Результат интеллектуальной деятельности: БОЕВАЯ ОДЕЖДА ПОЖАРНОГО-СПАСАТЕЛЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА, БАЛЛИСТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Изобретение относится к области средств индивидуальной защиты и представляет боевую одежду пожарного-спасателя, обеспечивающую комплексную защиту от опасных факторов пожара, баллистических и динамических воздействий при тушении пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций на различных объектах, в зданиях и сооружениях.

Боевая одежда пожарного является наиболее массовым средством индивидуальной защиты пожарных и применяется при тушении всех видов пожаров: природных, техногенных в любых зданиях и сооружениях.

В соответствии с терминами и определениями по ГОСТ Р 53264-2009 «боевая одежда пожарного (БОП): Комплект многослойной специальной защитной одежды общего назначения, состоящий из куртки, брюк (полукомбинезона) и предназначенный для защиты пожарного от опасных и вредных факторов окружающей среды, возникающих при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ, а также от неблагоприятных климатических воздействий».

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей в соответствии с федеральным законом «О требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 г. №123-ФЗ (с изменениями в редакции 117-ФЗ от 10.07.2012), статья 8, относятся тепловые - пламя, искры, тепловой поток, повышенная температура окружающей среды. К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся осколки, части разрушившихся зданий, вооружений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества, а также опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 53264-2009 (п.п 5.2.1, п.п. 5.3.1), разработанным для обеспечения выполнения положений Федерального Закона: «О требованиях пожарной безопасности», боевая одежда и материалы и ткани, используемые для ее изготовления, должны быть устойчивы к воздействию теплового потока и, кратковременно, , открытого пламени в течение не менее 5 с, воздействию температуры окружающей среды до 300°C, а при контакте с нагретыми до 400°C твердыми поверхностями материалы внешнего слоя боевой одежды должны иметь высокий уровень значений кислородного индекса и физико-механических показателей (разрывная нагрузка, сопротивление раздиранию, устойчивость к истиранию и многократному изгибу).

Устойчивость к указанным неблагоприятным и опасным факторам, а значит и защитные свойства БОП обеспечиваются прежде всего составом многослойного пакета специально подобранных материалов и тканей, а также конструктивным исполнением. И за рубежом, и в России в качестве основных составляющих защитного пакета БОП - материала верха и теплоизоляционной подкладки используют полиарамидные материалы и ткани (из мета- и параарамидных волокон), нетканые и тканые, выполненные из комплексных и пряжевых нитей под различными торговыми марками - Номекс, Кевлар, Тварон, Пировитекс, Силотекс, Русар, Руслан, Теруса и т.п.

В последнее время в связи с рядом случаев, произошедших при тушении пожаров и ликвидации ЧС, появилась необходимость обеспечения индивидуальной защиты пожарного-спасателя не только от перечисленных выше опасных тепловых факторов, но и от различных баллистических и динамических воздействий. Угроза баллистического и динамического воздействия существует при тушении пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций на следующих объектах:

- склады боеприпасов, взрывчатых веществ, материалов и изделий;

- объекты производства взрывчатых веществ, материалов и изделий;

- железнодорожные составы и другие транспортные средства, осуществляющие перевозку взрывоопасных веществ, материалов и изделий;

- здания и сооружения, находящиеся в зоне военных конфликтов и (или) массовых беспорядков;

- индивидуальные дома и гаражи, оснащенные газовыми, в том числе незащищенными баллонами;

- строящиеся и ремонтируемые объекты, на которых проводятся газосварочные работы.

Для безопасных условий работы на указанных объектах личный состав должен быть экипирован в боевую одежду, обеспечивающую защиту от опасных факторов пожара и баллистических и динамических воздействий.

Испытания по защите от баллистических воздействий проводятся в соответствии с методами, изложенными в ГОСТ Р 55623-2013 «Бронеодежда. Методы испытаний».

