RU2211427C1

RU2211427C1 - Individual protective equipment

Info

Publication number: RU2211427C1
Application number: RU2002124637A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Колеров; Е.А. Колерова; Н.А. Колерова; О.Н. Колерова
Original assignee: Колеров Андрей Николаевич; Колерова Екатерина Андреевна; Колерова Наталья Андреевна; Колерова Ольга Никитична
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: individual protective equipment of people or property. SUBSTANCE: the individual protective equipment has an electric power source, low-voltage-to-high-voltage converter, electric power accumulator, electric spark-gap-commutator and contact electrodes placed in an optically transparent flask, the flask is filled with gases, vapors of metals or their combination, the electric discharge in which rise separate or alternating pulses of electromagnetic radiation, and surrounded by a spectral transformer of radiation of an arbitrary form, it also has a hitting angle shaper for direction of the luminous flux. The spectral radiation transformer may be made of materials of laser phosphors in the form of liquid, solid body powder or monoblock elements or their combinations, as well as it may additionally contain liquid and solid body, powder laser phosphors forming a colloidal mixture positioned in a vessel at a positive pressure of arbitrary gas and sprayed through a nozzle with the aid of a pump. EFFECT: enhanced efficiency of protection of people. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области индивидуальных средств защиты (ИСЗ) людей или имущественных ценностей. Изобретение может быть использовано в качестве: противоугонного средства автотранспорта, элемента защиты гражданских, промышленных и административных помещений, сейфов или хранилищ ценностей, элемента охраны грузов, перевозимых любыми видами транспорта, технического средства для нейтрализации криминальных лиц (например, террористов), в качестве спецсредства сотрудников силовых структур и охранных предприятий, в качестве технического средства при охране и защите от диверсий объектов специального назначения (атомные электростанции, правительственные здания, склады химических, биологических и взрывоопасных материалов, хранилищ горюче-смазочных материалов и др. ), средством борьбы с грызунами на складах пищевых продуктов и элеваторах, в вентсистемах и канализационных коммуникациях населенных пунктов, метро и т.д. The invention relates to the field of personal protective equipment (HIS) of people or property. The invention can be used as: an anti-theft means of vehicles, an element of protection for civil, industrial and administrative premises, safes or valuables, an element of protection of goods transported by any means of transport, a technical means to neutralize criminal persons (for example, terrorists), as special equipment for employees power structures and security companies, as a technical tool for the protection and protection against sabotage of special purpose facilities (nuclear power plants, ravitelstvennye buildings, warehouses of chemical, biological and explosive materials, storage of fuels and lubricants, etc.), a means of pest control in warehouses of food and grain elevators in ventilation systems and sewer communications settlements, underground, etc.

Известно ИСЗ [1], представляющее собой стрелковое оружие (автомат, пистолет и др.). Основным недостатком такого ИСЗ является то, что его применение, как правило, приводит к тяжелым увечьям или летальному исходу биообъекта, против которого оно было использовано. It is known AES [1], which is a small weapon (automatic, pistol, etc.). The main disadvantage of such a satellite is that its use, as a rule, leads to severe injuries or death of the biological object against which it was used.

Известно ИСЗ [2], в качестве которого используются химические аэрозольные соединения (газовые баллончики, пистолеты и др.), распыление которых в воздухе вызывает кашель, удушье и слезовыделение у нападающих. К недостаткам таких ИСЗ следует отнести то, что их применение приводит к возникновению патологии органов дыхания и зрения. Кроме того, применение таких ИСЗ требует наличие благоприятных климатических условий для самого пользователя (например, подветренная сторона относительно нападающих). Действие таких ИСЗ ограничено расстоянием - до 0,5-2 м и конечным запасом распыляемой жидкости в баллончике, что также следует отнести к недостаткам. AES is known [2], for which chemical aerosol compounds (gas cartridges, pistols, etc.) are used, the spraying of which in the air causes coughing, suffocation and tearing in the attackers. The disadvantages of such satellites should include the fact that their use leads to the appearance of pathology of the respiratory system and vision. In addition, the use of such satellites requires favorable climatic conditions for the user himself (for example, the leeward side relative to the attackers). The action of such satellites is limited by the distance - up to 0.5-2 m and the final supply of sprayed liquid in the can, which should also be attributed to disadvantages.

Известно ИСЗ [3], в котором используется способ бесконтактного дистанционного поражения нападающего с помощью электропроводящей струи жидкости, отсылаемой помпой, с последующим пропусканием по ней высоковольтного импульса тока, приводящего к электрошоковому поражению цели. К основным недостаткам такого ИСЗ следует отнести: влияние климатических условий при его использовании (например, порыв ветра, срывающий ламинарный ток струи жидкости или способствующий ее разбрызгиванию) на эффективность работы устройства, малый ресурс работы (расход токопроводящей жидкости требует постоянного воспроизводства ее объема, чтобы избежать всасывания пузырьков воздуха в струю, приводящих к ее распылению) и незначительное поражающее расстояние. It is known AES [3], in which the method of non-contact remote attack of an attacker using an electrically conductive jet of liquid sent by a pump is used, followed by passing a high-voltage current pulse through it, which leads to electroshock damage to the target. The main disadvantages of such an artificial satellite should include: the influence of climatic conditions during its use (for example, a gust of wind, disrupting the laminar current of a liquid stream or contributing to its spraying) on the efficiency of the device, a small working life (flow rate of conductive liquid requires constant reproduction of its volume in order to avoid suction of air bubbles into the stream, leading to its dispersion) and a small damaging distance.

