Защитный шлем

Полезная модель относится к разработкам средств индивидуальной защиты, а именно к защитным шлемам, способным предохранять голову человека от ударов и от поражения пулями и/или осколками и может быть использована в экипировке военнослужащих, сотрудников МВД и др. Полезная модель направлена на решение задачи повышения защитных свойств шлема при снижении общего веса изделия. Техническим результатом полезной модели является получение защитного шлема с минимальным весом за счет использования минимального количества слоев технической ткани в составе тканево-полимерного подпора при минимальном количестве прослоек. Кроме того, при выбранном соотношении содержания ткани и прослоек в составе тканево-полимерного подпора обеспечивается оптимальная прочность подпора, гарантирующая максимальную противопульную и противоосколочную стойкость и снижение запреградного действия пуль и осколков до безопасного уровня. Поставленная техническая задача решается тем, что предложен защитный шлем, включающий металлический корпус, подтулейное устройство, подбородочный ремень и тканево-полимерный подпор, причем корпус и подпор окантованы по периметру лентой из тканых или нетканых полимерных материалов или резины. При этом тканево-полимерный подпор выполнен многослойным и содержит 6-12 слоев из высокопрочной и износостойкой технической ткани ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% общей (суммарной) толщиной 2,5-6,5 мм и связующие прослойки, выполненные из эпоксидной смолы, общей (суммарной) толщиной 0,3-1,5 мм, обеспечивающие адгезионное взаимодействие между слоями. Тканево-полимерный подпор выполнен на внутренней стороне металлического корпуса и повторяет его форму. Кроме того, металлический корпус и подпор неразъемно соединены при помощи эпоксидной смолы или при помощи эпоксидной смолы и механического крепления. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к разработкам средств индивидуальной защиты, а именно к защитным шлемам, способным предохранить голову человека от ударов и от поражения пулями и/или осколками и может быть использована в экипировке военнослужащих, сотрудников МВД и др.

Известны металлические защитные шлемы в виде стальных армейских касок (М.В.Синельников и др. Средства индивидуальной бронезащиты. Санкт-Петербургский университет МВД России. 2000 г. с.330-334). Корпус такого шлема (например, каски типа СШ-68), выполненный из броневой стали, имеет недостаточную противопульную и противоосколочную стойкость, при взаимодействии с поражающим средствами достаточно легко деформируется, прогибается внутрь. Кроме того, образуется вторичный поражающий фактор в виде остаточного потока осколков корпуса и поражающих элементов, что в сумме может привести к травмированию с летальным исходом. В связи с этим традиционные стальные каски типа СШ-68 необходимо модернизировать.

Известны защитные шлемы, корпуса которых изготовлены из слоистых полимерных материалов. В соответствии с патентом Франции (2426238, кл. F41H, 1980), чтобы изготовить такой шлем, необходимо предварительно раскроить каждый из слоев баллистической ткани, осуществить пропитку их связующим на основе клеевой композиции, укладку слоев по определенной схеме и осуществить формовку шлема. При этом наряду со сложным и трудоемким процессом изготовления происходит выделение вредных веществ в окружающую атмосферу. Кроме того, прочность такого шлема не может обеспечить необходимого уровня защиты.

Известна также технология изготовления защитного шлема, описанная в патенте RU 2097187, кл. В29С 43/20, опубл. 27.11.1997. В соответствии с указанным патентом набирают пакет из чередующихся слоев баллистической (арамидной) ткани и термопластичных материалов, используемых в качестве связующего, и проводят прессование при температуре, превышающей температуру размягчения прослоек. В результате получают корпус защитного шлема из многослойного полимерного материала при снижении трудоемкости и улучшении экологических факторов.

Однако такой шлем требует большого количества дорогостоящей арамидной ткани.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является защитный шлем, содержащий металлическую основу, забрало, подпор, подтулейное устройство, вкладыш и нижний пояс (подбородочный ремень). Подпор шлема выполнен из тканево-полимерной композиции, имеет постоянную или переменную толщину и изготовлен в виде сегментов. (Свидетельство на пол. модель RU 2429, кл. F41H 1/04, опубл. 16.07.1996).

Основным недостатком известного защитного шлема является то, что не достигается оптимальное соотношение защитных свойств и веса изделия.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи повышения защитных свойств шлема при снижении общего веса изделия.

Техническим результатом полезной модели является получение защитного шлема с минимальным весом за счет использования минимального количества слоев технической ткани в составе тканево-полимерного подпора при минимальном количестве прослоек. Кроме того, при выбранном соотношении содержания ткани и прослоек в составе тканево-полимерного подпора обеспечивается оптимальная прочность подпора, гарантирующая максимальную противопульную и противоосколочную стойкость и снижение запреградного действия пуль и осколков до безопасного уровня.

