Результат интеллектуальной деятельности: БРОНИРОВАННАЯ БЕСКАПОТНАЯ КАБИНА С ПРОТИВОМИННОЙ ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к бронированным транспортным средствам, реализованным на базе серийных грузовых транспортных средств, которые обеспечивают противопульную и противоминную защиту перевозимых людей и грузов при использовании в местах активных действий диверсионных формирований противника, при сопровождении автомобильных колонн и проведении различных оперативно-тактических мероприятий.

В настоящее время противоминный компонент комплексной защиты бронетехники является особенно актуальным. Обеспечение противоминной защиты стало одной из главных проблем, стоящих перед разработчиками современных машин военного назначения. Сегодня определяющим фактором при проектировании бронеавтомобиля становится защита экипажа, обеспечение работоспособности машины после подрыва уходит на второй план.

Кабина серийного грузового автомобиля бескапотной компоновки в классическом варианте имеет широкое днище с обширными горизонтальными поверхностями (участками) и глухими горизонтальными нишами. Помимо этого сама поверхность пола имеет сложную пространственную форму, что обусловлено геометрией расположения основных и вспомогательных агрегатов (узлов) двигателя. При воздействии взрывной волны в указанных нишах происходит образование стоячих волн и зоны повышенного давления, что приводит к разрушению корпуса кабины.

Наиболее проблемным является участок днища кабины над двигателем, представляющий собой глухую нишу сложной конфигурации и имеющий большую площадь. Для решения задачи обтекания конструкции взрывной волной необходимо максимально уменьшить площадь этого участка.

В настоящий момент вышеприведенная идеология защиты кабины транспортного средства не использована.

Известен бронеавтомобиль (US, патент №4326445), имеющий шасси с рамой, на которой установлено бронированное основание. При изготовлении указанного автомобиля на основании закрепляют корпус из бронированных плит, который образует замкнутый объем, в котором размещают экипаж и пассажиров транспортного средства. Корпус формируют сваркой броневых плит и установкой бронированных дверей. В бронеавтомобиле данной конструкции обеспечена высокая степень защищенности водителя и пассажиров в чрезвычайных ситуациях.

Однако сплошное бронирование корпуса автомобиля усложняет его изготовление, резко увеличивает вес и стоимость. Внешний облик бронеавтомобиля полностью отличается от известных серийных образцов автомобилей и явно указывает на его предназначение.

Известно бронированное транспортное средство (GB, патент №1318145). При изготовлении известной броневой конструкции для транспортного средства на силовой каркас закрепляют, с последующим соединением их между собой, заднюю, боковые и верхнюю бронепанели и переднюю бронестенку с образованием жесткой броневой конструкции, формирующей защищенный от внешнего воздействия объем для пассажиров и водителя. В передней бронестенке выполняют смотровое окно, закрываемое откидной бронированной крышкой. Заднюю, боковую и верхнюю бронепанели собирают из отдельных бронелистов. В заднюю бронепанель встраивают бронедверь. Нижние боковые бронелисты снабжают с внутренней стороны кронштейнами, опирающимися на пол кабины транспортного средства. В указанных кронштейнах и полу выполняют отверстия, через которые пропускают болты крепления нижних боковых бронелистов к полу транспортного средства. Бронелисты прикрепляют к силовой раме и скрепляют между собой болтами.

Бронированное транспортное средство данной конструкции при использовании толстых бронепанелей обеспечивает надежную защиту пассажиров и водителя от стрелкового оружия и осколков при высокой точности сборки (малые зазоры в стыках между бронепанелями). Однако достигнуть высокой точности сборки данной броневой конструкции невозможно из-за многочисленных узлов крепления, расположенных на силовых элементах транспортного средства, которые имеют малую жесткость, что существенно снижает конструктивную прочность броневой конструкции в целом. По своим внешним габаритам броневая конструкция не может быть помещена внутрь кабины транспортного средства. Внешний вид автомобиля явным образом свидетельствует о его назначении.

Известен бронеавтомобиль (GB, патент №2233259), который имеет внешний облик, совпадающий с обликом серийного автомобиля, и оснащенный полностью бронированным корпусом. Бронированный корпус собирают из двух боковых бронированных панелей и бронированной крыши, соединенной с боковыми панелями методом сварки по стыкам. Корпус снабжают бронированными дверьми с неубирающимися бронированными стеклами.

Бронеавтомобиль такой конструкции имеет высокую степень защищенности от любых стрелковых средств поражения. Однако данный бронеавтомобиль не обеспечивает защиту при подрыве взрывчатых боеприпасов под днищем бронеавтомобиля.

Известен бронированный автомобиль (заявка WO №8000184), имеющий шасси и кузов, полностью совпадающие с внешними формами серийного автомобиля, и бронезащиту, охватывающую кабину автомобиля. Указанная бронезащита включает в себя бронированные стекла, установленные с наружной стороны оконных проемов, и гибкие бронезащитные маты, размещенные по периметру кабины. Бронированные стекла и бронезащитные маты образуют бронированную конструкцию, охватывающую внутреннюю полость кабины и защищающую пассажиров и водителя от поражения извне. При изготовлении бронеавтомобиля бронезащитные маты размещают во внутренних полостях дверных панелей, на задней стенке кузова и на передней стенке кабины, отделяющей ее от двигателя. При преобразовании серийного автомобиля в бронированное транспортное средство изготавливают многослойные маты из высокопрочных волокон, имеющие форму, соответствующую конфигурации дверей автомобиля, задней и передней стенок кабины, удаляют из дверей автомобиля механизмы перемещения стойки и устанавливают во внутреннюю полость дверей многослойные маты.

Автомобиль такой конструкции обеспечивает защиту пассажиров и водителя при обстреле автомобиля из легкого стрелкового оружия, пистолета, охотничьего ружья, малокалиберного автоматического оружия и от осколков мин. Однако такой автомобиль не может обеспечить защиты при обстреле из боевого автоматического оружия, так как во внутренней полости дверей и задней стенки невозможно разместить достаточно толстые маты, чтобы предотвратить прострел стенки пулями калибра 7,62 мм и выше.

Преобразование серийного автомобиля в бронированный автомобиль достаточно трудоемко, поскольку необходимо удалить часть штатных агрегатов автомобиля, а также требуется разборка дверей и задней стенки автомобиля. В связи с низким уровнем противопульной стойкости не представляется возможным использовать данный бронеавтомобиль в местах активных действий диверсионных формирований противника, при сопровождении автомобильных колонн и проведении различных оперативно-тактических мероприятий.

Известен специальный грузопассажирский бронированный автомобиль (RU, свидетельство на полезную модель №10868), содержащий броневое лобовое стекло, шасси, кузов, имеющий жесткую крышу, боковые двери с броневым остеклением, задний откидной борт и крышку багажного отделения с броневым остеклением, и броневые панели. При его изготовлении броневые панели размещают под жесткой крышей и/или в боковых дверях, и/или в заднем откидном борте, и/или в крышке багажного отделения с образованием броневого кожуха. Кроме того, в подкапотной части кузова закрепляют броневую панель для защиты аккумуляторной батареи и панели приборов контроля и управления, внутри салона в зонах расположения топливного бака и колесных кожухов закрепляют броневые панели сварной конструкции.

Автомобиль такой конструкции внешне не отличатся от серийного автомобиля. Однако данный бронеавтомобиль не является специально подготовленным транспортным средством. В связи с этим ездовые и маневренные характеристики бронеавтомобиля значительно ухудшаются по сравнению со штатными характеристиками.

Известно транспортное средство (RU, патент России №2227891). При изготовлении указанного транспортного средства устанавливают на колесной ходовой части броневой корпус с люками для наблюдения и стрельбы, отделением управления и силовым отделением, размещенными соответственно в его передней и задней частях и связанными между собой органами управления. При этом в броневом корпусе предусмотрены места установки радиостанции, смотровых приборов и навигационной аппаратуры, размещенными в отделении управления, фильтровентиляционной установки с электроприводом, входной патрубок которой установлен на крыше корпуса и закрыт броневой защитой. Двигатель с выхлопным коллектором размещают в силовом отделении и снабжают выхлопным патрубком. В передней части корпуса выполняют дополнительные окна с пуленепробиваемыми стеклами, по бортам корпуса устанавливают дверки, а на крыше - люк с перископическим смотровым прибором, внутри корпуса в его средней части устанавливают прикрепленный к его днищу металлический контейнер, а также последовательно соединенные топливный бак, топливный насос с электроприводом. На крыше корпуса и днище устанавливают дымовые шашки, электрически соединенные через второй управляемый коммутатор с бортовой сетью транспортного средства.

Недостатком известной конструкции следует признать тот факт, что внешний вид автомобиля явным образом свидетельствует о его назначении.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в улучшенной защите транспортного средства от подрыва при одновременном исключении простреливаемых зон и облегчении эвакуации водителя и пассажиров при аварийной ситуации.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать бронированную бескапотную кабину транспортного средства с противоминной защитой. Бронированная бескапотная кабина транспортного средства разработанной конструкции содержит собранный из отдельных деталей бронемодуль с разнесенной броней, состоящий из зон размещения водителя и пассажира с V-образным днищем и вертикально ориентированной ниши-перемычки между зонами, расположенной над двигателем.

Кабина серийного грузового автомобиля бескапотной компоновки в классическом варианте имеет широкое днище с обширными горизонтальными поверхностями (участками) и глухими горизонтальными нишами. Помимо этого сама поверхность пола имеет сложную пространственную форму, что обусловлено геометрией расположения основных и вспомогательных агрегатов (узлов) двигателя. При воздействии взрывной волны в указанных нишах происходит образование стоячих волн и зоны повышенного давления, что приводит к разрушению корпуса кабины.

Наиболее проблемным является участок днища кабины над двигателем, представляющий собой глухую нишу сложной конфигурации и имеющий большую площадь. Для решения задачи обтекания конструкции взрывной волной необходимо максимально уменьшить площадь этого участка.

