Многослойный защитный материал и защитная одежда, изготовленная с его использованием

 

Использование: для индивидуальной защиты человека от высокоскоростных баллистических инденторов, осколков, колющих и режущих средств поражения. Сущность изобретения: многослойный защитный материал и изготовленная с его использованием одежда содержат защитные элементы (металлические, керамические, тканевые, пластмассовые или их комбинации), размещенные в текстильных карманах, прикрепленных по крайней мере с одной стороны с возможностью перемещения к гибкой основе (монтажной плате), амортизационный пакет, выполненный из отдельных составляющих с возможностью их перемещения относительно друг друга. При этом многослойный защитный материал и одежда дополнительно снабжены антифрикционными слоями, расположенными по крайней мере между отдельными составляющими амортизационного пакета, текстильными карманами и защитными элементами. 2 с. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение касается создания многослойных защитных материалов и одежды, изготовленной с использованием этого материала, предохраняющей человека от высокоскоростных баллистических инденторов, а также колющих и режущих средств поражений.

Наиболее близким решением к предлагаемому является многослойный защитный материал и одежда, изготовленная с его использованием, содержащий защитные элементы, прикрепленные к гибкой основе, соединенные между собой внахлест по принципу рыбьей чешуи, а также поглощающий амортизирующий слой, выполненный из тканевых составляющих, жестко соединенных между собой. Защитная одежда, изготовленная в виде жилета из указанного материала, содержит внешнее влагостойкое и огнезащитное покрытие. Защитные элементы располагаются в текстильных карманах и с помощью их прикреплены к гибкой основе.

Недостатком данного многослойного защитного материала и одежды, изготовленной с его использованием, является невысокая гибкость из-за жесткого соединения составляющих слоев.

Технической задачей изобретения является обеспечение свободы движений за счет повышения гибкости, снижения усилий, возникающих при изгибах материала и одежды.

Указанная задача решается за счет того, что в многослойном защитном материале, содержащем защитные элементы, прикрепленные к гибкой основе, и поглощающий амортизирующий слой, поглощающий амортизирующей слой выполнен из отдельных составляющих с возможностью их перемещения относительно друг друга, а защитные элементы закреплены на гибкой основе по крайней мере с одной стороны и с возможностью их перемещения. При этом многослойный материал снабжен антифрикционными слоями, которые расположены по крайней мере между отдельными составляющими поглощающего амортизирующего слоя и/или защитными элементами и выполнены в виде гибких листов из полиэтилена, или пропилена, или тефлона. Причем составляющие поглощающего амортизирующего слоя могут быть пропитаны антифрикционным составом, который содержит дисульфид молибдена или графит, или расплав полиэтилена, или полипропилена, или тефлона. Защитные элементы могут быть расположены встык, а над местом стыка расположены дополнительные защитные элементы, закрепленные на гибкой основе вдоль стыка и в их центральной части по крайней мере в двух точках, причем ширина дополнительного защитного элемента менее ширины защитного элемента, но не менее ширины стыка, увеличенной на удвоенный коэффициент K, который выбирается в интервале 4-12 мм в зависимости от типа защитной одежды.

Из указанного материала выполнена защитная одежда, состоящая из защитных элементов, размещенных в текстильных карманах, прикрепленных к монтажной плате по крайней мере с одной стороны и с возможностью их перемещения, и поглощающего амортизирующего пакета, выполненного из отдельных составляющих с возможностью их перемещения друг относительно друга. Защитная одежда снабжена силовой лентой для закрепления свободных концов текстильных карманов к монтажной плате с возможностью их регулировки. Защитная одежда может быть выполнена в виде жилета и снабжена чехлом, тканевым экраном и эластичной лентой и/или гибким эластичным пористым материалом, прижимающим карманы к амортизационному пакету и/или монтажной плате. Текстильные карманы с защитными элементами могут быть расположены встык, причем над местом стыка расположены и укреплены в центральной части вдоль стыка на монтажной плате карманы с дополнительными защитными элементами. При этом составляющие амортизационного пакета подвешены в верхней части одежды с возможностью их регулирования, а текстильные карманы прикреплены к монтажной плате в верхней части, соответствующей плечевому поясу и верхней части туловища, по вертикальным линиям, а в нижней части - по горизонтальной линии. Причем дополнительные защитные элементы, расположенные в верхней части одежды, соответствующей плечевому поясу и верхней части туловища, укреплены в их центральной части вдоль стыка по вертикальной линии, а в нижней и средней части - по горизонтальной линии.

