CN1727835A - 低杀伤力武器及发射低杀伤力子弹的相关方法 - Google Patents

Abstract

低杀伤力武器，包括子弹发射装置(12)，还包括控制子弹速度的装置(13)，适于改变枪管出口处子弹的速度，包括从发射装置(12)的枪管内部排出气体的装置(17，19)，其中该排出气体装置(17，19)可以分离。

Description

低杀伤力武器及发射低杀伤力子弹的相关方法

发明领域

本发明涉及一种低杀伤力武器及一种发射低杀伤力子弹的相关方法。

背景技术

通常所说的“低杀伤力”武器包括为了对人体目标产生有限的或可能的可逆伤害而设计的武器，它们或者能够导致瞬间丧失能力或者阻止射击目标实施非法的或犯罪行为。

术语“低杀伤力”有明确的含义，该含义与术语“无杀伤力”在本质上的不同随后将会更加清楚。“低杀伤力”涉及这样一种特征，身体的损伤具有有限的导致持久伤害或死亡的百分比(该百分比依赖于被射击目标的生物参数—年龄，性别，体型大小，所患的任何病症等和被击中的部分)，而“无杀伤力”涉及的损伤，本质上，不能够产生不可逆的损伤。

目前，已知有各种各样的非杀伤力或低杀伤力武器，或武器系统。暂时丧失能力所基于的方法可以是一种放电(直接或利用通过电线连接在武器上的两根针射向目标)或，例如，通过具有低运动能量的射弹射向目标使之吸入刺激性物质。这些系统通常属于非杀伤力范畴，由于电击或刺激剂的作用可以被控制以保证安全，具有相对的确定性，不会导致被射击的目标产生永久伤害或死亡。

然而我们可以把那些基于使射击目标丧失能力，例如作用在目标上的射弹的冲击并受上面所述参数影响的动力作用都可以归类为低杀伤力，不仅仅这些，其在随后将会更清楚。

众所周知，质量的冲击，其自身具有弹性或者可变形性，以一定的速度投向骨骼或肌肉结构可产生单纯(simple)的刺激，伴随一个暂时丧失能力阶段的强烈的疼痛感，这将使目标陷于被动，或通过伤害或穿透器官，打断骨骼或甚至由于血管破裂流血而亡，或心律失常，大脑损伤等产生永久性的损伤。

如前所述，效果的易变性依赖于被射击目标的不同生理参数，遗憾的是，显然不可能干与以调节它们成为一个标准条件。

另外，具有动力作用的低杀伤力系统，这样的易变性同样依赖于冲击弹药的典型参数，换句话说，依赖于射弹的形状，尺寸，材料和动能。

如果更多的塑料以一种比较柔软的方式与人体目标相互作用增加上撞击表面的面积是真实的和明显的，那么撞击射弹的能量是一个与产生的损害最相关的参数也是真实的和明显的。

这意味着如果能量非常低，它可以防止目标被射到(丧失能力)，而如果能量太高，就可以产生永久的损伤。

文献中记录的经验提供了一个关于低杀伤力射弹必须具备的能量水平的指标；但是，这个数值必须被优化以考虑到射弹自身的特性。

通过观察已经出现在市场上的基于动力作用的个别武器，分析它们的特性并研究所使用的射弹的发射特性，我们可以认为该射击目标的有效距离限制在最远20-25米，这个距离范围是考虑到射弹沿着其路径的速度以及由此的能量的下降所允许的最大值。因此，如果我们想满足确定作用在目标上的一个特定动能的低杀伤力标准，那么更大距离是与所述在速度以及从而在能量方面的下降是不相容的。

