Шолом для захисту від ударів по голові

Шлем для защиты от ударов в голову, содержащий защитную решетку, ударогасящую эластичную прокладку, которая 'естко соединена с защитной решеткой, систему крепежных ремней, которые соединены с защитной решеткой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что защитная решетка изготовлена из металла, который обладает ударной вязкостью, имеет дугообразную форму в задней части и имеет опорную плоскость в нижней части. С > Изобретение относится к области защитных головных уборов, типа шлема, предохраняющих от травм головы (черепа, подбородка, лица, лба, затылка). Используется в спортивных играх и отдельных видах спорта, в которых допускаются удары в голову. А также вышеуказанное изобретение может быть применено в конструкции защитных шлемов для работников правоохранительных органов и защитных шлемах для других видов деятельности, где возможны удары в голову. Известны мягкие шлемы, изготовленные из эластичных материалов, защищающие голову спортсмена, височную и подбородочную часть (патент США № 4706305, кл. А 63 В 71/10, опубл. 17.11.87 г.; заявка ФРГ № 05363252, А 42 В 3/00, опубл. 31.03.88). Кроме того, известны защитные шлемы из жестких пластмасс с внутренними прокладками и приспособлениями для защиты лица и подбородка {патент США № 4689835, А 42 В 3/00, опубл. Ї.09.87). Недостатком вышеупомянутых шлемов является непосредственный контакт с подбородком (удар принимается на подбородок). Ослабление удара происходит за счет гасящих прокладок в среднем в 2,5 раза. При ударах 1000 Н и выше этого недостаточно, поэтому не исключена опасность травм головы. При прямых ударах в голову и челюсти возникают тяжелые травмы: сотрясение мозга и перелом челюсти. Переломы челюсти возникают при прямых ударах в подбородок и боковых ударах по нижней челюсти вследствие сравнительно слабого крепления ее системой мышц к черепу. Сотрясение мозга возникает при ударе мозга о костные анатомические выступы черепа, расположенные вдали от места нанесения удара, при ударе мозга об отростки твердой мозговой оболочки, а также вслед 12543 ков в момент (и после) удара в подбородок и ствие образовавшегося вакуума (в области затылок приводили к сотрясению мозга. приложения силы мгновенно возникает внутричерепная гипертензия, на противопоБыла сделана попытка защитить голову ложной стороне мозга мгновенная гиперот сотрясения мозга методом отсутствия сотензия) и сложных ротационных движений 5 прикосновения защитной решетки и подбомозга. При этом основную роль играют скородка в шлеме и элементе, защищающем рость и ускорение, полученные мозгом и чеверхнюю часть тела (патент США № 4 999855. репом от удара. кл А 42 В 3/22, опубл. 19 03 90). Эта конструкция выбрана прототипом (Закрытая черепно-мозговая травма; клинико-лабораторные исследования) 10 для заявляемого устройства. Шлем состоит из защитной металличеВ Б.Гельфанд и др. - Кишинев: Штиинца, ской решетки, которая закрывает голову и 1986, с.22). шею по кругу с боков, но не соприкасается с При центральном ударе в голову наблюними. дается простая передача движения. При тангенциальном ударе (удар в подбородок) 15 На верхней кольцевой кромке защитной череп кроме линейного получает и вращарешетки жестко закреплен головной убор, тельное (ротационное) ускорение. состоящий из жесткого пластмассового верха и ударогасящей эластичной прокладки, При этом голова отбрасывается назад и который не соприкасается с верхней частью испытывает движение вокруг затылочно-позвоночного сочленения. При внезапном за- 20 головы. Передняя часть решетки, закрывающая лицо и подбородок, но не соприкасаюмедлении движения мозг по инерции щаяся с ними, может подниматься. ударяется о череп, а в лобной области вследСистемой крепежных ремней шлем крепитствие натяжения вен между поверхностью ся к голове. мозга и твердой мозговой оболочки происходит их разрыв с возникновением субду- 25 Нижней кольцевой кромкой шлем жестрального кровоизлияния. Ствол мозга и ко с помощью запоров крепится к жилету, мозжечка в результате ротационного движекоторый опирается на плечи человека. ния придавливается к основанию черепа, Жилет состоит из отдельных мягких элевследствие чего нарушается кровообращементов-облаток: передней, защищающей ние в глубоких образованиях мозга. То же 30 грудь, задней, защищающей спину и двух происходит и при ударе в затылок, но с возбоковых, защищающих плечи. По бокам пеникновением внутричерепной и мгновенной редняя и задняя области стягиваются регипертензии соответственно на противопомнями, голова внутри шлема перемещается ложных сторонах мозга. (И.