БАРЬЕР БЕЗОПАСНОСТИ

Полезная модель относится к строительству автомобильных дорог и предназначена для повышения безопасности движения.
Известны барьеры безопасности, содержащие заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки со смонтированными на них горизонтальными упругими амортизирующими, либо пластически деформируемыми элементами для гашения удара /см., например, заявку Франции №2244875, кл. Е01F 15/00,1975 [1]; патент США №3540699, кл. 256 - 13.1, 1971 [2]/.
Недостатками известных барьеров безопасности являются низкая эффективность гашения удара и повышенная опасность из-за непрогнозируемого поведения автомобиля на дороге после удара. Это объясняется тем, что уменьшение жесткости и повышение вязкости элементов барьера безопасности делает их работу неэффективной и может привести в случае значительной скорости автомобиля к его полному разрушению при перемещении вдоль барьера безопасности за счет значительных сил трения. Увеличение же жесткости барьера безопасности приводит к послеударному отбрасыванию автомобиля на дорогу со значительной вероятностью повторных столкновений.
Известен также ряд конструкций барьеров безопасности, содержащих смонтированные на вертикальных стойках механические упругие элементы, имеющие возможность линейных и угловых смещений относительно стоек /см., например, патент США №3292909, кл. 256 - 13.1, 1966 [3]; а.с. СССР №1011770, кл. Е01F 15/00, 1982 [4]; а.с. СССР №1178828, кл. Е01F 15/00, 1984 [5]; патент РФ на изобретение №2393288, кл. Е01F 15/04, 2009 [6]/.
Данные устройства позволяют несколько растянуть время удара за счет создания эффектов качения автомобиля вдоль барьера безопасности и смены направлений соударений с его элементами. Однако, кардинально повысить эффективность гашения удара они не могут, а главное - характеризуются значительной сложностью конструкции, низкой надежностью подвижных элементов и высокой стоимостью, что практически исключает возможность их широкого использования на продолжительных участках дороги.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является бариер безопасности, содержащий стойки, заглубленные в грунт дорожного полотна, и закрепленные на них заграждения, каждое из которых выполнено в виде эластичной бесконечной ленты, огибающей смонтированные на смежных стойках ролики /см. а.с. СССР №962415, кл. Е01F 15/00, 1981 [7]/, и принятый за прототип.
Недостатком устройства-прототипа является низкая эффективность гашения силы удара автомобиля при его наезде на ограждение вследствие как малого поглощения и рассеяния последним энергии удара, так и незначительного изменения ограждением направлений каждого из последовательности соударений по отношению к предыдущему, а также значительная опасность послеударного отбрасывания автомобиля от барьера безопасности на дорожное полотно со значительной вероятностью повторных столкновений.
Сущность полезной модели заключается в создании сравнительно простой конструкции барьера безопасности для автомобильной дороги, обеспечивающей повышение эффективности гашения энергии соударений и снижение опасности послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно за счет дополнительного использования при контакте автомобиля с барьером сил их магнитного взаимодействия, а также сил магнитного взаимодействия элементов барьера.
Технический результат - повышение эффективности гашения удара при наезде автомобиля на барьер и снижение опасности послеударного отбрасывания автомобиля.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном барьере безопасности, содержащем стойки, заглубленные в грунт дорожного полотна, и закрепленные на них заграждения, каждое из которых представляет собой эластичную бесконечную ленту, огибающую смонтированные на смежных стойках ролики, особенность заключается в том, что эластичная лента выполнена из высококоэрцитивной магнитотвердой резины, намагниченной в аксиальном направлении.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично изображен участок предлагаемого барьера безопасности: на фиг. 1 - на общем виде со стороны дорожного полотна; на фиг. 2 - на виде сверху.
2
3
Барьер безопасности содержит стойки 1, заглубленные в грунт 2 дорожного полотна 3, и закрепленные на них заграждения 4, каждое из которых представляет собой эластичную бесконечную ленту, огибающую смонтированные на смежных стойках 1 поворотные ролики 5, изготовленные из упругого материала, например, из твердой резины. При этом эластичная бесконечная лента выполнена из высококоэрцитивной магнитотвердой резины, намагниченной в аксиальном /поперечном/ направлении /см., например, А.Г. Алексеев, А.Е. Коренев "Эластичные магнитные материалы", М., "Химия", 1976, стр. 151-153 [8]; патент РФ на изобретение №2284597 "Высококоэрцитивная ткань", 2004 [9]/. В качестве полимерной основы /связующего полимера/ целесообразно использовать полиамид и акриловые сополимеры, а в качестве наполнителя в виде порошка из магнитотвердого материала-ферриты бария BaО·6FeO. Процесс намагничивания таких эластичных постоянных магнитов в виде ленты в аксиальном направлении, то есть в направлении толщины ленты, в импульсных намагничивающих полях с помощью, например, конденсаторных установок с импульсным разрядом конденсатора также подробно отработан /см., например, [8], стр. 159-169/. Применение для изготовления магнитотвердой резины композиции вышеуказанных материалов и указанного характера намагничивания обеспечивает необходимое для выбранной цели оптимальное сочетание между магнитными, механическими и технологическими характеристиками резины. Так, в данном конкретном случае при средних величинах остаточной индукции и коэрцитивной силы обеспечиваются высокие эластичность материала, его прочность на разрыв и ударопрочность при отсутствии ломкости. Изготовленные вышеуказанным образом заграждения /ленты/ 4 в виде эластичных постоянных магнитов широко применяются в качестве транспортерных лент для перемещения ферромагнитных деталей, магнитных панелей и т.п. /см. [8], стр. 187-188/.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При ударе автомобиля о барьер в виде замкнутой эластичной ленты 4 последняя поворачивается на роликах 5, установленных на стойках 1, изменяя первоначальное направление движения автомобиля и значительно смягчая силу удара /см. описание к устройству-прототипу [7]/. Однако, дополнительно к [7] ударный контакт ферромагнитного кузова автомобиля с магнитной лентой 4 сопровождается магнитным взаимодействием /притяжением/, что в любом случае не зависимо от угла соударения растягивает время контактирования, обеспечивает дополнительное гашение кинетической энергии удара за счет ее преобразования в потенциальную энергию магнитного взаимодействия автомобиля и ленты 4, резко дополнительно изменяет первоначальное направление движения автомобиля. Очевидно, что вышеуказанное магнитное взаимодействие за счет притяжения автомобиля к барьеру резко снижает опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно 3 с большой вероятностью столкновений с другими транспортными средствами. Как видно из фиг. 2, удар автомобиля в обращенную к дорожному полотну 3 ветвь любого кольцевого участка ленты 4 приводит к сближению внутренних сторон ветвей, имеющих при аксиальном /поперечном/ намагничивании лент 4 одноименные полюса. Это обуславливает отталкивание ветвей при сближении, то есть дополнительное магнитное противодействие лент 4 поперечным ударным нагрузкам, что приводит к повышению динамической поперечной жесткости барьера при одновременном сохранении им ударной вязкости, увеличивает диссипацию /рассеяние/ энергии и поглощение барьером кинетической энергии удара. Предлагаемый барьер, практически сохраняя по сравнению с известным простоту и технологичность, позволяет резко повысить эффективность гашения ударов и снизить опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорогу.