RU218919U1

RU218919U1 - Armored knee pad

Info

Publication number: RU218919U1
Application number: RU2023106394U
Authority: RU
Inventors: Светлана Игоревна Котова
Original assignee: Светлана Игоревна Котова
Filing date: 2023-03-17
Publication date: 2023-06-19

Abstract

Полезная модель относится к области вооружения и экипировки, к разработкам защитного обмундирования и может быть использована для изготовления бронезащитных костюмов для сотрудников спецподразделений и солдат. Основным материалом является Лист ВТ1-0 из высокопрочного альфа и бета- сплава титана ВТ1-0 (разработан Всероссийским Научно-Исследовательским Институтом Авиационных Материалов ВИАМ) толщиной 1мм, 1,5 мм, 2 мм, являющейся эргономичной, повторяющей анатомическую форму коленного сустава человека защитой, обладающей свойствами баллистической защиты класса БР1+, БР2. Дополнительным материалом для броненаколенника является отдельный модуль: компрессионно-амортизационная подпора (КАП), выполненная в виде пластины из ударопрочного полистирола со скрепленным на клеевой основе пакетом из высокомодульной ткани и профильных полос из упругого материала (изолон ППЭ). Технический результат достигается тем, что элемент из титана прикладывается в готовом изделии к компрессионно-амортизационной подпоре. Соединяясь в единую конструкцию таким образом, обшиваются с помощью сшиваемой плотной ткани из полиэстрера и прикрепляя наколенник к ноге с помощью лент, закрепляющихся с помощью липучек, прилегающих к ткани из неопрена, наколенник являет собой элемент тактической экипировки со свойствами бронезащиты от осколочных ранений и пулевых ранений с энергией до 635 Дж. Скрепляется между собой с помощью ткани в единое изделие, которое надевается на ногу и закрепляется с помощью липучек, обматываемых вокруг ноги. К тканевой части изделия, которая соединяет титановую часть и КАП, липучки прикрепляются с помощью пластиковых фиксаторов, являющихся элементом швейной фурнитуры. Ткань используется прочная, от 30 от 240 ден, либо «Дюспо» на флисе, либо «Oxford», либо «Cordurа». Наколенники бронированные могут изготавливаться в промышленных масштабах и выпускаться для армейских целей.

The utility model relates to the field of armament and equipment, to the development of protective uniforms and can be used for the manufacture of armored suits for special forces and soldiers. The main material is Sheet VT1-0 made of high-strength alpha and beta titanium alloy VT1-0 (developed by the All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials VIAM) 1 mm, 1.5 mm, 2 mm thick, which is an ergonomic protection that repeats the anatomical shape of the human knee joint , which has the properties of ballistic protection class BR1+, BR2. An additional material for the armored knee pad is a separate module: a compression and shock absorber support (CAP), made in the form of a plate of impact-resistant polystyrene with a package of high-modulus fabric fastened on an adhesive basis and profiled strips of elastic material (isolon PPE). The technical result is achieved by the fact that the titanium element is applied in the finished product to the compression-damping support. Connecting into a single structure in this way, sheathed with a stitched dense polyester fabric and attaching the knee pad to the leg with tapes fastened with Velcro adjacent to the neoprene fabric, the knee pad is an element of tactical equipment with the properties of body armor against shrapnel wounds and bullet wounds with energy up to 635 J. It is fastened together with the help of fabric into a single product, which is put on the leg and secured with Velcro wrapped around the leg. Velcro is attached to the fabric part of the product, which connects the titanium part and the CAP, with the help of plastic clamps, which are an element of sewing accessories. The fabric used is durable, from 30 to 240 den, either "Duspo" on fleece, or "Oxford", or "Cordura". Armored knee pads can be manufactured on an industrial scale and produced for military purposes.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области вооружения и экипировки, к разработкам защитного обмундирования и может быть использована для изготовления бронезащитных костюмов для сотрудников спецподразделений и солдат. The utility model relates to the field of armament and equipment, to the development of protective uniforms and can be used for the manufacture of armored suits for special forces and soldiers.

Уровень техникиState of the art

На сегодняшний день известны различные наколенники, применяемые как в армейских целях, так и в спорте и в быту.To date, various knee pads are known that are used both for military purposes, and in sports and at home.

Так, по патенту Российской Федерации на изобретение №2474783 известен броне-теплозащитный комбинезон, отличающийся в одной из своих модификаций тем, что он снабжен наколенниками и налокотниками, выполненными в виде накладных карманов с текстильными застежками-липучками с размещением в них пластин-демпферов из пористой резины. So, according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2474783, an armored heat-protective overall is known, which differs in one of its modifications in that it is equipped with knee pads and elbow pads, made in the form of patch pockets with textile Velcro fasteners with the placement of damper plates made of porous rubber.

