Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к оружию с электрическими средствами поражения цели.
Уровень техники
Известно устройство "Advanced Taser M-26", описанное в патенте США №6636412, выбранное заявителем в качестве прототипа, в котором для дистанционного поражения цели, в качестве которой обычно подразумевается биологический объект, электрическим током при замыкании через тело объекта цепи высоковольтного генератора используются метаемые пневматическим источником энергии электрические провода. Поражение электрическим током происходит при фиксации на объекте двух метаемых снарядов, каждый из которых связан электрическим проводом с соответствующим контактом картриджа, к которому подводится напряжение от размещаемого в устройстве высоковольтного генератора. Картридж крепится в устройстве при помощи механического разъема, а срабатывание источника энергии метания снарядов происходит при подаче на контакты картриджа напряжения от высоковольтного генератора.
Данное устройство имеет следующие недостатки:
1. Устройство имеет единственный картридж, который жестко связан с устройством при помощи механического разъема, что существенно ограничивает возможность быстро произвести повторный выстрел. Для производства повторного выстрела стрелок должен отсоединить отстрелянный картридж и присоединить новый. При этом для смены картриджа стрелок вынужден задействовать вторую руку, которая может быть повреждена или занята вторым контрольным оружием (обычно огнестрельным).
2. Другим недостатком является то, что устройство с присоединенным картриджем не может использоваться контактным способом без инициирования источника метания картриджа. Для использования устройства контактным способом без производства выстрела необходимо предварительно отсоединить картридж, что занимает время, и снова задействовать вторую руку.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является создание ручного многозарядного дистанционного оружия с электрическими средствами поражения, управляемого одной рукой, с возможностью приоритетного выбора контактного или дистанционного способа использования и обладающего высокой скорострельностью. Целью изобретения также является увеличение точности и эффективности выстрела, дистанции поражения и эффективности электрического воздействия на поражаемый объект. Многозарядность оружия достигается тем, что элементы метания электрического провода выполнены в виде унитарных патронов с минимизированными массогабаритными характеристиками. Унитарные патроны размещаются в постоянном магазине или сменной обойме устройства. Конструкция унитарных патронов, используемых в оружии, детально описана в других заявках на патенты.
Высокая скорострельность неавтоматического варианта оружия, использующего мускульную силу стрелка, достигается тем, что выстрел осуществляется при длинном нажатии на спусковой элемент, а экстракция отстрелянных патронов вместе с электрическими проводами происходит при отпускании спускового элемента. В полуавтоматическом варианте оружия выстрел осуществляется коротким нажатием на спусковой элемент, а подача патронов в положение выстрела и экстракция происходят автоматически. В автоматическом варианте оружия выстрел и экстракция производятся автоматически, пока спусковой элемент остается нажатым.
Возможность приоритетного выбора контактного или дистанционного способа использования устройства обеспечивается тем, что высокое напряжение может быть подано к электродам устройства, предназначенным для контактного воздействия на объект, без подачи патронов в положение выстрела. Управление спусковым элементом при осуществлении выстрела и экстракция отстрелянных патронов, а также подача высокого напряжения к контактным электродам устройства без производства выстрела может осуществляться одной рукой, которой стрелок удерживает оружие.
Увеличение точности выстрела и дальности поражения достигается тем, что метаемые снаряды движутся в направляющих каналах, являющихся собственно родом стволов. Направляющие каналы дополнительно стабилизируют метаемые снаряды, уменьшая их первоначальное рассеивание, и тем самым увеличивают точность попадания снарядов в цель.
В устройстве "Advanced Taser M-26" метаемые снаряды движутся с угловым расхождением 8 градусов. Угловым расхождением снарядов достигается увеличение расстояния между точками подведения электрического тока к объекту при закреплении снарядов на цели и тем самым повышается эффективность воздействия за счет увеличения длины контура (петли тока), по которому протекает поражающий электрический ток. При отсутствии углового расхождения между снарядами устройство "Advanced Taser M-26" может оказаться неэффективным вследствие малого первоначального разнесения между снарядами, которое составляет около 25 мм. Вместе с тем, наличие углового расхождения между снарядами ограничивает дистанцию эффективного поражения объекта, поскольку с увеличением дистанции расстояние между снарядами увеличивается, и вероятность попадания в цель обоих снарядов резко уменьшается.
В заявляемом оружии, использующем для осуществления выстрела два унитарных патрона, метаемые снаряды разнесены между собой на максимальное расстояние, определяемое габаритами оружия, и составляет 100-120 мм и более. Большое первоначальное разнесение между снарядами позволяет достичь высокой эффективности поражения при незначительном угловом расхождении 1-2 градуса или полном его отсутствии. Малое угловое расхождение или его отсутствие позволяют увеличить вероятность попадания в цель обоих снарядов на более длинных дистанциях.
Увеличение эффективности выстрела может достигаться использованием мощного кратковременного разряда, прохождение которого через тело объекта синхронизировано с моментом попадания снарядов в цель, а поражение объекта происходит в течение промежутка времени, при котором метаемые провода в случае применения типов унитарных патронов с неизолированным проводом не пересекаются.
Увеличение эффективности поражения заявляемого оружия достигается использованием комбинированного электрического разряда, представляющего серию последовательных импульсов, в которой чередуются импульсы с различной частотой следования и вызывающие различную физиологическую реакцию объекта.
Изобретения характеризуется тем, что ручное многозарядное оружие для дистанционного поражения целей электрическим током содержит электроды для контактного воздействия на цель, элементы метания электрических проводов, к которым подводится высокое напряжение, состоящие из корпуса, источника энергии метания, метаемого снаряда, служащего для доставки и закрепления электрического провода на цели, источник питания, преобразователь напряжения, высоковольтный генератор, размещаемые в общем корпусе оружия, и приводится в действие спусковым элементом.
