УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ Российский патент 2002 года по МПК F41H3/00 

Изобретение относится к области защиты вооружения, военной техники и военных объектов, имеющих прозрачные плоскости с отражающей поверхностью, а конкретно к средствам маскировки плоскостей с отражающей поверхностью и защиты от пуль и осколков боеприпасов.

В подвижных формах боя, которые в настоящее время являются основными, важное значение приобретает умелое использование защитных свойств вооружения и техники. Поэтому в конструкциях боевых и других машин учитывается необходимость обеспечения безопасности экипажей, расчетов, десанта, а также сохранение встроенного оборудования и аппаратуры от воздействия современных средств поражения, в частности осколков боеприпасов и пуль. Защита от осколков боеприпасов и пуль особо актуальна в связи со значительными потерями в Чечне, связанными с тем, что на вооружение ВС РФ поступают транспортные и специальные автомобили, в том числе со специальным (автокрановым и др.) оборудованием, небронированные, отличающиеся от гражданских только защитной окраской. В Чечне военные водители и операторы специального оборудования и военной техники "используют самодельные защитные приспособления: кто обкладывается стальными листами, а кто завешивает кабину бронежилетами" /1/. Однако поражение людей и оборудования производится противником прицельным огнем через прозрачные плоскости, которые невозможно завесить или закрыть по технологической необходимости обзора дороги или рабочей площадки. Появление в войсках бронированных автомобилей с бронированными стеклами, по всей вероятности, слишком далекая перспектива /2/. Бронированные автомобили разрабатывались 21 ЦНИИИ еще для Афганистана, но и по сей день ведутся разработки и таких машин в войсках нет /1/.

Известны бронеавтомобили, смотровые люки которых закрыты бронелистами с выполненными в них смотровыми прорезями /3, 4, 5/. Такие прорези известны у бронетранспортеров и танков предвоенных и военных лет ВОВ /3, 4, 5/. В последующем прорези в бронелистах стали заменяться оптическими приборами телескопического типа /3, 4, 5, 6/. Такие приборы не только повышают эффективность обзора, но и исключают поражение механика-водителя (оператора и командира) при прямом попадании, в частности, снайперской пули в смотровую прорезь. Установка же оптических приборов на автомобилях известных модификаций, а также на кабинах специального оборудования, в частности на автокранах, представляется весьма затруднительной и дорогостоящей задачей.

Маскировка представляет собой комплекс мероприятий, направленных на введение противника в заблуждение относительно расположения, xарактера действий и намерений своих войск. Это приводит к срыву его прицельных ударов или нанесению их по ложным районам, обеспечивает внезапность нанесения удара по противнику и т.д. Основным способом маскировки является обеспечения скрытности, в том числе, автомобильной и автотракторной техники, в частности бликов от прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью (стекол) /5, 6, 7/. Известно, что на стоянках бликующие части автомобилей закрываются брезентом, травяными матами, ветками, снегом и другим подручным материалом /7/. Однако движение с такой маскировкой представляется весьма проблематичным, так как кроме ухудшения обзора и снижения боевой эффективности техники, сложно удержать такие маскировочные материалы на движущихся автомобилях.

Известно устройство для маскировки прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью, выбранное в качестве прототипа, содержащее выполненное в виде плоского не отражающего перфорированного покрытия, закрепленного соединительными элементами на прозрачной плоскости с возможностью вида изнутри, причем отношение поверхности перфорации к полной поверхности в пределах перфорированной зоны составляет 1:2...1:4 /7/.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает защиту людей и приборов от пуль и осколков. Такое покрытие закрепляется непосредственно на поверхности стекла, что препятствует очистке стекол от влаги и вызывает необходимость в периодическом удалении устройства. Кроме того, покрытие, находящееся в непосредственном соприкосновении с кабиной автомобиля, прогревается, что не обеспечивает маскировку техники и объектов в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств устройства за счет расширения области защиты путем обеспечения безопасности экипажей, расчетов, десанта и сохранения встроенного оборудования от пуль и осколков, его маскирующих свойств в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, а также за счет обеспечения возможности автоматического снятия влаги с поверхности прозрачных плоскостей с отражающей певерхностью.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции устройства защиты, выполненного в виде не отражающего перфорированного, при соотношении перфорации к полной поверхности 1:2...1:4 в пределах перфорированной зоны элемента, закрепленного вне помещения узлами соединения у прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью с возможностью вида изнутри, согласно изобретению:
во-первых, плоский или выпуклый перфорированный элемент-экран закреплен посредством углов соединения на опорах, расположенных за пределами прозрачной плоскости, на расчетном от этой плоскости расстоянии h_пр ≥1,5h' вероятного прогиба перфорированного элемента-экрана, выполненного из стойкого к воздействию осколков боеприпасов и пуль материала толщиной

