защитная структура противоосколочного покрывала с нетканым материалом

Формула изобретения

Защитная структура противоосколочного покрывала, содержащая слои тканого и два наружных слоя нетканого баллистически стойких материалов, соединенных швейными строчками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, отличающаяся тем, что каждый из слоев нетканого материала выполнен составным, разделенным на части одиночными слоями тканого материала, части каждого слоя соединены между собой швейными строчками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, расстояние между строчками составляет 0,25...0,5 расстояния между строчками, соединяющими всю защитную структуру, при этом поверхностная плотность нетканого материала составляет 35...55% от поверхностной плотности составных наружных слоев и 5...20% от поверхностной плотности всей защитной структуры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам защиты людей, техники и строительных сооружений от осколочного действия взрывных устройств, применяемых в террористических целях.

Известны защитные тканевые структуры, предназначенные для баллистической защиты, в которых применяются арамидные и полиамидные ткани (RU патент №2098739 опубл. 10.12.1997 г., RU патент №2147363 опубл. 10.04.2000 г.).

Недостатком данных изобретений является их недостаточная баллистическая стойкость к воздействию осколочных поражающих элементов (ПЭ) взрывных устройств. Обладающие высокой скоростью (до 1600 м/с) вращающиеся осколки, имеющие неправильную форму с острыми краями, взаимодействуя в зоне контакта с небольшим количеством нитей тканевого слоя, разрезают их. Такой механизм взаимодействия снижает баллистическую стойкость защитной структуры по сравнению, например, со стойкостью к воздействию пули.

Изменить механизм взаимодействия осколочного ПЭ с тканевой защитной структурой, повысив баллистическую стойкость структуры, позволяет изобретение по патенту RU №2104463 опубл. 10.02.1998 г., являющееся наиболее близким аналогом заявляемого изобретения. В изобретении предложена защитная структура, состоящая из наружных слоев, выполненных из нетканого, например, арамидного материала, и внутренних слоев арамидной ткани. В этом случае имеющие неправильную форму осколки благодаря высокой прочности и малой инерционности хаотично расположенных волокон нетканого материала вовлекают в поступательно-вращательное движение прилегающие волокна, не перерезая их. При этом вокруг осколка образуется оболочка из волокна, увеличивающая эффективный мидель, изолирующая острые кромки осколка и снижающая тем самым уровень воздействия при взаимодействии осколка с последующими слоями ткани, что увеличивает баллистическую стойкость тканевого пакета.

Недостатком приведенной защитной структуры является ее недостаточная баллистическая стойкость вследствие низкой реализации защитных свойств нетканого материала.

Известно, что нетканый материал не обладает высокой собственной баллистической стойкостью в силу низкой плотности и слабых прочностных связей между волокнами, с чем связано незначительное торможение осколочных ПЭ. При взаимодействии высокоскоростного осколка со слоем нетканого материала увеличение эффективного миделя и изоляция острых кромок невелики в результате малого времени взаимодействия и небольшого угла поворота осколка при прохождении сквозь слой.

Техническим результатом изобретения является повышение баллистической стойкости тканевой защитной структуры.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что в защитной структуре, содержащей слои тканого и два наружных слоя нетканого баллистически стойких материалов, слои нетканого материала выполнены составными, разделенными на части одиночными слоями тканого материала. При этом поверхностная плотность нетканого материала составляет 35...55% поверхностной плотности составных наружных слоев и 5...20% поверхностной плотности всей защитной структуры. Защитная структура соединена швейными строчками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем расстояние между строчками, соединяющих слои нетканого материала составляет 0,25...0,5 расстояния между строчками, соединяющими всю защитную структуру.

Введение одиночных слоев тканого материала в состав слоев нетканого материала позволяет снизить скорость летящих осколков, что приводит к более продолжительному времени контакта осколка с нетканым материалом и, как следствие, увеличению массы волокон, вовлекаемых в движение осколком. Это способствует образованию вокруг него оболочки из волокна, увеличивающей эффективный мидель, изолирующей острые кромки осколка и снижающей тем самым уровень воздействия осколка на внутренние слои тканого материала. При этом увеличивается баллистическая стойкость тканевого пакета.

