Высоковольтный коммутатор дистанционного электрошокового оружия Российский патент 2020 года по МПК F41B15/04 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к высоковольтным коммутаторам электрического тока преимущественно для коммутации поражающего напряжения электротока в нелетальном дистанционном электрошоковом оружии (ДЭШО).

Уровень техники.

В настоящее время слаботочные (для токов в миллиамперы или десятки миллиампер) высоковольтные коммутаторы выполняются как правило электромеханического типа на основе высоковольтных вакуумных герконов например типа Ksk-1 А83 (Standex Electronics, США). При этом длина устройства составляет 53,4 мм, а коммутируемое напряжение всего до 7,5 кВ.

Вакуумный геркон МКА-52141 (Россия) имеет длину 53,5 мм, а коммутируемое напряжение всего до 10 кВ, допускаемый коммутируемый ток при напряжении 10 кВ до 3 мА кратковременно или всего 1 мА долговременно. Герконовое замыкающее реле РГК55 имеет максимальное коммутируемое напряжение всего до 5 кВ. Вакуумный геркон НЕ24-1А83-02 (Standex-Meder Electronics, США) имеет максимальное коммутируемое напряжение всего до 7,5 кВ при габаритных размерах 65×14,5×15,5 при стоимости 3200 руб.

Высоковольтный вакуумный геркон состоит из вакуумированной колбы в которой установлены впаянные в стекло подвижные контакты из магнитного материала. Поверх колбы с контактами установлена электромагнитная катушка управления. При подаче постоянного напряжения электротока на управляющую катушку наводящееся в ней магнитное поле оказывает воздействие на контакты из магнитного материала заставляя их замыкаться. При прерывании электротока электромагнитной катушки контакты размыкаются. Недостатками этих устройства являются большие габаритные размеры, высокая стоимость и недостаточные для коммутации поражающего напряжения электротока в ДЭШО коммутируемые напряжения и ток.

Среднетоковые высоковольтные коммутаторы на токи от единиц до десятков ампер выполняются как правило в виде твердотельных высоковольтных управляемых сборок например типа HVS-20-10 коммутируемое напряжение 20 кВ коммутируемый ток до 10 А. при минимальной стоимости 50000 руб/шт.

Недостатками устройства являются громоздкость и большой вес конструкции, высокая стоимость и недостаточное коммутируемое напряжение не позволяющие применять коммутатор в ДЭШО.

Высоковольтные газонаполненные коммутаторы (управляемые разрядники, тиратроны, тригатроны и пр.) также не могут применяться в ДЭШО вследствие чрезвычайно больших габаритных размеров и веса.

Известно ДЭШО Taser Х2 [1] (производства США) выполненное в виде пистолета состоящее из корпуса в котором размещена электронная часть поражающего напряжения электротока состоящая из инвертера преобразующего низковольтное напряжение (6-12 В) батареи или аккумулятора в повышенное напряжение 2-3 кВ и двух высоковольтных узлов преобразования напряжения 2-3 кВ в высоковольтное поражающее напряжения электротока 50 кВ. Каждый высоковольтный узел состоит из набора конденсаторов, газовых разрядников и высоковольтного импульсного трансформатора. ДЭШО Taser Х2 имеет два стреляющих картриджа посредством которых высоковольтное поражающее напряжение электротока вырабатываемое высоковольтными узлами и подаваемое на контактные электроды ДЭШО (электроды для непосредственно контактного воздействия на цель прижатием к телу цели без выстрела стреляющими картриджами) по выстреливаемым из картриджей токопроводам с устройствами их удержания на цели (зонды имеющие иглы с бородками) передается к поражаемой цели. При этом правоохранитель может поразить (иммобилизовать) токопроводами последовательно две цели (например двух нападающих правонарушителей) и удерживать обе цели одновременно в иммобилизованном поражающим электротоком состоянии. Это достигается тем, что поражающее напряжение электротока передается к двум целям от каждого высоковольтного узла которые работают не одновременно, а последовательно, то есть на каждую цель поступают пачки поражающих импульсов от того или иного высоковольтного узла работающих последовательно. Одновременная работа двух высоковольтных узлов не предусматривается вследствие невозможности в габаритах ДЭШО в виде пистолета обеспечить подачу на обе цели с каждого высоковольтного узла необходимую для эффективного физиологического воздействия электрическую мощность. Для работы каждого высоковольтного узла инвертер должен подать напряжение 2-3 кВ на каждый из них поочередно. Подача напряжения от инвертера последовательно на высоковольтные узлы осуществляется двумя твердотельными коммутаторами (высоковольтными IGBT транзисторами). Фактически ДЭШО Taser Х2 имеет два действующих независимо друг от друга генератора высоковольтного поражающего напряжения электрического тока при едином инвертере повышенного напряжения.

