Противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство
Владельцы патента RU 2751135:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «Михайловская военная артиллерийская академия» Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство (ППГУ) относится к оборонительным сооружениям, которые предназначены для фортификационного оборудования в короткие сроки позиций мотострелковых, танковых и артиллерийских подразделений, пунктов временной дислокации войск с целью защиты личного состава, боевой техники, транспорта и материальных средств, а также могут быть использованы при строительстве гидротехнических сооружений, усилении откосов дорог, как быстровозводимые ограждения при противопаводковых мероприятиях, связанных с разливами рек, озер, водохранилищ, с повышением уровня воды на морском побережье. Противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство включает две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки (4) и съемный металлический фартук (5), причем две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки (4) соединены с внутренней частью каркаса (1), шарнирно соединены спиралями (2) и зафиксированы монтажными стержнями (6), съемный металлический фартук (5) шарнирно соединен спиралями (2) с нижней частью каркаса (1) и зафиксирован монтажным стержнем (6). Технический результат: снижение вероятности разрушения конструкции от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов и уменьшение значения глубины проникания снаряда в конструкцию. 7 ил., 2 табл.
Противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство (ППГУ) относится к оборонительным сооружениям, которые предназначены для фортификационного оборудования в короткие сроки позиций мотострелковых, танковых и артиллерийских подразделений, пунктов временной дислокации войск с целью защиты личного состава, боевой техники, транспорта и материальных средств, а также могут, использованы при строительстве гидротехнических сооружений, усилении откосов дорог, как быстровозводимые ограждения при противопаводковых мероприятиях, связанных с разливами рек, озер, водохранилищ и повышением уровня воды на морском побережье.
Толкование терминов, используемых в заявке.
Под габионным устройством понимается плетенка, корзина без дна, набитая землей и служащая для прикрытия людей, работающих при осаде и обороне крепостей от пуль и орудий полевых войск. (Словарь русского языка: в 4-х т./РАН, Институт лингвистических исследований; Под ред. А.П. Евгеньевой. - 4-е изд., стер. - М.: Рус.яз.; Полиграфресурсы, 1999, https://tutmet.ru/gabiony-korobchatye-makkaferri-svarnye-pergonmontazh).
Под каркасом понимается несущая внутренняя или внешняя конструкция здания, механизмов, сооружений, аппаратов. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/ 356890.html).
Под монтажным стержнем понимается цилиндрический стержень с коническим концом, служащий для центровки и направления соединяемых разъемных частей конструкций. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/456467.html).
Известно устройство, реализованное в изобретении «Грунтогабион» (патент РФ на изобретение №2131493, МПК Е02В 3/12, 3/04. E02D 17/20, опубликовано 10.06.1999 г.). В грунтогабионе, представляющем собой сеточный каркас из оцинкованной металлической проволоки с заполнителем, причем каркас снабжен внутренним чехлом из синтетического геотекстильного материала или стеклоткани, а в качестве заполнителя используется грунт или дисперсный материал, в том числе теплоизолирующий материал с механизированным заполнением и уплотнением заполнителя, преимущественно прессованием. В качестве дисперсного материала использованы асбестовые отходы, хвосты обогатительных фабрик, гранулированный шлак, шлакозольные отходы электростанций, горелые породы шахтных выработок, торф. Недостатками грунтогабиона являются: высокая вероятность разрушения грунтогабиона от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов; значительная глубина проникания снаряда в конструкцию.
Известно устройство, реализованное в изобретении «Защитная система для береговой линии» (патент РФ на изобретение №2529741, МПК Е02В /04, Е02В 3/12, E02D 29/02 опубликовано 27.09.2014 г.). Изобретение относится к защитной системе, предназначенной для сохранения и восстановления береговой линии. Защитная система содержит габион, имеющий противоположные боковые стены, соединенные между собой через определенные интервалы по длине габиона несколькими разделительными стенками, причем промежутки между соседними парами разделительных стенок ограничивают вместе с боковыми стенками один отдельный отсек габиона. По меньшей мере, один отдельный отсек габиона ограничен соответствующими противоположными боковыми стенками или противоположными участками боковых стенок в соответствующих противоположных боковых стенках. Разделительные стенки шарнирно соединены с боковыми стенками, а отдельный отсек габиона проходит в наружном направлении с частичным схождением панелей открытого каркаса, образующих, в целом или частично выступающий вперед отсек габиона. Недостатками защитной системы для береговой линии являются: высокая вероятность разрушения защитной системы для береговой линии при использовании качестве инженерного сооружения от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов; значительная глубина проникания снаряда в конструкцию.
