Пневматическая мина нелетального действия Российский патент 2017 года по МПК F42B23/10 F42B23/24 F42B12/00 F42B12/36 

Изобретение относится к инженерному боеприпасу кинетического и акустического действия, в котором в качестве поражающих элементов применены герметичная тканевая оболочка в виде усеченного конуса, наполняемая при срабатывании сжатым воздухом, и звуковые волны высокой частоты, генерируемые течением воздуха по газоводному каналу. Изобретение может быть использовано для минирования участков местности, например, перед огражденным периметром охраняемой территории с внешней стороны с целью предотвращения приближения злоумышленника к ограждению, а также может быть использовано в специальных операциях, в зонах проведения которых может находиться мирное население.

Известна инженерная мина направленного действия /1/, содержащая пластмассовый корпус, заряд взрывчатого вещества, блок готовых поражающих элементов и взрыватель, причем заряд взрывчатого вещества и блок готовых поражающих элементов выполнены с возможностью образования в случае необходимости зазора между ними для регулирования скорости метания, сам блок готовых поражающих элементов выполнен с возможностью перемещения по оси мины с помощью пружинного, пневматического, пиротехнического привода. Инженерная мина снабжена промежуточным зарядом взрывчатого вещества, расположенным между блоком готовых поражающих элементов и зарядом взрывчатого вещества и снабженным устройством извлечения (выброса). Корпус мины выполнен в форме плоского параллелепипеда. Устройство выброса промежуточного заряда выполнено с использованием сжатой пружины, пневматического или пиротехнического устройства. Промежуточный заряд инженерной мины содержит детонатор с элементом замедления и выключателем действия. Блок готовых поражающих элементов выполнен в виде слоя готовых поражающих элементов, пространство между которыми заполнено связующей средой с невысокой пластичностью и адгезионной способностью. Готовые поражающие элементы выполнены формой, обеспечивающей их плотную укладку в блоке; например, куба, шестигранной призмы. Инженерная мина снабжена системой управления, позволяющей распознавать тип цели, и переключателем вида действия. Данное устройство может «различать» вооруженного человека и невооруженного человека и использоваться в качестве как боевого, так и в качестве нелетального оружия.

Недостатками устройства являются:

- сохраняется определенная вероятность ошибки при распознавании цели, как при управлении по проводам или радиосигналом, так и при использовании автономной системы управления, а также при настройке мины при установке;

- обезвреживание неиспользованной мины, например, при прекращении боевых действий, сторона установившая данный боеприпас будет нести риски, связанные с жизнью и здоровьем личного состава, а также нести затраты связанные с привлечением определенного количества специальной техники и материалов.

Наиболее близким по функциональной принадлежности является устройство «сигнальная мина нелетального действия» /2/, содержащее наружный корпус в виде стакана, внутри которого размещены боевой элемент и устройство для его выброса из наружного корпуса, имеющее датчик температуры и давления, пиротехническое замедлительное кольцо и вышибной заряд, при этом боевой элемент содержит боевую часть, снабженную пиротехническими элементами светозвукового и светового сигнального действия, устройство ориентированной установки боевого элемента на грунте в виде подпружиненных лапок, удерживаемых в транспортном положении накидной крышкой, и разделяющийся взрыватель, включающий в себя головную и хвостовую части, при этом головная часть взрывателя содержит датчики цели в виде подпружиненных нитевых растяжек, пиротехнический замедлитель и вышибной заряд для сброса накидной крышки и пиротехнический замедлитель и вышибной заряд для отстрела головной части взрывателя, а его хвостовая часть - предохранительно-исполнительный механизм, включающий в себя подпружиненные ударник и движок с капсюлем воспламенителем. Корпус боевой части выполнен в виде цилиндрической обоймы с верхним и нижним кольцевыми выступами, центральным и равномерно расположенными вокруг него по окружности продольными каналами, содержит основание, на одной стороне которого имеются центральный выступ с наружной кольцевой канавкой и, размещенным в ней, обтюрирующим резиновым кольцом, а на противоположной стороне - газоотводные каналы с пиротехническими усилителями, и донную втулку, обжатую нижним кольцевым выступом обоймы, при этом в центральном выступе основания размещены соосно вышибной заряд для отстрела хвостовой части взрывателя, а под ним - пиротехнический замедлитель и напротив них, в донной втулке - пиротехнический воспламенитель, соединенные с продольными каналами обоймы поперечными газоводными каналами с пиротехническими усилителями, при этом пиротехнические элементы светозвукового и светового действия размещены соответственно в разных продольных каналах обоймы, а пиротехнические усилители - соосно с продольными, равномерно расположенными по окружности каналами.