Недостатки такого ДЭШО заключаются в том, что составляющие высоковольтные узлы электронные компоненты имеют очень высокую стоимость (газовые разрядники и конденсаторы), но особенно высоковольтные импульсные трансформаторы которые должны быть выполнены сверхмалогабаритными, что при необходимых для оружия с электрическим средством поражения напряжениях поражающего электротока в (40-80 кВ) представляет собой трудную техническую задачу по изготовлению таких трансформаторов в плане создания надежной внутренней изоляции обмоток для недопущения электропробоев между витками вторичной обмотки и межобмоточных пробоев. Высоковольтный импульсный микротрансформатор обеспечивающий необходимое для надежного поражения цели электротоком расстояние искрового пробоя по воздуху до 40 мм является наиболее дорогой частью любого электрошокового оружия. Для исполнения рассматриваемого ДЭШО необходимо иметь два идентичных комплекта дорогих электронных компонентов поскольку в рассматриваемом ДЭШО коммутация производится не по высоковольтному напряжению поражающего электротока, а по напряжению 2-3 кВ максимум, что и заставляет применять дублированные высоковольтные узлы.

В России конденсаторы и газовые разрядники в габаритах необходимых для производства современного электрошокового оружия не производятся, ровно как и IGBT транзисторы потребные для воспроизводства рассматриваемой схемы. Также в России отсутствуют технологии производства микровысоковольтных импульсных трансформаторов в габаритах производимых в США.

Компания Taser Int. (в настоящее время переименованную в компанию "Axon") ранее производила модель ДЭШО Taser Х3 [2] на три стреляющих картриджа. Принцип одновременного поражения трех целей не отличается от описанного выше но достигается применением уже трех дублированных высоковольтных узлов что еще больше повышает стоимость ДЭШО и кроме того увеличивает его габариты до неприемлемых для комфортного ношения в кобуре на теле правоохранителями. В настоящее время выпуск модели Taser Х3 прекращен поскольку на основании опыта использования в правоохранительных органах США специалисты правоохранительных органов и министерства юстиции США считают, что в полицейской практике достаточно двухзарядных моделей ДЭШО позволяющих иммобилизировать две цели одновременно. В настоящее время в России не существует моделей ДЭШО с функцией иммобилизации (удержания в состоянии парализации) электротоком нескольких целей одновременно как у моделей ДЭШО Taser Х2. Патенты компании Taser Int. (в настоящее время переименованную в компанию "Axon") даже при замене американских электронных компонентов китайскими не позволяют скопировать рассмотренную схему в российских ДЭШО с перспективой на экспорт в развитые и развивающиеся страны мира. Кроме того в российских ДЭШО производимых для силовых и правоохранительных органов (армии, МВД, ФСБ, ФСО и пр.) законодательными актами РФ запрещено применение электронных и иных компонентов производящихся за рубежом.

В то же время все без исключения проводящиеся в мире (кроме России) тендеры на поставки ДЭШО в силовые структуры предусматривают необходимую функцию иммобилизации нескольких целей одновременно в силу уже установленных мировым лидером разработок и производства ДЭШО компанией Taser Int. (Axon) требований к функциональным возможностям современного ДЭШО.

