RU2583970C1 - Электрошоковый снаряд - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области оружия. Электрошоковый снаряд содержит корпус, внутри которого размещена электронная система, а снаружи - механизм закрепления на цели. Электронная система включает источник электропитания, преобразователь, выпрямитель, накопительный конденсатор, высоковольтный импульсный трансформатор. Она содержит также соединенные с преобразователем микроконтроллер и пусковой выключатель и включенное между преобразователем и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора пороговое устройство. Механизм закрепления на цели включает электрически связанные со вторичной обмоткой трансформатора откидные штанги с игольчатыми окончаниями, уложенные снаружи корпуса параллельно его продольной оси с обеспечением возможности их поворота на угол 90° от исходного положения. Их длина превышает длину корпуса, у нерабочего торца которого размещено подвижное кольцо с осями поворота откидных штанг. Механизм закрепления на цели включает по меньшей мере одну размещенную на нерабочем торце иглу, снабженную элементом закрепления. Изобретение позволяет повысить эффективность электрошокового воздействия на цель. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к области оружия, а более конкретно к нелетальным средствам обороны, основанным на формировании высокого импульсного электрического напряжения, и может использоваться в устройствах, применяемых в качестве боеприпаса для защиты от правонарушителей или животных путем шокового воздействия на них серий разрядов электрического напряжения.

Для нелетального электрошокового воздействия используются как контактные, так и более эффективные в эксплуатации дистанционные электрошоковые устройства, в которых поражающее воздействие обеспечивается посредством электрошокового снаряда (пули), выстреливаемого из обычного огнестрельного (пистолета и др.) или специализированного оружия. Основным требованием, предъявляемым к таким устройствам, является получение физиологически эффективных поражающих импульсов электрического напряжения с одновременным обеспечением их надежной доставки к цели и необходимого времени контакта с ней.

Известен, например, электрошоковый снаряд, содержащий корпус в виде цилиндрической обечайки, снабженной на своем переднем (рабочем) торце механизмом закрепления на цели в виде иглы с элементом закрепления на цели, выполненным в виде рожна, представляющей собой один из рабочих электродов, при этом на корпусе закреплены уложенные в исходном состоянии в пазы корпуса откидные штанги с игольчатыми окончаниями, представляющие собой рабочий электрод противоположной полярности, а подвод электрического напряжения к рабочим электродам осуществлен посредством кабеля с двумя изолированными токоведущими проводами, тянущегося во время полета электрошокового снаряда к цели от оружия, внутри которого размещена электронная система для формирования высокого импульсного напряжения (WO 2006115854 А2, 2006). Штанги с игольчатыми окончаниями откидываются инерционно вследствие торможения электрошокового снаряда о цель или посредством предварительно взведенных пружин, освобождающихся при его соприкосновении с целью. Оси вращения откидных штанг находятся у переднего торца корпуса, а длина откидных штанг достаточно велика, что позволяет создать петли тока, близкие по протяженности к длине корпуса.

К недостаткам такого электрошокового снаряда относятся возможность обрыва токоведущих проводов при выстреле и полете электрошокового снаряда, малая величина выступания игольчатых окончаний откидных, штанг, наличие вносимой токоведущими проводами дополнительной значительной массы, помимо массы непосредственно электрошокового снаряда, вероятность пробоя между разнополярными токоведущими проводами, высокая стоимость токоведущих проводов, изоляция которых должна выдерживать высокое пробивное напряжение. Необходимость использования токоведущих проводов ограничивает дистанцию поражения цели, а увеличение их длины увеличивает размеры и вес оружия. Вследствие значительной массы токоведущих проводов электрошоковый снаряд должен иметь высокую начальную скорость или массу для компенсации потерь энергии при их вытягивании, что может привести к большому кинематическому травмирующему действию, особенно при использовании электрошокового снаряда на небольшой дистанции. Малая величина выступания игольчатых окончаний не позволяет обеспечить надежное закрепление штанг на цели, а также минимизировать расстояние от рабочих электродов после закрепления на защищенной цели, например, через одежду. Все это в целом не позволяет обеспечить высокую эксплуатационную эффективность такого электрошокового снаряда, т.е. его высокую приспособленность к процессу и требованиям эксплуатации. Эффективность электрошокового воздействия на цель, являющаяся основной составляющей эксплуатационной эффективности, может оказаться недостаточной для поражения цели.