Известно ИСЗ того же назначения - электрошоковое устройство [4], содержащее источник электрического питания, преобразователь напряжения из низковольтного в высоковольтное (от нескольких вольт до десятков киловольт), накопитель электрической энергии (конденсаторная батарея), электрический разрядник-коммутатор и контактные электроды, помещенные в оптически прозрачную колбу. A satellite of the same purpose is known - an electroshock device [4], which contains an electric power source, a voltage converter from low-voltage to high-voltage (from several volts to tens of kilovolts), an electric energy storage device (capacitor bank), an electric spark gap switch and contact electrodes placed in optically transparent flask.

Данное ИСЗ принято за прототип. This satellite is taken as a prototype.

Недостатками прототипа являются: электрошоковый эффект достигается только при непосредственном контакте электродов устройства с нападающим, устройство невозможно использовать одновременно для нейтрализации двух или более нападающих, время достижения электрошокового поражения достаточно большое (порядка 1 сек), возможна ситуация поражения как нападающего, так и пользователя (например, нападающий в момент включения устройства прикоснулся руками к открытой части тела пользователя). В случае применения оптически прозрачной колбы лампы, ослепляющее действие кратковременно. The disadvantages of the prototype are: the electroshock effect is achieved only when the electrodes of the device are in direct contact with the attacker, the device cannot be used simultaneously to neutralize two or more attackers, the time to reach the electroshock lesion is quite large (about 1 second), the situation of defeat of both the attacker and the user (for example , the attacker at the time of turning on the device touched the open part of the user's body with his hands). In the case of using an optically transparent lamp bulb, the blinding effect is short-lived.

Техническим результатом изобретения является осуществление эффективной защиты людей или имущественных ценностей от насилия или посягательства. Это достигается путем дистанционного, бесконтактного воздействия на органы зрения и/или слуха (а опосредствованно на головной мозг) нападающего электромагнитным излучением и/или акустической волной, результатом воздействия которых является возникновение у облучаемого биообъекта стрессовых психотронных реакций, приводящих к его временной нейтрализации. The technical result of the invention is the implementation of effective protection of people or property from violence or abuse. This is achieved by remote, non-contact action on the organs of vision and / or hearing (and indirectly on the brain) of an attacker with electromagnetic radiation and / or an acoustic wave, the result of which is the occurrence of stressful psychotronic reactions in the irradiated biological object, leading to its temporary neutralization.

Данный технический результат получают за счет того, что индивидуальное средство защиты содержит источник электрического питания, преобразователь напряжения из низковольтного в высоковольтное, накопитель электрической энергии, электрический разрядник-коммутатор и контактные электроды, помещенные в оптически прозрачную колбу (стеклянную, кварцевую и др.). При этом колба заполнена газами, парами металлов или их комбинацией, электрический разряд в которых приводит к возникновению отдельных или чередующихся импульсов электромагнитного излучения (спектр излучения содержит УФ, видимую и ИК компоненты), и окружена спектральным трансформатором излучения произвольной формы, а так же содержит формирователь угла поражения для направления светового потока (на органы зрения биообъекта). This technical result is obtained due to the fact that the personal protective equipment contains an electric power source, a voltage converter from low-voltage to high-voltage, an electric energy storage device, an electric spark gap switch and contact electrodes placed in an optically transparent flask (glass, quartz, etc.). In this case, the flask is filled with gases, metal vapors, or a combination of them, the electrical discharge in which leads to the appearance of separate or alternating pulses of electromagnetic radiation (the emission spectrum contains UV, visible and IR components), and is surrounded by a spectral radiation transformer of arbitrary shape, and also contains a shaper the angle of damage for the direction of the light flux (to the organs of vision of the biological object).

Поглощение излучения в глазной ткани биообъекта оказывает опосредствованное светошоковое воздействие на мозг, результатом которого является возникновение стрессовых психотронных реакций интенсивности видимой и ИК компонент потока излучения в угле поражения устройства. The absorption of radiation in the ocular tissue of the biological object has an indirect light-shock effect on the brain, the result of which is the occurrence of stressful psychotronic reactions of the intensity of the visible and IR components of the radiation flux in the angle of damage of the device.

Спектральный трансформатор излучения выполняют из материалов лазерных люминофоров в виде жидких, твердотельных порошкообразных или моноблочных элементов или их комбинацией. The spectral radiation transformer is made of materials of laser phosphors in the form of liquid, solid-state powder or monoblock elements, or a combination thereof.

Для реализации возможности одновременного (или раздельного) светового и акустического воздействия на биообъект средство защиты может дополнительно содержать жидкие и твердотельные, порошкообразные и лазерные люминофоры, образующие коллоидную смесь, размещенные в баллоне и распыляемые через форсунку с помощью помпы, при этом баллон находится при избыточном давлении произвольного газа. В баллоне могут также находится легковоспламеняющиеся пиротехнические взрывчатые вещества. To realize the possibility of simultaneous (or separate) light and acoustic effects on a biological object, the protective device may additionally contain liquid and solid-state, powder and laser phosphors that form a colloidal mixture, placed in the cylinder and sprayed through the nozzle using a pump, while the cylinder is under overpressure arbitrary gas. Flammable pyrotechnic explosives may also be in the cylinder.

