Обувь с повышенной взрывостойкостью

 

Изобретение относится к конструкции обуви, так на фиг.1 изображен ботинок (10), обеспечивающий повышенный уровень защиты от взрывов взрывчатых веществ. В одном варианте осуществления ботинок имеет подошву (12), верх (11) и часть (13) в виде кокона, которая в основном охватывает стопу. Кокон может быть выполнен из ткани (21) из ароматического полиамида и/или из дополнительного слоя углеродных волокон (22), и/или тканых керамических волокон, или керамических/стеклокерамических тканых композиционных волокон. Подошва может включать в себя слои из тканых волокон из ароматического полиамида и из углеродных волокон и отклоняющую пластину (23) для обеспечения лучшей защиты. В альтернативном варианте осуществления кокон может окружать ботинок и представлять собой быстро устанавливаемое и сравнительно недорогое средство, позволяющее повысить уровень защиты от взрывов для носителя. 2 с. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к конструкции обуви, в частности к ботинку, предназначенному для защиты стопы от серьезных повреждений, возникающих из-за ударного воздействия снарядов и взрывов противопехотных мин.

Противопехотные мины, предназначенные для того, чтобы взрываться, когда человек наступит на мину, представляют собой общепризнанную и серьезную проблему для любых войск, развернутых на обычном поле сражения или вовлеченных в партизанскую войну.

Количество взрывчатого вещества, имеющегося в мине, будет определять то, что произойдет при взрыве мины - будет ли человек, приведший мину в действие, покалечен или убит. Для тех устройств, которые предназначены для того, чтобы просто покалечить, защитная обувь может сыграть некоторую роль в уменьшении вероятности серьезной травмы. Такая обувь также может сыграть некоторую роль в уменьшении повреждения, вызванного ударной волной снарядов, таких как пули и шрапнель.

Автор настоящего изобретения разработал ботинки, в частности подошвы ботинок, которые могут защитить стопу человека, приведшего в действие противопехотную мину, содержащую умеренные количества взрывчатого вещества, и при этом, тем не менее, обеспечивают достаточное для носителя сгибание от мыска к пятке в ботинке, чтобы позволить носителю совершать такие действия, как бег, прыжки и лазанье (см. заявки на патент Сингапура N N 9500037-8 и 9501007-0). Было бы желательно иметь дополнительно усовершенствованный ботинок, который мог бы защитить стопу и нижнюю часть ноги (голень) носителя от взрывов мин, имеющих большие количества взрывчатого вещества, и от мин, в которых используются высокотемпературные взрывчатые вещества, которые могут прорывать ботинки более ранних конструкций.

Из патента Великобритании 2264221 известен усиливающий предмет для обуви и ботинка для стопы носителя, имеющего подошву и верх, в который заделан указанный усиливающий предмет.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание предмета обуви, обеспечивающей уменьшение повреждения стопы, вызванного ударной волной снарядов, при одновременном обеспечении достаточного для носителя сгибания ботинка от мыска к пятке.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения разработан предмет обуви, содержащий кокон из взрывостойкого материала, имеющий такую форму, что он, по существу, охватывает ботинок, причем кокон имеет подошву и верх и присоединен к ботинку или ноге носителя ботинка.

Подошва кокона может состоять из каучука или полиуретана, и в нее заделан, по меньшей мере, один дополнительный слой тканых волокон из ароматического полиамида. Кокон предпочтительно прикреплен к ботинку ремнями, проходящими от кокона вокруг верхней части ботинка.

В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения разработан ботинок для стопы носителя, имеющий подошву и верх, подошва имеет, по меньшей мере, один слой из тканого ароматического полиамида, заделанный в подошву, и имеется кокон из взрывостойкого материала, встроенный в ботинок таким образом, что он, по существу, охватывает всю стопу носителя ботинка.

В предпочтительном варианте реализации обоих аспектов осуществления кокон содержит, по меньшей мере, один лист взрывостойкого материала. Взрывостойкий материал может состоять из ткани из ароматического полиамида, содержащей, по меньшей мере, один слой ароматического полиамида, по меньшей мере, 1000 дтекс (например, Twaron® 2010). Он может состоять из ткани из ароматического полиамида 1200 дтекс, такого как Twaron® 2040, имеющего плотное гладкое переплетение (с плотностью) 460 г/м². Кокон может содержать или включать в себя слой тканых керамических волокон или керамических/стеклокерамических тканых композиционных волокон.

Во втором варианте осуществления кокону предпочтительно придана форма "вязаного детского башмачка (пинетки)", который может быть заделан в подошву и верх ботинка.

