РЕМЕННОЕ ПОДТУЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО БРОНЕШЛЕМА

Полезная модель относится к устройствам средств индивидуальной бронезащиты человека, в частности к устройству (общевойсковых или баллистических) бронешлемов, предназначенных для защиты головы владельца от воздействия высокоскоростных поражающих элементов боеприпасов, вторичных осколков и воздушной ударной волны взрыва.
Известна конструкция бронешлема по патенту ЕПВ №0226782, МПК F41H 1/04, А42В 3/00, опубл. 01.07.1987 г., в котором предусмотрено винтовое крепление подвесной системы к корпусу. Для этого в корпусе производят сверление отверстий, через которые с помощью заклепок или винтов крепится подтулейное устройство к корпусу шлема.
Известен защитный шлем по патенту RU №2238507, МПК F41H 1/04, А42В 3/00, опубл. 20.10.2004 г., содержащий корпус внутри которого размещена система подвески, опорное кольцо которого выполнено из двух ремней. Опорный ремень прикреплен к корпусу винтами и снабжен шлевками и упругой струной, соединенной в кольцо. Размерный ремень через шлевки установлен в опорный ремень. Ремни купольной части нижними концами связаны с корпусом винтами опорного ремня, а верхними концами - с венцом.
Известен защитный шлем по патенту RU №2250432, МПК F41H 1/08, А42В 3/14, опубл. 20.04.2005 г., содержащий корпус, изготовленный из скрепленных слоев баллистической ткани, внутри которого размещена система подвески из ремней купольной части и двух опорных ремней, ремня жесткого, прикрепленного к корпусу винтами, и ремня размерного, имеющего текстильную ворсовую застежку для регулирования длины и установленного на шлевках ремня жесткого. Размерный ремень снабжен лентой, пришитой к нему снаружи строчками через интервалы. Ремни купольной части пришиты к жесткому ремню строчками с образованием на концах шлевок, которые пропущены через интервалы, образованные швами в ленте, и пришиты к ремням купольной части строчками с образованием шлевок, в которые пропущен размерный ремень.
Известен защитный шлем, в котором предусмотрено крепление подвесной системы к корпусу шлема в виде текстильных застежек (петель и крючков), по патенту RU №73465, МПК F41H 1/04, А42В 3/00, опубл. 20.05.2008 г.
Известен шлем по патенту US №8578520 от 12.11.2013 г. МПК А42В 3/12, А42В 3/06, А42В 3/00, который содержит устройство усиления скольжения, располагаемое между внутренней поверхностью поглощающего энергию удара корпусом шлема и жестким крепежным (к голове) устройством. Устройство (механизм) усиления скольжения поддерживает возможность движения корпуса шлема в любом направлении и обеспечивает контролируемый способ поглощения энергии вращения. Поглощенная энергия вращения уменьшает величину ускорения вращения, воздействующего на мозг, и тем самым уменьшает перемещение мозга внутри черепа, снижая риск ротационной травмы.
Известные устройства определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемым решением устраняются недостатки общего известного уровня техники.
Недостатком известного устройства бронешлема является невысокая ударостойкость при кондиционном поражении [1] высокоскоростным поражающим элементом, вторичным осколком (например, фрагментом грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса, приводящая к формированию заброневой контузионной травмы [2] объекта защиты (тупой черепно-мозговой травмы головы пользователя).
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка ременного подтулейного устройства, обеспечивающее повышение ударостойкости (травмобезопасности) бронешлема при кондиционном поражении высокоскоростным поражающим элементом (ПЭ), вторичным осколком (например, фрагментом грунта) и воздушной ударной волной (ВУВ), образующимися при взрыве боеприпаса.
Технический результат устройства, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении защитных свойств бронешлема в условиях боевой эксплуатации при воздействии поражающих факторов взрыва боеприпаса, в повышении надежности его работы за счет повышения ударостойкости бронешлема при кондиционном поражении высокоскоростным поражающим элементом, вторичным осколком (например, фрагментом грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса, приводящее к снижению тяжести нанесения вреда здоровью пользователя при заброневой травме объекта защиты (головы).
