Листовая броня преимущественно для средств индивидуальной защиты

Изобретение относится к броневым конструкциям, преимущественно к средствам индивидуальной защиты от холодного оружия, пуль и осколков. Листовая броня рекомендуется к использованию в качестве материала для бронежилетов. Листовая броня содержит множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом. По крайней мере, часть пружин выполнена с переменным диаметром и/или шагом витков, в частности коническими. Конические пружины могут быть расположены так, что нарастание диаметра витков каждой последующей пружины совпадает с убыванием диаметра витков предыдущей. Пружины помещают в матрицу, с образованием композитной конструкции. Пружины и матрицу выполняют с соразмерными модулями упругости в одинаковых направлениях деформации. Матрица может быть выполнена из алюминия или алюминиевого сплава, полностью или частично заполняя внутренний объем композитной конструкции. Дополнительно броня содержит слои из арамидных волокон, которые соединены гибкими связями, например простеганы нитью. Техническим результатом является повышение защитных свойств, в том числе ударопрочности. 5 н. и 41 з.п. ф-лы, 20 ил.

 

Изобретение относится к броневым конструкциям, преимущественно к средствам индивидуальной защиты от холодного оружия, пуль, осколков и других поражающих элементов. В частности, листовая броня рекомендуется как материал для бронежилетов.

Известны бронежилеты, в которых множество плоских элементов (плит или пластин) из твердого материала, расположенных в один ряд [1, 2] или в шахматном порядке с перекрытием [3] между слоями различного материала (стеганые слои ткани, слои вспененной смолы и др. материалов, образующих вязкую и упругую матрицу).

Известны также бронежилеты из защитных плоских элементов, в частности в виде шестиугольников, выполненных из многослойного тканого материала, расположенных в один ряд в шахматном порядке и соединенных друг с другом скобами, ножки которых проходят через отверстия в указанных элементах [4].

У приведенных аналогов плоскости защитных элементов образуют одну или две внутренние поверхности, эквидистантные фронтальной поверхности брони.

Такие устройства либо ограничивают подвижность человека [1-3], либо недостаточно эффективно защищают его от травматизма при “вторичном” воздействии (передаче кинетической энергии от пули, осколка или холодного оружия на защитные и соединительные элементы брони) [4].

Наиболее близким к заявленному устройству по назначению и совокупности существенных конструктивных признаков является листовая броня для средств индивидуальной защиты (одежда кольчужного типа), содержащая множество твердотельных элементов, расположенных в один ряд и соединенных друг с другом [5].

В ней упомянутые элементы выполнены в виде колец, плоскости которых в совокупности образуют фронтальные поверхности брони. При этом кольца соединены непосредственно друг с другом, а какая-либо матрица (оболочка) и какие-либо дополнительные слои брони отсутствуют. Преимущество указанной известной брони состоит в обеспечении относительной свободы движений тела человека и его отдельных частей, плотно облегаемых кольчугой, за счет неоднородной структуры взаимного соединения колец, в соответствии со схемой деформаций.

Однако такая конструкция относится к категории облегченной брони, достаточно узко специализированной, и в силу этого не может обеспечить эффективную защиту от всех поражающих факторов боевого холодного и различного огнестрельного оружия, а также осколков разорвавшихся осколочных и фугасно-осколочных боеприпасов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение защитных свойств (ударопрочности) листовой брони и, соответственно, средств индивидуальной и иной защиты (в частности, бронежилетов) на ее основе, от боевого холодного оружия, различного огнестрельного оружия, осколков разорвавшихся осколочных и фугасно-осколочных боеприпасов.

Решение указанной задачи достигается тем, что в листовой броне, преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащей множество твердотельных элементов, расположенных, по меньшей мере, в один ряд и соединенных друг с другом, по крайней мере, один из упомянутых элементов выполнен в виде винтовой пружины.

