Результат интеллектуальной деятельности: АНТИТЕРРОРИСТИЧЕСКИЙ ШЛАГБАУМ

Изобретение относится к средствам дорожного движения и предназначено для защиты от несанкционированного проникновения транспортных средств.

Известны противотаранные заградительные устройства, содержащие элементы, установленные в силовой металлической конструкции, смонтированной в бетонном фундаменте в дорожном полотне, привод подъема и опускания блокирующих элементов, их фиксации в горизонтальном положении /см. патент РФ на полезную модель №46572, кл. F41H 11/08, 2005 [1]; патент РФ на полезную модель №46573, кл. F41H 11/08, E01F 13/00, 2005 [2]/.

Недостатками известных устройств является их предельная сложность, большие габариты, значительные расходы материала, ограниченные функциональные возможности вследствие целесообразности их использования только в качестве противотаранного устройства и необходимости закладки фундамента на всю ширину проезжей части.

Известны также устройства для принудительной остановки транспортных средств, содержащие установленную на проезжей части дороги систему механических и инерционных элементов, кинематически связанных друг с другом и образующих механизм силовой комплексной фиксации транспортного средства /см. а.с. СССР №1729298, кл. E01F 13/00, 1988 [3]; патент США №4600335, кл. E01F 13/00, 1986 [4]; а.с. СССР №1553601, кл. E01F 13/00, 1987 [5]/.

Недостатками известных устройств также являются значительная сложность, громоздкость, ограниченные функциональные возможности вследствие целесообразности их специального использования только для принудительной остановки транспортного средства и последующего быстрого освобождения проезжей части.

Кроме того, известны противотаранные выдвижные столбы, представляющие собой размещенное ниже уровня земли препятствие, вертикально поднимающееся вверх с помощью электрогидравлического, электромагнитного и т.п. привода /см. http://www.ronixs.ru/vydvizhnye stolbys gidravlicheskim 07.06.2011 [6]; патент РФ на полезную модель №39144, кл. E01F 13/04, 2004 [7]/.

Недостатками известных устройств являются их ограниченные функциональные возможности, что объясняется нецелесообразностью из-за громоздкости, дороговизны, сложности фундаментов и приводов использовать их в качестве обычных шлагбаумов в штатных и наиболее распостраненных режимах.

Наиболее близким устройством того же назначения по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является противотаранный шлагбаум, содержащий стрелу, установленную основанием и концом на фиксирующих опорах и связанную с размещенным в зоне основания стрелы электрогидравлическим приводом /см. http://hises-barriers.ru/images//files/FrontierPitts-TerraBarrier pdt [8]/, и принятый за прототип.

Данное устройство по сравнению с [1]÷[7] имеет более широкие возможности применения, не требует закладки фундамента на всю ширину проезжей части. Однако оно предназначено для работы только в критических противотаранных режимах без возможности перестройки на режим обычного шлагбаума. Отсюда значительные габариты и масса конструкций /около 2000 кг/, значительный расход особо прочных марок стали, необходимость выполнения сверхмощных фиксирующих опор и закладки фундамента минимальной глубиной до 300 мм. Также недостатками устройства-прототипа являются низкая экономичность, значительные энергозатраты привода на периодические подъемы-опускания сверхмощной стрелы. Это объясняется тем, что практически все время эксплуатации шлагбаум работает в штатном режиме открытия - закрытия проезжей части, не требующем таких затрат, и лишь ограниченные моменты времени - в противотаранном критическом режиме. Кроме того, достигаемая шлагбаумом степень защиты резко снижается из-за возможности предварительной визуальной оценки потенциальными террористами мощности и противотаранной стойкости конструкции и предпринятия ими альтернативных вариантов проникновения: взрыв, ликвидация охраны, несанкционированное открытие и т.п.

Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простой, универсальной и экономичной конструкции шлагбаума, обеспечивающей при этом высокую степень защиты от несанкционированного проникновения за счет осуществления принципиально иного подхода к созданию конструкций. При данном подходе повышение степени защиты осуществляется путем не увеличения противотаранной мощности шлагбаума, а, наоборот, уменьшения таранной мощности транспортного средства в момент его удара в шлагбаум за счет обеспечения подвижности поверхности дорожного полотна в зоне его контакта с колесами транспортного средства при ударе, что позволяет многократно уменьшить силы динамического взаимодействия.

Технический результат - повышение степени защиты, обеспечиваемой конструкцией, расширение функциональных возможностей и снижение энергозатрат при эксплуатации, упрощение конструкции, снижение ее массы и габаритов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном антитеррористическом шлагбауме, содержащем стрелу, закрепленную основанием и концом на фиксирующих опорах и связанную с размещенным в зоне основания стрелы приводом, особенность заключается в том, что непосредственно перед стрелой на дорожном полотне во всю ширину его проезжей части и заподлицо с поверхностью размещена круглая поворотная стальная платформа, установленная на помещенных в цилиндрическое углубление в дорожном полотне опорах качения вокруг вертикально ориентированной центральной оси платформы, при этом платформа снабжена электромагнитным тормозом вращения, прижатым к боковой поверхности платформы, включенным в электрическую цепь привода стрелы и срабатывающим при ее поднятии, перед платформой на дорожном полотне установлено препятствие для ограничения скорости транспортного средства типа “лежащего полицейского”, а на стреле в ее центральной части закреплена поперечная пластинка, контактирующая с дорожным полотном при опущенной стреле и имитирующая жесткую опору стрелы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где предлагаемое устройство схематично изображено: на фиг.1 - вид на дорожное полотно сверху; на фиг.2 - поперечный разрез дорожного полотна по A-A.

