Защитная структура противоосколочного покрывала с газонаполненным материалом

 

Изобретение относится к средствам защиты людей, техники и строительных сооружений от осколочного действия взрывных устройств, применяемых в террористических целях. Защитная структура противоосколочного покрывала содержит слои тканого и нетканого материалов с повышенной баллистической стойкостью, разделенные слоями газонаполненного материала с замкнутыми порами, не образующего поражающих осколков при взрывном нагружении. Газонаполненный материал имеет кажущуюся плотность 10...100 кг/м³, предел прочности на растяжение не менее 0,5 МПа. Суммарная толщина газонаполненного материала составляет 0,5...5,0 толщины нетканого материала. Применение в защитной структуре газонаполненного материала позволяет повысить баллистическую стойкость и замедлить подъем противоосколочного одеяла при взрыве, что обеспечивает удержание низколетящих осколков. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к средствам защиты людей, техники и строительных сооружений от осколочного действия взрывных устройств, применяемых в террористических целях.

Известны защитные тканевые структуры, предназначенные для баллистической защиты, в которых применяются арамидные и полиамидные ткани (RU патент 2098739 опубл. 10.12.1997, RU патент 2147363, опубл. 10.04.2000).

Недостатком данных изобретений является их недостаточная баллистическая стойкость к воздействию осколочных поражающих элементов (ПЭ) взрывных устройств. Обладающие высокой скоростью (до 1600 м/с) вращающиеся осколки, имеющие неправильную форму с острыми краями, взаимодействуя в зоне контакта с небольшим количеством нитей тканевого слоя, разрезают их. Такой механизм взаимодействия снижает баллистическую стойкость защитной структуры по сравнению, например, со стойкостью к воздействию пули.

Изменить механизм взаимодействия осколочного ПЭ с тканевой защитной структурой, повысив баллистическую стойкость структуры, позволяет изобретение по патенту RU 2104463 опубл. 10.02.1998, являющееся наиболее близким аналогом заявляемого изобретения. В изобретении предложена защитная структура, состоящая из наружных слоев, выполненных из нетканого, например, арамидного, материала, и внутренних слоев арамидной ткани. В этом случае имеющие неправильную форму осколки благодаря высокой прочности и малой инерционности хаотично расположенных волокон нетканого материала вовлекают в поступательно-вращательное движение прилегающие волокна, не перерезая их. При этом вокруг осколка образуется оболочка из волокна, увеличивающая эффективный мидель, изолирующая острые кромки осколка и снижающая тем самым уровень воздействия при взаимодействии осколка с последующими слоями ткани, что увеличивает баллистическую стойкость тканевого пакета.

Недостатком приведенной защитной структуры является ее недостаточная баллистическая стойкость вследствие низкой реализации защитных свойств нетканого материала.

Слои тканого материала, расположенные сразу за наружным слоем нетканого материала, играют роль подпора, который ограничивает деформационную способность нетканого материала, не позволяя ему полностью реализовать защитные свойства.

Кроме этого, применение данных структур в противоосколочных покрывалах является недостаточно эффективным. Это связано с тем, что ударная волна, образующаяся при взрыве локализуемого взрывного устройства, достигает поверхности противоосколочного одеяла раньше, чем осколки. Под действием ударной волны покрывало поднимается, что дает возможность беспрепятственного пролета части образовавшихся осколков взрывного устройства, стелящихся над землей.

Техническим результатом изобретения является повышение баллистической стойкости тканевой защитной структуры и повышение эффективности ее применения в противоосколочных покрывалах.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что защитная структура содержит внутренние слои тканого и наружные слои нетканого баллистически стойких материалов. Слои тканого и нетканого материалов разделены слоем газонаполненного материала с замкнутыми порами, не образующего дополнительных поражающих осколков при взрыве локализуемого взрывного устройства. Кажущаяся плотность газонаполненного материала составляет 10...100 кг/м³, предел прочности на растяжение не менее 0,5 МПа. Суммарная толщина газонаполненного материала составляет 0,5...5,0 толщины нетканого материала.

Введение слоев газонаполненного материала между слоями нетканого и тканого материала позволяет обеспечить свободу деформации нетканого материала и в полной мере реализовать его баллистические свойства.

Кроме этого, газонаполненный материал является демпфером ударной волны, образующейся при взрыве. Известно, что скорость ударной волны при прохождении через слой двухфазного газонаполненного материала значительно снижается. Это приводит к замедлению подъема противоосколочного покрывала ударной волной, что позволяет задержать низколетящие осколки взрывного устройства.