Задача решается также за счет ряда дополнительных конструктивных признаков устройства (на базе описанной выше совокупности основных существенных конструктивных признаков), а именно:

- пружины могут быть выполнены с постоянными шагом и диаметром витков (этим достигается наиболее высокие технологичность конструкции и, соответственно, экономические показатели);

- пружины могут быть выполнены с переменным диаметром и/или шагом витков, в частности коническими (это в отдельных конкретных случаях улучшает защитные свойства брони за счет дополнительных углов наклона периферийных фронтальных поверхностей брони);

- при предыдущей совокупности признаков, пружины могут быть выполнены и расположены так, что нарастание диаметра витков каждой последующей пружины совпадает с убыванием диаметра витков каждой предыдущей (это в отдельных конкретных случаях улучшает защитные свойства за счет образования множества дополнительных наклонных поверхностей, касательным к пружинам, т.е. более развитого рельефа периферийных фронтальной и тыльной поверхностей брони);

- часть пружин могут быть выполнены с постоянным, а часть - с переменным диаметром витков и соединены друг с другом в соответствии со схемой деформаций (это облегчает формирование, раскрой броневых изделий, в частности грудных отделов женских бронежилетов [6-9]);

- пружины могут быть выполнены, по крайней мере, частично сплюснутыми до эллиптической формы витков (это позволяет сохранить одинаковой толщину слоя пружин на уровне наименьших витков или пружин с постоянным диаметром витков, как элементов доминирующих, а также, при необходимости, увеличить жесткость пружин в одном из направлений);

- пружины могут быть установлены с взаимным перекрытием, например последовательно ввинчены друг в друга до их параллельного взаимного расположения, по меньшей мере, на части их длины (это обеспечивает наиболее простую, надежную и экономически выгодную взаимосвязь пружин и, вместе с тем, усиление защитных свойств брони за счет частичного взаимного перекрытия пружин);

- как вариант, альтернативный предыдущему или в дополнение к предыдущему, пружины могут быть соединены друг с другом посредством соединительных элементов (это расширяет возможности варьирования геометрическими параметрами и, при необходимости, возможности деформации плоскостной, т.е. вдоль и поперек в пределах фронтальных плоскостей, а также изгиба или, наоборот, обеспечения жесткости для распределения сосредоточенного воздействия по большей площади в последнем из указанных направлении);

- при предыдущей совокупности признаков, соединительные элементы могут быть выполнены в виде проволоки, волокна или их комбинаций, пропущенных поочередно через пружины параллельно их продольным осям (это существенно повышает технологичность и экономичность конструкции, а также наиболее эффективно в обеспечении жесткости для распределения сосредоточенного воздействия по большей площади);

- броня может включать в себя несколько рядов пружин, расположенных послойно (это расширяет возможности усиления защитных свойств брони в более широком диапазоне, причем не только за счет чисто количественного фактора, но и благодаря возможностям формирования особой геометрии структуры, например расположения параллельных пружин в шахматном порядке);

- при предыдущей совокупности признаков, пружины смежных слоев могут быть повернуты друг относительно друга, в частности на 90° (это в еще большей степени усиливает эффект, описанный в предыдущем абзаце, а также способствует выравниванию, при необходимости, характеристик упругости броневого листа во взаимно перпендикулярных направлениях по длине и ширине листа);

- пружины могут быть помещены в матрицу, с образованием композитной конструкции (это расширяет возможности защиты за счет сочетания свойственных чисто “пружинной” структуре брони твердости, упругости и характера перекрытия твердых элементов в статике и динамике с особыми свойствами матрицы, например ее вязкостью, существенно снижает вероятность превращения фрагментов деформируемых и разрушаемых пружин во вторичные поражающие элементы, а также в большей степени, чем “голая” пружинная структура или конструкция-прототип, отвечает эргономическим и гигиеническим требованиям);

- при предыдущей совокупности признаков, матрица может быть выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин (это расширяет возможности защиты за счет сочетания твердости, упругости и характера перекрытия твердых элементов чисто “пружинной” структуры брони с объемной упругостью матрицы, т.е. в трех взаимно перпендикулярных направлениях);

- при предыдущей совокупности признаков, пружины в совокупности и матрица могут быть выполнены с соразмерными коэффициентами (модулями) упругости в одинаковых для них направлениях деформации (это оптимизирует процессы линейной, плоскостной и объемной деформаций брони как композитной конструкции в условиях воздействия на нее);

