ДЕМПФИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Данная полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты, а более точно касается демпфирующей системы.
Полезная модель может быть использована для индивидуальной защиты от запреградного действия, возникающего при воздействии средств поражения, таких как вторичные осколки и фрагменты пуль в конструкциях бронежилетов, используемых без жестких защитных элементов.
Известна демпфирующая система (RU 2015490, С 1), содержащая амортизационные слои, размещенные с возможностью перемещения каждого слоя в плоскости, перпендикулярной к плоскости их размещения. То есть демпфирующая система выполнена в виде многослойного пакета не менее чем из пятнадцати слоев баллистической ткани, пропитанной синтетической смолой. Слои скреплены по одной стороне с возможностью перемещения каждого слоя в плоскости, перпендикулярной плоскости их размещения. Средство поражения, проходя через баллистический защитный пакет, теряет в нем большую часть своей энергии, расходуя ее на преодоление сил трения при столкновении с баллистическими материалами, и тормозится в баллистическом пакете. Но следующая за этим воздействием ударная волна от средств поражения вызывает запреградное воздействие на тело человека, опасное для жизни. Баллистический материал, пропитанный синтетической смолой, сдерживает продавливающее действие ударной волны, амортизирует ударную волну, как бы растворяя ее в смоле, и ослабляет ее действие от слоя к слою. Однако известная демпфирующая система сложна в изготовлении. Сложности при изготовлении демпфирующей системы, связанны с необходимостью использования специального оборудования для пропитывания материалов смолой. В данной демпфирующей системе имеет место большая трудоемкость и время, затраченное на ее изготовление, так как каждый из пятнадцати и более слоев баллистического материала необходимо пропитать синтетической смолой, просушить, а затем раскроить по детально. Система обладает недостаточными амортизирующими свойствами для снижения действия ударной волны, образованной после прохождения средством поражения баллистического защитного пакета, за счет недостаточной толщины баллистической ткани. Баллистическая ткань не предназначена для сдерживания ударной волны. Изготовление данной демпфирующей системы дорого из- за использования большого количества баллистического материала, кроме как в бронепакете. Демпфирующая система обладает большой массой по причине использования большого количества баллистического материала, пропитанного еще и
смолой. В связи с применением баллистических материалов, которые не обладают воздухопроницаемостью, демпфирующая система обладает низкими физиолого-гигиеническими характеристиками.
В основу полезной модели положена задача создания демпфирующей системы с таким ее конструктивным выполнением, которое позволило бы снизить трудоемкость и время, затраченное на изготовление самой демпфирующей системы, упростить процесс изготовления демпфирующей системы и уменьшить ее массу и как следствие повысить удобство при ее эксплуатации, повысить амортизирующие свойства и улучшить физиологе - гигиенические характеристики используемых в ней материалов.
Поставленная задача решается тем, что в демпфирующей системе, содержащей три амортизационных слоя, размещенных с возможностью перемещения каждого слоя в плоскости, перпендикулярной к плоскости их размещения, согласно полезной модели, демпфирующая система содержит чехол, в котором последовательно размещены амортизационные слои, при этом первый слой выполнен из высокообъемного материала на основе полиамидных мононитей, второй слой выполнен из трехслойной полиэтилентерефталатной пленки, а третий слой выполнен из объемного полимерного материала.
Возможно, что третий слой, выполненный из объемного полимерного материала, представляет собой высокообъемный материал толщиной равной 5,0 мм из полиамидных крученых нитей.
2
Целесообразно, чтобы третий слой был выполнен из объемного полимерного материала, который представляет собой листовой эластичный закрытоячеистый материал на основе полиэтилена высокого давления со сшитой молекулярной структурой толщиной равной 5,0 мм поверхностной плотности равной 0,16 кг/м.
2
Предпочтительно, чтобы третий слой, выполненный из объемного полимерного материала, представлял собой листовой эластичный закрытоячеистый материал на основе полиэтилена высокого давления со сшитой молекулярной структурой толщиной равной 2,0 мм поверхностной плотностью равной 0,40 кг/м.
