ЗАМОК

Механическое, электрическое или электронное устройство, ограничивающее возможность несанкционированного пользования чем-либо. Замок может приводиться в действие устройством (ключом), имеющимся в распоряжении определенного лица, информацией (цифровым или буквенным кодом), вводимой этим лицом, или какой либо индивидуальной характеристикой (например, рисунком сетчатки глаза) этого лица. Замок обычно временно соединяет друг с другом два узла или две детали в одном устройстве. Чаще всего замки бывают механическими, но все более широкое применение находят электромагнитные замки. В системах зажигания автомобилей и другом электрооборудовании применяются замки электрических выключателей.

МЕХАНИЗМЫ СЕКРЕТНОСТИ

Замки с нарезкой. Такие замки впервые появились в Древнем Риме; современные замки подобного типа называются бессувальдными. Чтобы открыть такой замок (рис. 1), нужен ключ, который благодаря набору вырезов мог бы войти в замочную скважину (ключевину) и повернуться в ней при наличии заградительных кольцевых выступов внутри замка. При этом ключ воздействует на засов или пружину (см. ниже). Степень секретности, обеспечиваемая замками с нарезкой, невелика, но во многих случаях достаточна. К бессувальдным относятся многие модели мебельных, чемоданных, а также некоторые виды навесных (висячих) замков.

Рис. 1. ЗАМОК С НАРЕЗКОЙ (бессувальдный) открывается ключом с нарезкой бородки, соответствующей нарезке замочной скважины и заградительным кольцевым выступам внутри замка.

Замки с перекидным механизмом. В замках с перекидным механизмом имеются небольшие подвижные элементы, которые нужно перевести из одного положения в другое, чтобы открыть замок. Поскольку ключ должен очень точно перемещать эти элементы, замки с перекидным механизмом обеспечивают гораздо более высокую степень секретности, нежели бессувальдные замки. К тому же замок с перекидным механизмом может быть дополнительно снабжен и нарезкой.

Сувальдный перекидной механизм. В замках с сувальдным перекидным механизмом перемещение засова (ригеля) блокируется сувальдами — рычажками в виде пластинок, поворачивающихся в собственной плоскости. При вставлении и повороте ключа переводятся в нужное положение вырезы сувальд, после чего вторым поворотом ключа можно отодвинуть засов. В США сувальдные замки широко применяются в банковских стальных камерах для хранения ценностей. В Европе сейфы обычно оборудуются одним или несколькими такими замками.

Штифтовые цилиндровые замки. Механизм секретности штифтового цилиндрового замка (называемого также автоматическим) состоит из цилиндрического корпуса и эксцентричного поворотного сердечника с замочной скважиной (рис. 2). В совпадающих поперечных каналах цилиндра и сердечника помещаются подпружиненные разрезанные на две неравные части штифты. В отсутствие ключа в замочной скважине либо нижний, либо верхний полуштифт находится одновременно и в канале цилиндра, и в канале сердечника, так что сердечник невозможно повернуть. Если же вставить в замок ключ, то верхние торцы всех нижних полуштифтов оказываются на одном уровне ("заподлицо") с боковой поверхностью сердечника и он легко поворачивается ключом. В замках делают до семи каналов со штифтами. Такой механизм секретности применяется в замках дверных ручек, навесных замках, замках электровыключателей и т.д.

Рис. 2. ШТИФТОВОЙ ЦИЛИНДРОВЫЙ ЗАМОК открывается ключом, который благодаря своим боковым вырезам устанавливает подпружиненные разрезные штифты в положение, допускающее поворот сердечника. 1 — сердечник; 2 — нижний полуштифт; 3 — верхний полуштифт; 4 — пружина.