- при одиннадцатой, из перечисленных, дополнительной совокупности признаков, матрица может быть выполнена из алюминия или алюминиевого сплава (это позволяет придать композитной конструкции брони, при необходимости, несколько иные свойства, в частности, большую прочность и более выраженную диссипативность при приемлемых весовых показателях);

- при одиннадцатой, из перечисленных, дополнительной совокупности признаков, матрица может полностью заполнять объем, свободный от материала (тел) других элементов композитной конструкции (это обеспечивает максимальное использование общего объема композитной конструкции для реализации полезных свойств матрицы и, при необходимости, максимальную динамическую стабильность положения витков пружин и возможных соединительных твердотельных элементов);

- как вариант, альтернативный предыдущему, внутренний объем пружин может быть заполнен матрицей частично (это обеспечивает максимальную свободу деформаций пружин и взаимные смещения отдельных витков или групп витков пружин в условиях ограничения деформаций и смещений матрицей);

- броня может дополнительно содержать, по меньшей мере, один слой материала, структура которого отлична от структуры упомянутых элементов (это расширяет возможности усиления защитных свойств брони в более широком диапазоне и при более широком спектре применяемого оружия и поражающих факторов, причем не только за счет увеличения числа слоев и общей толщины броневой композиции, но и благодаря возможностям формирования особой ее структуры, а также в большей степени удовлетворяет эргономическим и гигиеническим требованиям);

- при предыдущей или при двенадцатой, из перечисленных, дополнительных совокупностей признаков, указанная композитная конструкция может быть простегана гибкой связью, например нитью (это увеличивает статическую и динамическую стабильность структуры броневых листов как композитной конструкции).

Среди известных устройств не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей: повышение защитных свойств (ударопрочности) листовой брони и, соответственно, средств индивидуальной и иной защиты (в частности, бронежилетов) на ее основе, от боевого холодного оружия, различного огнестрельного оружия, осколков разорвавшихся осколочных и фугасно-осколочных боеприпасов.

Заявленная листовая броня изображена на чертежах, где:

на фиг.1 показана схема брони, вариант без матрицы, с цилиндрическими, непосредственно взаимосвязанными пружинами, фрагмент вида в плане (фронтальная поверхность брони);

на фиг.2 - вид А на фиг 1 (с торца брони), где I - ширина участка брони;

на фиг.3 - схема деформации продольного растяжения брони, фрагмент вида в плане, где F - вектор прикладываемой к броне силы;

на фиг.4 - схема деформации поперечного растяжения брони, фрагмент вида с ее торца, где Δl - абсолютное удлинение ширины участка брони при деформации;

на фиг.5 - схема деформации с продольным смещением пружин, фрагмент вида в плане;

на фиг.6 - схема деформации продольного изгиба брони, фрагмент вида с ее торца;

на фиг.7 - схема деформации поперечного изгиба брони, фрагмент вида с ее торца;

на фиг.8 показана схема брони, вариант с матрицей, с цилиндрическими, невзаимосвязанными пружинами и с полным заполнением матрицей объема, свободного от материала пружин, фрагмент вида в плане (фронтальная поверхность брони);

на фиг.9 - то же, с непосредственно взаимосвязанными пружинами, фрагмент поперечного разреза брони, где Ft -импульсное воздействие на броню пули, осколка или холодного оружия;

на фиг.10 - схема брони, вариант с матрицей, с цилиндрическими, невзаимосвязанными пружинами и с частичным заполнением матрицей объема, свободного от материала пружин, поперечный разрез;

на фиг.11 показана схема брони, вариант с взаимосвязанными коническими пружинами, по одной в ряд, вид в плане (фронтальная поверхность брони);

на фиг.12 - вариант с взаимосвязанными коническими пружинами, по несколько в ряд, с взаимным поворотом на 180°;

на фиг.13 показана схема брони, вариант с сочетанием взаимосвязанных цилиндрических и конических пружин, вид в плане (фронтальная поверхность брони);

на фиг.14 - то же, с коническими пружинами, сплюснутыми до диаметра цилиндрических пружин (высота h), вид с торца;

