RU6228U1 - Бронежилет - Google Patents

Abstract

1. Бронежилет, содержащий переднюю часть и спинку в виде тканевых чехлов с системой элементов для крепления передней части и спинки с встроенными в тканевые карманы чехлов защитными панелями, состоящими из размещенной во влагонепроницаемом пакете многослойной силовой основы, содержащей простеганные по площади основы и ее периметру слои высокомодульной ткани, и усиливающих элементов, отличающийся тем, что усиливающие элементы размещены в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла передней части, а многослойная силовая основа, простеганная швом "зигзаг", размещена во внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах тканевого чехла передней части и спинки и состоит из наружной и внутренней частей, причем наружная часть выполнена из чередующихся с ее внешней стороны слоев легковесного лекгоплавкого низкомодульного материала и слоев высокомодульной ткани и последующих нескольких слоев высокомодульной ткани с сатиновым переплетением нитей, а внутренняя часть - из слоев высокомодульной ткани с саржевым или полотняным переплетением нитей.2. Бронежилет по п.1, отличающийся тем, что усиливающие элементы размещены в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла спинки.3. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены металлическими.4. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены керамическими.5. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены на основе высокомодульной ткани.6. Бронежилет по п.1, отличающийся тем, что он снабжен съемным защитным фартуком, выполненным из многослойной с

Description

Полезная модель относится к броневым конструкциям, а именно к средствам индивидуальной защиты, в частности, к бронированной или пуленепробиваемой одежде и может широко использоваться в армии и органах охраны правопорядка.

Известен бронежилет, описанный в одноименном патенте СССР N 1787257 по кл.Р41Н1/02, 3.27.04.90, оп.07.01.93.

Известный бронежилет содержит переднюю полку и спинку, выполненные из многослойной высокомодульной ткани, и установленные в них бронепластины, защитный фартук с линией перегиба, выполненный несъемным, средства крепления составных элементов жилета и подгонки его по фигуре человека, и снабжен накидкой с жесткими бронеэлементами и непромокаемой курткой, рукава которой имеют подкладку из многослойной высокомодульной ткани и съемной шейно-плечевой накладкой со средствами крепления ее к бронежилету. Конструктивно (см. описание к патенту N 1787257) бронежилет выполнен из шести наружных слоев баллистической ткани, установленных внахлест бронеэлементов из титана и 26 внутренних слоев баллистической ткани.

Такая конструкция является дорогой из-за наличия устанавливаемых внахлест бронеэлементов из титана и введения дополнительной накидки с керамическими бронеэлементами из карбида бора, поскольку без такой накидки известный бронежилет недостаточно эффективен как защитное средство и обеспечивает защиту только от пистолетных пуль, но не от автоматных. Кроме того, такая конструкция достаточно сложна, что также является ее недостатком.

Известен бронежилет, описанный в патенте США N 5187023 по кл. F41H1/02, 3.19.11.90, оп.16.02.93.

Известный бронежилет имеет один или несколько слоев, каждый из которых содержит гибкую подложку из ткани с приклеенными к ней плоскими металлическими пуленепробиваемыми элементами, имеющими форму и расположение, позволяющие образовывать в изделии один или более первых, вторых и третьих полусплошных или полностью сплошных швов, углы

МКИ-6: F41H1/02

Бронежилет

пересечения которых выбраны таким образом, что изделие имеет возможность изгибаться вдоль швов.

Недостатком известного бронежилета являются его большой вес и сложность изготовления. Большой вес обусловлен использованием в качестве пуленепробиваемых элементов металлических пластин. Эти пластины должны иметь специальную форму и располагаться в изделии строго определенным образом для образования полусплошных или сплошных швов нужного направления для обеспечения относительной гибкости изделия, что повышает сложность изготовления бронежилета.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является бронежилет, описанный в патенте РФ N 2029219 Скрытноносимый бронежилет

по кл. F41Н1/02, 3.24.07.92, оп. 20.02.95 и выбранный в качестве протошпа. „

Известный бронежилет содержит переднюю часть и спинку в , тканевых чехлов с системой элементов для крепления передней части и спинки с встроенными в тканевые чехлы защитными элементами, состоящими из тканевой многослойной основы, содержащей 22-26 слоев синтетической высокомодульной ткани, простеганной швами на расстоянии 4-8 см друг от друга и швом по всему периметру с количеством стежков от 1,5 до 3 на 1 см, и размещенной внутри герметично закрытого влагонепроницаемого пакета из пластика, и установленных во внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах тканевых чехлов непосредственно за многослойной тканевой силовой основой по направлению удара усиливающих элементов в виде металлических пластин из алюминиевого сплава с относительным удлинением 18-23 процентов, при этом соотношение толщины тканевой силовой основы и металлических пластин составляет от 2:1 до 5:2 при толщине тканевой основы 4-5 мм и модуле упругости высокомодульной синтетической ткани от (3-5)х104 до (2-4)х106 кГ/см а тканевые чехлы снабжены внутренним подслоем из мягкого гигроскопичного гигиенического материала и текстильными застежками.