Известны:

Боевая одежда пожарного (патент на изобретение RU 2233603 C2, опубл. 10.08.2004, Бюл. №22) из термостойких материалов, выполненная из пакета слоев, который содержит наружный слой из термостойких материалов, гидроизоляционный и теплоизоляционный промежуточные слои и внутренний подкладочный слой из хлопчатобумажной ткани. Наружный термостойкий слой выполнен из ткани, изготовленной из полиарамидных нитей. Техническим результатом является снижение себестоимости изготовления одежды без снижения ее качества.

Боевая одежда пожарного из термостойких материалов (патент на изобретение RU 2002112743 A, опубл. 10.11.2003), в которой многослойный защитный пакет отличается тем, что гидроизоляционный промежуточный слой выполняют из стеклоткани с покрытием, а теплоизоляционный промежуточный слой - из полотна иглопробивного, содержащего натуральные и синтетические волокна.

Боевая одежда пожарного (варианты) (патент на полезную модель RU 145889 U1, опубл. 27.09.2014, Бюл. №27), состоящая из верхнего костюма, включающего куртку и брюки. При этом куртка и брюки выполнены из огнестойкого полиарамидного материала с водоотталкивающей и огнестойкой пропиткой с односторонним полимерным покрытием, а теплоизолирующие подкладки для куртки и брюк выполнены из многослойного материала, содержащего наружный теплоизоляционный слой из огнестойкого иглопробивного полотна и шерстяного ватина и внутренний гигиенический слой из хлопчатобумажной ткани.

Боевая одежда пожарного (варианты) (патент на полезную модель RU 117814 U1, опубл. 10.07.2012, Бюл. №19), выполненная в виде, по меньшей мере, одного предмета одежды, выбранного из группы, включающей, как минимум, куртку, брюки, съемный капюшон. Детали верха каждого предмета одежды выполнены в виде пакета слоев, включающего, по меньшей мере, наружный слой из ткани с огнезащитными свойствами, гидроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и слой подкладки, отличающиеся тем, что наружный слой из ткани с огнезащитными свойствами и гидроизоляционный слой совмещены и выполнены в виде слоя из огнестойкой арселоновой ткани, изготовленной из полиоксодиазольного волокна с водоупорной отделкой.

Боевая одежда пожарного из термостойких материалов (патент на изобретение RU 99125974 А, опублик. 12.2001), включающая в себя куртку и полукомбинезон, содержащая наружный слой, выполненный из ткани из полиарамидных нитей, промежуточный слой из полотна иглопробивного теплоизоляционного, включающего в себя полиакрилонитрильное и шерстяное волокна и внутренний слой из хлопчатобумажной ткани. Функции гидрозащиты обеспечиваются за счет того, что одежда снабжена дополнительным вторым промежуточным слоем, следующим за наружным, состоящим из прорезиненной ткани.

Описанием, приведенным в указанных патентах, не подтверждается соответствие боевой одежды требованиям Федерального Закона «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009 по тепло-огнезащитным характеристикам. Многослойный защитный пакет материалов и тканей не предназначен для защиты от баллистических и динамических воздействий.

Известна Одежда пожарных, комбинируемая из отдельных элементов (патент на полезную модель RU 8875 U1, опубл. 16.01.1999), включающая жилет и дополняющие его соединяемые с ним элементы. Дополняющие элементы выполнены в виде плаща, носимого поверх жилета, а также, по меньшей мере, двух подстежек, размещаемых между плащом и жилетом. При этом подстежка, прилегающая к плащу, образована из двух слоев: обращенного к плащу водонепроницаемого слоя и следующего за ним теплоизолирующего слоя, а остальные подстежки образованы только из теплоизолирующего слоя.

В описании патента нет сведений, подтверждающих соответствие одежды требованиям по тепловой защите, изложенным в Федеральном Законе «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009, а также требованиям по баллистической и динамической защите. Кроме того, ГОСТ Р 53264-2009 предусматривает конструктивное изготовление БОП в виде комплекта, состоящего из куртки и брюк (полукомбинезона), как наиболее эргономичного и удобного для выполнения различных действий при пожаре, а не плаща.