на фиг.15 - схема деформации брони с сочетанием взаимосвязанных цилиндрических и конических пружин, вид в плане;

на фиг.16 показана схема брони, вариант с непрерывным соединительным элементом в виде проволоки или волокна, соединяющим цилиндрические пружины между собой, вид в плане;

на фиг.17 - схема брони с U-образными проволочными вилками в качестве соединительных элементов, вид в плане;

на фиг.18 показана схема многослойной брони с шахматным расположением параллельных друг другу цилиндрических пружин, поперечный разрез;

на фиг.19 - схема многослойной брони, со смещенными на 90° рядами пружин, с индивидуальной для каждого слоя резиновой матрицей, с дополнительными одним промежуточным и несколькими тыльными слоями материала (ткани из арамидных волокон) и с прошивкой, поперечный разрез;

на фиг.20 показана схема, иллюстрирующая один из вариантов способа изготовления брони, вид с торца.

Листовая броня, преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержит множество твердотельных элементов в виде винтовых пружин 1 одного или различных направлений навивки, выполненных, например, из пружинной стали, арамидных волокон, пластмасс и т.д. Они расположены, по меньшей мере, в один ряд так, что касательные к ним поверхности образуют фронтальную и тыльную поверхности брони. Пружины 1 соединены друг с другом с образованием единой конструкции - листовой брони или слоя листовой брони (варианты соединения описаны ниже).

В принципе, не исключен также вариант брони, в которой только один из упомянутых твердотельных элементов выполнен в виде винтовой пружины 1. Как правило, при этом пружина 1 будет выполнена весьма длинной и будет уложена зигзагообразно (на чертежах не показано).

Пружины 1 могут быть помещены в матрицу (оболочку) 2 (см. фиг.8-10, 18-20), с образованием композитной конструкции. В этом случае в качестве фронтальной и тыльной поверхностей брони выступают внешние поверхности матрицы 2, эквидистантные центральной поверхности, образованной продольными осями пружин 1 (если пружины уложены так, что их продольные оси перпендикулярны направлению вероятного прямого импульсного воздействия Ft пули, осколка или холодного оружия на броню) или перпендикулярные продольным осям пружин (если пружины уложены так, что их продольные оси ориентированы вдоль направления Ft - на чертежах не показано).

Матрица 2 может быть выполнена вязкой и, одновременно, упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин 1. В качестве материала такой оболочки может быть рекомендована, в частности резина, полиуретан и т.д.

При этом предпочтителен вариант с соразмерными коэффициентами (модулями) упругости пружин 1 в их совокупности и матрицей 2 в одинаковых для них направлениях деформации.

Как альтернативный вариант, матрица 2 может быть выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

В композитных конструкциях по фиг.8, 9 матрица 2 полностью заполняет объем, свободный от материала (тел) других ее элементов, прежде всего, пружин 1.

В альтернативном предыдущему варианте (см. фиг.10) внутренний объем пружин 1 заполнен матрицей 2 частично: оставлена относительная свобода перемещения отдельных витков и групп витков пружин 1 вдоль образованных таким образом “каналов”. Это целесообразно, прежде всего, при существенно различных значениях коэффициента (модуля) упругости пружин 1 и матрицы 2, по крайней мере, в направлении продольных осей пружин 1.

При этом, равно как и при любой многослойной структуре композитная броня, может быть простегана (прошита, скреплена) гибкой связью, например нитью 3 (см. фиг.19).

В вариантах, изображенных на фиг.1-10, 13-20, показаны пружины с постоянными шагом и диаметром витков (цилиндрические пружины) 1. Однако они могут быть и с переменным диаметром и/или шагом витков, в частности коническими, в соответствии с фиг.11-15 (у каждой формы - свои преимущества). При использовании, например, конических пружин 1 последние могут быть расположены так, что каждая последующая пружина повернута на 180° относительно предыдущей (см. фиг.11). В более общем случае, пружины 1 могут быть выполнены и расположены так, что нарастание диаметра витков каждой последующей пружины совпадает с убыванием диаметра витков каждой предыдущей.

