Особливості розробки спеціального взуття для працівників правоохоронних органів та військових формувань системи МВС України: зарубіжний досвід

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Державний науково-дослідний інститут МВС України

Особливості розробки спеціального взуття для працівників правоохоронних органів та військових формувань системи МВС України: зарубіжний досвід

Ващук Н.Ф., к.ю.н., с.н.с.

Бакал В.П., к.ю.н., начальник відділу

м. Київ, Україна

Анотація

У статті висвітлено дослідження щодо конструктивних особливостей спеціального взуття для nравоохоронних органів та військових формувань системи МВС України. Ураховано патентні дослідження, зарубіжний досвід розробок спеціального взуття. На основі аналізу умов використання взуття були вивчені конструктивні особливості спеціального взуття й розроблено ескіз та опис черевиків спеціальних і обґрунтовано вибір матеріалів.

Ключові слова: спеціальне взуття, спеціальні черевики, конструкція, розробка, ескіз, опис, матеріали.

Аннотация

В статье освещены исследования относительно конструктивных особенностей специальной обуви для правоохранительных органов и военных формирований системы МВД Украины. Учтены патентные исследования, зарубежный опыт разработок специальной обуви. На основе анализа условий использования обуви были изучены конструктивные особенности специальной обуви и разработаны эскиз и описание ботинок специальных, а также обоснован выбор материалов.

Ключевые слова: специальная обувь, специальные ботинки, конструкция, разработка, эскиз, описание, материалы.

Annotation

Features of the development of special footwear for the employees of the law enforcement bodies and military formations of the system of the ministry of internal affairs of Ukraine: foreign experience

Vashchuk N., Bakal V., Department of the State Research Institute MIA Ukraine

Paper covers research on the design features of special footwear for law enforcement agencies and military formations of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine. The current political situation in Ukraine and the military conflict in the East of the country require high-quality special footwear for law enforcement agencies and military formations of the Ministry of Internal Affairs. When performing their duties, the soles of the feet are exposed not only to the weather but also to the often aggressive environment. In the context of global warming and climate change, it is becoming urgent to design protective footwear for law enforcement officers and to ensure full security. In addition, the author states that the significant scope of special footwear in Ukraine confirms the feasibility of conducting comprehensive scientific work to improve its consumer properties through the development and implementation of scientific classification, new materials and structures, unification, range optimization, regulatory framework and methods testing, environmental friendliness and the formation of a set of desired properties (combination of various useful properties through targeted selection of materials, structures, etc.). The scientific novelty of the obtained results is that on the basis of theoretical researches the main tasks are defined, and also on the example of modern patent searches the choice of a design, materials is proved and tables, the sketch project and the description of special boots for law enforcement agencies and military formations of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine are presented. In conclusion, the important contribution of domestic and foreign developers is already in the choice of a relevant topic for research, formulation and solution of basic theoretical and practical problems, timely scientific proposals, followed by planning and conducting experiments, drafting the process, manufacturing, processing the results of experimental wear, special footwear, formulation of conclusions and recommendations, etc.

Keywords: special footwear, special shoes, design, development, sketch, description, materials.

Сучасна політична ситуація, що склалася в Україні, та військовий конфлікт на Сході країни потребує якісного спеціального взуття для правоохоронних органів та військових формувань системи МВС. Під час виконання службових обов'язків стопи носіїв піддаються небезпечному впливу не тільки погодних умов, а й часто агресивного середовища. В умовах глобального потепління та зміни клімату стає нагальним проектування захисного взуття для працівників державних силових структур та питання забезпечення ним в повному обсязі.

Крім цього, значна сфера застосування спеціального взуття в Україні підтверджує доцільність проведення комплексних наукових робіт щодо вдосконалення його споживчих властивостей за рахунок розробки й запровадження наукової класифікації, нових матеріалів та конструкцій, уніфікації, оптимізації асортименту, удосконалення нормативної бази й методів випробувань, забезпечення екологічності та формування комплексу бажаних властивостей (поєднання різних корисних властивостей за рахунок цілеспрямованого підбору матеріалів, конструкцій тощо).

