Полевое оборонительное сооружение
FIELD DEFENSE STRUCTURE

Изобретение относится к области фортификационных сооружений, применяемых при инженерном оборудовании местности для защиты личного состава на позициях и в районах расположения войск от воздействия современных средств поражения.
Известно «Полевое сооружение» (авторское свидетельство SU 1331152 от 20.10.1997 г.), содержащее несущий остов сооружения, который выполнен из подручных строительных материалов - бревен в виде сруба (из круглого леса), установленного по верхнему периметру котлована. Все сооружение с анкерами обваловывается грунтом. Получаемое укрытие является стационарным. Недостатки конструкции связаны с большими затратами времени на заготовку лесоматериалов, изготовление элементов и деталей остова и их сборку.
Известны стационарные защитные сооружения гражданской обороны, возводимые из сборно-монолитного железобетона, которые возводятся заблаговременно, а также быстровозводимые защитные сооружения, возводимые в угрожаемый период («Защитные сооружения гражданской обороны». Научный редактор Шульгин В.Н. М., 2007 [3]). Главным недостатком таких сооружения является то, что они возводятся на строительной площадке с проведением большого объема земляных работ по отрывке котлована и последующим обвалованием, что занимает большое количество времени.
Известно огневое фортификационное сооружение (патент РФ №2320948 от 27.01.2006 г.), состоящее из стен и перекрытия из земленосных мешков с грунтом и оборудовано амбразурой для ведения огня. Накат под перекрытием образован размещенными перпендикулярно продольной оси сооружения модулями локализатора ударных волн. Модули локализатора ударных волн состоят из деревянного каркаса, несущего бруса, минераловатной плиты и обтягивающей оболочки из акустически прозрачной ткани. Изобретение направлено на улучшение условий боевой работы расчета за счет снижения уровня силового воздействия на него ударной волны, возникающей в сооружении при стрельбе из образцов ракетно-артиллерийского вооружения.
Недостатком известного решения низкая огнестойкость оборонительного сооружения и стационарность его конструкции.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание оборонительных сооружений с использованием утилизированного углеродного волокна.
Технический результат - прочность и высокая огнестойкость оборонительного сооружения, обеспечение защиты от автоматического, стрелкового, огнестрельного оружия и огневых средств поражения.
Технический результат достигается тем, что оборонительное сооружение, содержит брустверы в виде мешков квадратной формы, заполненных утрамбованным бракованным углеродным волокном, последовательно пропитанным раствором аппретного клея в деминерализованной воде и раствором разжиженного битума.
Сырьем для производства углеродного волокна является полиакрилонитрильное (ПАН) волокно. ПАН волокно обладает достаточно высокой прочностью и сравнительно большой растяжимостью (22-35%). Кроме того характеризуются высокой термостойкостью. Производство углеродных волокон из ПАН волокна состоит из двух основных стадий: высокотемпературное окисление ПАН волокна (термостабилизация) и карбонизация. Вторая стадия обычно подразделяется на две: предкарбонизацию (температура 400-600°С и непосредственно карбонизацию (800-1800°С). Получаемое углеродное волокно является высокопрочным материалом, а также приобретает способность выдерживать высокие температуры нагрева до 1800°С.
Обработанное углеродное волокно, прошедшее стадию окисления, предкарбонизации и карбонизации, не всегда успешно проходит стадию химического анализа и испытания, вследствие чего направляется на утилизацию.
Волокно списывают в брак в результате обрыва жгутов в процессе обработки. Оборванные жгуты восстанавливают методом подвязывания к соседним жгутам. При этом часть оборванных жгутов списывают и отправляют на утилизацию. Обрыв жгутов возможен как на стадии окисления (т.е. неполной обработки), так и на стадии карбонизации или после нее.
Также волокно признается бракованным, когда в промежутках между обработкой происходит перезаправка волокна одной партии на последующую партию. В это время в процессе обработки волокна выдерживают параметры натяжения жгутов, параметры температурного нагрева участка окисления и зон предкарбонизации и непосредственно карбонизации. Также за этот период настраивается скорость движения волокна на протяженности всей линии обработки. Время настройки окисления и карбонизации в стартовом процессе после перезаправки новой партии ПАН волокна занимает 2-3 часа. Соответственно все волокно, которое двигалось в этот период времени (стартового процесса настройки линии), тоже является бракованным некондиционным материалом и так же сваливается в мешки и отправляется на утилизацию.
Заявляемое техническое решение направлено на использование бракованного углеродного волокна в оборонительных сооружениях типа брустверов.
Осуществление изобретения:
Оборонительное сооружение согласно заявляемому техническому решению включает брустверы, представляющие собой мешки квадратной формы с равномерными сторонами, сшитыми из плотного брезентового материала и заполненными путанным бракованным окисленным и карбонизированным углеродным волокном.
Углеродное волокно получают из полиакрилонитрильного волокна, представляющего собой жгутообразный материал белого цвета, прошедшего стадии окисления методом обжига в инертной среде и карбонизации при низкотемпературном и высокотемпературном режимах. В одном жгуте могут содержаться от 3000 до 48000 элементарных волокон (ПАН).
Перед наполнением брустверов углеродное волокно обрабатывают в два этапа:
Первым этапом пропитывают волокно промышленным углеродным аппретным клеем марки ЭДВС-95, ФС-6, либо иных марок разбавленным деминерализованной водой в соотношении 1 литр аппретного клея на 10 литров очищенной деминерализованной воды.
После обильной пропитки волокна раствором разбавленного аппретного клея его тщательно просушивают. Такое волокно обретает более прочную структуру и не позволяет элементарным частицам углеродного волокна распадаться.
Вторым этапом волокно пропитывают разжиженным (расплавленным) битумом, который придает материалу особую дополнительную структурную вязкость, позволяющую предохранять волокно от внешних механических факторов воздействия и повреждений путанных жгутов углеродного волокна на длительный срок его полезного использования.
После пропитки волокна гудроном повторно просушивают.
Готовый к использованию материал укладывают плотными слоями, туго утрамбовывая брезентовые мешки. Мешки для оборонительных защитных брустверов должны быть не менее 150 сантиметров в толщину и высоту с равными сторонами.
Преимущества заявляемого технического решения:
- Углеродное волокно обладает огромной прочностью и выдерживает высокие температуры нагрева. При этом оно обладает повышенной вязкостью, что дает возможность сдерживать огромную ударную силу автоматического и других видов стрелкового и огнестрельного оружия. Углеродное волокно также является огнеупорным негорючим материалом, что дает возможность сдерживать всевозможные взрывные удары в отличие от обычных песочных мешков, которые по сей день являются основным материалом для фортификационных сооружений, оборонительных линий, блокпостов и огневых точек военных укреплений.
- Брустверы из мешков, наполненных бракованным углеродным волокном, не являются сыпучим веществом как обычный песок и при пробитии практически остается неповрежденным, что позволяет использовать этот вид материала многократно в качестве оборонительных брустверов. При использовании мешков с наполнителем углеродным композитным материалом появляется возможность перебрасывать эти передвижные брустверы из одной точки временной дислокации в другие точки дальнейшей дислокации, что создает удобное и неприхотливое использование в долговременной эксплуатации оборонительных сооружений из углеродного бракованного волокна. Подобное использование и переброска обычных мешков из песочного наполнителя из одной точки дислокации в другую точку дислокации невозможна ввиду чрезмерной сыпучести песка, в отличии от альтернативного углеродного материала признанного бракованным.