Более того, и в пределах каждого ряда пружины 1 могут быть расположены соосно, с чередованием ориентации на 180° (см. фиг.12). В последнем случае листовая броня формируется как набор параллельных друг другу “гирлянд” из коротких конических пружин разной ориентации. Такая же форма, впрочем, может быть достигнута и навивкой длинных пружин с немонотонно, волнообразно изменяющимся диаметром витков.

Естественно, при этом поверхности, касательные к “пружинным композициям”, приобретают чрезвычайно развитый рельеф в направлении вероятного импульсного воздействия Ft пули, осколка или холодного оружия на броню.

В вариантах по фиг.13-15 часть пружин 1 - цилиндрические, а часть - конические. Порядок их соединения в единую конструкцию может быть разнообразен, в соответствии с многовариантностью потребных форм покроя средств защиты (см. [6-9] и особенностями воздействий на броню и, соответственно, схем ее деформаций (см. фиг.3-15).

В тех случаях, когда требуется обеспечить толщину ряда пружин (один ряд “пружинной” основы) одинаковой (h), на уровне диаметра наименьшего витка данной пружины (см. фиг.11-13, 15), или (см. фиг.14) диаметра смежных пружин с постоянным диаметром витков (цилиндрических), пружины с переменным диаметром витков, в частности конические, могут быть полностью или частично сплюснуты до эллиптической формы витков, с размером меньшей оси эллипса, равным диаметру h, соответственно, наименьшего витка этих пружин (см. фиг.11-13, 15) или витков смежных с ними пружин 1 с постоянным диаметром витков (см. фиг.14). Возможна сплюснутость витков всех пружин 1 конструкции, преимущественно до эллиптической их формы (в обеспечение повышенной жесткости пружин 1 в одном из направлений).

При наличии матрицы 2 пружины 1 могут быть соединены друг с другом, по крайней мере, самой матрицей 2. При отсутствии матрицы 2 пружины 1 взаимосвязаны либо непосредственно, либо посредством соединительных элементов.

Непосредственная взаимосвязь может быть осуществлена, в частности, так, что пружины 1 последовательно ввинчены друг в друга (см. фиг.1-9, 11-15) до их параллельного взаимного расположения, по меньшей мере, на части их длины (степень перекрытия зависит от геометрии средства защиты, т.е. изделия из листовой брони). Естественно, такое соединение возможно при чередующейся последовательности пружин с одинаковым направлением навивки (левая и правая навивки). Взаимосвязь пружин 1 может быть осуществлена и путем параллельного их сближения и взаимопроникновения, что возможно уже при неодинаковом направлении навивки (с расположением соединительных элементов либо вне зоны перекрытия (как это показано на чертежах), либо внутри зоны перекрытия (на чертежах не показано). Обобщая эти два варианта, можно сказать, что пружины 1 установлены с взаимным перекрытием.

При использовании соединительных элементов последние могут быть выполнены в виде проволоки 4, пропущенной поочередно через пружины 1 параллельно их продольным осям (см. фиг.16). При этом проволока 4 приобретает зигзагообразную форму.

В другом варианте из числа рекомендуемых (см. фиг.17), соединительные элементы выполнены в виде проволочных U-образных вилок 5 и вставлены каждая в пару пружин (как правило, смежных пружин) 1 на всю их длину, при этом каждая последующая вилка 5 ориентирована противоположно предыдущей так, что в каждой пружине 1, по крайней мере, за исключением первой и последней (в пределах заготовки-листа для средства защиты, т.е. изделия) расположено по две ножки по одной от каждой вилки 5.

По аналогии, проволочные соединительные элементы 4 или 5 в некоторых конкретных условиях могут быть заменены волокнами, комбинациями волокон и/или проволок.

В любом из этих вариантов сечение проволоки (проволок), волокна или их комбинаций целесообразно, в ряде случаев, выполнять с сечением, отличным от сечения проволок самих пружин 1. Например, это может быть трубчатое или полутрубчатое сечение (на чертежах не показано).

Листовая броня может, при необходимости, включать в себя несколько рядов пружин 1 (с элементами 5 или без них), расположенных послойно. При этом возможно сочетание как нескольких слоев пружин 1 с одной, общей для них матрицей 2 (не проиллюстрировано), так и слоев, каждый из которых включает в себя один слой пружин 1 с индивидуальной матрицей 2 (см. фиг.18, 19).

