Защитная каска

Защитная каска

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное техническое решение относится к средствам защиты головы человека от воздействий ударных нагрузок и предназначено для использования в конструкциях защитных касок и шлемов.

Известна защитная каска, содержащая корпус в виде усеченной верхней половины эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеющий продольное плоское ребро жесткости, и внутреннюю оснастку, отличающуюся тем, что ребро жесткости в затылочной части раздваивается, образуя трехосный силовой каркас с центром в вершине купола, опирающийся на места крепления внутренней оснастки к корпусу каски, при этом форма ребер жесткости задается эллипсовидными контурами на боковых поверхностях и полуэллипсовидным - в затылочной части [1].

Известна защитная каска, содержащая корпус с куполом, имеющим элементы для амортизации удара, образованные изменением формы поверхности, и внутреннюю оснастку, отличающаяся тем, что элементы для амортизации удара проходят по контуру основания купола, выполнены в виде зигзагообразного в сечении перехода от основания купола к нижней части корпуса и расположены выше мест крепления внутренней оснастки к корпусу, при этом в изгибах перехода имеются сужения [2].

Известна защитная каска, содержащая корпус, внутреннюю оснастку и элементы крепления ее к корпусу, включающие выполненные в корпусе карманы и соединенные с внутренней оснасткой вкладыши, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены с прорезью, при этом часть вкладыша над прорезью образует коромысло с прогибом вниз, которое имеет в местах изгибов шарниры, выполненные в виде сужений [3].

Известна защитная каска, содержащая корпус, имеющий на боковых поверхностях элемент для амортизации удара, представляющий собой ребро с пазом, и внутреннюю оснастку, отличающаяся тем, что паз выполнен треугольной формы, имеет сужение в верхней части и расположен в ребре над карманом крепления внутренней оснастки [4].

Известна защитная каска, содержащая корпус с карманами, вкладыши в карманах с амортизирующими элементами, отличающаяся тем, что вкладыши на краях имеют два обращенных вовнутрь кармана выступа, каждый из которых представляет собой несимметричный клин со скошенной внешней стороной, а вершина клина имеет скос, опирающийся верхней точкой в дно кармана [5].

Известен защитный шлем, содержащий корпус, внутри которого имеются средства крепления наголовника, при этом опорное кольцо наголовника выполнено из двух частей, а средство крепления расположено с внутренней стороны шлема [6].

Известен корпус защитного шлема, содержащий оболочку из композиционного материала на основе волокнистых армирующих материалов и полимерного связующего, при этом корпус имеет затылочную часть, лобную часть, боковые части, отбортовку в нижней части, образующую собой нижний пояс жесткости корпуса [7].

Из известных технических решений наиболее близким к данному изобретению является защитная каска, содержащая корпус с козырьком в передней части и с карманами внутри корпуса для крепления к нему наголовника, нижний пояс жесткости с водоотливом в виде расположенной с задней и боковых частей корпуса канавки, верхнюю куполообразную часть с продольными симметрично расположенными снаружи ребрами жесткости, плавно сопряженными с передней, боковыми и задней частями корпуса, при этом ребра жесткости имеют закругления в передней и задней частях в сторону нижнего пояса жесткости [1].

Существенным для защитных касок является прочность нижнего пояса жесткости, на который передаются динамические нагрузки от всех названных частей корпуса. В этой связи повышение прочности нижнего пояса жесткости позволяет в значительной мере повысить надежность каски. Другим важным фактором является уменьшение контактных напряжений на стенки корпуса каски во время восприятия стенками ударных направленных сверху вниз нагрузок. В этой связи форма известных защитных касок не в достаточной мере отвечает названным условиям эксплуатации.

Решаемой и достигаемой задачей данного изобретения является повышение надежности защитной каски.

Поставленная техническая задача решается тем, что в защитной каске, содержащей корпус с козырьком в передней части и с карманами внутри корпуса для крепления к нему наголовника, основной пояс жесткости с водоотливом в виде расположенной с задней и боковых частей корпуса канавки, верхнюю куполообразную часть с продольными симметрично расположенными снаружи ребрами жесткости, плавно сопряженными с передней, боковыми и задней частями корпуса, при этом ребра жесткости имеют закругления в передней и задней частях в сторону основного пояса жесткости, корпус выполнен с дополнительным поясом жесткости, образованным наклонно расположенной стенкой корпуса в его нижней части и вертикальной стенкой основного пояса жесткости, передняя, задняя и боковые части корпуса во фронтальных проекциях корпуса на участках между основным поясом жесткости и куполообразной верхней частью имеют наклонные прямолинейные стенки, соединенные линиями перехода с наклонной стенкой дополнительного пояса жесткости, при этом в поперечном сечении дополнительный и основной пояса жесткости имеют ∪-образную форму. Наклонные прямолинейные стенки корпуса расположены под углом α=7÷13° к вертикали.

На фиг.1 показана каска защитная, вид сбоку,

на фиг.2 - вид А на фиг.1,

на фиг.3 - вид Б на фиг.1,

на фиг.4 - вид В на фиг.1,

на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.2,

на фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.2.