Смысл коммутации в том, что при одновременной подаче высоковольтного поражающего напряжения электротока на все выстреленные в несколько целей токопроводы (параллельное соединение токопроводов всех стреляющих картриджей) передача высоковольтного поражающего напряжения электротока произойдет только на ту цель в которой между попавшими в нее зондами наименьшее сопротивление электрическому току при искровом разряде (меньше расстояние от игл зондов до тела). С устройством коммутации при попадании токопроводов стреляющих картриджей последовательно в две цели обе цели могут быть иммобилизованы так как коммутируемое поражающее напряжение подается на две цели независимо от электрического сопротивления на каждой из отстрелянных пар токопроводов. Даже при коротком замыкании на одной паре токопроводов одной цели, вторая цель все равно будет иммобилизована, так как частота коммутации выбирается такой, что цель не успевает сорвать с себя попавшие в не токопроводы до того как новая коммутация снова ее не иммобилизует. Компактные слаботочные электромеханические коммутаторы коммутирующие напряжения импульсного тока 40-80 кВ при средней силе тока до десятков миллиампер в габаритных размерах позволяющих применять такие коммутаторы в ручном (постоянно носимом в кобуре одним человеком) ДЭШО в виде пистолета из уровня техники неизвестны.

Раскрытие изобретения.

Целью изобретения является создание высоковольтного коммутатора электромеханического типа для коммутации высоковольтных поражающих токов ДЭШО напряжений (40-80 кВ) в габаритных размерах необходимых для применения в ДЭШО для иммобилизации нескольких целей одновременно в виде пистолета.

Сущность изобретения заключается в том, что высоковольтный коммутатор дистанционного электрошокового оружия с генератором высоковольтного поражающего напряжения электрического тока содержит не менее чем два неподвижных контакта установленных в не менее чем в двух трубчатых нетокопроводных направляющих с не менее чем двумя подвижными линейно перемещающимися в трубчатых нетокопроводных направляющих контактами по меньшей мере одной токопроводной спиральной пружины растяжения или токопроводного гибкого зубчатого незамкнутого ремня или цепи, перемещаемых по меньшей мере одним магнитным или зубчатым диском соединенным с по меньшей мере одним электроприводом знакопеременного вращения, при этом пружина, ремень или цепь являются электропроводником подвода высоковольтного поражающего напряжения электрического тока к подвижным контактам. Дополнительная особенность заключается в том, что подвижные и неподвижные контакты выполнены из тугоплавкого металла.

Дополнительная особенность заключается в том, что подвижные контакты представляют собой концы пружины растяжения или гибкого токопроводного зубчатого незамкнутого ремня или цепи.

Дополнительная особенность заключается в том, что спиральная пружина растяжения выполнена из стали с медным или серебряным покрытием.

Дополнительная особенность заключается в том, что гибкий зубчатый незамкнутый ремень или цепь выполнены из токопроводного материала или имеют токопроводное покрытие или корд.

Дополнительная особенность заключается в том, что электропривод использует шаговый электродвигатель или рулевую машинку.

Дополнительная особенность заключается в том, что магнитный или зубчатый диск соединены с электродвигателем через шестеренчатую передачу или передачу гибким валом.

Дополнительная особенность заключается в том, что подвижные контакты имеют датчики положения магнитного, индуктивного, емкостного или оптического типа.

Дополнительная особенность заключается в том, что высоковольтное поражающее напряжение электрического тока подается на подвижные контакты в зависимости от их положения в трубчатых направляющих.

Дополнительная особенность заключается в том, что трубчатые направляющие с неподвижными и подвижными контактами заполнены газом с высокой электрической прочностью или дугогасящей способностью или их смесью в том числе и под давлением.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1. Схема высоковольтного коммутатора для коммутации двух искровых промежутков (неподвижный и подвижный контакты в положении пробоя искрового промежутка 18).

Фиг. 2. Схема высоковольтного коммутатора для коммутации двух искровых промежутков (неподвижный и подвижный контакты в положении пробоя искрового промежутка 19).

Фиг. 3. Схема высоковольтного коммутатора для коммутации трех искровых промежутков (неподвижный и подвижный контакты в положении пробоя искрового промежутка 21). Фиг. 4. Фотографии высоковольтного коммутатора (виды с двух сторон и в момент разрыва искрового разряда).

Осуществление изобретения.