На фиг.1 показан фрагмент защитной одежды, на котором показана конструкция многослойного защитного материала, поперечный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент защитной одежды, на котором показан состав многослойного материала, имеющего дополнительные защитные элементы, поперечный разрез; на фиг.4 - вариант выполнения защитной одежды в виде жилета с подвеской свободной стороны карманов посредством силовой ленты регулируемой длины; на фиг.5 - вид по стрелке А на фиг.4; на фиг.6 - одна из отдельных составляющих поглощающего амортизирующего слоя на отдельной регулируемой подвеске; на фиг.7 - размещение защитных элементов в одежде в случае их закрепления с одной стороны с возможностью их перемещения; на фиг.8 - размещение дополнительных защитных элементов над местами стыка защитных элементов.

Многослойный защитный материал содержит защитные элементы 1, прикрепленные к гибкой основе 2 по крайней мере с одной стороны с возможностью их относительного перемещения, и поглощающий амортизирующий слой 3, который выполнен из отдельных составляющих 4 с возможностью их перемещения относительно друг друга.

Защитная одежда, фрагмент которой показан на фиг.1, изготовлена с использованием предложенного материала, роль гибкой основы 2 которой выполняет монтажная плата, а защитные элементы 1 размещены в текстильных карманах 5 (фиг.2), которые позволяют закрепить их на монтажной плате 2 с возможностью их относительного перемещения. Поглощающий амортизирующий слой 3 в защитной одежде выполнен в виде амортизационного пакета, собранного из отдельных составляющих 4, имеющих возможность перемещения относительно друг друга при сгибе.

Для предотвращения ухудшения защитных свойств одежды на краях защитных элементов 1 защитные элементы в материале, из которого она изготовлена, закреплены на гибкой основе с возможностью их частичного перекрытия 6.

Для дополнительного повышения гибкости защитный материал и одежда, из него изготовленная, снабжены антифрикционными слоями 7 (фиг.1). Антифрикционные слои 7 расположены в материале между отдельными составляющими 4 поглощающего амортизирующего слоя 3 и/или защитными элементами 1 (см.фиг.1). В защитной одежде (фиг.1) антифрикционные слои 7 располагаются между отдельными составляющими 4 поглощающего амортизационного пакета 3 и/или текстильными карманами 5 и/или защитными элементами 1.

Антифрикционные слои 7 в некоторых случаях могут быть выполнены в виде гибких листов из полиэтилена, полипропилена, тефлона и т.п. В других случаях антифрикционные слои могут быть получены путем пропитки (или обмазки, напыления и т.п.) составляющих поглощающего амортизирующего слоя 3, текстильных карманов для размещения защитных элементов и других составных частей защитной одежды антифрикционным составом, содержащим, например, дисульфид молибдена, графит, расплавы полиэтилена, полипропилена, тефлона.

Защитная одежда может быть выполнена из многослойного защитного материала, защитные элементы в котором расположены встык, при этом над местом стыка расположены дополнительные защитные элементы 8, закрепленные на гибкой основе вдоль стыка в их центральной части, по крайней мере в двух точках (фиг. 3). В одежде дополнительные защитные элементы размещены в текстильных карманах 9 и закреплены на гибкой монтажной плите 2 текстильным швом в центральной части текстильного кармана (фиг.3).

Ширина С дополнительного защитного элемента (фиг.3) должна быть не меньше расстояния между защитными элементами 1 в месте стыка на величину, равную 2k, и определяется из следующего соотношения а > c≥b + 2k, где а - ширина защитного элемента, мм; с - шина дополнительного защитного элемента, мм; b - ширина стыка, мм; k - коэффициент, мм, выбирается в интервале 4-16 мм в зависимости от класса (типа) защитной одежды.

В случае, если защитные элементы, используемые в одежде, выполняются из материала, имеющего большой вес (металл, керамика, их комбинации), а текстильные карманы 5 закрепляются на монтажной плате 2 только с одной стороны, то их целесообразно крепить к монтажной плате 2 в ее верхней части с помощью силовой ленты 10, имеющей регулировочный узел 11, в целях компенсации силы тяжести, приводящей к искривлению конструкции (фиг.4 и 5).

Для более плотного прилегания защитных элементов друг к другу с целью устранения зазоров и уменьшения толщины защитной одежды при сохранении гибкости защитной одежды в целом она может быть снабжена набором эластичных лент 12, расположенных поверх защитных элементов (фиг.1), прикрепленных концами к краям гибкой монтажной платы 2.

