Электрошоковое оружие для иммобилизации нескольких целей Российский патент 2021 года по МПК F41B15/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к многозарядному дистанционному электрошоковому оружию (ДЭШО), с электрическим средством поражения преимущественно для правоохранительных органов, а также самообороны граждан.

Уровень техники

В качестве аналога предполагаемого изобретения выбрано широко известное ДЭШО в мире TASER Х26 [1] производимое ведущей в области электрошокового оружия мира компании "Taser Int." (в настоящее время компании "Axon Enterprise, Inc." ("Axon") США), и являющееся наиболее распространенной моделью ДЭШО в мире. ДЭШО TASER Х26 выполненное в виде пистолета предназначено для временного выведения из строя (иммобилизации, поражения, удержания в состоянии парализации) биологических целей (цель, правонарушитель, биоцель) электрическим током на расстоянии или при непосредственном контакте с целью. Поражение цели на расстоянии осуществляется при использовании стреляющего картриджа, выстреливающего в цель два зонда с устройствами закрепления на цели (иглы с бородками), каждый из которых соединен при помощи провода в изоляции (токопроводом) с соответствующим токоподводящим электродом на картридже. Токоподводящие электроды картриджа электрически (или через зазор в 0,1-0,5 при заряжании картриджа в ДЭШО связываются с боевыми (контактными) электродами ДЭШО выходящими на передний торец ДЭШО, к которым, при запуске ДЭШО подается высоковольтное поражающее цель напряжение электрического тока от электронного высоковольтного узла содержащегося в оружии и между которыми образуется боевой высоковольтный искровой разряд. Стреляющие картриджи имеют заряд пиротехнического вещества, инициируемого от высоковольтного поражающего цель напряжения электрического тока подаваемого на него при включении ДЭШО. Заряд воспламеняется и при помощи прорубающего устройства разгерметизирует емкость со сжатым газом, который и выбрасывает в цель зонды с токопроводами. Картридж жестко крепится к ДЭШО при помощи механического замка-защелки расположенной на картридже. Иммобилизация цели на расстоянии осуществляется при замыкании электрической цепи через тело биоцели посредством токопроводов, связывающих боевые электроды ДЭШО с зондами, метаемыми в цель. Иммобилизация биоцели контактным способом (контактно) осуществляется при непосредственном взаимодействии (прижатии к телу) боевых электродов ДЭШО с телом биоцели без производства выстрела.

Указанное ДЭШО имеет следующие недостатки. Чтобы произвести повторный выстрел, например, в случае промаха по цели или для того, чтобы иммобилизовать другую появившуюся цель, необходимо отсоединить стреляный картридж и вставить в ДЭШО новый картридж. Фиксация картриджа в ДЭШО при помощи механического замка открываемого только при использовании обеих рук пользователя требует несколько секунд для малотренированного пользователя, чтобы перезарядить ДЭШО новым картриджем и произвести повторный выстрел. За это время правонарушитель может напасть на правоохранителя, попытаться скрыться, или применить имеющееся у него оружие. Чтобы использовать ДЭШО контактно, необходимо предварительно отсоединить картридж, поскольку при попытке применить ДЭШО с присоединенным картриджем контактно, всегда происходит выстрел картриджа и при соответственном выстреле в упор механическое травмирование цели. Такое свойство является препятствием для быстрого использования ДЭШО с заряженным в него картриджем в ситуациях, когда необходимость иммобилизации цели проистекает на близкой дистанции и выстрел с крайне малого расстояния нежелателен, поскольку может нанести цели серьезную механическую травму. Недостаток аналога заключается также в невозможности демонстрации боевого электроискрового разряда противнику без выстрела (с целью психологического воздействия для снижения агрессивности перед применением контактно или стрельбой), поскольку при подаче поражающего высоковольтного потенциала на боевые электроды ДЭШО к которым всегда примыкают и токоподводящие электроды картриджа следует немедленное инициирование метательных зарядов картриджа с производством выстрела. При этом хорошо известно, что при угрозе применения пользователем электрошокового оружия с демонстрацией поражающего электроискрового разряда сопровождающегося характерным шумом, и свечением искровых разрядов во многих случаях агрессор прекращает агрессивные действия понимая, что придется иметь дело с электричеством и соответственно последующей болью. Известно также, что агрессивные животные (например, собаки, дикие звери) практически всегда прекращают агрессию при демонстрации человеком электроразрядов. Таким образом, ДЭШО аналог может быть использован контактно (либо произведена демонстрация боевого электроразряда) только с отсоединенным от оружия стреляющим картриджем, что исключает его быстрое дистанционное применение в случае необходимости.

В качестве прототипа предполагаемого изобретения выбрано широко известное в мире двухзарядное ДЭШО Taser Х2 [2] (производства компании "Axon") выполненное в виде пистолета состоящее из корпуса в котором размещена электронная часть вырабатывающая поражающее напряжение 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 выходное высоковольтное поражающее цель напряжение электротока 50 кВ. Каждый высоковольтный узел состоит из набора конденсаторов, диодов, газовых разрядников и высоковольтного импульсного трансформатора. ДЭШО Taser Х2 заряжается двумя стреляющими картриджами посредством которых высоковольтное поражающее напряжение электротока вырабатываемое высоковольтными узлами и подаваемое на боевые электроды ДЭШО по выстреливаемым из картриджей токопроводам с устройствами их закрепления на цели передается к поражаемой цели. При этом компанией "Axon" особо подчеркивалось, что правоохранитель при стрельбе из ДЭШО может иммобилизовать токопроводами выстрелянными из ДЭШО последовательно две цели (например, двух нападающих правонарушителей) и удерживать обе цели одновременно в иммобилизованном поражающим электротоком состоянии. Новое схемотехническое решение компании "Axon" было названо системой "Rotational-Pulse-Drive" [3; 4] и характеризовалось 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 попеременно-последовательно друг за другом с повторением последовательности действия (т.е. закольцовано). 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. Вследствие необходимости применения двух высоковольтных узлов известных габаритов при любом режиме работы (как иммобилизация одной цели так и иммобилизация двух целей) невозможен подвод к одной цели или двум целям полной мощности развиваемой инвертером и высоковольтным узлом при возможностях токовой отдачи современных источников электропитания (литиевых батарей или аккумуляторов) при данных габаритных размерах оружия с единственным стреляющим картриджем (как в ДЭШО TASER Х26) и соответственно возможностях токовой отдачи современных источников электропитания (литиевых батарей или аккумуляторов). Таким образом по физиологической эффективности воздействия определяемой прежде всего выходной электрической мощностью ДЭШО прототип существенно уступает рассмотренному выше аналогу который может подавать на единственную цель полную мощность достигаемую применением единственного высоковольтного узла при заданных габаритах оружия. По результатам эксплуатации Taser Х2 было установлено, что система "Rotational-Pulse-Drive" удовлетворительно может иммобилировать две цели одновременно только в идеальных и малореальных на практике условиях (при большой петле тока попавших в цель зондов, при нестойкой к электровоздействию биоцели без наркотического или алкогольного опьянения, при малом собственном весе биоцели). Поэтому до настоящего времени нет ни одного видеокадра иммобилизации двух целей одновременно при громадном количестве в сети кадров реального применения по правонарушителям при полицейских операциях моделей ДЭШО "Taser" компании "Axon".

Другой недостаток системы "Rotational-Pulse-Drive" состоит в том, что для работы каждого высоковольтного узла инвертер прототипа 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. Составляющие высоковольтные узлы электронные компоненты имеют очень высокую стоимость (высоковольтные газовые разрядники, конденсаторы, диоды), но особенно высоковольтные импульсные трансформаторы которые должны быть выполнены сверхмалогабаритными при достаточной выходной мощности, что при необходимых для оружия с электрическим средством поражения напряжениях поражающего электротока в (40-80 кВ) представляет собой труднейшую 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 же ДЭШО с системой "Rotational-Pulse-Drive" необходимо иметь уже 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 несколько высоковольтных узлов.

В России высоковольтные газовые разрядники, конденсаторы, диоды, IGBT транзисторы в габаритах необходимых для производства современного электрошокового оружия не производятся. Также в России отсутствуют и технологии производства микровысоковольтных импульсных трансформаторов в габаритах производимых в США. Компания "Axon" ранее производила также модель ДЭШО Taser Х3 [2] с заряжанием тремя стреляющими картриджами и системой "Rotational-Pulse-Drive". Принцип одновременного поражения трех целей не отличается от описанного выше и достигается применением уже трех высоковольтных узлов что еще больше повышает стоимость ДЭШО снижает эффективность воздействия на каждую цель и кроме того увеличивает его габариты до неприемлемых для комфортного ношения в кобуре на теле правоохранителями как из за роста габаритов в связи с дополнительными высоковольтными узлами так и в связи с увеличением габаритов по толщине при увеличении количества стреляющих картриджей более двух. В настоящее время выпуск модели Taser Х3 хотя и прекращен, но уже имеющееся в полиции США ДЭШО используется. На основании многолетнего опыта использования в правоохранительных органах США многозарядного ДЭШО специалисты правоохранительных органов и министерства юстиции США считают, что в полицейской практике достаточно двухзарядных моделей ДЭШО. ДЭШО Taser Х3 может также считаться прототипом предполагаемого изобретения. В настоящее время на вооружении полиции и других силовых служб России нет моделей как многозарядных моделей ДЭШО так и тем более ДЭШО с функцией иммобилизации электротоком нескольких целей одновременно как у моделей ДЭШО Taser Х2.

