RU2229088C2

RU2229088C2 - Body of protective helmet

Info

Publication number: RU2229088C2
Application number: RU2002102831/02A
Authority: RU
Inventors: В.А. Борисов (RU); В.А. Борисов; В.А. Кормушин (RU); В.А. Кормушин; С.В. Волкодав (RU); С.В. Волкодав
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Кираса"
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2004-05-20

Abstract

FIELD: means of individual protection. SUBSTANCE: the body of the protective helmet has stiff outer and inner laminated shells of composite materials based on fibrous reinforcing materials fastened to each other and a polymeric binder, stack of layers of ballistic fabric non- impregnated with a polymeric binder, and a fastener of the stiff shells and the stack. The stack of layers of ballistic fabric is made of two parts, in which the fabric layers are positioned without overlapping, and these parts are positioned on each side of the body and installed in the joint between them, which passes from the back part to the front part of the body. The joint is closed with a flexible plate, which is fastened by threads to both parts of the stack of ballistic fabric. A damper of porous material is placed between the stack of ballistic fabric and the inner shell. EFFECT: enhanced damping capacity, reduced mass and enhanced ballistic stability of the helmet body. 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты, а именно к баллистическим шлемам, защищающим голову человека от механических воздействий, пуль, ударов, осколков.The invention relates to personal protective equipment, namely to ballistic helmets that protect a person’s head from mechanical influences, bullets, blows, fragments.

Известно значительное число защитных шлемов, используемых различными воинскими подразделениями. В основе их конструкции - тяжелая металлическая каска, которую впоследствии заменил пластиковый, более легкий вариант.A significant number of helmets are known to be used by various military units. Their design is based on a heavy metal helmet, which was subsequently replaced by a plastic, lighter version.

Известен баллистический шлем, который состоит из оболочки полуовальной формы, по краям которого на внутреннем ободе расположены резиновые крепления с поперечным разрезом и амортизаторы. Внутренняя часть шлема имеет висячую конструкцию, обеспечивающую балансировку. Первая часть конструкции состоит из ремней и обручей с крепежными и стягивающими механизмами и парусиновыми лентами, образующими “корону”. Вторая часть конструкции состоит из подбородочного ремня с регулируемым устройством на подбородке и подбородочным фиксатором. Оболочка состоит из нескольких слоев ламинированного синтетического волокна высокой прочности арамидного или полиамидного типа. Изготовлена она наслоением друг на друга нескольких слоев (а именно 5), пропитанных смолой и подвергнутых одновременно прессованию и высокой температуре (ЕР №0226782, МПК F 41 Н 1/04, бюл.№27, 1987 г.).A ballistic helmet is known, which consists of a semi-oval-shaped shell, along the edges of which on the inner rim there are rubber mounts with a transverse section and shock absorbers. The inside of the helmet has a hanging design for balance. The first part of the structure consists of belts and hoops with fastening and tightening mechanisms and canvas tapes forming a “crown”. The second part of the design consists of a chin strap with an adjustable device on the chin and a chin lock. The shell consists of several layers of high-strength laminated synthetic fiber of aramid or polyamide type. It was made by layering on top of each other several layers (namely 5), impregnated with resin and subjected simultaneously to pressing and high temperature (EP No. 0226782, IPC F 41 H 1/04, bull. No. 27, 1987).

Недостатками шлема-аналога являются большой вес и жесткость оболочки, которые работают как монолитные конструкции, не способные демпфировать удар и рассеивать кинетическую энергию.The disadvantages of the helmet-analogue are the large weight and rigidity of the shell, which work as monolithic structures, not able to dampen the shock and dissipate kinetic energy.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленной конструкции является корпус защитного шлема, содержащий скрепленные между собой элементом фиксации жесткие внешнюю и внутреннюю оболочки из композиционных материалов и полимерного связующего, а также расположенный между ними пакет слоев из не пропитанной полимерным связующим баллистической ткани (см.патент США №3018210, кл.2-25, 1962 г.).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed design is a protective helmet case containing rigid external and internal shells made of composite materials and a polymeric binder fastened to each other by a fixing element, as well as a packet of layers located between them made of ballistic fabric not impregnated with a polymeric binder (see U.S. Patent No. 3018210, Cl. 2-25, 1962).

Недостатками конструкции прототипа являются невысокая демпфирующая способность и баллистическая стойкость.The disadvantages of the design of the prototype are the low damping ability and ballistic resistance.