Антитеррористический шлагбаум содержит стрелу 1, закрепленную основанием /слева на фиг.2/ и концом /справа на фиг.2/ в углублениях 2, 3 фиксирующих опор 4, 5, закрепленных на фундаментных выступах 6, 7 по краям дорожного полотна 8. На левом выступе 6 в зоне основания стрелы 1 установлен электрогидравлический привод, связанный с основанием стрелы 1 и служащий для ее подъема в вертикальное и опускание в горизонтальное /см. фиг.2/ положения. Непосредственно перед стрелой 1 на дорожном полотне 8 во всю ширину его проезжей части и заподлицо с поверхностью полотна 8 размещена круглая поворотная стальная платформа 9, установленная на помещенных в цилиндрическое углубление 10 в дорожном полотне 8 опорах качения вокруг вертикально ориентированной центральной оси платформы 9. Опоры качения выполнены в виде стальных колес 11, свободно надетых на оси, установленные в специальных вилках по периферии внутренней поверхности платформы 9. При этом колеса 11 установлены на кольцевую кромку 12, образованную перепадом диаметров углубления 10, на которой закреплено стальное опорное кольцо 13. Электромагнитный тормоз 14 качения платформы 9 содержит специальное электромагнитное устройство, помещенное в жесткий стальной корпус 15, закрепленный в углублении в дорожном полотне 8 рядом с платформой 9 и имеющий отверстие в контактирующем с боковой поверхностью платформы 9 основании. Электромагнитное устройство включает в себя катушку возбуждения 16 цилиндрической формы, включенную в электрическую цепь электрогидравлического привода 17 стрелы 1, фиксатор платформы 9 в виде постоянного магнита 18, упруго установленного на пружине 19. В исходном состоянии при опущенной стреле 1 / см. фиг.2 / пружина 19 недеформирована, магнит 18 находится внутри катушки 16 и платформа 9 имеет возможность свободного качения вокруг своей вертикальной центральной оси. При поднятии стрелы 1 электрический сигнал с электрической цепи привода 17 одновременно с гидравлическим механизмом поднятия стрелы 1 подается и в катушку возбуждения 16, при этом постоянный магнит 18 выталкивается из катушки 16 и притягивается к боковой поверхности стальной платформы 9, фиксируя ее. При повторном опусканий стрелы 1 электрический сигнал с катушки 16 снимается и постоянный магнит 18 втягивается пружиной 19 обратно в катушку 16, освобождая платформу 9. Препятствие 20 типа «лежащего полицейского», установленное поперек дорожного полотна 8 перед платформой 9, позволяет ограничить скорость транспортного средства перед его заездом на платформу 9. На стреле 1 в ее центральной части закреплена легкая поперечная пластинка 21, контактирующая с дорожным полотном 8 при опущенной горизонтально стреле 1 и имитирующая жесткую опору стрелы 1. При попытке прорыва, то есть удара транспортного средства в стрелу 1, водитель стремится не попасть в “опору” - имитатор 21, а ударить в стрелу 1 правее или левее пластинки 21. Естественно, при этом он сместится от центра платформы 9, что и требуется, так как вблизи центра качения платформы 9 вращающий момент, действующий на платформу 9 со стороны колес автомобиля, меньше, а по бокам платформы 9 данный вращающий момент максимален.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Как было выше, при поднятой стреле 1 платформа 9 заторможена электромагнитным тормозом 14 и работа по пропусканию транспорта осуществляется шлагбаумом в обычном режиме, только скорость транспорта предварительно ограничивается “лежащим полицейским” 20. При опусканий стрелы 1, то есть при запрещении проезда, работа шлагбаума происходит уже в принципиально другом режиме. Платформа 9, как было сказано выше, освобождается и имеет возможность свободного кругового качения в опорах 11. Предварительное гашение скорости транспортного средства “лежащим полицейским” 20 не позволяет транспортному средству заезжать на платформу 9 на значительной скорости и проскочить ее за счет набранного запаса кинетической энергии. Поэтому при попытке прорыва транспортное средство, находясь на платформе 9, упирается передней частью в стрелу 1 / рассматриваем процесс прорыва как бы в замедленном действии/. При этом его колеса, взаимодействуя с платформой 9 за счет сил трения начинают поворачивать платформу 9, что сопровождается удалением транспортного средства от стрелы 1. Это равносильно тому, что человек, упираясь руками, пытается сдвинуть, например, шкаф, стоящий на полу, а ноги человека при этом стоят на имеющей возможность вращения платформе /аналогичная ситуация, если ноги человека будут опираться на лед или на положенный на пол и легко скользящий по нему пластиковый коврик/. Очевидно, что данный вариант в принципе исключает необходимость выполнения стрелы 1, опор 4, 5, фундамента и т.п. с повышенной противотаранной мощностью /см. устройства [1]÷[8]/. Конечно, учитывая антитеррористическое назначение шлагбаума, его конструкцию следует выполнять несколько мощнее обычных шлагбаумов, которые часто просто не выполняют никакой силовой функции, а просто официально обозначают запрещение-разрешение проезда транспорта. Однако даже это обстоятельство позволяет увеличить степень защиты, обеспечиваемой конструкцией, а главное, одновременно с этим значительно упростить конструкцию, резко снизить энергозатраты при ее эксплуатации, ее массу и габариты. Следует отметить, что по мнению заявителя предлагаемый им подход в создании антитеррористических устройств, применимых в принципе не только к шлагбаумам, но и к различным другим устройствам, препятствующим захвату закрытых объектов: например, к затормаживанию движения потока массы пытающихся прорваться людей и т.п.