Переплетения волокон из ароматического полиамида, образующие защитный слой в коконе, могут быть включены в многослойную структуру из слоев, включающих в себя слои из тканых керамических волокон или из отдельного керамического/стеклокерамического композиционного тканого волокна для дополнительного увеличения прочности кокона, когда он подвергается воздействию высоких температур. Слой тканых керамических волокон может образовывать самый наружный слой кокона.

Подошва ботинка предпочтительно состоит, по меньшей мере, из наружной части и промежуточной части. Наружная часть подошвы может состоять из каучука или полиуретана, отформованного так, чтобы соответствовать требованиям ботинка. Часть кокона, проходящая через подошву, предпочтительно расположена между наружной частью и, по меньшей мере, одним слоем тканого ароматического полиамида, заделанным в подошву.

Промежуточная часть и/или верхняя часть предпочтительно имеет множество слоев тканого ароматического полиамида, заделанных в нее. В одном варианте осуществления слои тканого ароматического полиамида могут иметь углеродные графитовые волокна или переплетенные со слоями из ароматического полиамида, или расположенные между этими слоями для дополнительного упрочнения подошвы. В предпочтительном варианте осуществления имеются 24 слоя волокон из ароматического полиамида, углеродных и керамических тканых волокон (например, гладкое переплетение Toray®/3HR®, M60/M80 6K/12K TOW, плотность которого варьируется от 300 г/м² до 600 г/м²).

Промежуточная часть подошвы также может включать в себя отклоняющую пластину, проходящую вдоль подошвы от мыска к пятке. Отклоняющая пластина предпочтительно имеет первую сторону, направленную к наружной части и имеющую расположенную под углом поверхность, предназначенную для отклонения воздействия взрыва взрывчатого вещества в сторону от стопы. Отклоняющая пластина может состоять из композиционного материала из тканых волокон из ароматического полиамида и углеродных волокон, заделанных в клей/полимер. Соотношение волокон из ароматического полиамида и углеродных волокон в композиционном материале предпочтительно составляет 50:50, при этом пряди (пучки) волокон приблизительно на 85% являются однонаправленными вдоль оси ботинка, проходящей от мыска к пятке.

Подошва может включать в себя верхнюю часть, которая входит в контакт со стопой носителя. Верхняя часть может быть изготовлена из измельченного ароматического полиамида и найлонового фибрового картона. В другом варианте осуществления верхняя часть может содержать, по меньшей мере, четыре слоя тканого ароматического полиамида, приклеенного к клею/полимеру такому, как найлон.

Верх ботинка предпочтительно изготовлен из кожи и может иметь наружный слой из кожи и внутренний слой союзки из кожи или хлопчатобумажной ткани, между которыми расположена часть кокона, проходящая через верх.

Для удерживания слоев, образующих кокон, в заданном положении в обуви можно использовать стачивание. Стачивание предпочтительно выполняют с помощью нити из тканого ароматического полиамида. Чтобы гарантировать, что строчка обеспечит соответствующую прочность, в промежуточную часть подошвы могут быть введены дополнительные слои из тканых волокон из ароматического полиамида (таких, как Twaron® 2040). Предпочтительно слой волокон из ароматического полиамида имеется сверху и снизу, по меньшей мере, одного слоя из тканого ароматического полиамида в промежуточной части, при этом дополнительные слои проходят, по меньшей мере, частично в верх ботинка.

Ботинку предпочтительно придана такая форма, чтобы он охватывал, по меньшей мере, лодыжку носителя, тем самым позволяя создать некоторую степень защиты для лодыжки (голеностопного сустава) и нижней, части ноги.

Ниже описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, приведенные исключительно в качестве примера и раскрытие со ссылкой на сопровождающие чертежи, где на фиг. 1 показано вертикальное поперечное сечение ботинка согласно настоящему изобретению; на фиг. 1A - вертикальное поперечное сечение кокона, имеющегося в ботинке, изображенном на фиг. 1; на фиг. 2 - увеличенное и упрощенное поперечное сечение зоны средней части ботинка вдоль линии II-II для ботинка, изображенного на фиг. 1; на фиг. 3 - вертикальное поперечное сечение альтернативного варианта осуществления кокона, окружающего ботинок.

Ботинок, обладающий признаками предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, в целом обозначен поз. 10 на фиг. 1 и 2. Ботинок 10 имеет верх 11 обычной формы, приспособленный для охватывания, по меньшей мере, стопы и лодыжки носителя, композиционную подошву 12 и кокон из взрывостойкого материала 13 в форме вязаного детского башмачка (пинетки) (фиг. 1A).

Как показано на фиг. 1 и 2, взрывостойкие слои 18 и 19 могут проходить по всему верху 11 за счет включения слоев 18 и 19 между наружным слоем 25 из кожи и внутренним слоем 26 союзки из кожи в верхней части верха 11. Эти слои могут быть присоединены к слоям в "пинеточной" части с помощью соответствующего шва 30.

Композиционная подошва содержит наружную полиуретановую часть 14 подошвы, имеющую протекторную часть 17, промежуточную часть 15 и верхнюю часть 16.

Кокон 13 состоит, по меньшей мере, из одного слоя керамических/стеклокерамических тканых многокомпонентных волокон, образующих наружный кокон 19, и, по меньшей мере, из одного слоя ткани 18 из ароматического полиамида. Ткань 18 из ароматического полиамида в данном варианте осуществления содержит, по меньшей мере, один слой ароматического полиамида, по меньшей мере, 1000 дтекс, имеющего атласное или гладкое переплетение (например, Twaron® 20410). Слои 18 и 19 охватывают стопу носителя ботинка 10 и после размещения в ботинке 10 заделаны в верхнюю часть 11 ботинка и между наружной частью 14 подошвы и промежуточной частью 15 подошвы.

Чтобы повысить взрывостойкость подошвы 12, ее промежуточную часть 15 выполняют с множеством слоев тканых волокон 21 из ароматического полиамида и углеродных волокон 22, заделанных в полиуретан. Отклоняющая пластина 23 также проходит от мыска к пятке подошвы 12 и служит для дополнительного упрочнения подошвы 12. Отклоняющая пластина 23 имеет расположенную под углом нижнюю поверхность 24, причем угол наклона поверхности 24 предназначен для отклонения воздействия взрыва взрывчатого вещества в сторону от стопы носителя ботинка 10. Отклоняющая пластина 23 состоит из композиционного материала, состоящего из тканых волокон из ароматического полиамида и углеродных волокон в соотношении 50:50, заделанных в клей/полимер.

Верх 11 ботинка изготовлен из наружного слоя 25 из кожи и внутреннего слоя 26 союзки из кожи. Кокон 13 удерживается между слоями 25 и 26.

Для удержания различных слоев вместе может быть выполнено стачивание через сторону ботинка, как показано на чертежах. Стачивающий шов 27 может состоять из тканых волокон из ароматического полиамида (например, ароматического полиамида 420 дтекс) и/или сложного полиэфира. Для повышения прочности стачивающего шва в промежуточную часть 15 подошвы введены два дополнительных слоя 28 и 29 из волокон из ароматического полиамида, которые проходят в верх 11, как показано на фиг. 2.

Ботинок, обладающий признаками, описанными выше, будет эффективным при обеспечении защиты от взрывов противопехотных мин, содержащих, по меньшей мере, 60 граммов и возможно 80 граммов прессованной взрывчатой смеси B.

Альтернативный вариант осуществления изобретения изображен на фиг. 3. В данном варианте осуществления обычный армейский ботинок 40, имеющий подошву 46, окружен наружным коконом 41, в который помещен ботинок 40. Кокон 41 обладает признаками кокона 13, описанного выше, за исключением того, что кокон 41 не установлен внутрь ботинка, а охватывает ботинок и представляет собой быстро устанавливаемое и сравнительно недорогое средство, позволяющее повысить взрывостойкость обычных армейских ботинок. В варианте осуществления кокона, изображенном на фиг. 3, кокон 41 имеет подошву 42 и верх 43, причем верх имеет внутреннюю поверхность 47 и наружную поверхность 48. Внутрь подошвы 42 и верха 43 заделан, по меньшей мере, один слой керамического или стеклокерамического волокна 45 и слой из ткани 44 из ароматического полиамида. При желании подошву 42 можно выполнить с множеством слоев тканых волокон из ароматического полиамида, предпочтительно с четырьмя слоями, вместе с полимерами, такими как найлон и/или углеродные волокна, заделанные в них. В подошву 42 также может быть включена отклоняющая пластина, как описано выше.

Кокон 41 может быть присоединен ремнями 49 к ботинку 40, как изображено на фиг. 3. При желании можно использовать альтернативные средства крепления.

Для специалистов в данной области очевидно, что могут быть выполнены многочисленные варианты и/или модификации изобретения, как показано в конкретных вариантах осуществления, не отходя от идеи или объема изобретения в широком смысле. Следовательно, представленные в настоящем описании варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные и неограничивающие.

