автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка базовой конструкции изделий специального назначения для защиты жизненно важных органов человека

,московская орленл трудового красного знамени госудм>ствнцная академия легкой промышленности

На правах рукописи

ивакюк татьян* ивановна

разработка базовой КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ОРГАНОВ ЧЕЛОВЕКА

пеииаль'иссть 05.19.04 - "Т-эгколопгя звеПких нздолий"

• ( Автореферат диссертации на соискание ученая степьин квндидага технических наук

Москва 1993

. ' О

Работа выполнена в Центральной иаучио-нсследовъ телеком институте швейной промышленности.

Научный руководитель

- г жтор медицинских наук, профессор Грицанов А.И.

гИучнык' консультант

- кандидат технических наук

[Чубарова З.С.I

Официальное.оппоненты

доктор ТОХНИЧЕСКИХ наук, профессор Коблякова Е.Б.

Ведущая организация

- кандидат технт«ческих наук, доцент Коротковв И.В.

- Зоенаая ордзпа Ленина Академия

тила и транспорта

<23- СЬс^лал Я

Занита состоится Щ1994 г. в 1й,С'0 час на за-

седании специализированного совета Д 053.32.03 при Московской ордена Трудового Красного Знамени государственной академии легкой промышленности по адресу: 113806, Москва, ул. Осипенко, 33.

Автореферат разослан "2*/ "¿Х^МЛ;(ьЬ_£}994 г.

'ченый секр !тарь -пециалиэированного совета, с. т.н., доцент

/ .

В.В.Костилева

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЬОТЫ Актуальность теми. Средства индивидуальной брзвозаингь (СИБЗ) предоавляют собой часть средсг в, индивидуальной . аааить (С'3) н играют существенную роль' в комплексе мероприятий пс обеспечению безопасности военнослужащих, К СИБЗ относятся бро-нироьинная одежда и хаски. Характерным» представителями.бронированной одежды являются' бронежилеты, ривитню которых уделяется в настоящее время большое внимание. '

Опыт эксплуатации существующих изделий спецназяаченкя показывает, что, наряду с достоинствах**, они имеют ряд существенных недостатков. Обеспеченно военнослужащих (¡ронехшютами, удобнк, ч в эксплуатации, имеющими пысокие защитные свойства глособс.гуюшими эффективному выполнению функциональных обязан костей - актуальная задача.

Анализ современного уровня'проектирования' специздиЛий вы явил целый ряд нерешенных ,задач. До пор разработка конст

рукций бронежилетов ведется эмпирическим.путем. Нет обосчоваии эргономической рациональности этих конструкций, отсутствую размерная типология военнослужащих для проектирования 1 СИБЗ базовая конструкция изделий спецназначения. Это вызыва>т целы ряд негативных социально-экономических последствий. 'Керацно иальиая конструкция бронежилетов не обеспечивает необходимо подвижности военнослужащих, затрудняет выполнение вс?лоаекны на них функций. Недостаточное колнч.стю размеров сп» ¡»издали снижает удовлетворенность потребите пей. Отсутствие обегиовани рациональных плошадей зашиваемой поверхности тела человеке при водит к завышению массы бронежилетов, ,что сникает их фнзиолс го-гигионические показатели. Указанные но,¡остатки супестпуюа»' СИБЗ вызывают их моральной старение.

• Ньсо&цршанство^ исрользуешлх в ч-^тояшсо время бронежилетов

циктует. 'необходимость их до? .ботки в направлении повышения

эргономических свойств, рационализации конструкции и создания Г

чаучно- обоснованной размерной типологии военнослужащих для 1)>ректирования СИБЗ.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертационной рзботьг является совершенствование изделий специального на-путем разработки их базовой конструкции и.создания ра-шенглтого размероростовсчного ассортимента СИБЗ.

Для достижения доставленной цели решались следующие основ-газ задачи:

разработка методики по определению проекций жизненно важ-шх органов на наружные покровы тела человека;

создание методики, программы и проведение антропсметричес-:ого исследования груцны;: клеток и проекций жизненно важных >ргзноя' (ХСЗО);

разработка размерной типологии грудных :слетсх, расчет ветчин подчиненных размерных признаков гла типовых, грудных' кле-ок, а также расчет размеров и местоположения проекций ЖВО;

установление зависимости зеличины площади, занимаемой проекциями ЖВО, от размера, роста и типа телосложения

обоснование рациональных плошадей заикщаемой расерхности ала человека в роотпетотйнк о разработанной размерной ткполо-^, ней бронежилетов ^

определение графического изображения установленных плсяа-ей защищаемой поверхности человека относительно осно«ньтх

оиструктнвных лнмии;

разработка базовой КЭКР?РУКЦИИ изделий спеиназначонпя, ключаюгаей в себя конструктив базового жилета из баллистической

ткг ни и консоукцию части бронежилета, состояяей'' из брокеэле-лзнтов; * '' .

испытания экспериментальных макетных образцов СИБЗ,' изго-

- ■ ■ 1!, 1 говле-'ншс по созданной нами конструкции. ' '

Объект исследованияг Объектом1 исследования являются, бронежилеты - один из видов средств индивидуальной бронезайиты.

Мптодм исследования. В диссертационной работе использованы: мотоды математической статистики и - теории, вероятностей, аналитические методы, основные теоретические по^овения в области размерной антропологической стандартизации и расчетных методов конструирования; •

Мб.:-дика по определению проекций жизненно важных органов на наручл :з покровы тела человека; , /

методика антропометрического измерения грудных клетоц.