Новым является то, что элементы метания электрического провода выполнены в виде унитарных патронов, размещаемых в постоянном магазине или сменной обойме, производство выстрела при нажатии на спусковой элемент осуществляется инициированием источников энергии метания электрических проводов не менее чем двух патронов, поданных в положение выстрела и удерживаемых в положении выстрела в течение времени поражения цели, при отпускании пускового элемента или автоматически, после временной задержки, необходимой для поражения цели, происходит экстракция отстрелянных патронов вместе с электрическими проводами, после чего цикл производства выстрела и экстракции отстрелянных патронов может многократно повторяться в неавтоматическом, полуавтоматическом или автоматическом режиме.
Подача патронов в положение выстрела осуществляется тягой или толкателем, имеющим выступы, находящиеся в зацеплении с патронами или выступами патронов при перемещении патронов в положение выстрела и выходящие из зацепления с патронами или их выступами при возврате тяги или толкателя в исходное положение.
Подача высокого напряжения к электродам, предназначенным для контактного воздействия на цель, осуществляется независимым переключателем без подачи патронов в положение выстрела.
Метаемые снаряды движутся в направляющих каналах, имеющих продольный прямой или винтовой сквозной вырез для выхода электрического провода при экстракции отстрелянных патронов.
Направляющие каналы выполнены из диэлектрического материала.
Подача высокого напряжения на метаемые электрические провода осуществляется в конце направляющих каналов вблизи дульного среза оружия.
Момент инициирования источников энергии метания патронов синхронизирован с моментом подачи высокого напряжения к метаемым электрическим проводам патронов.
Инициирование источников энергии метания патронов осуществляется механическим или электрическим способом.
Патроны разнесены между собой на максимальное расстояние, определяемое габаритами оружия.
Магазин или обойма имеет общую шахту и подающую пружину, а выход патронов из шахты производится в противоположных направлениях.
Магазин или обойма имеет две взаимоизолированные шахты с двумя подающими пружинами, а выход патронов из шахт производится в противоположных направлениях.
Патроны, размещаемые в магазине или обойме, изолированы от высоковольтной разрядной цепи.
Магазин или обойма имеют многорядное расположение патронов.
Подача патронов в положение выстрела и/или экстракция осуществляются за счет мускульной силы стрелка.
Подача патронов в положение выстрела и/или экстракция осуществляется электромеханическим приводом.
Подача патронов в положение выстрела и/или экстракция осуществляются за счет аккумулирования части энергии предыдущего выстрела или энергии дополнительного пиротехнического заряда, расположенного в патроне.
Поражение цели осуществляется мощным кратковременным электрическим разрядом, передаваемым на цель в течение промежутка времени, при котором между метаемыми проводами не происходит касания или электрического пробоя.
Момент передачи через цель мощного кратковременного электрического разряда синхронизирован с моментом попадания снарядов в цель.
В качестве концевого элемента высоковольтного генератора используется конденсатор постоянного тока.
Поражающий цель электрический разряд представляет собой серию последовательных импульсов, в которой импульсы, имеющие оптимальные параметры для получения моторной реакции цели в виде биологического объекта, чередуются с импульсами, имеющими оптимальные параметры для получения тонико-клонической реакции биологического объекта.
Поражающий цель электрический разряд представляет собой серию последовательных однополярных импульсов, в которой импульсы с энергией 0,05-0,15 Дж и частотой следования 150-300 Гц чередуются с импульсами с энергией 0,16-0,5 Дж и частотой следования 5-30 Гц.
Поражающий цель электрический разряд представляет собой непрерывные серии последовательных однополярных импульсов, в которой пачки импульсов с энергией 0,05-0,15 Дж и частотой следования 150-300 Гц чередуются с пачками импульсов с энергией 0,16-0,5 Дж и частотой следования 5-30 Гц, а продолжительность чередования определяется задатчиком.
Краткое описание чертежей:
Фиг.1. Вид унитарного патрона, толкателя и обоймы с общей шахтой и подающей пружиной, в которой выход патронов осуществляется в противоположных направлениях.
Фиг.2. Вид унитарного патрона, толкателя и обоймы с двумя взаимоизолированными шахтами, двумя подающими пружинами и выходом патронов в противоположных направлениях.
Фиг.3. Вариант исполнения унитарного патрона и разрез шахты обоймы с шахматным расположением патронов.
Фиг.4. Иллюстрация процесса подачи патрона толкателем в положение выстрела и экстракции отстрелянного патрона.
Фиг.5. Вид оружия на основе унитарного патрона с пиротехническим источником энергии метания, инициируемым электрическим способом, и креплением электрического провода через изолирующий поводок, направляющими каналами с продольным разрезом для выхода электрического провода при экстракции отстрелянных патронов, подводом высокого напряжения в конце направляющих каналов и с обоймой, изображенной на Фиг.1.
Фиг.6. Вид оружия на основе унитарного патрона с пневматическим источником энергии метания, инициируемым механическим способом, и с обоймой, изображенной на Фиг.2.
Фиг.7. Электрическая схема оружия, изображенного на Фиг.5, иллюстрирующая действие устройства при дистанционном способе использования.
Фиг.8. Электрическая схема оружия, изображенного на Фиг.5, иллюстрирующая действие устройства при контактном способе использования.
Фиг.9. Электрическая схема оружия, изображенного на Фиг.6, иллюстрирующая действие устройства при дистанционном способе использования.
Фиг.10. Вариант электрической схемы оружия с автономным инициированием накаливаемого элемента пиротехнического источника энергии метания.
Фиг.11. Электрическая схема оружия с инициированием источника энергии метания искровым разрядом высоковольтного генератора, иллюстрирующая действие устройства при дистанционном способе использования.
Фиг.12. Электрическая схема оружия с инициированием источника энергии метания искровым разрядом высоковольтного генератора, иллюстрирующая действие устройства при контактном способе использования.
Фиг.13. Электрическая схема оружия, использующего мощный кратковременный разряд, синхронизированный с моментом попадания снарядов в цель.
Фиг.14. Серия последовательных чередующихся импульсов с различной энергией и частотой следования.