Патенты компании "Axon" даже при замене американских электронных компонентов приобретаемыми РФ у Китайской Народной Республики не позволяют скопировать рассмотренную схему в российских ДЭШО с какой-либо перспективой на экспорт в развитые и развивающиеся страны мира.

В то же время проводящиеся во всем мире (кроме внутренних тендеров 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 "Axon" требований к функциональным возможностям современного ДЭШО. Например, лидеру отечественного производства и разработки ДЭШО компании ООО "МАРТ-ГРУПП" за многие годы попыток участия в тендерах зарубежного полицейского рынка при представлении в том же тендере продукции компанией "Axon" ни одного тендера выиграть не удалось. Недостаток прототипа заключается также в том, что стреляющие картриджи связаны с оружием замком-защелкой и после выстрела автоматически не отделяются от оружия. На линии следующего выстрела могут оказаться токопроводы от предыдущего выстрела уже тянущиеся к цели, что неминуемо изменит траекторию движения зондов второго выстрела, и они не попадут в цель даже при правильном наведении оружия на цель. Недостаток прототипа заключается также в том, что стреляные картриджи для перезаряжания оружия приходится извлекать из кармана ДЭШО (передней пустотелой полости корпуса ДЭШО для размещения стреляющих картриджей) используя обе руки пользователя для открывания замка-защелки. Извлечение стреляного картриджа после выстрела автоматически или при помощи одной руки пользователя удерживающей оружие невозможно. Таким образом для перезаряжания оружия в случае необходимости быстро продолжать стрельбу пользователь теряет время на извлечение стреляного картриджа используя обе руки.

Вследствие необходимости использовать обе руки пользователя для экстракции стреляных картриджей увеличивается время для производства второго выстрела, а дозаряжание новым картриджем взамен отстрелянного невозможна без работы обеих рук пользователя. Для перезаряжания картриджами оружия прототипа пользователь должен отпустить рукоятку удержания оружия с перехватом оружия за корпус нажать пальцем этой руки на кнопку замка-защелки картриджей в корпусе расположенной практически в переднем торце оружия, а второй рукой захватить стреляный картридж и вынуть его из кармана оружия. Заряжание новым картриджем производится опять же при использовании обеих рук пользователя, причем стреляющая рука все так же перехватывает оружие и для последующих выстрелов пользователь должен снова перехватить рукоятку удержания оружия. То есть разряжание и заряжание оружия прототипа производится мешкотно и неудобно.

Прототипом стреляющего картриджа для предполагаемого изобретения выбран картридж для многозарядного ДЭШО по патенту [5]. При этом необходимо указать недостатки оружия по этому патенту использующего только картриджи такого типа. Картриджи имеют метательный заряд пиротехнического вещества для метания в цель токопровода, инициируемого от низковольтного электрического тока, подаваемого через контакты запуска картриджа на воспламенитель заряда при нажатии спускового крючка (спускового элемента). После производства первого выстрела перед вторым выстрелом стреляный картридж с токопроводами автоматически экстрактируется из корпуса ДЭШО пружиной сжатой при заряжании (установки) картриджа в корпус пистолета сразу при отпускании спускового крючка. После производства второго выстрела перед третьим выстрелом, второй стреляный картридж с токопроводами также автоматически экстрактируется из корпуса ДЭШО сразу при отпускании спускового крючка. Так же автоматически удаляется из корпуса ДЭШО и третий стреляный картридж с токопроводами при отпускании спускового крючка. То есть экстракция стреляных картриджей с токопроводами ведущими к цели для ее иммобилизации прекращается сразу после отпускания спускового крючка пользователем. Таким образом главный недостаток ДЭШО использующего картриджи по патенту [5] заключается в отсутствии у него функции производства ареста (иммобилизации с захватом) правонарушителя, какая функция считается уже стандартной в моделях ДЭШО производства компании "Axon". Функция ареста может осуществляться во всех моделях ДЭШО компании "Axon" в которых стреляющие картриджи после выстрела, поражения цели и отпускания пользователем ДЭШО спускового крючка автоматически не экстрактируются из ДЭШО, а удаляются из ДЭШО только вручную. В ДЭШО производства "Axon" при отпускании спускового крючка после выстрела и попадания токопроводов в цель стреляные картриджи не удаляются автоматически из оружия и соединяют ДЭШО с целью токопроводами до извлечения вручную стреляного картриджа, и напряжение поражающего тока подается на цель и после отпускания спускового крючка в течение времени работы таймера (до 5-15-30 с), в зависимости от конкретной модели ДЭШО или назначения (полицейское или гражданское). Таким образом правоохранитель поражает цель, отпускает спусковой крючок, кладет ДЭШО на землю и пока таймер подает поражающий электроток на цель и цель иммобилизована надевает на иммобилизованного правонарушителя наручники. Таким способом в США уже более 20 лет производится основное количество арестов (захватов) правонарушителей с использованием ДЭШО. В России ДЭШО со свойствами возможности производства ареста на вооружении силовых служб по настоящее время не поступали. В ДЭШО по патенту [5] картриджи после отпускания спускового крючка экстрактируются автоматически, поэтому арест правонарушителя с выпусканием оружия из рук пользователя и освобождением его обеих рук для действий ареста невозможен. Кроме того, недостаток такого ДЭШО по патенту [5] прототипа заключаются в том, что экстракция стреляных картриджей с токопроводами во время стрельбы может производится только после срабатывания газового двигателя картриджа. В случае отказа его работы например невыдвигания поршня газового двигателя после выстрела (вследствие заедания, прикипания, затирания деталей газового двигателя ввиду отсталости отечественных технологий в точности изготовления, примораживания (при попадании влаги в детали газового двигателя в холодное время года) или нефиксация поршня в выдвинутом положении после выстрела вследствие аналогичных вышеописанным причинам или неточности изготовления поршня и элементов его фиксации в выдвинутом положении, экстракции картриджа не произойдет. Но отказ экстракции после первого выстрела, например, первого стреляющего картриджа делает поражение второй цели вторым (и последующим) выстрелом неэффективным так как поражающее напряжение электротока которое должно поступать на вторую (и затем последующую) цель после выстрелов второго (и последующего) картриджей в цель шунтируется первой целью в которую попали токопроводы первого выстреленного но не экстрактированного картриджа. В случае отказа экстракции одного картриджа попавшего в цель токопроводами следующий выстрел в следующую цель будет "короткозамкнут" (шунтирован), поражающее напряжение электротока которое должно быть направлено в следующую цель будет шунтироваться первой пораженной целью. Таким образом поражающего воздействия на вторую и последующую цель не происходит. Но даже при непопадании в цель токопроводов первого выстрела и отказа устройства автоматической экстракции первого отстрелянного картриджа второй выстрел произведенный в цель практически всегда будет неэффективным для поражения цели так как токопроводы первого выстрела неизбежно пересекаются при падении на землю как в случае промаха обоими токопроводами так и промаха по цели одним токопроводом. В России не имеется технологий производства аналогов высоковольтного токопровода DuPont™ Tefzel® ETFE [6] с электрической прочностью изоляции 11-16 кВ переменного тока (для одной жилы) применяемых во всех моделях ДЭШО компании "Axon". Токопроводы же всех без исключения моделей российских ДЭШО представляет собой обычный монтажный провод типа МС, МСЭ или МГТФ со спеченной или скрученной без спекания обмоткой из фторпласта-4Д и рассчитанный на номинальное напряжение 250-500 В переменного тока (для общей жилы многожильного провода). Поэтому в случае пересечения токопроводов ДЭШО всех моделей производимого и применяемого в России при действующем в ДЭШО напряжениях высоковольтного поражающего электротока в ДЭШО происходит неизбежный электропробой изоляции токопроводов и соответственное короткое замыкание токопроводов с шунтированием поражающего цель электротока.

