EA003563B1

EA003563B1 - Protective helmet

Info

Publication number: EA003563B1
Application number: EA200000733A
Authority: EA
Inventors: Валерий Арменакович Григорян; Элеонора Николаевна Петрова; Евгений Иванович Степанов; Борис Дмитриевич Чухин; Виктор Петрович Яньков
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Стали" ("Нии Стали")
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2003-06-26
Also published as: EA200000733A1

Abstract

1. A protective helmet, comprising a crown in the form of an outer metal shell, supports and shock-absorbing member, a forwardly projecting portion, a shock-absorber, a lower portion with a neck thrust anchored to the crown, characterized in that the outer metal shell is made of an aluminum alloy 0.3-0.6 thick of a bullet caliber and hardness 130-150 HB with cladding 0.01-0.02 of a bullet caliber, wherein the thrust is permanently linked to the metal shell and designed in the form of a liner of different fabrics with the ratio 1:10, the outer layer is made of aramide fabrics having surface density of 130-180 g/m<2>, subsequent layers are made of non-woven polyethylene fabrics, the forwardly projecting portion is designed as an armored window made of transparent multi-layer glass comprising at least two layers interconnected by a viscous stratum and provided with an antipersonnel film from inside and an arrangement for its fixing in the upper and lowered positions. 2. The helmet according to claim 1, characterized in that it can be provided with mantelet of multi-layer fabrics detachably connected to the rear edge of the crown. 3. The helmet according to claims 1 and 2, characterized in that it can be provided with a shock-absorbing insert made of porous materials with holes over the perimeter. 4. The helmet according to claims 1 to 3, characterized in that it can be provided with radio apparatus in the form of a microblock arranged within the crown. 5. The helmet according to claims 1 to 3, characterized in that it can be provided with a camouflage cover and optimum for each location sizes, color and purpose.

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной бронезащиты, а более конкретно к средствам защиты головы. Известны шлемы для защиты головы, состоящие из металлической основы, подтулейного устройства и различного вида подпоров (заявка ФРГ № 3541571, Г 41Н 1/04; Великобритания № 1367403, № 1471801, Г 41Н 1/095; Франция № 2540237, Г 41Н 1/09). Наиболее близким по технической сущности является техническое решение, изложенное в патенте Швейцарии № 666344, Г 41Н 1/04, где предложен шлем для сил безопасности. Известный шлем содержит корпус в виде внешней металлической оболочки, подпора и амортизирующего устройства, установленные на корпусе забрало, амортизатор, нижний пояс с шейным упором.The invention relates to personal protective equipment, and more particularly to means for protecting the head. Known helmets for head protection, consisting of a metal base, sub-body device and various types of back-ups (German application No. 3541571, G 41H 1/04; Great Britain No. 1367403, No. 1471801, G 41H 1/095; France No. 2540237, G 41H 1 / 09). The closest in technical essence is the technical solution set forth in Swiss patent No. 666344, G 41H 1/04, which proposed a helmet for the security forces. A well-known helmet contains a housing in the form of an external metal shell, a backwater and a shock-absorbing device, a visor mounted on the housing, a shock absorber, a lower belt with a neck stop.

Внешний слой корпуса выполнен из технически чистого титана.The outer layer of the body is made of technically pure titanium.

Изнутри слой покрыт упруго прогибаемым материалом и служит для восприятия деформации внешнего слоя, с которым связан третий слой, состоящий из прессованной ткани из арамидных волокон, на него нанесен четвертый слой из пеноматериала. Арамидный слой может быть подвижным между вторым и четвертым слоями и способным задерживать пули, прошедшие через внешний титановый слой.From the inside, the layer is covered with elastically bending material and serves to perceive the deformation of the outer layer, to which the third layer is connected, which consists of pressed fabric from aramid fibers, a fourth layer of foam is applied to it. The aramid layer may be movable between the second and fourth layers and capable of delaying bullets passing through the outer titanium layer.

