УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОКОННОГО ПРОЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR PROTECTION OF WINDOW OF VEHICLE

Изобретение относится к транспортной безопасности, а именно к средствам защиты водителя и пассажиров транспортного средства от пуль стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боеприпасов.
При использовании транспортных средств в условиях огневого воздействия противника существует необходимость защиты водителя и пассажиров от пуль стрелкового оружия и осколков боеприпасов. В то же время непременным условием безопасности дорожного движения является видимость, которая ограничена полем зрения водителя [1]. Поэтому любой защитный экран должен выполнять не только защитную функцию, но также обеспечить обзор и видимость дорожно-транспортной обстановки для водителя, без которых невозможно безопасное движение транспортного средства.
Известны различные конструкции одно- и многослойных бронестекол для защиты людей, находящихся в транспортных средствах, которые не препятствуют наружному обзору изнутри транспортного средства [2]. Они достаточно широко используются на транспортных средствах силовых структур, а также в бронированных автомобилях.
Недостатками таких конструкций являются высокая стоимость подобных стекол, а также низкая безопасность движения при попадании в бронестекло пули или осколка, поскольку оно покрывается сетью трещин, которые уменьшают поле зрения водителя и видимость.
Известен щит [3], изготовленный из стойкого к воздействию пуль и осколков боеприпасов материала. Он выполнен из броневого листа, имеющего перфорированные участки. Обзор пространства из-за щита осуществляется в пределах перфорированной зоны (соотношение перфорации к полной поверхности 1:2…1:4).
Недостатком защитного щита является то, что во время движения транспортного средства видимость и обзор через отверстия в перфорированной области ограничены площадью смотровых отверстий, а вероятность прострела щита соответствует отношению площадей перфорированных участков к площади его полной поверхности.
Известно устройство безопасности для транспортного средства, включающее защитный экран в виде перфорированных с заданным шагом смотровыми щелями двух плоских прямоугольных броневых листов. Листы заключены в броневую раму и имеют приводной механизм, который обеспечивает одновременное возвратно-поступательное движение броневых листов в диаметрально-противоположных направлениях. При этом частота мельканий смотровых щелей выше порога чувствительности глаза человека [4].
Недостатком устройства является высокая вероятность прострела экрана пулей или осколком, поскольку общая площадь смотровых щелей, обеспечивающих видимость водителем дороги и дорожных объектов, составляет примерно половину общей площади экрана.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству являются броневые стальные листы, устанавливаемые на артиллерийских орудиях и других огневых средствах в качестве экранов для защиты личного состава расчетов от пуль и осколков боеприпасов, в которых для наблюдения используются прорези [5].
Подобная конструкция применяется для защиты людей на транспортных средствах [6].
Указанное защитное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является то, что с одной стороны - наблюдение за дорожно-транспортной ситуацией через узкую прорезь (смотровую щель) в движении снижает безопасность дорожного движения, а с другой - улучшение условий наблюдения путем увеличения площади смотровой щели снижает его защитные свойства, т.е. увеличивает вероятность прострела экрана.
Целью заявляемого устройства является улучшение видимости через смотровую щель путем увеличения величины воспринимаемого водителем поля зрения.
Поставленная цель достигается установкой перед ветровым стеклом кабины транспортного средства устройства в виде защитного экрана с двумя подвижными броневыми листами и смотровой щелью между ними, которые имеют возможность перемещения от горизонтальной оси экрана до крайних положений и обратно. Каждый из броневых листов попеременно увеличивает высоту исходной смотровой щели, ограничивающей поле зрения водителя, с частотой выше порога чувствительности глаза человека.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на:
- фиг. 1 - вид спереди;
- фиг. 2 - вид сбоку (разрез по А-А);
- фиг. 3 - принципиальная электрическая схема привода броневых листов;
- фиг. 4 - схема, иллюстрирующая работу защитного экрана (броневые листы в исходном положении);
- фиг. 5 - схема, иллюстрирующая работу защитного экрана (броневые листы в крайнем верхнем положении);
- фиг. 6 - схема, иллюстрирующая работу защитного экрана (броневые листы в крайнем нижнем положении).
Устройство для защиты оконного проема транспортного средства включает экран и привод броневых листов.
Экран (фиг. 1, 2) представляет собой цельную коробчатую прямоугольную раму 1 (например, сварную) швеллерного сечения, выполненную из броневого материала. В раме 1 с зазором размещаются броневые листы 2 и 3 прямоугольной формы с возможностью вертикального перемещения в одной плоскости от горизонтальной оси до крайних положений и обратно.