发明内容

本发明的目的是实现一种射击低杀伤力子弹的方法及武器，它将克服现有技术的所述缺点。

本发明的另一个目的是实现一种向目标射击一种基于子弹的动力作用的低杀伤力子弹的方法及武器。

本发明还有一个目的是实现一种低杀伤力武器，其特征在于，它能够通过改变在枪管口中的射弹的速度来控制加在子弹上的能量，和发射低杀伤力子弹的相关方法。

本发明另外一个目的是实现一种特别简单，实用，低成本的低杀伤力武器。

根据本发明，这些目的是通过实现如独立权利要求中描述的射击低杀伤力子弹的低杀伤力武器及相关方法来取得的。

进一步的特点在从属权利要求中可以看出。

附图说明

根据本发明的射击低杀伤力子弹的低杀伤力武器及相关方法的特点和优点将在下面通过举例方式的描述中变得更加清楚，但并不限制于此，参考所附的附图，其中：

图1和2分别为本发明目的的低杀伤力武器的正视图和平面图；

图3为图1中武器的部分分离的细部透视图；

图4为图3中细部的视图，其为沿图2中IV-IV线的截面。

图5和6为本发明目的的低杀伤力武器的排气阀的放大的透视图；

图7为在排气区域内本发明的目的，武器的枪管的细部的放大的透视图；

图8为射击后瞬间压力状态的示意图。

具体实施方式

参考附图，示出了一种低杀伤力武器，其在所有的附图中用附图标记10表示并且包括一个用于低杀伤力子弹或射弹的发射装置12，也用于传统的致命射弹，一个用于控制子弹速度的装置13，一个用于估计目标距离的装置14，还包括在所述控制装置13和估计装置14之间的机械连接装置。

通过图1中的例子所示的发射装置12，是一种具有线膛枪管的口径12的“泵”式装置，由于对于本领域技术人员来说是熟知的，因此其没有被详细描述。然而，本申请不必被限制于这种类型的发射装置，因为，同样地，它可以非常好地在旋转填弹枪(revolver fed gun)的结构中结合，该枪为半自动，手动，具有一个固定的或平衡管，和一个平滑的或线膛的枪膛。

图3中分开的细部所示的控制子弹速度的装置13，通过改变枪管16出口处子弹的速度以达到作用在目标上相同的冲击能的不同的射击距离来起作用。在正常的射击条件下，由于在爆炸室内火药的爆炸，未显示，以及随后产生气体，子弹在枪管16中加速，直到其达到最大速度。

根据本发明，在一种可以调节的方式下，武器10中在出口处的速度被改变以获得根据预期目标的射击距离和作用在目标上的冲击能所需要的在出口处的速度。实际上，在一个长的目标距离的情况下，射弹必须在出口处达到最大速度以补偿沿其路径方向速度的下降；在一个短的目标距离的情况下，射弹必须被给定一个出口速度，该速度足够低以避免速度过高，和由此产生的过高的冲击能；射弹速度的中级控制将与中级目标距离相一致。

从上面所述的，我们很清楚，这样被结合的根据目标距离来改变出口速度的系统最好必须能够测量或，至少“估计”这个距离。

估计目标距离的装置14是一个包括光学瞄准器的光学机械装置，基于具有可变测距点的瞄准，由于是公知的，其没有被详细描述。该测距线广泛应用在用来估计距离的瞄准装置，利用光学的三角测量原理来估计已知外形尺寸的人体目标的距离。在这种情况下，光学瞄准器允许两个发光点以不同距离在装置内部被投影，以能够在被瞄准目标的末端对它们校准。投影在目标中间位置的第三个发光点指示子弹冲击的理论点。这种校准操作给系统提供了与目标所处位置的距离相关的信息。

同时，由于发光点沿着被瞄准距离的纵轴移动，校准操作根据正确的后视角为瞄准作准备。

控制子弹速度的装置13和估计目标距离的装置14通过机械连接装置连接，在图4截面中示意性说明并在随后详细讨论，它们确保出口速度与估计距离之间的正确的相互关系。

在图5和6中放大的透视图中详细说明，控制射弹速度的装置13包括一个阀17，其设置在靠近爆炸室的发射装置的枪管16上。

阀17实现气体的移动或排放并可以被控制以允许气体推力的不同偏向来实现出口需要的不同速度；关闭阀将与可能最大的射击距离相一致；阀打开将在一个相对短的距离内减少射向目标的子弹的速度和冲击能。