где h - толщина элемента-экрана, мм;
h' - предельно пробиваемая толщина элемента-экрана, мм;
1,5h' - величина максимального вероятного прогиба элемента-экрана, мм;
h_пр - величина промежутка между элементом-экраном и прозрачной плоскостью с отражающей поверхностью, мм;
g - масса осколка или пули, г;
v - скорость прямого удара осколка или пули, м/с;
К_П - коэффициент, учитывающий характеристики перфорированного элемента-экрана, исходя из соотношения перфорации 1:2...1:4 - К_П = 1,3...2, в частности, для элемента-экрана без перфорации - К_П = 1;
С_м - коэффициент, характеризующий сопротивляемость материала элемента-экрана прониканию сквозь него осколка или пули, в частности: пластмассы - С_м = 5; бронебойной стали - С_м = 28; конструкционной стали - С_м = 22; чугуна С_м = 17.

во-вторых, отверстия перфорации выполнены в виде усеченного конуса, причем соотношение перфорации к полной поверхности в пределах перфорированной зоны принято по поверхности элемента-экрана, которой принадлежат усеченные вершины конусов, а коэффициент К_П принят исходя из соотношения перфорации к полной поверхности в пределах перфорированной зоны противоположной стороны элемента-экрана, которой принадлежат основания конуса;
в-третьих, соединение по верхней кромке перфорированного элемента выполнено в виде, по крайней мере, одного подпружиненного шарнира, в частности посредством торсиона, а по нижней кромке - в виде замка, в частности опорно-сцепного механизма или зажима, или защелки, или хомута;
в-четвертых, перфорированный элемент-экран выполнен в виде подвижных или подвижных жалюзи;
в-пятых, подвижные жалюзи выполнены без перфорации.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что устройство защиты отличается тем, что:
во-первых, плоский или выпуклый перфорированный элемент-экран закреплен посредством узлов соединения на опорах, расположенных за пределами прозрачной плоскости на расчетном от этой плоскости расстоянии h_пр ≥ 1,5h' вероятного прогиба перфорированного элемента-экрана, выполненного из стойкого к воздействию осколков боеприпасов и пуль материала; толщина элемента-экрана

где h - толщина элемента-экрана, мм;
h' - предельно пробиваемая толщина элемента-экрана, мм;
1,5h' - величина максимального вероятного прогиба элемента-экрана, мм;
h_пр - величина промежутка между элементом-экраном и прозрачной плоскостью с отражающей поверхностью, мм;
g - масса осколка или пули, г;
v - скорость прямого удара осколка или пули, м/с;
К_П - коэффициент, учитывающий характеристики перфорированного элемента-экрана; исходя из соотношения перфорации 1:2...1:4 - К_П = 1,3...2, в частности, для элемента-экрана без перфорации - К_П = 1;
С_м - коэффициент, характеризующий сопротивляемость материала элемента-экрана прониканию сквозь него осколка или пули, в частности; пластмассы - С_м = 5, бронебойной стали - С_м = 28; конструкционной стали - С_м = 22; чугуна - С_м = 17.

во-вторых, отверстия перфорации выполнены в виде усеченного конуса, причем соотношение перфорации к полной певерхности в пределах перфорированной зоны принято по поверхности элемента-экрана, которой принадлежат усеченные вершины конусов, а коэффициент К_П принят исходя из соотношения перфорации к полной поверхности в пределах перфорированной зоны противоположной стороны элемента-экрана, которой принадлежат основания конуса;
в-третьих, соединение по верхней кромке перфорированного элемента выполнено в виде, по крайней мере, одного подпружиненного шарнира, в частности, посредством торсиона, по нижней кромке - в виде замка, в частности опорно-сцепного механизма или зажима, или защелки, или хомута;
в-четвертых, перфорированный элемент-экран выполнен в виде подвижных или подвижных жалюзи;
в-пятых, подвижные жалюзи выполнены без перфорации.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т.е. защиты войск и объектов, и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве защиты, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано:
на фиг. 1 - пример установки устройств защиты на кабине автомобиля (вид сбоку);
на фиг.2 - то же (вид сверху);
на фиг.3 - устройство защиты (в сечении по А-А), установленное на дверце кабины автомобиля;
на фиг. 4 - фрагмент элемента-экрана с отверстиями в виде усеченного конуса;
на фиг.5 - пример установки элемента-экрана с подпружиненным шарниром и замком;
на фиг.6 - то же (вид сверху);
на фиг.7 - защелка элемента-экрана;
на фиг.8 - кронштейн (опора) корпуса кабины с торсионом;
на фиг.9 - шарнир элемента-экрана с торсионом;
на фиг.10 - кронштейн (опора) элемента-экрана с защемленным торсионом;
на фиг.11 - шарнир корпуса кабины с торсионом;
на фиг. 12 - пример установки устройства защиты, выполненного в виде жалюзи;
на фиг.13 - то же (вид сбоку);
на фиг.14 - пример установки подпружиненной пластины жалюзи (фрагмент);
на фиг.15 - пример установки неподвижных пластин жалюзи (фрагмент).

В таблицах представлены:
в табл.1 - спецификация чертежей;
в табл. 2 - конкретные примеры толщины элемента-экрана и минимальной величины его удаления от стекла в зависимости от принятых g, v, К_П, С_м.

Устройство защиты 1 выполнено в виде не отражающего перфорированного элемента экрана 2. Причем соотношение перфорации 3 к полной поверхности 4 в пределах перфорированной зоны 5 составляет 1:2...1:4. Элемент-экран 2 закреплен вне помещения (в частности, кабины автомобиля) 6 узлами соединения 7. Узлы соединения 7 расположены за пределами прозрачных плоскостей 8 на опорах 9. Элемент-экран 2 закреплен у прозрачной плоскости 8 с возможностью вида изнутри (фиг. 1,2,3). Элемент-экран 2 может иметь плоскую или выпуклую форму. Элемент-экран 2 расположен на расчетном от прозрачной плоскости (стекла) 8 расстоянии h_пр ≥ 1,5h', где 1,5h' - величина максимального вероятного прогиба 10 элемента-экрана 2, мм, g' - предельно пробиваемая толщина элемента-экрана 2, мм, h_пр - величина промежутка между элементом-экраном и прозрачной плоскостью с отражающей поверхностью, мм.

Элемент-экран 2 выполнен из стойкого к воздействию осколков боеприпасов и пуль (не показано) материала толщиной (фиг. 3, 4)

где h - толщина элемента-экрана 2, мм;
h' - предельно пробиваемая толщина элемента-экрана 2, мм;
g - масса осколка боеприпаса или пули, г;
v - скорость прямого удара осколка боеприпаса или пули, м/с;
К_П - коэффициент, учитывающий характеристики перфорированного элемента-экрана 2; исходя из соотношения перфорации 1:2...1:4 - К_П = 1,3...2, в частности для элемента-экрана 2 без перфорации 3 - К_П = 1;
С_м - коэффициент, характеризующий сопротивляемость материала элемента-экрана 2 прониканию сквозь него осколка боеприпаса или пули (не показано), в частности: пластмассы - С_м = 28; конструкционной стали - С_м = 22, чугуна - С_м = 17.

В табл. 2 представлены конкретные примеры толщины элемента-экрана и величины его удаления от стекла в зависимости от принятых для примера g, v, К_П, и С_м.