Вдоль верхней и нижней балок рамы 1 к внутренним поверхностям стенок швеллеров жестко прикрепляются винтовые цилиндрические пружины 4, постоянно упирающиеся в наружные торцы броневых листов 2 и 3 (фиг. 1, 2). С внешней и внутренней стороны в полках швеллеров стоек рамы 1 выполнены прямоугольные прорези 5 для беспрепятственного вращения деталей привода броневых листов. С внешней стороны экрана для их защиты к стойкам рамы 1 жестко прикрепляются (например, с помощью сварки) броневые козырьки 6, выполненные в форме полого полуцилиндра. Для монтирования устройства на транспортное средство к стойкам рамы 1 жестко прикрепляются штанги 9 регулируемой длины.
На внутренних торцах броневых листов 2 и 3 зеркально выполнены по две прямоугольные выемки 7, образующие по линии смыкания две общие полости, в которых на сопряженных с броневыми листами осях с возможностью свободного вращения помещены ролики-толкатели 8, которые под действием усилий пружин 4 постоянно упираются в поверхности кулачков-эксцентриков 12. Видимость через экран обеспечивается сформированной смотровой щелью, ограничивающей поле зрения водителя внутренними торцами броневых листов 2 и 3 и краями полок стоек рамы 1 (фиг. 1, 2).
Привод бронелистов (фиг. 3) включает жестко прикрепляемые к козырькам 6 синхронно работающие электродвигатели 10, валы 11 которых через отверстия в стойках с двух противоположных сторон по оси экрана введены внутрь рамы 1, на концевики которых без возможности проворачивания (например, посредством шлицевого сопряжения) посажены кулачки-эксцентрики 12; штекерный разъем 13; регулятор частоты вращения 14 валов 11 электродвигателей 10; сигнальную лампу 15; предохранитель 16; переключатель 17 и источник питания 18 (например, генератор базовой машины или другой специальный источник электропитания). Регулятор частоты вращения 14, сигнальная лампа 15 и переключатель 17 размещаются в кабине транспортного средства. При необходимости в качестве привода устройства может использоваться пневматический, гидравлический, механический привод (ременная, цепная передача крутящего момента от раздаточной коробки или коробки перемены передач базового транспортного средства).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Рама 1 защитного экрана монтируется на кабине транспортного средства снаружи перед оконным проемом с помощью штанг 9 регулируемой длины (например, посредством болтового сопряжения) и перекрывает его так, чтобы горизонтальная ось экрана располагалась перед глазами водителя по направлению его взгляда (фиг. 1). Под действием усилия пружин 4 броневые листы 2 и 3 роликами-толкателями 8 прижимаются к поверхностям кулачков-эксцентриков 12, образуя между внутренними торцами броневых листов 2 и 3 по линии смыкания смотровую щель, ограничивающую поле зрения водителя и позволяющую ему наблюдать за дорожно-транспортной ситуацией, когда привод броневых листов не приведен в действие. Носки кулачков-эксцентриков 12 привода броневых листов могут быть случайно ориентированы нормально плоскости экрана и выходить за границы стоек рамы 1 через прорези 5, образуя минимально возможную смотровую щель (исходное положение, фиг. 4). Электрическая цепь через штекерный разъем 13 соединяется с электродвигателями 10 привода броневых листов (фиг. 3).
Устройство к работе готово.
При замыкании водителем электрической цепи привода броневых листов ток от источника питания 18 через переключатель 17, предохранитель 16, регулятор частоты вращения 14 поступает к обмоткам электродвигателей 10, вызывая синхронное вращение валов 11 с кулачками-эксцентриками 12; в кабине транспортного средства загорается сигнальная лампа 15 (фиг. 3).
При повороте валов 11 вокруг своей оси от исходного положения (фиг. 4) на угол до 90° (фиг. 1, 5) носки кулачков-эксцентриков 12 набегают на ролики-толкатели 8, которые через свои оси передают усилие на броневой лист 2, заставляют его, преодолевая усилия сжимающихся пружин 4, располагаемых на верхней балке рамы 1, двигаться от нижнего до крайнего верхнего положения. Высота смотровой щели увеличивается вверх на величину носка кулачка-эксцентрика 12.
При повороте валов 11 на угол от 90 (фиг. 1, 5) до 180° (фиг. 4) носки кулачков-эксцентриков 12 сбегают с роликов-толкателей 8. Под действием усилия пружин 4, располагаемых на верхней балке рамы 1, броневой лист 2 возвращается в нижнее положение, высота смотровой щели уменьшается до высоты в исходном положении. Броневой лист 3 в данном диапазоне углов поворота кулачков-эксцентриков находится в верхнем положении.
