Локализатор взрыва с противоосколочными экранами Российский патент 2025 года по МПК F42D5/45 

Изобретение относится к средствам подавления осколочного и фугасного действий взрыва и может быть использовано для изолирования подозрительных или взрывоопасных предметов (ВОП).

Известен локализатор взрыва, описанный в патенте на изобретение РФ №2564463, опубликованном 10.10.2015. Локализатор взрыва выполнен с четырьмя вертикальными жесткими полыми стенками, которые заполнены энергодиссипирующим наполнителем. Стенки снабжены петлевыми устройствами. Локализатор выполнен в форме квадрата, две боковые смежные стенки выполнены в виде раскрывающихся створок с возможностью размещения их на поверхности двух других неподвижных стенок. Петлевые устройства могут быть выполнены с осью вращения, установленной вдоль вертикальных ребер локализатора.

Основным недостатком данного изобретения является отсутствие защиты от осколочного действия ВОП.

Другим недостатком данного изобретения является наличие петлевых устройств на боковых гранях секций локализатора взрыва, которые могут служить источниками вторичных осколков. Также затрудняется использование этого локализатора взрыва на необорудованной местности вследствие нарушения сопряжений элементов петлевых устройств.

Известен локализатор взрыва с гофрированным противоосколочным экраном, описанный в патенте на изобретение РФ №2177140, опубликованном 20.12.2001. Локализатор взрыва содержит одну или более заполненных диспергентом емкостей, ограниченных эластичной оболочкой, противоосколочный экран, закрепленный по наружному радиусу локализатора. Противоосколочный экран выполнен гофрированным со складками, равномерно распределенными по периметру, в количестве.5 - 20 шт., со стороной складки, равной по длине 0,1 - 0,5 величины радиуса наружной оболочки локализатора. Стороны складок скреплены между собой креплением с прочностью ниже, чем прочность эластичной оболочки.

Недостатком данного изделия является невозможность выполнения противоосколочного экрана гофрированным со складками при поверхностной плотности защитной структуры из материала типа «Кевлар» более 1000 г/м², что обусловлено физическими свойствами материала. Однако защитная структура из материала типа «Кевлар» с поверхностной плотностью менее 1000 г/м² обеспечивает защиту только от осколков с низкой кинетической энергией.

Известен локализатор взрыва с объемногофрированным противоосколочным экраном, описанный в патенте на изобретение РФ №2235288, опубликованном 27.08.2004. Локализатор взрыва содержит одну или более заполненных диспергентом емкостей, ограниченных эластичной оболочкой, противоосколочный экран, закрепленный по наружному радиусу локализатора. Противоосколочный экран выполнен гофрированным со складками, равномерно распределенными по периметру. Складки гофра выполнены в двух направлениях, пересекающихся под углом от 60 до 120°.

Недостатком данного изделия является невозможность выполнения противоосколочного экрана гофрированным со складками при поверхностной плотности защитной структуры из материала типа «Кевлар» более 1000 г/м², что обусловлено физическими свойствами материала. Однако защитная структура из материала типа «Кевлар» с поверхностной плотностью менее 1000 г/м² обеспечивает защиту только от осколков с низкой кинетической энергией.

Известен локализатор взрыва с защитной оболочкой, описанный в патенте на изобретение РФ №2745087, опубликованном 19.03.2021, выбранный авторами в качестве прототипа. Локализатор взрыва для изоляции взрывоопасных и подозрительных предметов представляет собой контейнер с центральной полостью, окруженной сверху и с боков стенками равной толщины. Стенки сформированы из множества заполненных диспергентом емкостей, ограниченных оболочкой из двуслойного эластичного материала. Между слоями оболочки выполнен зазор. Зазор имеет ширину, составляющую 0,1-0,25 от толщины стенки контейнера, и заполнен пористым полимерным закрытоячеистым материалом с кажущейся плотностью 10-300 кг/м³.

Основным недостатком данного локализатора взрыва является отсутствие защиты от осколочного действия взрыва.