图8中的示意图说明了，在爆炸室内在射击后枪管内的压力由瞬时值为零随时间变化的连续曲线的变化过程。在一个峰值后，枪管内的压力下降直至消除，这时候子弹离开枪口。放气在爆炸室的枪管的下游实现，在图中所示，因此出现了一个瞬间时刻X，放气部分越接近于爆炸室，其压力越接近于峰值。

在示意图中，轮廓区域表示在通过阀放气导致压力降低后脉冲的缩减。相对于所描述的，如果枪管中的放气部分尽可能接近爆炸室或者甚至与爆炸室齐平，那么放气将会更加有效。

在根据本发明的一个优选实施例中，在枪管16上，在一个可适当后退以保证作用在子弹上由气体产生的脉冲适当减少的部分中，枪管的朝向枪口侧设置有一个平面18，或放气面，其上设置有排放气体的具有合适数目和尺寸以保证最小射击距离放气需要的多个通孔19。在平面18上还设置有多个具有尖锐外形用于清洁阀17的浅浮雕排气装置20。阀17包括一个可以顺时针或逆时针绕枪管16连续旋转的基本圆柱形的主体，换句话说是没有机械制动。阀17还实现与枪管16表面的精确耦合，枪管16可以镀铬层以消除氧化问题。

在与枪管16接触的一侧具有用来闭合的闭合面21，通过旋转，枪管的一个或多个孔，还有一个降低的表面22，靠近它，没有关闭的孔19可以让气流排出。该降低的表面22通过两个突出的侧边23实现，在阀旋转的过程中，其用来清洁未燃气体沉积物，沉积物可在枪管的放气表面18上沉积。

在相对的一侧，阀17具有多个用来与一个扭矩限制安全接头25耦合的接头圆锥形的座24。

在阀17的主体上，尤其在它的圆柱侧表面上，设置有可从外部激励的孔26，例如用一个冲孔打开阀17，这种情况出现在例如枪被放回原处而没有做必要的清洁，而又很长时间不使用，导致阀17被完全阻塞时。

除了阀17和扭矩限制安全接头外，控制子弹速度的装置13还包括一个具有相关传动装置，以及一组或多组给马达27供电的电池29的控制马达27。

实际上，通过电动微型马达27可以保证对于阀17运动的传输，该电子微型马达通过电池组29供应电流并通过一个电子控制板控制(未显示)。该与一个具有几个相位的外摆线微型减速器相连的电子微型马达27的特点是，体积小，高扭矩传输，还有作为在个别武器中的一个重要参数的包含的重量。

电池组29的使用，例如锂电池组，给武器提供充分的自主性，同样相对于传统的碱性电池可以减少电池组的数目，因此可以减轻重量。而且，可以预见通过增加一个具有延长插头30的附加电池组能够增加武器系统的自主性，如图3中所示。

一个带齿的小齿轮32设置在电动微型马达27的枢轴上，其通过在固定销钉上插上空转轮33对具有带带齿部分28的接头的圆柱形主体35传动。

接头的主体35通过在枪管16的圆柱表面实现的精确耦合绕枪管16旋转，枪管16被镀铬以消除耦合的氧化问题。

一个轴向弹簧36围绕位于接头25的带齿部分28和环形盘37之间的接头的主体35设置，两者都围绕枪管16旋转。因此，弹簧36仅仅传递轴向分力，不产生对于由摩擦引起的旋转的阻力，实现双重功能。弹簧36自身作用力被计算的主要作用是允许扭矩限制安全接头25的工作。第二个作用是保持阀17被压在枪管16的放气表面18上以确保在旋转期间清洁未燃气体的沉积物。另外，由于枪管16与阀17之间的接触表面是平的，并且由于后者被弹簧36激活，当阀17被关闭时，可以保证良好的气体密封。实际上，这种类型的密封不会受典型的圆柱密封误差的影响并且容易实现。