Поставленная задача с достижением технического результата решается: за счет регулировки ремней подтулейного устройства, что обеспечивает настройку величины безопасного воздушного зазора [3,4] между наружной поверхностью объекта защиты и внутренней поверхностью корпуса бронешлема, которая превышает размер запреградного выступа [5, 6], формируемого при кондиционном поражении бронешлема высокоскоростным поражающим элементом; за счет использования ремня демпфирующего из эластичного материала (например, эластана), что повышает амортизационные свойства подтулейного устройства при ударе и перемещении корпуса бронешлема в сторону объекта защиты в результате его непробития высокоскоростным поражающим элементом, ударе вторичного осколка (например, фрагмента грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса.
Отличительными признаками устройства являются следующие:
- обеспечение величины безопасного воздушного зазора между наружной поверхностью объекта защиты и внутренней поверхностью корпуса бронешлема, которая превышает размер запреградного выступа, образующегося при непробитии корпуса бронешлема высокоскоростным поражающим элементом боеприпаса путем регулировки положения и натяжения ремней подтулейного устройства - признак существенный, предусматривает новую взаимосвязь элементов и их новое взаимное расположение, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата - повышение ударостойкости (травмобезопасности) бронешлема, за счет исключения контакта запреградного выступа с объектом защиты;
- повышение амортизационных свойств ременного подтулейного устройства при ударе и перемещении корпуса бронешлема в сторону объекта защиты в результате его непробития высокоскоростным поражающим элементом, ударе вторичного осколка (например, фрагмента грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса путем использования демпфирующего ремня из эластичного материала (например, эластана) - признак существенный, предусматривает новую взаимосвязь элементов и их новое взаимное расположение, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение ударостойкости (травмобезопасности) бронешлема, за счет повышения затрат энергии удара на перемещение бронешлема в целом с последующим затухающим колебательным движением.
Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению ударостойкости бронешлема при непробитии высокоскоростным поражающим элементом, ударе вторичного осколка (например, фрагмента грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса, без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствию критерию «полезная модель».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез бронешлема с видом на ременное подтулейное устройство, на фиг. 2 - боковой разрез бронешлема.
Бронешлем представлен корпусом 1, внутри которого размещено ременное подтулейное устройство, состоящее из обода жесткого 3, в виде шестигранника, в вершинах которого расположены опоры 2, обеспечивающие прочное соединение обода с корпусом бронешлема за счет сцепления текстильных застежек (не показаны) или винтового соединения 9 или их сочетания, на каждом ребре шестигранника обода жесткого 3 расположен бегунок 4, через который проходит ремень демпфирующий 5, на котором напротив каждой опоры 2 расположены шлевки 7, к которым пришиты ремни купольные 8, соединенные с венцом 11, и проходит ремень размерный 6, позволяющий регулировать размер обхвата объекта защиты с использованием застежки 10.
Вариант конкретного исполнения подтулейного устройства заключается в том, что бронешлем 1, с корпусом из слоев сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) или (и) полимерных арамидных композитов, внутри которого размешено ременное подтулейное устройство, состоит из обода жесткого 3, изготовленного из полиэтилена высокой плотности (HDPE) в виде шестигранника, в вершинах которого расположены опоры 2, обеспечивающие прочное соединение пояса жесткого с корпусом бронешлема за счет трехточечного винтового крепления 9, на каждом ребре шестигранника обода жесткого 3 расположены перемещающиеся бегунки пластмассовые 4, ширина которых ограничивает угол поворота корпуса бронешлема относительно объекта защиты, за счет работы (вращения) ремня демпфирующего 5, изготовленного из полиуретана, на котором напротив опоры 2 расположены шлевки 7, причем расстояние от опоры 2 до шлевки 7 настраивается на заданную величину, к каждой шлевке 7 пришиты ремни купольные 8, соединенные с венцом 11, и через них же проходит ремень размерный 6, позволяющий регулировать размер обхвата объекта защиты с использованием застежки 10, типа «Контакт», К-50. Ремни купольные и ремень размерный выполнены из ленты ременной арт.9С762.
В другом варианте ремни купольные для лучшего облегания объекта защиты, удобства эксплуатации, могут быть изготовлены из тканей, содержащих спандекс.
