ПРОТИВОТАРАННЫЙ ШЛАГБАУМ
ANTI-COLLISION BARRIER

Изобретение относится к средствам дорожного движения и предназначено для зашиты от несанкционированного проезда транспортных средств.
Известны устройства противотаранного заграждения, содержащие блокирующие 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. F42H 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, значительный расход материала, ограниченные функциональные возможности вследствие целесообразности использования только в качестве противотаранного устройства и необходимости закладки фундамента на всю ширину проезжей части дороги.
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 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 №153601, кл. E01F 13/00, 1967 [5]/.
Недостатками известных устройств также являются значительная сложность, громоздкость, ограниченные функциональные возможности вследствие целесообразности специального использования только для принудительной остановки транспортного средства и последующего быстрого освобождения проезжей части дороги.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является противотаранный шлагбаум, содержащий стрелу, установленную основанием и концом на фиксирующих опорах, и связанную с размещенным в зоне основания стрелы электрогидравлическим приводом /см. http:llhisec-barriers.ru/files/Frontierpitts Terrabarrier.pdf [6]/, и принятый за прототип.
Данное устройство по сравнению с [1]÷[5] имеет более широкие возможности применения: не требует закладки фундаментов на всю ширину проезжей части дороги. Однако оно предназначено для работы только в критических противотаранных режимах без возможности функциональной перестройки на режим работы обычного шлагбаума по ограничению несанкционированного проезда. Отсюда и значительные габариты шлагбаума, и масса конструкции /около 2000 кг/, огромный расход особо прочных марок стали, необходимость выполнения сверхмощных фиксирующих стрелу опор и закладки фундамента минимальной глубиной до 300 мм/см [6]/. Кроме того, устройство предусматривает размещение двух мощных фиксирующих опор по обе стороны дорожного полотна, что не всегда возможно и резко ограничивает области применения устройства. Необходимо также указать, что степень мощности и противотаранной стойкости конструкций известных устройств [1]÷[6] сразу могут быть оценены потенциальными террористами даже издалека визуально. Это опять же снижает степень защиты, обеспечиваемой известными конструкциями, так как против них будут заранее готовиться другие /не таранные/ варианты проникновения, захвата: взрыв, нейтрализация охраны и несанкционированное открытие и т.п.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции шлагбаума, способной за счет автоматического изменения своей геометрической и жесткостной структуры непосредственно в момент соударения с транспортным средством перестраиваться с обычного штатного режима работы на критический противотаранный режим с повышенной ударопрочностью и надежностью принудительной остановки транспортных средств без наращивания массы и габаритов конструкции.
Технический результат - повышение степени защиты, обеспечиваемой конструкцией, расширение ее функциональных возможностей и областей применения, снижение массы и габаритов.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном противотаранном шлагбауме, содержащем стрелу, установленную основанием и концом на фиксирующих опорах и связанную с размещенными в зоне основания стрелы электрогидравлическим приводом, особенность заключается в том, что в цилиндрических глухих отверстиях, выполненных с нижней стороны стрелы, смонтированы стальные стойки, представляющие собой телескопические упругие соединения подпружиненных стаканов, при этом стойки выполнены с возможностью как их принудительного силового введения в глухие отверстия заподлицо с наружной поверхностью стрелы и фиксации в этом положении с помощью плотно надетых на стрелу втулок из хрупкого, разрушаемого при заданной силе удара материала, так и скачкообразного автоматического входа свободных концов стоек при разрушении втулок в углубления в проезжей части дороги под стрелой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично на общем виде изображен предлагаемый шлагбаум в опущенном горизонтальном положении стрелы до удара транспортного средства; на фиг.2 - одна из стоек в контакте с проезжей частью дороги после удара.