Известно устройство, реализованное в изобретении «Защитная стена из габионов» (патент РФ на изобретение №2459904, МПК Е02В 3/04, Е02В 3/12, E02D 17/20, опубликовано 27.08.2012 г.). Защитная стена состоит из каркаса, образующего объемную многосекционную конструкцию габионов. Габионы выполнены в виде усеченных пирамид, включающих в себя боковые участки вязальной сетки, соединенные с трапециевидными поперечными сетчатыми рамами. Поперечные сетчатые рамы имеют петли для извлечения каркаса габиона. При этом, углы у основания равны усредненному углу естественного откоса уплотненного грунтового заполнителя. Недостатками защитной стены из габионов являются: высокая вероятность разрушения защитной стены из габионов от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов; значительная глубина проникания снаряда в конструкцию.
Известно устройство, реализованное в изобретении «Конструкция габиона» (патент РФ на изобретение №2131493, МПК Е02В 3/04, опубликовано 10.06.1997 г.). Габион состоит из каркаса, выполненного из отдельных плоских продольных и поперечных прямоугольных сетчатых рам, соединенных между собой спиральными элементами в объемную многосекционную конструкцию, с закрепленной внутри защитной оболочкой из синтетической ткани и грунтового заполнителя. Недостатками конструкции габиона являются: при использовании в качестве инженерного сооружения в военных целях высокая вероятность разрушения конструкции габиона от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов; значительная глубина проникания снаряда в конструкцию.
Известно устройство, реализованное в изобретении «Объемная габионная конструкция», принятое за прототип (патент РФ на изобретение №2651591, Е02В 3/04, Е02В 3/12, Е04Н 9/04, F41H 3/02 опубликовано 23.04.2018 г.). Конструкция состоит из: каркаса, выполненного из листов сеток, шарнирно соединенных спиралями между собой в отдельные секции и образующие многосекционные конструкции, соединяемые между собой в длину монтажными стержнями, с установленной внутри каждой секции и закрепленной к сетке защитной оболочкой, предназначенной для предотвращения высыпания грунтового наполнителя. Секции установлены в несколько рядов параллельно друг другу на расстоянии, равном ширине дополнительных листов сетки, которые установлены между рядами перпендикулярно и соединяют секции разных рядов. Дополнительные листы сетки выполнены быстросъемными, для чего у них по бокам установлены дополнительные спирали, которые соединяются со спиралями, установленными на листах сетки секций рядов, вставленными внутрь спиралей монтажными стержнями. Дополнительные листы сетки могут быть выполнены несъемными и крепиться к листам сетки секций рядов при монтаже спиралями, могут также быть снабжены защитными оболочками, закрывающими их с двух сторон. В качестве материала для защитной тканевой оболочки может быть использован тканый или нетканый материал, например, геотекстиль. Для крепления защитной оболочки могут применяться металлические скобы. Недостатками известной объемной габионной конструкции являются: высокая вероятность разрушения объемной габионной конструкции от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов; значительная глубина проникания снаряда в конструкцию.
Технической проблемой в данной области является: высокая вероятность разрушения конструкции от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов и значительная глубина проникания снаряда в конструкцию из-за отсутствия плоских металлических оцинкованных противокумулятивных и противоосколочных сеток и съемного металлического фартука.
Техническая проблема решается созданием ППГУ позволяющего снизить вероятность разрушения конструкции от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов и уменьшить значение глубины проникания снаряда в конструкцию за счет использования дополнительных составных частей конструкции: плоских металлических оцинкованных противокумулятивных и противоосколочных сеток; съемного металлического фартука.
Решение технической проблемы достигается тем, что противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство, включающее каркас, соединительные спирали, защитную оболочку, монтажные стержни, причем каркас выполнен из металлических оцинкованных сеток, шарнирно соединенных спиралями между собой в отдельные секции и образующие многосекционные конструкции, соединяемые между собой в длину монтажными стержнями, с установленной внутри каждой секции и закрепленной к сетке защитной оболочкой, дополнительно содержит две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки, съемный металлический фартук, причем две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки соединены с внутренней частью каркаса, шарнирно соединены спиралями и зафиксированы монтажными стержнями, съемный металлический фартук шарнирно соединен спиралями с нижней частью каркаса и зафиксирован монтажным стержнем.
Наличие в данном изобретении совокупности признаков, отличающихся его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию « новизна».