Е.Панов, В.Г.Насвободно. уменко. Закрытая травма головного мозга у 35 Недостатком этого устройства является боксеров (клинические и судебно-медицинто, что вся сила удара принимается на соеские данные - "Судебно-медицинская эксдинение шлем-жилет в области плечевого пертиза", 1979, № 4, с. 12-16). пояса. Во время удара по шлему создается вращательное напряжение в оси соединеВ работе Оттауа (1971 г.) сообщают об опытах с двумя группами обезьян, в первой 40 ния шлем-жилет, которое усиливается за счет рычага: точка приложения удара - ось из которых наносились удары в затылочную соединения (шлем-жилет). Соединение рачасть, а второй - в лобную область. Обе ботает на разрыв при силе удара в среднем группы экспериментов показали одинако1000Н на малой площади крепежа (площадь вую частоту возникновения субдуральных гематом, располагающихся в различных об- АЪ пластины защитной решетки, жестко соединенной с жилетом). При таких нагрузках галастях, но противоударные повреждения шение удара относительно одной оси мозга приударах в лоб не встречались, тогда вращения создает возможность травмоокак при ударах по затылку они наблюдались пасного контакта шлема с носом, лбом и часто. (Д М,Н. А.Ф.Лисицин, А.А.Лопатьев. 50 затылком человека, или требует создания громоздкой конструкции шлема с большими Механизм закрытой травмы головного мозвеличинами расстояний лоб-шлем, носга// Актуальные вопросы военной медицишлем, затылок-шлем. ны. Сборник научных работ врачей Прикарпатского военного округа. Вып.4, Кроме того, невозможна эксплуатация Львов: Медицинская служба Прикарпатско- 55 шлема без жилета, что не всегда удобно и го военного округа, 1983, с.46). необходимо, Недостаточное противодействие костЗадачей изобретения является разраномышечной системы шеи вращательным ботка конструкции шлема для' защиты от движением головного мозга и черепа вокруг ударов в голову, в которой защитная решетоси сочленения шейных и грудных позвонка имеет такую форму, что исключается со 12543 Настоящее изобретение иллюстрируетприкосновение ее с подбородком, и лицом, ся фиг. 1 и 2, на которых изображен общий но имеется возможность соприкосновения с вид заявляемого устройства в двух проекгрудью в момент удара, что приводит к циях. На фиг.З показано устройство в разуменьшению вероятности травмы головы, а именно сотрясению мозга и перелому челю- 5 резе. сти. Шлем состоит из защитной решетки 1, форма которой хорошо видна на фиг.1,2.3. Поставленная задача решается тем. что Она повторяет форму черепа в теменной чав конструкции шлема для защиты от ударов сти, области между ухом и виском, лобной в голову, который содержит защитную решетку, ударогасящую эластичную проклад- 10 части, лице, подбородочной части и шеи, но не соприкасается с подбородком и лицом и ку, которая жестко соединена с защитной опускается на грудь. решеткой, систему крепежных ремней, которые соединены с защитной решеткой по изоБлагодаря тому, что защитная решетка бретению защитная решетка изготовлена из повторяет форму черепа в теменной части, металла, который обладает ударной вязко- 15 области между ухом и виском получается стью, имеет дугообразную форму в задней дугообразная форма в задней части защитчасти, имеет опорную плоскость в нижней ной решетки, и для того, чтобы обеспечить части. отсутствие соприкосновения защитной решетки с подбородком и лицом и опускание ее на Предложенная совокупность признаков изобретения позволяет получить перерас- 20 грудь в момент удара по голове в защитной решетке применена опорная плоскость, котопределение удара с подбородка на грудь, рая является нижним продолжением защитной что приведет к перемещению оси вращарешетки, и которая не имеет возможн. ти жетельного движения головного мозга и чересткого соединения с опорной поверхностью, па из сочленения шейных и грудных позвонков в поясничный отдел позвоноч- 25 то есть с грудью. ного столба. При этом вращательным двиЗащитная решетка изготавливается из жением головного мозга и черепа будет материала с ударной вязкостью: сталь Ст65Г противодействовать костно-мышечная си(пруток диаметром 5 мм). Возможно приместема спины и живота, которая анатомиченение стали ст45, ст50 или титана марки ски в 8-Ю раз сильнее костномышечной 30 ВТ1-ВТ5. системы шеи. Ударогасящая прокладка 2 повторяет Таким образом, противодействие враформу головы и имеет два надреза в затыщательным движениям головного мозга и лочной части для удобства надевания и снячерепа будет увеличено в 8-10 раз, что прития шлема. Изготавливается из эластичного