Для увеличения дальности поражения биообъекта спектральный трансформатор излучения может быть выполнен в виде лазерно-активного элемента произвольной формы, образующего с дополнительными зеркалами лазерный излучатель. To increase the range of damage to a biological object, a spectral radiation transformer can be made in the form of a laser-active element of arbitrary shape, forming a laser emitter with additional mirrors.

Для увеличения интенсивности потока излучения в широком диапазоне длин волн спектральный трансформатор, окружающий колбу с электродами, может состоять из произвольного числа отдельных элементов, изготовленных из разных лазерных люминофоров, с торцами, выполненных в виде полного и усеченного уголковых отражателей или призм полного внутреннего отражения, выполняющих функции широкополосного "глухого" и "частично-прозрачного" зеркал резонатора и образующих вместе с находящимися между ними средами моноблочные лазерные излучатели. To increase the intensity of the radiation flux over a wide range of wavelengths, the spectral transformer surrounding the bulb with electrodes may consist of an arbitrary number of individual elements made of different laser phosphors, with ends made in the form of full and truncated corner reflectors or prisms of total internal reflection, performing functions of the broadband “deaf” and “partially transparent” resonator mirrors and forming monoblock laser emitters together with the media between them.

В предлагаемом техническом устройстве, с использованием (или в комбинации) указанных технических элементов, в угле поражения ИСЗ, практически одновременно, концентрируются потоки некогерентного излучения, возникающие в результате свечения разрядного промежутка между электродами и люминесцентного излучения лазерного люминофора, использованного в качестве спектрального трансформатора, а также когерентного света лазерного излучателя. Кроме того, реализуется возможность одновременного акустического воздействия на биообъект. Это приводит к увеличению вероятности возникновения разнообразных стрессовых психотронных реакций у биообъекта и его эффективной нейтрализации с помощью предлагаемого ИСЗ. In the proposed technical device, using (or in combination) the indicated technical elements, the incidence angle of the satellite, almost simultaneously, concentrates the incoherent radiation flux resulting from the glow of the discharge gap between the electrodes and the luminescent radiation of the laser phosphor used as a spectral transformer, and also coherent light of the laser emitter. In addition, the possibility of simultaneous acoustic impact on the biological object. This leads to an increase in the likelihood of a variety of stressful psychotronic reactions in a biological object and its effective neutralization using the proposed satellite.

Изобретение поясняется фиг.1, на которой приведена схема предлагаемого технического устройства. The invention is illustrated in figure 1, which shows a diagram of the proposed technical device.

Характер изменения спектральной интенсивности излучения в угле поражения ИСЗ с применением технических элементов приведен на фиг.2
Здесь: 1 - источник электропитания, 2 - преобразователь напряжения из низковольтного в высоковольтное, 3 - накопитель электрической энергии (конденсаторная батарея), 4 - коммутатор импульсов и частоты их следования, 5 - излучатель световых импульсов, состоящий из электродов, заключенных в оптически прозрачную колбу, заполненную газами или парами металлов (или их комбинация), 6 - блок генерации импульсов, инициирующих запуск излучателя, 7 - формирователь угла поражения устройства для потока излучения (например, рефлектор, линза, коллиматор, уголковый отражатель и др.), 8 - люминесцентный спектральный трансформатор излучения, 9 - поток электромагнитного излучения, 10 - облучаемый биообъект, 11 - зеркала резонатора, 12 - аэрозольное образование, 13 - форсунка, 14 - баллон, 15 - помпа, 16 - коллоидная смесь.The nature of the change in the spectral intensity of radiation in the angle of damage of the satellite using technical elements is shown in figure 2
Here: 1 - power supply, 2 - voltage converter from low-voltage to high-voltage, 3 - electric energy storage device (capacitor bank), 4 - commutator of pulses and their repetition rate, 5 - emitter of light pulses, consisting of electrodes enclosed in an optically transparent flask filled with gases or vapors of metals (or a combination thereof), 6 - a block for generating pulses initiating the start of the emitter, 7 - shaper of the angle of impact of the device for the radiation flux (for example, reflector, lens, collimator, corner high reflector, etc.), 8 - luminescent spectral radiation transformer, 9 - electromagnetic radiation flux, 10 - irradiated biological object, 11 - resonator mirrors, 12 - aerosol formation, 13 - nozzle, 14 - balloon, 15 - pump, 16 - colloid mixture.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Электрический ток от низковольтного источника питания 1 с помощью преобразователя напряжения 2 преобразуется в высоковольтный сигнал, заряжающий конденсаторную батарею 3, величина энергии которой пропорциональна

где С - емкость батареи;
U - напряжение на ней.The proposed device operates as follows. The electric current from the low-voltage power supply 1 with the help of a voltage converter 2 is converted into a high-voltage signal charging a capacitor bank 3, the energy value of which is proportional

where C is the battery capacity;
U is the voltage on it.