Фиг.15. Схема формирования серии последовательных чередующихся импульсов с различной энергией и частотой следования.
Осуществление изобретения
Унитарный патрон 1, показанный на Фиг.1, имеет выступы 2, которые обеспечивают зацепление с выступами 3 толкателя 4 при нахождении патрона в обойме и подаче патрона в положение выстрела. На корпусе патрона 1 имеется выемка 5, предназначенная для фиксации патрона в положении выстрела. Патроны 1 размещаются в шахте 6 обоймы в виде двух пачек. Перемещение пачек патронов вдоль шахты обоймы осуществляется в противоположных направлениях общей подающей пружиной 7 и соответствующим подавателем 8. Толкатель 4 с возвратной пружиной 9 размещается в боковой полости 10 корпуса обоймы и фиксируется крышкой (на фиг.1 не показана) при сборке обоймы. Снаряжение пачек патронов в обойму осуществляется с соответствующей стороны обоймы путем поочередного досылания патронов в шахту. Снаряженная обойма вставляется в оружие и фиксируется соответствующим механизмом. Устройство механизма фиксации обоймы может быть аналогично тому, что используется в огнестрельном оружии со сменной обоймой. При использовании в оружии постоянного магазина шахта 6 может быть выполнена в виде полости в корпусе оружия. Снаряжение пачек патронов в постоянный магазин оружия производится аналогично снаряжению патронов в сменную обойму. Исполнение оружия со сменной обоймой предпочтительнее, поскольку позволяет быстро перезарядить оружие.
Обойма, показанная на Фиг.2, имеет две шахты 6, в каждой из которых размещается пачка патронов 1, подающая пружина 7 и подаватель 8. Пачки патронов 1 перемещаются в соответствующих шахтах 6 обоймы в противоположных направлениях. Толкатель 4 имеет выступы 3, которые взаимодействуют с выступами 2 патронов в соответствующей пачке. Толкатель 4 с возвратной пружиной 9 размещается в полости 10 между шахтами 6 обоймы. Шахты 6 жестко фиксируются между собой при сборке обоймы. Унитарный патрон 1, показанный на Фиг.2, имеет пневматический источник энергии метания. В выемке, выполненной в боковой поверхности патрона, размещается рычаг 11 механического замка. Инициирование выстрела патрона с пневматическим источником энергии метания осуществляется при механическом взаимодействии рычага 11 с соответствующим выступом, расположенным на корпусе оружия, при перемещении патрона в положение выстрела.
Патрон 1 имеет выемку 5 для фиксации в положении выстрела. На Фиг.3 показан вариант патрона 1 цилиндрической формы. В данном варианте патрона роль выступов, взаимодействующих с выступами толкателя, выполняют цилиндрические поверхности 2 с большим радиусом. Выемка 5 для фиксации патрона в положении выстрела выполнена в виде кольцевой канавки. С целью увеличения емкости сменной обоймы или постоянного магазина патроны цилиндрической формы могут располагаться в шахте 6 обоймы или магазина в шахматном (многорядном) порядке. Патроны цилиндрической формы могут также использоваться в магазинах другого типа, например дисковом или шнековом. Фиг.4 иллюстрирует подачу патрона в положение выстрела и экстракцию отстрелянного патрона. На Фиг.4А показано исходное положение патрона 1 в шахте 6 обоймы перед выстрелом. Выступы 3 толкателя находятся в зацеплении с соответствующими выступами патрона, удерживая патрон от выбрасывания из шахты 6 усилием пружины 7. При нажатии на спусковой элемент толкатель перемещает патрон в положение выстрела (Фиг.4В). При перемещении патрона в положение выстрела зацеп 12, расположенный в корпусе оружия, входит в зацепление с выемкой патрона 5. Зацеп 12 одновременно может выполнять роль токоподводящего контакта, через который осуществляется подвод напряжения к инициирующему элементу источника энергии метания. В конце хода толкателя, когда патрон находится в положении выстрела, происходит инициирование источника энергии метания и осуществляется выстрел. Экстракция отстрелянного патрона (Фиг.4С) происходит при возвращении толкателя в исходное положение под действием возвратной пружины. При движении толкателя в исходное положение патрон 1 удерживается зацепом 12 и, когда выступы 2 патрона выйдут из зацепления с соответствующими выступами 3 толкателя, происходит экстракция отстрелянного патрона под действием усилия пружины 7. При экстракции отстрелянный патрон выталкивается из шахты 6 обоймы подавателем 8 или очередным патроном пачки, находящейся в шахте обоймы. Описанный вариант подачи и экстракции патрона представляет собой частный случай, когда перемещения патрона в положение выстрела осуществляется в продольном направлении, противоположном направлению выстрела. В других вариантах перемещение патрона в положение выстрела может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении относительно направления выстрела. При этом конфигурация толкателя и его выступов, а также конфигурация патрона и его выступов, обеспечивающая зацепление толкателя с патроном при осуществлении выстрела и выход из зацепления при экстракции отстрелянного патрона, может быть самой разнообразной. На Фиг.5 показан вариант оружия на основе унитарного патрона с пиротехническим источником энергии метания, инициируемым электрическим способом, и креплением электрического провода через изолирующий поводок, направляющими каналами с продольным разрезом для выхода электрического провода при экстракции отстрелянных патронов, подводом высокого напряжения в конце направляющих каналов и с обоймой, изображенной на Фиг.1. В данном варианте оружия используется унитарный патрон, в котором метаемый снаряд выполнен в виде жесткой обечайки с упакованным в полости обечайки электрическим проводом, связанным с корпусом патрона диэлектрическим поводком фиксированной длины. В качестве источника энергии метания используется пиротехнический заряд, инициируемый мостиком накаливания.