Для повторного выстрела по непораженной первым выстрелом цели необходимо быстро экстрактировать стреляный картридж первого выстрела с пересекшимися токопроводами. При этом экстракция картриджа с отказавшим газовым двигателем из корпуса ДЭШО по патенту [5] может быть произведена только двумя руками пользователя, причем рукой пользователя удерживающей оружие необходимо его перехватить за корпус. Одна рука пользователя должна удерживать перехваченное оружие, а второй рукой пользователь должен нажать на головку (нажимную часть) механического пружинного фиксатора картриджа с отказавшим газовым двигателем чтобы произвести его экстракцию. Одной рукой пользователя удерживающей оружие при стрельбе указанную манипуляцию экстракции картриджа с отказавшим газовым двигателем произвести невозможно вследствие расположения головок механических пружинных фиксаторов за спусковой скобой корпуса оружия вне досягаемости пальцами руки удерживающей оружие и при этом еще необходимости нажатия на них для экстракции картриджа перпендикулярно продольной оси оружия снизу. Вследствие необходимости использовать обе руки пользователя в случае отказа газового двигателя увеличивается время перезаряжания новым картриджем взамен стреляного, так как пользователь вынужден использовать вторую руку сначала для экстракции стреляного картриджа и только затем для установки в оружие нового картриджа. Учитывая уже более чем 25-ти летнюю широчайшую практику применения ДЭШО полицией США известно, что во многих случаях прекращения агрессии правонарушителя правоохранитель использует вторую руку для удержания наручников, фонаря или огнестрельного оружия и таким образом просто физически не может быстро использовать ее для экстракции стреляного картриджа для последующего дозаряжания новым картриджем.

Как следует из практики использования многозарядных ДЭШО полицией США, в множественных случаях по единственной цели производится и повторный выстрел. Он осуществляется в том случае, если первый выстрел по каким-либо причинам не поражает цель (промах по цели одним или двумя токопроводами, обрыв токопровода, попадание зондов в толстую одежду или складки одежды и др.). То есть второй выстрел используется как резервный или запасной хотя может использоваться для иммобилизации второго правонарушителя вслед за первым (Taser Х2) с иммобилизацией обеих целей одновременно. Для надежности поражения агрессивной и вооруженной цели, с тем чтобы исключить возможность непоражения цели одним картриджем и потерей времени правоохранителя на осознание непоражения цели (с соответственной возможностью правонарушителя применить оружие) используются быстрые выстрелы в цель двумя картриджами один за другим (дублированный выстрел), так же как и в обычной практике применения огнестрельного оружия в правоохранительных органах США (поражение единственной цели сразу несколькими быстроследующими друг за другом выстрелами). В ДЭШО по патенту [5] двойное поражение цели быстроследующими друг за другом выстрелами невозможно так как при отпускании спускового крючка после выстрелов картриджи с токопроводами ведущими к цели автоматически экстрактируются из оружия и электровоздействие на цель прекращается.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является создание ДЭШО для эффективной иммобилизации нескольких целей одновременно, с возможностью производства ареста при устранении вероятности шунтирования ДЭШО, с возможностью дозаряжания и ускоренного перерезаряжания оружия, с соответственной повышенной надежностью и эффективностью работы, при возможности использования стреляющих картриджей пониженной стоимости, с возможностью производства ДЭШО в России и экспорта за границу. Предлагаемое оружие по комплексу достигаемых свойств и гибкости применения превосходит лучшие образцы ДЭШО (аналог и прототип) лидера мирового ДЭШО-строения компании "Axon Enterprise, Inc.".

Поставленная цель достигается тем, что электрошоковое оружие содержит корпус, источник электропитания, электронную схему установки очередности инициирования стреляющих картриджей и вырабатывания высоковольтного поражающего цель напряжения электрического тока с таймером времени вырабатывания, спусковой элемент, по меньшей мере два стреляющих картриджа с метаемым токопроводом, устройства фиксации картриджей в корпусе, пружинные экстракторы стреляющих картриджей, дополнительные устройства принудительной фиксации стреляющих картриджей в корпусе, при этом устройства фиксации стреляющих картриджей в корпусе имеют мускульные приводы принудительной расфиксации стреляющих картриджей от корпуса оружия, действующие от пальца руки пользователя, удерживающей оружие, таймер имеет орган управления установки времени вырабатывания высоковольтного поражающего цель напряжения электрического тока, не зависящий от положения спускового элемента после выстрела, в корпусе расположен электромеханический высоковольтный коммутатор поочередной прерывистой или непрерывной подачи высоковольтного поражающего напряжения электротока на стреляющие картриджи с переключателем работы электромеханического высоковольтного коммутатора на непрерывную подачу высоковольтного поражающего напряжения электротока на тот или иной картридж. Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что оно имеет ручной механический замыкатель выходов высоковольтного коммутатора подачи высоковольтного поражающего напряжения электротока на стреляющие картриджи. Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что орган управления таймера установки времени вырабатывания высоковольтного поражающего цель напряжения электрического тока связан механической или электрической связью с дополнительными устройствами принудительной фиксации стреляющих картриджей в корпусе.

Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода шаговый электродвигатель или сервомашинку.

Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода коллекторный или бесколлекторный электродвигатель.

Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что электромеханический высоковольтный коммутатор имеет по меньшей мере один датчик положения подвижных контактов.

Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода по меньшей мере один длинноходовый соленоид с подвижной системой связанных постоянных магнитов.

Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что оно имеет выключатель отключения работы электромеханического высоковольтного коммутатора. Дополнительной особенностью заявляемого оружия является также то, что электронная схема установки очередности инициирования стреляющих картриджей имеет переключатель-селектор очередности инициирования стреляющих картриджей.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1. Общий вид слева ДЭШО и стреляющих картриджей (с автоматической расфиксацией от корпуса при выстреле и упрощенной конструкции).

Фиг. 2. Общий вид справа ДЭШО и стреляющих картриджей (с автоматической расфиксацией от корпуса при выстреле и упрощенной конструкции).

Фиг. 3. Вид ДЭШО со снятой половиной корпуса и вид разреза ДЭШО сверху.

Фиг. 4. Разрез ДЭШО в двух разных плоскостях.

Фиг. 5. ДЭШО со снятыми половиной корпуса, нажимной частью замков принудительной фиксации картриджей и приводом-толкателем.

Фиг. 6. Устройство стреляющего картриджа с автоматической расфиксацией.

Фиг. 7. Устройство стреляющего картриджа упрощенной конструкции.

Фиг. 8. Блок-схема высоковольтного коммутатора ДЭШО с 2-мя стреляющими картриджами.

Фиг. 9. Блок-схема высоковольтного коммутатора ДЭШО с 3-мя стреляющими картриджами.

Фиг. 10. ДЭШО с высоковольтным коммутатором соленоидного привода и поворотным приводом фиксаторов стреляющих картриджей, общий вид и вид со снятой половиной корпуса.

Фиг. 11. ДЭШО с коммутатором соленоидного привода разрезы сверху на разную глубину.

Фиг. 12. Блок схема высоковольтного коммутатора с соленоидным приводом.

Фиг. 13. Опытное ДЭШО со снятой половиной корпуса.

Фиг. 14. Высоковольтные коммутаторы соленоидного привода и с приводом электродвигателем вид сверху.

Фиг. 15. Высоковольтные коммутаторы соленоидного привода и с приводом электродвигателем вид сбоку.

Осуществление изобретения.

Фиг. 1 и Фиг. 2. ДЭШО состоит из корпуса 1 собранного из двух симметричных половин, в кармане (полости) корпуса расположены фиксируемые в корпусе 1 при заряжании стреляющие картриджи 2. Снаружи корпуса с обеих сторон расположены движки 3 экстракции картриджей из корпуса 1 при разряжании оружия для хранения или перезаряжания новыми картриджами взамен отстрелянных. На Фиг. 1 ДЭШО заряжен картриджами 2 с автоматической расфиксацией от корпуса при выстреле. Внизу для примера расположен как картридж с автоматической расфиксацией, так и картридж упрощенной конструкции (картридж пониженной стоимости, см. ниже).

Стреляющий картридж 2 (далее по тексту - тип 2) с автоматической пиротехнической расфиксацией от корпуса при выстреле принципиально не отличаются от стреляющих картриджей по патенту [5] но имеют газовый двигатель, который в отличие от картриджей по патенту [5] при выстреле не выдвигает из картриджа выступ, а вдвигает имеющийся на картридже 2 подвижный выступ 4 внутрь корпуса картриджа заподлицо с образующей поверхность корпуса картриджа. На корпусе картриджа 2 выполнены выемки 5 фиксации картриджа в корпусе 1 деталью спускового механизма и выемки 7 принудительной фиксации в корпусе 1. Стреляющий картридж 8 (далее по тексту - тип 8) пониженной стоимости (упрощенной конструкции) не имеет газового двигателя, но также имеет выступ 9 выполненный заодно с корпусом картриджа.