Небольшая доля (менее 0,1%) этого сигнала с помощью коммутатора 4 подается на высоковольтный умножитель блока 6, вырабатывающего высоковольтные импульсы короткой длительности для инициирования разряда батареи 3 через разрядный промежуток между электродами излучателя 5, сопровождающегося кратковременной интенсивной световой вспышкой, спектр которой содержит УФ, видимую и ИК компоненты излучения. С помощью формирователя угла поражения 7 поток излучения 9 направляется на биообъект 10, облучение зрительных органов которого сопровождается возникновением ответных стрессовых психотронных реакций. Using a switch 4, a small fraction (less than 0.1%) of this signal is supplied to the high-voltage multiplier of block 6, which generates short-voltage high-voltage pulses to initiate the discharge of battery 3 through the discharge gap between the electrodes of emitter 5, which is accompanied by a short-term intense light flash, the spectrum of which contains UV , visible and IR radiation components. Using the shaper of the angle of defeat 7, the radiation flux 9 is directed to the bioobject 10, the irradiation of the visual organs of which is accompanied by the occurrence of response stress psychotronic reactions.

Размещение спектрального трансформатора 8 вокруг излучателя 5 приводит к поглощению его УФ компоненты светового спектра потока излучения 9 в материале лазерного люминофора 8 с последующим преобразованием в более длинноволновую область, согласно Стоксовского смещения [11] за короткое время (τ= 10^-6-10^-12 сек), что увеличивает интенсивность видимого и ИК компонент потока излучения 9 в телесном угле поражения ИСЗ. В качестве спектральных трансформаторов излучения 8 используются лазерные люминофоры (органические красители, щелочногаллоидные кристаллы с центрами окраски и др.), обладающие в УФ-области широкими полосами поглощения и высоким кпд (до 100%) спектрального преобразования УФ-излучения в видимый и ИК-диапазоны, свет которых оказывает наиболее сильное раздражающее влияние на глазную ткань биообъекта 10 [6-7].Placing the spectral transformer 8 around the emitter 5 leads to the absorption of its UV components of the light spectrum of the radiation flux 9 in the material of the laser phosphor 8 with subsequent conversion to a longer wavelength region, according to the Stokes shift [11] in a short time (τ = 10 ^-6 -10 ^-12 sec), which increases the intensity of the visible and IR components of the radiation flux 9 in the solid angle of the satellite damage. As spectral radiation transformers 8, laser phosphors are used (organic dyes, alkali-haloid crystals with color centers, etc.), which have wide absorption bands in the UV region and high efficiency (up to 100%) of the spectral conversion of UV radiation into visible and IR ranges , the light of which has the strongest irritating effect on the ocular tissue of bioobject 10 [6-7].

Увеличение геометрических размеров светящейся части потока излучения 9, преобразование и дополнительное усиление интенсивности видимой и ИК-компонент в ИСЗ достигается за счет использования аэрозольного образования 12 произвольной формы, возникающего за счет распыления коллоидной смеси 16 через форсунку 13 с помощью помпы 15 в направлении биообъекта 10. Облучение аэрозольного образования 12 УФ-светом излучателя 5 приводит к увеличению интенсивности видимой и ИК-компонент потока излучения 9 в телесном угле поражения, а увеличение размеров аэрозольного образования 12 влечет за собой и возрастание геометрических размеров светового потока 9. Для упрощения процедуры получения аэрозольного образования 12 (исключается применение помпы 15) коллоидная смесь 16 находится в баллоне 14 с произвольным газом, изменение давления которого и размера сопла форсунки 13 позволяют менять размеры получения аэрозольного образования 12. Эти работы проводятся на стадии подготовки ИСЗ к эксплуатации. The increase in the geometric dimensions of the luminous part of the radiation flux 9, the conversion and additional enhancement of the intensity of the visible and IR components in the satellite is achieved through the use of an aerosol formation 12 of arbitrary shape, arising from the spraying of the colloidal mixture 16 through the nozzle 13 with the help of a pump 15 in the direction of the biological object 10. Irradiating the aerosol formation 12 with UV light of the emitter 5 leads to an increase in the intensity of the visible and IR components of the radiation flux 9 in the solid angle of damage, and an increase in size a ash formation 12 entails an increase in the geometric dimensions of the luminous flux 9. To simplify the procedure for obtaining aerosol formation 12 (the use of a pump 15 is excluded), the colloidal mixture 16 is in a cylinder 14 with arbitrary gas, a change in pressure of which and the size of the nozzle of the nozzle 13 allow changing the receiving size aerosol formation 12. These works are carried out at the stage of preparation of the satellite for operation.

Для реализации импульса акустической волны, также способного приводить к возникновению у биообъекта ответных стрессовых психотронных реакций, в предлагаемом устройстве в коллоидную смесь 16, приготовленную из смеси лазерных люминофоров, дополнительно добавляются сыпучие (или растворяемые в произвольной жидкости) легко воспламеняемые пиротехнические взрывчатые вещества. Эта смесь, находящаяся в баллоне 14 с произвольным газом, при избыточном давлении и распыляется в виде аэрозольного образования 12 через форсунку 13 в направлении биообъекта 10. Облучение аэрозольного образования 12 УФ (или когерентным) излучением приводит к преобразованию спектра и усилению видимой и ИК спектральных компонент потока излучения 9, а также возникновению акустической ударной волны за счет объемного взрывного сгорания частиц пиротехнического вещества, находящегося в аэрозольном образовании 12, в световом потоке излучения 9. To realize the impulse of an acoustic wave, which can also lead to the occurrence of response psychotronic stresses in a biological object, in the proposed device, granular (or soluble in an arbitrary liquid) easily flammable pyrotechnic explosives are added to the colloidal mixture 16 prepared from a mixture of laser phosphors. This mixture, which is in an arbitrary gas cylinder 14, is pressurized and sprayed in the form of an aerosol formation 12 through a nozzle 13 in the direction of the bio-object 10. Irradiation of the aerosol formation 12 with UV (or coherent) radiation leads to spectrum conversion and amplification of the visible and IR spectral components radiation flux 9, as well as the occurrence of an acoustic shock wave due to volumetric explosive combustion of particles of a pyrotechnic substance located in the aerosol formation 12 in the light flux of radiation 9.