Сьогодні в науково-технічному просторі України є дослідження з окремих питань щодо розроблення взуття спеціального, авторами яких є: доктор технічних наук, професор, заслужений працівник народної освіти України В.П. Нестеров, президент Української Технологічної Академії та кандидат технічних наук, доцент, заслужений діяч науки і техніки України, академік Української Технологічної Академії І.І. Половников, директор ВАТ “УкрНДІШП”, а також В.П. Коновал, доктор технічних наук, професор, заслужений діяч народної освіти України, С.С. Гаркавенко, проректор Київського національного університету технологій та дизайну (КНУТД), доктор технічних наук, професор та В.В. Олійникова, професор кафедри конструювання та технології виробів зі шкіри КНУТД.

Цікавим є матеріал дисертаційного дослідження В.А. Обрізана щодо розроблення нової конструкції та технології виготовлення спеціального взуття, яке б одночасно захищало стопу людини від декількох небезпечних факторів, таких як вплив вологи, нафти, нафтопродуктів, кислот, а також від механічних навантажень та дії підвищеної температури. Не менш значущим є дослідження С.О. Лобанової, яка вивчала специфіку застосування композиційних матеріалів для деталей спеціального взуття та комплекс їх технологічних властивостей, що визначають жорсткі технічні вимоги, обумовлені суворими умовами експлуатації цього взуття. Проте зазначимо, що їх праці не спрямовані на взуття спеціального призначення для працівників правоохоронних органів та військових формувань системи МВС України.

Метою цієї статті є комплексний аналіз наявних конструкцій спеціального взуття й новітніх наукових розробок у цій сфері, у тому числі і запатентованих, також одночасного виокремлення потрібних конструктивних особливостей для впровадження у процес розроблення спеціального взуття для працівників правоохоронних органів та військових формувань системи МВС України.

Об'єктами дослідження є патентний пошук, розробки сучасних конструкцій спеціального взуття, які запроваджуються у виробництво вітчизняними і зарубіжними вченими, і основні споживчі властивості взуття цих конструкцій.

Розроблення раціональної конструкції спеціальних черевиків для працівників для правоохоронних органів та військових формувань системи МВС України. На основі аналізу зарубіжного досвіду використання спеціальних черевиків для працівників різних структур та відомств за аналогією із країнами Європи та США для досягнення мети пропонується виконати такі завдання:

- проаналізувати вітчизняні та зарубіжні аналоги спеціальних черевиків, наявні статті та патенти для подальшого використання у процесі розроблення спеціальних черевиків для працівників правоохоронних органів та військових формувань системи МВС;

- вирізнити лінійку кращих аналогів спеціального взуття;

- розробити ескіз до спеціальних черевиків;

- розробити опис для розробленої моделі спеціальних черевиків;

- обґрунтувати вибір матеріалів та оптимальну технологію виготовлення для розробленої моделі спеціальних черевиків.

Інформативна складова нашого дослідження цінна тому, що проаналізовані статті, наявні патенти та інша інформація про результативні розробки в цій царині. Тому зауважимо, що найбільш продуктивно в галузі покращення спеціального взуття працюють науковці США, Великобританії, Німеччини, Франції.

Наприклад, у США запатентовано взуття із прозорою підошвою (рис.1), метою цього винаходу є запобігання контрабанді у підошвах взуття [1]. Ця конструктивна особливість може бути використана, наприклад, під час митного контролю при посадці на борт літаків американських авіаліній та ін. Отже, така задумка може зекономити час на посадку до літака. Під час митного контролю перевіряються речі та предмети (ручна поклажа та одяг) на дозвіл щодо вивезення, відповідно до Законодавства. Речі перевіряються за допомогою сканера, співробітник бачить на екрані всі предмети. Крім сканування речей, можуть бути огляд та проходження металодетектора, а іноді можуть, у тому числі, і запропонувати зняти взуття для огляду. Тож прозорі деталі взуття полегшують та скорочують час огляду (процедура огляду становить приблизно 10-15 хвилин за умови, якщо речі не викликають підозру).

Рис. 1. Взуття із прозорою підошвою

Інша розробка спеціального взуття також змінює конструктив взуття на краще й поліпшує його комфортність. Отже, проривом однієї з найбільших у світі уніфікованих взуттєвих компаній є Bates - одна з перших фірм, що працюють за напрямом поліпшення комфортності та технологій взуття. Розроблена ними модель Bates iCS з новим рівнем регулювання рівня комфортності є досить оригінальною. Тобто можливо обрати рівень комфорту з регульованим диском, розташованим всередині черевика (Таблиця 1). Зазначимо, що Bates пропонує високоякісне взуття для військових, поліцейських, промислових галузей, забезпечує кожному носієві комфорт та безпеку незалежно від інтенсивності праці. Цікавим фактом є те, що протягом понад ста тридцяти років діяльність Bates була спрямована на розробку якісного військового та уніфікованого спеціального взуття, яке призначене для забезпечення тривалої роботи для найбільш фізично вимогливих сфер використання, тобто із провідними інноваціями ринку задля комфорту, тривалості та захисту (Таблиця 1).