Стреляющий картридж 2 с автоматической пиротехнической расфиксацией от корпуса при выстреле принципиально не отличаются от стреляющих картриджей по патенту [5] но имеют газовый двигатель, который в отличие от картриджей по патенту [5] при выстреле не выдвигает из картриджа выступ как по патенту [5], а вдвигает имеющийся на картридже 2 подвижный выступ 4 внутрь корпуса картриджа заподлицо с образующей корпус картриджа. Внутреннее устройство картриджей описано по Фиг. 6 и Фиг. 7. Спусковой крючок 6 предназначен для запуска электронной схемы ДЭШО вырабатывающей поражающие высоковольтные импульсы электротока, инициирования выстрелов стреляющих картриджей 2 или 8, фиксации их в корпусе 1 при выстреле и времени, в течение которого цель поражается электротоком, а также для расфиксации картриджей от корпуса 1 после выстрела. С каждой стороны корпуса расположены нажимные части 10 замков принудительной фиксации картриджей в корпусе 1. На переднем торце корпуса 1 расположен общий боевой электрод 11 и боевые электроды 12 и 13. Между электродом 11 и электродом 12 и между электродом 11 и электродом 13 расположены так называемые "боевые (или "рабочие") искровые промежутки" в которых развивается "боевой (или "рабочий") искровой электроразряд" вырабатываемый высоковольтным узлом ДЭШО как в случае контактного применения ДЭШО, так и в случае дистанционного выстрела стреляющим картриджем.

В рукоятке ДЭШО расположен источник электропитания в виде электрической батареи (или аккумулятора) 14 съемного или постоянного типа, в торце корпуса 1 расположен предохранитель 15 и кнопки (выключатели) 16 управления режимами работы ДЭШО, а также может располагаться дисплей-индикатор 17 работы электронных систем оружия. Для реализации указанных ниже вариантов работы заявляемого ДЭШО кнопок 16 может быть и больше 2-х (показанных на фигуре), однако различные необходимые режимы работы могут быть реализованы программированием при помощи различного количества и длительности нажатия только на две кнопки как это принято при программировании широко распространенных на сегодня различных электронных устройств с сенсорным или кнопочным программированием при небольшом количестве кнопок или мест сенсорного воздействия на программируемую электронную схему.

Фиг. 3. Стреляющий картридж тип 2 или тип 8 фиксируется в корпусе 1 за выступ 4 или 9 на корпусе картриджа подвижным подпружиненным фиксатором 18 (размещенным в каждой половине корпуса 1) перемещающимся вертикально вниз относительно корпуса оружия при взаимодействии с подпружиненным приводом-толкателем 19 (размещенным также в каждой половине корпуса 1) и соединенным с движком 3. При нажатии пальцем руки пользователя движка 3 и соответственном перемещении привода-толкателя 19 вперед относительно корпуса оружия он взаимодействует с фиксатором 18 перемещая его вниз относительно корпуса оружия и при этом происходит расфиксация выступа 4 или 9 картриджа от фиксатора 18 и картридж выталкивается (экстрактируется) из корпуса оружия одним из двух расположенных в корпусе 1 подпружиненных выбрасывателей (экстракторов) выталкивающие пружины которых сжимаются корпусами картриджей при заряжании картриджей в карман размещения картриджей оружия. Таким образом при нажатии на движки 3 большим или указательным пальцем руки удерживающей оружие можно производить принудительное разряжание оружия от заряженных в него картриджей в случае необходимости разряжания оружия (например для хранения) и быструю принудительную экстракцию стреляного картриджа после выстрела. На Фиг. 3 изображен тип 2 стреляющего картриджа, но экстракция типа 8 стреляющего картриджа осуществляется таким же образом.

В корпусе 1 расположена электронная схема вырабатывающая высоковольтное поражающее цель напряжение электротока и включающая в себя как свою часть управляющий блок с микроконтроллером управления узлами схемы, в том числе и высоковольтным коммутатором (см. ниже), инвертер 20 (в общем корпусе которого может находиться и управляющий блок включающий в себя микроконтроллер), высоковольтный узел 21 (включающий в себя набор конденсаторов, газовых разрядников, диода, высоковольтного импульсного трансформатора), электронную схему очередности инициирования стреляющих картриджей, таймер управления временем вырабатывания поражающего цель напряжения, при необходимости дисплей-индикатор 17 работы электронной схемы, аккумулятора (и иной информации о работе оружия) и аккумулятор 14 питания ДЭШО.

Фиксатор 18 может иметь привод как от движка 3 (кнопки) с продольным движением относительно длины оружия так и от движка с поперечным движением или с поворотным движением движка вокруг некоторой оси. Продольное, поперечное или поворотное движение движка относительно корпуса оружия определяется конструктором. Поворотное движение, как и поперечное движение движка может передаваться к фиксатору 18 общеприменительными и понятными любому техническому специалисту простыми устройствами в виде рычагов, наклонных плоскостей, шестеренно-реечных передач либо их комбинациями (например, см. Фиг. 10). В корпусе 1 расположен также электромеханический высоковольтный коммутатор 22 (пронумеровано его основание) имеющий в своем составе электропривод с вращением 23 (электродвигатель без передачи или с шестеренчатой передачей, например сервомашинка (стандартная аналоговая или цифровая рулевая машинка авиамоделей микро или нано класса), нетокопроводные трубчатые направляющие 24, неодимовый магнит 25 и стальную спиральную пружину 26 растяжения. На нижнем виде Фиг. 3 изображен разрез ДЭШО сверху где видны нетокопроводные трубчатые направляющие 24, неодимовый магнит 25, спиральная пружина 26 растяжения, вал 27 электропривода 23, подвижный контакты 28 и 29 (представляющие собой законцовки спиральной пружины 26 растяжения), отрезки 30 и 31 высоковольтного кабеля соединяющие неподвижные контакты 32 и 33 с электродами 12 и 13, щеточный контакт 34 первого вывода 35 высоковольтного узла 21, нетокопроводные трубчатый корпус 36 защитного искрового разрядника, разрядные электроды 37 защитного искрового разрядника, второй вывод 38 высоковольтного узла 21.

Фиг. 4. При нажатии на спусковой крючок 6 для производства выстрела он своим передним выступом воздействует на деталь 39 спускового механизма, которая своим передним зубцом входит в выемку 5 фиксации картриджа. При конечном ходе спускового крючка 6 он своим задним выступом включает тактовую кнопку 40 которая и запускает электронную схему, вырабатывающую высоковольтное поражающее цель напряжение электротока и низковольтное напряжение электротока, инициирующее метательный заряд пиротехнического вещества картриджа, который производит метание в цель токопроводов, а также запускает в действие высоковольтный коммутатор 22 в режим работы, установленный заранее при помощи кнопок 16. В момент выстрела газовый двигатель картриджа перемещает деталь 41 картриджа имеющую с обратной стороны выступ 4 внутрь картриджа так, что выступ 4 выходит из зацепления с подпружиненным фиксатором 18 и удерживается от экстрактирования из корпуса оружия подпружиненным экстрактором 42 только зубцом детали 39 вошедшим в выемку 5 фиксации картриджа. После поражения цели пользователь отпускает спусковой крючок 6, зубец детали 39 выходит из выемки 5, и происходит расфиксация стреляного картриджа от корпуса 1 с экстрактированием картриджа с выброшенными в цель токопроводами из корпуса 1 экстрактором 42 под действием его сжатой при заряжании оружия картриджем пружины 43. На фигуре показаны также контакты 44 низковольтного инициирования пиротехнического заряда картриджа.

Фиг. 5. На фигуре для лучшей обзорности со сборки ДЭШО снята нажимная часть 10 и привод-толкатель 19. При необходимости производства иммобилизации двух правонарушителей или производства двух быстроследующих друг за другом выстрелов (дублированного выстрела) для увеличения надежности поражения или ареста одного вооруженного правонарушителя с учетом вероятности возможного отказа иммобилизации из-за вероятности обрыва токопровода или незакрепления токопровода на цели при первом выстреле правоохранитель-пользователь ДЭШО перед началом стрельбы нажимает на нажимные части 10 замков принудительной фиксации картриджей в корпусе 1 указательным пальцем руки удерживающей оружие перемещая их вверх относительно корпуса оружия. Ригели 45 замков 46 (соединенных с нажимной частью 10) входят в выемки 7 картриджа для принудительной фиксации в корпусе 1. В этом случае даже при расфиксированном с фиксатором 18 выступом 4 (как изображено на Фиг. 5) (фиксатор 18 опущен, а выступ 4 картриджа вдвинут газовым двигателем после выстрела) и отпущенном спусковом крючке 6 картридж 2 остается в оружии, то есть автоматической экстракции стреляного картриджа не происходит.

Это позволяет в случае поднимания пользователем двух нажимных частей 10 перед стрельбой иммобилизировать две цели одновременно токопроводами двух картриджей (режим ареста) или одну вооруженную цель токопроводами двух картриджей для надежности ее поражения дублированным выстрелом.