Выполнение части объема спектрального трансформатора 8 в виде лазерно-активного элемента произвольной формы и образующего с дополнительными зеркалами 11 лазерный излучатель позволяет получить когерентное излучение (спектральный состав и эффективность потока излучения определяются выбором материала лазерного люминофора), направляемое в телесный угол поражения ИСЗ, что дополнительно увеличивает спектральную и приведенную интенсивность (мощность) светового потока излучения 9 на облучаемом биообъекте 10. The implementation of part of the volume of the spectral transformer 8 in the form of a laser-active element of arbitrary shape and forming with additional mirrors 11 a laser emitter allows you to obtain coherent radiation (the spectral composition and efficiency of the radiation flux are determined by the choice of the material of the phosphor laser), directed to the solid angle of the satellite, which further increases spectral and reduced intensity (power) of the light flux of radiation 9 on the irradiated biological object 10.

Спектральные трансформаторы излучения 8 могут изготавливаться в виде оптических элементов разной геометрической формы (например, в виде отражателя, линзы, многогранника, уголкового отражателя и др.), что позволяет дополнительно увеличить приведенную спектральную интенсивность потока излучения 9 в телесном угле поражения ИСЗ, а следовательно, и эффективность поражения биообъекта 10. В предлагаемом устройстве спектральный трансформатор 8, окружающий излучатель 5, выполнен из произвольного числа элементов и изготовлен из разных лазерных сред, торцы которых имеют вид полных и усеченных уголковых отражателей или призм полного внутреннего отражения, выполняющих функции широкополосных зеркал резонатора с разными спектральными коэффициентами отражения. Такие отражающие поверхности с заключенными между ними лазерными средами образуют моноблочные лазерные излучатели, позволяющие значительно увеличить спектральную интенсивность потока излучения 9 и оптимизировать эффективность светошокового поражения объекта 10. Spectral radiation transformers 8 can be made in the form of optical elements of different geometric shapes (for example, in the form of a reflector, lens, polyhedron, corner reflector, etc.), which allows you to further increase the reduced spectral intensity of the radiation flux 9 in the solid angle of the satellite’s damage, and therefore and the efficiency of damage to a biological object 10. In the proposed device, the spectral transformer 8 surrounding the emitter 5 is made of an arbitrary number of elements and is made of different laser units, which ends take the form of complete and truncated corner-cube reflectors or prisms of total internal reflection, carrying out functions of broadband resonator mirrors with different spectral reflectance. Such reflective surfaces with laser media enclosed between them form monoblock laser emitters, which can significantly increase the spectral intensity of the radiation flux 9 and optimize the efficiency of light-shock damage to the object 10.

Таким образом, за счет одновременной концентрации в угле поражения ИСЗ некогерентного излучения, возникшего в результате свечения разрядного промежутка в колбе между электродами, и люминесцентного излучения спектрального трансформатора, а также когерентного (лазерного) света лазерного излучателя предлагаемое устройство позволяет облучать объекты одновременно на больших площадях и со значительного расстояния. Кроме того, в предлагаемом ИСЗ реализуется возможность получения импульса акустической волны, способного оказывать шоковое воздействие на биообъект. Комбинированное акустическое и световое воздействие значительно расширяет функциональные возможности предлагаемого ИСЗ при нейтрализации биообъектов. Thus, due to the simultaneous concentration of incoherent radiation in the satellite’s corner of the satellite caused by the glow of the discharge gap in the bulb between the electrodes and the luminescent radiation of the spectral transformer, as well as the coherent (laser) light of the laser emitter, the proposed device allows irradiating objects simultaneously over large areas and from a considerable distance. In addition, in the proposed satellite it is possible to obtain an acoustic wave impulse that can have a shock effect on a biological object. The combined acoustic and light exposure significantly expands the functionality of the proposed satellite when neutralizing biological objects.