Особый вид штифтового цилиндрового замка — со сменным механизмом секретности — изобретен Ф.Бестом. Сменный механизм имеет поперечное сечение, напоминающее восьмерку, и пригоден для навесных, врезных замков, замков в дверных ручках и т.п. Его можно за считанные секунды вынуть из одного цилиндра и вставить в другой. Для этого необходим специальный "контрольный" ключ. Он не подходит к самому механизму секретности, но воздействует на его фиксатор, что позволяет вынимать и заменять весь механизм. Это позволяет при необходимости быстро сменить ключ. Еще один вариант штифтового цилиндрового замка — с дополнительным цилиндром. Он был запатентован в 1899 компанией "Корбин". В замке такой конструкции сердечник находится в промежуточном, "контрольном" цилиндре, встроенном в основной цилиндр замка. Контрольный цилиндр устраняет снижение степени секретности, неизбежное в тех случаях, когда для группы цилиндров с разными ключами предусматривается еще и один общий. Некоторые модели цилиндровых замков отличаются необычным расположением штифтов. В 1933 фирма "Чикаго лок" начала выпускать такие замки с семью штифтами, расположенными по окружности. Ключ представлял собой короткую металлическую трубку с вырезами в торце. Некоторые фирмы выпускают замки с рядами наклонных штифтов. Ключ — не плоский с вырезами по кромке, а цилиндрический с высверленными лунками. В ряде моделей цилиндровых замков предусматривается боковой продольный фиксатор сердечника (рис. 3). Он затрудняет попытки открыть замок отмычкой, так как не дает злоумышленнику поворачивать сердечник при одновременном воздействии отмычкой на штифты механизма секретности. В некоторых моделях применяются поворотные штифты: каждый штифт должен быть не только сдвинут по оси на определенное расстояние, но и повернут на определенный угол в том или ином направлении. Сочетание поворотных штифтов с боковым фиксатором сердечника надежно защищает замок от отмычки.

Рис. 3. ВРЕЗНОЙ ЦИЛИНДРОВЫЙ ЗАМОК с продольным боковым фиксатором сердечника и поворотными штифтами механизма секретности. Высоконадежный замок, полностью утопленный в двери.

Дисковые цилиндровые замки. Вместо штифтов в сердечнике таких замков установлены плоские диски. Когда ключ вставляют в замочную скважину, диски убираются внутрь сердечника и не препятствуют его повороту. Замки такой конструкции, изготавливаемые литьем под давлением, надежнее бессувальдных замков, но менее надежны, чем штифтовые цилиндровые. Дисковые цилиндровые механизмы секретности часто применяются в мебельных и навесных замках. Они устанавливаются также в автомобильных замках, где, как правило, снабжаются боковым фиксатором сердечника. Интересна конструкция скандинавского цилиндрового замка с поворотными фиксаторными дисками. В нем имеется ряд дисков, сквозь которые проходит вставляемый ключ. Благодаря прорезям на поверхности ключа диски поворачиваются в такое положение относительно бокового фиксатора, при котором становится возможным поворот цилиндра.

Магнитные замки. В цилиндровых замках некоторых моделей применяются магнитные элементы. Замок и ключ снабжены ответными кодовыми наборами постоянных магнитов. Когда в замочную скважину вставляется правильный ключ, он притягивает и устанавливает в нужное положение внутренние магнитные элементы замка, что и позволяет открыть замок.

Замки с цифровым или буквенным кодом. Такие навесные замки были известны еще в Древнем Китае. Цилиндрический корпус замка оснащен наружными кольцами-шкалами. На кольцах имеются цифры или другие символы. Замок открывается при установке колец в заданное положение. Он не имеет замочной скважины, так что даже некуда вставить отмычку. Код вводится поворотом круговой шкалы, связанной с внутренними зубчатыми колесами механизма.

Замки с часовым механизмом. Замок с часовым механизмом изобретен в 1831 в Англии У. Резерфордом. Такими замками вскоре стали оборудовать все банковские хранилища и стальные камеры для ценностей. Поскольку они не открываются ранее установленного срока, грабители лишены возможности силой заставить служащих банка открыть хранилище.