Дополнительным каналом снижения энергии взрыва, ведущего к уменьшению скорости ударной волны, является разрушение газонаполненного материала при определенном выборе его прочностных характеристик.

Существенное влияние на эффективность защитной структуры оказывают кажущаяся плотность, предел прочности на растяжение газонаполненного материала и толщина газонаполненного слоя.

Если предел прочности на растяжение газонаполненного материала составляет менее 0,5 МПа, то на его разрушение расходуется пренебрежительно малая часть ударной волны, скорость распространения ударной волны не снижается.

Оптимальный диапазон величины кажущейся плотности газонаполненного материала, необходимого для снижения амплитуды и скорости ударной волны, лежит в пределах 10...100 кг/м³. При кажущейся плотности газонаполненного материала меньшей 10 кг/м³ снижается степень гашения ударной волны за счет его быстрой деформации. Если величина кажущейся плотности составляет 100 кг/м³, неоправданно возрастает масса устройства и его жесткость.

Если суммарная толщина газонаполненного материала составляет меньше 0,5 толщины нетканого материала, то не устраняется эффект тыльного подпора, ограничивающего деформацию нетканого материала, что снижает уровень противоосколочной защиты тканевого пакета.

При увеличении толщины газонаполненного материала более 5,0 толщин нетканого материала происходит неоправданное увеличение габаритов и снижение гибкости изделия.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведен пример защитной структуры противоосколочного покрывала с газонаполненным материалом, где 1 - внутренние слои тканого материала (СВМ, АРМОС); 2, 3 - наружные слои нетканого материала (арамидного); 4, 5 - слои газонаполненного материала (изолон).

Защитная структура содержит слои тканого 1, два наружных слоя 2,3 нетканого материалов с повышенной баллистической стойкостью и два слоя 4, 5 газонаполненного материала.

Наружные слои 2, 3 выполнены из нетканого иглопробивного арамидного материала. Общая толщина нетканых слоев составляет 2,5 см. Слои 1 тканого материала выполнены из арамидной ткани СВМ или АРМОС. Количество тканых слоев в слое 1 защитной структуры составляет 20 шт. Слои газонаполненного материала выполнены из изолона с кажущейся плотностью 66 кг/м³ и пределом прочности на растяжение 0,95 МПа. Суммарная толщина газонаполненного материала составляет 2,0 толщины нетканого материала - 5 см.

Заявляемая защитная структура предназначена для использования в противоосколочных покрывалах, применяемых для локализации осколочного действия взрывных устройств.

Ударная волна, образующаяся при взрыве локализуемого взрывного устройства, достигает поверхности противоосколочного одеяла раньше, чем осколки. При взаимодействии ударной волны с газонаполненным материалом ее амплитуда и скорость распространения снижается, что приводит к увеличению продолжительности нахождения покрывала на земле до момента встречи осколочного потока, образовавшегося при взрыве взрывного устройства. При взаимодействии осколков с наружным слоем из нетканого материала благодаря наличию слоя газонаполненного материала, разделяющего нетканый и тканые слои, исключается эффект тыльного подпора, обеспечивается свобода деформации нетканого материала и в полной мере реализуются его баллистические свойства. Имеющие неправильную форму осколки благодаря высокой прочности и малой инерционности хаотично расположенных волокон нетканого материала вовлекают в поступательно-вращательное движение прилегающие волокна, не перерезая их. Это способствует образованию вокруг осколка оболочки из волокна, увеличивающей эффективный мидель, изолирующей острые кромки осколка и снижающей тем самым уровень воздействия осколка на внутренние слои тканого материала. При этом увеличивается баллистическая стойкость тканевого пакета.

Преимуществом заявляемого изобретения перед прототипом является более высокая баллистическая стойкость защитной структуры при локализации взрыва боеприпасов осколочно-фугасного действия и эффективность ее применения в противоосколочных покрывалах.

Формула изобретения

Защитная структура противоосколочного покрывала, содержащая слои тканого и нетканого материалов с повышенной баллистической стойкостью, отличающаяся тем, что слои тканого и нетканого материалов разделены слоями газонаполненного материала с замкнутыми порами, не образующего поражающих осколков при взрывном нагружении, имеющего кажущуюся плотность 10. . . 100 кг/м³, предел прочности на растяжение не менее 0,5 МПа, причем суммарная толщина газонаполненного материала составляет 0,5. . . 5,0 толщины нетканого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.03.2007

Извещение опубликовано: 10.03.2007        БИ: 07/2007