Взрывозащитное устройство

(51) 1 421 39100 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Общество с ограниченной ответственностью Белфортекс Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии (ВУ)(72) Авторы Булойчик Владимир Михайлович Манн Игорь Николаевич Русский Владимир Сергеевич Петров Игорь Валентинович Смирнов Геннадий Васильевич (ВУ)(73) Патентообладатели Общество с ограниченной ответственностью Белфортекс Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии (ВУ)1. Взрывозащитное устройство, включающее контейнер из металла и корзину для укладки взрывоопасного предмета, отличающееся тем, что корзина выполнена в виде имеющего фокус тела вращения, состоящего, по меньщей мере, из двух слоев, причем внутренний слой выполнен из самотвердеющего керамического материала, а наружный из металла, причем верхние края контейнера и корзины соединены загрузочным направляющим конусом.2. Взрывозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружный слой корзины выполнен в форме усеченного выще фокальной плоскости эллипсоида или гиперболоида, или параболоида.3. Взрывозащитное УСТРОЙСТВО ПО П. 1, ОТЛИЧНЮЩЕЕСЯ ТСМ, ЧТО толщина ВНуТрСННСГО КСРЗМИЧССКОГО СЛОЯ ОЙ ОПрСДСЛЯСТСЯ ИЗ СООТНОШСНИЯ 2где рз, рК - соответственно плотность взрывчатого вещества, например тротила, И керамики ш - величина расчетного заряда п - коэффициент ослабления скорости осколков. 4. Взрывозащитное устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что внутренний керамический слой имеет наполнитель с фрагментами величиной приведенного радиуса г, определяемого из соотношения г 5 К, 11/ рн , где К О,5(м/кг)25. Взрывозащитное устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что внутренний керамический слой выше фокального горизонтального сечения снабжен арматурой, соединенной с наружным слоем корзины.6. Взрывозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренний керамический слой покрыт мягкой облицовкой с подушкой для размещения взрывоопасного предмета в фокусе корзины.7. Взрывозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что превышение высоты контейнера над корзиной АЬ определяется из соотношенияАИ 30 с-(1 Эк В 6)/2, где ВК, 135 - внутренние диаметры верхнего среза контейнера и корзины ос - угол между фокальной горизонтальной плоскостью и прямой, соединяющей фокус корзины и край контейнера.Изобретение относится к мерам безопасности при транспортировке к месту ликвидации взрывоопасных предметов (ВОП), боеприпасов и террористических устройств.Взрывозащитное устройство позволяет снизить степень риска поражения обслуживающего персонала спецподразделений и населения осколками оболочки заряда, начинки террористического устройства и воздушной ударной волной.Известно 1, что расстояние, на котором возникающая при взрывах воздушная ударная волна и осколки боеприпаса способны наносить объектам поражение, определяется условиемгде О - вес заряда в кг, а коэффициент К зависит от характера поражения и расположения заряда. Для открытого заряда весом, например, в 5 кг это расстояние составляет более 100 м, а при наличии металлической оболочки заряда многократно увеличивается. Опасность поражения металлическими фрагментами оболочки или начинки ВОП, выбрасываемыми при несанкционированном взрыве с большой скоростью, существует и при наличии защитного экрана, т.к. скорость осколков известных террористических устройств достигает 2,5 км/с,что намного выше скорости пуль (835 м/с), в то время, как производимые сегодня средства индивидуальной защиты, в том числе, на основе высокопрочной керамики и композиций с упрочняющими волокнами, не соответствует требуемому уровню, обеспечивая сравнительно невысокий (ТУ класс) защиты, соответствующей энергии удара до 3200 Дж.Поскольку величина и состав заряда террористического устройства заранее неизвестны, транспортировка его в закрытом защитном сосуде, рассчитанном на определенный эквивалент взрыва, более опасна, чем в контейнере без дна и крышки. Осколки разорвавшегося сосуда могут нанести персоналу серьезные увечья.