ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2006 года по МПК F41H5/04 F41H7/04 

Изобретение относится к области обеспечения безопасности на автомобильном, железнодорожном и др. транспорте при перевозке взрывоопасных, огнеопасных, других экологически опасных грузов, а также людей. К числу взрывоопасных грузов относятся взрывчатые вещества (ВВ), боеприпасы, в том числе ядерные и химические, твердотопливные ракеты различных классов. Огнеопасные - это легковоспламеняющиеся (горючие) жидкости, компоненты жидких ракетных топлив, которые могут быть токсичными.

Транспортные средства, перевозящие названные объекты, могут подвергаться воздействию различных боеприпасов, в том числе кумулятивного типа, а также воздействию пуль стрелкового оружия. Такие воздействия возможны в условиях ведения боевых действий, а также в мирное время при совершении террористических актов, нападении незаконных вооруженных формирований, диверсионно-разведывательных операций и т.д. Последние могут совершаться как с целью деморализации населения, так и с целью дестабилизации политической обстановки в стране. Нужно иметь в виду, что воздействие, например, кумулятивной гранаты ручного противотанкового гранатомета на слабозащищенную в транспортном средстве твердотопливную ракету или ядерный боеприпас может привести к катастрофе регионального масштаба. Поэтому недопущение подобных ситуаций нужно считать важнейшей государственной задачей. А решение такой задачи непосредственно связано с поиском и реализацией на практике эффективных, недорогостоящих, легких и технологичных средств защиты объектов от кумулятивных боеприпасов в первую очередь.

Поиск технических решений средств защиты от кумулятивных боеприпасов и пуль стрелкового оружия выполнен по источникам патентной и технической информации России (СССР), США, Германии, Франции, Великобритании, Европейского патентного сообщества за период с 1970 по 2003 годы.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения (прототипом) является «Устройство для защиты объектов в транспортных средствах от воздействия пуль и кумулятивных боеприпасов» по патенту России №2196952 от 20.01.2003 г. Имея существенные преимущества перед предшествовавшими аналогами, указанному техническому решению присущи некоторые недостатки, предопределяющие еще достаточно большую удельную массу (массу единицы поверхности) брони, не позволяющую дооборудовать транспортное средство малой грузоподъемности. К таким недостаткам относится, в частности, недостаточная способность отклоняющих средств (стальных сеток типа рабица или панцирных) обеспечить боковое отклонение фрагментов кумулятивной струи для их дробного действия по большой поверхности.

Технической задачей настоящего изобретения является дальнейшее снижение удельной массы противокумулятивного защитного устройства транспортного средства за счет использования открытого нами свойства стальных сеток объемного плетения не только фрагментировать кумулятивную струю в момент ее формирования непосредственно за плоскостью фокуса, но и отклонять фрагменты кумулятивной струи в боковом направлении. Эффективность применения таких сеток можно судить по сравнительной оценке углов расхождения фрагментов кумулятивной струи в случае, когда не применяется отклоняющее средство со случаем, когда используется сетка объемного плетения, установленная под углом 45...60° к направлению движения струи. В первом случае он составляет около 4°, во втором - от 20 до 40°. Это значит, что уже сравнительно на небольшом отрезке движения кумулятивной струи (20...50 см) ее фрагменты рассеиваются на поверхности радиусом от 3 до 18 сантиметров. В результате такого дробного удара фрагментов кумулятивной струи резко возрастает эффект снижения их пробивной способности в слое пористой керамики, наполненной химически активным веществом. Это позволяет уменьшить толщину данного слоя и, тем самым, уменьшить общую массу противокумулятивного защитного устройства транспортного средства.

Сравнительный анализ технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что оно содержит дополнительный борт транспортного средства из тонколистовой стали для преждевременного срабатывания кумулятивного боеприпаса, удаленный от внешней стороны борта транспортного средства на 2...3 фокусных расстояния боеприпаса, при этом в промежутке между дополнительным бортом и бортом транспортного средства закреплены равномерно в несколько ярусов шторы из стальной сетки объемного плетения под углом 45° к поверхности борта транспортного средства с перекрытием на половину их проекции на вертикальную плоскость, а размещенные между бортом транспортного средства с внутренней его поверхности и стальным броневым листом несколько ярусов штор из стальной сетки закреплены под углом 45° к поверхности борта с перекрытием на половину их проекции на вертикальную плоскость, при этом шторы из стальной сетки объемного плетения находятся в равномерно сборенном состоянии с просветом ячейки в направлении нормальном к поверхности борта транспортного средства, не превышающим диаметр кумулятивной струи боеприпаса.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Решение технической задачи изобретения достигается, наряду с механическим сопротивлением слоев из стали и керамики, химическим взаимодействием металлической кумулятивной струи с химически активным наполнителем пористой керамики еще и распределением фрагментов кумулятивной струи на большой поверхности, что резко снижает пробивную способность кумулятивной струи. Применение двухрядной структуры многоярусных штор повышает эффективность защиты от кумулятивных боеприпасов не только обычного, но и тандемного типов.

