1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЗАМКИ

Механические замки наиболее широко распространены в жилом секторе. Они содержат только механические детали, просты и удобны в обращении, надежны в эксплуатации, не требуют никаких дополнительных источников энергии, доступны по цене даже малообеспеченным слоям населения.

По способу установки на конструкцию различают врезные, накладные и висячие замки. Врезные замки встраиваются в полотно конструкции, накладные устанавливаются на его плоскости изнутри защищаемой зоны, висячие замки подвешиваются на петлях, жестко закрепленных с наружной стороны конструкции с помощью сварки, заклепок или болтов. Существует великое множество модификаций механических замков, но каждый из них обязательно имеет корпус, засов, и механизм секретности.

1.1. Корпуса замков

Корпус является основной деталью замка, внутри которой помещаются детали его механизма. Корпуса врезных и накладных замков закрываются крышкой.

Корпуса и крышки врезных замков должны изготавливаться из листовой стали толщиной не менее 1,5 мм. Кроме этого у врезных замков имеется лицевая планка, служащая для направления засова и крепления замка к подвижной части конструкции. Лицевая планка должна быть надежно приварена к корпусу замка и иметь толщину не менее 2,5 мм. Корпуса накладных и висячих замков, как правило, литые или сварные из алюминиевых сплавов или стали.

1.2. Засовы

Засовом называется деталь замка, служащая для обеспечения запирания конструкции посредством входа в запорную планку. Он представляет собой металлическую деталь, состоящую из хвостовика, стойки хвостовика и головки (рисунок 1).

Хвостовик засова представляет собой пластину с конфигурацией, необходимой для перемещения засова при разблокировании механизма секретности с помощью ключа. Стойка хвостовика засова служит для удержания засова в фиксированных положениях. Она может устанавливаться как на хвостовике засова, так и на корпусе замка.

Головка засова может быть одинарной либо комбинированной. В первом случае - это, как правило, металлический брусок прямоугольной формы, во втором - несколько (обычно - не более пяти) стержней круглого сечения. Засовы с комбинированными головками предпочтительней, так как позволяют значительно увеличить площадь сечения и равномерно распределить нагрузку. Кроме этого, для удешевления замка, из термообработанной стали можно изготавливать не всю головку засова, а только один (два) из ее штырей. Головка засова выходит из корпуса замка при его запирании и втягивается обратно при отпирании. На устойчивость замка к статическим и динамическим нагрузкам оказывают влияние материал, из которого она изготовлена, площадь сечения и ее длина.

а) Засовы с одинарной головкой



б) Засовы с комбинированной головкой



Рисунок 1 - Примеры и устройство засовов:
1 - головка; 2 - хвостовик; 3 - стойка хвостовика

Засовы из таких материалов, как ЦАМ, сплавы алюминия, латунь обладают очень низкой устойчивостью к взлому, поэтому от использования замков с такими засовами лучше отказаться. В хороших замках головка засова изготавливается целиком из термообработанной стали либо из обычной стали, усиленной вставками из термообработанной стали, которые обычно наглухо впрессовываются в материал головки. В некоторых замках они встраиваются в головку засова с таким допуском, чтобы могли свободно вращаться. Такие конструкции обеспечивают очень высокую устойчивость к перепиливанию ножовкой, напильником или аналогичным инструментом. (Однако против "болгарки" не могут устоять и они, так как скорость вращения режущей насадки "болгарки" значительно превышает скорость, с которой может вращаться упрочняющая вставка).

Первоначальное представление об устойчивости замка к взлому или, как часто можно слышать, о "мощности" замка можно получить по внешнему виду головки засова. Чем больше площадь ее поперечного сечения, тем устойчивее замок. Для дверей желательно выбирать замок с площадью сечения головки засова не менее 300 мм², а для гаражных ворот - не менее 500 мм². Площадь сечения прямоугольного одинарного засова определяется как произведение его высоты на ширину, а для определения площади сечения комбинированных засовов можно воспользоваться таблицей 1.

Таблица 1

Длина головки засова должна быть такой, чтобы ее вылет L при запирании был не менее 25 мм, а длина В той ее части, которая остается при этом в корпусе замка, была не менее 10 мм (рисунок 2).