Известна многоцелевая защитная одежда (патент на изобретение US 20060260020, A41D 1/00, 23.11.2006), которая состоит из куртки и брюк. Куртка и брюки содержат внутренний и внешний слои. Внутренний слой подходит для ношения как по отдельности, так и в комбинации с внешним слоем. Внутренний слой образует первое защитное изделие, совместимое со Стандартом NFPA 1999 на защитную одежду для экстренных медицинских операций и Стандарта NFPA 1951 (поиск и спасение в городских условиях). Внутренний слой в комбинации с внешним слоем образуют второй уровень защитной одежды, соответствующий Стандарту NFPA 1971 на защитную одежду пожарных.

В описании патента нет сведений, подтверждающих соответствие одежды требованиям по тепловой защите, изложенным в Федеральном Законе «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009.

Известна защитная одежда для военных, паравоенных и аварийных условий работы (патент на изобретение CA 2503012, A62B 17/00, 14.09.2006), предназначенная для пожарных и спасателей, работающих в военных или паравоенных условиях, на ликвидации аварии. Состоит из внешнего и внутреннего слоев, обеспечивающих тепловую изоляцию, а также из влагобарьера между внешним и внутренним слоями. Внешний слой имеет поверхность с высокой заметностью с одной стороны и с низкой заметностью с обратной стороны. Наружная поверхность внешнего слоя имеет отражающий дифферент. Поверхность с низкой заметностью его не имеет. Материал влагобарьера может прикрепляться с возможностью отсоединения к внешнему слою. Защитная одежда с наружной поверхностью высокой заметности, и с внутренней подкладкой в качестве влагобарьера соответствует стандарту National Fire Protection Association (NFPA) 1971 для боевой одежды пожарного.

Из описания, приведенного в патенте, не ясно, какими отличительными признаками обладает заявляемое изделие, обеспечивая защиту человека от тепловых факторов пожара, динамических и баллистических воздействий. Отражающий дифферент, по-видимому, обеспечивает функцию отражения ИК-излучения, но без пояснений - насколько эффективно.

Известна аварийно-спасательная одежда (патент на полезную модель CN 204146388, A41D 13/01, A41D 27/00, A41D 27/10, 11.02.2015). Элементы аварийно-спасательной одежды представляют собой куртку и брюки, связанные между собой через соединительный элемент; воротник, манжеты и нижний край куртки снабжены зажимными отверстиями; в штанинах брюк также имеются отверстия для стягивания; куртка и брюки состоят из комфортных слоев, теплоизоляционных слоев и огнезащитных слоев, которые расположены в направлении изнутри наружу. Новые элементы аварийно-спасательной одежды имеют преимущества, заключающиеся в упрощении проектирования конструкций, высокой производительности, высокой надежности при использовании в условиях вспышки, взрыва, обеспечивая при этом хороший комфорт по сравнению с обычной противопожарной одеждой. Теплоизолирующий эффект эквивалентен одежде пожарного при уменьшенном в два раза весе. Одежда является легкой и удобной и соответствует человеческой фигуре.

В описании патента нет сведений, подтверждающих соответствие одежды требованиям по тепловой защите, изложенным в Федеральном Законе «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009, а также требованиям по баллистической и динамической защите. Упрощенная конструкция и уменьшенная в два раза масса не дают оснований говорить о возможности необходимой защиты от тепловых факторов пожара.

Известна комплексная защитная одежда пожарного (патент на полезную модель CN 202340864, A41D 13/00, A41D 27/00, A41D 27/10, 25.07.2012), которая обеспечивает комплексную защиту при тушении пожара. Одежда обеспечивает защиту груди, спины и рук. Защитная структура содержит наружный огнестойкий слой, промежуточный слой и комфортный слой, которые располагаются в определенной последовательности. Промежуточный слой содержит расположенные последовательно моющийся маслоотталкивающий слой, пористый водонепроницаемый слой и теплоизолирующий слой. Моющийся маслоотталкивающий слой связан с пористым водонепроницаемым слоем. Пористый водонепроницаемый слой нанесен горячим прессованием на теплоизоляционный слой. Внешний огнестойкий слой, промежуточный слой и теплоизолирующий слой удобно вшиты в детали одежды. Наружный слой защитной одежды и три других слоя не могут быть удалены для обеспечения защиты от ожогов во время процесса тушения пожара летом при отсутствии у пожарного нательного белья.