Недостаток известного бронежилета заключается в том, что его конструкция не способна обеспечить необходимую защиту от пистолетных пуль и, тем более, от автоматных без существенного увеличения веса бронежилета и его стоимости.

в.А . -,..- v

Это обусловлено следующим: эффективная работа многослойной тканевой основы возможна лишь в том случае, если в момент удара пули высокомодульные нити, составляющие эту основу, имеют возможность прогибаться без разрушения. Возникающие в них при этом растягивающие усилия придают пуле тормозной импульс, что снижает скорость ее движения на коротком отрезке пути вплоть до полной остановки. Максимальная длина этого отрезка определяется требованиями соответствующих стандартов (например, ГОСТ Р 50744-95). При наличии за многослойной тканевой основой по направлению удара усиливающих элементов в виде металлических пластин такая работа высокомодульных нитей становится невозможной. При ударе пули высокомодульные нити сдавливаются между пулей и металлической пластиной, но не прогибаются, и растягивающие усилия в них практически не возникают. Тормозной импульс на пулю передается лишь от металлической пластины. Только при последующем прогибе пластины или ее пробивании в высокомодульных нитях могут возникнуть необходимые растягивающие усилия. Однако произошедшее сдавливание существенно ухудшает прочностные характеристики высокомодульных нитей, так как при таком сдавливании волокна в нитях расщепляются, и эффективность работы многослойной тканевой основы резко снижается. Все это обусловливает необходимость увеличения числа слоев в тканевой основе и толщины металлических пластин для обеспечения эффективной защиты. Соответственно растет вес бронежилета и его стоимость.

Целью заявляемой полезной модели является обеспечение эффективной защиты человека от поражения пистолетными и автоматными пулями при относительно невысоких весе и стоимости бронежилета.

Поставленная цель достигается тем, что в бронежилете, содержащем переднюю часть и спинку в виде тканевых чехлов с системой элементов для крепления передней части и спинки с встроенными в тканевые карманы чехлов защитными панелями, состоящими из размещенной во влагонепроницаемом пакете многослойной силовой основы, содержащей простеганные по площади основы и ее периметру слои высокомодульной ткани, и усиливающих элементов, согласно полезной модели, усиливающие элементы размещены в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла передней части, а многослойная силовая основа, простеганная швом зигзаг, размещена во

внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах тканевого чехла передней части и спинки и состоит из наружной и внутренней частей, причем наружная часть выполнена из чередующихся с ее внешней стороны слоев легковесного легкоплавкого низкомодульного материала и слоев высокомодульной ткани и последующих нескольких слоев высокомодульной ткани с сатиновым переплетением нитей, а внутренняя часть - из слоев высокомодульной ткани с саржевым или полотняным переплетением нитей.

При этом усиливающие элементы могут быть размещены также в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла спинки.

Усиливающие элементы в бронежилете могут быть выполнены металлическими, керамическими или на основе высокомодульной ткани.

Бронежилет может быть также снабжен съемным защитным фартуком, выполненным из многослойной силовой основы.

Бронежилет может быть снабжен также съемной шейно-плечевой накладкой, выполненной из многослойной силовой основы.

Во внутренней части многослойной силовой основы коэффициент трения между нитями может быть больше, чем в наружной ее части.

Наружная и внутренняя части многослойной силовой основы могут быть простеганы швом зигзаг отдельно друг от друга и скреплены между собой одним или несколькими швами зигзаг.

Кроме того, с наружной и/или внутренней по направлению удара стороны усиливающих элементов из металла или керамики могут быть расположены дополнительно несколько слоев высокомодульной ткани.

Размещение усиливающих элементов в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла в совокупности с расположением во внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах многослойной, простеганной швом зигзаг силовой основы из двух частей: наружной - из чередующихся с наружной ее стороны слоев легковесного легкоплавкого низкомодульного материала и слоев высокомодульной ткани и последующих нескольких слоев высокомодульной ткани с сатиновым переплетением нитей, и внутренней - из слоев высокомодульной ткани с саржевым или полотняным переплетением нитей - обеспечивает эффективную защиту человека от поражения пистолетными и автоматными пулями при небольшом весе и невысокой стоимости.