1.3. Механизмы секретности

Назначение механизма секретности замка понятно из его названия: обеспечить секретность замка, то есть заданное количество различных комбинаций, каждая из которых соответствует только определенному ключу или коду. В ключевых замках механизм секретности приводится в действие штатным ключом, представляющим собой металлическую болванку, на которую с помощью механической обработки нанесен код, соответствующий коду данного механизма секретности. В кодовых или бесключевых замках код, соответствующий хранящемуся в механизме секретности, вводится посредством набора вручную определенной комбинации кодовых элементов (нажатия кнопок, вращения дисков и т. п.).

Ключевые замки подразделяют на замки с цилиндровыми, сувалъдными и реечными механизмами секретности.

L - не менее 25 мм; В - не менее 10 мм
Рисунок 2 - Корпус врезного замка с размещенным в нем засовом

1.3.1. Цилиндровые механизмы секретности

Конструктивно цилиндровый механизм секретности (МС) состоит из корпуса, цилиндра и кодовых элементов. В исходном состоянии блокирующие части кодовых элементов расположены как в корпусе, так и в цилиндре, жестко сцепляя их друг с другом. При введении штатного ключа в ключевое отверстие кодовые элементы изменяют свое положение таким образом, что их блокирующие части устанавливаются на одной линии - линии сопряжения цилиндра и корпуса. Цилиндр освобождается и при повороте ключа может вращаться, перемещая засов. После извлечения ключа из ключевого отверстия кодовые элементы с помощью пружин возвращаются в первоначальное положение и вновь блокируют цилиндр.

В зависимости от типа кодовых элементов цилиндровые МС подразделяют на штифтовые, пластинчатые и дисковые. Какой механизм секретности используется в замке, можно определить по внешнему виду придаваемых к нему ключей.

В штифтовых МС кодовые элементы выполнены в виде штифтов - деталей цилиндрической формы, которые обычно изготавливаются из латуни. В цилиндре и корпусе МС размещаются несколько различных по длине кодовых штифтов, которые фиксируются в определенном положении с помощью поджимных штифтов и цилиндрических пружин. Штифтовые МС бывают одно-, двух-, трех- и четырехрядными.

Однорядные МС комплектуются несколькими парами штифтов (как правило, 5 - 6), что обеспечивает достаточно высокую расчетную секретность замка. Однако фактическая секретность получается гораздо ниже. Это объясняется тем, что шаг кодового элемента, то есть минимальная разница в длине штифтов составляет обычно 0,5 мм. В реальных конструкциях замков сумма допуска на изготовление штифтов и величины зазора между цилиндром и корпусом (0,2 - 0,3 мм) может превысить величину шага кодового элемента, что, в свою очередь, позволяет открывать такие замки с помощью элементарных приспособлений либо простым подбором ключа. Среднее время криминального открывания замков с такими МС составляет 1,5-3 минуты.

В многорядных МС количество кодовых элементов обычно больше, чем в однорядных, а поджимание штифтов происходит в нескольких плоскостях. За счет этого, с одной стороны, значительно повышается устойчивость замков с такими механизмами к криминальному открыванию, а с другой - затрудняется введение ключа в ключевое отверстие и извлечение его оттуда. Это вызывает преждевременный износ не только ключа, но и самого МС, что, в конечном счете, влечет за собой снижение фактической секретности замка. На рисунке 3 приведены примеры ключей для "обычных" штифтовых МС.

В пластинчатых МС кодовые элементы выполнены в виде пластин (обычно от 7 до 9) сложной конфигурации, изготавливаемых, как правило, из листовой латуни толщиной 1 мм. Пластинчатым МС отечественного производства присущи те же недостатки, что и штифтовым: невысокая точность изготовления пластин и большой зазор между цилиндром и корпусом. Примеры ключей для пластинчатых МС приведены на рисунке 4.