В исследованиях применены также стандартные, программы для

1

обработки экспериментальных .данных на ЭВМ.

Научная новнзна работы состоит в том, что в ней: .1 установлено оптимальное число типовых фигур воениоглужаяих для прооктировання СИБЗ-в количестве девяти фигур, прнч(»< в качестве ведущего размерного' признака в вертикальном направлении предложено расстояние от верхнагрудинной точки до лии*и талии взамен роста, принятого в промышленное ти; ,

определена частота•встречаемости сочетаний ведущих размерных признаков установленных типов грудных клеток, обеспечивавшая удовлетворение 92,3% военнослужащих соразмариыш специэдч-лнкми;

получены уравнения регрессии, позволяющие определять Белизны размерных признаков грудных клетЬл,; а такае размеры и местоположение проекций ¡¡¡ВО, необходимые для констру;роыакьа СКЕЭ;

впервые установлены, парна" и - "ногофакторные зависимости

величины;«лошади, занимаемой проекциями ЖВО, от факторов и по. 1

казателрй, характеризующих внешнюю форму тела человека;

'I'

впервые научно обоснованы минимально необходимые плошади защищаемой поверхности тола человека в специзделиях, изготавливаемых в соответствии с рптимальным количеством типоразмеров;

разработана базовая конструкция изделий спецнаэначения для загаиты ямэнекно важных органов челоэека, обеспечивающая высокое статическое и динамическое соответствие изделий фигурам типового телосложения за> счет применения результатов проведении;; антропометрических исследований.

Практическая значимость р сдэлиаитя результатов работы, разработанная типология военнослужащих для проектирования СИБЗ и установленная частота встречаемости сочетаний ведущих размерных признаков - обхвата груди третьего н расстояния от верхне-грудлнной точки до линии талии дают возможность повысить удовлетворенность потребителей соразмерными специздели'пми с 20-30% до 92,3%.•

Применение разработанной базовой конструкции изделий специального 2азначения обеспечивает:

лучшее антропометрическое соответствие .размерам и форме грудной клетки по сравнению с суяествуюпими бронежилетами за счет изготовления специзделнн в обоснованном размерном сссости-меите;

необходимую зашиту ЖВО военнослужащих различного телосложения с сохранением, эргономических свойств изделий спецназначе-чия на высоком уровне в отличие от существующих образцов, которые этому требованию не отвечают;

снижение массы бронежилетов за счет обоснования минимально

ноойходимых пюиадей защияаемой поверхности тела . челооеха в специздеЛнях и тем самым уменьшения. плошадк части.бронежилета, состояшей из бронеэлемантов; -г:

повышение эффективности и качестйа проектно-конСтруктор-ских работ, сокращение, времени и затрат" на разработку слоцизде-ля й. ... ; .

Экспериментальные макетные образцы специзделий,, изготовленные на основё разработанной базовой конструкции, прошли испытания а Военно-медицинской акадеиинкм. С.М.Кирова, и получили положительную оценку.

0% ;даемая экономическая эффективность от применения разработанной базовой конструкции составит 120.00 руб. нй 10 проектируемых изделий. . .

йпеайааил,- Основные положения и результаты дис'сертчимоннов работы докладывались, обсуждались и- ^олучили положительную

оценку на Всесоюзном научном симпозиума ^Конституция и и'доровье

1 ■

человека" (г. Ленинград, 1991 г.), Всесоюзной юбилейной лаучной конференции, посвященной 180-летию сот дня рождения Н.И.Чирогова и 150-лстию начала ого -научной и педагогической деятелгиости в Медико-хирургической академии России "Огнестрельная рана, к раневая инфекция" (г. Ленинград, 1991 г.), научно-праксической конференции "Современное состояние и перспективы развития гигиены одежды, обуви и снаряжения" (г. Ленинград, 1991,г.), семинара "Управление, технология, маркетинг, оборудовала а легхон промышленности" (г. Москва, 19S2 г.).

Публикации. Результаты работы опубликоианы в сейш статьях. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложении. Работа изложена на 184 страница::, из котсрь:: IIS страниц

гашиноШгс'ного . текста, 53 рис/г-а,\?8 таблиц, приложения (40

:трании) -включают, в себя 29 та^.шц, 2 рисунка. Библиография со. 1 . [ерхит .^15 наименований.

, 'Г

■Содержание работы ^ вб введении обоснована актуальность темы диссертационной аботы* сформулированы цель и задачи исследования, раскрыты на-чная яовизна и практическая значимость проведенного исследова-

ИЯ .

П первой, главе проведен анализ конструкций существующих редств индивидуальной, бронезакиты. Показано, что сокращение азкообразия конструктивных решений и унификация деталей могут ыть достигнуть путем создания базовой конструкции спёцизделич.

Обоснована необходимость разработки рациональной размерной ипологки возннослз>"жа<ш:2 для проектирования СИБЗ. В настоящее рейс изготовление издолпй спеиназначания производится з 1-2 слошшя размероростагг. При этом уровень удовлетворенности по-ребитслей соразмерными сиециздалияма не праскшагг 20-30%.

Установлено отсутствие данных о размерзх и местоположении роекций жизненно взяньа органов относительно основных конст-уктивных т >чек и линий тела человека. Показано, что приведение в ГОСТ 23167-91 антропометрические размерные прнзиахи воен-эслужаскх не позтзоляют характеризовать форму грудке:" клетки в злом, осуществить разработку базовой конструкции специзделий.