Существенное влияние на баллистическую стойкость защитной структуры оказывает поверхностная плотность нетканого и тканого материала в пакете. Если величина поверхностной плотности нетканого материала в пакете составляет менее 5% поверхностной плотности всей защитной структуры, то нетканый материал не обеспечивает необходимого увеличения эффективного миделя, изоляции острых кромок осколка и снижения уровня воздействия при взаимодействии осколка с последующими слоями ткани. Аналогичная ситуация возникает в случае, когда поверхностная плотность нетканого материала составляет менее 35% поверхностной плотности составных наружных слоев. При поверхностной плотности нетканого материала в пакете больше 20% поверхностной плотности всей защитной структуры баллистическая стойкость защитной структуры снижается, так как при фиксированной массе пакета уменьшается количество тканого материала, обладающего значительно более высокой собственной баллистической стойкостью, чем нетканый. Если поверхностная плотность нетканого материала составляет более 55% поверхностной плотности составных наружных слоев, скорость осколочных ПЭ при взаимодействии с наружным слоем защитной структуры будет падать незначительно, что приведет к менее продолжительному времени контакта осколка с нетканым материалом и, как следствие, уменьшению массы волокон, вовлекаемых в движение осколком. Баллистическая стойкость пакета снижается.

Баллистическая стойкость защитной структуры зависит от расстояния между швейными строчками, соединяющими бронепакет. В случае, когда расстояние между швейными строчками, соединяющими наружные составные слои нетканого материала, составляет менее 0,25 расстояния между швейными строчками, соединяющими всю защитную структуру, ограничивается способность защитной структуры к деформированию, что приводит к снижению баллистической стойкости и потере гибкости изделия. Если расстояние между швейными строчками, соединяющими наружные составные слои нетканого материала, составляет более 0,5 расстояния между швейными строчками, соединяющими всю защитную структуру, то в силу слабых прочностных связей между волокнами нетканого материала происходит "расползание" нетканого материала при эксплуатации противоосколочных покрывал, уменьшению в некоторых местах толщины нетканого материала и, как следствие, снижению баллистической стойкости защитной структуры.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен пример защитной структуры противоосколочного покрывала с нетканым материалом, где 1 - внутренние слои тканого материала (СВМ, АРМОС) - 20 слоев; 2, 3 - наружные слои: а - нетканый материал (арамидный); б - одиночные слои (4 слоя) тканого материала, разделяющие нетканый материал.

Защитная структура содержит 20 внутренних слоев тканого 1 и два наружных слоя 2, 3 нетканого материалов с повышенной баллистической стойкостью. Наружные слои (а) выполнены из нетканого иглопробивного, например, арамидного материала. Внутренние слои 1 выполнены из арамиднои ткани СВМ или АРМОС.

Каждый из слоев нетканого материала 2,3 выполнен составным, разделенным на части одиночными слоями (б) тканого материала, идентичного внутренним слоям 1.

Поверхностная плотность нетканого материала составляет 40% поверхностной плотности составных наружных слоев и 10% поверхностной плотности всей защитной структуры.

Защитная структура соединена швейными строчками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, расстояние между строчками составляет 240 мм. Части каждого наружного слоя также соединены между собой швейными строчками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, расстояние между строчками составляет 120 мм.

Заявляемая защитная структура, предназначенная для использования в противоосколочных покрывалах с целью подавления осколочного действия взрывных устройств, функционирует следующим образом.

Осколочный поток, образующийся при взрыве взрывного устройства, первоначально взаимодействует с одним из наружных слоев 2 или 3 защитной структуры. Имеющие неправильную форму осколки благодаря высокой прочности и малой инерционности хаотично расположенных волокон нетканого материала (а) вовлекают в поступательно-вращательное движение прилегающие волокна, не перерезая их. Введение одиночных слоев (б) тканого материала в состав слоев нетканого материала позволяет снизить скорость летящих осколков для более благоприятной работы нетканого материала, воспринимающего осколочный поток. Снижение скорости осколка приводит к более продолжительному времени контакта осколка с нетканым материалом (а) и, как следствие, увеличению массы волокон, вовлекаемых в движение осколком. Это способствует образованию вокруг него оболочки из волокна, увеличивающей эффективный мидель, изолирующей острые кромки осколка и снижающей тем самым уровень воздействия осколка на внутренние слои тканого материала 1. При этом увеличивается баллистическая стойкость тканевого пакета.

Преимуществом заявляемого изобретения перед наиболее близким аналогом является более полная реализация защитных свойств нетканого материала в защитной структуре, позволяющая увеличить ее баллистическую стойкость при использовании в противоосколочных покрывалах.