Взрыватель закреплен на верхнем выступе корпуса боевой части с помощью герметизирующей втулки, имеющей внутреннюю резьбу и наружную кольцевую канавку с обтюрирующим резиновым кольцом, при этом хвостовая часть взрывателя снабжена наружной резьбой и имеет наружную кольцевую канавку с обтюрирующим резиновым кольцом, герметизирующая втулка снаружи обжата верхним кольцевым выступом корпуса боевой части и навинчена с помощью внутренней резьбы на хвостовую часть взрывателя с возможностью ее размещения в центральном продольном канале корпуса боевой части и обеспечения поджатия к центральному выступу основания боевой части нижнего торца взрывателя через обтюрирующее резиновое кольцо.

Недостатком устройства является то, что в некоторых случаях совместного свето-звукового нелетального воздействия может не получиться; например, из-за местоположения человека на местности световое воздействие может оказаться не в поле зрения человека. Общими недостатками упомянутых устройств /1, 2/ являются:

- устройства имеют низкую маскировку, так как устанавливаются над грунтом;

- изготовление устройств требует определенных затрат, связанных с организацией взрывобезопасного производства;

- устройства не могут использоваться повторно.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании устройства скрытного размещения (мины), способного оказывать на злоумышленника (а при проведении специальных операций и на мирное население) гарантированное воздействие, выраженное в нарушении равновесия при передвижении с последующим падением, а также в раздражении нервной системы с ограничением слухового восприятия, вызванным действием акустических волн, целью воздействия является затруднение передвижения противника по определенному участку местности (или полного отказа от передвижения), исключая при этом нанесение травм и увечий, с возможностью повторного (многократного) применения устройства, а при изготовлении использовать доступные технологии. Такое решение обеспечивается устройством «пневматическая мина нелетального действия», содержащем корпус, стакан, пружинный привод, предохранительный элемент, ударник, переключатель нагрузки, элемент звукового действия с газоводным каналом, при этом корпус выполнен в виде несущего каркаса, образованного фланцем тарельчатой формы и пятаком с поджимным винтом, фланец и пятак жестко соединены одинаковыми полосовыми отрезками, стакан посредством разъемного соединения закреплен с уплотнением на несущем каркасе, само соединение состоит из пальцев в количестве трех, закрепленных на наружной стороне фланца тарельчатой формы и трех г-образных пазов стакана, выполненных на нижней части стакана, на боковой поверхности стакана закреплены три втулки с фиксаторами, поджатыми ленточными пружинами, и ориентированные в горизонтальной плоскости под углом 120°, на верхнюю часть стакана хомутом закреплена тканевая оболочка, выполненная в виде перевернутого полого усеченного конуса высотой h1, основанием которого является донышко диаметром D1, второй, меньший диаметр тканевой оболочки равен наружному диаметру стакана, тканевая оболочка сложена методом подгиба с образованием волнообразных складок, на донышке выполнено отверстие диаметром D2, на внутреннюю поверхность донышка приклеена нажимная крышка, выполненная в виде диска диаметром D3 со сквозным центральным отверстием диаметром D4, элемент звукового действия с газоводным каналом выполнен в виде цилиндра диаметром D5 и высотой h2 и жестко закреплен к нажимной крышке, выходное отверстие газоводного канала элемента звукового действия и центральное отверстие нажимной крышки совпадают с отверстием, выполненным на донышке тканевой оболочки, сама нажимная крышка через элемент звукового действия опирается на ребра рамки, установленной внутри стакана со скользящей посадкой и изготовленной в виде стакана с высотой боковой стенки h3, на дне которого имеются профильные окна в количестве n, а ребра жестко закреплены между окнами, пружинный привод выполнен в виде силовой винтовой цилиндрической пружины сжатия, одним концом упирающейся в отбортовку стакана, выполненную внутрь, другим концом в дно рамки, переключатель нагрузки выполнен в виде пуклевок различного диаметра и глубины на боковой стенке рамки, расположенных горизонтально в ряд и количестве i, сами ряды ориентированы в горизонтальной плоскости под углом 120°, а фиксаторы упираются в пуклевки одинакового размера, предохранительный элемент выполнен в виде пластины с продольной прорезью и установлен в прорезях, выполненных на боковой поверхности стакана, между предохранительным элементом и рамкой имеется зазор величиной σ, ударник закреплен на нижнюю часть рамки и выполнен в виде заостренного штырька высотой h4, диаметром D6 и углом заострения λ, на расстоянии k от нижней части рамки к ударнику жестко закреплен упор в виде двух пластин, внутрь каркаса помещен баллон объемом V с вентиль-клапаном, торец горловины баллона выполнен в виде кольца с гребенчатой поверхностью, при этом наружный диаметр кольцевой поверхности равен наружному диаметру горловины, а внутреннее выходное отверстие выполнено диаметром D7, с внутренней стороны каркаса между фланцевым кольцом и кольцевой поверхностью горловины баллона зажат мембранный узел, состоящий из упорного кольца с внешним диаметром, равным диаметру горловины, внутренним диаметром D8 и толщиной s1, эластичной разрывной мембраны толщиной s2, выполненной в виде кругового полого конуса высотой h5, эффективной площадью поверхности F_эфф с вершиной, обращенной внутрь баллона, и отбортовкой по основанию, при этом диаметр отбортовки равен диаметру горловины баллона и вставки в виде полого усеченного кругового конуса с диаметром основания D9, малым диаметром D10, высотой h6 и толщиной стенки s3 и установленной между внутренней конусной поверхностью мембраны и упорным кольцом, причем вставка выполнена составной из трех не скрепленных между собой частей - конусного наконечника и двух боковин, удерживаемых между собой мембраной и выступами, выполненными на частях вставки,