Еыязлена необходимость проведения самостоятельных антропо-гтричесюп исследовании по специальной програшш для определе-детальной характеристики разнообразна размеров и формы ¡утренних органов, морфологических типов строения груди;« клене военнослужащих, г также связи габаритных размеров трудней

метки с разменами и местоположением проехций ЖВО человека,,

Обоснован выбор методов по установлению проекций жизненн* ранних органов. П данной работе использована совокупность тре: методов: метода перкуссии, флюорографии о'рганов грудной клетк: (ОГК) и ультразвукового игследовани.ч. " ';'- •

Для проведения антропометрических исследований разработан оригинальная методика' по определение проекций ЖВО на наружны! покровы тела человека, позволяющая .получать схематическое изо бражение положения внутренних органов;> ".''

В.орая глава посвящена антропометрическим исследования! грудных клеток военнослужащих и размеров проекций жизненно важ ных органов. . . , '.

Разработана и согласована с НИИ антропологии им, Д.Н.Аиу

чина комплексная программа измерений, >здючающая в себя'взмери

*

тельные признаки, определяющие тотальные размеры тела человека ряд признаков, характеризующих пропорции грудной "клетки обхватние размеры и целый ряд специальных признаков, определи ющих местоположение проекций ЖВО человека, измеряемых .по по верхности тела (например, высота верхушки сердца, рассл^ние о передней срединной линии до верхушки сердца, и др.).

С целью создания размерной типологии военнослухаяих дл проектирования СИБЗ в программу измег ний включено 10 признаке по грудной клетке. Полный объем программы измерений составил 5 признака.

Для разработки базовой конструкции части бронежилета, пс крываемой бронеэлементами, в антропометрическую программу опег яые включены 42 признака, характеризующие размеры и ыестополс ;»е<ше проекций ЖВО человека. ! < ,

Определение размеров проекция печени провозилось метоле

;ркуссян, по' флюорограмме ОГК оправлялись поперечный размер

юекций' сердца, длина проекции сердца и сосудистого пучка, е.

1К*е £серхняя граница проекции течеки. С помощыэ метода ульт-Т

¡звукового исследования устаканивались размеры проекций почек Зрлезенки.

По разработанной- программе проведены антропометрические ^следования группы слушателей Военно-медицинской академии им. .М.Кирова численностью 170 человек в возрасте от 17 до 22 лет.

Для выявления обшей закономерности. распределения размерных эизиаков, характеризующих грудную клетку военнослужащих, про-гдена статистическая обработка антропометрических данных с ^пользованием ЭВМ. Составлены вариационные ряды и определен» исловые -характеристики, каждого изучаемого признака способом эыентов ( h^i^i^/V" ) ■

Определено эмпирическое и теоретическое распределение ча-тот ■ раймерных признаков грудной клетки по уравнению нормальной рнвой. Представлены тзбли'цы ординат кривой нормального распре-еленкя для признаков, - характеризующих габаритные размеры грудой клетки, и признаков, определяющих размеры жизненно важных рганов человека. В ¡указанных таблицах приведены значения нор-ированных отклонений,U , ординаты нормальной кривой ^ (Ц) и еоретическат численность; в принятых классовых интервалах. По-троены эмпирические и теоретические кривые по основным призна-ам: обхвату груди третьему, ширине груди проекционной, рассто-нию от верхнегрудинной точки до линии талии, а также по вертм-альному и горизонтальному размерам сердца и печени. Эмпиричес-:ие распределения указанных антропометрических признаков не мзют точного совпадения с теоретическими кривыми нормального ■ »определения. Однако значения критерия соответствия Пирсона

-<х-.<е>адрата ( ^ 0,22-1,67), как показывают расчеты; не пре-ш.иаит пёрвого уровня значимости (при Р к 0,05). Следовательно, распределения этих размерных признаков можно считать..иормзльнн-ми. Величина погрешности П, %, которая поручается-из^зй лесоот*? зотствия эмпирических, и теоретических кривых распределения, не лревыиает 5% (П ■ 1,76-5%). ' • !' ' '' / ' '

С полью определения степени и ф->рмы саязн между..размерными признаками, характеризующими габаритные размеры грудной клетки и размеры ЖВО, составлены корроляциоинио решетки. Уст.исплеио, что указанные размерные признаки характеризуются прямолинейной корреляцией средней степени тесноты.•"' . .

Ва'ор ведущих признаков для построения размерной-.типологии военносл. ааших для проектирования СИБЗ осуществлен с помощью корреляционного анализа. •

Установлено, что габаритные размеры ^проекций. ЖВО связаны -с размерными признаками, характеризующими, тйп грудной | клетки, прямолинейной корреляционной связью.. Коэффициенты корреляции между горизонтальными и вертикальными размерами проекций ЖВО и рядом антропометрически? признаков представлены в табл. I,.

Обоснованы ведущие размерные признаки для выделения типовых грудных клеток и расчета величин подчиненных признаков.