Поглощение излучения видимого диапазона происходит наиболее эффективно в пигментном эпителии сетчатки и зрительном пигменте глазной ткани (эти органы ответственны за фиксацию и передачу в мозг информации об окружающем пространстве и возникающих ситуациях) за счет содержащихся в них хромоформных биомолекул, для которых приведенный спектральный коэффициент поглощения находится в интервале значений χ~ 10^-1-10^-3 см^-1. Поэтому фотоотклик органов зрения и светошоковое воздействие на мозг происходит практически одновременно с облучением, что вызывает ответные реакции у облучаемого. Воздействие высокоинтенсивных потоков излучения приводит к снижению (или временному исключению) защитных адаптационных и регуляционных механизмов биообъекта, что ведет к замедлению процесса восстановления нормального функционирования подкорки головного мозга, управляющей жизнедеятельностью биообъекта. Последнее приводит к возникновению и развитию кратковременных стрессовых психотронных реакций у облучаемого биообъекта. Эффективность психотронного поражения и время восстановления работоспособности всех органов (функций) биообъекта зависят от спектральной интенсивности потока излучения и времени его воздействия [5-8].The absorption of visible radiation occurs most effectively in the retinal pigment epithelium and the visual pigment of the eye tissue (these organs are responsible for fixing and transmitting information about the surrounding space and the situations that arise to the brain) due to the chromoform biomolecules contained in them, for which the spectral absorption coefficient given is in the range of values of χ ~ 10 ^-1 -10 ^-3 cm ^-1 . Therefore, the photoresponse of the organs of vision and the light shock effect on the brain occurs almost simultaneously with irradiation, which causes responses in the irradiated. The impact of high-intensity radiation fluxes leads to a decrease (or temporary exclusion) of the protective adaptive and regulatory mechanisms of the biological object, which leads to a slowdown in the restoration of the normal functioning of the brain subcortex, which controls the vital activity of the biological object. The latter leads to the emergence and development of short-term stressful psychotronic reactions in the irradiated biological object. The effectiveness of a psychotronic lesion and the recovery time of all organs (functions) of a biological object depend on the spectral intensity of the radiation flux and the time of its exposure [5-8].

ИК-компонента света поглощается в глазной ткани и, в основном, приводит к возникновению болевых шоковых ответных реакций у облучаемого биообъекта. Степень эффективности поражения ИК-светом определяется спектральным диапазоном излучения, поглощаемого молекулами воды, содержащихся в тканях биообъекта. The infrared component of light is absorbed in the ocular tissue and, mainly, leads to the occurrence of painful shock responses in the irradiated biological object. The degree of effectiveness of damage by infrared light is determined by the spectral range of radiation absorbed by water molecules contained in the tissues of the biological object.

Известно что акустическое воздействие с интенсивностью более 90 дб приводит к выделению кортизона, влияющего на работу печени и других органов, обеспечивающих нормальную работу кроветворной системы биообъекта. При уровнях воздействия более 120 дб возникает эффект болевого поражения органов слуха. Таким образом, импульсное акустическое воздействие может вызвать у биообъекта различные ответные психотронные реакции, приводящие к его кратковременной нейтрализации. It is known that acoustic exposure with an intensity of more than 90 dB leads to the release of cortisone, which affects the functioning of the liver and other organs, ensuring the normal functioning of the hematopoietic system of the biological object. At exposure levels of more than 120 dB, the effect of painful damage to the hearing organs occurs. Thus, a pulsed acoustic effect can cause various psychotronic responses in a biological object, leading to its short-term neutralization.

Общие сведения о механизмах воздействия акустического и электромагнитного излучения на биообъекты, приводящих к возникновению ответных стрессовых психотронных реакций в реальном масштабе времени, позволило выбрать основные технические решения создания ИСЗ. General information about the mechanisms of the effects of acoustic and electromagnetic radiation on biological objects, leading to the emergence of response stress psychotronic reactions in real time, made it possible to choose the main technical solutions for creating a satellite.

Импульсный или частотно-периодический электрический разряд в среде газов или парах металлов (или комбинация перечисленных) сопровождается мощной световой вспышкой, содержащей компоненты линейчатого и сплошного спектров излучения в УФ, видимой и ИК-областях. Например, импульсный разряд в нейтральных газах (аргон, криптон, ксенон и др.) преобразует до 60% энергии электрического разряда в световое излучение, т.е. достигается достаточно высокий к.п.д. источника излучения. Добавки паров металлов (ртуть, щелочные и редкоземельные металлы и др. ) позволяют усиливать интенсивность свечения отдельных участков видимого и ближнего ИК диапазонов. Тем не менее, для импульсных источников, в зависимости от характеристик разряда, процентное соотношение интенсивностей излучения между УФ, видимым и ИК-диапазонами может существенно меняться. Так рост давления (увеличение концентрации излучающих центров) в разрядном промежутке, увеличение силы тока и уменьшение длительности импульса разряда приводит к возрастанию УФ-компоненты до 80% от интегрального потока излучения, т.е. эффективность поражения биообъекта в режиме реального времени падает. В этом случае, для эффективной работы ИСЗ, необходимо преобразовать УФ долю потока излучения в видимый и ИК-диапазоны. A pulsed or frequency-periodic electric discharge in a medium of gases or metal vapors (or a combination of the above) is accompanied by a powerful flash of light containing components of a linear and continuous emission spectra in the UV, visible and infrared regions. For example, a pulsed discharge in neutral gases (argon, krypton, xenon, etc.) converts up to 60% of the energy of an electric discharge into light radiation, i.e. a sufficiently high efficiency is achieved radiation source. Additives of metal vapors (mercury, alkali and rare-earth metals, etc.) can enhance the luminosity of individual sections of the visible and near infrared ranges. However, for pulsed sources, depending on the characteristics of the discharge, the percentage ratio of radiation intensities between the UV, visible and IR ranges can vary significantly. Thus, an increase in pressure (an increase in the concentration of emitting centers) in the discharge gap, an increase in the current strength, and a decrease in the duration of the discharge pulse leads to an increase in the UV component to 80% of the integral radiation flux, i.e. the effectiveness of the destruction of a biological object in real time is falling. In this case, for the effective operation of the satellite, it is necessary to convert the UV fraction of the radiation flux into the visible and infrared ranges.

В предлагаемом устройстве для этой цели, используются спектральные трансформаторы излучения, изготовленные из материалов лазерных люминофоров (органические красители, щелочногаллоидные кристаллы с центрами окраски, фторидные и оксидные кристаллы легированные ионами группы железа и др.). Эти материалы обладают сильными полосами поглощения в УФ-диапазоне и широкими флуоресцентными полосами излучения в видимом и ближнем ИК областях спектра. Спектральная конверсия излучения из УФ в видимый (или ИК) диапазон происходит со Стоксовским смещением [11] за короткое время (τ~10^-6-10^-12 сек) и высокой квантовой эффективностью преобразования ρ~0,8-1,0. Поэтому, используемые спектральные трансформаторы позволяют в режиме реального времени преобразовать УФ компоненту излучения и увеличить интенсивность видимого и ИК диапазонов потока, оказывающих наибольшее поражающее влияние на органы зрения биообъекта.In the proposed device for this purpose, spectral radiation transformers are used, made from materials of laser phosphors (organic dyes, alkali-alkali crystals with color centers, fluoride and oxide crystals doped with iron group ions, etc.). These materials have strong absorption bands in the UV range and wide fluorescence emission bands in the visible and near infrared regions of the spectrum. The spectral conversion of radiation from UV to the visible (or IR) range occurs with a Stokes shift [11] in a short time (τ ~ 10 ^-6 -10 ^-12 sec) and a high quantum conversion efficiency ρ ~ 0.8-1.0. Therefore, the used spectral transformers make it possible to convert the UV component of radiation in real time and increase the intensity of the visible and IR ranges of the flow, which have the greatest damaging effect on the organs of vision of a biological object.

Следует отметить, что спектральные трансформаторы могут использоваться в виде аэрозольного образования произвольной формы или изготавливаться в виде произвольных геометрических фигур из моноблочного материала (цилиндр, фокусирующая линза, уголковый отражатель, призма полного внутреннего отражения и др. ), что позволяет использовать их в качестве оптических элементов, формирующих диаграмму направленности излучения и увеличивающих спектральную интенсивность потока излучения в телесном угле поражения устройства. It should be noted that spectral transformers can be used in the form of an aerosol formation of arbitrary shape or can be made in the form of arbitrary geometric figures from a monoblock material (cylinder, focusing lens, angle reflector, prism of total internal reflection, etc.), which allows them to be used as optical elements forming the radiation pattern and increasing the spectral intensity of the radiation flux in the solid angle of the damage to the device.

Аэрозольное образование из лазерных люминофоров с добавками взрывчатых пиротехнических веществ, кроме потока светового излучения высокой интенсивности, позволяет реализовать получение импульса акустической волны, дополнительно усиливающего шоковое воздействие на биообъект и повышающего вероятность его нейтрализации. The aerosol formation from laser phosphors with the addition of explosive pyrotechnic substances, in addition to a stream of high-intensity light radiation, makes it possible to obtain an acoustic wave pulse, which additionally enhances the shock effect on a biological object and increases the likelihood of its neutralization.

Кроме того, часть объема спектрального трансформатора произвольной формы можно использовать в качестве лазерного элемента, которая с дополнительными зеркалами образует лазерный излучатель. Для этого достаточно, чтобы на оптической оси двух (или более пар) противоположных граней спектрального трансформатора, оптически обработанных по 14 классу, были установлены и съюстированы дополнительные зеркала, образующие высокодобротный резонатор. In addition, part of the volume of an arbitrary shape spectral transformer can be used as a laser element, which with additional mirrors forms a laser emitter. To do this, it is enough that on the optical axis of two (or more pairs) of opposite faces of the spectral transformer, optically processed according to class 14, additional mirrors are formed and aligned, forming a high-quality resonator.

Грани спектрального трансформатора могут выполнять функции широкополосных зеркал лазерного резонатора [10], если они имеют геометрическую форму уголкового отражателя или призм полного внутреннего отражения. Тогда часть светового потока, возникающего в разрядном промежутке колбы с электродами, поглощается в материале спектрального трансформатора, расположенного около колбы, и переизлучается изотропно со Стоксовским смещением в виде потока люминесцентного света в полный телесный угол. Доля этого потока излучения, распространяясь вдоль направления, совпадающего с оптической осью резонатора, претерпевает усиление (многократное прохождение излучения через активную среду за счет отражения от зеркал) и в результате формируется когерентный (лазерный) свет, характеристики которого определяются квантовой эффективностью использованного лазерного люминофора и добротностью резонатора. Таким образом, возникающий лазерный свет дополнительно усиливает интенсивность потока излучения в угле поражения предлагаемого ИСЗ. The edges of a spectral transformer can serve as broadband mirrors of a laser resonator [10] if they have the geometric shape of an angular reflector or prisms of total internal reflection. Then, part of the light flux arising in the discharge gap of the bulb with electrodes is absorbed in the material of the spectral transformer located near the bulb and isotropically reradiated with the Stokes bias in the form of a fluorescent light flux to a full solid angle. A fraction of this radiation flux, propagating along the direction coinciding with the optical axis of the resonator, undergoes amplification (multiple transmission of radiation through the active medium due to reflection from mirrors) and as a result coherent (laser) light is formed, the characteristics of which are determined by the quantum efficiency of the used laser phosphor and quality factor resonator. Thus, the emerging laser light further enhances the intensity of the radiation flux in the angle of damage of the proposed satellite.