通过前面的齿连接，接头主体35向滚珠轴承罩38传递运动，该滚珠轴承罩具有多个用于滚珠39的座。

在适当的座内被引导的滚珠39被弹簧通过盘37推入位于阀17上的截头圆锥形座24中。

截头圆锥形座24的角度和弹簧36的作用力是适当的以保证安全接头25的滑动扭矩，这样能够防止电动微型马达过载。

有利的，扭矩限制安全接头25也对阀17提供去除堵塞而不需要从外面进行。实际上，当滚珠39从阀17上的座24中出来的时候，它们引起接头25滑动一个与后续滚珠39之间的相应角度相等的旋转角度。在相应于该角度旋转的过程中，马达27从锁定位置到能够达到的最大速度加速。当滚珠39进入随动的截头圆锥形座24中时产生振动。连续的振动使阀17产生小的转动，这将解除阀自身的堵塞。

包含接头主体35，滚珠轴承罩38和阀17，以及弹簧36，盘37和滚珠39的装置通过一个环形组件40被轴向零间隙限制在枪管16上，例如西格环(seeger ring)。该具有零间隙的组件保证了阀17的闭合面21在枪管16的放气表面18上的良好密封，甚至在发生弹簧36不能够克服气体压力的时侯。

所描述的在控制子弹速度的装置13与估计目标距离的装置14之间的机械连接装置包括设置在阀17主体上的偏心凸轮41，在旋转时，其通过接触将垂直运动传递给探测器(feeler)或凸轮从动件42来控制光学系统14。控制探测器42的运动允许先前通过一个已知系统简单描述的测距仪校准的发光点的移动功能。

由于凸轮41设置在一个360度的弧上，因此通过在一个方向上连续旋转阀17从最小距离到最大距离的瞄准是可能的，反之亦然。虽然如此，也可以通过反向旋转对瞄准进行校正。

估计目标距离的装置14通过电动微型马达27和电池29的支撑外壳43设置在枪管16上并且因此不受枪管和底座之间连接产生的定位误差的影响。另外，枪管从底座的野外拆卸总是可能的，不存在连接和相位(phase)的问题。

总之，为了准确校直枪管与光学装置来调节安装上的后视和旁通(bypass)总是可能的。

利用外壳43表面的薄片接触装置，例如，电源被传递给(具有控制发光性的可能性)光学装置14中的发光二极管。该接触用O型垫圈绝缘。

武器中发射低杀伤力子弹的方法包括用低杀伤力子弹装备武器的步骤，在爆炸室内引发爆炸，从枪管的一个部分排出一个预定数量的气体以减少预期量的子弹的能量，换句话说，是它的在枪管出口的速度，为了获得对于不同距离目标的可以预知的恒定的冲量。

在本发明的一个优选实施例中，在每一次射击前，目标的距离通过一个与排气步骤同步的瞄准目标的步骤被估计。

本发明目的的低杀伤力武器具有以一种简单可靠的方式将目标的估计距离与子弹的能量相关联的优点。

实际上，由于排出气体的量与目标距离的估计值之间的关系是一一对应的，因此可以通过顺时针和逆时针的旋转来获得相同的排气校准。

另外，控制子弹速度的装置与估计目标距离的装置之间的机械连接能够使相位(phase)保持恒定，同样在枪管的光学装置被拆卸以后，又能够减少操作摩擦。最后，有利的是，它还能够避免任何电子连接的所有相位和校准问题。

本发明目的的武器，同样可以很方便地射击标准弹药，换句话说杀伤力弹药。另外，电池充电耗尽并不会阻碍武器的射击并且因此确保自身的保护。

本发明目的的武器，有利地显示了高度的部件一体化，所有部件都限制在枪管上。有利地避免了电和机械的反冲(kickback)。

另外，根据本发明，控制装置阀有利于平接触面的清洁，还有污垢的清除。

有利地，例如当武器长时间没有使用时，这种阀也可利用球形安全接头滑入被锁定的阀位置对阀传递一系列撞击的运动清除污垢。

这样设计的低杀伤力武器可以接受各种改变和变化，所有的改变和变化都包含在本发明的范围内。另外，所有的部件都可以用技术上等同的部件替换。基本上，根据技术上的需要可以使用任何材料和尺寸。

Claims (21)