Таблиц I 1

Коэффициенты корреляции размерных признаков Ч

?<-№ I Размерный признак |ШиринаIДлина I/Uinia IШирина

я/д!__:___Lcagjuia. LzssM&sdu азяпн 1 пенсии

_JLJ___Л__13 14 I 5 1 в

1. Рост ' . 0,17 .0,32 0,33 0,10

2. Расстояние от верхнзгрудинной . i i ,

точки до линии талии ' 0,31.; 0,50 0,29 0,51

_Продолжение табл. 1

1 1 • '■■■ / .г ! 3 1 4 1 [ 5 I 6

3. Расстояние от верхнегрудинной точки до мечевидного отро~.тка градины 0,15 0 ,30 0,35 0,18

4. Обхват груди первый 0,65 0 ,0В 0,64 0,34

ЗА- Обхват груди третий 0,65 0 ,06 0,64 0,36

6. Ширина груди ■ 0,31 0 ,18 0,54 0,23

7. Ширина груди на уровне десятых ребер 0,53 0 ,09 0,61 0,25

8. Длина грудной клетки 0,31 0, ,42 0,28 0,62

9. Ширина груди проекционная 0,64 0 ,32 0,80 0,04

В отличие от существующей типологии, в. которой ведущими .размерными признаками являются обхват груди третий и рост, в качестве тпковьгк в предлагаемой типологии установлены обхват груди третий и расстояние от верхнегрудинной точки до линии талии. Последний размерный признак предпочтителен потому, что имеет каиболъшио коэффициент корреляции с размерами проекций ХБО н обладает значительной самостоятельной изменчивостью. Кро-1/э того, все ХБО, поражение которых дгет наибольший коэффициент смертности, располагаются б области грудкой клетки и брюшной полости, т.е. занимает расстояние от верхнегрудинной точки до лнкии талин.

С ислользованием корреляционно-регрессионного ¡?етода получены значимые уравнения, рэгрессии, устанавливающие зависимость подчиненных размерных признаков от ведущих, фрагмент которых пометен в табл. 2.

Устаноплено наличие достаточно тесной взаимосвязи между .Признаками, ориентированными относительно одной оси. Для длин-ноткых признаков коэффициент корреляции с расстоянием ^г гррх-кегрудиннсй точки до линии талпи находится • в пределах о -0,43-0,95, для поперечных размеров с обхватом груди третьим Ь

и

- '. Таблица 2

Уравнения регрессии и коэффициенты корреляции для:размерных' признаков, характеризующих грудную клетку' , ■

7-у I Размерный ! Уравнения регрессии I I у,,/„

_ _ I ' признак I___1 I У/*2-

II 2 I _,.__3-;_,. •■■'■■^_I. _5_

1. Высота грудной Ух « -0,19 + 0,87*1+1,01X2, °»95 0,39

клетки : .

7. Ширина (попе- Уу = -2,60+0,05x1+0,1**2 0,31 0,65 речный размер) . ■ ,

сердца

8. Длин* (верти- У8 = 6,18+0,.49x1-0,043X2 .0,50 0,06 кальн:> I раз-)

ме! се. 1,4а)

9. Длина (гори- Уд » 1,63+0,06x1+0,19X2 0,29 ' 0,64 зонтальный '■".,"■.; размер) печени . ' .' '

10. Ширина (верти- Ую = -5,47+0,33X1+0,05 :2 0,51 0,36

кальный раз- . - • мер) печени ,'

25. Высота ник- У25 = 8,70-0,07х1+0,03хг -0,02 ; 0,10 него края

селезенки от .

линии талии . '

26. Расстояние от1 У26 " 45-0-,02x1+0,1.1X2. 0,15 0,44 пзредней с'ра- | ' динной линии ' •'

до наружного

крап селезенки >

--- 0,60-0,98. Слабую связь обнаруживают размеры, ориентированные по разным осям (длиннотные размеры с поперечными) =

0,04-0,39.

Необходимыми условиями, позволяющими серийно изготавливать СИБЗ, являются правильный выбор1 типов 1 трудной клетки и опрсдс-¡еть! процентного соотношения этих типов, которые могли бы ьа-

Л2

иболео йо'лко удовлетворить повннослуж'"1Шх соразмерными броне*™-летами.'.

С релью получения научно обоснованных данных для серийного

г ' ' • . • '

производства изделии спецназиачения и выделения типов груднои кг-'тки [ проведены исследования частоты встречаемости сочетаний обхвата груди.третьего ^ расстояния от верхнегрудинной точки до линии талии.'Определялись эмпирическая и теоретическая частоты встречаемости типов фигур. Теоретические частоты встречаемости определялись с псмошью таблиц плотностей двухмерного нормального распределения.

Разработано несколько вариантов классификации типовых фигур мужчин для проектирования средств индивидуальной бронезаяи-ты. Например, 25 типовых фигур с интервалом безразличия по обхвату груди 4 см, по расстоянию от иерхнегрудинной точки до линии тгалми 1,5 см обеспечивает удовлетворенность 89,4% военно-служашнзс соразмерными спецкэделипми.

С цаллп сокращения числа типовых фигур военнослужащих исследована возможность увеличения интервалов безразличия для ведущих размерных признаков. С псфпвью .аналитических методов установлены следующие интерввлы Созразличия для зедуиих признакоз: по обхвату груди - 8 см, по расстоянию от г>пр::негрудин-ной точки ао линии талии - 2 см.

Опрэдвлено оптимальное количество типовых фигур вариационного ряда индивидуальной изменчивости строения грудных клеток. Девять типовых фигур с интервалом безразличия по обхвату груди 8 см, по расстоянию от верхнегрудинной точки до линии талии 2 см позволяют достичь уровня удовлетворенности военнослужащих спедизделиями 92,3% (табл. 3).

' Таблица 3

Теоретическая частота встречаемости сочетаний обх&ата груди третьего и расстояния от перхнегруДИИ1'!;Я

до линии талии, % . . .