Конструктивная особенность предлагаемого изобретения - мембранный узел, состоящий из упорного кольца, эластичной разрывной мембраны и вставки, выполненной составной из трех не скрепленных между собой частей, который способен длительное время выдерживать определенное давление P внутри баллона, а при разрушении имеет высокую скорость срабатывания, обеспечивая этим наполнение тканевой оболочки за очень короткий промежуток времени до определенного давления P₁.

На фиг. 1 изображен пример осуществления изобретения в положении перед боевым применением. Внутрь каркаса (1) помещен баллон (2) с вентилем-клапаном (3), на каркасе закреплен стакан (4), на котором хомутом (5) закреплена тканевая оболочка (6) (показана в сложенном состоянии), в прорезях (7) стакана (4) установлен предохранительный элемент (8).

На фиг. 2 изображено устройство пневматической мины. Между каркасом (1) и баллоном (2) поджимным винтом (9) зажат мембранный узел (10), а между каркасом (1) и внутренней стороной стакана (4) установлено герметизирующее кольцо (11), внутри стакана установлены рамка (12) с профильными окнами и ребрами, закрепленный на ней ударник (13) с упором (14) и пружина (15), для крепления стакана (4) на каркасе (1) у стакана выполнены г-образные выборки (16), а на каркасе жестко закреплены пальцы (17), для фиксации рамки (12) с ударником (13) при сжатии пружины (15) на боковой поверхности стакана во втулках (18) установлены подпружиненные фиксаторы (19), которые упираются в пуклевки, выполненные на боковой стенке рамки (12) (на фиг. не показаны) и которые предназначены для настройки на различные усилия срабатывания, для опоры пружины (15) у стакана выполнена отбортовка «внутрь» (20), в боевом положении (пружина (15) сжата) на ребра рамки (12) опирается нажимная крышка (21) с элементом звукового действия (22), имеющим газоводный канал (23), нажимная крышка (21) приклеена к внутренней поверхности тканевой оболочки (6) (показана в сложенном состоянии) с совмещением отверстия (24), выполненного на тканевой оболочке с выходом газоводного канала (23).