К спусковой клавише 13 жестко крепится толкатель спуска 14. При нажатии на спусковую клавишу 13 толкатель спуска 14, крепящийся на спусковой клавише, входит через соответствующую прорезь в корпус обоймы и перемещает толкатель 4. Толкатель 4 одновременно перемещает из каждой пачки обоймы в положение выстрела два верхних патрона 1. В конце хода спусковой клавиши, когда патроны находятся в положении выстрела, происходит замыкание цепи инициирования источников энергии метания, и осуществляется выстрел, при котором одновременно срабатывают два патрона. Подвод тока, который инициирует источники энергии метания, осуществляется через токоподводящие контакты 15, расположенные в корпусе оружия. Другими токоподводящими контактами, через которые осуществляется подвод тока к нити накаливания источника энергии метания, служат металлические зацепы 12, фиксирующие патроны в положении выстрела. При нажатии на спусковую клавишу, одновременно с замыканием цепи инициирования источников метания осуществляется параллельная коммутация цепи высоковольтного генератора и к выходным электродам 16 оружия подводится высокое напряжение. При выстреле метаемые снаряды с упакованным в полости снаряда электрическим проводом движутся по направляющим каналам 17, выполненным в диэлектрическом корпусе оружия. Длина диэлектрического поводка 18, связывающего электрический провод 19 с патроном 1, фиксирована таким образом, что часть оружия, удерживаемая рукой стрелка, оказывается надежно изолирована от элементов, к которым подводится напряжение высоковольтного генератора, а точка крепления 20 электрического провода 19 к диэлектрическому поводку 18 после выстрела находится вблизи электродов 16, расположенных в конце направляющих каналов на дульном срезе оружия. Таким образом, диэлектрический поводок 18 выполняет роль изолятора, отделяющего электроды 16, через которые высокое напряжение подводится к электрическим проводам 19, от той части оружия, которая удерживается рукой стрелка.
Для того чтобы при выстреле точка крепления 20 диэлектрического поводка 18 к электрическому проводу 19 всегда находилась возле электродов 16, диэлектрический поводок изготавливается из материала, обладающего меньшей упругостью, чем электрический провод, упакованный в метаемом снаряде. Например, диэлектрический поводок может изготавливаться из капроновой нити, а в качестве электрического провода использоваться упругая латунная проволока. В этом случае при раскрытии из полости снаряда диэлектрического поводка и связанного с ним провода диэлектрический поводок будет раскрыт на полную фиксированную длину, поскольку упругая латунная проволока, упакованная в снаряде, в процессе полета и после фиксации снаряда на цели ведет себя наподобие упругой пружины, вытягивая капроновую нить в прямую линию. При отпускании спусковая клавиша 13 вместе с закрепленным на ней толкателем спуска 14 под действием усилия возвратных пружин 21 возвращается в исходное положение. Одновременно с этим в исходное положение под действием возвратной пружины 9 возвращается толкатель 4 и происходит экстракция отстрелянных патронов. Выход прикрепленного к патрону диэлектрического поводка и электрического провода из направляющего канала осуществляется через продольный вырез 22, выполненный в направляющем канале. Электроды 16 также имеют вырез для выхода провода. В корпусе оружия расположен электрический блок 23, включающий в себя преобразователь напряжения и схему высоковольтного генератора. Источник питания может располагаться в блоке 23 или в рукоятке оружия. В высоковольтной части оружия размещается трансформатор 24, высоковольтные выводы которого соединены с электродами 16. Повторный выстрел может быть произведен сразу после экстракции отстрелянных патронов при повторном нажатии спусковой клавиши. Количество последовательных выстрелов, которые стрелок может произвести без перезаряжания оружия, определяется емкостью обоймы (магазина). На Фиг.6 показан вариант оружия на основе унитарного патрона с пневматическим источником энергии метания, инициируемым механическим способом, и обоймой (изображенной на Фиг.2). В данном варианте оружия используется унитарный патрон с пневматическим источником энергии метания, инициирование которого осуществляется при механическом взаимодействии рычага 11 (Фиг.2) механического замка с соответствующим выступом 25, расположенным на корпусе оружия, при перемещении патрона в положение выстрела.
При нажатии спусковая клавиша 13, на которой нанесен зубчатый профиль, через зубчатое колесо 26 перемещает толкатель спуска 14, на поверхности которого также имеется зубчатый профиль. Толкатель спуска 14 входит в соответствующий вырез в корпусе обоймы и перемещает толкатель 4, который одновременно подает из каждой пачки в соответствующей шахте обоймы в положение выстрела два верхних патрона 1. При подаче патронов в положение выстрела рычаг 11 (Фиг.2) механического замка патрона сдвигается выступом 25, расположенным на корпусе оружия, и происходит выстрел, при котором одновременно срабатывают два патрона. При нажатии на спусковую клавишу одновременно с производством выстрела осуществляется коммутация цепи высоковольтного генератора. Высокое напряжение подводится к верхнему патрону в каждой из пачек, расположенной в разных шахтах обоймы. Подвод напряжения осуществляется в месте крепления электрического провода к корпусу патрона или специальному выводу патрона, связанному с электрическим проводом, если корпус патрона выполнен из непроводящего материала. Если корпус патрона металлический, высокое напряжение может подводиться непосредственно к корпусу патрона. К патронам, расположенным в разных шахтах, подводится высокое напряжение различной полярности. Пачки патронов изолированы друг от друга стенками шахт, которые изготавливаются из диэлектрического материала с высокой электрической прочностью, например полиэтилена, а толщина стенок выбирается такой, чтобы надежно исключить возможность электрического пробоя изоляции напряжением высоковольтного генератора.