При повороте валов 11 на угол от 180 (фиг. 4) до 270° (фиг. 6) носки кулачков-эксцентриков 12 набегают на ролики-толкатели 8, которые через свои оси передают усилие на броневой лист 3, который, преодолевая усилия сжимающихся пружин 4, располагаемых на нижней балке рамы 1, перемещается от верхнего до крайнего нижнего положения. Высота смотровой щели увеличивается вниз на величину носка кулачка-эксцентрика 12. Броневой лист 2 в данном диапазоне углов поворота кулачков-эксцентриков находится в нижнем положении.
При повороте валов 11 на угол от 270 (фиг. 6) до 360° (фиг. 4) носки кулачков-эксцентриков 12 сбегают с роликов-толкателей 8. Под действием усилия пружин 4, располагаемых на нижней балке рамы 1, броневой лист 3 возвращается в верхнее положение, высота смотровой щели уменьшается до высоты в исходном положении. Броневой лист 2 в данном диапазоне углов поворота кулачка-эксцентрика находится в нижнем положении.
Частота мельканий визуальной информации, поступаемой к водителю через изменяемую по высоте последовательно вверх - вниз (относительно исходного положения) смотровую щель, больше пороговой чувствительности глаза человека. Поэтому за счет инерции восприятия информации глазом поле зрения водителя будет восприниматься как сумма высот смотровой щели в исходном положении (фиг. 4) и двух величин носка кулачка-эксцентрика 12, когда броневые листы находятся в крайних положениях (фиг. 5, 6).
Комфортная для водителя частота мельканий визуальной информации регулируется водителем при помощи регулятора частоты вращения 14 валов 11 электродвигателей 10. При этом максимальная вероятность прострела экрана пулей или пролета осколка боеприпаса через смотровую щель остается равна отношению суммарной площади смотровой щели с высотой в исходном положении, плюс высота, равная высоте носка кулачка-эксцентрика 12 к рабочей площади экрана [7]. Рабочей площадью экрана является площадь, ограниченная внутренними кромками швеллеров балок и кромками полок стоек рамы 1 с внешней стороны устройства.
Для выключения устройства переключатель 17 ставится водителем в положение «выключено», электрическая цепь привода броневых листов обесточивается, валы 11 электродвигателей 10 прекращают вращение, броневые листы 2 и 3 останавливаются в произвольном положении, определяющем высоту смотровой щели и поле зрения водителя, сигнальная лампа 15 гаснет, электрическая цепь привода броневых листов отсоединяется от штекерного разъема 13 (фиг. 3).
Демонтаж устройства производится в последовательности, обратной монтажу.
Предлагаемое устройство может найти применение в качестве защиты водителя и пассажиров транспортных средств, а также в качестве окон для наблюдения на наблюдательных вышках, в специализированных железнодорожных вагонах и кунгах в условиях воздействия пуль стрелкового оружия и осколков боеприпасов.
Использованные источники информации
1. Куперман А.И. Искусство управления автомобилем: Справ. пособие/А.И. Куперман, М.Б. Афанасьев. - М.: Высш. шк., 2003. - 263 с.
2. Патент РФ №2465536 С2, Российская Федерация, МПК F41H 5/04, Е06В 5/12, B60J 1/02, B32B 3/06, В32В 7/02, В32В 17/06. Бронестекло/Мак-КАРТИ Деннис П. (US), Миллер Джон P. (US) №2010139510/11; Заяв. 25.02.2009, опубл. 27.10.2012.
7
3. Патент РФ №2198372 С2, Российская Федерация, 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; Заяв. 17.07.2000, опубл. 10.02.2003.
4. Патент РФ №138979 U1, Российская Федерация, МПК F41H 5/00. Устройство безопасности для транспортного средства/О.А. Матвеев, А.Ю. Дащенко, А.П. Трофимов, Г.И. Шибаев, Д.А. Ковачев. №2013144883/11; Заяв. 07.10.2013, опубл. 27.03.2014, бюл. №9.
5. Военно-энциклопедический словарь. - М.: Военное издательство, 1984. - с. 826.
6. Резниченко С.А. Оценка стойкости военно-инженерной техники к воздействию осколочно-фугасных боеприпасов и предложения по ее повышению: дис…канд. техн. наук. - М.: ВИА, 2002. - 247 с.
7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей, изд. 3, испр./Е.С. Вентцель. - М.: Наука, 1964. - С. 576.