Пневматическая мина нелетального действия срабатывает следующим образом (фиг. 1, 2). Перед применением между каркасом (1) и баллоном (2) винтом (9) зажимается мембранный узел (10) и через вентиль-клапан (3) производится накачка баллона сжатым воздухом до давления P, в стакане (4) ударник путем сжатия пружины (15) переводится в боевое положение (фиксаторы (19) упираются в соответствующие пуклевки), в прорези (7) вставляется предохранительный элемент (8) (предохраняющий от случайного срабатывания во время установки), а тканевая оболочка (6) складывается определенным образом так, чтобы нажимная крышка (21) опиралась на ребра рамки (12), каркас (1) с баллоном (2) устанавливается в грунт в заранее приготовленной лунке, далее на рамку (12) устанавливается стакан (4) с герметизацией кольцом (11), снимается предохранительный элемент (8), а прорези (7) закрываются, например, отрезками липкой ленты и мина маскируется. При приложении к нажимной крышке (21) некоторой силы F, создаваемой давлением на грунт в точке установки мины при передвижении человека и действующей в вертикальной плоскости, усилие передается на рамку (12) с ударником (13), фиксаторы (19) «выходят» из пуклевок, а рамка при этом «срывается» и под действием силы F и силы разжимаемой пружины (15) Q_з движется вниз, ударник (13) разрушает целостность мембранного узла (10), образующееся течение сжатого воздуха из баллона (2) окончательно разрушает мембранный узел (10), а тканевая оболочка (6) за короткий промежуток времени наполняется воздухом до давления P₁ и принимает вид показанный на фиг. 3. На фиг. 4 показаны этапы разрушения мембранного узла, состоящего из эластичной мембраны (24), вставки, образованной конусным наконечником (25) и двумя боковинами (26), упорного кольца (27). Под действием сил F и Q_з ударник (13) сначала прокалывает эластичную разрывную мембрану (24), под действием внутреннего давления P в баллоне (2) эластичная мембрана (24) начинает разрушаться в месте прокола, далее под действием сил F и Q_з ударник (13) упором (14) давит на конусный наконечник (25), который совместно с давлением P и скоростным потоком начинающегося течения воздуха еще больше разрушает эластичную разрывную мембрану (24), окончательно эластичную разрывную мембрану (24) разрушает скоростной поток воздуха, создаваемый давлением P, при этом разделяются боковины (26). Кинетическая энергия при наполнении сжатым воздухом тканевой оболочки (6) единственную точку опоры человека откидывает назад-вверх. Центр тяжести резко переносится назад, задняя нога подгибается. При этом «найти» вторую точку опоры невозможно, так как масса тела оказывает довольно-таки большое воздействие на согнутый коленный сустав. Икроножные мышцы, мышцы бедра и крестообразные коленные связки не в состоянии справиться с такой нагрузкой для выравнивания центра тяжести. Остается лишь упасть назад на руки, спину или ягодичные мышцы. Произвести какие-либо действия для предотвращения падения невозможно. Практически одновременно с наполнением тканевой оболочки (6) воздух начинает течь и через элемент звукового действия (22) с газоводным каналом (23), генерируя звуковые волны высокой частоты, воздействуя на нервную систему человека и сигнализируя о месте или направлении срабатывания мины. После срабатывания мина может использоваться повторно - устанавливается новая эластичная разрывная мембрана (24), а баллон (2) наполняется сжатым воздухом.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для расширения существующего арсенала нелетальных мин;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью приведенного в заявке описания конструкции;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно: изготавливать пневматическую мину нелетального действия, используя традиционные технологии.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;

- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- увеличение количества однотипных элементов действий, для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов действий;

- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Перечень фигур

1) Фиг. 1. Пример осуществления изобретения «Пневматическая мина нелетального действия».

2) Фиг. 2. Устройство пневматической мины нелетального действия.

3) Фиг. 3. Пневматическая мина нелетального действия после срабатывания.

4) Фиг. 4. Этапы разрушения мембранного узла.

Источники информации

1. Патент РФ №2206864 от 20.06.2003 г. Инженерная мина направленного действия.

2. Патент РФ №2401980 от 20.10.2010 г. Сигнальная мина нелетального действия.

Изобретение относится к пневматической мине нелетального действия, в которой в качестве поражающих элементов применены герметичная тканевая оболочка в виде усеченного конуса, наполняемая при срабатывании сжатым воздухом, и звуковые волны высокой частоты, генерируемые течением воздуха по газоводному каналу. Изобретение может быть использовано для минирования участков местности, например, перед огражденным периметром охраняемой территории с внешней стороны с целью предотвращения приближения злоумышленника к ограждению, а также может быть использовано в специальных операциях, в зонах проведения которых может находиться мирное население. Устройство состоит из каркаса, внутрь которого помещен баллон с вентилем-клапаном, на каркасе закреплен стакан с пружинным приводом и ударником, на стакане закреплена тканевая оболочка, внутри которой находится элемент звукового действия. Конструктивная особенность предлагаемого изобретения - мембранный узел, состоящий из упорного кольца, эластичной разрывной мембраны и вставки, выполненной составной из трех не скрепленных между собой частей, зажатый между горловиной баллона и каркасом, который способен длительное время выдерживать определенное давление внутри баллона и имеет высокую скорость срабатывания, обеспечивая этим наполнение тканевой оболочки за очень короткий промежуток времени до необходимого давления. Обеспечивается гарантированное воздействие на злоумышленника, исключая при этом нанесение травм и увечий. 6 ил.