Известны Контейнеры для боеприпасов, см. например Контейнер для защиты от взрывной волны И для направления ее в нужную сторону 2.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является контейнер для изоляции и транспортировки взрывного устройства З, включающий контейнер из металла и корзину для укладки взрывоопасного предмета.Недостатком указанного выше устройства является невысокий уровень защиты при взрыве террористического заряда осколочного действия весом более предусмотренного паспортными данными контейнера, который в таком случае сам по себе может являться поражающим фактором для персонала (осколками контейнера и внутренней корзины при их разрушении).Задача изобретения - ослабить ударное воздействие продуктов взрыва на оболочку контейнера, предотвратить его хрупкое разрушение, устранить боковой вылет осколков оболочки или начинки взрывоопасного предмета ВОП за пределы взрывозащитного устройства и обеспечить защиту персонала от воздушной ударной волны.Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, включающем контейнер из металла и корзину для укладки взрывоопасного предмета, корзина выполнена в виде имеющего фокус тела вращения, состоящего, по меньшей мере из двух слоев, причем внутренний слой выполнен из самотвердеющего керамического материала, а наружный из металла, причем верхние края контейнера и корзины соединены загрузочным направляющим конусом. Наружный слой корзины может быть выполнен в форме усеченного выше фокальной плоскости параболоида или гиперболоида, или эллипсоида. Толщина защитного внутреннего керамического слоя определяется из соотношениягде рз, рк - соответственно плотность взрывчатого вещества (тротила) и керамики, ш - величина расчетного заряда, п - коэффициент ослабления скорости осколков, зависящий от класса противоосколочной защиты основного контейнера. Внутренний керамический слой может иметь наполнитель с фрагментами величиной приведенного радиуса не более г К 1/ рк , где К - коэффициент, равный 0,5 (м/кг)2, зависящий от допустимой энергии удара, плотности воздуха и ускорения свободного падения, рк - плотность наполнителя.Керамический слой может содержать арматуру, распложенную выше фокального горизонтального сечения корзины, которая соединена с наружным слоем. Внутренний слой корзины может быть покрыт мягкой облицовкой, например, из искусственной кожи на войлочной подстилке, на которую укладывается заряд на подушке. Мягкая облицовка и подушка предотвращает перемещение заряда при транспортировке, предохраняет заряд от ударов и позволяет разместить заряд преимущественно в фокусе тела вращения. Диаметр корзины определяется размерами загружаемого предмета, а высота корзины и металлического контейнера связаны соотношением АЬ (ВК Вб)г 30 с/2, где Вк, 136 - внутренние диаметры верхнего среза контейнера и корзины и ос - угол между фокальной горизонтальной плоскостью и прямой, соединяющей фокус корзины и край контейнера.На фигуре представлен разрез взрывозащитного устройства.Взрывозащитное устройство состоит из металлического контейнера 1 (рассчитанного на подрыв заряда заданного веса), внутри которого расположена корзина 2, установленная на раме 3. Корзина выполнена по меньшей мере с 2-х слойной защитой и состоит из внутреннего керамического слоя 4 и наружного металлического 5. Отражающая поверхность наружного слоя корзины выполнена из пластичного металла высокой плотности и прочности, в форме, например, параболоида или гиперболоида, или эллипсоида с точкой фокуса 6, прочно соединенная с внутренним керамическим слоем 4 и может быть ограничена по высоте до фокального горизонтального сечения 7 корзины 2. Внутренний слой 4 корзины выполнен из самотвердеющего мелкодисперсного керамического материала (массы)ПОВЫШСННОЙ ХрУПКОСТИ на НСОРГЗНИЧССКОЙ СВЯЗКС, например ИЗ ПСРЛИТООСТОНЗ, С ПрОЧНОСТЬЮ не бОЛСС ВСЛИЧИНЫ давления ВОЗДУ 1 ПНОЙ ударной ВОЛНЫ В наиболее удаленной ОТ заряда ТОЧКС КОРЗИНЫ И наполнителя, ИЗ ВЫСОКОПрОЧНОЙ КВРЗМИКИ (С размером бЛОКОВ неболее г К 1/рк , где К 4,/1 Ер /3 коэффициент, равный 0,5 (м/кг)2, зависящий от до пустимой энергии удара, плотности воздуха и ускорения свободного падения, например карбида бора с массой частиц не более 10 г). Внутренний слой 4, выше фокального горизонтального сечения 7 корзины 2, армирован проволокой 8, которая прикреплена к наружному слою 5. Толщина основного защитного керамического слоя 4 определяется поформуле бк 3 шр -1 п п/(2 рк ) где рз, рк - соответственно плотность взрывчатого вещества(тротила) и керамики, ш - величина расчетного заряда, п - кратность ослабления, зависящая от класса противоосколочной защиты основного контейнера (принимается равным 5).Корзина 2 по высоте ниже контейнера 1, а разность высот контейнера и корзины определяется по формуле А 11 (1 Э, Вб)гос/2, где ВК, 135 - внутренние диаметры верхнего среза контейнера и корзины и ос - угол между фокальной плоскостью 7 и прямой, соединяющей фокус корзины 6 и край контейнера 1, определяет сектор бокового разлета продуктов детонации по высоте, повышая безопасность от бокового действия ударной волны.Верхний край контейнера 1 и корзины 2 соединены загрузочным направляющим конусом 9. Внутренний слой 4 покрыт мягкой облицовкой 10, например, из искусственной кожи на войлочной подстилке с подушкой 11, на который укладывается ВОП 12. Мягкая облицовка 10 и подушка 11 предотвращает перемещение заряда при транспортировке и предохраняет заряд от ударов.Устройство работает следующим образом.ВОП устанавливают через конус 9 вовнутрь корзины 2 на мягкую подушку 10 с подушкой 11 в фокусе 6 одним из известных методов. При детонации взрывчатого вещества в корзине, внутренний хрупкий слой 4 - из керамического материала, составляющий основную массу корзины, под действием давления воздушной ударной волны и продуктов детонации поглощает значительную часть энергии взрыва, разрушаясь на мелкие фрагменты, вылетающие за пределы контейнера вверх по направлению, задаваемому отражающим параболическим (гиперболическим) металлическим наружным слоем 5 корзины 2,что резко сбрасывает давление ударной волны в боковом направлении. Такой характер разрушения обеспечивается хрупкостью керамического материала внутреннего слоя 4 и за счет армирования материала корзины. Наружная металлическая оболочка 5 отражает газовый поток вертикально вверх и под действием продуктов взрыва перемещается ниже рамы 3, дополнительно уменьшает давление продуктов детонации на оболочку контейнера 1, сужает сектор разлета осколков вверх и предотвращает вылет осколков снизу. Корпус контейнера 1 обеспечивает защиту от взрывной волны остаточного ослабленного действия и удерживает осколки заряда, потерявшие скорость, но проникшие через защитный слой корзины.Таким образом, достоинство конструкции заключается в возможности максимально снизить боковое давление ударной волны на оболочку контейнера и уменьшить сектор бокового разлета осколков за счет поглощения энергии взрыва на разрушение хрупкой внутренней оболочки, составляющей основную массу корзины, а также удаления основной части разрушенной массы и металлической оболочки корзины под действием продуктов детонации. Устройство позволяет ограничить сектор бокового разлета продуктов детонации и осколков заряда углом (18 О-2 ос) и защитить персонал от поражения ударной волной и осколками террористического заряда.Взрывозащитное устройство в качестве керамического слоя, как уже отмечалось, может содержать композиционный материал на основе непрочного связующего и вь 1 соко ПрОЧНЫХ, ПрСИМуЩССТВСННО СфСрИЧССКИХ, ЭЛСМСНТОВ керамики радиусом ГК, определяющимся из следующих соображений. Поражающая способность осколков, воз 4