Фиг. 1. Высоковольтный коммутатор состоит из нетокопроводного (пластмассы, керамики, стекла) основания 1 на котором установлены нетокопроводные трубчатые направляющие 2 в глухих торцах которых установлены неподвижные контакты 3 и 4 изготовленные преимущественно из тугоплавкого металла (например вольфрама), а внутри труб направляющих 2 имеют возможность движения подвижные контакты 5 и 6 преимущественно из тугоплавкого металла. Подвижные контакты 5 и 6 прикреплены к концам стальной спиральной пружины 7 растяжения (которая может иметь покрытие из меди или серебра) являющейся коммутирующим органом и огибающей стандартный (покупной) кольцевой или дисковый неодимовый магнит 8 с никелевым покрытием к которому магнитными силами притягивается изгибающаяся часть пружины 7. Магнит 8 может вращаться от электропривода 9 (электродвигатель с шестеренчатой передачей или без передачи) управляемого блоком управления 10. К магниту 8 примыкает щеточный контакт 11 причем его щетка может как примыкать к магниту для непосредственного гальванического контакта, так и отстоять от него с небольшим (десятые доли миллиметра) зазором. Щеточный контакт 11 высоковольтным кабелем соединен с одним выходным высоковольтным выводом генератора 12 высоковольтного поражающего напряжения электрического тока вырабатывающего импульсное или переменное напряжение в 40-80 кВ, а другой выходной высоковольтный вывод генератора 12 соединен с общими контактными электродами 13 ДЭШО (являющихся также общими электродами стреляющих картриджей 14 и 15 ДЭШО). На расстоянии искрового пробоя по воздуху высоковольтного потенциала генератора 12 от общих электродов 13 расположены контактные электроды 16 и 17 между которыми и общими электродами 13 расположены рабочие искровые разрядные промежутки 18 и 19. Электрически параллельно обеим высоковольтным выводам генератора 12 подключен защитный искровой разрядник 20. Коммутатор работает следующим образом:

При работе ДЭШО (при контактном или дистанционном действии) генератор 12 высоковольтного поражающего напряжения электрического тока входящий в состав ДЭШО вырабатывает высокое напряжение электротока которое через один его вывод поступает на щеточный контакт 11, а через другой вывод на общие контактные электроды 13.

Гибкая пружина 7 притягиваемая к магниту 8 приводимого в знакопеременное вращение электроприводом 9 управляемого блоком управления 10 по алгоритму знакопеременного направления вращения с определенной частотой смены знаков вращения, перемещается согласовано с вращением магнита 7 и соединяет подвижные контакты 5 и 6 попеременно с неподвижными контактами 3 и 4, в такой последовательности, что в зависимости от положения внутри трубчатых направляющих 2 подвижных контактов 5 и 6 и их контактирования с неподвижными контактами 3 и 4 (непосредственный контакт или с зазором в десятые доли миллиметра) высоковольтное напряжение электротока поступает то на электрод 16 и далее через рабочий искровой промежуток 19 на электрод 13, то на электрод 17 и далее через рабочий искровой промежуток 18 на электрод 13. На Фиг. 1 замкнуты неподвижный контакт 4 и подвижный контакт 6 для образования высоковольтного искрового разряда в рабочем искровом промежутке 18 между электродами 13 и 17. При этом если токопроводы стреляющего картриджа 15 в этот момент выстрелены и закреплены на целе то по ним на цель попадает высоковольтное поражающее напряжение электротока. На Фиг. 1; Фиг. 2 и Фиг. 3 направление выстреливания токопроводов указаны стрелкой.

Фиг. 2. На фигуре показан высоковольтный коммутатор в состоянии замыкания контактов 3 и 5 для образования высоковольтного искрового разряда в рабочем искровом промежутке 19 между электродами 13 и 16. При этом если токопроводы стреляющего картриджа 14 в этот момент выстрелены и закреплены на целе то по ним на цель попадает высоковольтное поражающее напряжение электротока.

При работе высоковольтного коммутатора генератор 12 и электропривод 9 могут работать по нескольким алгоритмам исполнения.