Настройка заявляемого ременного подтулейного устройства заключается в подборе ширины бегунка 4 и предварительном натяжении демпфирующего ремня 5, с учетом конкретного размера обхвата объекта защиты ремнем размерным 6 для обеспечения требуемой величины воздушного зазора между шлевкой 7 и опорой 2 обода жесткого 3, которая должна превышать величину запреградного выступа, образуемого при кондиционном поражении (непробитии) корпуса бронешлема высокоскоростным поражающим элементом боеприпаса. Кроме этого, подобранная ширина бегунка пластмассового 4 ограничивает поворот корпуса бронешлема относительно объекта защиты углом 30°.
Работает подтулейное устройство бронешлема следующим образом.
При кондиционном поражении (непробитии) бронешлема высокоскоростным поражающим элементом на первом этапе процесса, в течение первых 2 мс, в куполе образуется запреградной выступ, при этом заявляемое подтулейное устройство обеспечивает заданную (настроенную) величину воздушного зазора между внутренней поверхностью корпуса бронешлема и наружной поверхностью объекта защиты. Если величина воздушного зазора превышает величину запреградного выступа, то удара по объекту защиты выступом не будет. На втором этапе процесса воздействия (более 2…3 мс) происходит перемещение (вращение) корпуса бронешлема в направлении удара поражающего элемента. Заявляемое подтулейное устройство амортизирует поступательное движение бронешлема за счет работы ремня демпфирующего и поворота корпуса бронешлема относительно объекта защиты на угол 30° с последующими затухающими колебаниями.
При ударе по бронешлему вторичного осколка или воздушной ударной волны взрыва боеприпаса процесс воздействия проходит аналогично, выше описанному второму этапу. Происходит перемещение (вращение) корпуса бронешлема в направлении удара осколка или ВУВ, а подтулейное устройство амортизирует поступательное движение бронешлема за счет работы ремня демпфирующего и поворота корпуса бронешлема относительно объекта защиты на угол 30° с последующими затухающими колебаниями.
Таким образом, использование полезной модели устройства позволит создать бронешлем повышенной ударостойкости (травмобезопасности) при кондиционном поражении высокоскоростным поражающим элементом, вторичным осколком (например, фрагментом грунта) и воздушной ударной волной, образующимися при взрыве боеприпаса, что и подтверждает его использование по назначению. Осуществимость полезной модели подтверждена положительными результатами испытаний подтулейных устройств бронешлемов, изготовление которых основано на представленном описании.
Источники информации
1. ГОСТ РВ 8470-004-2011. Бронешлемы общевойсковые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 2012. - 16 с.
2. ГОСТ Р 55623-2013. Бронеодежда. Методы испытаний. М.: Стандартинформ. 2014. - 10 с.
3. Котосов А.А. Критерии и методы оценки эффективности поражающих элементов боеприпасов при непробитии общевойскового шлема / А.А. Котосов, С.М. Логаткин, С.П. Зигунов - Пенза: ПАИИ, 2008. с. 59-77.
4. Харченко Е.Ф. Композитные, текстильные и комбинированные бронематериалы. Том 1. Механизмы взаимодействия с баллистическими поражающими элементами / Е.Ф. Харченко, А.Ф. Ермоленко - М.: ЦНИИСМ, 2013. - С. 30-39.
5. Харченко Е.Ф. Композитные, текстильные и комбинированные бронематериалы. Том 2. Современные защитные структуры и средства индивидуальной бронезащиты / Е.Ф. Харченко - М.: ЦНИИСМ, 2014. - С. 53-61.
6. Роль подтулейного устройства в механизме травмы головы при непробитии шлема поражающим элементом / И.Е. Жуков, А.А. Котосов, А.В. Миляев и др. // Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды XIX Всероссийской НПрК РАРАН (4-7 апреля 2016 г.) том 2. Технические средства противодействия терроризму. М.: ФГБУ «РАРАН» и СПб.: «НПО СМ», 2016. С. 254-260.
7. Экспериментальное исследование параметров воздействия на модель объекта защиты при непробитии бронешлема поражающим элементом боеприпаса / И.Е. Жуков, К.А. Котосов, А.В. Миляев и др. // Вопросы оборонной техники, сер. 16: Технические средства противодействия терроризму. 2019. №5-6 (131-132), с. 128-134.