Возможно, что второй слой, выполненный из трехслойной полиэтилентерефталатной пленки, представляет собой проклеенные клеем, отверждаемом под давлением, не менее трех слоев полиэтилентерефталатной пленки.
Целесообразно, чтобы первый слой, выполненный из высокообъемного материала на основе полиамидных мононитей, представлял собой двухслойный материал толщиной
равной 10 мм, покровные слои которого были бы основоворсового трикотажного
переплетения, а между ними были вертикально расположены упругие полиамидные мононити.
Данная полезная модель позволяет создать демпфирующую систему с таким ее конструктивным выполнением, которое позволило бы снизить трудоемкость и время, затраченное на изготовление самой демпфирующей системы, упростить процесс изготовления демпфирующей системы и уменьшить ее массу и как следствие повысить удобство при ее эксплуатации, повысить амортизирующие свойства и улучшить физиологе - гигиенические характеристики. Данная система способна максимально снизить запреградное воздействие от средств поражения на тело человека с 20 - 25 мм до 10 мм. Масса такой системы в бронежилете составляет не более 0,5 кг, а толщина не более 14,5 мм. Использование высокообъемного материала, внутри которого происходит естественная вентиляция воздуха за счет пористой структуры, позволяет значительно улучшить физиолого-гигиенические свойства демпфирующей системы, что немаловажно для одежды скрытого ношения, располагающейся непосредственно вблизи тела.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером выполнения и чертежами, на которых
Фиг.1 изображает схематически структуру демпфирующей системы, согласно полезной модели;
Фиг.2 изображает схематически структуру демпфирующей системы и баллистический защитный пакет в момент проникновения в него средства поражения и исходящий от средств поражения результат ударной волны, согласно полезной модели;
Демпфирующая система содержит три амортизационных слоя 1(фиг.1), 2, 3, размещенных с возможностью перемещения каждого слоя 1, 2, 3 в плоскости, перпендикулярной к плоскости их размещения. Демпфирующая система содержит чехол (на фигуре не показан), в котором последовательно размещены три амортизационных слоя 1, 2, 3, соприкасающихся, но не соединенных между собой. Расстояния между слоями 1, 2, 3 показаны на фигуре 1 условно увеличенными. На фигуре 1 показаны тонкими линиями полиамидные, вертикально расположенные мононити 4 в слоях 1 и 3. При этом первый слой 1, являющийся покровным слоем, выполнен из высокообъемного материала на основе полиамидных мононитей. Второй слой 2, являющийся промежуточным слоем, выполнен из трехслойной полиэтилентерефталатной пленки, а третий слой 3, являющийся подложкой, выполнен из объемного полимерного материала. Возможно, что третий слой 3, выполненный из объемного полимерного материала, представляет собой высокообъемный материал толщиной равной 5,0 мм из полиамидных крученых нитей. Также возможно, что третий слой 3, выполненный из объемного
2
2
полимерного материала, представляет собой изолон - листовой эластичный закрытоячеистый материал на основе полиэтилена высокого давления со сшитой молекулярной структурой толщиной равной 5,0 мм поверхностной плотности не менее 0,16 кг/м или толщиной равной 2,0 мм поверхностной плотностью не менее 0,40 кг/м. Второй слой 2, выполненный из трехслойной полиэтилентерефталатной пленки, представляет собой проклеенные клеем - адгезивом, отверждаемом под давлением, не менее трех слоев полиэтилентерефталатной пленки, толщиной не менее 100 мк. Общая толщина пленки составляет от 340 до 380 мк. Первый слой 1, выполненный из высокообъемного материала на основе полиамидных мононитей, представляет собой двухслойный материал толщиной равной 10 мм, покровные слои которого основоворсового трикотажного переплетения, а между ними вертикально расположены упругие полиамидные мононити. На фигуре 2 изображена схематически структура демпфирующей системы и баллистический защитный пакет 5 в момент проникновения в него средства 6 поражения. На фигуре 2 тонкими линиями в баллистическом защитном пакете 5 показаны нити 7, вытягивающиеся при воздействии средства поражения 6. На фигуре 2 буквой h обозначена глубина запреградного действия средства 6 поражения. Третий слой 3 - подложка выполнен из одного слоя высокообъемного материала толщиной не менее 5 мм, либо