В целях уменьшения поверхности днища кабины, расположенной перпендикулярно фронту ударной волны, в реализуемой конструкции в зонах размещения водителя и пассажира днище выполнено V-образной формы. При этом панели пола составляют угол, обеспечивающий обтекание бронемодуля кабины взрывной волной при подрыве взрывного устройства под автомобилем, а линия стыка панелей расположена перпендикулярно продольной оси автомобиля.

Две V-образные секции пола соединяют таким образом, чтобы избежать глухой ниши над двигателем. Для этого применена вертикальная или наклонная ниша, которая соединяет две половинки кабины и минимизирует площадь пола между ними, оставляя двигатель открытым сверху. Кабина в горизонтальном сечении приобретает П-образную форму.

Такая концепция построения кабины позволяет реализовать практически все известные в настоящее время технические решения по обеспечению противоминной защиты и упрощает инженерную задачу усиления пола от подрыва при сохранении минимальной массы кабины. В то же время сохранение единого пространства между водителем и пассажиром улучшает обзорность для водителя и позволяет, помимо увеличения жесткости бронемодуля, соответствовать требованиям безопасности обитаемого отсека в критических ситуациях (при опрокидывании автомобиля и заклинивании одной из дверей кабины).

При подрывах под днищем весьма вероятным является нарушение целостности (пролом) корпуса и поражение экипажа за счет динамических нагрузок, превышающих предельно допустимые, воздействия ударной волны и осколочного потока. При подрывах под колесом, как правило, утрачивается подвижность машины, но основным фактором поражения экипажа являются только динамические нагрузки.

Для решения задачи защиты экипажа от чрезмерных динамических нагрузок крепление энергопоглощающих сидений осуществляется к тем местам корпуса, куда по расчетам менее всего передается динамическая нагрузка: к задней стенке и крыше бронекапсулы кабины. Также эту задачу решает минимизация (исключение) контакта ног водителя и пассажира с днищем кабины, которой добиваются наличием зазора между днищем, принимающим всю силу подрыва, и полом обитаемого пространства кабины.

Верхние наклонные бронепанели крыши и боковин оптимизированы по углу наклона для обеспечения заданной стойкости к внешнему воздействию стрелковым оружием.

Для усиления получаемого технического результата вертикально ориентированная ниша-перемычка в поперечном сечении выполнена максимально возможного размера.

Также для усиления указанного технического результата предпочтительно кабина дополнительно содержит подвесные противоминные энергопоглощающие сиденья, прикрепленные к силовым элементам кабины. Конструкция противоминных энергопоглощающих сидений зависит от конструкции бескапотной кабины и условий эксплуатации транспортного средства.

Для усиления защиты от обстрела верхние наклонные панели крыши и боковин бронемодуля оптимизированы по углу наклона для обеспечения заданной стойкости к воздействию пуль стрелкового оружия и осколков ручных гранат.

Для увеличения защиты от подрыва желательно, чтобы задняя стенка бронемодуля была выполнена с необходимым профилем под размещение амортизационных сидений водителя и пассажира.

Для надежной и безопасной эвакуации водителя и пассажира в случае подрыва кабины или ее опрокидывания предпочтительно кабина дополнительно содержит аварийно-эвакуационный люк, расположенный в вертикально ориентированной нише-перемычке, выполненный в виде откидной двери. Эвакуация осуществляется через люк и нишу-перемычку.

Предпочтительно бронемодуль для облегчения веса содержит оконные проемы неполного профиля, в том числе в дверях.

Для минимизирования возможных травм при подрыве и обеспечения удобства посадки водителя органы управления (рулевое колесо и педали) базового автомобиля преимущественно адаптируют.

Предложенная система бронирования позволяет сократить производственный цикл изготовления бронекабин, благодаря возможности изготовления бронемодуля независимо от шасси.

Достоинством данной системы бронирования также является то, что изготавливаемый бронемодуль кабины изначально имеет необходимую жесткость и прочность, так как нагрузки, воспринимаемые им в процессе эксплуатации, определяют на этапе разработки с учетом сохранения ресурса эксплуатации автомобиля в целом.

Сборку отдельных элементов бронемодуля осуществляют в кондукторах, благодаря чему достигается высокая точность и качество сборки компонентов в единый бронемодуль, что, в свою очередь, практически гарантирует отсутствие простреливаемых зон.

При этом значительно упрощается сам процесс сборки бронемодуля за счет обеспечения точности подсборок и возможности доступа ко всем узлам бронемодуля в процессе сборки (удобное расположение мест сварки и крепежных элементов).

Возможные области применения защищенных грузовых автомобилей с кабиной предлагаемой конструкции:

- разведывательная машина;

- командно-штабная машина;

- машина для перевозки личного состава, вооружения и военной техники;

- машина огневой поддержки;

- санитарная машина;

- машина инженерной разведки;

- машина радиобиохимической разведки;

- машина для охраны и сопровождения колонн.