Сравнение заявляемого с другими техническими решениями не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

На чертеже, поясняющем сущность технического решения, позицией 1 обозначен дополнительный борт транспортного средства, позицией 2 - шторы из стальной сетки объемного плетения, позицией 3 - борт транспортного средства, позицией 4 - стальной броневой слой, позицией 5 - слой пористой керамики, наполненной химически активным веществом с окислительными свойствами, позицией 6 - тыльный стальной слой, позицией 7 - защищаемый объект.

Защитное устройство функционирует следующим образом.

При встрече боеприпаса с дополнительным бортом транспортного средства, представляющим собой стальной лист толщиной 2...4 мм, срабатывает взрыватель и начинает формироваться кумулятивная струя. В непосредственной близости от плоскости фокусного расстояния свободно сборенная ненатянутая сетка объемного плетения обеспечивает фрагментирование кумулятивной струи и расхождение ее фрагментов в боковом направлении. После пробития бортовой стенки транспортного средства и встречи потока фрагментов кумулятивной струи с сеткой внутреннего пространства поток фрагментов продолжает расширяться в боковом направлении, а часть фрагментов кумулятивной струи теряет кинетическую энергию. В случае кумулятивного боеприпаса тандемного типа интенсивное расширение потока фрагментов кумулятивной струи второго (тандемного) заряда происходит на втором (забортовом) слое сеток. К моменту достижения фрагментами кумулятивной струи слоя пористой керамики, наполненной химически активным веществом с окислительными свойствами, воздействие на последний происходит в виде дробного удара фрагментов кумулятивных струй, что облегчает их нейтрализацию в данном слое.

Представленная конструкция противокумулятивного защитного устройства транспортного средства одновременно с противокумулятивной защитой решает проблему защиты от пуль стрелкового оружия всех калибров и мелкокалиберных снарядов.

Источники информации

1. Противогранатометное и противопульное защитное устройство. Патент Российской Федерации №2122702 от 29.12.97 г.

2. Устройство защитное от кумулятивных снарядов. Патент США №4368660 от 18.01.83 г.

3. Защитное устройство. Патент Великобритании №2040029 от 3.09.80 г.

4. Броня для защиты от кумулятивных зарядов. Патент Франции №2628831 от 22.09.89 г.

5. Конструкция защитной стенки для бронированной машины. Патент ФРГ №053226478 от 14.07.88 г.

6. Кожушко А.А., Рыкова И.И., Синани А.Б. Сопротивление керамики внедрению ударяющего тела при высоких скоростях взаимодействия//ФГВ. - 1992. - №1.

7. Устройство для защиты объектов в транспортных средствах от воздействия пуль и кумулятивных боеприпасов. Патент Российской Федерации №2196952 от 20.01.2003 г.

Изобретение относится к противокумулятивным устройствам для защиты взрывоопасных объектов, перевозимых автомобильными, железнодорожными и другими транспортными средствами. Предложено противокумулятивное защитное устройство транспортного средства, которое включает борт транспортного средства, стальной броневой слой и примыкающий к нему слой высокопрочной пористой керамики, наполненной химически активным веществом, с тыльным стальным слоем, несколько ярусов штор из стальной сетки объемного плетения, размещенные между бортом транспортного средства с внутренней его поверхности и стальным броневым слоем, дополнительный борт транспортного средства из тонколистовой стали для преждевременного срабатывания кумулятивного боеприпаса, удаленный от внешней стороны борта транспортного средства на 2...3 фокусных расстояния боеприпаса, при этом в промежутке между дополнительным бортом и бортом транспортного средства закреплены равномерно в несколько ярусов шторы из стальной сетки объемного плетения. Изобретение направлено на снижение удельной массы средства защиты и увеличение заброневого пространства в транспортном средстве. 1 ил.

Противокумулятивное защитное устройство транспортного средства, включающее борт транспортного средства, стальной броневой слой и примыкающий к нему слой высокопрочной пористой керамики, наполненной химически активным веществом, с тыльным стальным слоем, несколько ярусов штор из стальной сетки объемного плетения, размещенные между бортом транспортного средства с внутренней его поверхности и стальным броневым слоем, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный борт транспортного средства из тонколистовой стали для преждевременного срабатывания кумулятивного боеприпаса, удаленный от внешней стороны борта транспортного средства на 2...3 фокусных расстояния боеприпаса, при этом в промежутке между дополнительным бортом и бортом транспортного средства закреплены равномерно в несколько ярусов шторы из стальной сетки объемного плетения под углом 45° к поверхности борта транспортного средства с перекрытием на половину их проекции на вертикальную плоскость, а размещенные между бортом транспортного средства с внутренней его поверхности и стальным броневым слоем несколько ярусов штор из стальной сетки закреплены под углом 45° к поверхности борта с перекрытием на половину их проекции на вертикальную плоскость, при этом шторы из стальной сетки объемного плетения находятся в равномерно сборенном состоянии с просветом ячейки в направлении, нормальном к поверхности борта транспортного средства, не превышающим диаметр кумулятивной струи боеприпаса.