Шлем оснащен несущей рамкой для корпуса и сменным предохранительным прозрачным щитком.The helmet is equipped with a supporting frame for the housing and a replaceable safety transparent shield.

Шлем с титановой оболочкой обеспечивает защиту головы от пистолетных свинцовых оболоченных пуль калибра 9х19 Парабеллум при начальной скорости пули 360 м/с, а также от осколочного воздействия, что соответствует I классу ГОСТ Р-50744-55.A helmet with a titanium shell protects the head from pistol-coated lead bullets of caliber 9x19 Parabellum at an initial bullet speed of 360 m / s, as well as fragmentation, which corresponds to class I GOST R-50744-55.

Требования к шлемам включают жесткие ограничения по массе, ряд медико-биологических аспектов, связанных с проблемой амортизации ударной нагрузки при защите головы человека.Helmet requirements include stringent weight restrictions, a number of biomedical aspects related to shock absorption in protecting a person’s head.

Задача снижения массы шлема является чрезвычайно актуальной, так как повышение требований по уровню защиты до II класса ГОСТ РФ (включая пистолеты ТТ) неизбежно приводит к увеличению массы и усилению интенсивности динамического воздействия на голову. При этом повышение массы шлема свыше 2 кг приводит, как показала практика, к существенному ухудшению эксплуатационных и эргономических характеристик шлема и ограничивает возможности его использования.The task of reducing the mass of the helmet is extremely urgent, since increasing the requirements for the level of protection to class II of GOST RF (including TT pistols) inevitably leads to an increase in mass and an increase in the intensity of dynamic effects on the head. In this case, an increase in the mass of the helmet over 2 kg leads, as practice has shown, to a significant deterioration in the operational and ergonomic characteristics of the helmet and limits the possibility of its use.

Целью предполагаемого изобретения является создание шлема, обеспечивающего уровень защиты II класса в минимальной массе и сохраняющего при этом допустимую величину запреградных деформаций, а также необходимые конструктивные характеристики (жесткость, ударостойкость, возможность дополнительного крепления оборудования и др.).The aim of the proposed invention is the creation of a helmet that provides a level of protection of class II in a minimum weight and while maintaining an acceptable value of backward deformation, as well as the necessary structural characteristics (stiffness, impact resistance, the possibility of additional fastening of equipment, etc.).