Защитная каска содержит корпус 1 с козырьком 2 (фиг.1), который расположен в передней части 3 корпуса. Внутри корпуса (фиг.3) выполнены карманы 4 для крепления в корпусе наголовника (наголовник и элементы его крепления к корпусу не показаны).

Каска имеет нижний пояс 5 жесткости (фиг.6) с водоотливом 6 в виде расположенной с задней части 7 и с боковых частей 8 корпуса канавки 9. Нижний пояс жесткости 5 имеет толщину t.

Корпус каски имеет верхнюю куполообразную часть 10 (фиг.4) с продольными симметрично расположенными снаружи ребрами жесткости 11 и 12, плавно сопряженными с передней частью 3 корпуса, с боковыми частями 8 и с задней частью 7 корпуса. Ребра жесткости 11 и 12 имеют закругления 13 и 14 в передней и задней частях корпуса в сторону нижнего пояса 5 жесткости.

Корпус 1 выполнен с дополнительным поясом 15 жесткости (фиг.6), образованным вертикальной стенкой 16 основного пояса 5 жесткости корпуса и наклонной стенкой 17 дополнительного пояса 15 жесткости. Наклонная стенка 17 обладает свойствами упругости. Упругость стенки 17 выбрана в пределах упругости материала, из которого изготовлена каска, в частности в пределах упругости пластмассы. Дополнительный нижний пояс 15 жесткости имеет толщину t1.

Передняя, задняя и боковые части 3, 7 и 8 корпуса во фронтальных проекциях корпуса на виде сбоку (фиг.1) и на виде спереди (фиг.4), на участках между поясом 5 жесткости и куполообразной верхней частью 10 имеют наклонные прямолинейные переднюю стенку 18, заднюю стенку 19 и боковые стенки 20, соединенные скругленными линиями перехода (которые на фиг.1 и 4 не показаны) с наклонной стенкой 17 дополнительного пояса 15 жесткости. В поперечном сечении дополнительный и основной пояса 15 и 5 жесткости в совокупности (фиг.6) имеют ∪-образную форму. При этом наклонные прямолинейные стенки 18,19 и 20 корпуса расположены под углом α=7÷13° к вертикали.

Работает защитная каска следующим образом. При ударе тяжелого предмета по верхней куполообразной части 10 корпуса каски (фиг.4) ударная нагрузка передается от верхней части каски на переднюю, заднюю и боковые стенки корпуса и далее на дополнительный пояс 15 жесткости (фиг.6), в частности на наклонную стенку 17. Наклонная стенка 17 в результате изгибается вниз, перераспределяя при этом нагрузку по периметру дополнительного пояса 15 жесткости. Благодаря упругости наклонная стенка 17 восстанавливает свою форму после перераспределения нагрузки, а затем передает нагрузку на вертикальную стенку 16 корпуса. При этом нагрузка перераспределяется между поясами 15 и 5 жесткости через их общую стенку 16, а затем более равномерно передается на расположенный внутри корпуса наголовник и через него - на голову человека. В результате перераспределения нагрузки между поясами жесткости уменьшается концентрация силы удара, что повышает защитные качества каски и ее надежность.

При падении предмета на каску сверху и его попадании на наклонные прямолинейные боковые стенки 20, на переднюю стенку 18 или на заднюю стенку 19, благодаря наклонности и прямолинейности этих стенок возникает горизонтальная составляющая силы удара на предмете во время удара. Эта горизонтальная составляющая силы удара обеспечивает возможность отбоя предмета в сторону при соприкосновении с указанными стенками каски.

Источники информации

1. RU 2184471 C1, 10.07.2002.

2. RU 2262883 С1, 27.10.2005.

3. RU 2131205 C1, 10.06.1999.

4. RU 2175515 C1, 10.11.2001.

5. RU 2175514 C1, 10.11.2001.

6. RU 2238507 С1, 20.10.2004.

7. RU 2229088 С2, 20.05.2004.

1. Защитная каска, содержащая корпус с козырьком в передней части и с карманами внутри корпуса для крепления к нему наголовника, основной пояс жесткости с водоотливом в виде расположенной с задней и боковых частей корпуса канавки, верхнюю куполообразную часть с продольными симметрично расположенными снаружи ребрами жесткости, плавно сопряженными с передней, боковыми и задней частями корпуса, при этом ребра жесткости имеют закругления в передней и задней частях в сторону основного пояса жесткости, отличающаяся тем, что корпус выполнен с дополнительным поясом жесткости, образованным наклонно расположенной стенкой корпуса в его нижней части и вертикальной стенкой основного пояса жесткости, передняя, задняя и боковые части корпуса во фронтальных проекциях корпуса на участках между основным поясом жесткости и куполообразной верхней частью имеют наклонные прямолинейные стенки, соединенные линиями перехода с наклонной стенкой дополнительного пояса жесткости, при этом в поперечном сечении дополнительный и основной пояса жесткости имеют ∪-образную форму.

2. Каска по п.1, отличающаяся тем, что наклонные прямолинейные стенки корпуса расположены под углом α=7÷13° к вертикали.