Противотаранный шлагбаум содержит стрелу 1 сплошного сечения /например, круглой или прямоугольной формы/, установленную основанием /слева на фиг.1/ и концом /справа на фиг.1/ в углублениях 2, 3 фиксирующих опор 4, 5, закрепленных на фундаментных выступах 6, 7 по краям проезжей части 8 дороги. На левом выступе 6 размещен электрогидравлический привод 9, связанный с основанием стрелы 1 и служащий для ее подъема в вертикальное и опускания в горизонтальное /см. фиг.1/ положения. При этом в глухих цилиндрических отверстиях 10, выполненных в нижней стороне стрелы 1, смонтированы стальные стойки, представляющие собой телескопические упругие соединения цилиндрических подпружиненных стаканов 11 /на чертежах показана только одна стойка 11, размещенная в одном из глухих отверстий 10/. Стаканы 11 подпружинены с помощью винтовых цилиндрических пружин 12, прикрепленных основаниями по кольцевому периметру, соответственно снаружи и изнутри к дну соседних стаканов 11 /примыкающая к дну глухого отверстия 10 пружина 12 прикреплена одним из своих оснований непосредственно к данному дну/. При этом число и высота стаканов 11 в стойке и пружин 12 в деформированном /сжатом/ состоянии, а также глубина глухих отверстий 10 в стреле 1 подобраны таким образом, чтобы при их принудительном силовом сжатии стойки 11 полностью вводились в отверстия 10 заподлицо с наружной поверхностью стрелы 1. В данном состоянии при заневоленных пружинах 12 стойки 11 зафиксированы с помощью плотно с натягом надетых на стрелу 1 в зоне отверстий 10 втулок 13 из хрупкого, разрушаемого при заданной силе удара транспортного средства о шлагбаум материала. В качестве такого материала целесообразно использовать фенопласт или АГ-4, выполненные прессованием из порошков. Эти материалы, выдерживая значительные статические нагрузки, сравнительно легко разрушаются при ударных воздействиях и позволяют достаточно точно и стабильно рассчитать амплитуду этих воздействий. Естественно, что разрушение втулок 13 при ударном взаимодействии шлагбаума с транспортным средством приводит к автоматическому разжатию пружин 12, сопровождающемуся скачкообразным выбросом стоек 11 вниз из стрелы 1. При этом параметры конструкции /жесткость и исходная длина пружин 12, высота и число стаканов 11 в одной стойке и т.п./ при известной высоте стрелы 1 шлагбаума в его горизонтальном положении над дорогой подобраны таким образом, чтобы такой выброс стоек 11 сопровождался входом их свободных нижних концов в специальные углубления 14, выполненные в проезжей части 8 дороги непосредственно под стойками 11.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Как было уже сказано выше, в обычных штатных режимах работы шлагбаума /поднимание, опускание/ стойки 11 введены внутрь стрелы 1 шлагбаума и зафиксированы хрупкими втулками 13, то есть противотаранный шлагбаум работает как обычный в режимах разрешения и запрещения несанкционированного проезда транспорта. В критическом режиме при ударе транспортного средства в шлагбаум последний автоматически перестраивает свою геометрическую и жесткостную структуру и начинает выполнять функции противотаранного заградительного устройства. При ударе все втулки 13 сразу или часть их разрушаются и нижние концы сток 11 скачкообразно входят в углубления 14 дорожного полотна 8. Естественно, что при этом жесткость конструкции шлагбаума многократно увеличивается. При этом практически отпадает необходимость в огромной мощности и массе фиксирующих опор 4, 5, громоздкого и глубокого фундамента, причем одна из опор 4, 5, не снабженная приводом 9, при отсутствии места и при узости проезжей части вообще может быть исключена, то есть стрела 1 будет консольно закреплена на одной опоре. Тем более, что проезды с ограниченным специальным въездом транспорта, снабженные противотаранными шлагбаумами, специально выполняют узкими для затруднения проникновения /несанкционированного/, поэтому место для громоздких конструкций шлагбаума, особых глубоких фундаментов, нескольких опор и т.п. здесь трудно выделить. По мнению заявителя, сама возможность автоматической перестройки конструкции шлагбаума и ее адаптации к внешним силовым /ударным/ воздействиям непосредственно в момент удара и под его действием принципиально нова и может быть с успехом использована в конструкциях подобного назначения. Очевидно, что выполнение на стреле 1 стационарных стоек без их адаптивной уборки и выпуска приведет к практической невозможности эксплуатации шлагбаума в режиме пропускания транспорта с поднятой стрелой 1. Уборка и выпуск стоек 11 с помощью специальной автоматики и силового привода предельно усложнит конструкцию шлагбаума, тем более, что время работы в противотаранном режиме может составить ничтожный процент от общего времени работы шлагбаума, а убирать и выпускать стойки придется каждый раз при опускании-поднятии стрелы. Более того /заявитель уже отмечал это раньше/, сама визуально оцениваемая повышенная мощность конструкции /мощные опоры, фундамент стационарные стойки по всей длине стрелы, зафиксированные на дороге и т.п./ заранее принудят потенциальных террористов к необходимости подготовки других вариантов прорыва. То есть, визуально кажущаяся "хлипкость" конструкции предлагаемого шлагбаума может ввести их в заблуждение и привести к неудачной попытке прорыва, а именно к силовому блокированию транспортного средства, что в данной ситуации явилось бы оптимальным вариантом. Таким образом, предлагаемая конструкция в зависимости от требуемых условий и целей позволяет либо резко повысить степень защиты, либо снизить массу и габариты при прежней степени зашиты, либо обеспечить оптимальное сочетание при одновременном достижении двух вышеуказанных результатов.