При отпускании спусковая клавиша 13 под действием возвратной пружины 21 возвращается в исходное положение, перемещая через зубчатое колесо 26 толкатель спуска 14. При перемещении толкателя спуска 14 в исходное положение толкатель 4 под действием возвратной пружины 9 возвращается в исходное положение и происходит экстракция отстрелянных патронов с электрическим проводом. В данном варианте оружия электрический блок 23, включающий в себя преобразователь напряжения и схему высоковольтного генератора, размещается в отсеке над спусковой клавишей, а источник питания 27 размещается в рукоятке оружия. Высоковольтный трансформатор 24 размещается в передней высоковольтной части оружия. В показанных на Фиг.5 и Фиг.6 вариантах оружия подача патронов в положение выстрела и экстракция отстрелянных патронов осуществляется за счет использования мускульной силы стрелка. В других вариантах оружия для осуществления подачи и экстракции может использоваться электромеханический привод. В этом случае при нажатии на спусковой элемент производится коммутация цепи управления электромеханическим приводом, который перемещает толкатель 4. Электромеханический привод может быть выполнен, например, на основе электромагнита, электродвигателя, актуатора. При использовании электромеханического привода оружие может быть выполнено полуавтоматическим или автоматическим. В полуавтоматическом и автоматическом вариантах оружия цепь управления электромеханическим приводом включает в себя схему временной задержки, при срабатывании которой, после перемещения патронов в положении выстрела, толкатель 4 фиксируется в положении выстрела в течение некоторого времени, необходимого для передачи объекту поражающего электрического воздействия. В полуавтоматическом варианте оружия при нажатии на спусковой элемент происходит коммутация цепи управления механическим приводом, который перемещает толкатель, подающий патроны в положение выстрела. После срабатывания схемы временной задержки механический привод возвращает толкатель в исходное положение и происходит экстракция отстрелянных патронов. В полуавтоматическом варианте оружия при нажатии на спусковой элемент осуществляется один цикл, при котором осуществляется подача патронов в положение выстрела, удержание патронов в положении выстрела в течение времени передачи к объекту поражающего воздействия и экстракция отстрелянных патронов. Для повторения циклов в полуавтоматическом варианте оружия необходимо повторное нажатие спускового элемента. В автоматическом варианте оружия при нажатии спускового элемента циклы автоматически повторяются, пока спусковой элемент остается нажатым. В других вариантах оружия подача патронов и их последующая экстракция может осуществляться за счет аккумулирования части энергии предыдущего выстрела или использования дополнительного пиротехнического заряда, расположенного в патроне. В этом случае экстракция патронов в результате высвобождения энергии, аккумулированной от предыдущего выстрела, или срабатывания дополнительного пиротехнического заряда также происходит с временной задержкой, необходимой для передачи объекту поражающего воздействия. Схема временной задержки может быть механической или электрической. В показанных на Фиг.5 и Фиг.6 вариантах оружия с расположением патронов в обойме с одной или двумя шахтами расстояние между патронами, находящимися в положении выстрела, максимально и определяется выбором приемлемых габаритов оружия.
На Фиг.7 показана электрическая схема оружия (изображенного на Фиг.5), иллюстрирующая действие устройства при дистанционном способе использования. При нажатии на спусковой элемент, при котором патроны 1 подаются в положение выстрела, напряжение от источника питания 27 через токоподводящие контакты 15 и контакты 12, которые одновременно являются зацепами, фиксирующими патрон в положении выстрела, подводится к инициирующим элементам пиротехнического источника метания в виде накаливаемого элемента 28. В показанном на Фиг.7 варианте накаливаемые элементы 28 двух патронов включены последовательно с источником питания 27. В другом варианте элементы 28 могут быть включены параллельно с источником питания 27 (как показано на Фиг.8). При прохождении тока через накаливаемые элементы 28 происходит инициирование пиротехнического заряда и снаряды 29 с упакованным в полости снаряда электрическим проводом 19 метаются в цель. Одновременно с замыканием цепи инициирования выстрела происходит коммутация ключа 30, который подает напряжение от выводов 31 источника питания на электрический блок 23. При подаче напряжения от источника питания к электрическому блоку 23 включается схема высоковольтного генератора и высокое напряжение от выводов трансформатора 24 подается к электродам 16. При попадании снарядов 29 в цель к телу объекта, изображенному на Фиг.7 в виде эквивалентного сопротивления 32, от контактов 16 через электрические провода 19 подается высокое напряжение и через объект начинает протекать поражающий электрический ток. Часть 33 оружия, элементы которой находятся под низким напряжением и надежно изолированы от руки стрелка, удерживающей оружие, изолирована от части 34 оружия, в которой осуществляется подвод высокого напряжения диэлектрическими поводками 18 патронов, метаемые снаряды которых движутся в диэлектрических направляющих каналах оружия.
При контактном способе использования оружия (Фиг.8) осуществляется замыкание независимого переключателя 35, который подает питание от выводов источника питания 31 на электрический блок 23. При подаче напряжения от источника питания к электрическому блоку 23 включается схема высоковольтного генератора, и высокое напряжение от выводов трансформатора 24 подается к токоподводящим электродам 16. Электроды 16 электрически связаны с соответствующими контактными электродами 36, через которые осуществляется подвод поражающего тока к объекту, изображенному в виде эквивалентного сопротивления 32. При контактном способе использования подача высокого напряжения к контактным электродам 36 оружия осуществляется без перемещения патронов и соответственно без осуществления выстрела, что позволяет стрелку выбирать приоритетный способ использования оружия (контактный или дистанционный). Независимый переключатель 35 может быть выполнен в виде отдельной кнопки или переключателя, включение которого осуществляется той же рукой, которой стрелок удерживает оружие, например, большим пальцем руки. Запуск электрического блока 23 и инициирование источников энергии метания может осуществляться как от общего, так и от раздельных источников питания.