Отверстия 11 перфорации 3 могут быть выполнены в виде усеченного конуса 12 (фиг 4). Причем соотношение перфорации к полной поверхности 4 в пределах перфорированной зоны 5 принято по поверхности 13 элемента-экрана 2, которой (13) принадлежат усеченные вершины 14 конуса 12, а коэффициент К_П принят исходя из соотношения перфорации 3 к полной поверхности 4 в пределах перфорированной зоны 5 противоположной стороны 15 элемента-экрана 2, которой (15) принадлежат основания 16 конуса 12 или в плоскости 17 его (2) средней толщины (h).

Соединение 7 по верхней кромке 18 перфорированного элемента-экрана 2 может быть выполнено в виде, по крайней мере, одного подпружиненного шарнира 19, в частности, посредством торсиона 20, а по нижней кромке 21 элемента-экрана 2 в виде замка 22, в частности, опорно-сцепного механизма /9/ или зажима /9/, или защелки /9/, или хомута /9/.

Перфорированный элемент-экран 2 может быть выполнен в виде подвижных 23 или неподвижных 24 жалюзи (23, 24) (фиг. 12). Подвижные жалюзи 23 установлены на раме 25 посредством оси 26 пластины 27 и пружины 28.

Подвижные жалюзи 23 выполнены без перфорации (не показано).

Устройство защиты может выполняться в войсковых условиях и промышленностью.

Устройства защиты используются следующим образом.

Узлы соединения 7 устройств защиты 1, выполняемых преимущественно в войсковых условиях (см. фиг. 1 и 2), устанавливаются на кабине автомобиля заранее, а элементы-экраны 2 закрепляются на них (7) по мере приближения автомобиля к опасным участкам. В особых условиях элементы-экраны 2 с кабин автомобилей не снимаются. При этом непрозрачные поверхности кабины автомобиля изнутри (или снаружи) дополнительно обкладываются бронелистами или бронежилетами, или специальными полотнищами из стойкой к воздействию пуль и осколков ткани.

Устройства зашиты 1, изготовляемые промышленностью (см. фиг. 5 и 9), устанавливаются на кабине автомобиля и другой технике стационарно, а по мере необходимости открываются или закрываются.

Устройства защиты 1 с неподвижными жалюзи устанавливаются в пределах зоны обзора зеркала заднего вида и в условиях, когда обстрел может вестись с верхней полусферы (с гор). Устройства защиты 1 с неподвижными жалюзи устанавливаются также с целью исключения бликов от стекол.

Промежуток h_пр между элементом-экраном 2 и стеклом 8 выполняется из расчета, чтобы прогиб 10, образующийся на элементе-экране 2 от воздействия осколка или пули (не показано), не повредил стекло 8. При необходимости элемент-экран 2 удаляется от стекла 8 на расстояние, обеспечивающее работу дворников (не показано).

Представляемые в данном техническом решении математических зависимости получены в результате обработки многочисленных экспериментальных исследований и гарантируют, при правильно выбранных исходных данных, надежную защиту людей и встроенных приборов.

Исследование заявляемого изобретения позволит повысить эксплуатационные свойства устройства за счет:
- расширения области защиты путем:
обеспечения безопасности экипажей, расчетов, десанта и сохранения встроенного оборудования от пуль и осколков боеприпасов;
обеспечения его маскирующих свойств в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн;
- обеспечения возможности автоматического снятия влаги с поверхности прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью, т.е. работы дворников.

Обеспечение безопасности экипажей достигается за счет установки перед стеклом элементов-экранов соответствующей расчетной толщины. При этом наличие перфорации в указанных пределах обеспечивает вид изнутри. Смещение элемента-экрана на расчетное расстояние от стекла обеспечивает сохранность последнего при попадании в элемент-экран осколков боеприпасов или пуль, вызывающих прогибы материала устройства защиты, а также работу дворников.