Поставленная техническая задача решается тем, что предложен защитный шлем, включающий металлический корпус, подтулейное устройство, подбородочный ремень и тканево-полимерный подпор, причем корпус и подпор окантованы по периметру лентой из тканых или нетканых полимерных материалов или резины. При этом тканево-полимерный подпор выполнен многослойным и содержит 6-12 слоев из высокопрочной и износостойкой технической ткани типа ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% общей (суммарной) толщиной 2,5-6,5 мм и связующие прослойки, выполненные из эпоксидной смолы, общей (суммарной) толщиной 0,3-1,5 мм, обеспечивающие адгезионное взаимодействие между слоями ткани. Тканево-полимерный подпор выполнен на внутренней стороне металлического корпуса и повторяет его форму. Кроме того, металлический корпус и подпор неразъемно соединены при помощи эпоксидной смолы или при помощи эпоксидной смолы и механического крепления.

В настоящее время к защитным шлемам предъявляются повышенные требования по защите головы.

При взаимодействии с современными поражающими средствами металлический корпус шлема подвергается такому воздействию, что с тыльной стороны отмечается:

- деформация или прогиб металлического корпуса;

- остаточный поток осколков, приводящих к серьезной травме головы или даже к летальному исходу.

При изготовлении шлема могут быть использованы высокопрочные, легкие и износостойкие технические ткани.

Заявитель и авторы заявляемой полезной модели предлагают использовать для изготовления многослойного тканево-полимерного подпора защитных шлемов техническую ткань ТПБ-П с содержанием полиэстера 100%.

Баллистическая устойчивость мягких защитных пакетов, изготовленных из этих тканей имеет показатель V50 на уровне 592-597 м/с, который превышает нормируемый 550 м/с.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен защитный шлем.

Защитный шлем содержит металлический корпус 1, внутри которого неразъемно установлен тканево-полимерный подпор 2 на основе технической ткани, при этом в нем закреплены подтулейное устройство 3 и подбородочный ремень 4, а по периметру корпус и подпор совместно окантованы лентой 5 из тканых или нетканых полимерных материалов или резины.

Металлический корпус шлема может быть выполнен из высокопрочной или броневой стали, обладающей бронезащитными свойствами. При этом, корпус шлема выполнен из броневой стали, а тканево-полимерный подпор выполняют из 6-12 слоев высокопрочных тканей из 100% полиэстера.

Прослойки, обеспечивающие адгезионное взаимодействие между слоями ткани, могут быть выполнены в том числе из клея. Например, в качестве клеевого связующего могут быть использованы эпоксидные смолы.

Тканево-полимерный подпор может быть выполнен из технической ткани из полиэстера из цельных или из сегментированных кусков ткани с разрезами, позволяющими уложить ткань по форме шлема без складок либо с заданным нахлестом.

Однако при изготовлении шлема слои тканево-полимерного подпора более целесообразно выполнять из цельных или сшитых кусков технической ткани, чтобы снизить трудоемкость и оптимально использовать прочность неповрежденных волокон.

Для увеличения уровня защитных свойств и компенсации утонения корпуса металлического шлема в его купольной части он дополнительно может содержать тканево-полимерный усиливающий элемент, установленный в купольной части корпуса. То есть толщина тканево-полимерного подпора может изменяться в разных зонах шлема, в частности, за счет изменения количества слоев ткани и прослоек в различных зонах шлема.

Тканево-полимерный подпор устанавливают на внутренней стороне металлического корпуса, повторяя его форму. Металлический корпус и тканево-полимерный подпор могут быть неразъемно соединены между собой при помощи клея, например эпоксидной смолы, либо при помощи клея и механического крепления одновременно.

Металлический корпус и подпор совместно окантованы лентой, выполненной, например из тканых или нетканых полимерных материалов или резины.

При конструировании защитного шлема толщина подпора является переменной величиной, зависящей от нескольких параметров. Во-первых, она зависит от выбранной толщины металлического корпуса. Во-вторых, она зависит от необходимого уровня (класса) защиты. В-третьих, от технологических параметров прессования подпора, выбранных при его изготовлении.

Шлем также снабжен также подтулейным устройством, выполненным в виде системы ремней, наружный из которых жестко закреплен на корпусе шлема и снабжен шлевками, через которые проходит ремень индивидуальной подгонки, при этом устройство имеет полупетли, установленные с возможностью обеспечения их стягивания под куполом шлема. Такое исполнение подтулейного устройства обеспечивает снижение динамического воздействия на голову и улучшает фиксацию шлема на голове при его эксплуатации.

При увеличении толщины металлического корпуса надежность защиты повышается, однако при этом значительно повышается вес шлема в целом.