Заявленный авторами локализатор взрыва включает в себя контейнер 1 с центральной полостью, петлевые устройства 2, откидные противоосколочные экраны 3 и замково-стопорные устройства 4 (см. Рис. 1).

Целью изобретения является создание локализатора взрыва, обеспечивающего снижение фугасного и осколочного действий при взрыве ВОП.

Технический результат изобретения достигается за счет:

1) наличия на нижних внешних гранях боковых стенок петлевых устройств с откидными противоосколочными экранами;

2) выбора размеров откидных противоосколочных экранов не менее размеров боковых стенок;

3) наличия замково-стопорных устройств, соединяющих верхние части каждой боковой стенки и прилежащего противоосколочного экрана с усилием срабатывания равным 0,3-0,9 веса противоосколочного экрана.

Выполнение этих трех условий обеспечивает снижение осколочного действия взрыва.

Заявленное авторами изобретение работает следующим образом. Локализатор взрыва устанавливается поверх ВОП. В случае взрыва действие воздушной ударной волны ослабляется за счет боковых и верхних стенок, содержащих емкости с диспергентом. При этом осколки, следующие за воздушной ударной волной, задерживаются противоосколочными экранами. Замково-стопорные устройства срабатывают и отделяют верхние грани противоосколочных экранов от боковых стенок локализатора взрыва. Противоосколочные экраны откидываются за счет петлевых устройств, расположенных на нижних гранях боковых стенок и остаются в горизонтальном положении, не образуя вторичных осколков.

Гарантированная эффективность достигается за счет того, что на нижних гранях боковых стенок установлены петлевые устройства, соединяющие боковые стенки и соответствующие прилежащие противоосколочные экраны. Такая конструкция позволяет исключить образование вторичных осколков, а также обеспечивает экранирование противоосколочными экранами заданного сектора пространства перед взрывом и во время взрыва. А также такое расположение петлевых устройств делает возможным откидывание противоосколочных экранов на горизонтальную поверхность (землю) после взрыва, оставляя их на месте.

Гарантированная эффективность достигается за счет того, что габаритные размеры противоосколочных экранов не менее размеров соответствующих прилежащих боковых стенок. Если размеры противоосколочных экранов меньше прилежащих боковых стенок, то образуются незащищенные от осколочных потоков зоны. Таким образом заявленные размеры противоосколочных экранов позволяют им максимально эффективно перекрывать осколочные потоки, образующиеся при взрыве ВОП.

Гарантированная эффективность достигается за счет того, что на верхних частях каждой боковой стенки и каждого противоосколочного экрана выполнено замково-стопорное устройство с усилием на срабатывание равным 0,3-0,9 веса противоосколочного экрана.

В случае, если усилие срабатывания замково-стопорного устройства менее 0,3 веса противоосколочного экрана, то противоосколочный экран может отделиться от прилежащей боковой стенки локализатора взрыва до того, как примет на себя воздействие осколочного потока, образованного при срабатывании ВОП.

В случае, если усилие срабатывания замково-стопорного устройства более 0,9 веса противоосколочного экрана, то противоосколочный экран может отделится от прилежащей боковой стенки локализатора взрыва слишком поздно и спутный поток [1], образующийся при взрыве ВОП может разрушить петлевые устройства с последующим отделением противоосколочных экранов, которые могут выступить в качестве источника вторичных осколков.

Таким образом, оптимальное усилие срабатывания замково-стопорных устройств составляет 0,3-0,9 веса противоосколочного экрана.

Для повышения противоосколочной стойкости и снижения массы откидные противоосколочные экраны выполняются из арамидных материалов.

Для повышения противоосколочной стойкости и снижения массы откидные противоосколочные экраны выполняются из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

Для проведения испытаний, на базе АО «НПО Спецматериалов» была изготовлена серия образцов локализаторов взрыва с различными значениями усилий срабатывания замково-стопорных устройств, а также образцы с установленными петлевыми устройствами и без них. Перечень образцов представлен в таблице 1.

Каждый образец локализатора взрыва имел в своем составе контейнер с центральной полостью, окруженной сверху из боков стенками, сформированными из множества заполненных диспергентом емкостей.