ведет к уменьшению вероятности сотрясе- 35 материала, например пенополиуретана втония мозга в 8-10 раз по сравнению с уже ричного ТУ 6-05-1872-79. известными конструкциями защитных шлеПри использовании в ударогасящей эламов. Кроме того, полностью исключается пестичной прокладке материалов с коэффицирелом челюсти при любых ударах в голову ентом жесткости от 01 • 105 до 0,5 • 105 Па из-за отсутствия контакта защитной решет- 40 травмобезопасное расстояние между заки с подбородком и свободного перемещещитной решеткой и лицом, подбородком чений защитной решетки параллельно груди. ловека рекомендуется а = 50 мм. Исходя из этого следуют остальные размеры безопасУдар в лоб не может привести к сотрясеной зоны: с^164°, /2=80°, ш=105° (Р = 165; нию мозга, как доказали вышеупомянутые опыты с обезьянами. При ударе в затылок 45 у= 46°), в = 54 мм, с » 6.0 мм. голова будет опираться на грудь, и ось араБуквенные обозначения показаны на щательных движений черепа и мозга перефиг. 1,3. местится в поясничный отдел позвоночного Защитная решетка в области темени, столба, в таком-случае, как и в случае удара лба и височной части крепится к ударогасяв подбородок сопротивление окажет костно- 50щей прокладке. Для этого защитная решетмышечная система спины, и, таким образом, ка в местах соединения с прокладкой вероятность сотрясения мозга уменьшится обматывается внахлест материалом, из ков 8-10 раз. торого изготовлена ударогасящая пластина В связи с тем, что защитная решетка (пенополиуретаном вторичным). Затем проможет работать под ударными нагрузками, 55 изводится склеивание двух однородных субв 8-10 раз превышающими ударные нагрузстратов. Применяется клей РЭЛ 5 ТУ-13 ки в известных конструкциях шлемоа, она УССР 32-81. должна изготавливаться из металла, обладаУстойчивое положение шлема на голове ющего ударной вязкостью. обеспечивается ремнями 3 и 4. 12543 Ремни 3 закрепляются с двух сторон за крайние боковые прутья защитной решетки и образующие дугообразную форму в задней части головы стягиваются на затылке. Ремни 4 проходят вверху по теменной части головы сбоку головы и закрепляются под подбородком. Ремни изготавливаются из лент тканых эластичных ТУ 17-09-326-90, полукольцо для застегивания шлема ОСТ 17-602-81. Общий вес шлема вместе с крепежной системой составляет 1410 г. Для использования шлем надевают на голову, закрепляют ремнями 3 на затылке и ремнями под подбородком. В момент нанесения удара сила, приложенная к защитной решетке, перераспределяется между лбом и грудью. В период приложения силы решетка находится в жестком соединении с грудью. Ось вращательного движения головного мозга и черепа из сочленения шейных и грудных позвонков перемещается в поясничный отдел позвоночного столба (благодаря тому, что удар прикладывается к груди, то есть ниже сочленения шейных и грудных позеонков). Теперь вращательным движением головного мозга и черепа будет противодействовать костномышечная система спины и живота которая анатомически в 8-10 раз сильнее костномышечной системы шеи. Поэтому в 8-10 раз уменьшится вероятность сотрясения мозга, 5 10 15 20 25 30 8 При ударе в затылок голова будет опираться на грудь, и ось вращательнык движений черепа и мозга переместится в поясничный отдел позвоночного столба. И в гаком случае сопротивление вращательному движению мозга и черепа окажет костно-мышечная система спины и живота, а значит вероятность получения сотрясения мозга уменьшится в 8-10 раз. Перелом челюсти при любых ударах в голову полностью исключается вследствие отсутствия контакта защитной решетки с подбородком и свободного перемещения защитной решетки параллельно груди при боковых ударах. При отсутствии удара защитная решетка может жестко следовать за горизонтальными перемещениями (перемещения в горизонтальной плоскости относительно поверхности земли) головы, то есть перемещаться параллельно груди, что обеспечивает хороший обзор в горизонтальной плоскости. Хороший обзор в вертикальной плоскости относительно поверхности земли обеспечивается за счет движения глаз в вертикальной плоскости и открытой обзорной зоной (за счет отсутствия соприкосновения) в области подбородка Возможно промышленное изготовление заявляемого шлема с применением существующих технологических процессов на гибку, сварку, штамповку, закалку, покраску и склеивание металлов и пластических масс. 12543 Фиг 2 12543 A-A Фиг. 3 Упорядник Замовлення 4071 Техред М.Моргентал Коректор А. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл.,8 Відк-рите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101