Фиг. 6. Силовой корпус 47 картриджа тип 2, передняя заглушка 48, деталь 41 с выступом 4, поршень с вилкой 49 газового двигателя, газовые каналы 50, заглушка каналов 51, пиротехнический заряд 52 с электроинициированием, метаемые зонды 53 с токопроводом, окно 54 движения детали 41 с выступом 4. При подаче напряжения электрического тока на пиротехнический заряд 52 он инициируется, и газы, образующиеся газы сгорания заряда, проходят по каналам 50 в ствольные каналы картриджа, производя метание зондов 53 с токопроводом в цель. Одновременно газы сгорания заряда воздействуют на поршень с вилкой 49 имеющей скосы, которые, взаимодействуя с ответными скосами детали 41, опускают ее в окне 54 так, что выступ 4 детали 41 выступающий над образующей поверхностью корпуса 47 до выстрела опускается в положение заподлицо с образующей поверхность корпуса 47. При этом происходит расфиксация картриджа от фиксатора 18 и соответственно от корпуса 1 оружия.

Фиг. 7. Силовой корпус 55 картриджа типа 8, газовые каналы 56, разрезные заглушки 57 ствольных каналов (аналогичные типа картриджа 2), пиротехнический заряд 52 с электроинициированием, метаемые зонды 53 с укладкой токопровода внутри (на разрезе зондов укладка не показана), выступ 9. При подаче напряжения электрического тока на пиротехнический заряд 52 он инициируется и газы образующиеся газы сгорания заряда проходят по каналам 56 в ствольные каналы картриджа, производя метание зондов 53 с токопроводом в цель.

Фиг. 8. Подвижные контакты 28 и 29 высоковольтного коммутатора двигающиеся в нетокопроводных трубчатых направляющих 24 прикреплены к концам стальной спиральной пружины 26 растяжения (которая может иметь покрытие из меди или серебра) огибающей кольцевой или дисковый неодимовый магнит 25 с никелевым покрытием к которому магнитными силами притягивается изгибающаяся часть пружины 26. Магнит 25 может вращаться от электропривода 23 управляемого от блока 58 электронной схемы ДЭШО. Управляющий блок 58 может составлять часть инвертера 20. К магниту 25 примыкает щеточный контакт 34, причем его щетка может как примыкать к магниту для непосредственного гальванического контакта, так и отстоять от него с небольшим (доли миллиметра) зазором. Щеточный контакт 34 соединен высоковольтным кабелем с первым выводом 35 высоковольтного узла 21 вырабатывающего импульсное или переменное напряжение в 40-80 кВ, а второй вывод 38 высоковольтного узла 21 соединен с общим боевым электродом 11 ДЭШО являющимся и общим электродом стреляющих картриджей. Электрически параллельно высоковольтным выводам 35 и 38 генератора узла 21 подключен защитный искровой разрядник с разрядными электродами 37. Высоковольтный коммутатор работает следующим образом:

При работе ДЭШО (при контактном или дистанционном действии) высоковольтный узел 21 питаемый от управляющего блока 58 в свою очередь питаемого от электрической батареи или аккумулятора 14 и содержащего в своем составе инвертер 20 вырабатывает высоковольтное поражающее напряжение электрического тока, которое через его первый вывод 35 поступает на щеточный контакт 34, а через второй вывод 38 на общий боевой электрод 11. Гибкая пружина 26 притягиваемая к магниту 25 приводимому в знакопеременное вращение электроприводом 23 управляемым блоком 58 по алгоритму вращения с определенной частотой смены знаков вращения, перемещается согласовано с вращением магнита 25 и соединяет подвижные контакты 28 и 29 попеременно с неподвижными контактами 32 и 33, в такой последовательности, что в зависимости от положения внутри трубчатых направляющих 24 подвижных контактов и их контактирования с неподвижными контактами (непосредственный контакт или с зазором в доли миллиметра) высоковольтное напряжение электротока поступает то на электрод 12 и далее через боевой искровой промежуток на общий электрод 11, то на электрод 13 и далее через боевой искровой промежуток на общий электрод 11.

На Фиг. 8 замкнуты неподвижный контакт 32 и подвижный контакт 29 для образования высоковольтного искрового разряда в рабочем искровом промежутке между электродами 12 и 11. При этом если токопроводы стреляющего картриджа 59 в этот момент выстрелены и закрепились на цели, то по ним на цель подается высоковольтное поражающее напряжение электротока. На Фиг. 8; Фиг. 9; Фиг. 10 направление выстреливания токопроводов из стреляющих картриджей указаны стрелкой. При повороте магнита 25 в обратную сторону контакты 32 и 29 разомкнуться, а контакты 33 и 28 замкнуться. Искровой разряд образуется в промежутке между боевыми электродами 13 и 11 и соответственно подается на токопроводы картриджа 60 (и при попадании их в цель на саму цель). При знакопеременном вращении магнита 25 высоковольтное поражающее напряжение электротока будет подаваться попеременно на электроды 11; 12 и 11; 13. При выстреливании токопроводов обоих картриджей в две цели высоковольтное поражающее напряжение электротока будет подаваться попеременно на обе пораженные токопроводами цели.

При работе высоковольтного коммутатора ДЭШО может работать по нескольким алгоритмам исполнения.

Простейший алгоритм работы в случае выстрелов из ДЭШО по двум целям предусматривает работу высоковольтного узла 21 который непрерывно (с оговоркой на максимальное допустимое время подачи электрического тока на биоцель по установленным правовым и медицинским нормам) 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 выстрелянными из картриджей. В таком исполнении коммутатора в момент положения магнита 25 и соответственно пружины 26, в которых оба подвижных и неподвижных контакта рассоединены (срединное (промежуточное) положение подвижных контактов в трубчатых направляющих) на высоковольтном импульсном трансформаторе высоковольтного узла 21 возникает перенапряжение, которое может привести к внутреннему высоковольтному пробою трансформатора. Поэтому трансформатор узла 21 защищен защитным искровым разрядником, в искровом разрядном промежутке которого между разрядными электродами 37 в момент полного рассоединения обоих подвижных и неподвижных контактов (срединное положение обоих подвижных контактов в трубчатых направляющих 24) происходит паразитный высоковольтный искровой разряд. Расстояние между разрядными электродами 37 в защитном разряднике и соответственно напряжение зажигания должно быть несколько больше чем эти показатели для электродов 11; 12 и 11; 13. Простейший алгоритм использует и простейшее исполнение электропривода коммутатора, использующего коллекторный или шаговый двигатель постоянного тока без использования датчиков положения подвижных контактов 28 и 29.

Более сложный энергосберегающий алгоритм предусматривает использование датчиков положения подвижных контактов 28 и 29 или датчиков угла поворота магнита 25, или датчика угла поворота вала электропривода 23. В этом случае один датчик (или два датчика) положения подвижных контактов соединенных с управляющим блоком 58 при работе коммутатора выключает узел 21 при каждом положении подвижных контактов 28 и 29 в котором может происходить высоковольтный пробой в узле 21 (описанное выше срединное (для простоты понимания) или приближающееся к нему положение (зависящее от запаса высоковольтного импульсного трансформатора по пробивному расстоянию по воздуху сверх конструктивно установленного расстояния между боевыми электродами). Таким образом паразитный искровой разряд в защитном искровом разряднике не развивается, что позволяет уменьшить энергопотребление от источника электропитания 14.

Другой алгоритм работы коммутатора также 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 через выстреленные токопроводы первого выстреленного картриджа, на первую цель будет подаваться полная непрерывная мощность поражающего напряжения электротока от узла 21. При выстреливании токопроводов второго стреляющего картриджа во вторую цель коммутатор подаст полную непрерывную мощность поражающего напряжения электротока на вторую цель, отключив подачу мощности на первую цель. Алгоритмы работы устанавливаются пользователем при помощи кнопок 16 программирующего управляющий блок 58, который организует работу коммутатора и вырабатывание поражающего напряжения электротока.

При использовании в качестве электропривода коллекторного или бесколлекторного электродвигателя без редуктора обеспечивающего наибольшую возможную скорость переключения подвижных контактов (до десятков герц) целесообразно применение датчиков положения подвижных контактов не только для исключения паразитного искрового разряда на защитном искровом разряднике, но 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. При использовании в качестве электропривода рулевой машинки угловое положение выходного вала, на котором устанавливается магнит 25 (а значит и положение подвижных контактов) всегда известно без дополнительных датчиков поскольку датчик углового положения всегда встроены в саму рулевую машинку.

Фиг. 9. Высоковольтный коммутатор может коммутировать подачу высоковольтного поражающего напряжения электрического тока также и на три поражаемые цели (т.е. на три стреляющих картриджа) как и трехзарядный ДЭШО Taser Х3.