1.包括子弹发射装置(12)的低杀伤力武器，其特征在于，它包括子弹速度控制装置(13)，适于改变枪管(16)出口处子弹的速度，所述控制子弹速度的装置(13)包括从所述发射装置(12)的枪管(16)内排出气体的装置(17，19)，其中所述排出气体的装置(17，19)可以分离。

2.如权利要求1所述的武器，其特征在于，所述排出气体的装置包括一在所述枪管(16)上的具有多个用于从所述枪管(16)内排放气体的通孔的排气表面(18)，其中，所述排气表面(18)与安装在所述枪管(16)上的阀(17)联接并且该阀可以恒定地旋转。

3.如权利要求2所述的武器，其特征在于，所述排气表面(18)设置在爆炸室的紧接下游的或与爆炸室齐平的所述枪管(16)的一部分中。

4.如权利要求2所述的武器，其特征在于，所述排气表面(18)包括具有尖锐轮廓的用于清洗所述阀(17)的多个排气口20。

5.如权利要求2所述的武器，其特征在于，所述阀(17)包括闭合表面(21)和降低表面(22)，在相同的端部，它们分别适于打开或关闭所述孔(19)。

6.如权利要求5所述的武器，其特征在于，所述降低表面(22)通过两个尖锐侧面(23)得以实现，该侧面(23)适于在所述阀(17)的旋转期间从所述枪管(16)的排气表面(18)清洁未燃气体沉积物。

7.如权利要求2所述的武器，其特征在于，所述阀(17)包括多个位于其的一个圆柱侧表面上的孔(26)，该孔可以在紧急状态时从外部操作以为所述阀(17)解除堵塞。

8.如权利要求2所述的武器，其特征在于，所述控制子弹速度的装置(13)包括电控马达(27)、齿轮传动装置(28，32，33，35)和扭矩限制安全接头(25)。

9.如权利要求8所述的武器，其特征在于，所述传动装置包括安装在所述马达(27)的轴上的带齿的小齿轮(32)，该小齿轮(32)与安插在固定销上的与所述安全接头(25)的带齿部分(28)啮合的空转轮(33)啮合。

10.如权利要求8所述的武器，其特征在于，所述安全接头(25)为球窝接头。

11.如权利要求8所述的武器，其特征在于，所述安全接头包括应用在所述枪管(16)上的能够绕其旋转的圆柱主体(35)，所述主体(35)承载所述带齿部分(28)。

12.如权利要求11所述的武器，其特征在于，所述安全接头(25)包括围绕所述圆柱体(35)设置并适于确保所述阀(17)与所述枪管(16)的排气表面(18)之间密封的轴向弹簧(36)，该轴向弹簧也适于限制通过所述接头(25)传递的扭矩。

13.如权利要求12所述的武器，其特征在于，所述弹簧(36)包裹在所述带齿部分(28)和与同接头(25)的所述主体(35)一体的轴承罩(38)邻接的环形盘(37)之间。

14.如权利要求8所述的武器，其特征在于，所述阀(17)具有多个在第二端面的用于与所述安全接头(25)联接的截头圆锥形座(24)。

15.如权利要求1所述的武器，其特征在于，其包括用于估计目标距离的光学-机械装置(14)和在所述控制子弹速度的装置(13)与所述估计目标距离的装置(14)之间的机械连接装置。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，其包括至少一组用于给所述控制子弹速度的装置(13)和所述估计目标距离的装置(14)提供电能的电池(29)。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述机械连接装置包括设置在与探测器部件(42)联接的所述排气装置(17)上的偏心凸轮(41)，其适于在垂直方向上运动以控制所述估计目标距离的装置(14)。

18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述估计目标距离的装置(14)通过控制子弹速度的装置(13)的支撑外壳(43)安装在所述枪管(16)上。

19.射击一种低杀伤力子弹的方法，包括步骤：用低杀伤力子弹装备武器和在爆炸室内引发爆炸，其特征在于，其可以预知从枪管的一部分排放预定量的气体以减少预期量的子弹能量，也就是子弹在所述枪管出口的速度。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，在每一次射击前通过目标的瞄准步骤估计目标的距离，将所述排放的气体的量与估计的距离相关联，同时自动给出正确的后视位置。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述关联是一一对应的。

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