На Фиг.9 показана электрическая схема оружия, изображенного на Фиг.6, иллюстрирующая действие устройства при дистанционном способе использования. При нажатии на спусковой элемент патроны 1, расположенные в двух взаимоизолированных шахтах обоймы 6, подаются в положение выстрела, при котором происходит их механическое инициирование. Одновременно с инициированием выстрела происходит коммутация ключа 30, который подает напряжение от источника питания 27 на электрический блок 23. При подаче напряжения от источника питания к электрическому блоку 23 включается схема высоковольтного генератора, и высокое напряжение от выводов трансформатора 24 подается к электрическим проводам 19. Часть 33 оружия, элементы которой находятся под низким напряжением и надежно изолированы от руки стрелка, удерживающей оружие, изолирована от части 34 оружия, к которой осуществляется подвод высокого напряжения, за счет пространственного разнесения частей 33 и 34 в корпусе оружия, выполненного из изоляционного материала. При контактном способе использования осуществляется коммутация независимого переключателя 35 без перемещения патронов в положение выстрела и высокое напряжение от высоковольтного генератора подается к контактным электродам 36 оружия.
В другом варианте оружия, показанном на Фиг.10, использующем патроны с пиротехническим источником энергии метания, для инициирования элементов накаливания 28 могут использоваться автономные источники питания 37. Патроны 1 размещаются в двух взаимоизолированных шахтах 6 обоймы. Инициирование каждого из двух патронов осуществляется от соответствующего независимого источника питания 37 при подаче патронов в положение выстрела. Независимые источники питания 37 с соответствующими токоподводящими контактами могут размещаться в обойме или в корпусе оружия.
На Фиг.11 показана электрическая схема оружия с инициированием источника энергии метания искровым разрядом высоковольтного генератора при дистанционном способе использования. Патроны 1 располагаются в двух взаимоизолированных шахтах 6 обоймы. Корпус патрона выполнен из изоляционного материала и имеет источник энергии метания 38, инициируемый искровым разрядом. При нажатии на спусковой элемент верхние патроны 1 в каждой из пачек обоймы перемещаются в положение выстрела и выводы 39 и 40 источника энергии метания 38 каждого из патронов соединяются соответственно с токоподводящими контактами 41 и 42. Одновременно с замыканием контактов 39-41 и 40-42 осуществляется коммутация ключа 30, который подает питание к электрическому блоку 23, содержащему преобразователь напряжения и схему высоковольтного генератора. От выводов трансформатора 24 высокое напряжение подводится к токоподводящим контактам 42, которые замыкаются с контактами 40 патронов, поданных в положение выстрела. Контакты 41 соединены между собой токопроводящей перемычкой 43. При подаче высокого напряжения различной полярности к контактам 40 патронов через источники энергии метания 38 проходит электрический разряд и происходит выстрел, при котором срабатывают два патрона. После срабатывания источников энергии метания 38 патронов происходит разрыв цепи инициирования, при котором разряд перестает протекать по перемычке 43, а передается через тело объекта 32 по проводам 19 после закрепления на объекте снарядов 29. Разрыв цепи инициирования после срабатывания источников энергии метания может осуществляться, например, за счет образования после выстрела в полости патрона изолирующего промежутка, заполненного непроводящими продуктами сгорания пиротехнического состава, или, например, за счет использования проводящего тела снаряда в качестве инициирующей проводящей перемычки, удаляемой из патрона после выстрела. Изолирование патронов, находящихся в шахтах обоймы, от высоковольтной цепи осуществляется за счет пространственного разнесения токоподводящих контактов 41, 42 от контактов 39, 40 патронов, находящихся в шахтах обоймы, на расстояние, исключающее прохождение разряда через источники энергии патронов (Фиг.12). При использовании оружия контактным способом, когда патроны находятся в шахтах обоймы, высокое напряжение подается от выводов трансформатора 24 к контактным электродам 36 оружия при замыкании независимого переключателя 35, подающего питание на электронный блок 23, включающий в себя преобразователь напряжения и схему высоковольтного генератора. При этом, поскольку токоподводящие контакты 41, 42 изолированы от выводов 39, 40 источника энергии метания патронов, находящихся в шахтах обоймы, инициирование выстрела не происходит, и при замыкании электродов 36 на объект поражающий ток проходит через тело объекта 32.
В устройстве "Advanced Taser M-26" для передачи поражающего тока через объект с целью предотвращения шунтирования электрического разряда при пересечении или касании проводов используется провод в изоляции. Пересечение проводов после выстрела обусловлено конструкцией картриджа устройства "Advanced Tascr M-26". Провод в картридже устройства уложен в отдельной боковой полости и удерживается от свободного выхода из полости фиксирующей крышкой. Снаряд размещается в отдельном метательном канале и связан с проводом, уложенным в боковой полости картриджа. При выстреле фиксирующая крышка, удерживающая провод в боковой полости картриджа, удаляется, и ускоренный снаряд вытягивает за собой провод, который свободно раскрывается из полости под действием импульса, который сообщает проводу тянущий его снаряд. Поскольку провод расположен в боковой полости картриджа, смещенной относительно оси метаемого снаряда, центр масс метаемого провода расположен не соосно с центром масс снаряда. Вследствие этого направление импульса, который приобретает центр масс провода под действием вытягивающего его снаряда, не совпадает с направлением импульса снаряда и провод при раскрытии из боковой полости картриджа совершает значительные перемещения в поперечном направлении. При достаточно малом первоначальном расстоянии между полостями с упакованными проводами (20-25 мм) наличие значительных поперечных перемещений провода приводит к пересечению или касанию проводов в процессе полета снарядов к цели.
В отличие от картриджа устройства "Advanced Taser M-26" в унитарных патронах, используемых в заявляемом многозарядном дистанционном оружие, метаемый провод и снаряд располагаются в общей полости. При этом центр масс провода и снаряда расположены на одной оси. Соосное расположение центра масс снаряда и провода позволяет значительно уменьшить поперечные перемещения проводов в процессе их раскрытия. Незначительные поперечные перемещения проводов в процессе их раскрытия, а также большое первоначальное разнесение между метаемыми проводами двух унитарных патронов позволяют исключить возможность пересечения или касания проводов, а также возможность прохождения разряда между проводами в процессе полета снарядов к цели. Исключение возможности прохождения разряда между проводами в процессе полета снарядов к цели позволяет использовать для поражения объекта кратковременным разрядом проводов без изоляции, если поражающий разряд будет передан через объект в течение времени, при котором метаемые электрические провода не пересекаются. Использование в унитарных патронах оружия провода без изоляции, обладающего значительно меньшим объемом, приходящимся на единицу длины, по сравнению с проводом в изоляции, позволяет значительно уменьшить габарит унитарного патрона, увеличить емкость обоймы и дальность выстрела.