Комплексность рассмотренной защитной одежды пожарного заключается в обеспечении защиты от ряда неблагоприятных и опасных факторов - воздействие открытого пламени, высокой температуры окружающей среды, различных масел и т.д. Но не обеспечивается защита от баллистических и динамических воздействий. Не приводятся данные по температуре окружающей среды, времени защиты от воздействия открытого пламени, то есть данные соответствия требованиям технического регламента «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009.

Известно смесевое волокно для пряжи и тканей из шерстяных и арамидных волокон для многофункциональной военной, пожарной и промышленной рабочей защитной одежды с целью обеспечения многофункциональной защиты для пользователя (Патент на изобретение US 2010285285, B32B 3/10, B32B 5/00, B32B 5/02, 02.07.2013). Применяются смеси арамидных волокон, смеси, шерстяных волокон, и электростатических диссипативных волокон. Смесь арамидных волокон включает в себя мета-арамидные, пара-арамидные и электростатические диссипативные волокна.

Описание, приведенное в патенте, не дает понимания, какие значения защитных показателей возможно достигнуть, используя в одежде указанное смесевое волокно.

Известен костюм боевой одежды пожарных-спасателей первого уровня защиты фирмы «Волброк», обзорная статья авторов Русецкий Ю.Г., Иванов А.В., сайт htpp://volbrok.ru/artikle01.shtml.

Костюм, состоящий из куртки и брюк, изготавливается из термостойкой ткани верха «Русар» с высокими значениями физико-механических показателей и обеспечивает необходимый уровень термо-огнезащиты в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53264-2009 (стойкость к воздействию теплового потока, открытого пламени, окружающей среды с высокой температурой и т.п.). Но при этом конструкция костюма и его многослойный защитный пакет не обеспечивают защиту от динамических (ударных) и баллистических воздействий.

Известен броне-теплозащитный комбинезон (патент на изобретение RU 2474783 C1, опубл. 10.02.2013, Бюл. №4).

Изобретение относится к области вооружения и экипировки, к разработкам защитного обмундирования и может быть использовано для изготовления броне-теплозащитных костюмов для сотрудников спецподразделений и МЧС. Броне-теплозащиный комбинезон включает левую и правую передние части, задние части штанин, кокетку, спинку с боковинами спинки и сшитые передним и задним продольными швами наружные и внутренние части рукавов, при этом элементы комбинезона выполнены из наружного покрова и подкладки и снабжены вшитыми между последними защитными пакетами, включающими, считая от покрова, трехслойный броне-теплозащитный экран в виде пластины нетканого материала из арамидных волокон, расчесанных и разрыхленных до извитых мононитей, заключенных между оболочками из арамидной ткани, и баллистическую преграду из трех-восьми слоев арамидной ткани, причем один-четыре последних, считая от покрова, слоя преграды выполнены с напуском над остальными, эти напуски использованы для загибов при окантовке краев экрана или для сшивания элементов комбинезона без нахлеста броне-теплозащитных экранов, а покров и подкладка раскроены с напуском над экраном, и напуски покрова и подкладки использованы для окантовки краев элементов комбинезона или для сшивания совместно с напусками экрана элементов, или для вшивания деталей, при этом покров выполнен из ткани повышенной драпируемости, а также огнестойкости на основе пряжи из арамидных волокон. Техническим результатом изобретения является разработка более технологичного в изготовлении защитного комбинезона повышенной надежности эксплуатации, более высокого качества.

