Результат интеллектуальной деятельности: ПРОТИВОМИННОЕ КРЕСЛО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к боевым бронированным машинам, в частности к средствам индивидуальной противоминной защиты экипажа в их обитаемых отсеках.

При подрыве взрывного устройства под транспортным средством последнее получает повреждения и с ускорением подлетает вверх на высоту, зависящую от соотношения масс взрывчатого веществ и транспортного средства, типа грунта, геометрического положения взрывного устройства относительно транспортного средства, конструктивных особенностей транспортного средства и других факторов. Бронированные грузовые автомобили массой более 10 тонн при подрыве на взрывном устройстве массой 6 кг в тротиловом эквиваленте под геометрическим центром подлетают более чем на 0,5 м. При этом внутри транспортного средства возникают перегрузки, не совместимые с жизнью, из-за значительных величин ускорений. В связи с этим сохранение целостности конструкций модулей обитаемых отсеков не обеспечивает сохранности жизни людей, в них находящихся.

Известно (ЕР, заявка 953027067) кресло для вертолета, способное поглощать энергию при ударе. Известное кресло содержит каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, две вертикальные стойки с направляющими, жестко закрепленные на полу транспортного средства с использованием дополнительных опорных узлов и двух подкосов, узлы подвески каркаса кресла, которые расположены на спинке каркаса и представляют собой две пары ползунов, установленные подвижно на направляющих вертикальных стоек, амортизаторы, выполненные в виде деформируемых элементов и встроенные в узлы подвески каркаса, независимо соединяющие каркас кресла с вертикальными стойками.

Работа кресла осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла удерживают от перемещения по направляющим с использованием амортизаторов, в результате чего кресло вместе с сидящим на нем человеком находится в неподвижном положении.

При аварийной посадке вертолета, когда вертикальная ударная нагрузка вертолета превышает по своему значению допустимую нагрузку, кресло вместе с сидящим на нем человеком перемещается по вертикальным направляющим вниз, приводя в работу амортизаторы, которые поглощают энергию удара и тем самым снижают нагрузку, действующую на человека до допустимых значений.

Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что конструкция подвески каркаса кресла предполагает расположение узлов подвески исключительно на спинке каркаса вдоль направляющих вертикальных стоек. Поскольку основная часть вертикальной нагрузки от веса сидящего на кресле человека приходится на среднюю часть сиденья, которая расположена на значительном расстоянии впереди от узлов подвески каркаса кресла, то каркас кресла будет испытывать дополнительные изгибающие моменты, которые, в свою очередь, создают дополнительные нагрузки в горизонтальной плоскости, действующие на узлы подвески каркаса. Дополнительные нагрузки, действующие на узлы подвески каркаса, создают дополнительную силу трения между узлами подвески каркаса и направляющими вертикальных стоек, что усложняет работу ползунов при амортизационном перемещении кресла, ограничивая диапазон углов возможных аварийных приземлений вертолета. Кроме того, дополнительный изгибающий момент, действующий на каркас кресла, требует дополнительной прочности и жесткости каркаса кресла, что ведет к увеличению материалоемкости, а вместе с ней и веса конструкции кресла.

Известно (RU, патент 2198827) амортизационное кресло, содержащее сиденье со спинкой, привязную систему, механизм регулировки кресла по росту и амортизатор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено основанием, кронштейном, двумя спаренными рычагами, шарнирно закрепленными между основанием и кронштейном, поясничной опорой, установленной на спинке сиденья, и энергопоглощающими устройствами, расположенными на основании в местах крепления к полу кабины, причем амортизатор выполнен телескопического типа и закреплен между спаренными рычагами, а механизм регулировки кресла по росту расположен между сиденьем и кронштейном.

Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что в результате скоротечного взрыва мины (миллисекунды) наблюдается поражение личного состава и оборудования, закрепленного на днище, в результате его деформации в районе подрыва. При этом демпфирующие устройства прототипа не могут обеспечить поглощение (диссипацию) энергии взрыва до требуемого уровня перегрузок.

Известно (RU, патент 2399012) противоминное кресло транспортного средства, содержащее каркас, включающий сиденье и спинку, закрепленные на вертикальных стойках, верхние концы которых прикреплены к крыше транспортного средства, а нижние - к полу транспортного средства, ремни безопасности, и энергопоглощающее устройство, причем энергопоглощающее устройство выполнено в виде болтов, которые установлены в продольных пазах в вертикальных стойках, снабжены проставками скольжения и закреплены в продольных пазах посредством гаек, усилие затяжки которых обеспечивает жесткое крепление каркаса кресла при эксплуатационных нагрузках и подвижное крепление каркаса при нагрузках, превышающих эксплуатационные.

Недостатками предложенной конструкции следует признать небольшой ход перемещения кресла, не позволяющий максимально снизить нагрузки, а также значительную нагрузку на позвоночник при подрыве.

Анализ поражений личного состава в результате взрыва мины под транспортным средством показывает, что требуется фиксация ног (коленки наносят удар в голову) и головы (перелом шейного позвонка) при вертикальных и боковых ускорениях (ударах) транспортного средства соответственно.

Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции, состоит в разработке противоминного кресла повышенной надежности.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении безопасности пассажиров и экипажа бронированного автомобиля при подрыве его на мине.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать противоминное кресло разработанной конструкции. Противоминное кресло содержит каркас, в состав которого входят сиденье, спинка, ремни безопасности, и энергопоглощающее устройство. Кроме того, оно дополнительно содержит механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла при возникновении внештатной ситуации, каркас дополнительно содержит подставку для ног и подголовник с боковыми упорами, причем каркас выполнен с возможностью вращательного перемещения вниз, одновременно воздействуя на энергопоглощающее устройство, при этом верхняя точка подголовника перемещается вниз, нижняя точка спинки перемещается, по меньшей мере, в горизонтальном направлении, обеспечивая поворот кресла и человека, в нем сидящего, на спинку.

В некоторых вариантах реализации кресло содержит энергопоглощающее устройство без функции автоматического возврата в исходное положение. Это позволяет несколько упростить конструкцию.

В предпочтительном варианте реализации кресло может дополнительно содержать ограничитель срабатывания системы поглощения нагрузки.

В некоторых вариантах реализации механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла прикреплен к крыше или бортам транспортного средства.

Механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла представляет собой систему шарнирно соединенных рычагов или направляющих с ползунами или роликами.

Механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла спроектирован таким образом, что верхняя точка подголовника имеет возможность перемещения вниз по вертикальной траектории или близкой к ней. Нижняя точка спинки имеет возможность перемещения, включающего либо горизонтальную составляющую, либо горизонтальную и вертикальную составляющие в зависимости от конструктивных особенностей транспортного средства.

В некоторых вариантах реализации сиденье каркаса выполнено с шарниром для складывания сиденья к спинке. Кроме того, сиденье каркаса может быть выполнено со складывающимся упором для ног, а спинка каркаса - с подголовником и боковыми упорами для фиксации головы и тела при боковых ускорениях.

В предпочтительном варианте реализации противоминное кресло содержит каркас с сиденьем, спинкой, подставкой для ног и подголовником с боковыми упорами, механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла, ремни безопасности, включая ремни обеспечения контакта бедер с сиденьем, энергопоглощающее устройство. При использовании энергопоглощающего устройства одноразового действия или многоразового действия, без функции автоматического возврата в исходное положение, дополнительно устанавливается ограничитель срабатывания системы поглощения нагрузки. Механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла крепится к крыше или бортам транспортного средства.

Работа противоминного кресла транспортного средства осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, вместе с сидящим на нем человеком удерживается от перемещения за счет ограничителя срабатывания системы поглощения нагрузки либо за счет упругости энергопоглощающего устройства. При взрыве транспортного средства, когда ударная нагрузка, действующая на человека, сидящего на кресле, превышает по своему значению допустимые пределы, то каркас кресла перемещается вниз, совершая при этом вращательное движение, одновременно воздействуя на энергопоглощающее устройство. Верхняя точка подголовника перемещается вниз по вертикальной траектории или близкой к ней. Нижняя точка спинки при перемещении кресла имеет либо горизонтальную составляющую, либо горизонтальную и вертикальную составляющие в зависимости от конструктивных особенностей транспортного средства, обеспечивая поворот кресла и человека, в нем сидящего, на спинку. При этом обеспечиваются перемещения, сопоставимые с высотой подбрасывания транспортного средства при взрыве, и следовательно, появляется возможность задать более эластичные характеристики энергопоглощающему устройству и максимально снизить нагрузки. Кроме того, при повороте кресла на спинку нагрузка на тело человека распределяется более благоприятным образом, разгружается позвоночник, многократно снижается вероятность перелома шейных позвонков.

Применение подголовника, боковых упоров и упоров для ног обеспечивает эффективную фиксацию головы, тела и ног при боковых ускорениях, предотвращает гибель личного состава.

Сиденье каркаса может быть выполнено с шарниром для складывания сиденья к спинке. Сиденье каркаса может быть выполнено со складывающимся упором для ног, а спинка каркаса - с подголовником и боковыми упорами для фиксации головы и тела при боковых ускорениях.

Изобретение эффективно может быть использовано на всех видах транспортных средств.

Достижение указанного технического результата обеспечено тем, что:

- противоминное кресло транспортного средства содержит каркас с сиденьем, спинкой, подставкой для ног и подголовником с боковыми упорами, механизм обеспечения заданной траектории перемещения кресла, ремни безопасности, включая ремни обеспечения контакта бедер с сиденьем, энергопоглощающее устройство, обеспечивающее перемещение кресла и поглощение энергии взрыва при взрыве мины под колесом или днищем транспортного средства;

- сиденье кресла выполнено с шарниром для складывания сиденья к спинке;

- сиденье каркаса кресла выполнено со складывающимся упором для ног;

- спинка каркаса кресла выполнена с подголовником и боковыми упорами для фиксации головы и тела при боковых ускорениях.