Простейший алгоритм работы и соответственно наиболее дешевое по себестоимости исполнения ДЭШО с предлагаемым высоковольтным коммутатором осуществляются по схеме приведенной на Фиг. 1 и Фиг. 2 и в случае выстрелов из ДЭШО по двум целям предусматривает непрерывную работу генератора 12 который постоянно вырабатывает высоковольтное поражающее напряжение электрического тока, а коммутатор с некоторой частотой переключения попеременно соединяет и разъединяет подвижные и неподвижные контакты в трубчатых направляющих производя попеременную подачу высоковольтного поражающего напряжения электротока на две цели с закрепленными на них токопроводами отстреленных стреляющих картриджей. В таком исполнении коммутатора в момент положения пружины 7 в котором оба подвижных и неподвижных контакта рассоединены (срединное положение подвижных контактов в трубчатых направляющих) на генераторе 12 возникает перенапряжение которое может привести к внутреннему высоковольтному пробою в генераторе. Поэтому генератор защищен защитным искровым разрядником 20 в искровом разрядном промежутке которого происходит высоковольтный искровой разряд генератора 7 в момент полного рассоединения обоих подвижных и неподвижных контактов (срединное положение). Простейший алгоритм использует и простейшее исполнение электропривода коммутатора, использующего коллекторный или шаговый двигатель постоянного тока без использования датчиков положения подвижных контактов 5 и 6.

Более сложный алгоритм предусматривает уже использование датчиков положения подвижных контактов 5 и 6 или датчиков угла поворота магнита 7, или датчика угла поворота вала электропривода (например стандартной рулевой машинки авиамоделей микро или нано класса). В этом случае датчик (или два датчика) положения подвижных контактов соединенных с блоком управления 10 при работе коммутатора выключает генератор 12 при каждом положении подвижных контактов 5 и 6 в котором может происходить высоковольтный пробой в генераторе 12 (упрощенно это опять же срединное положение пружины 7 в трубчатых направляющих с одинаковым расстоянием между обеими парами разомкнутых подвижных и неподвижных контактов).

Третий наиболее сложный алгоритм работы коммутатора с использованием датчиков положения подвижных контактов предусматривает установку в замкнутое положение только одной пары подвижных и неподвижных контактов в зависимости от того какой именно стреляющий картридж выстрелил токопроводы в цель. В этом случае на выстреленные токопроводы первого выстреленного картриджа, на первую цель будет подаваться полная непрерывная мощность генератора 12. При выстреливании токопроводов второго стреляющего картриджа во вторую цель коммутатор может подавать поражающее напряжение как на первую и вторую цель попеременно так и при желании пользователя ДЭШО только на вторую цель отключив подачу высоковольтного поражающего напряжения электротока на первую цель.

При использовании в качестве электропривода коллекторного или бесколлекторного электродвигателя обеспечивающего наибольшую возможную скорость переключения подвижных контактов (до десятков герц) целесообразно применение датчиков положения подвижных контактов также для отключения электродвигателя электропривода при приходе подвижных контактов в крайние положения и включения электродвигателя с плавным нарастанием тока для предотвращения износа щеток электродвигателя из-за больших пусковых токов и токов самоиндукции при резкой остановке электродвигателя. В качестве электродвигателя электропривода 9 могут использоваться как коллекторные двигатели постоянного тока так и бесколлекторные и шаговые электродвигатели применение которых предпочтительнее из-за отсутствия износа щеток и коллектора, или электродвигатели в сборе с редукторами стандартных рулевых машинок (сервоприводов). При размыкании неподвижного и подвижного контакта между ними возникает слаботоковый частотный искровой разряд так как стандартная частота выходных высоковольтных импульсов генераторов высоковольтного поражающего напряжения электрического тока ДЭШО моделей всех стран производителей ДЭШО (включая Россию) составляет от 19 Гц до максимум 200 Гц, а средний максимальный ток в искровом разряде не более 1-2 мА (но при этом пиковый ток в импульсе может достигать нескольких ампер). Такой среднеслаботоковый разряд практически не вызывает искровой (дуговой) эррозии контактов 3, 4 и 5, 6 даже при применении медных или латунных электродов и исключена при применении электродов из тугоплавких металлов. При увеличении искрового промежутка между неподвижными и подвижными контактами сверх пробивного расстояния по воздуху для данного напряжения (для 40-80 кВ реальное расстояние пробоя по воздуху на острых электродах около 20-40 мм) искровой разряд прерывается и соответственно прерывается протекание искрового разряда через рабочие искровые промежутки 18 или 19. Фактически же максимальное расстояние пробоя между подвижным и неподвижным контактом при их размыкании гораздо меньше чем полные указанные выше расстояния 20-40 мм, так как при использовании ДЭШО между телом цели и зондами попавшими в цель всегда имеется расстояние толщины одежды на которую приходится не менее 10-15 мм летом и в межсезонье и более 20 мм зимой. Трубчатые направляющие 2 имеют внутренний диаметр не более 3-6 мм и соответственно очень небольшую внутреннюю поверхность которая не допускает появления внутри трубчатой направляющей поверхностных (скользящих) разрядов. Кроме того быстрому гашению искрового разряда внутри трубы небольшого диаметра способствует эффект отражения волн давления импульсов искровых разрядов от стенок трубы с повышением внутреннего давления газов воздуха внутри трубы и соответственно проявлению действия закона Пашена с уточнениями для длины электроразряда в газах в трубах разного диаметра В.А. Лисовского.