Другие конструкции. Разработан ряд конструкций замков специального назначения. Замки для банковских сейфов, сдаваемых в аренду клиентам, открываются только при наличии двух ключей. Один хранится в банке, а другой — у арендующего клиента. Чтобы открыть сейф ключом клиента, нужно сначала использовать банковский ключ. Особые требования предъявляются к замкам в тюрьмах: они должны ограничивать доступ одним лицам внутрь, а другим — наружу. Для тюрем и исправительных учреждений разработаны специальные большие цилиндровые замки. Некоторые модели замков не имеют характерного вида замков. В обиход вошли замки, срабатывающие по поступлении электронных сигналов, а также распознающие голос или отпечатки пальцев. Замок в настоящее время нередко является частью целой системы контроля доступа, в который входят автоматическое запирающее устройство на двери, клавиатура для ввода кода, бесконтактное считывающее устройство для сканирования пропускного нагрудного значка и т.д. В замках некоторых моделей предусматриваются выполняемые электронной схемой функции механического замка и многие другие. Такие функции, как разблокировка в заданное время, задержка времени, блокировка, двойной контроль и ревизия следа (выполняемого процесса), встраиваются в программу логического модуля, управляющего электромеханическим запорным устройством.

КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБЫ УСТАНОВКИ

В 1899 был запатентован фалевый блочный замок, который как единое целое встраивается в глухой торцевой паз двери. Цилиндровый замок имеет форму цилиндра с лицевой пластиной, в котором помещается механизм секретности. Замок такой конструкции был изобретен в США в 1835, но проделал долгую эволюцию, прежде чем В.Шлаге в 1920-х годах создал свой "кнопочный" замок. В течение многих лет самым распространенным был врезной замок (рис. 3), который закрепляется в дверном отверстии усложненного профиля. (Замок конструкции Шлаге устанавливается значительно быстрее.)

КЛЮЧИ

Изменяя форму и расположение штифтов перекидного механизма секретности, можно получать замки с разными ключами. Все замки могут открываться одним ключом или каждый — своим. Возможна также система, при которой группа замков с разными индивидуальными ключами открывается еще и одним общим ключом. В больнице, на заводе, в университете, в крупном учреждении может потребоваться "главный" общий ключ, подходящий ко всем замкам. Работающему в каком-либо помещении достаточно иметь ключ только от этого помещения. Ответственному же за этаж необходим общий ключ для всех дверей на данном этаже. Начальнику охраны здания необходим общий ключ более высокого ранга, открывающий все замки в здании (рис. 4). При наличии общего ключа замки становятся несколько менее надежными, так как снижается степень их секретности. Такова цена удобства, связанного с тем, что все замки с разными индивидуальными ключами можно открывать одним главным ключом.

Рис. 4. ГЛАВНЫЙ КЛЮЧ позволяет смотрителю здания или завхозу многоквартирного дома, учреждения, школы открывать многочисленные замки одним ключом, не нуждаясь в огромной связке ключей.