Отметим наиболее важные характеристики предлагаемого устройства. Note the most important characteristics of the proposed device.

1. Подбором спектральной интенсивности излучения и временем воздействия можно менять в широких пределах поражающее воздействие ИСЗ, а меняя телесный угол поражения, можно одновременно нейтрализовать нападающего(щих) на больших площадях и с большого расстояния. 1. By selecting the spectral intensity of the radiation and the exposure time, the damaging effect of the satellite can be changed over a wide range, and by changing the solid angle of the lesion, you can simultaneously neutralize the attacker (s) over large areas and from a large distance.

2. Используя излучатель с ИК-спектром можно обеспечить скрытность и неожиданность применения при нейтрализации нападающих за очень малое время (t~ 10^-3 с).2. Using an emitter with an infrared spectrum, it is possible to ensure stealth and surprise when neutralizing attackers in a very short time (t ~ 10 ^-3 s).

3. Реализация возможности одновременного (или раздельного) поражения нападающих импульсами акустической волны и светового излучения делает универсальным предлагаемое ИСЗ. 3. The realization of the possibility of simultaneous (or separate) defeat of attackers by pulses of an acoustic wave and light radiation makes the proposed satellite universal.

Источники информации
1. RU 2045731, F 41 A 17/00, 1995.Sources of information
1. RU 2045731, F 41 A 17/00, 1995.

2. RU 2172459, F 41 B 11/06, 19.11.2001. 2. RU 2172459, F 41 B 11/06, 11/19/2001.

3. RU 2150653, F 41 B 15/04, 10.06.2000. 3. RU 2150653, F 41 B 15/04, 10.06.2000.

4. RU 2156940, F 41 B 15/04, 27.09.2000 (прототип). 4. RU 2156940, F 41 B 15/04, 09/27/2000 (prototype).

5. Ю.И.Посудин. Лазерная микрофлуорометрия биологических объектов. Киев: Высшая школа, 1985. 5. Yu.I. Posudin. Laser microfluorometry of biological objects. Kiev: High School, 1985.

6. А. И. Кирилов, В.Ф. Морсков, Н.Д. Устинов. Дозиметрия лазерного излучения, М.: Радио и связь, 1983. 6. A. I. Kirilov, V.F. Morskov, N.D. Ustinov. Dosimetry of laser radiation, M .: Radio and communication, 1983.

7. Молекулярные механизмы биологического действия оптического излучения. Сб. под ред. А.Б.Рубина - M.: Наука, 1988. 7. Molecular mechanisms of the biological effects of optical radiation. Sat under the editorship of A.B. Rubina - M.: Science, 1988.

8. А.В. Приезжаев, В.В. Тучин, Л.П. Шубочкин. Лазерная диагностика в биологии и медицине. М.: Наука, 1989. 8. A.V. Priezhaev, V.V. Tuchin, L.P. Shubochkin. Laser diagnostics in biology and medicine. M .: Nauka, 1989.

9. Е. Ц. Андреева-Галанина, С.И. Алексеев, А.В. Кадысина, Г.А. Суворов. Биоакустика. М.: Высшая школа, 1975. 9. E. Ts. Andreeva-Galanina, S.I. Alekseev, A.V. Kadysina, G.A. Suvorov. Bioacoustics. M .: Higher school, 1975.

10. Справочник по лазерам. Под ред. А.М. Прохорова. М.: Советское радио, 1978. 10. Handbook of lasers. Ed. A.M. Prokhorov. M .: Soviet radio, 1978.

11. У.Дьюли. Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986. 11. W. Dewley. Laser technology and material analysis. M .: Mir, 1986.

Claims

1. An individual protective device containing an electric power source, a low-voltage to high-voltage converter, an electric energy storage device, an electric spark gap switch and contact electrodes placed in an optically transparent flask, characterized in that the flask is filled with gases, metal vapors, or a combination thereof, electrical discharge in which leads to the appearance of separate or alternating pulses of electromagnetic radiation, and is surrounded by a spectral radiation transformer the free form, and also comprises destruction shaper angle for guiding the light flux.

2. An individual protective equipment according to claim 1, characterized in that the spectral radiation transformer is made of laser phosphors in the form of liquid, solid-state powder or monoblock elements, or a combination thereof.

3. Personal protective equipment according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that it further comprises liquid and solid-state, powdery laser phosphors that form a colloidal mixture, placed in the cylinder and sprayed through the nozzle using a pump.

4. An individual means of protection according to claim 3, characterized in that the cylinder is at a pressure of arbitrary gas.

5. Personal protective equipment according to any one of paragraphs. 3 and 4, characterized in that the cylinder contains flammable pyrotechnic explosives.

6. An individual protective equipment according to claim 2, characterized in that the spectral radiation transformer is made in the form of a laser-active element of arbitrary shape, forming a laser emitter with additional mirrors.

7. Personal protective equipment according to any one of paragraphs. 2 and 6, characterized in that the spectral transformer surrounding the flask with electrodes consists of an arbitrary number of individual elements made of different laser phosphors, with ends made in the form of full and truncated corner reflectors or total internal reflection prisms that perform the functions of broadband " deaf "and" partially transparent "resonator mirrors and forming, together with the media between them, monoblock laser emitters.