УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВОДИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE DRIVER PROTECTION DEVICE

Предлагаемое изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам пассивной безопасности транспортных средств, и может быть использовано для обеспечения транспортной безопасности водителя и безопасности дорожного движения при использовании транспортных средств в условиях воздействия пуль стрелкового оружия и осколков боеприпасов и взрывных устройств.
Одним из главных показателей безопасности дорожного движения является видимость [1]. При использовании транспорта в условиях применения стрелкового оружия и взрывных устройств возникает необходимость защиты водителя. Однако все устройства защиты лобового стекла транспортного средства, повышающие транспортную безопасность, сужают поле зрения водителя, уменьшают расстояние видимости, т.е. снижают безопасность дорожного движения.
Известны способы противопулевой и противоосколочной защиты личного состава и транспортных средств путем крепления на их пространственном каркасе броневых листов [2]. Недостатком такого технического решения является отсутствие защиты лобового стекла салона (кабины) транспортного средства.
Известны различные конструкции одно- и многослойных бронестекол для защиты людей, находящихся в транспортных средствах, которые не препятствуют наружному обзору изнутри транспортного средства [3]. Они широко используются на армейском автотранспорте и в бронированных автомобилях. Недостатком таких устройств является высокая стоимость подобных стекол, а также то, что при попадании в бронестекло пули или осколка оно покрывается сетью мелких трещин, которые уменьшают дальность видимости вплоть до невозможности дальнейшего движения.
Известна защита людей от пуль со стальным сердечником, включающая взводные экраны, выполненные из металлических сеток с величиной ячеек от половины до одного калибра пули [4]. При этом сетки выполнены из проволоки с твердостью не менее твердости сердечника пули. Недостатком устройства являются низкие защитные свойства.
Известен щит [5], содержащий броневой лист, выполненный из стойкого к воздействию пуль и осколков боеприпасов материала. Он выполнен из плоского или выгнутого листа, имеющего перфорированные участки. Обзор пространства из-за щита осуществляется в пределах перфорированной зоны (соотношение перфорации к полной поверхности 1:2…1:4). Коэффициент перфорации принят, исходя из соотношения перфорации к полной поверхности в пределах перфорированной зоны, противоположной от наблюдателя стороны щита. Щит оснащен узлами крепления к корпусу бронированных машин.
Представленное устройство принято за прототип.
Недостатком устройства являются малое поле зрения водителя и видимость, определяемые степенью (коэффициентом) перфорации, обеспечивающей защиту человека от пуль стрелкового оружия и осколков боеприпасов. Такое поле зрения и видимость не могут обеспечить безопасность дорожного движения транспортного средства, особенно при управлении им на высокой скорости. При воздействии пули (осколка) под любым углом к экрану, но в плоскости любого перфорированного участка существует вероятность поражения водителя, так как габариты пули (осколочного элемента) соизмеримы с широким основанием конуса, а также из-за конусности отверстия уменьшается прочность щита, обращенная к водителю.
Поставленная цель достигается установкой перед лобовым (боковым) стеклом кабины транспортного средства защитного экрана с подвижным и неподвижным броневыми листами, перфорированными по всей площади сквозными отверстиями круглой формы. Подвижный броневой лист имеет возможность перемещения относительно неподвижного броневого листа в параллельной плоскости по круговой траектории, а частота совпадения и несовпадения отверстий в подвижном и неподвижном листах выше порога чувствительности глаза человека.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на:
- на фиг. 1 представлен общий вид защитного экрана;
- на фиг. 2 - вид сбоку (разрез по А-А);
- на фиг. 3 - вид на внутренние зазоры между броневыми листами и стенками рамы устройства (разрез по Б-Б);
- на фиг. 4 - кривошип (элемент активного сопряжения броневых листов);
- на фиг. 5 - пассивное сопряжение броневых листов;
- на фиг. 6 - пассивное сопряжение броневых листов (разрез по В-В);
- на фиг. 7 - принципиальная электрическая схема управления приводом защитного экрана.
Устройство для защиты водителя транспортного средства включает защитный экран, узлы крепления и внешний приводной механизм.