Это объясняется следующим:

При попадании пули , например, автоматной, в усиливающий элемент ее скорость резко снижается, при этом высвобождающаяся кинетическая энергия идет на деформирование и разрушение усиливающего элемента. После пробивания усиливающего элемента остаточная кинетическая энергия самой пули, а также энергия осколков элемента воспринимаются многослойной силовой основой и рассеиваются в ней. Использование слоев из легковесного легкоплавкого низкомодульного материала, чередующихся с высокомодульными слоями в наружной части многослойной силовой основы, обеспечивает возможность проскальзывания слоев высокомодульной ткани друг относительно друга и, тем самым, более равномерное их нагружение при выстрелах под острым углом к поверхности бронежилета. При этом ткань сатинового переплетения, имеющая начально менее изогнутые нити, чем ткань саржевого или полотняного переплетения, обеспечивает эффективный отвод энергии от места удара за счет более высокой скорости движения ударного фронта деформации растяжения в высокомодульных нитях и вовлечения в работу большего объема ткани, а также за счет большей эффективности передачи энергии вдоль нити, поскольку меньше энергии тратится на образование вторичных поперечных волн в местах изгибов. Все это приводит к снижению деформаций, а значит, и напряжений в высокомодульных нитях наружной части силовой основы в момент удара пули и предотвращает их преждевременное разрушение. После достижения ударным фронтом краев силовой основы и возврата его к точке удара в виде волны разгрузки роль слоев высокомодульной ткани сатинового переплетения снижается, т.к. движению пули теперь препятствуют лишь силы трения в узлах переплетения высокомодульных нитей. При этом слои высокомодульной ткани саржевого или полотняного переплетения во внутренней части многослойной силовой основы с начально более изогнутыми нитями продолжают обеспечивать эффективный отвод энергии от точки удара, т.к. ударный фронт деформации растяжения в них движется медленнее, чем в наружной части силовой основы, и разгрузка нитей происходит позднее.

Простежка многослойной силовой основы швом зигзаг повышает стойкость бронежилета к многократным попаданиям пуль. Объясняется это тем, что при ударе пули в близлежащей зоне происходит разрушение прошивных

нитей, и силовая основа на этом участке становится рыхлой, частично теряя при этом свои защитные свойства. Размеры этой зоны при простежке швом зигзаг существенно меньше, чем при простежке обычным прямолинейным швом.

Возможное размещение усиливающих элементов в тканевых карманах спинки обеспечивает, при необходимости, аналогичную защиту человека от выстрелов в спину.

Выполнение усиливающих элементов из металла или керамики обеспечивает эффективную защиту от автоматных пуль, а на основе высокомодульной ткани - от пуль пистолета ТТ и аналогичных ему.

Наличие съемных защитного фартука и (или) шейно-плечевой накладки, выполненных из многослойной силовой основы, позволяет увеличить площадь защиты тела человека за счет паховой области, шеи и плеч.

Больший коэффициент трения между высокомодульными нитями во внутренней части многослойной силовой основы по сравнению с наружной ее частью позволяет снизить длину отрезка пути, на котором происходит торможение пули, что уменьшает травмирование человека при ударе пули.

Раздельная прострочка наружной и внутренней частей многослойной силовой основы с последующим скреплением их между собой одним или несколькими швами зигзаг обеспечивает при необходимости большую гибкость бронежилета и удобство при его ношении.

Дополнительное расположение перед усиливающим элементом из металла или керамики нескольких слоев высокомодульной ткани позволяет улавливать осколки самой пули и усиливающего элемента, траектория разлета которых направлена под острым углом к поверхности бронежилета наружу от него, и представляющие опасность для человека. Слои высокомодульной ткани, расположенные с внутренней стороны усиливающего элемента, придают дополнительный тормозной импульс пуле и осколкам элемента.

В сравнении с прототипом заявляемая полезная модель обладает новизной, отличаясь от известного технического решения такими существенными отличительными признаками как расположение усиливающих элементов со стороны удара перед многослойной силовой основой и выполнением последней из двух частей, отличающихся типом переплетения нитей в слоях

высокомодульнои ткани и чередованием в наружной части материалов с разными физическими свойствами, а также прострочкой основы швом зигзаг.

Новым в сравнении с прототипом является также возможное расположение усиливающих элементов в тканевых карманах тканевого чехла спинки, а также варианты их выполнения металлическими, керамическими или на основе высокомодульной ткани.

Новым в сравнении с прототипом является и возможное наличие съемных защитных деталей - фартука и шейно-плечевой накладки из многослойной силовой основы, а также использование слоев высокомодульной ткани с различным коэффициентом трения между нитями в наружной и внутренней частях многослойной силовой основы.