Исполнение коммутатора на три стреляющих картриджа без датчиков положения подвижных контактов отличается от исполнения коммутатора по Фиг. 8 тем, что искровой разрядный промежуток защитного разрядника (Фиг. 8) перенесен в рабочий искровой разрядный промежуток 61 третьего стреляющего картриджа 62 между контактными электродами 63 и 64 при этом вывод 35 высоковольтного узла 21 соединен с электродом 64, а вывод 38 высоковольтного узла 21 соединен с электродом 63. Как сказано в описании по Фиг. 8 при работе коммутатора, в срединном положении подвижных контактов 28 и 29 в трубчатых направляющих искровой разряд происходит в искровом разрядном промежутке защитного разрядника. В случае перенесения функции защитного разрядника на искровой промежуток 61 третьего стреляющего картриджа 62 в срединном положении подвижных контактов в трубчатых направляющих искровой разряд образуется в разрядном промежутке 61, и при выстреливании токопроводов третьего стреляющего картриджа 62 в цель поражающее напряжения электрического тока поступает в третью поражаемую цель при срединном положении подвижных контактов. Расстояние между разрядными электродами 63 и 64 в разрядном промежутке 61 и соответственно напряжение зажигания искрового разряда должно быть несколько больше чем эти характеристики для разрядных промежутков 65 и 66 картриджей 67 и 68. Заявляемое устройство в приведенных выше исполнениях на два или три стреляющих картриджа имеет не два или три источника высоковольтного поражающего напряжения электрического тока (высоковольтных узлов) как ДЭШО-прототип, а только один, что уменьшает стоимость ДЭШО и в связи с отсутствием в конструкции импортных и дорогостоящих компонентов нескольких высоковольтных узлов. 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. Расстояние между разрядными электродами 37 в защитном разряднике и соответственно напряжение зажигания должно быть несколько больше чем эти характеристики для электродов 12; 11 и 13; 11.

Фиг. 10. На верхнем виде фигуры корпус 69 ДЭШО, стреляющие картриджи тип 2 или тип 8 (на фиг. изображены картриджи тип 8), нажимно-поворотный рычаг 70, спусковой крючок 6, выключатель 71 высоковольтного коммутатора, аккумулятор 14 питания. Устройство и вид боевых электродов ДЭШО не отличаются от приведенных на Фиг. 1. Назначение и действие выключателя 71 высоковольтного коммутатора описано ниже в разделе "Варианты режимов работы ДЭШО".

На нижнем виде фигуры выключатель 71 (описание работы см. ниже) высоковольтного коммутатора снят с корпуса для лучшей обзорности других деталей. Картриджи фиксируются в корпусе 69 за выступ 9 на корпусе картриджа подвижным подпружиненным фиксатором 18 (размещенным в каждой половине корпуса) перемещающимся вертикально вниз относительно корпуса оружия при взаимодействии с подпружиненным приводом-толкателем 72 (размещенным также в каждой половине корпуса) и взаимодействующим с водилом 73 с осью проходящей сквозь стенку половины корпуса и соединенной с нажимно-поворотным рычагом 70. При нажатии пальцем руки пользователя на рычаг 70 и повороте соединенным с ним водила 73 и соответственном перемещении взаимодействующего с водилом привода-толкателя 72 вперед относительно корпуса оружия он взаимодействует с фиксатором 18 перемещая его вниз относительно корпуса оружия и при этом происходит расфиксация выступа 9 картриджа от фиксатора 18 и картридж выталкивается (экстрактируется) из корпуса оружия одним из двух расположенных в корпусе подпружиненных выбрасывателей (экстракторов) выталкивающие пружины которых сжимаются корпусами картриджей при заряжании картриджей в карман размещения картриджей оружия. Таким образом при нажатии на рычаг 70 пальцем руки удерживающей оружие можно производить как разряжание оружия от заряженных в него картриджей в случае необходимости разряжания оружия (например для хранения) так и быструю принудительную экстракцию стреляного картриджа после выстрела.

В корпусе 69 расположена электронная схема, вырабатывающая высоковольтное поражающее цель напряжение электротока и включающая в себя как свою часть микроконтроллер управления узлами схемы, инвертер 20, высоковольтный узел 21, электронную схему очередности инициирования стреляющих картриджей, таймер управления временем вырабатывания поражающего цель напряжения, при необходимости дисплей-индикатор 17 работы электронной схемы, аккумулятора (и иной информации о работе оружия) и аккумулятор 14 питания ДЭШО. В корпусе 69 расположен также электромеханический высоковольтный коммутатор 74 (нумеровано его основание) имеющий соленоиды 75, нетокопроводные трубчатые направляющие 76, защитный разрядник 77.

На Фиг. 11 изображены разрезы ДЭШО с высоковольтным коммутатором соленоидного привода сверху на разную глубину, где видно устройство коммутатора. Соленоиды 75 (обмотки не показаны), стеклянные или пластиковые трубчатые направляющие 76, защитный разрядник 77, пружины 78 соединенные между собой электрически, а также соединены электрически с выводом 35 высоковольтного узла 21. В каждой из трубчатых направляющих 76 может перемещаться магнитная контактная система состоящая из оболочки в которой расположены два неодимовых магнита 79 обращенные друг к другу одноименными полюсами, немагнитный разделитель 80 магнитов и токопроводный соединитель 81 магнитов. В направляющих 76 расположены неподвижные контакты 82 и 83 соединенные отрезками высоковольтного кабеля с боевыми электродами 13 и 12.

Описанные магнитные контактные системы представляют собой фактически подвижные контакты коммутатора, приводимые в движение с длинным ходом (длинный ход в соленоиде это свойство связанных магнитных систем описанной конструкции) посредством воздействия на магнитные контактные системы электромагнитного поля соленоидов, на которые последовательно подаются импульсы электротока необходимой длительности и частоты от управляющего блока 58 для перемещения магнитных контактных систем внутри направляющих 76 с частотой задаваемой конструктором ДЭШО по различным требованиям. Соленоидный высоковольтный коммутатор в отличие от высоковольтного комутатора с приводом от электродвигателя описанного выше может обеспечивать скорость переключения (коммутации) высокого напряжения с частотой до сотни герц и более (зависящей от выбранной длины максимального хода магнитной системы, ее массы и подводимой к соленоидам мощности электротока а также от выбранного конструктивно расстоянием искрового электропробоя по воздуху высоковольтного узла 21). Второй вывод 38 высоковольтного узла 21 соединен с общим боевым электродом 11 ДЭШО являющимся и общим электродом стреляющих картриджей. Электрически параллельно высоковольтным выводам 35 и 38 генератора узла 21 подключен защитный искровой разрядник 77. Принцип коммутации высоковольтного коммутатора соленоидного привода не отличается от описанного по Фиг. 8, за исключением той разницы, что вместо электромеханического привода подвижных контактов в виде электродвигателя используется соленоидный привод. Высоковольтный коммутатор соленоидного привода может коммутировать подачу высоковольтного поражающего напряжения электрического тока и на три поражаемые цели (на три стреляющих картриджа) как и трехзарядный ДЭШО Taser Х3 (США), принцип коммутации не отличается от описанного по Фиг. 9, т.е. рабочий искровой разрядный промежуток третьего стреляющего картриджа является искровым разрядным промежутком защитного разрядника.

Фиг. 12. Соленоиды 75, трубчатые направляющие 76, защитный разрядник 77, пружины 78 соединенные между собой электрически, а также соединены электрически с выводом 35 высоковольтного узла 21. В каждой из трубчатых направляющих 76 при подаче тока на соленоиды от управляющего блока 58 перемещается магнитная контактная система, состоящая из немагнитной оболочки, в которой установлены неодимовые магниты 79, обращенные друг к другу одноименными полюсами, немагнитный разделитель 80 магнитов и токопроводный соединитель 81 магнитов (показан штриховой линией). В направляющих 76 расположены неподвижные контакты 82 и 83 соединенные отрезками высоковольтного кабеля с боевыми электродами 13 и 12. Высоковольтный коммутатор работает следующим образом:

При работе ДЭШО (при контактном или дистанционном действии) высоковольтный узел 21 питаемый от управляющего блока 58 в свою очередь питаемого от электрической батареи или аккумулятора 14 и содержащего в своем составе инвертер 20 вырабатывает высоковольтное поражающее напряжение электрического тока, которое через его первый вывод 35 поступает на соединенные между собой электрически проводящие пружины 78 и далее через соединитель 81 полюса магнитов обращенных - к неподвижным контактам 82 и 83, на которых могут быть установлены еще и токопроводные острые законцовки (как видно на Фиг. 11). На соленоиды попеременно поступают однополярные импульсы электротока по алгоритму подачи и выключения тока с определенной частотой вырабатываемые управляющим блоком 58 при этом каждая из двух магнитных контактных систем попеременно совершает длинные ходы сжимая пружины 78 которые разжимаясь при отключении тока в соленоиде возвращают магнитные контактные системы в начальное положение (замкнутое с неподвижными контактами) в направляющих 76, разрывая и замыкая электрическую цепь высоковольтного напряжение электротока, подаваемого то на электрод 12, то на электрод 13.