На Фиг.13 показан вариант оружия, изображенного на Фиг.5, в котором для поражения объекта используется мощный кратковременный разряд. На выходе высоковольтного трансформатора 24 через выпрямитель 44 подключен высоковольтный конденсатор 45. Перед непосредственным использованием оружия стрелок переводит переключатель 46 в положение "замкнуто". При замыкании ключа 46 напряжение от источника питания подается к электрическому блоку 23 и высоковольтный генератор заряжает конденсатор 45, выводы которого подключены к токоподводящим электродам 16. При подаче патронов 1 в положение выстрела происходит замыкание цепи инициирования источников энергии метания патронов, и снаряды 29 с электрическим проводом 19 метаются в цель. При попадании снарядов 29 в цель происходит замыкание высоковольтного конденсатора 45 через токоподводящие электроды 16, по электрическим проводам 19 на тело объекта 32 и через тело объекта проходит поражающий электрический ток. За время экстракции отстрелянных патронов происходит зарядка конденсатора и к моменту осуществления каждого последующего выстрела конденсатор 45 оказывается вновь заряженным. Таким образом, при каждом выстреле через тело объекта передается мощный разряд высоковольтного конденсатора.
Возможность поражения объекта единственным достаточно мощным конденсаторным разрядом подтверждается опытами, которые проводились многочисленными исследователями в 18 веке и в частности аббатом Ноле. Современные высоковольтные конденсаторы, позволяющие запасать значительное количество энергии, достаточное для поражения объекта, обладают массогабаритными характеристиками, приемлемыми для использования в ручном оружии. В варианте оружия, схема которого показана на Фиг.13, момент прохождения через тело объекта поражающего разряда конденсатора синхронизирован с моментом попадания снарядов в цель. В других вариантах оружия, в котором поражение объекта осуществляется в течение промежутка времени, при котором метаемые электрические провода не пересекаются, может использоваться специальная схема, обеспечивающая синхронизацию момента генерации мощного кратковременного разряда с моментом попадания снарядов в цель. Например, синхронизация может достигаться использованием запускающего импульса с небольшой энергией, при прохождении которого через тело объекта в момент попадания снарядов в цель происходит запуск схемы генерации мощного кратковременного разряда, который успевает пройти через тело объекта, пока проводники не пересекаются. В варианте оружия, показанном на Фиг.13, разряд конденсатора происходит только при замыкании разрядной цепи, подключаемой к электродам 16. Для снятия остаточного напряжения с конденсатора 45 после применения оружия в схеме может использоваться разрядный резистор с высоким омическим сопротивлением.
Возможность дополнительно увеличить эффективность оружия с электрическими средствами поражения заключается в использовании комбинированного разряда в виде серии чередующихся последовательных импульсов с различной частотой следования и различным физиологическим действием на объект. Как описано в патенте США №6636412, действие на объект электрических импульсов с энергией 0,9-10 Дж при частоте следования импульсов 2-40 Гц вызывает непреднамеренное поддержанное сокращение скелетных мышц, что приводит к неспособности объекта управлять мышцами в течение времени прохождения разряда. В патенте США №20040156163 описывается, что аналогичное физиологическое действие могут оказывать на объект импульсы с энергией порядка 0,2 Дж и частотой следования 15-20 Гц. Физиологическое действие указанных импульсов заключается в электрическом возбуждении моторных нейронов (нервных волокон мышечной ткани) с частотой гладкого тетануса, когда единичные сокращения мышц, вызванные одиночным импульсом, сливаются в единое поддержанное мышечное сокращение. Недостатком данного способа воздействия является то, что останавливающее действие сохраняется только в течение времени прохождения разряда, а после прекращения разряда объект практически сразу же восстанавливает способность к активным действиям. Кроме этого, останавливающее действие разряда, вызывающего непреднамеренные мышечные сокращения, в значительной степени зависит от величины пространственного разнесения снарядов, фиксируемых на теле объекта. При недостаточном разнесении снарядов на теле объекта физиологическое действие описываемого разряда может оказаться недостаточным для эффективного контроля над объектом. В патенте США №4709700 «Метод электросудорожной терапии» описываются параметры импульсов, вызывающие у объекта тонико-клонический приступ, подобный эпилептическому. Электросудорожная терапия (ЭСТ) широко используется в психиатрии, как способ лечения различных психиатрических заболеваний. В патенте США №4709700 описываются результаты экспериментов, в которых было установлено, что приступ может быть вызван серией однополярных импульсов прямоугольной формы с энергией 0,02-0,1 Дж и частотой следования 150-300 Гц. Метод ЭСТ основан на перевозбуждении нервных клеток мозга при прохождении через него электрического тока. Для оценки способности электрического разряда вызывать припадок используется понятие «судорожный порог», который выражается минимальной дозой электричества, необходимой для вызывания припадка. Обычно, при проведении ЭСТ электроды, к которым подводится напряжение, располагаются на голове пациента так, чтобы электрический ток проходил через мозг. Вместе с тем, описываемые в [1] результаты опытов показывают, что при таком способе электрического возбуждения нервных клеток мозга большая часть тока (90-95%) шунтируется через скальп и не достигает мозга. В патенте США №5299569 описывается способ электрического возбуждения мозга посредством электрического воздействия на блуждающий нерв (vagus). Основание блуждающего нерва располагается в области продолговатого мозга, а его ствол выходит из полости черепа и имеет ответвления по всему телу человека. Таким образом, электрическое перевозбуждение нервных клеток мозга может быть вызвано прохождением электрического разряда через отростки блуждающего нерва, расположенные на теле человека, а при