Расстояние от . _ ___________________

верхнегруднн- I 88 I )б ■■ I 104. ,"/ Итого

ной точки до I (84-92) 1 (92-100) I (100т108) |

гинии талии.см!__1 _ . I_■ I '

32 5 (31,5-33,5)

34,5 (33,5-35,5)

36,5 (35,5-37,3

ИТ0'"0

. 6,4 7,6 1.9 15,9

11, 3

30,.^ !■

15,9 57,9

1,4 .. 19,6

8,0 45,8

9>1 ¿6,9

18,5 92,3

Использование разработанной.на основе проведенных исследований классификации типовых фигур военноЬлужаийх пдзволи! повысить удовлетворенность потребителей соразмерными спецнзделиямн С 20-30% до 92,3%, ,' ;,

Для типовых грудных клеток рассчитаны величины подчиненных размерных признаков с применением выведенных уравнений регрессии. Полученные результаты являются базой для проектирования рациональных конструкций изделий специального назначения.

Третья глава посвящена исследованию зависимости' площади, занимаемой проекциями жизненно важных органов, от показателей, характеризующих внешнюю форму тела человеке, с целью уменьшения массы специзделий за счет установ.лония рациональных илошадей защищаемой поверхности тела. ; ;

для установления величины площади, занимаемой проекциями ЖВО на наружные покровы тела человека, проведена классификация факторов, в наибольшей степени определяющих внешнюю форму тела.

I 1 ,

Количественная характеристика суммарной плоиади, закима-

'емой' проекциями ЖВО без учета к с учетом симметричности распо-,

вожений -внутренних- органов, определяется факторами, приведенны-(

мн Ц табл; 4. О

<~ Таблица 4

Фагторы, характеризующие внешнюю форму тела человека

_Виды факторов_1.

X

Наименование факторов

Обозначение

Тотальное, морфологические признаки

Размерные признаки, определяющие форму, грудной клетки

Размерные; признаки, определяющие пропорции тела и тип телосложения .человека

Длина тела человека (рост)

Обхват груди третий Х5

Расстояние от верхнегрудинной хг •

точки до линии талии

Расстояние от верхнегрудинной Х3.

точки до основания мечевидного ■ отростка грудины

Обхват груди первый Х4

Ширина груди Хб

Ширина грудной клетки ча уровне 27 X ребер

Высота (длина) грудной клетки хд

Ширина груди проекционная хд

Относительная окружность груди хц

Относительное расстояние от хц

верхнегрудинной точки до линии

талии

•; ■ С)

•' Определены и исследованы вктеуказаиные факторы, влияющие

на, величину площадя, занимаемой проекциями ЖВО без учета (у^)

и с учетом (у,) снмметричнрсти расположения оргаСов,

о

Для нахождения плояади защищаемой поверхности тела ^ля каждого исследуемого определялась зона, . занимаемая проекциями ЖВО. Эта зона устанавливалась, как сумма площадей проекций

отдельных дрганов - сердца, печени, почек и селезенки'."г. >

Площади проекций внутренних органов для всех обследованных вычислялись как площади прямоугольников, стороны которых соответствуют габаритным размерам ЖВО. Это обусловлено ^ тем, что бронеэлемент I обычно изготавливаются прямоугольной, фзрмы/ Для нахождения габаритных размеров-.,ЖВО использовались лгюрдинаты точек, определяющих границы органов. '

Из всей совокупности факторов, влияющих на суммарную пло-

• • ' I

иадь защищаемой поверхности тела, выбраны наиболее ¡шачимые.' Для этого использовался метод корреляционно-регрессионного анализа. Расчеты, связанные с решением поставленной эадачк, проводились на ЭВМ СМ 1420 с использованием пакета приклечИмх программ

' ИЕСР. /,;■; ;

Установлены математические модели, теоретически оеосновгйо примвне.тае линейной регрессии и получены парные зависимости величины площади, занимаемой проекциями ЖВО, от показателей, характеризующих внешнюю форму тола человеке. Коэффициенты корре-

11 ■ ■ *

ляшш единичных показателей изменяются: для суммарной ,плошади, занимаемой проекциями ЖВО без учета симметричности расположения внутренних органов 0,36 < < °<72< для суммарной площа-

ди, занимаемой^ проекциями ЖВО с учетом симметричности, 0,25 < Г-^ уг < 0,69. ■ '

Получены мкбгофакториые зависимости величины площади, занимаемой • проекциями ЖВО,.- от факторов и показателей, характеризующих внешнюю форму тела человека. При зток зависимости мегду суммарной, площадью, занимаемой проекциями ЖВО без учета и с учетом симметричности расположения внутренних органов, и единичными показателями имеют вид:

> 2 2 ■! ■У1«'-276В-3/992х1 + 0,067х1-55,бЗОХ2 + 1, 1В8*2-65,370х5 +

, ♦ э,165х^+134/0х10-0,587х^0+193,40х11-4,3э8х11;

^ 2 ' 2 | У0=-249'1+26,360x^-0,134x^+139,80х2~1,019х2+84,80х О-

-0,309х|-112,50x^+0,742х10-147,40х1Х+1,532х*1 #

I" , . , -

I Адекватность полученных математических моделей оценивалась по ,Р -критерии Фишера. Экспериментальные значения критерия Фишера Гэксп. соответственно равны; 1%кси. 1 =11/610; 10,208. '

' Теоретические значения критерия Фишера для квадратичной зависимости составляют: ^ / = 1,861; Ру^ »1,861 при А/.-П -1 степенях свободы к 5%-ном уровне значимости. При этом ^ксл >' , что подтверждает адекватность полученных уравнений регрессии. . ..