изолона толщиной не менее 5 мм или 2 мм в зависимости от поверхностной плотности, что позволяет снизить трудоемкость и время, затраченное на изготовление системы, так как нет необходимости модификации используемого материала, а также упростить процесс изготовления, состоящий исключительно из простого раскроя готового материала. Также использование высокообъемного материала или изолона не сравнимо с баллистическими материалами снижает массу за счет своей пористой структуры, и улучшает физиолого-гигиенические свойства системы за счет свободного воздухообмена внутри системы. Также подложка предохраняет подкладку изделий от возможных порезов расположенной над ней относительно жесткой структуры треснувшей пленки второго слоя 2. Стоимость одного слоя подобного материала значительно ниже, чем большого количества и без того дорогих баллистических тканей. В систему включен специальный второй слой 2 из трехслойной пленки, представляющей собой проклеенные клеем-адгезивом, отверждаемом под давлением, не менее трех слоев полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки (ПЭТФ-100) толщиной не менее 100 мк, что в первую очередь повышает амортизационные свойства за счет того, что данная пленка обладает высокими показателями сопротивления прорезания (от 130 до 650 Н) и стойкости к надрыву (до 2000Н). Она берет на себя распределение по поверхности ударной силы и за счет своей слоистой и плотной структуры останавливает остаточное
действие ударной волны средства поражения 5. Снижается трудоемкость и время для изготовления системы и упрощается процесс изготовления, состоящий исключительно из простого раскроя готового материала. Стоимость подобных пленок ниже, чем баллистических тканей. Первый слой 1 выполнен из ткани высокообъемной толщиной не менее 10 мм из полиамидных крученых нитей, представляющей собой двухслойный материал, покровные слои которого основоворсового трикотажного переплетения, а между ними вертикально расположены упругие полиамидные мононити. Под действием удара расположенные вертикально между внешними слоями нити упруго сжимаются, при этом энергия удара значительно снижается и, тем самым, максимально задерживается запреградное действие, то есть резко повышаются амортизационные свойства системы. Значительно снижается трудоемкость и время, затраченное на изготовление системы, так как нет необходимости модификации используемого материала, а также упрощается процесс изготовления, состоящий исключительно из простого раскроя готового материала. Также использование высокообъемного материала не сравнимо с баллистическими материалами снижает массу за счет своей пористой структуры, и улучшает физиолого-гигиенические свойства системы за счет свободного воздухообмена внутри системы. Стоимость одного слоя подобного материала значительно ниже, чем большого количества и без того дорогих баллистических тканей.
Испытания данной системы проводились в лаборатории динамических испытаний в соответствии с общеизвестной «Системой общих требований к видам вооружения и военной техники» и «Руководства по испытаниям авиационной техники». Для разгона шариков до требуемой скорости (диапазон 400-550 м/с) использовалась специальная газовая пушка ПГ-20 калибром 20 мм с длиной ствола 3 м. Метание стальных шариков (имитаторов осколков) диаметром 5,0 мм, 6,35 мм и 12,0 мм осуществлялось в поддонах из дюралюминия. Поддоны представляли собой тонкостенные стаканы с утолщенным дном, на наружной поверхности которого имеется углубление для размещения шарика. Для измерения скорости метания шарика использовался магнитный измеритель скорости, выполненный в виде насадки на ствол пушки и изготовленный из диамагнитного материала. Сигналы с него подавались на стандартные блок измерения интервалов времени частотомера 43-38 и одновременно (для визуального контроля сигналов с катушек измерителя) на цифровой осциллограф С9-8. Замер скорости шариков производился с погрешностью 1,5%, угол встречи не превышал ±2°30' (воздействие по нормали). Исследуемые варианты демпфирующих систем, расположенных непосредственно за баллистическим защитным пакетом, устанавливались на мастичном блоке из пластилина ТУ 86-84-77, зафиксированном на
