном сочетании в зависимости от стоящей задачи.
Использование такой конструкции, с одной стороны, обеспечивает поддержание стабильности просвета вентиляционных каналов в подкостюмном пространстве по высоте всего тела, а не только в области верхней половины туловища, минимальную экранизацию изолирующими материалами тела человека и свободу движений, а с другой - обеспечивает равномерный по площади защитный эффект от локальных механических воздействий.
Вместе с тем применение дополнительных жестко закрепленных снаружи тканевых оснований грудной и спинной секций со свободной от крепежа зоной, формирующей разгрузочный плечевой обхват, целиковых эластичных опорных проставок, нижние концы которых, содержащие встроенные, индивидуально настраиваемые под размер туловища телескопические устройства, помещенные в расположенные на поясном ремне с внешней стороны приемные емкости, обеспечивает возможность перенесения зоны компенсации массы экипировки с плечевого пояса и позвоночника на тазовые кости, предоставляя за счет этого свободу движений для рук в плечевом поясе и разгружая позвоночник.
Между тем, поскольку подстежка надевается непосредственно на табельную повседневную одежду, то она по своему определению обладает универсальностью применения.
В то же время, поскольку одним из достаточно частых вариантов использования бронежилетов является передвижение в ОВ и ВТ, то для компенсации неблагоприятного воздействия массы бронежилетов, в том числе при воздействии ударных ускорений, обусловленных минным подрывом транспортных средств, в конструкцию введены дополнительно подсоединяемые к нижним концам эластичных пластиковых опорных проставок, закрепленных на наружной стороне тканевого основания спинной секции, индивидуально настраиваемые телескопические устройства, выполненные с возможностью фиксации выбранной длины при соприкосновении нижнего конца опорных пластиковых проставок с поверхностью сидения и появлении ощущения фактической разгрузки плечевого пояса при применении бронежилетов или разгрузочных жилетов в положении сидя.
По совокупности признаков и достигаемых эффектов предлагаемая полезная модель отличается «неочевидностью разработанной конструкции», «новизной», «технической реализуемостью» и «промышленной применимостью» для комплексного решения прикладных задач по оптимизации условий деятельности человека в экстремальных условиях, требующих применения специальных индивидуальных средств зашиты.
Конструкция разгрузочной вентиляционно-амортизационной подстежки поясняется фиг. 1, 2, на которых изображены составные элементы устройства и принципиальная схема их компоновки в различных вариантах эксплуатации.
Разгрузочная вентиляционно-амортизационная подстежка (фиг. 1, 2) выполнена в виде отдельных вентиляционных модулей, соответствующих по форме и размерам составным элементам одежды, например, жилету, рукавам, брючинам, каждый из которых снабжен креплениями, например тканевыми застежками, для соединения их в различном сочетании друг с другом и с табельной одеждой.
Базовый вентиляционный модуль состоит грудной 1 и спинной 2 секций распашного жилета, механически соединенных между собой наплечными лямками 3. С боков секции 1 и 2 содержат индивидуально регулируемые застежки 4 для подгонки прилегания базового модуля к туловищу. Могут изготавливаться дополнительные модули для рукавов и брючин, при этом каждый из этих модулей имеет дополнительные застежки для соединения друг с другом в различном сочетании и прикрепления к табельной одежде (на рисунках не показано).
Грудная 1 и спинная 2 секции базового модуля содержат вентиляционные каналы 5 с фиксированным по длине сечением, которое образуют отдельно расположенные изогнутые - волнообразные или трапецевидные - эластичные опорные пластиковые полоски 6, изготовленные из полипропилена. Каждая изогнутая пластиковая полоска 6 жестко раздельно прикреплена изнутри к внутреннему 7 и наружному 8 тканевым основаниям секций 1 и 2 базового модуля со смещением на один полуизгиб на фиксированном расстоянии друг от друга с ориентацией перпендикулярно длине тела человека (фиг. 2).
Снаружи к внешней стороне тканевых оснований грудной 1 и спинной 2 секций базового модуля по бокам пришиты продольные узлы крепления 9, выполненные по размеру проставок 10.
Эластические опорные проставки 10, выполненные в виде двух целиковых трубок или тяжей, при сборке помещаются в узлы крепления 9 так, чтобы в области лямок оставалась свободная от крепежа участок, образующий разгрузочный плечевой обхват 11. Нижние концы проставок 10, оборудованные встроенными, индивидуально настраиваемыми под размер туловища телескопическими устройствами (на рисунке не показано), помещены в приемные емкости 12, расположенные с внешней стороны на поясном ремне 13, который на шлевках 14 прикреплен снаружи к внутренним тканевым основаниям грудной 1 и спинной 2 секции базового модуля.
