ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНОЕ И ПРОТИВОПУЛЬНОЕ СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ
ANTI-HEAT AND BULLET-PROOF PROTECTION DEVICE

Изобретение относится к области обеспечения безопасности взрывоопасных материалов и изделий при воздействии кумулятивных боеприпасов и других элементов обычных средств поражения (ОСП), в том числе пуль стрелкового оружия, осколочных элементов и др. Оно предназначено для использования в качестве дополнительного средства защиты сооружений преимущественно стационарного или временного типов, в которых размещаются взрывоопасные материалы и изделия от воздействия указанных средств поражения. К числу взрывоопасных материалов и изделий относятся: взрывчатые вещества, ракетные топлива, боеприпасы (в том числе ядерные), заряды ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), твердотопливные ракеты, пусковые установки с твердотопливными ракетами и т.д. Воздействие на такие материалы и изделия кумулятивных струй, например гранат противотанкового гранатомета, приводит к детонации взрывчатого материала с катастрофическими последствиями. Поэтому обеспечение взрывобезопасности подобных сооружений является важной государственной задачей.
Поиск аналогов технических решений для обеспечения взрывобезопасности сооружений с взрывоопасными материалами и изделиями выполнен по источникам патентной и научно-технической информации России (СССР), США, Германии, Франции, Великобритании, Японии, Европейского патентного ведомства за период с 1975 по 2010 год.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения (прототипом) является «Противогранатометное и противопульное защитное устройство» по патенту России №2122702 от 27.11.1998 г., состоящее из двух контуров по периметру защищаемого объекта. Ближний контур (противопульный) включает стальной экран толщиной 5…10 мм на удалении от стенки объекта до 500 мм и сеточную штору с просветом ячейки в ненатянутом состоянии не более калибра пули на расстоянии от стенки объекта до 1000 мм. Второй (дальний) контур (противогранатометный) на расстоянии 5…15 м от стенки сооружения включает два и более ряда сеточных штор с просветом ячейки не более калибра гранаты, установленных под углом друг к другу. Надежность защиты материалов и изделий от воздействия кумулятивных зарядов по данному патенту составляет не менее 0,9. Тем не менее данное защитное устройство имеет некоторые недостатки.
Во-первых, это защитное устройство имеет большую протяженность периметра.
Из первого недостатка вытекает второе - большая металлоемкость, связанная с использованием металлических стоек, металлических уголков для штор, самих штор.
В-третьих, большие трудозатраты на монтаж и др.
Сравнительный анализ технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в заявленном техническом решении исключен дальний (противогранатометный) контур, а в качестве противокумулятивного средства использована дополнительная стенка размером, обеспечивающим прикрытие взрывоопасного материала или изделия от кумулятивной струи, причем эта стенка составлена без зазоров из модулей, собранных из пластин пористой керамики, поры которой заполнены химически активным веществом с окислительными свойствами в оболочки из тонколистового металла и закрепленных в составе противокумулятивной стенки к внутренней стороне стенки сооружения с помощью металлических шпилек, а противопульные шторы, устанавливаемые перед стенкой сооружения на удалении от нее до 1000 мм, изготовлены из металлической упругой сетки объемного плетения с величиной ячейки в ненатянутом состоянии не более диаметра кумулятивной струи и закреплены на металлических стойках под углом 45-60° с перекрытием со стороны возможного воздействия ОСП.
Таким образом, заявляемое противокумулятивное и противопульное средство защиты соответствует критерию изобретения «новизна».
Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков или, по крайней мере, ослабление их негативного влияния на эффективность средства защиты объектов при сохранении надежности защиты от кумулятивных зарядов не менее 0,9. Эта задача решается путем:
1) исключения дальнего (противогранатометного) контура с заменой его другим противокумулятивным устройством;
2) использования в качестве противокумулятивного средства дополнительной стенки, составленной из модулей, включающих пластины пористой керамики, поры которой заполнены химически активным веществом с окислительными свойствами;
3) использования сеточных штор противопульного контура, изготовленных из металлической упругой сетки объемного плетения, закрепленных на металлических стойках под углом 45-60° с перекрытием, со стороны возможного воздействия ОСП.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показана общая схема противокумулятивного и противопульного средства защиты. Позицией 1 обозначена металлическая стойка с размещенными на ней сеточными шторами (поз.2). Позицией 3 обозначен стальной экран, позицией 4 - стенка сооружения, в котором размещены взрывоопасные материалы или изделия (поз.5). Позицией 6 обозначена противокумулятивная стенка, закрепленная на внутренней стороне стенки сооружения.