Оптимальным вариантом предлагаемой полезной модели, по мнению авторов, является защитный шлем, включающий металлический корпус, подтулейное устройство, подбородочный ремень и тканево-полимерный подпор. Корпус и подпор шлема окантованы по периметру лентой из тканых или нетканых полимерных материалов или резины, а металлический корпус выполнен из броневой или высокопрочной стали. При этом тканево-полимерный подпор выполнен многослойным и содержит 6-12 слоев технической ткани ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% суммарной толщиной 2,5-6,5 мм и связующие прослойки, выполненные из эпоксидной смолы толщиной 0,3-1,5 мм.

Используемая техническая ткань ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% обладает высокой прочностью, износостойкостью и выдерживает ударные нагрузки, а также отлично держит форму.

Кроме того, ткань не намокает, не рассыпается при раскрое и не расползается.

Проведенный авторами заявки патентно-информационный поиск показал, что в доступных источниках технической информации сведения о защитных шлемах с упомянутыми выше отличительными признаками отсутствуют, в следствии чего, заявляемая для патентования полезная модель соответствует критерию "новизна".

Пример.

Изготовлен защитный шлем серии "СШ-68", включающий металлический корпус из броневой стали толщиной 1,2-1,4 мм, подтулейное устройство, подбородочный ремень и тканево-полимерный подпор. При этом корпус и подпор совместно окантованы по периметру лентой. Лента может быть изготовлена из натуральных волокон, из тканых или нетканых полимерных материалов или резины. Ткано-полимерный подпор выполнен многослойным и установлен на внутренней стороне корпуса и полностью повторяет его форму. Подпор содержит 8 слоев технической высокопрочной ткани с содержанием 100% полиэстера, изготовленной по ТУ 8288-004-18098910-00 и 7 прослоек из эпоксидной смолы толщиной 0,5 мм. Подпор неразъемно закреплен к металлическому корпусу с помощью эпоксидной смолы.

Общая толщина подпора в составе шлема составляет 5.5 мм.

В результате многочисленных испытаний защитных шлемов серии "СШ-68" с используемыми в них тканево-полимерными подпорами, изготовленными из технической ткани ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% были достигнуты следующие результаты:

- изделие снижает вероятность поражения головы человека от пуль пистолета ПМ кал. 9,0 мм (патрон 57-Н-181С с пулей Пст, стальной сердечник) с дистанции 5 м;

- изделие снижает вероятность поражения головы человека от осколков при воздействии стального шарика диаметром 6,3 мм, массой 1,1 г при скорости не более 400-450 м/с с дистанции 5 м.;

- изделие сохраняет защитные характеристики и работоспособность при температуре окружающей среды от минус 30 до плюс 70°С и относительной влажности воздуха не более 98%;

- надежность изделия от воздействия пуль и осколков при температуре (плюс 20±10)°С и относительной влажности воздуха не более 98% составляет не более 6 попаданий.

Изготовление защитного шлема в соответствии с параметрами, указанными в формуле полезной модели, позволяет получить шлем с минимальным весом 1,90-2,1 кг., поскольку количество слоев огне-термостойкой ткани и прослоек в составе тканево-полимерного подпора является минимальным, но при этом обеспечивается оптимальная прочность подпора, гарантирующая максимальную противопульную и противоосколочную стойкость и снижение запреградного действия пуль и осколков до безопасного уровня.

Таким образом, защитный шлем, согласно испрашиваемой полезной модели, обеспечивает высокую степень бронезащиты и удобство в эксплуатации.

1. Защитный шлем, состоящий из металлического корпуса с установленным в нем тканево-полимерным подпором, подтулейным устройством и подбородочным ремнем, отличающийся тем, что тканево-полимерный подпор выполнен многослойным из высокопрочной и износостойкой технической ткани ТПБ-П с содержанием полиэстера 100% и содержит 6-12 слоев суммарной толщиной 2,5-6,5 мм, а прослойки выполнены суммарной толщиной 0,3-1,5 мм и обеспечивают адгезионное взаимодействие между слоями ткани.

2. Шлем по п.1, отличающийся тем, что прослойки выполнены из эпоксидной смолы.

3. Шлем по п.1, отличающийся тем, что слои тканево-полимерного подпора выполнены из цельных или сшитых кусков технической ткани ТПБ-П.

4. Шлем по п.1, отличающийся тем, что тканево-полимерный подпор установлен на внутренней стороне металлического корпуса и повторяет его форму.

5. Шлем по п.1, отличающийся тем, что металлический корпус и тканево-полимерный подпор неразъемно соединены при помощи эпоксидной смолы.

6. Шлем по п.1, отличающийся тем, что металлический корпус и тканево-полимерный подпор неразъемно соединены при помощи эпоксидной смолы и механического крепления.

7. Шлем по п.1, отличающийся тем, что по периметру корпус и подпор совместно окантованы лентой из тканых или нетканых полимерных материалов или резины.