Таблиця 1

Розробки спеціального взуття

Цікавою розробкою є модель Strike від Bates, яка являє собою новітню анатомічну конструкцію. Завдяки розробленій чотирикомпонентній системі зносостійкої міцності Strike об'єднують в собі комфорт та міцність, які необхідні носієві [2].

Міцні черевики для пересіченої місцевості середньої складності литтєвого методу кріплення пропонує ТОВ “Таланлегпром”. Вітчизняне підприємство виробляє спеціальне та трекінгове взуття, взуття для походів і пересіченою місцевістю [3]. Зазначимо, що черевики максимально полегшені у зв'язку з використанням дихаючої мембрани “Gore-Tex”. Використовуються службами безпеки, правоохоронними органами та військовими.

На українському ринку лідером реалізації спеціального взуття серед іноземних компаній стала компанія “Lowa Boots”. Вона спеціалізується на таких видах взуття: спортивне, туристичне, альпіністське та військове, спеціальне, трекінгове взуття. Черевиками цієї фірми користуються провідні спортсмени, мандрівники і військові вже більше вісьмидесяти п'яти років. Дослідницько-інноваційний інститут “Lowa” розробляє й тестує нові зразки трекінгового, польового й гірського взуття за допомогою професійних альпіністів. Тестування проводиться в екстремальних умовах гірської місцевості. Починаючи з шістдесятих років XX століття, такі відомі спецпідрозділи як британський SAS, французький GIGN, німецький KSK використовують черевики “Lowa” як основні польові, гірські і тактичні черевики [4].

Новітні розробки, які останнім часом запатентовано в Німеччині, користуються попитом. Наприклад, фірма Elten Gmbn створила “серію взуття спеціального Classic-Line, яке вирізняється високими захисними властивостями та комфортністю завдяки поєднанню високоякісної шкіри ВРХ і текстильних матеріалів, які помітно покращують гігієнічні властивості. У конструкції цього взуття використовують нову підошву KevlarL-Protection для забезпечення 100 % захисту від проколювання гострими предметами” [5]. Фірма Otter Schutz (Німеччина) пропонує використовувати у взутті спеціальному білу шкіру Permair для верху взуття в поєднанні з традиційними шкірами хромового дублення. Permair має високі гігієнічні властивості (паропроникність - 2,1 мг/см²) і стійкість до дії хімічних препаратів, що забезпечує оптимальний клімат всередині взуття в теплу пору року. Це взуття рекомендоване для медицини, харчової і хімічної промисловості [6, 7]. Інше спеціальне взуття цієї фірми вирізняється високими гігієнічними властивостями та стійкістю до дії хімічних реагентів і води за рахунок покриття верху спеціальною паропроникною плівкою, яка забезпечує комфорт стопи [8]. Фірма OtterSchutz також розробила 3 види спеціального взуття з двошаровою підошвою (поліуретан - проміжний шар; нітрил - ходова частина), стійкою до комплексної дії температури понад 300°С і різних хімічних реагентів [9].

Також заслуговує на увагу розробка компанії DESMA “взуття спеціальне для військовослужбовців, що зменшує пошкодження ніг під час вибуху піхотної міни за рахунок спеціальної технології зміни напрямку вибухової хвилі” [10]. У Німеччині також запатентовано нове амортизуюче взуття, у якому бажаного ефекту досягнуто завдяки використанню прикріпленого до підошви корпуса з водонепроникною порожниною. У цьому корпусі розміщуються нога і спеціальна багатошарова внутрішня устілка, у якій перший шар - еластичний, а другий - із напів- сферичними повітряними камерами і повітряними каналами для створення циркуляції повітря під час ходи [11].