Пневматическая мина нелетального действия, содержащая корпус, стакан, пружинный привод, предохранительный элемент, ударник, переключатель нагрузки, элемент звукового действия с газоводным каналом, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде несущего каркаса, образованного фланцем тарельчатой формы и пятаком с поджимным винтом, фланец и пятак жестко соединены одинаковыми полосовыми отрезками, стакан посредством разъемного соединения закреплен с уплотнением на несущем каркасе, само соединение состоит из пальцев в количестве трех, закрепленных на наружной стороне фланца тарельчатой формы и трех г-образных пазов стакана, выполненных на нижней части стакана, на боковой поверхности стакана закреплены три втулки с фиксаторами, поджатыми ленточными пружинами, и ориентированные в горизонтальной плоскости под углом 120°, на верхнюю часть стакана хомутом закреплена тканевая оболочка, выполненная в виде перевернутого полого усеченного конуса высотой h1, основанием которого является донышко диаметром D1, второй, меньший диаметр тканевой оболочки равен наружному диаметру стакана, тканевая оболочка сложена методом подгиба с образованием волнообразных складок, на донышке выполнено отверстие диаметром D2, на внутреннюю поверхность донышка приклеена нажимная крышка, выполненная в виде диска диаметром D3 со сквозным центральным отверстием диаметром D4, элемент звукового действия с газоводным каналом выполнен в виде цилиндра диаметром D5 и высотой h2 и жестко закреплен снизу к нажимной крышке, выходное отверстие газоводного канала элемента звукового действия и центральное отверстие нажимной крышки совпадают с отверстием, выполненным на донышке тканевой оболочки, сама нажимная крышка через элемент звукового действия опирается на ребра рамки, установленной внутри стакана со скользящей посадкой и изготовленной в виде полого стакана с высотой боковой стенки h3, на дне которого имеются профильные окна в количестве n, а ребра жестко закреплены между окнами, пружинный привод выполнен в виде силовой винтовой цилиндрической пружины сжатия, одним концом упирающейся в отбортовку стакана, выполненную внутрь, другим концом в дно рамки, переключатель нагрузки выполнен в виде пуклевок различного диаметра и глубины на боковой стенке рамки, расположенных горизонтально в ряд и в количестве i, сами ряды ориентированы относительно друг друга в горизонтальной плоскости под углом 120°, а фиксаторы упираются в пуклевки одинакового размера, предохранительный элемент выполнен в виде пластины с продольной прорезью и установлен в прорезях, выполненных на боковой поверхности стакана, между предохранительным элементом и рамкой имеется зазор величиной σ, ударник закреплен на нижнюю часть рамки и выполнен в виде заостренного штырька высотой h4, диаметром D6 и углом заострения λ, на расстоянии k от нижней части рамки к ударнику жестко закреплен упор в виде двух пластин, внутрь каркаса помещен баллон объемом V с вентиль-клапаном, торец горловины баллона выполнен в виде кольца с гребенчатой поверхностью, при этом наружный диаметр кольцевой поверхности равен наружному диаметру горловины, а внутреннее выходное отверстие выполнено диаметром D7, с внутренней стороны каркаса между фланцевым кольцом и кольцевой поверхностью горловины баллона зажат мембранный узел, состоящий из упорного кольца с внешним диаметром, равным диаметру горловины, внутренним диаметром D8 и толщиной s1, эластичной разрывной мембраны толщиной s2, выполненной в виде кругового полого конуса высотой h5, эффективной площадью поверхности F_эфф с вершиной, обращенной внутрь баллона, и отбортовкой по основанию, при этом диаметр отбортовки равен диаметру горловины баллона и вставки в виде полого усеченного кругового конуса с диаметром основания D9, малым диаметром D10, высотой h6 и толщиной стенки s3 и установленной между внутренней конусной поверхностью мембраны и упорным кольцом, причем вставка выполнена составной из трех не скрепленных между собой частей - конусного наконечника и двух боковин, удерживаемых между собой мембраной и выступами, выполненными на частях вставки.