Доверяй, но проверяй. Из дорожных записок

Посещение реальных объектов дает пищу для размышлений. Вот и на этот раз, приехав к одному из заказчиков, я невольно обратил внимание на установленный при въезде на объект поворотный шлагбаум. На нем шильдик: название поставщика, его адрес, телефоны и адреса электронной почты отдела продаж, здесь же указана модификация шлагбаума – противотаранный барьер (ПТБ) такой-то. Далее следуют контакты производителя, год выпуска, ширина проезда, высота стрелы над поверхностью. И, как положено, надпись "Изготовлено в России".

Вроде бы все указано, даже некоторые технические характеристики, кроме одной, а именно – какой таранный удар сможет выдержать конструкция? Спросил об этом представителя заказчика, тот не без гордости заявил, что это довольно мощное устройство и рассчитано на удар 7-тонного грузовика, движущегося со скоростью 50 км/час. Можете представить себе загруженный доверху ЗиЛ-130? Действительно, заявленные показатели внушительные.

Спросил, есть ли акты натурных испытаний. Увы, их у заказчика не оказалось, объяснили, что основные характеристики ПТБ были представлены поставщиком на конкурс, исходя из математических расчетов. Многолетняя практика показывает, что расчетные показатели конструкций подобного назначения могут расходится с результатами натурных испытаний на 50%, как правило, в худшую сторону, то есть по расчетам балка должна выдержать нагрузку, а она разрывается. Заказчик предлагает ознакомиться с информационным листком, где подробно указаны габариты и технические характеристики ПТБ. Здесь, и ширина проезда (4 м), и угол поворота стрелы (90 град.), и температурный диапазон (-45…+50 °C), и габариты замковой стойки со стрелой и без оной.

Но опять же нет ключевой характеристики: на какой таранный удар рассчитана конструкция шлагбаума.

Обращаюсь к веб-сайту поставщика. Первое, что бросается в глаза, – баннер со слоганом "Быстрый расчет нестандартных изделий". И далее помельче: "Наш проектный отдел рассчитает любое нестандартное изделие за один час".

Захожу в раздел "Противотаранные барьеры", кликаю на нужную модификацию поворотного шлагбаума и опять не нахожу ни результатов натурных испытаний, ни физических характеристик устойчивости к таранному удару. Зато под заголовком "Плюсы и минусы эксплуатации разных типов ПТБ" читаю в общем описании линейки изделий: "Стрела у ПТБ шлагбаумного типа находится на высоте 90 см от поверхности проезжей части, благодаря этому при возникновении таранного удара автомобиль наезжает на стрелу ПТБ непосредственно кузовом. Это позволяет мгновенно остановить транспортное средство, все части автомобиля остаются за пределами огражденной территории. Вероятность попадания элементов автомобиля в пешеходов и материальные объекты крайне мала. При таранящем ударе нарушится форма стрелы, но ее целостность будет сохранена".

О том, что конструкция выдержит таранный удар, утверждает последняя фраза. Однако где приложенный для убедительности расчет?

Беру линейку, замеряю сечение стрелы шлагбаума, сваренной из двух швеллеров 16П. При этом внутри барьера нет ни тросов, ни каких-то иных усиливающих конструкцию элементов. Вношу замеры в компьютерную программу. Заметьте, что погрешность таких расчетов может составлять до 50%. В итоге определяю, что максимальное усилие деформации балки, приложенной посередине, пролетом 4 м для стали с пределом прочности 500 МПа составляет 100 000 Н, или 10 тонн, в упругой зоне работы материала.

Далее происходит пластическая деформация балки без уменьшения указанного усилия. Максимальное смещение балки определяется
величиной перекрытия балки с опорой и составляет по результатам замеров 300 мм. Данному перемещению равна деформация середины пролета балки, и, соответственно,  максимальное расстояние для остановки прорывающегося автомобиля – 0,7 метра. На основе силовых расчетов и геометрических построений прихожу к выводу: действительно, конструкция ПТБ шлагбаумного типа данной модификации выдержит таранный удар транспортным средством массой 7 тонн, движущимся со скоростью… 15 (а не заявленные 50) км/час. Понятно, что расчеты имеют приблизительный характер.  Предлагаю специалистам проверить и, быть может, даже опровергнуть полученные мной результаты.

Хочу напомнить и разработчикам, и потенциальным заказчикам, что натурные испытания противотаранной техники методом краш-теста (которые считаются обязательными за рубежом), может быть, и затратный, но самый убедительный способ подтвердить расчетные характеристики конструкций.

На сайте того же поставщика есть пояснение: "Противотаранный барьер – сложный инженерный объект, специально созданный для защиты периметра стратегически важных государственных особо охраняемых объектов. Данные устройства препятствуют проникновению посторонних небронированных колесных транспортных средств (автомобилей) на защищаемую территорию…"

В заключение советую владельцам объектов обращать внимание на документы или расчеты, подтверждающие технические характеристики предлагаемого оборудования.

Игорь Васильев
Редактор раздела "Комплексная безопасность, периметровые системы",
главный конструктор ЦеСИС

Фото предоставлены автором