На Фиг. 12 электроток подан блоком 58 на левый по фигуре соленоид. Левая магнитная контактная система втянута в соленоид сжав левую пружину 78 и соответственно замкнуты неподвижный контакт 83 и правая контактная магнитная система для образования высоковольтного искрового разряда, вырабатываемого узлом 21 в боевом искровом промежутке между электродами 11 и 12. При этом если токопроводы стреляющего картриджа 84 в этот момент выстрелены и закрепились на цели, то по ним на цель подается высоковольтное поражающее напряжение электротока (направление выстреливания токопроводов из стреляющих картриджей указано стрелкой). При отключении блоком 58 электротока от левого соленоида и подаче электротока на правый соленоид правая магнитная контактная система втянется в правый соленоид и контакт 83 разомкнется от правой магнитной контактной системы, а левая магнитная контактная система под действием сжатой пружины 78 вернется в начальное положение и замкнет контакт 82 для образования высоковольтного искрового разряда в боевом искровом промежутке между электродами И и 13 на картридже 85. При последовательной подаче электротока на правый и левый соленоиды высоковольтное поражающее напряжение электротока от узла 21 будет подаваться попеременно на электроды 11; 12 и 11; 13. При выстреливании в две цели токопроводов обоих картриджей высоковольтное поражающее напряжение электротока будет подаваться попеременно на обе пораженные токопроводами цели.

Схемотехника высоковольтного коммутатора соленоидного привода позволяет точно знать положение подвижных магнитных контактных систем без специальных датчиков их положения, так как разомкнутое положение неподвижных контактов коммутатора и магнитных контактных систем обеспечивается только в момент подачи тока на соленоид и соответственно в этот же момент управляющий блок 58 может прервать подачу высоковольтного поражающего напряжения электрического тока на магнитную контактную систему и неподвижный контакт. Таким образом работа узла 21 не будет осуществляться в срединном положении неподвижных контактов и подвижных магнитных контактных систем, а значит, что разрядник 77 в коммутаторе соленоидного привода может либо не применяться, либо оставаться только как предохранительный на случай отказа в управлении в блоке 58. Таким образом в коммутаторе соленоидного привода даже без использования датчиков положения можно осуществить удержание двух целей одновременно в иммобилизованном состоянии без паразитного расходования энергии источника электропитания ДЭШО на образование искрового разряда в искровом разряднике при срединном положении магнитных контактных систем в процессе коммутации. Кроме того коммутатор соленоидного привода имеет меньшую инерционность по сравнению с коммутатором с приводом электродвигателем и соответственно большую возможную частоту переключения и его применение в ДЭШО предпочтительнее.

Варианты режимов работы ДЭШО.

По предполагаемому изобретению достигаются весьма разнообразные варианты работы (использования) ДЭШО.

При необходимости демонстрации искрового электроразряда правонарушителю для снятия у него агрессии или для применения контактным способом (без выстрелов) пользователь при помощи одной из кнопок 16 отключает работу части электронной схемы, отвечающую за очередность инициирования стреляющих картриджей для выстрелов. В этом случае низковольтное напряжение электротока не вырабатывается и не подается на электроконтакты 44 (см. Фиг. 4) электроинициирования пиротехнического заряда картриджей. При отключении указанной части электронной схемы от работы при нажатии на спусковой крючок 6 электронная схема вырабатывает только поражающее напряжение электротока с образованием между электродами 11 и 12, 13 боевого искрового разряда при демонстрации электроразряда либо при контакте электродов 11 и 12, 13 с телом биоцели производит на цель иммобилизирующее воздействие. ДЭШО может иметь переключатель-селектор (например кнопку 16) работы части электронной схемы очередности инициирования стреляющих картриджей. Переключатель-селектор может переключать производство первого выстрела с правого картриджа на левый или наоборот. Такая функция применяется для удобства заряжания (дозаряжания) нового картриджа взамен стреляного в зависимости от праворукости или леворукости пользователя, так как удобнее дозаряжать оружие с одним отстреляным и экстрактированным картриджем той рукой которая находится ближе к стороне оружия с пустой полостью уже экстрактированного картриджа.

Заряжание ДЭШО производится путем введения картриджей 2 в карман корпуса спереди, при этом сжимаются пружины 43 экстракторов 42 обеспечивающие экстракцию картриджей из карманов после выстрела или при разряжании ДЭШО. При введении картриджей в карман выступы 4 картриджей отжимают вниз относительно корпуса оружия подпружиненные фиксаторы 18, которые при полном введении картриджей в карманы защелкиваются на выступах 4 фиксируя картриджи в корпусе 1. Разряжание оружия производится нажатием на движки 3 и таким образом одно устройство ручной расфиксации картриджей от корпуса оружия выполняет как функцию устройства дублирующего автоматическую экстракцию, так и функцию устройства разряжания оружия.

При использовании ДЭШО дистанционного воздействия по умолчанию (без установок каких-либо дополнительных режимов работы кнопками 16) при нажатии на спусковой крючок поражающее напряжение электротока подается на инициируемый картридж и продолжается все время пока пользователь не отпустит спусковой крючок. При повторном нажатии на спусковой крючок поражающее напряжение электротока подается на второй инициируемый картридж и продолжается все время пока пользователь не отпустит спусковой крючок. При этом максимальное однократное и непрерывное время подачи поражающего напряжения электротока на цель как при контактном режиме использования описанном выше так и во всех нижеописанных режимах работы даже при условии неотпускании пользователем спускового крючка или в режимах ареста может прерываться программно в соответствие с законодательством и медико-биологическими нормами (для РФ непрерывное время 3 с), для США же время варьируется от 5 с до 30 с в зависимости от выходной мощности ДЭШО или рекомендаций экспертов). Максимальное время подачи поражающего напряжения электротока на цель варьируется также в зависимости от назначения ДЭШО (полицейское или гражданское). В полицейских моделях как в РФ, так и в США допускается увеличенное время воздействия на цель, или увеличенная выходная мощность поражающего электротока либо и то и другое вместе. При этом в связи с использованием в заявляемом ДЭШО единственного высоковольтного узла 21 допускается получение выходной мощности поражающего электротока максимальной для применяемого типа инвертера и энергоотдачи источника электропитания (электробатареи или аккумулятора), что принципиально недостижимо в ДЭШО-прототипе имеющего два высоковольтных узла.

При необходимости ареста правонарушителя перед использованием ДЭШО пользователь должен нажать на нажимные части 10 замков 46 принудительной фиксации картриджей в корпусе 1 и при помощи одной из кнопок 16 включить режим работы оружия в режим работы таймера (режим ареста) продолжения работы поражающей части электронной схемы на определенное заданное время с прерыванием работы по окончанию задания или на прерывистый режим подачи (по установленному алгоритму подачи тока и паузы для восстановления сердечно-дыхательных функций биоцели) высоковольтного поражающего цель напряжения электротока на биоцель после отпускания спускового крючка. Кнопка перевода работы электронной схемы в режим ареста может быть связана с замком 46 или нажимной частью 10 замков механически или электрически (например, при помощи магнитного элемента закрепленного в замке 46 или части 10 и геркона расположенного в корпусе 1 и соединенного с кнопкой (или непосредственно с электронной частью оружия), включаясь при переводе нажимной части 10 в режим ареста. Такой режим работы ДЭШО позволяет поразить цель одним или двумя выстрелами положить оружие с работающей поражающей частью электронной схемы на землю и произвести арест правонарушителя с надеванием на него наручников. После производства ареста пользователь должен отключить режим работы оружия в режиме работы таймера продолжения работы поражающей части электронной схемы. Экстракция стреляных картриджей осуществляется нажатием указательным пальцем на нажимные части 10 замков перемещая их вниз относительно корпуса оружия.