Сходно с описанием выше работает и вариант исполнения коммутатора в котором вместо магнита 8 применяется зубчатый диск (шестерня) соединенный с электроприводом 9, а вместо спиральной пружины 7 в качестве коммутирующего органа применен гибкий зубчатый незамкнутый ремень или цепь на концах которых закреплены подвижные контакты 5 и 6. В таком варианте исполнения зубчатый ремень или цепь выполняются из токопроводного материала либо нетокопроводного материала, но при исполнении из нетокопроводного материала имеют токопроводное покрытие или корд с выходом его на поверхность ремня или цепи.

Как магнитный так и зубчатый диск для передачи движения коммутирующему органу могут соединятся электродвигателем электропривода через шестеренчатую передачу в том числе с коническими шестернями. В этом случае вал электродвигателя может соединятся с осью магнита или зубчатого диска перпендикулярно что в некоторых случаях может сокращать габариты коммутатора. В других необходимых случаях применения шестеренчатая передача может служить для увеличения или уменьшения скорости поворотов магнита или зубчатого диска по сравнению со скоростью вращения вала двигателя и соответственно для увеличения или уменьшения скорости линейного перемещения подвижных контактов при оборотах имеющегося типа двигателя либо для увеличения хода подвижных контактов при ограниченном угле поворота вала электропривода в виде стандартной рулевой машинки. Для рационального по компоновке размещения механических частей и электронных элементов генератора 12 в корпусе оружия, электродвигатель электропривода или электродвигатель с промежуточной шестеренчатой передачей может быть соединен с осью магнита или зубчатого диска гибким валом и размещаться вне основания 1.

Фиг. 3. Высоковольтный коммутатор может коммутировать подачу высоковольтного поражающего напряжения электрического тока также и на три поражаемые цели (то есть на три стреляющих картриджа) как и ДЭШО Taser Х3 (США).

Исполнение коммутатора на три стреляющих картриджа без датчиков положения подвижных контактов отличается от исполнения коммутатора по Фиг. 1 и Фиг. 2 тем, что искровой разрядный промежуток защитного разрядника 20 (на указанных фигурах) перенесен на рабочий искровой промежуток 21 третьего стреляющего картриджа 22 между контактными электродами 23 и 24 при этом контактный электрод 23 соединен с общими электродами 13 (по описанию Фиг. 1 и Фиг. 2), а контактный электрод 24 соединен с высоковольтным выводом генератора 12 на щеточный контакт 11. Как сказано в описании Фиг. 2 при работе коммутатора, в срединном положении подвижных контактов в трубчатых направляющих искровой разряд происходит в искровом разрядном промежутке 20. В случае перенесения функции разрядного промежутка 20 на рабочий искровой промежуток 21 третьего стреляющего картриджа в срединном положении подвижных контактов в трубчатых направляющих искровой разряд образуется в промежутке 21, а при выстреливании токопроводов третьего стреляющего картриджа 22 в цель поражающее напряжения электрического тока проходит в третью поражаемую цель. Заявляемое устройство во всех приведенных выше исполнениях имеет не два или три источника высоковольтного поражающего напряжения электрического тока (высоковольтных узлов) как устройство прототип, а только один, что уменьшает стоимость ДЭШО и в связи с отсутствием в конструкции импортных дорогостоящих компонентов (высоковольтных IGBT транзисторов). При этом габаритные размеры заявляемого устройства позволяют размещать его в ДЭШО в виде пистолета с габаритами сходными с огнестрельным оружием носимым в кобуре, и производить ДЭШО с коммутацией высоковольтного разряда для силовых служб России.