На фиг.2 представлена схема модуля противокумулятивной стенки. На фиг.2 позицией 7 обозначена оболочка обоймы модуля, позицией 8 - слой пористой керамики, поры которой заполнены химически активным веществом с окислительными свойствами, позицией 4 - стенка сооружения, позицией 9 - шпильки для крепления модуля к стенке сооружения.
Модуль противокумулятивной стенки представляет собой набор пластин пористой керамики (например, на основе оксида алюминия, карбида кремния, карбида бора и т.д.), наполненной химически активным веществом с окислительными свойствами. В качестве окислителей для пористой керамики используются, как правило, неорганические соединения с большим содержанием кислорода (нитраты калия или натрия), такие окислители, как сера и др., обладающие сравнительно невысокой температурой плавления, не разлагающиеся при температуре, близкой к температуре плавления, т.е. обладающие хорошими литьевыми свойствами (технологичностью) для заполнения газопроницаемой пористой керамики. Важна также их сравнительно низкая плотность. Набор пластин пористой керамики, поры которой заполнены химически активным веществом с окислительными свойствами, упакован в оболочку из тонколистового металла. Толщина противокумулятивной стенки выбирается из условия непробития ее кумулятивной струей штатных гранат противотанковых ручных гранатометов с учетом предварительного прохождения ее через противопульный контур. Другие габаритные размеры и масса модуля выбираются из условий удобства монтажа на внутренней стенке сооружения. Общие размеры противокумулятивной стенки должны обеспечивать защиту взрывоопасных материалов или изделий, размещенных в сооружении.
Действие противокумулятивного и противопульного средства защиты заключается в следующем.
При встрече пули со шторой из металлической упругой сетки объемного плетения она испытывает разворот вокруг своей продольной оси и отклонение от первоначального направления траектории. К моменту встречи ее с металлическим экраном ее разворот достигает 60-90°. При таком неосесимметричном ударе ее пробивная способность снижается в 3-5 раз по сравнению с осесимметричным ударом и на этой преграде теряется ее основная кинетическая энергия. Остаточная кинетическая энергия поглощается при встрече со стенкой сооружения.
При воздействии кумулятивного боеприпаса взрыватель последнего при встрече с сеточной шторой срабатывает, формируется кумулятивная струя, которая, проникая через частую упругую сетку объемного плетения, фрагментируется, и фрагменты расходятся в боковом направлении. При этом они обладают еще большой скоростью, достаточной для пробития как стального экрана, так и стенки объекта. Однако дальнейшее их проникание нейтрализуется в противокумулятивной стенке. И, таким образом, взрывоопасный материал или изделие, размещенное в сооружении, не претерпевают воздействия кумулятивной струи, т.е. достигается главная цель применения противокумулятивного и противопульного средства защиты.
Источники информации
1. Противогранатометное и противопульное защитное устройство. Патент Российской Федерации №2122702 от 29.12.97 г.
2. Устройство защитное от кумулятивных снарядов. Патент США №4368660 от 18.01.83 г.
3. Защитное устройство. Патент Великобритании №2040029 от 03.09.90 г.
4. Броня для защиты от кумулятивных зарядов. Патент Франции №2628831 от 22.09.89 г.
5. Конструкция защитной стенки для бронированной машины. Патент ФРГ №053226478 от 14.07.88 г.
6. Кожушко А.А., Рыкова И.И., Синани А.Б. Сопротивление керамики внедрению ударяющего тела при высоких скоростях взаимодействия. // ФГВ. - 1992. - №1.
7. Устройство для защиты объектов в транспортных средствах от воздействия пуль и кумулятивных боеприпасов. Патент Российской Федерации №2196952 от 20.01.2003 г.
8. Противокумулятивное и противопульное защитное устройство. Патент Российской Федерации №2370724 от 09.04.2008 г.
9. Противопульное защитное устройство. Патент Российской Федерации №2446376 от 25.02.2010 г.