При необходимости ареста одновременно двух правонарушителей (например, при предполагаемом конфликте с двумя правонарушителями) перед использованием ДЭШО пользователь должен нажать на нажимные части 10 замков 46 принудительной фиксации картриджей в корпусе 1 и при помощи одной из кнопок 16 перевести режим работы оружия в режим работы поражающей части электронной схемы и работы высоковольтного коммутатора. При этом при нажатии на спусковой крючок один раз коммутатор коммутирует поражающее напряжение электротока только на первый инициированный картридж причем поражается первая цель, при повторном нажатии на спусковой крючок инициируется второй картридж и поражается вторая цель, а коммутатор начинает коммутировать поражающее напряжение электротока на первый и второй картридж попеременно поддерживая иммобилизацию обеих целей. При необходимости произвести дублированный выстрел в вооруженного правонарушителя пользователь имеет возможность использовать режим ареста с двумя быстроследующими один за другим выстрелом в правонарушителя, но в этом случае полная выходная мощность при использовании коммутатора 22 без системы определения положения замкнутого и разомкнутого подвижного и неподвижного контакта (датчиков положения) не достигается, так как часть выходной мощности в единицу времени будет затрачиваться на образование паразитного искрового разряда в защитном разряднике (см. работа коммутатора 22). Поэтому режим дублированного выстрела целесообразно осуществлять либо при наличии выключателя 71 высоковольтного коммутатора (см. Фиг. 10) либо применением коммутатора только с соленоидным приводом с отключением его работы (например, кнопкой 16) в режиме использования для производства дублированного выстрела, так как в режиме остановки работы коммутатора (обесточивания) с соленоидным приводом оба подвижных контакта (магнитных систем) всегда находятся в замкнутом положении с неподвижными контактами (как на Фиг. 11).

Выключатель (по существу замыкатель) 71 представляет собой перемещаемую по верхней поверхности корпуса ДЭШО в направляющих пластинчатую пластиковую деталь с боковыми выступами имеющую внутренний металлизированный электрический соединитель боковых выступов. При перемещении выключателя вперед боковые выступы соединяются с боевыми электродами 12 и 13, замыкая их между собой, и таким образом при любом положении подвижных контактов коммутатора с приводом от электродвигателя при его работе кроме срединного поражающее напряжение электротока от высоковольтного узла 21 поступает одновременно на электроды и 12 и 13. При использовании коммутатора с приводом от электродвигателя с использованием датчиков положения подвижных контактов и выключателя 71 для подачи полной мощности на поражающие электроды необходимо устанавливать (например кнопкой 16) режим работы коммутатора с установкой в постоянное замкнутое положение подвижного и неподвижного контактов при включении ДЭШО с тем чтобы гарантированно не достигалось срединного положения подвижных контактов.

При необходимости предупреждающей иммобилизации перед использованием ДЭШО, а затем в случае неподчинения правонарушителя, применения режима ареста пользователь должен нажать на нажимную часть 10 замка 46 только второго стреляющего картриджа принудительной фиксации картриджей. После первого предупреждающего выстрела и экстракции стреляного картриджа в случае дальнейшего неподчинения правонарушителя требованиям правоохранителя, он нажимает на кнопку 16, устанавливая режим ареста, и производит повторный выстрел с иммобилизацией правонарушителя до надевания на него наручников.

Предлагаемое оружие может использовать как стреляющие картриджи типа 2 с автоматической пиротехнической расфиксацией от корпуса, так и картриджи типа 8 пониженной стоимости так как такие картриджи не имеют в своем составе ряда деталей требующих высокой точности изготовления и соответственно повышающие стоимость выстрела. Стреляющий картридж типа 8 пониженной стоимости имеет выступ 9 выполненный заодно с корпусом картриджа. При выстреле таким картриджем из оружия автоматической экстракции не происходит, но пользователь оружием имея необходимый тренировочный навык пользования принудительной экстракцией стреляных картриджей при помощи движков 3 или рычага 70 в случае необходимости может экстрактировать стреляные картриджи почти с той же быстротой, как и при автоматической экстракции. Для иммобилизации двух целей одновременно или дублированного выстрела или производства ареста с использованием картриджей пониженной стоимости уже нет необходимости использовать замки 46 с их нажимными частями 10, что упрощает пользование оружием. Пример ДЭШО без замков 46 для использования картриджей типа 8 показан на Фиг. 10. Стоимость стреляющих картриджей для ДЭШО играет огромное значение в бедных странах мира, что препятствует широкому использованию в частности в РФ самого эффективного нелетального оружия в мире ДЭШО. Стоимость картриджа компании "Axon" для оружия-прототипа составляет 40-50$ США, и более [7], таким образом два использованных выстрела стоят не менее 100$ США, что абсолютно неприемлемо для России. Картридж упрощенной конструкции предполагаемого изобретения по количеству деталей и необходимой точности их изготовления даже при отсталых отечественных технологиях имеет конструкцию, снижающую его стоимость в несколько раз по сравнению с картриджем производства "Axon", что позволяет организовывать внутреннее производство таких картриджей и экспортировать их в другие страны.

В приведенном выше описании рассматриваются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые могут быть изменены или модифицированы без отступления от сферы применения настоящего изобретения, определенной в формуле изобретения.

Сравнение предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения. Предложенные отличия заявляемого электрошокового оружия которые прямо следуют из постановки цели изобретения не являются очевидными для специалиста по электрошоковым устройствам.

Пример реализации.

Фиг. 13. Внешний вид опытного ДЭШО выполненного 3D прототипированием со снятой половиной корпуса.

Фиг. 14. Высоковольтные коммутаторы соленоидного привода и с приводом электродвигателем (сервомашинкой). В коммутаторе соленоидного привода обе магнитные контактные системы находятся в замкнутом положении с неподвижными контактами 82 и 83 так как электропитание не на один из соленоидов еще не подано. Фиг. 15. Высоковольтные коммутаторы соленоидного привода и с приводом электродвигателем (сервомашинкой).

Список литературы

1. https://www.axon.com/products/taser-x26p

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

3. https://investor.axon.com/press-releases/press-release-details/2009/TASER-X3-With-Rotational-Pulse-Drivetm-to-Launch-July-27/default.aspx

4. https://www.policeone.com/police-products/less-lethal/press-releases/taser-x3-with-rotational-pulse-drivetm-to-launch-july-27-XMfZQTGxn1sGroLu/

5. Ладягин Ю.О. "Дистанционное электрошоковое оружие " М.: Издательство фонда Сталинград, 2017, стр. 44.

6. Патент RU №2462678

7. Ладягин Ю.О. "Дистанционное электрошоковое оружие " М.: Издательство фонда Сталинград, 2017, стр. 173.

8. https://www.nidec.es/en/x2.

Электрошоковое оружие содержит корпус, источник электропитания, электронную схему вырабатывания высоковольтного, поражающего цель напряжения электрического тока, стреляющие картриджи, механические фиксаторы картриджей с мускульным приводом принудительной расфиксации стреляющего картриджа от корпуса оружия, действующим от пальца удерживающей оружие руки пользователя, электромеханический высоковольтный коммутатор подачи высоковольтного поражающего напряжения электротока на стреляющие картриджи. Технический результат - ДЭШО для эффективной иммобилизации нескольких целей одновременно, с ускоренным перезаряжанием, повышенной надежностью и эффективностью работы. 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Электрошоковое оружие, содержащее корпус, источник электропитания, электронную схему установки очередности инициирования стреляющих картриджей и вырабатывания высоковольтного, поражающего цель напряжения электрического тока с таймером времени вырабатывания, спусковой элемент, по меньшей мере два стреляющих картриджа с метаемым токопроводом, устройства фиксации картриджей в корпусе, пружинные экстракторы стреляющих картриджей, отличающееся тем, что имеет дополнительные устройства принудительной фиксации стреляющих картриджей в корпусе, при этом устройства фиксации стреляющих картриджей в корпусе имеют мускульные приводы принудительной расфиксации стреляющих картриджей от корпуса оружия, действующие от пальца руки пользователя, удерживающей оружие, таймер имеет орган управления установки времени вырабатывания высоковольтного, поражающего цель напряжения электрического тока, не зависящий от положения спускового элемента после выстрела, в корпусе расположен электромеханический высоковольтный коммутатор поочередной прерывистой или непрерывной подачи высоковольтного поражающего напряжения электротока на стреляющие картриджи с переключателем работы электромеханического высоковольтного коммутатора на непрерывную подачу высоковольтного поражающего напряжения электротока на тот или иной картридж.

2. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что имеет ручной механический замыкатель выходов высоковольтного коммутатора подачи высоковольтного поражающего напряжения электротока на стреляющие картриджи.

3. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что орган управления таймера установки времени вырабатывания высоковольтного, поражающего цель напряжения электрического тока связан механической или электрической связью с дополнительными устройствами принудительной фиксации стреляющих картриджей в корпусе.

4. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода шаговый электродвигатель или сервомашинку.

5. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода коллекторный или бесколлекторный электродвигатель.

6. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что электромеханический высоковольтный коммутатор имеет по меньшей мере один датчик положения подвижных контактов.

7. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что электромеханический высоковольтный коммутатор использует в качестве привода по меньшей мере один длинноходовый соленоид с подвижной системой связанных постоянных магнитов.

8. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что имеет выключатель отключения работы электромеханического высоковольтного коммутатора.

9. Оружие по п. 1, отличающееся тем, что электронная схема установки очередности инициирования стреляющих картриджей имеет переключатель-селектор очередности инициирования стреляющих картриджей.