Новой в сравнении с прототипом является и возможная раздельная прострочка наружной и внутренней частей многослойной силовой основы.

Новым в сравнении с прототипом является также возможное размещение дополнительных слоев высокомодульной ткани с наружной и/или внутренней стороны усиливающих элементов из металла или керамики.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию промышленная применимость, т.к. может широко использоваться в армии, органах охраны правопорядка и для защиты конкретных физических лиц.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где показаны на:

-фиг.1 - общий вид бронежилета,

-фиг.2 - структура защитных панелей и их размещение в тканевых карманах тканевого чехла,

-фиг.З - простеганная многослойная силовая основа,

-фиг.4 - общий вид бронежилета с защитным фартуком и шейно-плечевой накладкой.

Бронежилет (фиг.1) содержит переднюю часть 1, спинку 2 в виде тканевых чехлов 3 (фиг.2) с тканевыми карманами 4,5 и систему элементов 6 для крепления передней части 1 и спинки 2. В тканевых карманах 4,5 тканевого чехла 3 размещены защитные панели.

При этом в наружных со стороны удара тканевых карманах 4 передней части 1, а в варианте исполнения - и спинки 2 (см.фиг.2) размещены усиливающие элементы 7 в виде пластин из металла (стали, алюминиевого

сплава), или керамики (карбида бора, алунда), или на основе высокомодульной ткани (в зависимости от варианта выполнения). Во внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах 5 размещена многослойная силовая основа, состоящая из расположенных последовательно от ткани чехла 3 к ткани кармана 5 наружной 8 и внутренней 9 частей. Наружная часть 8 силовой основы состоит из чередующихся с внешней ее стороны (со стороны ткани чехла 3) трех слоев 10 из легковесного легкоплавкого низкомодульного материала, например, капрона, и десяти слоев высокомодульной ткани 11, например, из арамидных волокон с сатиновым типом переплетения нитей. Внутренняя часть 9 силовой основы состоит из двенадцати слоев ткани из арамидных волокон с саржевым или полотняным типом переплетения нитей и для увеличения коэффициента трения между нитями может быть пропитана раствором смолы с последующей просушкой.

Вся многослойная силовая основа простегана швом зигзаг (см.фиг.З). При этом наружная 8 и внутренняя 9 ее части могут быть простеганы либо вместе, либо раздельно с последующим скреплением их между собой одним или несколькими швами зигзаг. Силовая основа размещена во влагонепроницаемом пакете 12, например, из пластика.

Бронежилет может быть снабжен дополнительно съемным защитным фартуком 13, выполненным из многослойной силовой основы, описанной выше, и прикрепленным снизу к передней части, например, с помощью пуговиц.

Бронежилет может быть также снабжен съемной шейно-плечевой накладкой 14, состоящей из высокого воротника 15 и кокетки 16, выполненных из многослойной силовой основы, описанной выше. Шейно-плечевая накладка крепится к бронежилету в области плеч с помощью ремешков с пряжками 17 (см.фиг.4).

С наружной и (или) внутренней стороны металлических или керамических усиливающих элементов внутри тканевого кармана 4 могут быть расположены 4-6 слоев 18 высокомодульной ткани.

Бронежилет действует как средство индивидуальной защиты следующим образом:

получает от него тормозной импульс. При этом сама пуля и усиливающий элемент деформируются и разрушаются, частично рассеивая начальную кинетическую энергию пули.

После пробивания усиливающего элемента пуля (и осколки) с остаточной скоростью через чехол 3 попадает в многослойную силовую основу, которая начинает прогибаться, затормаживая при этом пулю. Расположенные с внешней стороны ее наружной части 8 легковесные легкоплавкие низкомодульные слои 10 частично плавятся и обеспечивают возможность проскальзывания начальных трех слоев высокомодульной ткани сатинового переплетения относительно друг друга, снижая возникающие в них нагрузки от изгиба вокруг пули и позволяя им работать без преждевременного разрушения. Расположенные далее слои высокомодульной ткани сатинового переплетения работают в менее напряженных условиях, т.к. изгибаются вокруг пули по большему радиусу (радиус головной части пули плюс толщина слоев из легковесного легкоплавкого низкомодульного материала и первых трех слоев высокомодульной ткани), что снижает возникающие в них напряжения от изгиба. Высокомодульные нити во внутренней части 9 силовой основы при этом нагружены в меньшей степени в силу их начальной большей изогнутости. Наружная часть силовой основы эффективно замедляет скорость движения пули (и осколков) до момента, когда упругая волна деформации растяжения в высокомодульных нитях дойдет до боковых краев наружной части и вернется к месту удара в виде волны разгрузки. После этого усиливается роль внутренней части, скорость движения упругой волны деформации в которой ниже, и, следовательно, динамическая разгрузка высокомодульных нитей происходит позднее. После динамической разгрузки высокомодульные нити обеих частей оказывают сопротивление движению пули за счет сил трения в узлах переплетений, препятствующих вытягиванию нитей из слоев ткани, вплоть до полной остановки пули. Повышение в варианте выполнения за счет пропитки коэффициента трения между нитями в слоях внутренней части позволяет увеличить сопротивление вытягиванию высокомодульных нитей, и, в итоге, уменьшить длину отрезка пути торможения пули и тяжесть травмирования.