Задачей создания изобретения является улучшение качественных характеристик за счет повышения демпфирующей способности, уменьшение массы и повышение баллистической стойкости корпуса.The objective of the invention is to improve the quality characteristics by increasing the damping ability, reducing weight and increasing the ballistic resistance of the housing.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как корпус защитного шлема, содержащий скрепленные между собой жесткие внешнюю и внутреннюю слоистые оболочки из композиционных материалов на основе волокнистых армирующих материалов и полимерного связующего, расположенный между ними пакет слоев баллистической ткани, не пропитанной полимерным связующим, и элемент крепления жестких оболочек пакета друг с другом, и отличительных, существенных признаков, таких как пакет слоев баллистической ткани выполнен из двух частей, в которых слои ткани расположены без нахлестов и эти части расположены по бокам корпуса и установлены встык с разъемом между ними, который проходит от затылочной части к лобной части корпуса, при этом разъем закрыт упругой пластиной, которая скреплена нитями с обоими частями пакета баллистической ткани, кроме того, между пакетом баллистической ткани и внутренней оболочкой расположен демпфер из пористого материала.The problem is solved using the features specified in the claims common to the prototype, such as a protective helmet housing, containing rigid external and internal laminated shells made of composite materials based on fibrous reinforcing materials and a polymer binder, located between them a package of ballistic layers fabric, not impregnated with a polymeric binder, and the fastening element of the hard shells of the package with each other, and distinctive, essential features, such as a package of layers of ba sheet fabric is made of two parts, in which the fabric layers are located without overlapping and these parts are located on the sides of the body and are installed end-to-end with a connector between them, which extends from the occipital part to the frontal part of the body, while the connector is closed by an elastic plate that is fastened with threads with both parts of the ballistic fabric package, in addition, between the package of ballistic fabric and the inner shell is a damper made of porous material.

Выполнение слоев баллистической ткани из двух частей, в которых слои ткани расположены без нахлестов, дает возможность сделать пакет более тонким, т.к. исключаются нахлесты при выкладке с нахлестом, и стыки при выкладке ткани встык, которые необходимо закрывать дополнительными слоями ткани.The implementation of the layers of ballistic fabric from two parts, in which the fabric layers are located without overlapping, makes it possible to make the package thinner, because overlaps are excluded when laying out with overlap, and joints when laying butt fabrics, which must be covered with additional layers of fabric.

Выполнение пакета более тонким позволяет установить демпфер, не повышая габаритов корпуса, а значит и массы.Making the package thinner allows you to set the damper without increasing the dimensions of the case, and hence the mass.

Установка в месте разъема упругой пластины, скрепленной нитями с обоими частями пакета баллистической ткани, повышает демпфирующие свойства корпуса, т.к. при ударе упругая пластина работает как плоская криволинейная пружина.The installation in place of the connector of an elastic plate fastened with threads with both parts of the ballistic fabric package increases the damping properties of the body, as upon impact, the elastic plate acts as a flat curvilinear spring.

Установка демпфера между пакетом баллистической ткани и внутренней оболочкой позволят повысить баллистическую стойкость корпуса шлема вследствие того, что нити в пакете работают на растяжение.Installing a damper between the ballistic fabric package and the inner shell will increase the ballistic resistance of the helmet body due to the fact that the threads in the package work in tension.

Указанные выше отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются- существенными. Использование существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности “новизна”.The above distinguishing features, each individually and all together, are aimed at solving the problem and are significant. The use of significant distinguishing features in the prior art is not found, therefore, the proposed technical solution meets the patentability criterion of “novelty”.

Единая совокупность новых существенных признаков с общими, известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидным для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности “изобретательский уровень”.A single set of new essential features with common, well-known provides a solution to the problem, is not obvious to specialists in this field of technology and indicates that the claimed technical solution meets the patentability criterion of “inventive step”.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид корпуса шлема; на фиг.2 - вид по А-А фиг.1.The invention is illustrated by a description of a specific, but not limiting, example of implementation and the accompanying drawings, where in Fig.1 shows a General view of the helmet body; figure 2 is a view along aa of figure 1.

Корпус шлема содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 жесткие слоистые оболочки из композиционных материалов на основе волокнистых армирующих материалов и полимерного связующего, расположенный между ними пакет слоев баллистической ткани не пропитанной полимерным связующим, из двух частей 3 и 4, расположенных по бокам корпуса и установленных встык с разъемом 5 между ними, который проходит от затылочной к лобной частям корпус, при этом разъем 5 закрыт упругой пластиной 6, которая скреплена нитями 7 с обоими частями 3 и 4 пакета баллистической ткани. Между пакетами баллистичской ткани 3 и 4 и внутренней оболочкой 2 расположен демпфер 8 из пористого материала. Оболочки внешняя 1 и внутренняя 2 связаны между собой элементом крепления 9, выполненным в виде кольцевого швеллера, закрывающего торец корпуса шлема.The helmet housing contains external 1 and internal 2 rigid laminated shells made of composite materials based on fibrous reinforcing materials and a polymer binder, a packet of layers of ballistic fabric not impregnated with a polymer binder located between them, of two parts 3 and 4, located on the sides of the body and installed end-to-end a connector 5 between them, which extends from the occipital to the frontal parts of the body, while the connector 5 is closed by an elastic plate 6, which is fastened with threads 7 to both parts 3 and 4 of the ballistic tissue packet. Between the packages of ballistic fabric 3 and 4 and the inner shell 2 is a damper 8 made of porous material. The shells of the outer 1 and inner 2 are interconnected by a fastener 9 made in the form of an annular channel blocking the end face of the helmet body.