'¡.Теснота связи между функцией - величиной площади, занимаемой проекциями ЖВО, и показателями, хара-теризумщими вяепнюю форму; тела человека, определяется коэффициентом множественной

корреляции, равным соответственно ^ = 0,854; Я-, = 0,80. 2 1 .'.Величины ЯI » 0,730; " °<б42, называемые коэффп-

;циентямй Множественной детерминации, показывают, что 73,0°л н

I 64, дисперсий суммарной плоиади, занимаемой проекциями ЖВО,

объясняются за счет вариации включенных в модель факторов и по-

К83!П«ДеЙ'.

: Остановлены научно обоснованные минимально наобгодимяе

плокади запкаэемон поверхности тела человеке в соответствии с

разработанной классификацией типовых фигур аойнослужащпх. для

О

проектирования СИБЗ (табл. 5).

аехаар.тэл...хдздд посвявеиа проектированию изделий специального назначения для защиты жизненно пажных органов человека.

р?эолв..тша Слгопа.ч конструкция СИБЗ, цклячаюцая ч сс.бя

Таблица 5

о . .

Минимально необходимые площади защищаемой поверхности тела в проектируемых средствах индивидуальной бронезашиты,■см?

Расстояние от верхнегрудинной I_________________________

точки до -чкии теСТии, см_I 88_|_96 I . 104

32,5 1157,94 1293,53 ) 1431,37

34,5 1242,74 1376,00 I { 1510,56

36,5 1324,09-. 1454,17 "'Г, 1582,57

конструкцию базового жилета из баллистической ткани и конструкцию броиепреграды, определяющую габаритные размеры броиоэлеыек-юв и расположение их относительно основных осей - лл»ви талии

и срединной линии тела. В качестве исходной информации.при про- ■. I

ектированни использовались данные о величинах размерны:: признаков грудных клеток типового сложения и размерах проекций Ж30, получение на' основе проведенных нами антропометрмческк'г: исследований. ' • ;

■ внешний вид разработанной базовой конструкции ! из/шлкк слецн^значоиин для 'запить! ЖВО человека представлен из'рис. 1. Спинка и полочка в области плечевых ивов соединены неразъемно, в боковых разъемах использована текстильная застежка.

Преимущества созданной конструкц.ии по сравнению с существующими заключается в размерах основных деталей, обеспечиваащих лучшее антропометрическое•соответствие размерам и форме грудной

клгтки. Научно обоснованная^'конструкция броиепреграды позволяет

!

уменьшить массу бронежилетов и обеспечивает высокие защитные свойства, специзделнй для потребителей всех типоразмеров при сохранении эргонометрических показателей на требуемом уровне.

Базовые конструкции бронежилетов предлагается подразделять на две Рруппы в зависимости от обеспечиваемой ими защиты. Пар-

Рис.

1. зкешний вил разработанной базовой конструкции -КЗдалий специального назначения

вея группа^Бключает спецкзделия облегченного тина, которые'могут носиться скрытно. Ко второй группе отнесены тяжелые изделия, дополняемые деталями для защиты тазовой и плечевой областей. _ ' Гз

Типовые ф- гуры военнослужащих при проектировании: бро 1ежи-

- 1 . летов рекомендуется определять,цвумя размерными" признаками:

обхватом груди третьим и расстоянием от верхнегрудинной точки до линии, талии. Варианты по обхвату груди третьему установлены от ¿8 до 104 см с интервалом 8 см, по расстоянию от верхнегрудинной точки до линии талии от 32,5 см до 36,5 си с интервалом

7. см.

Базовые конструкции специзделий рекомендуется рнзрабаты-пать на типовые фигуры следующих размеров в соответствии 'с табл. 6,7, в. ' 1 ■ !. .

0 . Таблица 6

Типовые фигуры мужчин для производства бронежилетов

Расстояние от верхнегрудинной точки до, .линии талии, см 32,5

34,5 36,5 ,

-Р.эзмарл,

Таблица 7

Обхваты ■ груди типовых,.фигур и соответствующие им обхваты груди военнослужащих, см

_й6хвдт__срада. .типов.? яДнцщ.

Обхват груди боенкослууаинг

88 96 104

От £4 до 92 включительно Свьгае 92 до 100 включительно Свыше 100 до 108 включительно

Таблица в

Расстояния от верхнегрудинной точки до линии талии • , типовых фигу? и соответствующие им расстояния от .верхнегрудинной точки до линии талии военнослужащих, см I . . О

__:______

Тг типовой фигуры 1 военнослужащих

32,5 От 31,5 до 33,5 включительно

34,5 Свыше 33,5 до 35,5 включительно

35,5 Свыше 35,5 до 37,5 включительно

* Цлл создания базовой конструкции бронепреграды разработана оригинальная матсдика построения графического изображения' проекций' ЖВО, позволяющая установить рациональные зоны защищаемой поверхности тела человека.

'»Указанная методи-а представлена в двух вариантах - с учетом ,'Д беэ учета симметричности расположения внутренних органов (рис. 2). Это обусловлено тем, что проекции ЖЙО имеют сложную форму! я расположены несимметрично относительно срединной линии теля, а в существующих специзделиях применяются бронапластины . прямоугольной формы, размещаемые симметрично.

Приведены методики построения конструкции базового жилет?

1иэ баллистической ткани и конструкции части бронежилета, состо-яий<1 из бронеэлементо-s, разработанные с использованием результатов проведенных исследований. *)

iJnepBue обосновано изменение размеров бронепреграды с изменением значений ведущих размерных признаков типовых фигур. Представлены зеличины прираие;шй конструктивных Яочек от разме ра к размеру и от роста к росту.

На основе разработанной базовой конструкции были hsiotos-' леям эксперимент Ельни® макетный образцы бронежилетов. Для out;»-

срвбиннпд линия ¡пела

I т

линия талии

а

Рис.