1	2
3

Рисунок 3 - Примеры ключей для замков с штифтовыми МС
1 - однорядный (английский ключ) 2 - двухрядный, 3 - четырехрядный

1

2

3

Рисунок 4 - Примеры ключей для замков с пластинчатыми МС
1 - для МС с цельными пластинами
2, 3 - для МС с составными пластинами



Рисунок 5 - Пример ключа для дискового МС типа "Аблой"

В дисковых МС роль кодовых элементов выполняют специальные диски с кодовой прорезью. При введении штатного ключа в ключевое отверстие прорези всех дисков совпадают, создавая общую прорезь, в которую опускаются подпружиненные траверсы. Дисковые МС, в отличие от штифтовых и пластинчатых конструктивно более надежно защищены от отмычек. Достаточно сказать, что время криминального открывания широко применяемых МС типа "Аблой" (ключ полукруглой формы - рисунок 5) превышает 30 минут.

Слабая устойчивость к криминальному открыванию и взлому сворачиванием и/или высверливанием традиционно присуща замкам с цилиндровыми МС. Причин этому несколько и обусловлены они конструктивными особенностями МС.

Во-первых, значительные допуски на изготовление деталей механизма секретности при его небольших габаритах накладывают ограничения на количество кодовых элементов, что, в конечном счете, не позволяет получить высокую фактическую секретность.

Во-вторых, цилиндровый МС всегда имеет выступающую за наружную плоскость полотна конструкции часть корпуса. Например, стандартная длина корпуса и цилиндра штифтовых МС составляет 62 мм, а толщина полотна входной двери в квартиру - 40 мм. То есть длина выступающей части составляет примерно 11 мм, чего вполне достаточно для захвата и сворачивания корпуса механизма секретности рычажным инструментом (газовыми клещами, разводным ключом и т. п.). У дисковых МС типа "Аблой" корпус и цилиндр практически целиком выступают за полотно конструкции.

В-третьих, торцевая плоскость как цилиндра, так и корпуса цилиндрового МС открыта для применения сверла.

Недостатком цилиндровых МС является и то, что усилия, прикладываемые к ним при открывании / закрывании с помощью штатного ключа, весьма незначительны. Поэтому замки с такими МС, как правило, не оснащают мощными засовами, требующими для своего перемещения приложения значительных усилий. Исключение составляют, пожалуй, замки с редукторными передачами и висячие замки, в которых с помощью ключа производится только разблокирование засова (дужки), а его перемещение - открывание замка - производится вручную.

Казалось бы, что такие существенные недостатки цилиндровых МС должны были ограничить сбыт замков с цилиндровыми МС и заставить производителя перепрофилировать производство на выпуск замков с другими МС. Однако доля замков с цилиндровыми МС в общем объеме производства и продаж замков в России не сокращается и в настоящее время составляет примерно 75-80 %. Это объясняется тем, что замки с цилиндровыми МС имеют несомненные преимущества перед замками с другими МС, такие как малые размеры ключа, высокая надежность и простота эксплуатации. А такое уникальное их качество, как возможность замены механизма секретности (даже на механизмы других производителей) без замены замка делает их особенно привлекательными для населения, так как позволяет значительно сократить расходы на приобретение нового замка в случае поломки МС или при утере ключей - достаточно купить и самостоятельно заменить только "личинку" замка.

Поэтому в последние годы не только в России, но и за рубежом основной упор сделан на производство цилиндровых МС, устойчивых к криминальным воздействиям.

Основными направлениями повышения устойчивости к криминальному открыванию, которые применяют производители цилиндровых МС, являются повышение секретности посредством увеличения точности изготовления их деталей и количества кодовых элементов и криптостойкости путем усложнения профиля ключевого отверстия цилиндра и формы кодовых элементов.

В качестве примеров таких разработок можно привести одно- и двухрядные штифтовые МС, имеющие ключи с так называемой "перфорационной" кодировкой (рисунок 6), и дисковый МС с ключом, рабочая часть которого имеет спиралеобразную форму (рисунок 7). Такие МС имеют фактическую секретность несколько десятков миллионов комбинаций. Еще одним достоинством указанных дисковых МС является взаимозаменяемость с существующими штифтовыми и пластинчатыми МС, так как они имеют такие же размеры.