Патентом защищается в основном технология изготовления броне-теплозащитного комбинезона. При этом, если бронезащита определяется дифференцированным количеством слоев арамидных материала и ткани, но без конкретизации защиты от баллистических воздействий в абсолютных цифрах, подтверждающих выполнение требований ГОСТ Р 55623-2013, то тепловая защита в описании патента и ее соответствие требованиям Федерального Закона «О требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ Р 53264-2009 никак не подтверждается. Кроме того, ГОСТ Р 53264-2009 предусматривает конструктивное изготовление БОП в виде комплекта, состоящего из куртки и брюк (полукомбинезона), но не комбинезона.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является костюм боевой одежды спасателей, действующих в условиях горящих объектов при наличии летящих и падающих предметов разрушающегося объекта (патент на изобретение RU 2516842 C2, опубл. 20.05.2014, Бюл. №14).

В комплект костюма входят боевая одежда спасателей, изготовленная из термостойкой ткани «Русар», защитный шлем и жилет защитный, который состоит из тканевой подкладки, в которой закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов на жестком поясном ремне брюк. Защитная оболочка, которая крепится на упругих каркасных стойках, многослойная, содержит внешний и внутренний пакеты. Внешний пакет многослойный, каждый слой выполнен из колец из нержавеющей стали. Внутренний защитный слой трехслойный - слой перфорированного полимерного материала, например, арамида, и упруго-эластичные сетчатые элементы из нержавеющей стали. Выполнение из упругого материала каркасных стоек, соединенных с ремнем брюк, позволяет сдемпфировать удар (сделать его упругим), а защитная оболочка предотвращает ранение кожного покрова спасателя. Таким образом, обеспечивается защита от тепловых факторов пожара и динамических воздействий.

Указанный костюм имеет следующие недостатки. Использование многослойной боевой одежды совместно с надеваемым под нее многослойным жилетом снижает эргономические характеристики костюма, затрудняя работу пожарного-спасателя. Описанная конструкция может быть эргономически несовместима с другими средствами индивидуальной защиты (статья 118 п. 2 Ф3-123 «О требованиях пожарной безопасности»). Создает также дополнительное неудобство в работе и необходимость надевать и носить жесткий поясной ремень дополнительно к обязательному в ношении с БОП поясу пожарному спасательному. Все это затрудняет выполнение п. 5.2.4.1 ГОСТ 53264-2009. Кроме того, по отношению к БОП имеются ограничения по массе (максимально допустимая масса не более 7,0 кг) и времени надевания (не более 30 с), установленными в п. 5.2.4.2, табл. 2 ГОСТ 53264-2009. При подобной конструкции с использованием элементов из стали масса БОП может быть больше предельно допустимой, а время надевания будет явно более 30 с.

Сложная конструкция костюма снижает его надежность.

Конструкция ударозащитных и демпфирующих элементов не рассчитана на баллистические воздействия, определенные ГОСТ Р 55623-2013.

Задачей изобретения является обеспечение применения боевой одежды необходимого уровня защиты пожарного-спасателя от воздействия тепловых факторов пожара, динамических и баллистических воздействий и повышение эргономических характеристик боевой одежды за счет упрощения ее конструкции и оптимизации многослойного защитного пакета.

Сущность изобретения состоит в том, что боевая одежда выполняется в виде куртки и полукомбинезона, составляющих один многослойный защитный пакет, в который входят изготавливаемые из параарамидных материалов ткань верха, теплоизоляционная подкладка и гибкие пластины-элементы бронезащиты. Тем самым исключаются из конструкции дополнительные многослойные защитные пакеты и конструктивные элементы.