Технический результат изобретения достигается тем, что в известном защитном шлеме, содержащем корпус в виде внешней металлической оболочки, подпора и амортизирующего устройства, установленные на корпусе забрало, амортизатор, нижний пояс с шейным упором, внешняя металлическая оболочка выполнена из алюминиевого сплава толщиной 0,3-0,6 калибра пули и твердостью 130-150 НВ с плакировкой толщиной 0,01-0,02 калибра пули, при этом подпор неразъемно соединен с металлической оболочкой и выполнен в виде слоев из различных видов тканей в соотношении 1:10, причем внешний слой выполнен из арамидной ткани с поверхностной плотностью 130-180 г/м², последующие слои - из нетканой полиэтиленовой ткани, забрало выполнено в виде бронещитка прозрачного многослойного стекла, состоящего не менее чем из двух слоев, соединенных между собой с помощью вязких прослоек, и снабжено расположенной с тыла противоосколочной пленкой и устройством фиксации его относительно корпуса в верхнем и нижнем положении. Шлем может быть снабжен бармицей, выполненной из многослойной ткани в виде кокетки, съемно соединенной с задней кромкой корпуса, обеспечивающей защиту шеи и плеч от осколков, ударов; амортизирующим вкладышем, выполненным из пористых материалов по форме головы с отверстиями по окружности, обеспечивающим защиту от травматического действия. Также шлем может быть снабжен радиогарнитурой в виде микродиска, размещенного внутри корпуса, присоединяемого к любой носимой радиостанции, обеспечивающей радиосвязь на расстоянии 5 км в условиях города, и маскировочным чехлом с камуфляжным рисунком и оптимальными для каждой конкретной местности размерами, цветом, направленностью, позволяющими в реальной ситуации снизить вероятность обнаружения бойца противником.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the well-known protective helmet containing the casing in the form of an external metal shell, backwater and shock absorbing devices, a visor mounted on the casing, a shock absorber, a lower belt with a neck stop, the external metal shell is made of aluminum alloy 0.3- 0.6 caliber bullets and a hardness of 130-150 HB plated with a thickness of 0.01-0.02 caliber bullets, while the backwater is inseparably connected to the metal shell and made in the form of layers of various types of fabrics in a ratio of 1:10, with than the outer layer is made of aramid fabric with a surface density of 130-180 g / m ² , the subsequent layers are of non-woven polyethylene fabric, the visor is made in the form of an armor plate of transparent laminated glass, consisting of at least two layers interconnected using viscous layers , and is equipped with a shatterproof film located from the rear and a device for fixing it relative to the housing in the upper and lower position. The helmet can be equipped with a harness made of multilayer fabric in the form of a yoke, removably connected to the trailing edge of the body, which protects the neck and shoulders from fragments, bumps; shock-absorbing liner made of porous materials in the shape of a head with holes around the circumference, providing protection against traumatic effects. Also, the helmet can be equipped with a radio headset in the form of a microdisk located inside the case, connected to any wearable radio station that provides radio communication at a distance of 5 km in the city, and a camouflage cover with a camouflage pattern and optimal sizes for each particular area, color, directivity, allowing real situation to reduce the likelihood of a fighter being detected by the enemy.

Наиболее перспективным решением является комбинация наружной алюминиевой оболочки с тыльным слоем из различных арамидных и полиэтиленовых тканей. Толщина и уровень свойств алюминиевой оболочки, состав и структура тыльного тканевого подпора выбирались экспериментально, путем варьирования этих показателей в широких пределах.The most promising solution is the combination of the outer aluminum shell with the back layer of various aramid and polyethylene fabrics. The thickness and level of properties of the aluminum shell, the composition and structure of the back tissue support were chosen experimentally by varying these parameters over a wide range.

Предложена алюминиевая оболочка с твердостью 130-150 НВ, плакировкой 0,01-0,02 калибра пули, при этом толщина алюминиевой оболочки составляет 0,3-0,6 калибра пули. Толщина оболочки выбрана с учетом обеспечения жесткости и максимальной энергоемкости шлема, а минимальную остаточную деформацию, связанную с работой упругих деформаций тканевого подпора, обеспечивает тканевополимерный подпор, состоящий из различных видов тканей и полимерных прослоек.An aluminum shell with a hardness of 130-150 HB, cladding 0.01-0.02 caliber bullets, the thickness of the aluminum shell is 0.3-0.6 caliber bullets. The shell thickness is selected taking into account the rigidity and maximum energy intensity of the helmet, and the minimum residual deformation associated with the work of elastic deformations of the fabric backfill provides tissue-polymer backing, consisting of various types of fabrics and polymer layers.

Меньшая твердость алюминиевого сплава не обеспечивает требуемого уровня пулестойкости, а при большей твердости в алюминиевой оболочке наблюдаются хрупкие разрушения.The lower hardness of the aluminum alloy does not provide the required level of bullet resistance, and with greater hardness, brittle fractures are observed in the aluminum shell.

Технологическая плакировка алюминиевого сплава позволяет обеспечить возможность получения глубокой вытяжки при деформировании оболочки.Technological cladding of aluminum alloy makes it possible to provide deep drawing during shell deformation.