Фірма Porsch Berufkleidung Produktions виготовляє взуття спеціальне з підошов Parabolic французької компанії Lemaitre, які забезпечують легку ходу (стопа практично не втомлюється) і стійкі до дії олії, бензину, кислоти; за рахунок сталевого геленка і підноска, спеціальне взуття стійке до ударів [12]. Фірма L. Priebs GmbH & Co. KG (Німеччина) пропонує захисне взуття Lupriflex (клас захисту S) зі спортивним дизайном заготовки і підошви. Для верху цього взуття використовують нубук та новий матеріал Cordura [12].

Німецькі фахівці пропонують спеціальне взуття з куполоподібним підноском і спеціальними пластинами для забезпечення жорсткості в носковій частині. Пластини є частиною підошви, а відношення довжин пластина-підошва і підносок- пластини становить відповідно 0,3 і 0,7 [13]. Також створене спеціальне взуття з підноском для захисту пальців та спеціальною конструкцією низу. На внутрішній стороні захисного підноска встановлені розпірки, що утворюють простір між верхньою стороною заготовки і внутрішньою стороною захисного підноска, у який вприскують полімер (матеріал підошви) [14,15].

Цікавими розробками вразила Франція. Нове взуття спеціальне призначене для водіїв, яке “має властивість набувати форми стопи під час зміни її положення й є надзвичайно легким” [16]. Ще запатентована конструкція антистатичного взуття зі спеціальним пристроєм для відведення електростатичного заряду. “Пристрій складається з вертикального чи нахиленого металевого контакту, вставленого в спеціальне заглиблення п'яткової частини підошви. Нижня горизонтальна частина контакту торкається землі, а верхній кінець входить в отвір тонкої металевої пластини між підошвою та устілкою” [17].

Велика Британія презентувала нове спеціальне взуття короткочасного використання. “Основою його є литий виріб з еластичного чи еластомерного полімеру типу латексу у вигляді оболонки товщиною 0,1-0,5 мм. Виріб має вкладиш для додаткового захисту від проколів, підошву з протектором” [18]. Також ринок Великобританії може запропонувати водостійке спеціальне взуття особливої конструкції: верх - із повітропроникного матеріалу; водостійка підкладка - у вигляді шкарпетки; оболонка - охоплює стопу і виготовлена з водостійкого матеріалу; верх взуття і підкладка - зшиті з кількох частин, оболонка - суцільна формована; усі три частини зшиті герметичними швами [19]. Вражає розроблена конструкція спеціального взуття, яке виготовлене “на підошві з термопласту, із верхом традиційної форми, з металевим перфорованим (для зменшення маси) підноском, який надійно захищає стопу від ударів і падіння важких предметів” [16]. Тож пропонується: “взуття спеціальне з металевим захисним підноском у вигляді ковпака, що збігається з формою взуття і закріплюється ремінцем із двома застібками на кінцях, який розміщений у носковій частині й фіксується накладкою за допомогою гвинта. Застібки проходять через елемент кріплення на підноску і з'єднуються” [20]. Для підвищення безпеки пересування військових мінним полем фахівцями продумано конструкцію спеціального взуття, у якому “підошва має велику площу і складається з окремих пружних пустотілих блоків з повітрям. Завдяки такій підошві тиск на поверхню ґрунту розподіляється максимально рівномірно, а його величина менша, ніж необхідна для активації міни” [21]. Також звернемо увагу на запатентоване спеціальне взуття зі “сталевим носком-вставкою, надійну фіксацію якого навіть під час сильного удару в напрямі п'яти забезпечує спеціальна вставка зі склопластику у відповідно створеній порожнині підошви” [22]. конструктивний матеріал спеціальний військовий взуття

У водонепроникному взутті, запатентованому в США, використовують рантову підошву та устілку. На межі ранту є проріз для з'єднання з верхом. Рант складається із двох частин, що приєднуються до верху взуття ззовні і зсередини. Для забезпечення герметичності формування проводять одночасно з фіксацією верху і завдяки цьому досягається водостійкість [23]. Натомість Україна не підтримує виробництво спеціального взуття рантового методу кріплення, переважає взуття литтєвого методу кріплення (рис 2).

Рис. 2. Взуття спеціальне вітчизняного виробництва

Аналіз винаходів і патентів упродовж останніх років засвідчив, що низ спеціального взуття головним чином є багатошаровою композицією амортизувальних матеріалів, яка має клиноподібну форму, що забезпечує підняття п'яткової частини стопи. Ефект вібропоглинання найчастіше виникає за рахунок застосування спеціальних матеріалів та додаткових конструкцій різного виконання з демпфірувальними, амортизувальними, антиковзкими елементами. Наприклад: “запатентовано взуття спеціальне зі спеціальними накладками проти ковзання, розташованими на зовнішніх торцевих поверхнях під кутом 45-60° до ходової поверхні в ділянці пучків” [24].