Рисунок 6 - Примеры ключей для штифтовых МС с "перфорацией":
1 - однорядного; 2 - двухрядного



Рисунок 7 - Ключ для дискового МС повышенной секретности

В заключение следует отметить, что стоимость описанных МС ненамного выше, несмотря на то, что они относятся уже к изделиям точной механики, а конструкция их достаточно сложна.

Основными способами защиты механизмов секретности от высверливания и сворачивания являются встраивание в корпус МС элементов твердостью не менее HRC 55 и применение специальных накладок (рисунок 8).

А)	Б)
В)

Рисунок 8 - Примеры защитных накладок от высверливания и сворачивания
A) - типы защитных накладок для цилиндровых механизмов секретности;
Б) - крепление защитной пластины к дверному полотну;
B) - сувальдный замок с защитой стойки хвостовика засова
1 - свободно вращающаяся пластина из термообработанной стали;
2 - шпилька с резьбой М5 или более; 3 - цилиндровый МС;
4 - свободно вращающаяся шайба из термообработанной стали;
5 - стойка хвостовика засова

1.3.2. Сувальдные механизмы секретности

Кодовыми элементами в сувальдных МС являются сувальды — подпружиненные стальные пластины обычно от 4 до 8, имеющие проходной паз для стойки хвостовика засова (рисунок 9). Форма проходного паза у каждой сувальды своя. В исходном состоянии сувальды расположены таким образом, что проходной паз закрыт, стойка хвостовика засова, а вместе с ней - и весь засов находятся в некотором фиксированном положении. При повороте штатного ключа каждая сувальда перемещается его кодовыми выступами в вертикальном направлении на заданную высоту, определяемую конфигурацией бородки ключа. При этом проходные пазы сувальд располагаются относительно друг друга так, что, освобождается проход для горизонтального перемещения стойки хвостовика засова. Сам засов также перемещается непосредственно ключом, для чего служит специальный "рабочий" выступ на его бородке, не несущий кодовой информации. Поэтому ключи к сувальдным МС более громоздки, чем ключи к цилиндровым МС.

Рисунок 9 - Элементы сувальдных МС:
1 - сувальда цилиндрической пружиной; 2 - сувалъда с плоской пружиной; 3 - засов;
4 - фрагмент сувальды; 4а - зазубрины на стойке хвостовика засова и сувалъде
для защиты от отмычек

Ключи для сувальдных МС бывают одно- и двухсторонние (рисунок 10). В замках с односторонним ключом код каждой сувальды одинаков на каждое перемещение засова. Замки с двухсторонним ключом имеют более высокую секретность, так как на каждое перемещение засова сувальды имеют свой код. Однако у замков с односторонним ключом ключевое отверстие имеет меньшие размеры, что затрудняет манипуляции внутри замка. Поэтому при равном количестве сувальд замки с односторонним ключом более криптостойки.

1	3
2	4

Рисунок 10 - Примеры ключей для сувальдных МС:
1 - 3 - двухсторонние; 4 – односторонний

Рассмотрим ключи, изображенные на рисунке 10. Позиция 1 - ключ от замка с четырьмя симметрично расположенными сувальдами. Такие замки легко открываются подбором ключа. Позиция 2 - замки с такими ключами имеют 6 кодовых сувальд и открыть их методом подбора ключа или отмычками гораздо сложнее. Позиция 3 - замки с такими ключами имеют обычно 5-6 сувальд и разнесенные по уровням ключевые отверстия. Преимущество этих замков в том, что ключ имеет в торце отверстие, которое совмещается при вводе ключа в ключевое отверстие со штырем, установленным в корпусе замка. Во-первых, это позволяет эксплуатировать замок длительное время, так как ключ жестко фиксируется при поворачивании и перекосов в механизме секретности не происходит. Во-вторых, наличие штыря в ключевом отверстии значительно осложняет подбор ключей и отмычек для криминального открывания. На позиции 4 изображен односторонний ключ.

На качество работы замков с сувальдными МС оказывают влияние несколько факторов.