1> е) 1 4

;фическое изображение проекций жизненно вахнмх органов человека без учат? симметричности; б) с учетом симметричности......

- проекция сер«ца;"2 - прпвкциялече^и? з --проекции почек;.

- проекция селезч^кк

ю

к« указанных" изделий проведены иг' испытания на базе BMA им., С,М.Кирова.

П rtiouecce испытаний проверялось соответствие эксперимен-

тальны* специзделий требованиям надежности заяиты ЖВО, антропометрическое соответствие размерных параметров изделий размерам и форме грудной клетки в статике и в динамике, удобство при выполнении всего комплекса оперативно-тактических задач, стоящих "перед военнослужащими и связанных с действиями в боевых и учебных, условии*»

:Оценка защитных свойств образцов определялась по перекрытию бронеэлементами зон, занимаемых проекциями ЗБО, с помощью ультразвука на приборе для ультразвукового исследования фирмы

"Товиба". ' '

' " ' 1 '

;|Прн' проверке эргономических свойств образцов определялись антрЬпометрнческое соответствие изделий фигурам испытателей и возможность выполнения военнослухаиимя ра-ушч3!ыя действий функционального характера. , .

В результате испытаний установлено, что экспериментально образцы обеспечивают защиту зон, занимаемых проекциями ЖВО человека, в,"основные параметры к размеры специздоляй обеспечивают удобство и соответствие требованиям эргономики при выполнении оперативно-тактических задач.

Заключение ■«•'

1. На основе изучения и анализа сущестэуюаих средств мнцм-видуальной броназааиты выявлена необходимость совершенствования

О

указанных нлделий, для чего н^оЛходимв разработка базовой конструкции специзаелий с учетам данных о размерах и местоположения жизненно важных органов человека. Остановлено отсутствие •ча/чпа <?Чосноз8«ной классификации типоми фигур &с$нчослуг?.с.чхг:

для проектирования СИБЗ, что Снижает "удовлетворенность, потребителей соразмерными изделиями. Выявлена необходимостьр^основа-

' ■ ■ !' ная плояадеи защищаемой поверхности тела человека в мпецизде-

лиях, а также усыновления зависимости площади, занимаемой ЖВО, от показателей, характеризующих внешнюю' форму тала <«елочека. Исходя из вышеизложенного, установлена необходимость «ведения самостоятельных антропометрических исследований размеров и местоположения жизненно важных органов, а также габаритных размеров грудных клеток военнослужащих. |

2. Проведены антропометрические исследования .воеччослужа-иих по разработанной нами программе, включающей в себя как классические размерные признаки, так и целый ряд специальных признаков, что позволяет получить данные о размерах и положении ЖВО, а также о морфологических типах строения грудкой клетки. •

3.£)С применением методов математической статистики уста-новлчны корреляционные зависимости между размерами МО и габаритными размерами грудных клеток. Выявлена необходимость выбора

г

специальных размерных признаков для разработки научьо обоснованной размерной типологии грудных клеток. Б качестве ведущих размерных признаков приняты обхват груди третий и расстояние от

верхнегрудинной '¡точки до линии талии. Установлено, что ведувда

I • '

размерные признаки подчиняются закону нормального распределения. Рассчк-1'аны, основные статистические характеристики ведущих и подчиненных размерных признаков. Получены значимые уравнения регрессии, • устанавливающие зависимость .подчиненых размерных признаков от ведущих. '

4. Обоснован интервал безразличии по расстоянию от верхне-груднннон точки до линии талии. Выделены типовые фигуры военно-слу).:аиО для проектирования СИБЗ. Определено оптимальное коли-

' • .

'честир типовых ■ фигур вариационного "ряда индивидуальной изменчивости; отроения грудных клеток в количестве 9 фигур, разработаны тборетчч»1Ски обоснованная классификация типовых фигур^ воонно-служ^ийх для проектирования изделий спецнаэначеиия и шкала процентного распределения типовых фигур с использованием полученных нами статистических характеристик выборки по ведущим признакам на основании изучения закономерностей распределения.

Рассчитаны величины подчиненных 'размерных признаков для тнпояьй,грудных клеток, являющиеся базой для разработки рациональных- конструкций СИБЗ.

Разработанная нами классификация типовых фигур обеспечивает [ уровень удовлетворенности военнослужащих спёцнзделиями

эа,31» ч

:

'ф5. Получены пар: ые зависимости величины плоаадк, занима-

V. ...... ,--

емок' проекциями ЖВО, от показателей, характеризующих внеш-

нюю форму тела человека Х^ , При этом коэффициенты ко рр ал я и ми единичных показателей изменяются в. пределах: для суммарной лло-цадн, занимаемой проекциями ЙВО без учета симметричности 0,36 < « 0,72; для суммарной площади, занимаемой, проекциями

ЖВО с yчetoм симметричность!) 0,25 «0,69.