Формула изобретения

1. Предмет обуви, отличающийся тем, что содержит кокон из взрывостойкого материала, имеющий такую форму, что он в основном или полностью окружает ботинок, причем кокон имеет подошву и верх и присоединен к ботинку или ноге носителя ботинка.

2. Предмет обуви по п.1, отличающийся тем, что взрывостойкий материал содержит ткань из ароматического полиамида, содержащую, по меньшей мере, один слой ароматического полиамида, по меньшей мере, 1000 дтекс и/или слой керамического волокна или керамического/стеклокерамического тканого композиционного волокна.

3. Предмет обуви по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что волокна из ароматического полиамида включены в многослойную структуру из слоев тканых керамических волокон или керамических/стеклокерамических тканых композиционных волокон.

4. Предмет обуви по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что подошва состоит из каучука или полиуретана и в нее заделан, по меньшей мере, один дополнительный слой тканого волокна из ароматического полиамида.

5. Предмет обуви по п.4, отличающийся тем, что между слоями тканых волокон из ароматического полиамида размещены углеродные графитовые волокна.

6. Предмет обуви по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что кокон прикреплен к ботинку ремнями, проходящими между коконом и ботинком.

7. Ботинок для стопы носителя, имеющий подошву и верх, отличающийся тем, что подошва имеет, по меньшей мере, один слой из тканого ароматического полиамида, заделанный в подошву, и имеется кокон из взрывостойкого материала, встроенный в ботинок таким образом, что он в основном или полностью окружает стопу носителя ботинка.

8. Ботинок по п.7, отличающийся тем, что кокон содержит, по меньшей мере, один лист взрывостойкого материала, заделанный в подошву, и, по меньшей мере, в часть верха ботинка.

9. Ботинок по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что взрывостойкий материал состоит из ткани из ароматического полиамида, содержащей, по меньшей мере, один слой ароматического полиамида, по меньшей мере, 1000 дтекс.

10. Ботинок по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что волокна из ароматического полиамида, образующие взрывостойкий материал, включены в многослойную структуру из слоев из тканых керамических волокон или керамических/стеклокерамических тканых композиционных волокон для дополнительного повышения прочности кокона.

11. Ботинок по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что подошва состоит из наружной части и промежуточной части.

12. Ботинок по п.11, отличающийся тем, что наружная часть подошвы состоит из каучука или полиуретана.

13. Ботинок по любому из пп.11 и 12, отличающийся тем, что кокон проходит через подошву между наружной частью и, по меньшей мере, одним слоем тканого ароматического полиамида, заделанным в подошву.

14. Ботинок по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что промежуточная и/или верхняя часть имеет множество слоев тканого ароматического полиамида, заделанных в нее.

15. Ботинок по п.14, отличающийся тем, что между слоями тканых волокон из ароматического полиамида размещены углеродные графитовые волокна.

16. Ботинок по любому из пп.7-15, отличающийся тем, что подошва включает в себя отклоняющую пластину.

17. Ботинок по п.16, отличающийся тем, что отклоняющая пластина находится в промежуточной части подошвы.

18. Ботинок по пп.16 или 17, отличающийся тем, что отклоняющая пластина имеет первую сторону, направленную к наружной части и имеющую расположенную под углом поверхность для отклонения воздействия взрыва взрывчатого вещества в сторону от стопы носителя.

19. Ботинок по любому из пп.16-18, отличающийся тем, что отклоняющая пластина состоит из композиционного материала из тканых волокон из ароматического полиамида и углеродных волокон, заделанных в клей/полимер.

20. Ботинок по п.19, отличающийся тем, что соотношение тканых волокон из ароматического полиамида и углеродных волокон составляет 50:50.

21. Ботинок по любому из пп.7-20, отличающийся тем, что верх ботинка изготовлен из наружного слоя из кожи и внутреннего слоя союзки из кожи или хлопчатобумажной ткани, между которыми расположена часть кокона, проходящая через верх ботинка.

22. Ботинок по любому из пп.7-21, отличающийся тем, что слои удерживаются вместе за счет стачивания.

23. Ботинок по п.22, отличающийся тем, что стачивающий шов состоит из тканой нити из ароматического полиамида.

24. Ботинок по любому из пп.22 и 23, отличающийся тем, что в промежуточной части подошвы имеются два дополнительных слоя из тканых волокон из ароматического полиамида, проходящие, по меньшей мере, частично в верх ботинка.

25. Ботинок по п.23, отличающийся тем, что один слой волокон из тканого ароматического полиамида расположен над, по меньшей мере, одним слоем из тканого ароматического полиамида, имеющимся в промежуточной части подошвы, и один слой расположен под указанным, по меньшей мере, одним слоем из тканого ароматического полиамида.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3