Плоские пружины, поджимающие сувальды, из-за небольшого радиуса R, ограниченного габаритами корпуса замка, иногда ломаются, поэтому предпочтение следует отдавать механизмам с цилиндрическими пружинам (рисунок 9). Фактическая секретность сувальдного МС определяется и ограничивается величиной зазора между стойкой хвостовика засова и выступами сувальд, который по ГОСТ 5089-97 не должен превышать 0,6 мм для замков 2 и 3 классов устойчивости к взлому и 0,5 мм для замков 4 класса устойчивости. Для повышения секретности необходимо увеличивать число сувальд в механизме секретности, чего можно добиться лишь уменьшив шаг кодовых элементов за счет более высокой точности изготовления ключа и деталей замка.

1.3.3. Реечные механизмы секретности

Замки с реечными МС по конструкции являются, пожалуй, самыми простыми. В засове и на ключе нарезаются соответствующие друг другу по шагу нарезки пазы и выступы под углом 45° (рисунок 11).

Рисунок 11 - Пример ключа для реечного МС

При вдавливании ключа в ключевое отверстие происходит зацепление выступов ключа и засова с перемещением последнего. Замки с реечными МС работоспособны при низких температурах и повышенной влажности и, как правило, имеют мощные засовы с длиной головки порядка 100 мм и более. Кроме этого, замки с двумя засовами позволяют получить высокую секретность. Основными недостатками замков с реечными МС являются:

- большие размеры ключа;

- значительное усилие на ключ при открывании замка;

- простая конфигурация ключевого отверстия, делающая криптостойкость замка достаточно низкой;

- отсутствие фиксации засова в выдвинутом положении;

- большая металлоемкость.

Вышеперечисленные недостатки ограничивают область применения замков с реечными МС и позволяют их рекомендовать лишь в качестве дополнительных для установки на воротах и дверях гаражей.

1.3.4. Бесключевые замки

Основными видами отечественных механических бесключевых замков являются врезные замки с кнопочными кодонабирателями и висячие замки с дисковыми кодонабирателями (рисунок 12). Бесключевые (или кодовые) механические замки не нашли широкого применения из-за слабой устойчивости к взлому кодового устройства. Врезные замки (рисунок 12, поз. 1) обычно используют в качестве дополнительных к ключевым замкам в некоторых служебных или производственных помещениях. Их можно устанавливать на дверях подсобных помещений, запасных или аварийных выходов в гостиницах и общежитиях, когда доступ к кодонабирателям извне отсутствует (при этом работники этих организаций должны знать код). Висячие замки удобны для запирания раздвижных или распашных оконных решеток изнутри помещения.

1

2

Рисунок 12 - Примеры механических бесключевых замков
1 - врезной замок с кнопочным кодонабирателем;
2 - висячий замок с дисковым кодонабирателем

1.4. Конструктивные требования к замкам по устойчивости к взлому

В настоящее время единственным стандартом, устанавливающим требования по устойчивости механических дверных замков к взлому и криминальному открыванию, является ГОСТ 5089-97 "Замки и защелки для дверей. Технические условия". Стандарт подразделяет замки на 4 класса устойчивости: 1-й (низший), 2-й, 3-й и 4-й. Требования к гаражным и висячим замкам не устанавливаются, поэтому при сертификации данной продукции испытания проводят только на соответствие техническим условиям или техническим требованиям, приведенным в паспорте на замок. Это позволяет "просачиваться" на потребительский рынок недоброкачественным изделиям. Исправить такое положение может, по нашему мнению, ГОСТ Р "Устройства запирающие, закрывающие и фиксирующие для защитных конструкций. Технические требования и методы испытаний на устойчивость к взлому", проект которого разработан при непосредственном участии НИЦ "Охрана" (намечаемый срок ввода в действие - 2001 год). Данный стандарт охватывает все известные на сегодняшний день замки, включая электромеханические, электромагнитные и электронные. Он устанавливает требования к замкам по устойчивости к взлому, виды и нормированные значения криминальных воздействий, а также методы испытаний. Данный стандарт подразделяет по устойчивости замки на 4 класса: U.1 (низший), U.2, U.3, и U.4. Важным моментом, на который следует обратить внимание, является регламентирование минимального фактического числа кодовых комбинаций (таблица 2), которое можно определить только по результатам испытаний замков по специальным методикам. Это вызвано тем, что практически все производители замков указывают их теоретическое число, а оно, как правило, в несколько раз превышает фактическое.