Пример конкретного выполнения. Корпус шлема содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 жесткие слоистые оболочки. В данном варианте каждая из шести слоев арамидной ткани “Кевлар -258”, проклеенных эпоксидным связующим ЭД-10. Расположенный между ними пакет из 30-и слоев баллистической ткани ТСВМ арт.56319, не пропитанной полимерным связующим, состоит из двух частей 3 и 4, расположенных по бокам корпуса и установленных встык с разъемом 5 между ними, который проходит от затылочной части к лобной части корпуса. Разъем 5 закрыт упругой пластиной 6 из листового титана ОТ-4 толщиной 3 мм, шириной 20 мм, которая скреплена нитями 7(СВМ 58 текс) с обоими частями 3 и 4 пакета баллистической ткани. Между пакетами 3 и 4 и внутренней оболочкой 2 расположен демпфер 8 из листового пенополиэтилена толщиной 4 мм. Оболочки внешняя 1 и внутренняя 2 связаны между собой элементом крепления 9, выполненным из ткани ТСВМ арт.56319, проклеенной эпоксидным связующим ЭД-10 в виде кольцевого швеллера, закрывающего торец корпуса шлема.An example of a specific implementation. The helmet housing comprises an outer 1 and an inner 2 rigid laminate shells. In this embodiment, each of the six layers of Kevlar-258 aramid fabric glued with an ED-10 epoxy binder. A package of 30 layers of TSBM ballistic fabric art.56319 located between them, not impregnated with a polymer binder, consists of two parts 3 and 4 located on the sides of the body and installed end-to-end with a connector 5 between them, which runs from the back of the head to the frontal part corps. Connector 5 is closed with an elastic plate 6 of OT-4 titanium sheet 3 mm thick, 20 mm wide, which is fastened with threads 7 (CBM 58 tex) with both parts 3 and 4 of the ballistic fabric packet. Between packages 3 and 4 and the inner shell 2 is a damper 8 of sheet polyethylene foam 4 mm thick. The shells of the outer 1 and inner 2 are interconnected by a fastening element 9 made of TSVM fabric art.56319 glued with an ED-10 epoxy binder in the form of an annular channel blocking the end face of the helmet body.

Корпус защитного шлема работает следующим образом. Осколок, например, массой 1 г при скорости 600 м/с пробивает внешнюю 1 жесткую слоистую оболочку, пробивает часть слоев 3 пакета баллистической ткани, не пропитанной полимерным связующим, при этом происходит выпучивание пакета в демпфер 8. В данном случае нити пакета работают на растяжение и баллистическая стойкость корпуса повышается.The protective helmet body operates as follows. A fragment, for example, weighing 1 g at a speed of 600 m / s pierces the outer 1 rigid layered shell, punches part of layers 3 of a packet of ballistic fabric, not impregnated with a polymer binder, and the packet is buckled into damper 8. In this case, the strands of the bag work in tension and the ballistic resistance of the hull is increased.

В случае удара в место разъема 5 двух частей 3 и 4 баллистической ткани осколок попадает в упругую пластину 6, которая совместно с демпфером 8 амортизирует удар.In the event of an impact, in the place of the connector 5 of the two parts 3 and 4 of the ballistic fabric, the fragment falls into the elastic plate 6, which together with the damper 8 absorbs the impact.

В результате корпус защитного шлема предлагаемой конструкции позволяет снизить массу и повысить баллистическую стойкость.As a result, the body of the protective helmet of the proposed design allows to reduce weight and increase ballistic resistance.

Вышеприведенный конкретный пример свидетельствует о промышленной применимости предлагаемого технического решения.The above specific example indicates the industrial applicability of the proposed technical solution.

Claims

a protective helmet case containing rigid outer and inner laminated shells made of composite materials based on fibrous reinforcing materials and a polymeric binder, a packet of layers of ballistic fabric impregnated with a polymeric binder located between them, and an element for attaching the hard shells and the packet to each other, characterized the fact that the package of layers of ballistic fabric is made of two parts, in which the fabric layers are located without overlap, and these parts are located on the sides of the body and installed They are butt-to-butt with a connector between them, which extends from the occipital part to the frontal part of the body, while the connector is closed by an elastic plate that is fastened with threads to both parts of the ballistic fabric package, in addition, a damper made of porous material is located between the ballistic fabric package and the inner shell.