Если всем квартиросъемщикам, например, многоквартирного жилого дома необходимо иметь доступ в какое-либо помещение общего пользования (скажем, прачечную), это помещение снабжается особым замком, который открывается известным числом индивидуальных ключей, хотя все они разные.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Упоминания о замках и ключах встречаются в древней литературе и устных преданиях многих цивилизаций. В Библии, в Книге пророка Исайи (Ис. 22:22) сказано: "И ключ дома Давидова возложу на рамена [[т.е. плечи]] его" (8 в. до н.э.). О запирании и отпирании дверей ключом говорится в Книге Судей Израилевых (Суд. 3:23-25), написанной на 600 лет раньше. Самые первые замки и ключи дошли до нас из Древнего Египта. Замок, сделанный из твердой древесины, закреплялся на двери с внутренней стороны. Ключ, тоже деревянный, длиной 30 см и более, был снабжен на конце штырями с секретным расположением. Точно так же расположенные вертикальные подвижные штифты удерживали засов в его скобах. У замка не было замочной скважины в нашем понимании. Нужно было просунуть руку с ключом в отверстие в двери и вставить ключ в засов. При поднятии ключа штифты смещались вверх на нужное расстояние, и тогда ключом можно было отодвинуть засов. Такие замки существовали 4000 лет назад. Древние греки тоже делали замки и ключи из древесины, но начали применять и металл. Одним из их усовершенствований было то, что замок закрывался и открывался ключом через узкую замочную скважину. Ключи были, как правило, длинные, серповидные и неудобоносимые. Другой древнегреческий замок был гораздо менее надежным. Засов, закрепленный на двери с внутренней стороны, удерживался в закрытом положении веревкой, завязанной узлом, развязать который мог только тот, кто его завязал. Но узел был на виду, и веревку можно было перерезать. Древние римляне внесли много усовершенствований в конструкцию замка и механизма секретности. Они сохранили египетский принцип подвижных штифтов, но добавили пружины, удерживающие штифты в гнездах засова. Замки делались чаще всего из железа, а потому были меньше в размерах. Ключи изготовлялись из железа или бронзы. Некоторые из них были снабжены кольцом для ношения на руке, и это было удобно, поскольку одежда римлян не имела карманов. Секретность замков была усилена нарезкой. Нарезка ключа соответствовала нарезке замка, так что открыть замок можно было только определенным ключом. Нарезка в сочетании со штифтами сделала замок значительно более надежным. У ключа с нарезкой (рис. 1) три основные части: головка, стержень и бородка. За головку ключ держат рукой, а бородкой, введенной в замочную скважину, отпирают засов. У древних римлян были и навесные замки. Принцип действия таких переносных замков в течение многих лет уже применялся на Ближнем Востоке. Две пружины, закрепленные, подобно бородкам ключа, на концах скобы, расширяются после того, как скоба вставлена в корпус. Ключ, вставленный в замок, сжимает эти пружины и освобождает скобу. Римские замки попадаются при раскопках на всей территории Римской империи. После ее падения много замков было развезено вместе с другими военными трофеями. В послеримский период принцип подвижных штифтов в замке редко использовался. На протяжении более 1000 лет преобладали замки с нарезкой мало различавшихся конструкций. Ключи меровингского периода Франкского государства (с 6 по середину 8 в. н.э.) не отличаются тем мастерством изготовления, какое было присуще римским ключам. На конце ключа вместо бородки часто были всего лишь штырьки. Для каролингского периода (с середины 8 по 10 в. н.э.) характерны ключи с ажурной отделкой головок и изящным исполнением других элементов. Ключи были, как правило, плоские и делались из бронзы. И каролингские, и меровингские ключи встречаются гораздо реже римских. В Англии первые металлические дверные замки появились в начале 10 в. На европейском континенте такие замки были в ходу уже около 100 лет. У самых ранних средневековых замков (середина 12 в.) скважины были горизонтальными; позднее появились вертикальные замковые скважины. Замки 13 и 14 вв. отличались затейливой декоративной отделкой металлических корпусов. Бронзовые и железные ключи имели сложную форму с головками и бородками причудливого вида, соответствующего сложнейшей системе заградительных элементов внутри замка. Некоторые замки 13 в. были шагом вперед по сравнению с бессувальдными замками с нарезкой. В них появился перекидной элемент, а именно собачка, закрепленная на оси над засовом. При повороте ключа в замке он прежде всего выводит собачку из углубления на верхней стороне засова. При дальнейшем повороте ключ отводит засов, а собачка фиксируется в другом углублении засова. Поворотом в обратном направлении замок точно так