Новые признаки, которые содержит оптимальная часть формулы изобретения, не выявлены в техническом решении аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию « изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется фигурами:
фиг. 1 - схема общего вида ППГУ;
фиг. 2 - схема ППГУ установленных в один ряд;
фиг. 3-схема ППГУ (вид сверху);
фиг. 4 - схема шарнирного соединения спиралью двух противокумулятивных сеток;
фиг. 5 - вариант ППГУ в положении для транспортирования;
фиг. 6 - схема ППГУ установленных в один ряд, в два яруса;
фиг. 7 - схема монтажа ППГУ из положения для транспортирования в
положение для использования по назначению.
На фиг. 1 представлены:
1 - каркас;
2 - соединительные спирали;
3 - защитная оболочка (полотно нетканого иглопробивного термокаландрированного волокна);
4 - плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки;
5 - съемный металлический фартук;
6 - монтажные стержни.
Реализация изобретения.
Каркас - известное устройство. Предназначено для опоры несущих внутренних или внешних конструкций зданий, механизмов, сооружений, аппаратов (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/356890.html). Как вариант состоит из четырех плоских металлических оцинкованных сеток, сваренных контактным способом из проволоки диаметром 4 мм, с квадратной ячейкой размерами 75×75 мм, шарнирно соединенных между собой соединительными спиралями, выполнены из стальной оцинкованной проволоки диаметром 3 мм. С внутренней стороны, по периметру ППГУ, закрепляется защитная оболочка 3, выполненная из полотна нетканого иглопробивного термокаландрированного, состоящего из полиэфирных волокон, (фиг. 1-4).
Монтажный стержень - известное устройство. Предназначено для центровки и направления соединяемых разъемных частей конструкций. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/456467.html). Как вариант состоит из цилиндрического стержня с коническим концом выполненный из стальной оцинкованной проволоки, диаметром 8 мм, предназначенный для соединения ППГУ между собой по длине при оборудовании защитных стенок в один или два яруса и для фиксации плоских металлических оцинкованных сеток и съемного металлического фартука.
Соединительные спирали - известное устройство. Предназначено для шарнирного крепления элементов конструкций. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/356783.html). Как вариант состоят из незамкнутой стальной оцинкованной проволоки диаметром 3 мм, и позволяют монтировать и демонтировать устройство в компактные пакеты для транспортирования (фиг. 5).
Оболочка защитная - известное устройство. Предназначено для удержания сыпучих грунтов (песка, супеси, гравийно-песчаных смесей или сухого суглинка), а также предотвращает возможность его высыпания через стальную сетчатую раму под воздействием атмосферных осадков. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ ushakov/489113.html). Как вариант состоит из полотна нетканого иглопробивного термокаландрированного, состоящего из полиэфирных волокон.
Плоская металлическая противокумулятивная и противоосколочная сетка - известное устройство. Предназначено для предотвращения или уменьшения разрушительного действия кумулятивной струи и осколков. (Оценка действия защитного устройства динамического типа на броневую преграду. А.В. Кучинский, М.И. Васьковский, И.Б. Чепков, А.Н. Неговский. Артиллер. и стрелковое вооружение. - 2006. - №4 https://ru.wikipedia.org/wiki/ противокумулятивная сетка). Как вариант состоит из оцинкованной металлической проволоки диаметром 4 мм, сваренной контактным способом между собой в квадратные ячейки размером 75×75 мм, соединенными монтажными стержнями 6.
Съемный металлический фартук - известное устройство. Предназначено для защиты верхней части какого-либо устройства, механизма и т.д. (Толковый словарь русского языка Ушакова. 2012 https://slovar.cc/rus/ushakov/679234.html). Как вариант состоит из металлической оцинкованной сетки сваренной контактным способом из проволоки диаметром 4 мм, с квадратной ячейкой размерами 75×75 мм, предназначенный для защиты от пробития снарядом стыка между устройствами, установленными в два яруса.
Устройство используется следующим образом.
Изделие рассчитано на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от -40°С до +40°С, относительной влажности воздуха 95% и с использованием грунтов I-IV категории. В зависимости от характера фортификационного оборудования позиций и пунктов временной дислокации войск, рельефа местности, времени выполнения задач, грунтовых условий, наличия местных строительных материалов и времени года, возведение сооружений из ППГУ производится необходимым их количеством в один ряд по ширине и в два яруса по высоте (фиг. 6), кроме того, ППГУ может использоваться при возведении мобильных и стационарных блок-постов, пунктов материально-технического обеспечения в городских и полевых условиях в два-три ряда по ширине и в два и более яруса по высоте.