К нижним концам эластичных пластиковых опорных проставок 10, закрепленных на спинной секции 2, дополнительно подсоединены индивидуально настраиваемые телескопические устройства 15, выполненные с возможностью фиксации выбранной длины при соприкосновении с поверхностью сидения и появлении ощущения фактической разгрузки плечевого пояса при применении бронежилетов или разгрузочных жилетов в положении сидя.
Устройство выполняет свою функцию после размещения его на теле человека поверх табельной одежды и подгонки под индивидуальные антропометрические размеры всех составных частей его следующим образом.
Ознакомившись с инструкцией по использованию данного устройства, пользователь надевает через голову базовый вентиляционный модуль (распашной жилет), представляющий собой объединенные друг с другом наплечными лямками 3 грудную 1 и спинную 2 секции с зафиксированными на них в узлах крепления 9 по бокам с наружной стороны две целиковых проставки 10 со свободным от крепежа участком в области соединительных наплечных лямок 3, выполняющим функцию разгрузочного плечевого обхвата 11 (фиг. 1 и 2).
Подгоняет по размеру верхней половины своего туловища степень прижатия грудной 1 и спинной 2 секции с использованием боковых ремней 4.
Вставляет поясной ремень 13 в шлевки 14 с наружной стороны внутренних тканевых оснований грудной 1 и спинной 2 секций базового модуля.
Вставляет проставки 10 в расположенные на ремнях 13 с внешней стороны приемные емкости 12. Затягивает поясной ремень 13 до появления ощущения плотного контакта с телом и упора ремня в верхний край подвздошных костей.
Выставляет положение телескопических устройств (на рисунке не показано) по ощущению появления полной весовой разгрузки плечевого пояса от бронежилета в положении стоя. Выставляет положение телескопических устройств 15 по ощущению появления полной весовой разгрузки плечевого пояса от бронежилета в положении сидя.
Проветривание подкостюмного пространства при использовании предлагаемой подстежки осуществляется пассивно за счет естественных механизмов конвекции через вентиляционные каналы 5 с фиксированным по длине сечением, которое образуют отдельно расположенные изогнутые - синусоидальные или трапецевидные - эластичные опорные пластиковые полоски 6, изготовленные из полипропилена. При этом пластиковые полоски 6 жестко прикреплены изнутри к тканевым основаниям 7 и 8 грудной 1 и спинной секций 2 базового модуля со смещением на один полуизгиб на фиксированном расстоянии друг от друга с ориентацией перпендикулярно длине тела человека (фиг. 2) так, чтобы не препятствовать свободе движений туловищем и одновременно обеспечивать вентиляцию подкостюмного пространства и необходимую защиту тела от локальных механических воздействий.
Применение разгрузочной вентиляционно-амортизационной подстежки при использовании штатных бронежилетов позволило обеспечить более комфортное состояние пользователей, о чем свидетельствовало повышение субъективного ощущения удобства эксплуатации бронежилетов, более комфортные тепловые ощущения, в том числе обусловленные исключением увлажнения элементов табельной одежды, поверх которых был надет бронежилет, освобождение позвоночника и плечевого пояса от весовой нагрузки бронежилетов, а также защитой тела от локальных механических воздействий.
Таким образом, практическое использование разгрузочной вентиляционно-амортизационной подстежки, содержащей новые конструктивные элементы и способы их взаимодействия, подтвердило промышленную применимость а также высокую эффективность реализуемой с использованием этого устройства технологии обеспечения индивидуальной защиты от комплекса неблагоприятных факторов в жизнеопасных ситуациях.
ИСТОЧНИКИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ПАТЕНТА
1. Кащеев B.C., Кузнец Е.И.. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. М.: Медицина, 1986,.
2. Устройство отечественных общевойсковых бронежилетов. Портал "Современная армия" 22.04.2012 г. http://www.modernarmy.ru/article/159 ©
3. Информационный материал фирмы НПП «СпецТЕХНИКА». Климатико-вентиляционный подпор для бронежилетов», 2015 г.
4. Информационный материал фирмы НПО «СпецМАТЕРИАЛЫ». Климатико-вентиляционный подпор для бронежилетов», 2015 г.
5. Патент на изобретение РФ №2120218
6. Патент на изобретение Великобритании N 2108822.