же закрывается. В 1411 Карл IV, император Священной Римской империи, ввел звание мастера по замкам. Тем самым законодательно закреплялись традиции данной профессии, и облегчалось установление стандартов мастерства и профессиональной этики. Гильдии мастеров по замкам были созданы и в других странах. Чтобы стать слесарем по замкам, нужно было поступить в ученики к мастеру по замкам. Со временем ученик становился подмастерьем, конструировал и изготовлял замки, делал ключи к замкам и в конце концов выполнял мастерскую работу — замок и ключ к нему. Первая известная книга по слесарно-замочному делу была написана в 1627 французским мастером по замкам М. Жуссом. Подробно и с иллюстрациями он изложил все, чему учили подмастерьев, дал описание инструментов и терминов, применявшихся в его время. В эпоху Возрождения забота о надежности запора маскировалась художественным оформлением. Замочная скважина и защелка часто выполнялись так, чтобы они были незаметны. Головка и бородка ключа стали более вычурными. В 16 в. обычной стала пружинная защелка. Это позволяло усложнить внутреннюю систему заградительных выступов, так как для отведения засова более не требовалось полного оборота ключа. Замки теперь изготавливались холодной обработкой металла. Слесарь по замкам демонстрировал свое мастерство, орудуя молотком и зубилом, а также пилой и напильником. Но шедевры, которые нередко выходили из его мастерской, были по-прежнему бессувальдными замками с нарезкой. Рост городов, последовавший за промышленной революцией, сопровождался также ростом преступности. Увеличился спрос на замки повышенной надежности. В 18 в. в Англии был изобретен рычажный перекидной механизм секретности. Замок Р. Баррона (1778) был необычен. Во-первых, в нем были два рычажка, специальные выступы которых входили в гнезда засова. При повороте ключа оба рычажка приподнимались, и ключ отодвигал засов. Во-вторых, рычажки были двойного действия: если хотя бы один из них был приподнят недостаточно высоко или слишком высоко, засов не открывался. В 1784 англичанин Дж. Брамах изобрел замок с отодвигающимися перекидными элементами. Стержень ключа был полым с вырезами разной глубины на конце. Когда ключ вставлялся в замок, зубья на его конце толкали ряд пластинок, скользящих в своей плоскости. При полном введении ключ выравнивал вырезы в краях пластинок, что позволяло последующим поворотом ключа отвести засов. Таким образом, чтобы открыть замок, нужно было, во-первых, нажать на ключ в замке и, во-вторых, повернуть его. В 1818 братья Дж. и Ч. Чабб запатентовали замок с сувальдным перекидным механизмом секретности. В нем было шесть основных сувальд и специальная контрольная сувальда. Чрезмерный подъем любой из основных сувальд передавался контрольной, в результате чего засов не мог быть отодвинут. После этого замок можно было открыть, только вставив правильный ключ и повернув его в обратном направлении. Таким образом, блокировка засова контрольной сувальдой информировала владельца ключа об имевшей место попытке открыть замок отмычкой. Во многих случаях не требуется повышенной степени защиты от отмычки, предусмотренной в замках Брамаха и братьев Чабб. Современный английский сувальдный замок очень похож на замок Чаббов, но в нем нет контрольной сувальды. Такой замок широко распространен в Европе. В Америке же он редко встречается, если не считать сейфов, сдаваемых банками в аренду клиентам. Замки американского происхождения появились лишь в начале 19 в. Наиболее важное значение имел замок со штифтовым перекидным механизмом секретности, изобретенным Л. Йейлом старшим (1857). Усовершенствованные конструкции этого механизма были запатентованы в 1861 и 1865 его сыном, Л. Йейлом младшим. В штифтовом цилиндровом замке используется древнеегипетский принцип смещающихся по вертикали штифтов (рис. 2). Ключ снабжен головкой, но не имеет бородки. Его стержень представляет собой узкую пластинку с вырезами на одной кромке. Благодаря вырезам ключа штифты смещаются на нужное расстояние, что позволяет поворотом сердечника открыть замок. Первые ключи к замкам конструкции Йейлов были плоскими. Позднее были введены ключи усложненного поперечного сечения, с продольными канавками на обеих сторонах. Ответные вырезы имеются и в замочной скважине, что придает ей зигзагообразный вид. Благодаря такой нарезке в замок не входят многие ключи и некоторые отмычки. Кроме того, расширяются возможности изготовления разных, не взаимозаменяемых ключей. Ключи штифтовых цилиндровых замков значительно меньше, чем ключи сувальдных, так как от них не требуется, чтобы они проходили всю дверь насквозь. Благодаря своей конструкции такие замки пригодны для массового производства.

ЛИТЕРАТУРА

Гоберман Г.Е., Бычков В.И. Замки и скобяные приборы. М., 1962