В ином исполнении коммутатора возможна коммутация и более чем трех картриджей например в ДЭШО в виде ручного оружия с габаритами более чем пистолет (ружье, винтовка и т.п.). В этом случае конструкция коммутатора состоит из нескольких пар трубчатых направляющих с несколькими парами подвижных и неподвижных контактов приводимых в движение несколькими токопроводными спиральными пружинами или токопроводными гибкими зубчатыми ремнями или цепями от одного или нескольких магнитных или зубчатых дисков в свою очередь приводимых в движение от одного или нескольких электроприводов.

В ином исполнении трубчатые направляющие с неподвижными и подвижными контактами могут быть заполнены газом с высокой электрической прочностью (например элегазом) или дугогасящей способностью (например гелием) или их смесью в том числе и под давлением. Целесообразно наполнять газом не именно трубчатые направляющие в связи с трудностью или невозможностью герметизации выходов из трубчатых направляющих спиральных пружин или токопроводных гибких зубчатых ремней или цепей, а всю конструкцию коммутатора целиком, помещая ее в герметичный корпус вместе электроприводом. При заполнении конструкции в герметичном корпусе указанными газами под давлением можно еще больше снизить габаритные размеры коммутатора при неизменном уровне коммутируемого высоковольтного напряжения электрического тока.

Фиг. 4. Действующий макет высоковольтного коммутатора на 80 кВ измеренного напряжения искрового разряда по ГОСТ Р 50940-96 "Устройства электрошоковые" [3], с электроприводом рулевой машинкой Power HD DSM44 (Микро) и дополнительной шестеренчатой передачей (на фото шестеренки затемнены).

Список цитированных источников:

1. https://global.axon.com/products/taser-x2;

2. Ладягин Ю.О. "Дистанционное электрошоковое оружие" М.: Издательство фонда Сталинград, 2017, стр. 43-45.

3. http://docs.cntd.ru/document/gost-r-50940-96

Высоковольтный коммутатор дистанционного электрошокового оружия содержит высоковольтный генератор электрического тока, неподвижные и подвижные контакты, токопроводящую спиральную пружину растяжения, или гибкий зубчатый незамкнутый ремень, или цепь. Контакты установлены в трубчатых изоляционных направляющих. Подвижные контакты перемещаются электроприводом знакопеременного вращения. Технический результат - создание высоковольтного коммутатора для коммутации поражающего напряжения электрического тока ДЭШО для иммобилизации нескольких целей одновременно. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Высоковольтный коммутатор дистанционного электрошокового оружия с генератором высоковольтного поражающего напряжения электрического тока, отличающийся тем, что содержит не менее чем два неподвижных контакта установленных в не менее чем в двух трубчатых нетокопроводных направляющих с не менее чем двумя подвижными линейно перемещающимися в трубчатых нетокопроводных направляющих контактами по меньшей мере одной токопроводной спиральной пружины растяжения или токопроводного гибкого зубчатого незамкнутого ремня или цепи, перемещаемых по меньшей мере одним магнитным или зубчатым диском, соединенным с по меньшей мере одним электроприводом знакопеременного вращения, при этом пружина, ремень или цепь являются электропроводником подвода высоковольтного поражающего напряжения электрического тока к подвижным контактам.

2. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижные и неподвижные контакты выполнены из тугоплавкого металла.

3. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижные контакты представляют собой концы пружины растяжения или гибкого токопроводного зубчатого незамкнутого ремня или цепи.

4. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что спиральная пружина растяжения выполнена из стали с медным или серебряным покрытием.

5. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что гибкий зубчатый незамкнутый ремень или цепь выполнены из токопроводного материала или имеют токопроводное покрытие или корд.

6. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что электропривод использует шаговый электродвигатель или рулевую машинку.

7. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что магнитный или зубчатый диск соединены с электродвигателем через шестеренчатую передачу или передачу гибким валом.

8. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижные контакты имеют датчики положения магнитного, индуктивного, емкостного или оптического типа.

9. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что высоковольтное поражающее напряжение электрического тока подается на подвижные контакты в зависимости от их положения в трубчатых направляющих.

10. Высоковольтный коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что трубчатые направляющие с неподвижными и подвижными контактами заполнены газом с высокой электрической прочностью или дугогасящей способностью или их смесью, в том числе и под давлением.