В любом из указанных двух вариантов, пружины 1 смежных слоев могут быть расположены, в частности, в шахматном порядке (см. фиг.18) или повернуты друг относительно друга, преимущественно на 90° (см. фиг.19).

Кроме того, для усиления защитных свойств брони, последняя может дополнительно содержать один или несколько слоев материала, структура которого отлична от структуры элементов 1, 2 или 5. На современном уровне развития бронематериалов эти слои рекомендуется выполнять из арамидных волокон, в частности кевлара или его заменителей, в частности отечественного - СВМ. Тканевые слои 6 целесообразно располагать с тыльной стороны, по меньшей мере, одного (последнего) слоя пружин 1 в матрице 2 (см. фиг.19).

Описанные выше варианты конструкции не исключают других возможных вариантов в рамках формулы изобретения.

Способ изготовления брони может, например, заключаться в том, что твердотельные элементы, а именно - пружины 1 или совместно пружины 1 с соединительными элементами 4, 5, объединяют с матрицей 2, образуя тем самым композитную конструкцию, воздействуя давлением и температурой (достаточной для частичного или полного размягчения и/или плавления матрицы 2). При этом пружины 1, предварительно связанные друг с другом элементами 4 или 5 и (или) частью матрицы 2 (возможны и варианты и временных технологических связей), охватывают с двух сторон двумя частями (или второй частью при уже установленной ранее первой) материала матрицы 2, а нагрев (термическое воздействие) осуществляют, по меньшей мере, в зоне стыка матрицы 2 с пружинами 1.

Устройство работает следующим образом.

Средства индивидуальной (бронежилеты, каски и т.д.) или неиндивидуальной защиты (кожухи трубопроводов и т.д.) изготавливают полностью по заказу или сразу из готовых (стандартных) листов брони описанной конструкции (по тому или иному варианту). При этом учитывают конфигурацию и др. особенности объекта защиты. В соответствии со схемой деформаций отдельных участков средства защиты (применительно к бронежилетам и иным предметам спецодежды, указанная схема во многом определяется требованиями свободы телодвижений пользователя), фрагменты броневых листов выбирают с определенным сочетанием (от 0 до 100%) пружин с постоянным и переменным диаметром витков (цилиндрических и конических пружин 1) и ориентируют пружины 1 рациональным образом. Фрагменты листовой брони соединяют друг с другом соединительными элементами заявленной конструкции, сшивают (простегивают) гибкой связью 3 или используют соединительные и разъемные элементы иной конструкции.

При движениях конечностей и тела пользователя защитного средства, изготовленного из предложенной брони, на конструкцию действуют растягивающие, сжимающие и изгибающие силы F, вызывающие соответствующие деформации (см. фиг.3-7, 15). Деформации будут иметь место и в изделиях для защиты небиологических объектов, в частности трубопроводов, при их монтаже-демонтаже. В случае комбинации пружин с постоянным и переменным диаметров витков (цилиндрических и конических - см. фиг.15) первоначальная форма такой конструкции “адаптирована” к разнонаправленным векторам F. При соразмерных коэффициентах (модулях) упругости системы пружин 1 и матрицы 2 брони их деформация будет, соответственно, также соразмерной.

При попадании в наружный слой брони (единственный или в составе многослойной брони) поражающий элемент (клинок, пуля, осколок и т.д.) пробивает его частично или полностью (последнее - при многослойной конструкции), растрачивая кинетическую энергию на преодоление сил сопротивления со стороны, в общем случае, матрицы 2, пружин 1 (главным образом) и соединительных элементов 4, 5, и теряя пробивную способность. Винтовая конфигурация пружин 1 и, особенно, коническая их форма, а также сильно выраженная рельефность фронтальной и тыльной поверхностей слоя пружин 1, вызывают разложение вектора импульса Ft поражающего элемента на составляющие, сложную деформацию составных элементов брони (особенно пружин 1), эффективное гашение энергии, отклонения от первоначального направления движения и, одновременно, упругую реакцию. При прохождении большей части толщины слоя, с тыльной стороны его оболочки образуется выпучина. Соединительные элементы 4, 5 и промежуточные слои из относительно (в сравнении с упругой матрицей 2) жесткого материала рассеивают энергию поражающего элемента по большей площади (диссипативность), что приводит к уменьшению выпучины и увеличению радиуса площади вовлечения листовой брони в локальное перемещение (деформацию). Матрица 2, соединительные элементы 4, 5 и гибкая связь 3, кроме этого, организуют упруго-вязкое сцепление составных частей и слоев брони между собой.