Защитный экран (фиг. 1, 2) представляет собой прямоугольную раму 1, выполненную из броневого материала швеллерного сечения. В раме 1 между стенками швеллеров размещается и жестко прикрепляется (например, приваривается по периметру к стенке швеллера) неподвижный броневой лист 2 прямоугольной формы. Перед неподвижным броневым листом 2 в раме 1 размещается подвижный броневой лист 3 таким образом, чтобы между сторонами броневых листов 2 и 3 и полками швеллеров рамы 1 оставались зазоры. Высота подвижного броневого листа 3 меньше высоты листа 2 на величину, обусловленную величиной вертикальных перемещений листа 3. В каждом из броневых листов 2 и 3 с расчетным шагом по горизонтали и вертикали выполнены сквозные смотровые круглые отверстия 4. Размеры смотровых отверстий 4, расстояний между отверстиями 4, расстояний между рядами отверстий 4 выполняются таким образом, чтобы круговая траектория движения каждого смотрового отверстия 4 подвижного броневого листа 3 пересекала места расположений соответствующих смотровых отверстий неподвижного броневого листа 2. При этом после фазы перекрытия отверстий 4 (отверстия в листах не совпадают) следует фаза совпадения отверстий 4 в броневых листах 2 и 3. Перекрытие отверстий может быть неполным, причем площадь неперекрытой части каждого отверстия в свету должна быть меньше площади поперечного сечения заданного калибра боеприпаса (величины осколка).
В нижних углах броневого листа 3 выполнены сквозные круглые приводные отверстия: 5 - для активного сопряжения, 6 - для пассивного сопряжения броневых листов 2 и 3 между собой.
Между броневыми листами 2 и 3 и стенками швеллеров рамы 1 (фиг. 3) в листах 2 и 3 выполнены полусферические лупки 7, в которые помещаются стальные шарики 8 так, чтобы они имели возможность свободно вращаться в лунках 7, а между броневыми листами 2 и 3 и передней стенкой рамы 1 оставался зазор 9.
В нижней части рамы 1 размещается механизм привода броневых листов 2 и 3 (фиг. 2). Он представляет собой активное и пассивное сопряжения броневых листов 2 и 3. Активное сопряжение устроено в виде кривошипа (фиг. 4), ведущий вал 10 которого получает крутящий момент Мкр внешнего приводного механизма. К рычагу 11 кривошипа жестко прикрепляется ось 12, вводимая в приводное отверстие 5 подвижного броневого листа 3 (фиг. 2). Пассивное сопряжение (фиг. 5, 6) представляет собой кольцевую канавку 13, выполненную в нижней части неподвижного броневого листа 2 и ограниченную обоймами 14 из антифрикционного материала. В канавку 13 вводится конец пальца-стабилизатора 15, другой конец которого подвижно, но без осевого перемещения, фиксируется стопорным кольцом 16 в приводном отверстии 6 подвижного броневого листа 3.
Внешний приводной механизм (фиг. 7) монтируется на транспортном средстве. Он включает в себя электродвигатель 17, концевик вала которого посредством соединительной муфты 18 (например, зубчатого или кулачкового типа) сопряжен с ведущим валом 10 внутреннего привода устройства; источник питания 19 (например, генератор базовой машины или другой специальный источник электропитания); переключатель 20, предохранитель 21 и сигнальную лампу 22. Переключатель 20 и сигнальную лампу 22 размещают в салоне или кабине транспортного средства. При необходимости в качестве внешнего приводного устройства может использоваться механический привод (ременная, цепная передача крутящего момента и др.) от раздаточной коробки или коробки перемены передач базового транспортного средства.
Каждый из узлов крепления защитного экрана (фиг. 2) представляет собой вакуумную опору-присоску 23, выполненную из гибкого эластичного материала (например, резины), имеющую жесткую телескопическую штангу 24 и шаровой шарнир 25, корпус 26 которого прикрепляется (например, приваривается) к раме 1 защитного экрана.
Для фиксации и крепления рамы 1 защитного экрана на заданном от лобового стекла транспортного средства расстоянии телескопическая штанга 24 снабжена винтовым стопором 27, а также стопором 28 фиксации положения шарового шарнира 25. Посредством 4-8 узлов крепления защитный экран может монтироваться на лобовое стекло или любую гладкую поверхность транспортного средства, а при ненадобности может быть быстро демонтирован.
Сборка защитного экрана.