Для розробок спеціального взуття слушними є пропозиції Л. Фомченкової про те, що “взуття спеціальне, виготовлене на основі полімерних матеріалів, перевагами якого є сучасний зовнішній вигляд, незначна маса і підвищений рівень комфортності” [25].

Натепер у нашій країні виготовляється в малій кількості спеціальне взуття для працівників силових структур, зокрема Національної поліції та Національної гвардії України і т.ін. Питання розроблення конструктивно нового взуття, яке б враховувало особливості несення служби та анатомічні особливості ніг. Зауважимо, що цьому питанню науковцями приділялося недостатньо уваги й розв'язати проблему травмування ніг працівників під час виконання ними службових обов'язків без досліджень та безпосередньо наукового підходу до розробки спеціального взуття для них неможливо. Об'єктами дослідження повинні бути сучасні конструкції взуття спеціального, розроблені вітчизняними і зарубіжними вченими, і основні ергономічні властивості взуття цих конструкцій.

Тому своєчасно фахівцями відділу розроблення та вдосконалення форми одягу науково-дослідної лабораторії спеціального транспорту та форменого одягу ДНДІ МВС України було розпочато дослідження щодо розроблення спеціального взуття для підрозділів спеціального призначення Національної гвардії України. Було проаналізовано міжнародний досвід використання спеціальних черевиків для працівників Національної гвардії України за аналогією до країн Європи, США. Результатом досліджень стала розробка ескізного проекта та опису спеціальних черевиків із подальшим виготовленням зразків та експериментальною носкою.

Рис. 3. Черевики для підрозділів спеціального призначення

Опис спеціального взуття для підрозділів спеціального призначення включає в себе таку інформацію: черевики спеціальні демісезонні з вологовідвідними властивостями, комбіновані, із натуральної шкіри завтовшки 2-3 мм та зі вставками із синтетичного матеріалу типу “CORDURA” (або еквівалент). Клапани напівглухі. На берцях у бокових частинах на ділянці щиколоток - демпферні вставки з поліуретану, які будуть надійно фіксувати голеностоп і захищати його від можливих ударів, утримувати ногу й поглинати навантаження при ходьбі (рис. 3).

Підошва литтєвого методу кріплення, комбінована (з гуми та поліуретану). Протектор та поліуретановий шар мають зменшувати ударні навантаження, які виникають під час ходьби пересіченою місцевістю, бігу та перенесення вантажів.

На ділянці п'ят підошва з додатковим посиленням для захисту ніг від механічних впливів та зменшенням ударних навантажень на стопу.

У носковій частині підошва з напливом для додаткового захисту та комфортності опори пальців ніг на поверхні під час стрільби з положення “з коліна”. Наплив у носковій частині також забезпечує захист черевиків від ковзання на траві, у лісі на інших пересічених місцевостях. Система шнурування черевиків має складатися із семи пар металевих петель, встановлених на передній частині берців для швидкого шнурування. Внутрішні деталі верху черевиків з текстильних матеріалів із мембранним покриттям типу “Gore-Tex” (або еквівалент). Устілки черевиків з нетканих матеріалів з антибактеріальним покриттям та можливістю відведення вологи. Загальна висота черевиків -20+5 см.

Підошви спеціального взуття з'єднуються із заготовками литтєвим методом кріплення. Литтєвий метод, порівняно з методом клейового, цвяхового або бортопрошивного кріплення, має ряд переваг. Це, у першу чергу, відсутність отворів від цвяхів та голок, що забезпечує стійкість взуття до вологи та агресивного середовища. Литтєвий метод кріплення забезпечує більшу у п'ять разів міцність з'єднання порівняно з клейовим методом, при цьому підошва є більш гнучкою, що забезпечує комфортність під час ходіння або бігу.

Випробування на міцність кріплення деталей верху та низу проводять згідно з методикою, ДСТУ EN ISO 20344 “Методи випробовування взуття” [26]. Результати випробувань взуття литтєвого методу кріплення відображені в таблиці 2.

Таблиця 2