Простежка многослойной силовой основы швом зигзаг повышает стойкость бронежилета к неоднократным попаданиям пуль, поскольку меньше разрушается вблизи каждого места попадания и лучше сохраняет основу.

При необходимости увеличения площади защиты тела человека к бронежилету в его нижней части с помощью пуговиц прикрепляют защитный фартук 13 и в верхней части с помощью ремешков с пряжками 18 шейноплечевую накладку 14. Многослойная силовая основа, из которой они выполнены, работает так же, как это описано ранее, обеспечивая защиту паховой области, шеи и плеч от пуль пистолетов Макарова, Стечкина и им подобных.

Возможная отдельная простежка наружной 8 и внутренней 9 частей многослойной силовой основы позволяет обеспечить ей большую гибкость и удобство при ношении.

При выполнении бронежилета с дополнительными слоями 18 высокомодульной ткани с наружной и/или внутренней стороны усиливающего элемента 7 слои 18, расположенные перед усиливающим элементом 7, улавливают осколки пули и усиливающего элемента 7, разлетающиеся наружу от бронежилета и представляющие опасность для человека. Слои 18, расположенные после элемента 7, дополнительно рассеивают энергию пули.

В сравнении с прототипом заявляемый бронежилет обеспечивает эффективную защиту от поражения автоматными и пистолетными пулями при меньших весе и стоимости, отличаясь от него взаимным расположением усиливающих элементов и многослойной силовой основы и конструкцией последней.

Авторы: / (Сапожников С. Б.

Понькин А. В.

Claims (11)

1. Бронежилет, содержащий переднюю часть и спинку в виде тканевых чехлов с системой элементов для крепления передней части и спинки с встроенными в тканевые карманы чехлов защитными панелями, состоящими из размещенной во влагонепроницаемом пакете многослойной силовой основы, содержащей простеганные по площади основы и ее периметру слои высокомодульной ткани, и усиливающих элементов, отличающийся тем, что усиливающие элементы размещены в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла передней части, а многослойная силовая основа, простеганная швом "зигзаг", размещена во внутренних, обращенных к телу, тканевых карманах тканевого чехла передней части и спинки и состоит из наружной и внутренней частей, причем наружная часть выполнена из чередующихся с ее внешней стороны слоев легковесного лекгоплавкого низкомодульного материала и слоев высокомодульной ткани и последующих нескольких слоев высокомодульной ткани с сатиновым переплетением нитей, а внутренняя часть - из слоев высокомодульной ткани с саржевым или полотняным переплетением нитей.

2. Бронежилет по п.1, отличающийся тем, что усиливающие элементы размещены в наружных со стороны удара тканевых карманах тканевого чехла спинки.

3. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены металлическими.

4. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены керамическими.

5. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что усиливающие элементы в нем выполнены на основе высокомодульной ткани.

6. Бронежилет по п.1, отличающийся тем, что он снабжен съемным защитным фартуком, выполненным из многослойной силовой основы.

7. Бронежилет по п.1, отличающийся тем, что он снабжен съемной шейно-плечевой накладкой, выполненной из многослойной силовой основы.

8. Бронежилет по пп.1, 6 и 7, отличающийся тем, что во внутренней части многослойной силовой основы коэффициент трения между нитями больше, чем в наружной ее части.

9. Бронежилет по пп.1, 6 - 8, отличающийся тем, что наружная и внутренняя части многослойной силовой основы простеганы швом "зигзаг" отдельно друг от друга и скреплены между собой одним или несколькими швами "загзаг".

10. Бронежилет по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что с наружной по направлению удара стороны усиливающих элементов расположено дополнительно несколько слоев высокомодульной ткани.

11. Бронежилет по пп.1 и 2, отличающийся тем, что с внутренней по направлению удара стороны усиливающих элементов расположено дополнительно несколько слоев высокомодульной ткани.