В раму 1 с жестко прикрепляемым к ней неподвижным броневым листом 3 располагают горизонтально. В отверстие 5 подвижного броневого листа 2 вводится ось 12 кривошипа и фиксируется там от осевого смещения с возможностью вращения относительно своей продольной оси. В отверстие 6 подвижного броневого листа 2 вводится палец-стабилизатор 15 и фиксируется там от осевого смещения стопорным кольцом 16. В лунки 7 подвижного броневого листа 2 помещаются и временно (только для целей сборки) фиксируются (например, при помощи клея) шарики 8. Подвижный броневой лист 2 накладывается на неподвижный лист 3 и вставляется в раму 1 так, чтобы между листами 2 и 3 и между листом 2 и стенкой рамы 1 оставался зазор 9 (фиг. 3). Ведущий вал кривошипа вставляется в сквозное отверстие в нижней части неподвижного броневого листа 3, а ось пальца-стабилизатора 15 - в обойму 14 канавки 13 (фиг. 6). Рама 1 замыкается (на фигурах не показано), и защитный экран к монтажу на транспортное средство подготовлен.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Защитный экран с помощью узлов крепления прикрепляется к поверхности кабины (салона) транспортного средства при помощи вакуумных опор-присосок 23 (фиг. 2). Требуемое расстояние перед лобовым (боковым) стеклом кабины обеспечивается величиной выдвижения телескопических штанг 24 и фиксируется стопорами 27. Положение (угол наклона) обеспечивается поворотом шаровых шарниров 25, после чего они фиксируются в корпусах 26 стопорами 28. Вал электродвигателя 17 внешнего приводного механизма посредством муфты 18 соединяется с ведущим валом 10 кривошипа активного сопряжения броневых листов 2 и 3, электрическая цепь электродвигателя 17 соединяется с цепью генератора базового транспортного средства (с другим источником электропитания). Защитный экран к работе готов.
Двигатель транспортного средства заводится, генератор 19 вырабатывает электроэнергию. При включении питания внешнего приводного механизма переключателем 20 (фиг. 7) ток от генератора 19 через предохранитель 21, сигнальную лампу 22 (загорается) поступает на рабочую обмотку электродвигателя 17, вызывая вращение его вала и через муфту 18 - вращение приводного вала кривошипа.
При вращении рычага 11 кривошипа относительно оси ведущего вала 10 его ось 12 через приводное отверстие 5 передает усилие на подвижный броневой лист 3 (клеевое сопряжение «шарик 8 - лунка 7» распадается), заставляя его описывать круговую траекторию с радиусом, равным расстоянию между осью вращения ведущего вала 10 кривошипа и осью 12. При этом конец пальца-стабилизатора 15 пассивного сопряжения броневых листов 2 и 3, введенный в кольцевую канавку 13 неподвижного броневого листа 2, перемещается по ней, стабилизируя траекторию движения всего массива подвижного броневого листа 3.
Частота вращения вала электродвигателя 17 и, соответственно, скорость движения броневого листа 3 регулируется (подбирается) таким образом, чтобы частота совпадения смотровых отверстий 4 в экранах и их перекрытия превышала порог чувствительности частоты мельканий для глаза человека. В этом случае водитель не сможет воспринимать (видеть) фазу перекрытия отверстий 4 в броневых листах 2 и 3, поэтому поле зрения глаза водителя и видимость будут соответствовать видимости через штатное лобовое стекло транспортного средства.
При отсутствии потребности в защитном экране водитель переключателем 20 обесточивает цепь питания электродвигателя 17, его вал прекращает вращение, сигнальная лампа 22 гаснет. Внешний приводной механизм экрана с помощью муфты 18 рассоединяется с приводным валом кривошипа активного сопряжения броневых листов экрана, цепь питания внешнего приводного механизма размыкается, и защитный экран, а при необходимости - внешний приводной механизм и узлы крепления демонтируются с транспортного средства.
Использование предлагаемого устройства повышает транспортную безопасность водителя и обеспечивает безопасность дорожного движения при использовании транспортных средств в условиях воздействия пуль стрелкового оружия и осколков боеприпасов и взрывных устройств.
Использованные источники
1. Куперман А.И. Искусство управления автомобилем: Справочное пособие / А.И. Куперман, М.Б. Афанасьев: - М.: Высшая школа, 2003. - 263 с.
7
2. Патент РФ №2082634, МПК В60К 21/12, опубл. 27.06.1997.
7
3. Патент РФ №2465536, МПК F41H 5/04, опубл. 27.10.2012.
7
4. Патент РФ №2204107, МПК F41H 5/04, опубл. 10.05.2003.
7
5. Патент РФ №2198372 С2, МПК F41H 3/00, F41H 5/08. Щит (варианты) / Н.Г. Шахворостов, Я.Я. Хаджиева, С.А. Резниченко, В.Ф. Волынский, Б.В. Пустынин №2000118273/02; заявл. 17.07.2000, опубл. 10.02.2003.