Известен по патенту Российской Федерации на изобретение №2779118 наколенник, адаптируемый к требованиям потребителя, который содержит основное тело из пеноматериала, имеющее наружную поверхность и внутреннюю поверхность, отлитую по форме колена. Наружная поверхность выполнена с отстоящими друг от друга впадинами в пределах области, покрывающей защищаемое колено. Внутренняя поверхность покрывает тканевый слой. Внутри основного тела предусмотрена гелевая подушка. Основное тело наколенника сформировано литьем под давлением вместе с удерживаемыми на своих местах во время процесса литья гелевым слоем и тканевым слоем, так что тканевый слой и гелевая подушка оказываются сформованными как единое целое с отлитым основным телом. Known for the patent of the Russian Federation for the invention No. 2779118 knee pad, adaptable to the requirements of the consumer, which contains the main body of the foam having an outer surface and an inner surface molded in the shape of a knee. The outer surface is made with recesses spaced apart from each other within the area covering the protected knee. The inner surface is covered with a fabric layer. A gel cushion is provided inside the main body. The main body of the knee pad is injection molded together with the gel layer and the fabric layer held in place during the injection process so that the fabric layer and the gel pad are integrally molded with the molded main body.

Недостатками указанных изделий является недостаточная степень защиты коленного сустава от осколков и пуль, поскольку применяемые материалы не обладают соответствующими защитными свойствами.The disadvantages of these products is the insufficient degree of protection of the knee joint from splinters and bullets, since the materials used do not have the appropriate protective properties.

По заявке на европейский патент EP4104697A1 известна защитная накладка для колена или локтя, содержащая распределяющий удар слой, устойчивый к проколам слой и амортизирующий слой, защитная накладка выполнена с возможностью динамического изменения ориентации, в целом, плоской, вдоль удлиненной оси ноги или руки, при размещении над выпрямленным коленом или локтем, в согнутом положении, когда колено или локоть сгибаются в соответствии с изгибом этой конечности. Это изделие также обладает недостатком, присущим вышеуказанным изделиям, поскольку при его создании не используются металлы.European Patent Application EP4104697A1 discloses a knee or elbow protector comprising an impact distribution layer, a puncture resistant layer and a shock absorbing layer, the protector is configured to dynamically change orientation, generally flat, along an elongated leg or arm axis, when placed over a straightened knee or elbow, in a flexed position where the knee or elbow is bent in accordance with the curve of that limb. This product also has the disadvantage of the above products, since no metals are used in its creation.

По патенту Великобритании GB563183A известен наколенник, который содержит негибкий вогнутый элемент из металла, имеющий форму, по существу соответствующую контуру согнутого колена пользователя, упругую прокладку, например, из войлока или резины, и на ее внешней поверхности прокладку из фрикционного материала, например резины или кожи. Протектор удерживается на месте двумя элементами, например, из резины, приклепанными к элементу, которые захватываются благодаря своей упругости. В модификации неподвижная прокладка заменена элементом, содержащим металлический диск, к которому приклепана прокладка из резины. Недостатками данного изделия являются устаревший состав применяемых материалов, не учитывающий способности современной индустрии, а также недостаточная для современных условий эргономичность.British Patent GB563183A discloses a knee pad that comprises an inflexible concave metal element shaped substantially to the contour of the user's bent knee, a resilient pad such as felt or rubber, and on its outer surface a pad of friction material such as rubber or leather. . The tread is held in place by two elements, such as rubber, riveted to the element, which are gripped by their resilience. In the modification, the fixed gasket is replaced by an element containing a metal disk, to which a rubber gasket is riveted. The disadvantages of this product are the outdated composition of the materials used, which does not take into account the capabilities of modern industry, as well as insufficient ergonomics for modern conditions.

Раскрытие сущности полезной модели Disclosure of the essence of the utility model

Задачей настоящей полезной модели является разработка и создание бронированного наколенника, являющегося инновационной бронезащитой для коленного сустава от осколочных ранений (гранат), а также пулевых ранений. Основным материалом для изделия является Лист ВТ1-0 из высокопрочного альфа и бета- сплава титана ВТ1-0 (разработан Всероссийским Научно-Исследовательским Институтом Авиационных Материалов ВИАМ) толщиной 1мм, 1,5 мм, 2 мм, являющейся эргономичной, повторяющей анатомическую форму коленного сустава человека защитой, обладающей свойствами баллистической защиты класса БР1+, БР2.The objective of this utility model is to develop and create an armored knee pad, which is an innovative armor protection for the knee joint from shrapnel wounds (grenades), as well as bullet wounds. The main material for the product is Sheet VT1-0 made of high-strength alpha and beta titanium alloy VT1-0 (developed by the All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials VIAM) 1 mm, 1.5 mm, 2 mm thick, which is ergonomic, repeating the anatomical shape of the knee joint human protection, which has the properties of ballistic protection class BR1+, BR2.