Таблица 2

В части устойчивости к криминальному открыванию замков хотелось бы обратить внимание читателя на следующее. Существуют понятия фактическое число кодовых комбинаций (секретность) и количество кодовых элементов механизма секретности. Первое определяет устойчивость замка к открыванию методом подбора ключа. Если взять число кодовых комбинаций, к примеру, равным 1000, то преступнику (в самом неблагоприятном для него случае) необходимо иметь в своем "арсенале" 1000 ключей, которые как минимум (это для небольших "английских" ключей) будут весить 15 - 20 кг!, а их перебор займет несколько часов. То есть сама по себе секретность замка может быть и не очень высокой (не десятки, а, тем более, не сотни тысяч). Количество кодовых элементов определяет, в основном, устойчивость замка к открыванию отмычками - чем их больше, тем труднее подобрать отмычки. Ясно, что опытный преступник не будет таскать с собой тяжелую сумку с ключами (это прерогатива начинающих квартирных воров), а будет пользоваться набором отмычек. Наше мнение: при выборе замка следует отдавать предпочтение замкам с большим количеством кодовых элементов. К тому же производители таких замков очень серьезно относятся к качеству своей продукции, обеспечивают высокую точность изготовления деталей и, соответственно, высокую секретность.

Для того, чтобы выявить, какие же конструктивные факторы оказывают существенное влияние на устойчивость замков к взлому и криминальному открыванию НИЦ "Охрана" в течение нескольких лет проводил сертификационные и исследовательские испытания замков отечественного и зарубежного производства. Результаты этой работы приведены в таблицах 3, 4.

Таблица 3

Таблица 4

Примечания:

* - Допускаются сплавы алюминия, латунь.

** - Для металлических дверей, открывающихся наружу - не менее 500 мм².

*** - При вылете засова 25 мм.

1.5. Обозначения замков

К сожаленью, единой системы для обозначения отечественных замков до сих пор не существует из-за отсутствия соответствующих стандартов. ГОСТ 5089-97 "Замки и защелки для дверей. Технические условия" дает обозначения только для врезных и накладных замков для дверей. Несмотря на это, стандарт полезен, так как различных типов дверных замков достаточно велико. Рассмотрим систему стандартизованных буквенно-цифровых обозначений врезных и накладных замков:

Первая буква: "З" - обозначает слово "замок";

Вторая буква обозначает способ установки замка на дверь: "В" - врезной, "Н" - накладной. Производители гаражных замков для того, чтобы акцентировать внимание покупателей на специфику применения своих замков присваивают им букву "Г";

Третья буква (если она есть) обозначает механизм секретности, применяемый в замке: "Ц" - цилиндровый, "Д" - дисковый, "С" - сувальдный, "Р" - реечный и т. п.;

Кроме букв, в обозначении типа замка применяют цифры, которые обозначают следующие его конструктивные характеристики:

"1" — врезной или накладной замок с цилиндровым МС и засовом;

"2" - врезной или накладной замок с цилиндровым МС и засовом-защелкой (скошенный засов);

"3" - накладной замок с цилиндровым МС, засовом и защелкой;

"4" - врезной замок с цилиндровым МС, засовом, защелкой-фиксатором и фалевой ручкой (ручкой-кнопкой) либо накладной замок с сувальдным МС и засовом;

"5" — врезной замок с цилиндровым МС, засовом и фиксирующим роликом;

"7" - врезной замок с цилиндровым МС, засовом, защелкой-фиксатором и фалевой ручкой (ручкой-кнопкой). Втягивание защелки возможно от дополнительного поворота ключа;

"8" - врезной замок с сувальдным МС и засовом;

"9" - врезной замок с сувальдным МС и засовом (защелкой-фиксатором, фалевой ручкой или ручкой-кнопкой);

"10" - врезной замок с сувальдным МС и засовом (фиксирующим роликом, фалевой ручкой или ручкой-кнопкой);

"13" - врезной замок с цилиндровым и сувальдным МС, двумя засовами, защелкой-фиксатором и фалевой ручкой (ручкой-кнопкой).

Далее >>>