Защитная одежда может быть выполнена в виде жилета. При этом защитные элементы, размещенные на монтажной плате в текстильных карманах и прижатые к ней эластичными лентами 12, размещаются внутри общего чехла, имеющего наружный слой 13 и внутренний слой 14. Между наружным слоем чехла 13 и элементами 1 располагаются тканевый экран 15 и гибкий эластичный пористый материал 16.

Как уже указывалось выше, между подвижными деталями жилета могут располагаться антифрикционные слои: между наружным слоем чехла 13 и гибким эластичным пористым материалом 16, между гибким эластичным пористым материалом 16 и лентами 12, между тканевым экраном 15 и карманами 5, между элементами 1,8 и тканевыми карманами 9, 6, между гибкой монтажной платой 2 и поглощающим амортизирующим пакетом 3, между пакетом 3 и внутренним слоем чехла 14, между слоями 4 поглощающего амортизирующего пакета 3. Антифрикционные слои могут располагаться также между некоторыми деталями защитной одежды.

Подвижность поглощающего пакета достигается не только за счет разделения пакета на отдельные составляющие 4 и размещения между ними и/или чехлом антифрикционных слоев, но также за счет подвески каждой отдельной составляющей независимо друг от друга в верхней части одежды с возможностью регулирования длины каждой подвески 17. При этом пакет 3 может быть снабжен противошоковыми пластинами 18.

Гибкость защитной одежды дополнительно может обеспечиваться выбором направления закрепления карманов.

В верхней части одежды, соответствующей плечевому поясу и верхней части туловища, текстильные карманы закрепляют к монтажной плате по вертикальным линиям, а в нижней части одежды - по горизонтальным линиям (фиг.7).

В случае, если защитная одежда изготовлена с применением дополнительных защитных элементов 8, которые прикрывают стыки основных элементов 1, то выбор конфигурации элементов и их крепление выбираются так, чтобы в плечевом поясе и верхней части туловища дополнительные защитные элементы располагались длинной стороной вертикально, а в нижней части туловища - длинной стороной горизонтально (см.фиг.8).

Многослойный защитный материал и защитная одежда, изготовленная с его использованием, предназначены для защиты человека от высокоскоростных баллистических инденторов диаметром (калибром) 3,5-11,43 мм в зависимости от выбора толщины и типа защитных элементов (металлических, керамических, тканевых, пластмассовых или их комбинаций), а также для защиты от осколков, колющих и режущих средств поражения.

Многослойный защитный материал и одежда, изготовленная с его использованием, функционируют следующим образом.

Их гибкость обеспечивается за счет использования гибких текстильных слоев (деталей), независимым закреплением составляющих амортизационного слоя (пакета) 3, независимым закреплением друг от друга текстильных карманов только по одной линии, причем эта линия выбирается (вертикальная или горизонтальная) в зависимости от направления предпочтительного перегиба тела, соответствующего месту закрепления элементов. Гибкость обеспечивается также снижением коэффициента трения между подвижными составляющими материала и одежды. Традиционно защитная одежда изготавливается с использованием преимущественно тканей из высокомодульных арамидных волокон (кевлар-29, кевлар-49, ТСВМ-ДЖ). Коэффициент трения этих тканей составляет 0,46, а между тканью и металлом - 0,41. Использование антифрикционных слоев между смежными подвижными составляющими в одежде и материале позволяет добиться резкого снижения коэффициента трения между ними, например, с использованием фторопласта до 0,05-0,09, что значительно снижает усилие, необходимое для изгиба материала или одежды, повышая тем самым эксплуатационные свойства.

При попадании высокоскоростного баллистического идентора в защитную одежду продукты взаимодействия (осколки), образующиеся на поверхности защитных элементов 1 или 8, улавливаются тканевым экраном 15, выполненным с использованием арамидной высокомодульной ткани, а сердечник индентора задерживается защитными элементами. Сосредоточенный удар и остальные продукты взаимодействия воспринимаются и поглощаются противошоковыми пластинами 18 и поглощающим амортизирующим пакетом 3 (фиг.1 и 3), что делает ударную нагрузку безопасной.

Для придания водоотталкивающих свойств одежде с целью сохранения защитных свойств чехол или по крайней мере поглощающий амортизационный пакет пропитывают водоотталкивающим составом или снабжают водоотталкивающей оболочкой.