Важно понимать, что С2 - исключительно противоосколочный класс. Тогда как БР1 и БР2 - ещё и от пулевых ранений. При разработке броненаколенника были рассмотрены иные варианты реализации, которые были отклонены в силу нецелесообразности: It is important to understand that C2 is an exclusively anti-fragmentation class. Whereas BR1 and BR2 are also from bullet wounds. When developing the armored knee pad, other implementation options were considered, which were rejected due to inappropriateness:

1) СВМПЭ (сверхмолекулярный полиэтилен), но такое не реализовали, так как форму коленного сустава сложно повторить с помощью прессованного пластика, а саму форму пресса, технически позволяющей изготовить такую форму, не существует. 2) Бронесталь, но она слишком тяжёлая, что делает невозможным реализацию изделия, поскольку в тактических целях важна скорость передвижения, а дополнительный вес утяжеляет конструкцию и замедляет скорость перемещения человека, находящегося в движении.1) UHMWPE (supermolecular polyethylene), but this was not implemented, since the shape of the knee joint is difficult to repeat using pressed plastic, and the shape of the press itself, which technically allows making such a shape, does not exist. 2) Armored steel, but it is too heavy, which makes it impossible to implement the product, since the speed of movement is important for tactical purposes, and the additional weight makes the structure heavier and slows down the speed of movement of a person in motion.

Технический результат: повышение механической прочности плотной части наколенника, закрывающей коленный состав, с помощью замены пластика на принципиально новый материал - титан, в сочетании с компрессионно-амортизационной подпорой позволяют обеспечить баллистическую защиту и антитравматический эффект. Это также объясняется лёгкостью титана по сравнению с бронесталью, более высокой прочностью по сравнению с остальными металлами и по сравнению с СВМПЭ, используемым для защиты от осколков. Что позволяет защитить коленный сустав от осколочных ранений при боевых действиях на более высоком уровне защиты по сравнению с имеющимися.EFFECT: increasing the mechanical strength of the dense part of the knee pad covering the knee compound by replacing the plastic with a fundamentally new material - titanium, in combination with a compression-damping support, makes it possible to provide ballistic protection and an anti-traumatic effect. This is also explained by the lightness of titanium compared to bulletproof steel, higher strength compared to other metals and compared to UHMWPE used for splinter protection. That allows you to protect the knee joint from shrapnel wounds during combat operations at a higher level of protection compared to existing ones.

Дополнительным материалом для броненаколенника является отдельный модуль: компрессионно-амортизационная подпора (КАП), выполненная в виде пластины из ударопрочного полистирола со скрепленным на клеевой основе пакетом из высокомодульной ткани и профильных полос из упругого материала (изолон ППЭ). Это готовый продукт, используемый обычно как амортизационная защита для боковых элементов бронежилета. An additional material for the armored knee pad is a separate module: a compression and shock absorber support (CAP), made in the form of a plate of impact-resistant polystyrene with a package of high-modulus fabric fastened on an adhesive basis and profiled strips of elastic material (isolon PPE). This is a finished product, usually used as a shock-absorbing protection for the side elements of body armor.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Указанный технический результат достигается тем, что элемент из титана прикладывается в готовом изделии к компресионно-амортизационной подпоре. Соединяясь в единую конструкцию таким образом, обшиваются с помощью сшиваемой плотной ткани из полиэстрера и прикрепляя наколенник к ноге с помощью лент, закрепляющихся с помощью липучек, прилегающих к ткани из неопрена, наколенник являет собой элемент тактической экипировки со свойствами бронезащиты от осколочных ранений и пулевых ранений с энергией до 635 Дж. Этот показатель позволяет оценить степень ударопрочность титана как очень высокий, удовлетворяющий назначению тактической экипировки с баллистической защитой. Она измеряется относительно ударной силы травмирующего элемента, поэтому указывается дульная энергия пули. Как при описании баллистических пакетов и бронестали для бронежилетов, например. Что позволяет судить о соответствии общепринятому стандарту баллистической защиты тактической экипировки. The specified technical result is achieved by the fact that the titanium element is applied in the finished product to the compression-damping support. Connecting into a single structure in this way, sheathed with a stitched dense polyester fabric and attaching the knee pad to the leg with tapes fastened with Velcro adjacent to the neoprene fabric, the knee pad is an element of tactical equipment with the properties of body armor against shrapnel wounds and bullet wounds with an energy of up to 635 J. This indicator allows us to assess the degree of impact resistance of titanium as very high, satisfying the purpose of tactical equipment with ballistic protection. It is measured relative to the impact force of the traumatic element, therefore the muzzle energy of the bullet is indicated. As in the description of ballistic packages and bulletproof steel for bulletproof vests, for example. That allows you to judge the compliance with the generally accepted standard of ballistic protection of tactical equipment.