Маскирующие свойства бликов от стекол сохраняются, так как сохраняется наличие не отражающего перфорированного элемента, расположенного у прозрачной плоскости с отражающей поверхностью (стекла). Маскирующие свойства в инфракрасном диапазоне длин волн достигаются за счет экранирования электромагнитных излучений (ЭМИ) от людей, приборов и стекла. Причем наличие промежутка между стеклом и элементом-экраном снижает эффект прогрева последнего указанными ЭМИ, а потоки воздуха, распространяющиеся в этом промежутке, практически исключают такой прогрев, а значит исключают демаскирующие признаки стекол в ИК диапазоне ЭМВ.

Эффект от разработанного устройства значительно выше в том случае, когда кабина автомобиля дополнительно облажена, исключая стекла, бронелистами, бронежилетами или специальными полотнищами /1/.

Источники информации
1. "Независимое военное обозрение". Газета НВО, Еженедельное приложение к "Независимой газете". 18(191) от 26 мая - 1 июня 2000 г., - стр.8.

2. Журнал-газета "Авторевю" 5 (215), 2000 г., - стр.50...54.

3. Оружие победы - М.: Центральный музей ВС СССР, 1986 г.

4. Бронетанковая техника. Фотоальбом. - М.: Гончар, 1994, - 268 с.

5. Бронированные колесные малины Советской Армии. - М., 1970 г.

6. Князьков ВС. Боевая техника - М.: ДОСААФ СССР, 1986, - 199 с.

7. Наставление по войсковой маскировке. Часть II, Техника маскировки и маскировка войсковых объектов. - М.: Воениздат, 1956 г., - стр.322, 323.

8. Устройство для маскировки прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью. Описание изобретения к патенту SU 1836620 АЗ по заявке 4830372/23, опубликованном в бюл. 31 1 от 23.08.93 г.

9. Крайнев А.Ф. Словарь справочник по механизмам - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1987, - стр.258.

10. Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия// Гл.ред. С.В. Яковлев - М.: Стройиздат, 1994, - стр. 164.

Изобретение относится к средствам маскировки плоскостей с отражающей поверхностью и защиты от пуль и осколков боеприпасов. Плоский или выпуклый перфорированный элемент-экран закрепляется посредством узлов соединения на опорах. Элемент-экран выполняется из стойкого к воздействию осколков боеприпасов и пуль материала соответствующей толщины. Отверстия перфорации выполняются в виде усеченного конуса. Соединение по верхней кромке перфорированного элемента выполняется в виде одного подпряженного шарнира, а по нижней кромке - в виде замка. Элемент-экран может быть выполнен в виде подвижных или неподвижных жалюзи. Подвижные жалюзи могут выполнятся без перфорации. Реализация изобретения позволяет повысить эксплуатационные свойства устройства защиты, а также достичь автоматического снятия влаги с поверхности прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью. 3 з.п.ф-лы, 15 ил., 2 табл.

1. Устройство защиты, выполненное в виде неотражающего перфорированного, при соотношении перфорации к полной поверхности 1: 2. . . 1: 4 в пределах перфорированной зоны элемента-экрана, закрепленного вне помещения узлами соединения у прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью с возможностью вида изнутри, отличающееся тем, что элемент-экран выполнен плоским или выпуклым перфорированным и закреплен посредством узлов соединения на опорах, расположенных за пределами прозрачной плоскости, на расчетном от этой плоскости расстоянии h_пр ≥ 1,5h' вероятного прогиба перфорированного элемента-экрана, выполненного из стойкого к воздействию осколков боеприпасов и пуль материала толщиной

где h - толщина элемента-экрана, мм;
h' - предельно пробиваемая толщина элемента-экрана, мм;
1,5h' - величина максимального вероятного прогиба элемента-экрана, мм;
h_пр - величина промежутка между элементом-экраном и прозрачной плоскостью с отражающей поверхностью, мм;
g - масса осколка или пули, г;
v - скорость прямого удара осколка боеприпаса или пули, м/с;
K_П - коэффициент, учитывающий характеристики перфорированнoгo элемента-экрана, исходя из соотношения перфорации 1: 2. . . 1: 4 - К_П = 1,3. . . 2.

С_м - коэффициент, характеризующий сопротивляемость материала элемента-экрана прониканию сквозь него осколка боеприпаса или пули.