Порядок возведения ППГУ. Участок местности, предназначенный для установки ППГУ, подготавливают заранее, выравнивают грунт, слабые места или низменные участки с грунтовыми водами, залегающими ниже подошвы сооружения на 0,5 м усиливают строительными материалами (песчано-гравийная смесь, щебень и др.). На участке должны быть проведены мероприятия по отводу дождевых вод и устройству подъездных дорог. Затем ППГУ раскладываются по периметру сооружения и разворачиваются в рабочее (эксплуатационное) положение (фиг.7), где направление монтажа ППГУ из положения для транспортирования в положение для использования по назначению показано на позиции 7.
При необходимости предотвращения вымывания и выдувания насыпного материала, нижняя кромка защитной оболочки ППГУ расшивается (удаляются скобы) и при установке подгибается внутрь секций габионного устройства.
Заполнение ППГУ местным грунтом или привозным (песком, песчано-земляной смесью, гравийно-песчаной смесью, супесью и другими материалами) производится механизированным способом или вручную, одновременно, начиная от центра линии вправо и влево, для сокращения общего времени возведения.
В процессе заполнения ППГУ фунтом производится его уплотнение по мере заполнения, но не менее двух-трех раз до полной засыпки каждой секции.
После возведения защитной стенки проводятся работы по маскировке с помощью местных маскирующих материалов (ветки, дерн, трава и др.), и, при наличии, с использованием табельных маскировочных комплектов. С этой целью защитная оболочка ППГУ с наружной стороны может покрываться краской, соответствующей фону местности.
Демонтаж ППГУ производят в порядке, обратном его установке. Для этого необходимо:
- обеспечить раскрытие секций ППГУ, выравнивая и выбирая грунт возле открывающихся секций на ширину открытия;
- освободить от грунта секции;
- извлечь монтажные стержни 6, соединяющие габионное устройство;
- очистить ППГУ от грунта;
- сложить ППГУ (фиг. 5).
Осуществление изобретения.
1. Вероятность разрушения ППГУ от воздействия осколочно-фугасных и кумулятивных боеприпасов определяется по формуле (Абчук В.А. и др. Справочник по исследованиям операций. / под общей ред. Ф.А. Матвейчука - М: Воениздат, - 1979 г., 368 с., стр. 271):
где n - число выпущенных снарядов;
m - число попаданий;
Pn,m - вероятность попаданий при п количестве выпущенных снарядах, принятая в расчетах, составляет 0,5;
G(m) - количественная величина ущерба конструкции, определена методом статических испытаний при проведении вычислительных экспериментов и составляет для объемной габионной конструкции (прототип) - 0,94, для ППГУ - 0,64. В результате, вероятность разрушения w (раз.) снижается с 0,47 до 0,32 (таблица 1).
2. Глубина проникания снаряда в конструкцию ППГУ за счет установленных дополнительных плоских металлических оцинкованных противокумулятивных и противоосколочных сеток и съемного металлического фартука определяется по формуле 7 (Средства поражения и боеприпасы: Учебник / А.В. Бабкин и др.; Под общ. ред В.В. Селиванова. - М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2008. - 984 с: стр. 266):
где λ - коэффициент, зависящий от формы головной части снаряда, λ=0,3;
Кпр - коэффициент податливости материала прониканию (коэффициент проникания), составляет Кпр=30⋅10-7 с установленными плоскими металлическими оцинкованными противокумулятивными и противоосколочными сетками и съемным металлическим фартуком, Кпр=60⋅10-7 без учета установки плоских металлических оцинкованных противокумулятивных и противоосколочных сеток и съемного металлического фартука;
Р - масса снаряда, кг;
d - диаметр снаряда, м;
V - скорость снаряда в момент удара, м/с;
α - угол встречи, т.е. угол между осью снаряда в точке удара и
перпендикулярном к поверхности преграды в этой же точки.
В результате, глубина проникания снаряда в конструкцию hnp, снижается с 1,44 до 0,96 (таблица 2).
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующих совокупности условий:
- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для защиты личного состава, боевой техники, транспорта и материальных средств;
- заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить минимальную вероятность разрушения и уменьшить глубину проникания снаряда в конструкцию;
- для заявленного устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию « промышленная применимость».
Противоосколочное и противокумулятивное габионное устройство, включающее каркас, выполненный из листов сеток, шарнирно соединённых спиралями между собой в отдельные секции и образующие многосекционные конструкции, соединяемые между собой в длину монтажными стержнями, с установленной внутри каждой секции и закрепленной к сетке защитной оболочкой, отличающееся тем, что содержит две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки и съемный металлический фартук, причем две плоские металлические оцинкованные противокумулятивные и противоосколочные сетки соединены с внутренней частью каркаса, шарнирно соединены спиралями и зафиксированы монтажными стержнями, съемный металлический фартук шарнирно соединен спиралями с нижней частью каркаса и зафиксирован монтажным стержнем.