Испытания проводились на полигоне специалистами АО «НПО Спецматериалов» (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.22C308 от 26.08.2014). Каждый образец был подвергнут испытаниям по оценке эффективности действия путем подрыва заряда взрывчатого вещества (1 кг в тротиловом эквиваленте) с имитаторами осколков (50 шариков, масса каждого 1,04 г).

Была проведена серия испытаний, в ходе которых проводился подрыв зарядов взрывчатого вещества электрическим способом с установленными над ним образцом локализатора взрыва. Подрывы производились в мишенной обстановке, состоящей из фанерных щитов, предназначенных для регистрации наличия имитаторов осколков.

По результатам испытаний у образцов №1, 2, 4, 5, 6 были выявлены следующие недостатки:

- у образцов, в которых отсутствовали петлевые устройства, противоосколочные экраны отбрасывало;

- у образцов, у которых усилие срабатывание замково-стопорных устройств 0,2 противоосколочные экраны падали слишком рано и пропускали осколки, что фиксировалось на мишенях;

- у образцов, у которых усилие срабатывание замково-стопорных устройств 1, противоосколочные экраны оторвались от основания контейнера, создавая вторичные осколки, зафиксированные на мишенях.

Лучший результат показал образец №3, противоосколочные экраны которого остановили осколочный поток, при этом упав на поверхность и не оторвавшись от основания контейнера (см. Рис. 2 и 3). Попадания осколков на мишенях не зафиксировано.

Таким образом, действие заявляемых параметров изобретения позволило обеспечить достижение заявленного технического результата - получение локализатора взрыва, обеспечивающего снижение фугасного и осколочного действий взрыва ВОП.

Заявленное техническое решение по конструктивным особенностям локализаторов взрыва является новым, так как совокупность отличительных признаков изобретения, в том числе и в частных случаях, неизвестна из литературных данных и практического опыта работ в этой области.

Решение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как предложенное не следует явным образом для специалиста из анализа отечественного и зарубежного уровня техники.

Литература

1 Физика взрыва и удара. Физика взрыва: учеб. пособие/ Фомин П.А. - Новосибирск: СГУГиТ, 2018. - 122 с.

Изобретение относится к средствам подавления осколочного и фугасного действий взрыва и может быть использовано для изолирования взрывоопасных или подозрительных предметов. Локализатор взрыва для изоляции взрывоопасных и подозрительных предметов представляет собой контейнер с центральной полостью, окруженной сверху и с боков стенками, сформированными из множества заполненных диспергентом емкостей. На нижних внешних гранях боковых стенок выполнены петлевые устройства с откидными противоосколочными экранами, при этом размеры откидных противоосколочных экранов не менее размеров соответствующих боковых стенок. В верхних частях каждой боковой стенки и каждого откидного противоосколочного экрана выполнено замково-стопорное устройство с усилием срабатывания, равным 0,3-0,9 веса соответствующего откидного противоосколочного экрана. Технический результат заключается в получении локализатора взрыва, обеспечивающего снижение фугасного и осколочного действий при взрыве взрывоопасных предметов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Локализатор взрыва для изоляции взрывоопасных и подозрительных предметов, представляющий собой контейнер с центральной полостью, окруженной сверху и с боков стенками, сформированными из множества заполненных диспергентом емкостей, отличающийся тем, что на нижних внешних гранях боковых стенок выполнены петлевые устройства с откидными противоосколочными экранами, при этом размеры откидных противоосколочных экранов не менее размеров соответствующих боковых стенок, а в верхних частях каждой боковой стенки и каждого откидного противоосколочного экрана выполнено замково-стопорное устройство с усилием срабатывания, равным 0,3-0,9 веса соответствующего откидного противоосколочного экрана.

2. Локализатор взрыва по п. 1, отличающийся тем, что откидные противоосколочные экраны выполнены из арамидных материалов.

3. Локализатор взрыва по п. 1, отличающийся тем, что откидные противоосколочные экраны выполнены из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.