Формула изобретения

МНОГОСЛОЙНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И ЗАЩИТНАЯ ОДЕЖДА, ИЗГОТОВЛЕННАЯ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ.

1. Многослойный защитный материал, содержащий защитные элементы, прикрепленные к гибкой основе, и поглощающий амортизирующий слой, отличающийся тем, что в нем поглощающий амортизирующий слой выполнен из отдельных составляющих с возможностью их перемещения одна относительно другой, а защитные элементы закреплены на гибкой основе по крайней мере с одной стороны и с возможностью их перемещения.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он снабжен антифрикционными слоями.

3. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что антифрикционные слои расположены по крайней мере между отдельными составляющими поглощающего амортизирующегося слоя и/или защитными элементами.

4. Материал по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что антифрикционные слои выполнены в виде гибких листов из полиэтилена, или пропилена, или тефлона.

5. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что составляющие поглощающего амортизирующего слоя пропитаны антифрикционным составом.

6. Материал по пп.1,2 и 5, отличающийся тем, что в качестве антифрикционного состава он содержит дисульфид молибдена, или графит, или расплав полиэтилена, или полипропилена, или тефлона.

7. Материал по п.1, отличающийся тем, что защитные элементы расположены встык, причем над местом стыка расположены дополнительные защитные элементы, закрепленные на гибкой основе вдоль стыка и в их центральной части по крайней мере в двух точках.

8. Материал по п.7, отличающийся тем, что расстояние b между защитными элементами в месте стыка и ширина c дополнительного защитного элемента, прикрывающего стык, находятся в следующем соотношении: a > c ≥ b + 2k, где a - ширина защитного элемента, мм; b - расстояние между защитными элементами в месте стыка, мм; c - ширина дополнительного защитного элемента, мм;
k - постоянная, равная 4 - 16 мм.

9. Защитная одежда, состоящая из защитных элементов, размещенных в текстильных карманах, прикрепленных к монтажной плате, и поглощающего амортизирующего пакета, отличающаяся тем, что поглощающий амортизирующий пакет выполнен из отдельных составляющих с возможностью их перемещения одна относительно другой, а текстильные карманы закреплены на монтажной плате по крайней мере с одной стороны и с возможностью их перемещения.

10 . Одежда по п.9, отличающаяся тем, что она снабжена силовой лентой для прикрепления свободных концов текстильных карманов к монтажной плате с возможностью их регулировки.

11. Одежда по пп. 9 и 10, отличающаяся тем, что она выполнена в виде жилета и снабжена чехлом, тканевым экраном и эластичной лентой и/или гибким эластичным пористым материалом, прижимающим карманы к амортизационному пакету и/или монтажной плате.

12. Одежда по пп.9 и 11, отличающаяся тем, что она снабжена антифрикционными слоями.

13. Одежда по пп.9 и 12, отличающаяся тем, что антифрикционные слои расположены по крайней мере между составляющими поглощающего амортизирующего пакета и/или текстильными карманами, и/или защитными элементами.

14. Одежда по пп.9,12 и 13, отличающаяся тем, что антифрикционные слои выполнены в виде гибких листов из полиэтилена, или пропилена, или тефлона.

15. Одежда по пп.9 и 12, отличающаяся тем, что составляющие по крайней мере амортизационного пакета пропитаны антифрикционным составом.

16. Одежда по пп.9,12 и 15, отличающаяся тем, что в качестве антифрикционного состава она содержит дисульфид молибдена, или графит, или расплавы полиэтилена, или пропилена, или тефлона.

17. Одежда по п.9, отличающаяся тем, что текстильные карманы с защитными элементами расположены встык, причем над местом стыка расположены дополнительные защитные элементы, размещенные в текстильных карманах, закрепленных в центральной части вдоль стыка на монтажной плате.

18. Одежда по п.9, отличающаяся тем, что составляющие амортизационного пакета подвешены в верхней части одежды с возможностью их регулирования.

19. Одежда по п.9, отличающаяся тем, что текстильные карманы прикреплены к монтажной плате в верхней части, соответствующей плечевому поясу и верхней части туловища, по вертикальным линиям, а в нижней - по горизонтальной линии.

20. Одежда по п.17, отличающаяся тем, что дополнительные защитные элементы, расположенные в верхней части одежды, соответствующей плечевому поясу и верхней части туловища, закреплены в их центральной части вдоль стыка по вертикальной линии, а в нижней и средней части - по горизонтальной линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8