специальном стенде, и располагались на расстоянии 40 см от дульного среза ствола. Запреградное воздействие оценивалось визуально путем измерения глубины и диаметра отпечатка на мастичном блоке. Испытывались все возможные комбинации из семи различных объемных амортизационных материалов, различных по толщине, твердости и составу. Предлагаемая демпфирующая система, располагаемая после тканевого баллистического защитного пакета 5 (фиг.2), сводит к минимуму запреградное действие средств 6 поражения до легкой степени тяжести ГОСТ Р 50744-95, что снижает процент летальных исходов, а также травм или потерь боеспособности человека. В конструкции системы использованы демпфирующие материалы, сочетающие упругость с высоким сопротивлением локальному прогибу, устанавливаемые непосредственно после тканевого баллистического защитного пакета 5 в определенной последовательности. Слой 1 ткани высокообъемной толщиной не менее 10 мм из полиамидных крученых нитей (Германия, ТУ 17-09-09-11-87), представляющей собой двухслойный материал, покровные слои которого основоворсового трикотажного переплетения, а между ними вертикально расположены упругие полиамидные мононити. Под действием удара в слое 1 расположенные вертикально между внешними слоями нити упруго сжимаются, при этом энергия удара значительно теряется и, тем самым, максимально задерживается запреградное действие. Далее расположен слой 2 специальной защитной трехслойной пленки (Израиль), представляющей собой проклеенные клеем-адгезивом, отверждаемом под давлением, не менее трех слоев полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки (ПЭТФ-100) толщиной не менее 100 мк (ТУ 6-00-00205156-7-93, ТУ 6-19-138-79). Общая толщина такой пленки составляет 340-380 мк. Так как пленки ПЭТФ обладают высокими показателями сопротивления прорезания (от 130 до 650 Н) и стойкости к надрыву (до 2000 Н), то они берут на себя распределение по поверхности ударной силы и за счет своей слоистой и плотной структуры останавливают остаточное действие ударной волны средства 6 поражения. Подобные пленки применяют для бронирования стекол в автомобилях и эффект заключается в защите от осколочных травм при воздействии факторов взрыва, так как стекло с такими пленками становится безосколочным и ударопрочным. Для подложки под относительно жесткую структуру пленки, а также предохранения подкладки изделий от возможных порезов треснувшей пленки ПЭТФ расположен еще слой 3 высокообъемного материала толщиной не менее 5,0 мм из полиамидных крученых нитей (ТУ 17-09-09-11-87), либо изолона - листового эластичного закрытоячеистого материала на основе полиэтилена высокого давления со сшитой молекулярной структурой толщиной 5,0 мм поверхностной плотности не менее
2
2
0,16 кг/м, либо толщиной 2,0 мм поверхностной плотностью не менее 0,40 кг/м (ТУ 2244-017-00203476-98).
Данная полезная модель позволяет создать демпфирующую систему с таким ее конструктивным выполнением, которое позволило бы снизить трудоемкость и время, затраченное на изготовление самой демпфирующей системы, упростить процесс изготовления демпфирующей системы и уменьшить ее массу и как следствие повысить удобство при ее эксплуатации, повысить амортизирующие свойства и улучшить физиологе - гигиенические характеристики. Данная демпфирующая система защищает человека от динамического удара, возникающего после воздействия средства 6 поражения на баллистический защитный пакет. При ее использовании удается свести к минимуму величину запреградного действия средства 6 поражения на тело человека (по глубине отпечатка с 20 - 25 мм до 10 мм), что является главным показателем при определении степени тяжести поражения и работоспособности в условиях воздействия средства 6 поражения. Масса такого демпфера в бронежилете составляет не более 0,5 кг, толщина не более 14,5 мм. При этом система является гибкой, а использование в ее составе высокообъемного материала, внутри которого происходит естественная вентиляция воздуха за счет пористой структуры, позволяет значительно улучшить физиолого-гигиенические свойства демпфера, что немаловажно для одежды скрытого ношения, располагающейся непосредственно вблизи тела. Разумеется, могут быть сделаны различные модификации и изменения, которые будут находиться в пределах настоящей полезной модели. Хотя полезная модель была подробно описана для ясного понимания сущности предложенного, однако очевидно, что некоторые изменения могут быть осуществлены в пределах частных случаев выполнения, приведенных в описании.