Подбор ткани и полимерных прослоек осуществляется таким образом, что жесткость подпора увеличивается от его внешней поверхности к внутренней. Иначе говоря, первые внешние слои подпора имеют арамидную ткань с малой поверхностной плотностью (130-180 г/м²), последующие слои выполнены из нетканой полиэтиленовой ткани, причем соотношение слоев составляет 1:10.The selection of fabric and polymer layers is carried out in such a way that the rigidity of the backwater increases from its outer surface to the inner. In other words, the first outer layers of the backwater have aramid fabric with a low surface density (130-180 g / m ² ), the subsequent layers are made of non-woven polyethylene fabric, and the ratio of the layers is 1:10.

Предложенная конструкция шлема поясняется чертежом, где на фиг. 1 - конструкция шлема в разрезе, на фиг. 2 - общий вид шлема.The proposed helmet design is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a cross-sectional view of a helmet construction; FIG. 2 - a general view of the helmet.

Шлем содержит корпус в виде оболочки 1 из алюминиевого сплава с плакировкой 2, подпор 3, соединенный с алюминиевой оболочкой 1 и выполненный в виде слоев 4 и 5.The helmet contains a housing in the form of a shell 1 of an aluminum alloy with cladding 2, a support 3 connected to the aluminum shell 1 and made in the form of layers 4 and 5.

Внешние слои 4 выполнены из арамидной ткани с малой поверхностной плотностью, последующие слои 5 - из нетканой полиэтиленовой ткани. Соотношение слоев составляет 1:10. Шлем может быть снабжен подвижным защитным забралом 6 в виде многослойного бронестекла, амортизатором 7, нижним поясом 8 с шейным упором и подбородочной чашечкой с бармицей 9.The outer layers 4 are made of aramid fabric with low surface density, the subsequent layers 5 are made of non-woven polyethylene fabric. The ratio of the layers is 1:10. The helmet can be equipped with a movable protective visor 6 in the form of a multilayer bulletproof glass, a shock absorber 7, a lower belt 8 with a neck stop and a chin cup with a barminta 9.

Таким образом, шлем, изготовленный вышеописанным способом, обеспечивает уровень защиты II класса в минимальной массе и сохраняет при этом допустимую величину запреградных деформаций, а также необходимые конструктивные характеристики (жесткость, ударостойкость, возможность дополнительного крепления оборудования и др.).Thus, the helmet made in the above-described way provides the level of protection of class II in the minimum weight and at the same time preserves the permissible amount of backward deformation, as well as the necessary structural characteristics (stiffness, impact resistance, the possibility of additional fastening of equipment, etc.).

Claims

1. A protective helmet, comprising a housing in the form of an external metal shell, a support and a shock absorber mounted on the visor, a shock absorber, a lower belt with a neck stop, characterized in that the external metal shell is made of an aluminum alloy 0.3-0 thick , 6 caliber bullets and a hardness of 130-150 HB plated with a thickness of 0.01-0.02 caliber bullets, while the backwater is inseparably connected to the metal shell and made in the form of layers of various types of fabrics with a ratio of 1:10, and the outer layer is made from aramid shopping mall ani with a surface density of 130-180 g / m ² , the subsequent layers are made of non-woven polyethylene fabric, the visor is made in the form of an armor plate of transparent laminated glass, consisting of at least two layers interconnected by viscous layers, and equipped with a rear anti-shatter film and a device for fixing it relative to the housing in the upper and lower position.

2. The helmet according to claim 1, characterized in that it can be equipped with a bargain made of multilayer fabric in the form of a yoke, removably connected to the trailing edge of the housing.

3. A helmet according to any one of claims 1 to 2, characterized in that it can be equipped with a shock-absorbing liner made of porous materials in the shape of a head with holes around the circumference.

4. Helmet according to claims 1 to 3, characterized in that it can be equipped with a radio headset in the form of a microblock located inside the housing.

5. Helmet according to claims 1 to 4, characterized in that it can be equipped with a camouflage mask with a camouflage pattern and optimal sizes, colors, directivity for each particular area.