достижении «судорожного порога» у человека может быть вызван тонико-клонический приступ. Приступ характеризуется мгновенной потерей сознания и началом тонических судорог. Тонические судороги длятся 10-20 с, а затем переходят в клонические судороги, охватывающие все тело. Длительность клонических судорог составляет 20-30 с. Таким образом, физиологическую реакцию объекта на прохождение электрического разряда можно условно разделить на моторную и тонико-клоническую. Моторная реакция заключается в непреднамеренном поддержанном сокращении скелетных мышц объекта в течение времени прохождения разряда, а тонико-клоническая реакция заключается в наступление тонико-клонического приступа, при котором объект находится в бессознательном состоянии в течение как минимум 30-50 с после прекращения разряда. Поскольку энергия импульса, способного вызывать тонико-клоническую реакцию, может быть значительно меньше энергии импульса, вызывающего моторную реакцию, то с точки зрения минимизации электрической мощности воздействия оптимальным является использование комбинированного разряда, в котором импульсы с различной энергией и частотой следования чередуются. Таким образом, возможность повысить эффективность оружия с электрическими средствами поражения при минимальной мощности электрического воздействия заключается в использовании комбинированного разряда, в котором импульсы, имеющие оптимальные параметры для вызывания моторной реакции биологического объекта, чередуются с импульсами, имеющими оптимальные параметры для вызывания тонико-клонической реакции биологического объекта. Воздействие на объект электрическим разрядом, вызывающим тонико-клоническую реакцию, может быть эффективным даже в случае малого разнесения между снарядами, фиксируемыми на теле объекта, если зона прохождения тока захватывает зону пролегания блуждающего нерва. Поскольку блуждающий нерв имеет ответвления по всему телу человека, вероятность попадания блуждающего нерва в область прохождения электрического разряда велика, особенно при достаточно большом разнесении между снарядами. Как описывается в патенте США №4709700, для вызывания тонико-клонического приступа оптимальными являются однополярные импульсы. В предпочтительном варианте оружия поражающий электрический разряд представляет собой серию однополярных импульсов, в которой импульсы с энергией 0,05-0,15 Дж и частотой следования 150-300 Гц чередуются с импульсами с энергией 0,16-0,5 Дж и частотой следования 5-30 Гц. В варианте оружия поражающий цель электрический разряд представляет собой непрерывные серии последовательных однополярных импульсов, в которых пачки импульсов с энергией 0,05-0,15 Дж и частотой следования 150-300 Гц перемежаются с пачками импульсов с энергией 0,16-0,5 Дж и частотой следования 5-30 Гц. Время пропускания отдельных последовательных пачек задается коммутирующим устройством. На Фиг.14 показан разряд, представляющий собой серию однополярных импульсов, в которой импульсы 47 с меньшей энергией импульса и большей частотой следования, вызывающие тонико-клоническую реакцию, чередуются с импульсами 48 с большей энергией и меньшей частотой следования, вызывающие моторную реакцию.
На Фиг.15 показан вариант электрической схемы, используемой для получения разряда из последовательных чередующихся импульсов с различной энергией и частотой следования. При замыкании ключа 30 напряжение источника питания 27 подается к преобразователю напряжения 49. Преобразователь напряжения 49 заряжает накопительные конденсаторы 50 и 51. Конденсатор 51 подключается к преобразователю 49 через управляемый коммутатор 52, а коммутация конденсаторов 50 и 51 на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 24 осуществляется управляемым коммутатором 53. Импульс 47 (Фиг.14) формируется на выходе трансформатора 24 при замыкании заряженного конденсатора 50 на первичную обмотку трансформатора коммутатором 53, при разомкнутом коммутаторе 52. Импульсы 48 (Фиг.14) формируются на выходе трансформатора 24 при замыкании заряженных конденсаторов 50 и 51, включенных параллельно, на первичную обмотку трансформатора коммутатором 53, при замкнутом коммутаторе 52. Коммутаторы 52 и 53 управляются блоком 54, выполненным, например, на основе программируемого процессора, который управляет коммутаторами 52, 53 в соответствии с заложенным алгоритмом последовательности, длительности и частоты включения коммутаторов.
Источник информации
1. Convulsive Therapy №10, 1994. «Physical Properties and Quantification of the ЕСТ Stimulus: I. Basic Principles». / Harold A.Sackceim, Ph.D., James Long, BA.Bruce Luber, Ph.D., James R. Moeller, Ph.D., Isak Prohovnik, Ph.D., D.P.Devanand, M.D., Mitchell S.Nobler, M.D.
Изобретение относится к оружию с электрическими средствами поражения цели для дистанционного поражения целей электрическим током, в том числе и групповых целей. Ручное многозарядное оружие содержит электроды для контактного воздействия на цель, элементы метания электрических проводов, к которым подводится высокое напряжение, состоящие из корпуса, источника энергии метания и метаемого снаряда, служащего для доставки и закрепления электрического провода на цели, источник питания, преобразователь напряжения, высоковольтный генератор, размещаемые в общем корпусе оружия, и приводится в действие спусковым элементом. Элементы метания электрического провода выполнены в виде унитарных патронов, размещаемых в постоянном магазине или сменной обойме. Выстрел осуществляется за счет инициирования источников энергии метания электрических проводов не менее чем двух патронов, поданных в положение выстрела и удерживаемых в положении выстрела в течение времени поражения цели. Экстракция отстрелянных патронов происходит вместе с электрическими проводами. Техническим результатом изобретения является создание ручного многозарядного дистанционного оружия с электрическими средствами поражения, обладающего высокой скорострельностью, точностью и эффективностью выстрела. 21 з.п.ф-лы, 15 ил.
| RU 2001126612 А, 20.07.2003 | |||
| US 6636412 А, 21.10.2003 | |||
| US 5225623 А, 06.07.1993 | |||
| СТРУЙНОЕ ЭЛЕКТРОШОКОВОЕ УСТРОЙСТВО | 2003 |
|
RU2241191C1 |