В случае полного заполнения матрицей 2 свободного пространства (см. фиг.8, 9) она, деформируясь под действием поражающего элемента, в определенных условиях может увлекать или не увлекать за собой части витков пружин 1, ближних к фронтальной поверхности слоя, но продолжать оказывать сопротивление по высоте пружины 1.

В случае частичного заполнения матрицей 2 свободного пространства, образованного витками пружин 1 (см. фиг.10), она, деформируясь под действием поражающего элемента, в определенных условиях может увлекать за собой части витков пружин 1, ближних к фронтальной поверхности слоя, уменьшая, в то же время, раздвижение части витков той же пружины 1, ближних к тыльной поверхности (и даже сдвигая их).

Различная ориентация пружин 1 в смежных слоях брони увеличивает защитные свойства брони за счет большего разнообразия структуры брони по глубине проникновения поражающего элемента, меньшей зависимости защитных свойств от направления атаки по углу в плоскости, касательной к фронтальной поверхности брони.

Слои “пружинной” конструкции наиболее эффективны при относительно больших скоростях воздействия, а ткани (например из арамидных волокон) - при меньших скоростях. Соответственно, расположение тканевого слоя (слоев) после “пружинного (пружинных)” наиболее эффективно в сочетании.

Источники информации

1. BR 3508848, F 41 H 5/04, 1986.

2. RU 2062430 С1, F 41 H 5/04, 20.06.1996.

3. GB 1583430, F 41 H 1/02, 28.01.1981.

4. JP 61-24638 B, F 41 H 1/02, A 41D 13/00, 11.06.1986.

5. US 4841577, A 41 D 19/00, 27.06.1989 (прототип).

6. US 4578821, F 41 H 1/02, 01.04.1986.

7. US 4467476, F 41 H 1/02, 28.08.1984.

8. US 4507802, F 41 H 1/02, 02.04.1985.

9. US 4535478, F 41 H 1/02, 20.08.1985.

1. Листовая броня преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащая множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть пружин выполнена с переменным диаметром и/или шагом витков, в частности коническими.

2. Листовая броня по п.1, отличающаяся тем, что конические пружины расположены так, что нарастание диаметра витков каждой последующей пружины совпадает с убыванием диаметра витков предыдущей.

3. Листовая броня по п.1, отличающаяся тем, что пружины помещены в матрицу, с образованием композитной конструкции.

4. Листовая броня по п.3, отличающаяся тем, что матрица выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин.

5. Листовая броня по п.4, отличающаяся тем, что пружины и матрица выполнены с соразмерными модулями упругости в одинаковых для них направлениях деформации.

6. Листовая броня по п.3, отличающаяся тем, что матрица выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

7. Листовая броня по п.3, отличающаяся тем, что матрица полностью заполняет внутренний объем композитной конструкции, свободный от материала других элементов.

8. Листовая броня по п.3, отличающаяся тем, что матрица частично заполняет внутренний объем пружин.

9. Листовая броня по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой материала, выполненный, например, из арамидных волокон.

10. Листовая броня по п.9, отличающаяся тем, что слои соединены гибкими связями, например простеганы нитью.

11. Листовая броня преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащая множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что пружины установлены с взаимным перекрытием, например, последовательно ввинчены друг в друга до их параллельного взаимного расположения, по меньшей мере, на части их длины.

12. Листовая броня по п.11, отличающаяся тем, что пружины помещены в матрицу с образованием композитной конструкции.

13. Листовая броня по п.12, отличающаяся тем, что матрица выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин.