Технический эффект, реализуемый заявляемой боевой одеждой пожарного-спасателя для комплексной защиты от опасных факторов пожара, баллистических и динамических воздействий обуславливается следующим. Применение в куртке и полукомбинезоне одного многослойного пакета из нетканых и тканых параарамидных материалов, обладающего необходимыми термо-огнезащитными и физико-механическими свойствами и обеспечивающего динамическую и бронезащиту, позволяет изготавливать и применять на практике боевую одежду, которая:

- отвечает требованиям Федерального Закона «О требованиях пожарной безопасности», ГОСТ Р 53264-2009 и ГОСТ Р 55623-2013;

- создает необходимый уровень индивидуальной защиты человека от опасных факторов пожара и баллистических и динамических воздействий;

- обладает необходимыми эргономическими характеристиками;

- совместима с другими средствами индивидуальной защиты, используемыми пожарными-спасателями.

Практическое решение заявляемого изобретения реализовано при разработке комплекта боевой одежды пожарного с элементами бронезащиты ТУ БОП 3.00.000ТУ. Боевая одежда пожарного-спасателя для комплексной защиты от опасных факторов пожара и баллистических и динамических воздействий (далее БОП БЗ) относится к виду Т, тип У и X по ГОСТ 53264-2009.

В комплект БОП БЗ входят:

- боевая одежда (куртка, полукомбинезон) с теплоизоляционной подкладкой и встроенными гибкими плоскими элементами бронезащиты от баллистических и динамических воздействий;

- бронепанель композитная органокерамическая;*

- съемная противоосколочная защита баллона дыхательного аппарата;*

- комплект белья термостойкого, используемого в качестве дополнительной теплоизоляционной подкладки, и средства защиты рук для типа X;

- термостойкий подшлемник;

- комплект ЗИП;

- транспортировочная сумка.

*Применяются дополнительно при необходимости на месте тушения пожара, ликвидации ЧС.

На фиг. 1 представлен общий вид БОП БЗ (вид спереди А и вид сзади Б):

1 - куртка с противоосколочной защитой;

2 - полукомбинезон с противоосколочной защитой;

3 - бронепанель композитная органокерамическая;

4 - противоосколочный защитный чехол баллона дыхательного аппарата;

5 - комплект термостойкого белья.

Защитные свойства БОП БЗ (пассивные тепловая и бронезащита) обеспечиваются применением одного многослойного пакета материалов и тканей из параарамидных волокон, включающего в себя ткань верха, теплоизоляционную подкладку и элементы бронезащиты в виде гибких пластин, входящих в состав куртки и полукомбинезона, без использования в комплектации дополнительных конструктивных элементов, увеличивающих массу БОП, время ее надевания и снижающих эргономические показатели изделия его надежность. Ткань верха, теплоизоляционная подкладка и бронезащита, выполненные в виде одного многослойного защитного пакета, обеспечивают комплексную защиту от опасных факторов пожара и баллистических и динамических воздействий. При этом бронезащита, входящая в состав многослойного пакета куртки и полукомбинезона, является дифференцированной, предусматривающей общую противоосколочную защиту тела, дополнительную локальную противоосколочную защиту жизненно важных органов (ЖВО) в области брюшной полости и грудной клетки и применение, при необходимости, бронепанели. Бронепанель органокерамическая надевается при необходимости поверх БОП БЗ на лямках.

На фиг. 2 представлен состав многослойного защитного пакета и схема теплового и баллистического воздействия на пакет:

6 - ткань верха;

7 - водонепроницаемая мембрана;

8 - элементы бронезащиты;

9 - теплоизоляционная подкладка, усиливающая в том числе эффективность элементов бронезащиты;

10 - гигиеническая подкладка.

Конструктивное исполнение курки БОП БЗ в соответствии с требованиями ГОСТ 53264-2009 позволяет использовать ее с любыми касками, как пожарными, так и касками специального назначения, бронешлемами, а также дыхательными аппаратами, используемыми в пожарной охране.

Основные показатели назначения материалов и тканей БОП БЗ приведены в таблице 1.

Приведенные в таблице показатели назначения подтверждаются протоколами испытаний (Приложение 1, приложение 2). Отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».

Анализ описанных выше технических решений показал, что известные модели боевой одежды не решают сформулированную задачу, решаемую заявленной боевой одеждой пожарного для комплексной защиты от тепловых и баллистических воздействий.