6,'Установлены многофакториые зависимости величины площади, занимаемой проекпиямя ЕВО, ( у^ ) от факторов н. показателей, тарактеризуюаих внешнюю форму тела человек ( X,;), змра-яенные квадратичными и*тематическими моделями н -оцененные ип адекватность с помощью Р -критерия Сааерз. При этсм зависимое-» к ьгажду су1.р.!?лной пяоаадыо, з"ант*ар«ой с гсг;п>гя^ч ЖВО без учета ч с учетом симметричности У^ , и одиничктгн кахаззтелями ичсдаг р-на:

2 2

У1 -27^5-3, 992X^0,067X^56, 63 Хг+1,188 -65,87 ^^ • <

+ 0,1651 Х| + 134,ОХ<0-0,5871/^+193,4X^-5,398 ;

</, - -2494+26,36 Х.-О,1335X^+139,8 У -1,019Уа+84 ,8 У,- • -0,308? 5 У<£+0, 7419X^-147,4 X«+1. 532 X*. .>

На основь оценки коэффициентов множественной дотервМЦ-

п 2 ' 1 ■ '

зки д установлено, что 73,0% и-64,2% соответственна суммарной площади, занимаемой проекциями ЖВО 6<35 учет«, и с уче-> том симметричности, объясняются за. счет »»риеимм включенных в модель факторов,

7. По установленной зависимости рассчитан» величины плоша-дий» занимаемых проекциями ЖВО без учета и с учетом с!(мметряч~ ности расположения внутренних. органов, для различных:>иачений единичных показателей. Обоснованы минимально необходимые площади защищаемой поверхности тела человека в соответствии а разрй-ботакно^ нами классификацией типовых фигур воеккослуж.чиих для проектирования СИБЗ. .

&. Разработана методика построения графического изображения проекций ЖВО человека без учзта и с учетом симметричного

расположения внутренних органов относительно основных конструк-

*

тквных линий - линии талии и передней срединной линии тела. С помоцью этой методики графически воспроизведено п&дояечиа про-ехций жизНекко важных органов и зон, занимаем;«, ими.

9. На основе величин размериьа: признаков типовых фигур военнослужащих 'для проектирования СИБЗ, установленных в результате проведения антропометрических исследований, разработана рациональная конструкция базового жилета из баллистической ткани, имеющая високос статическое и динамическое соответствие. Предложенная методика построения конструкции базового жилета из баллисп ••■»ской ткани обеспечлваот совершенствование процесса

'проецирования специзделнй. -

[ 10.. Создана базовая конструкция бронепреграды, включавшая 9;себя установленные значения резшроа элементов функш^нально-

1 го яээяачени» я обоснованное раэмвя©ияв этих элементов отмоси-

' Х> ■

. тэлвно о<1Ио»»их конструктивных линий тела человека - линия талик и срединной линии. Разработана методика построения конструкции составной части бронежилета, состоящей из бронеэлементов.

Использование совокупности, методик по разработке базовой конструкции изделий спецназначения для завиты жизненно важных органов человека позволяет поднять проектирование СИБЗ на качественно новый уровень, свести х обоснованному минимуму количество конструкций бронежилетов, повысить эффективность процесса С'?здлния з сократить сроки проектирования сяецнздолнй.

'! 11.' ; Исследованы изменения расположения бронепреграды в

«' ■. • • f

связи; с .'изменением значений вадуяих размерная признаков типовыз; «фигур. Определены величины паремэгаений конструктивных точек от

' у

'размера к размеру я от роста К росту.

• 12. -Изготовленные на основе разработанной базовой конструкции экспериментальные макетные образцы спеаяэдалий прсзли испытания в Военно-медицинской академии я получили, поло'гитог.ь-ную оценку.

Ояидаемая экономическая эффективность от использования разработанной базовой конструкиил составит 12С£р руб. на 10 проектируемых нздолин.

Основной содоряаниа работы опубликовано:

1. Иван»» Т.И., Грнааяоз А.И., Рыбачвнко г.'.в. Харлктери-

о

стнка разнообразия морфологических типов грудкой клетки мужчин и определение частота встречаемости отдельных воривнтоо. Л,, BMA WM. СМ.Кирове, 1991, С. 23-24.

2. Иванюк Т.Н., ГрИИвНоЬ А.Н., Сорокин A.B., Кузнецов Л.В.

tf - ' !

Сравнительная характеристика методов определения про«^^ fV* ii.*hhoi важных органов (ЖВО) человека при разработке размероро-Стовочного ассортимента защитной одежды. Д,, вМА им.С.М.Кирове, ,1391, с. 30-31. > ■ ' • ' -

- 3. Грицанов А.И., Иванюк Т.Н., Полегзнькая А.Г.,.Рыбаченко И.Я., Сорокин A.B. разработка рационального раэмэроростовочнсго ассортимента изделий специального назначения для защиты жизненно важных органов человека. Л., ВМА им. CjM,Кирова, 1991,'. с. ' Jsi-ÄO. ''''

,4. И&енюк Т.Н., Сорокин A.B., Рыбаченко П.В.> Кузке(,'ов А,Б. Использование комплекса, современных методов определение проекций жизненно важных органов (ISO) при разработке раз^еро-ростовочного ассортимента заоитной одежд» специального назначения. Л., ВМА нм. С.М.Кирова, 1991, С. 33.

5. Сорокин A.B., Рыбаченко П.В., Иванюк Т.Н., Кузнецов A.B. Характеристика разыероростовйчиого ассортимента зокктной одежды специального.назначения с учетом индпаидуальной изменчивости проекций гизкенно важных орГ4«оь, Д,, Ш& им. С.М.Кирова, 1991, С. 72-73. ; ' '

6. Иванюк Т.Н. Определение зависимости ялокедя, занимаемой

проекциями кизиешю вакнах органов/ от похсааателек, у.арактери-

i, .

зукяшх внешнюю ф°рму тела человека, М., ЦРДЗ,, 1992, с. 125-126,

i ' t <

7. Иванюк т,И. Исследование размеров и местоположения проекций жизненно важных ■ органов человека. К. , ЦРДЗ, 1392>, с.

127-128. рогалрлн»' ¿!ГШ

Зс1даз .7- 9i Ткрзх - 60 экз.

ffBbjl.