14. Листовая броня по п.13, отличающаяся тем, что пружины и матрица выполнены с соразмерными модулями упругости в одинаковых для них направлениях деформации.

15. Листовая броня по п.12, отличающаяся тем, что матрица выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

16. Листовая броня по п.12, отличающаяся тем, что матрица полностью заполняет внутренний объем композитной конструкции, свободный от материала других элементов.

17. Листовая броня по п.12, отличающаяся тем, что матрица частично заполняет внутренний объем пружин.

18. Листовая броня по п.11, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой материала, выполненный, например, из арамидных волокон.

19. Листовая броня по п.18, отличающаяся тем, что слои соединены гибкими связями, например, простеганы нитью.

20. Листовая броня, преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащая множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что пружины выполнены сплюснутыми, по крайней мере, на части их длины, до эллиптической формы витков.

21. Листовая броня по п.20, отличающаяся тем, что пружины помещены в матрицу, с образованием композитной конструкции.

22. Листовая броня по п.21, отличающаяся тем, что матрица выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин.

23. Листовая броня по п.22, отличающаяся тем, что пружины и матрица выполнены с соразмерными модулями упругости в одинаковых для них направлениях деформации.

24. Листовая броня по п.21, отличающаяся тем, что матрица выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

25. Листовая броня по п.21, отличающаяся тем, что матрица полностью заполняет внутренний объем композитной конструкции, свободный от материала других элементов.

26. Листовая броня по п.21, отличающаяся тем, что матрица частично заполняет внутренний объем пружин.

27. Листовая броня по п.20, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой материала, выполненный, например, из арамидных волокон.

28. Листовая броня по п.27, отличающаяся тем, что слои соединены гибкими связями, например простеганы нитью.

29. Листовая броня преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащая множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что соединительные элементы в виде проволоки, волокна или их комбинаций пропущены через пружины параллельно их продольным осям.

30. Листовая броня по п.29, отличающаяся тем, что пружины помещены в матрицу с образованием композитной конструкции.

31. Листовая броня по п.30, отличающаяся тем, что матрица выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин.

32. Листовая броня по п.31, отличающаяся тем, что пружины и матрица выполнены с соразмерными модулями упругости в одинаковых для них направлениях деформации.

33. Листовая броня по п.30, отличающаяся тем, что матрица выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

34. Листовая броня по п.30, отличающаяся тем, что матрица полностью заполняет внутренний объем композитной конструкции, свободный от материала других элементов.

35. Листовая броня по п.30, отличающаяся тем, что матрица частично заполняет внутренний объем пружин.

36. Листовая броня по п.29, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой материала, выполненный, например, из арамидных волокон.

37. Листовая броня по п.36, отличающаяся тем, что слои соединены гибкими связями, например, простеганы нитью.

38. Листовая броня, преимущественно для средств индивидуальной защиты, содержащая множество твердотельных элементов, выполненных в виде винтовых пружин, расположенных рядами и соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что соединенные друг с другом расположенные рядами винтовые пружины размещены послойно, при этом пружины смежных слоев повернуты относительно друг друга на 90°.

39. Листовая броня по п.38, отличающаяся тем, что пружины помещены в матрицу с образованием композитной конструкции.

40. Листовая броня по п.39, отличающаяся тем, что матрица выполнена упругой в направлениях, по крайней мере, вдоль и поперек продольных осей пружин.

41. Листовая броня по п.40, отличающаяся тем, что пружины и матрица выполнены с соразмерными модулями упругости в одинаковых для них направлениях деформации.

42. Листовая броня по п.39, отличающаяся тем, что матрица выполнена из алюминия или алюминиевого сплава.

43. Листовая броня по п.39, отличающаяся тем, что матрица полностью заполняет внутренний объем композитной конструкции, свободный от материала других элементов.

44. Листовая броня по п.39, отличающаяся тем, что матрица частично заполняет внутренний объем пружин.

45. Листовая броня по п.38, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой материала, выполненный, например, из арамидных волокон.

46. Листовая броня по п.45, отличающаяся тем, что слои соединены гибкими связями, например простеганы нитью.