По прочности титан не уступает стали, при этом легче её в два раза. Титан обладает высокой вязкостью и прочностью, что позволяет оказывать сопротивление не только осколкам, но и дульной энергии пули 7,65 мм; 9 мм (энергия пули 635 Дж) при однократном попадании. In terms of strength, titanium is not inferior to steel, while it is twice as light. Titanium has a high viscosity and strength, which makes it possible to resist not only fragments, but also the muzzle energy of a 7.65 mm bullet; 9 mm (bullet energy 635 J) with a single hit.

Физические, химические и механические свойства титана:Physical, chemical and mechanical properties of titanium:

Скрепляется между собой с помощью ткани в единое изделие, которое надевается на ногу и закрепляется с помощью липучек, обматываемых вокруг ноги. Липучки фиксируются на ноге вокруг неё в двух местах: сверху и снизу, как обычные наколенники для спорта, катания на роликовых конках и т.д. К тканевой части изделия, которая соединяет титановую часть и КАП, липучки прикрепляются с помощью пластиковых фиксаторов, являющихся элементом швейной фурнитуры. Ткань используется прочная, от 30 от 240 ден, либо «Дюспо» на флисе, либо «Oxford», либо «Cordurа». В данном случае мы используем ткань Дюспо, такую же ткань, из которой изготавливается тактическая форма «Пятый элемент», а также вставки из неопрена, поскольку наколенник бронированный изначально создавался как элемент этой формы, однако при разработке выделился в отдельное полноценное изделие с баллистическими свойствами защиты.It is fastened together with the help of fabric into a single product, which is put on the leg and secured with Velcro, wrapped around the leg. Velcro is fixed on the leg around it in two places: above and below, like regular knee pads for sports, roller skating, etc. Velcro is attached to the fabric part of the product, which connects the titanium part and the CAP, with the help of plastic clamps, which are an element of sewing accessories. The fabric used is durable, from 30 to 240 den, either "Duspo" on fleece, or "Oxford", or "Cordura". In this case, we use Duspo fabric, the same fabric from which the Fifth Element tactical uniform is made, as well as neoprene inserts, since the armored knee pad was originally created as an element of this uniform, but during development it stood out as a separate full-fledged product with ballistic protection properties .

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение элемента из титана.Fig. 1 is a schematic representation of a titanium element.

Фиг.2 представляет собой фотографическое изображение КАП (внутренняя сторона, прилегающая к коленному суставу, и отделённая от него тканью).Fig.2 is a photographic image of the KAP (inner side, adjacent to the knee joint, and separated from it by tissue).

Фиг.3 представляет собой фотографическое изображение КАП (внешняя сторона, прилегающая к элементу из титана).Fig. 3 is a photographic image of the OAT (external side adjacent to the titanium element).

Фиг.4 представляет собой фотографическое изображение изделия внутри под тканью, КАП и элемент из титана.Fig. 4 is a photographic representation of the product inside under the fabric, CAP and titanium element.

Фиг.5 представляет собой фотографическое изображение тканевой части изделия (все соединённые элементы изделия, вид с внутренней стороны наколенника). Fig.5 is a photographic image of the fabric part of the product (all connected elements of the product, view from the inside of the knee pad).

Промышленная применимостьIndustrial Applicability

Наколенники бронированные могут изготавливаться в промышленных масштабах и выпускаться для армейских целей.Armored knee pads can be manufactured on an industrial scale and produced for military purposes.

Claims

Armored knee pad, consisting of a titanium element and a shock-absorbing support, made in the form of a plate of high-impact polystyrene with a package of high-modulus fabric and profiled strips fastened on an adhesive basis, characterized in that the titanium element is applied in the finished product to the compression-damping support, forming one-piece construction, this one-piece construction is sheathed with polyester fabric, and attached with Velcro tape to secure to the leg.