Устранить недостатки такого электрошокового снаряда, связанные с наличием токоведущих проводов, позволяет его выполнение беспроводным, при этом электронная схема для формирования высоковольтного импульсного напряжения размещена в самом электрошоковом снаряде (например, US 7856929 В2, 2010).

Известны и другие электрошоковые снаряды как проводного, так и беспроводного типов (например, RU 43350 U1, 2005; RU 2275576 С1, 2006; RU 2308668 С2, 2007; US 3803463 А, 1974; US 7042696 В2, 2006; US 7327549 В2, 2008). Однако все они из-за особенностей конструкции недостаточно эффективны в эксплуатации.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является электрошоковый снаряд, содержащий корпус, внутри которого размещена электронная система, включающая источник электропитания и соединенные с ним преобразователь, выпрямитель, накопительный конденсатор и выполненный без сердечника высоковольтный импульсный трансформатор, а снаружи размещен механизм закрепления на цели, включающий электрически связанные с соответствующими выводами вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора откидные штанги с игольчатыми окончаниями, уложенные в исходном положении параллельно продольной оси корпуса с обеспечением возможности их поворота на угол до 90° от исходного положения вокруг оси поворота (WO 2007/008923 А2, 2007).

Такой электрошоковый снаряд может выстреливаться из обычного огнестрельного оружия на расстояние 10-30 м. Откидывание (раскрытие) откидных штанг с игольчатыми окончаниями обеспечивается инерционно, преимущественно посредством маятников-грузов, за счет торможения электрошокового снаряда при соприкосновении с целью, при этом оси вращения откидных штанг в процессе полета электрошокового снаряда находятся вблизи переднего (рабочего) торца его корпуса. В исходном состоянии откидные штанги уложены в пазы вдоль корпуса электрошокового снаряда. Вследствие того, что откидные штанги, являющиеся рабочими электродами, имеют небольшую длину, при их откидывании не могут быть образованы петли тока значительной протяженности. В то же время размещенная в корпусе электрошокового снаряда электронная система, содержащая высоковольтный импульсный трансформатор, выполненный преимущественно пленочным, обеспечивает получение длительности рабочих (поражающих) импульсов не более 10 мкс (а реально не более 0,5-2 мкс, поскольку применяемый высоковольтный импульсный трансформатор имеет малую индуктивность). Такая длительность импульсов недостаточна для гарантированного минимально эффективного поражающего воздействия на цель, достижение которого может обеспечиваться при длительности рабочих импульсов не менее 40-60 мкс. Поэтому физиологически эффективное поражающее действие импульсов тока такого электрошокового снаряда уже только по этим причинам затруднено или не может быть достигнуто. Кроме того, поскольку в сложенном состоянии откидных штанг их игольчатые окончания размещены в теле корпуса электрошокового снаряда, игольчатые основания имеют малую длину. Это не позволяет достичь надежного закрепления откидных штанг на цели, например, на одежде, а также сократить расстояние до тела цели для обеспечения необходимого действующего электрического напряжения при электрическом пробое одежды, особенно толстой. Достижение высокой надежности закрепления на цели ограничено из-за захватывания цели откидными штангами только за счет инерционности, поскольку их масса незначительна. Недостаточная прочность удержания электрошокового снаряда на цели с необходимой длительностью удержания с одновременным обеспечением надежного электрического контакта рабочих электродов в свою очередь не позволяет достичь эффективного поражающего действия импульсов тока или вообще не создать условия для их воздействия на цель. Отсутствует также возможность управляемого включения поражающего высокого импульсного напряжения. Все эти причины взаимосвязаны с точки зрения обеспечения назначения электрошокового снаряда и в комплексе не позволяет обеспечить высокую эффективность электрошокового воздействия на цель.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании электрошокового снаряда, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эффективности электрошокового воздействия на цель, в том числе за счет формирования высоковольтных рабочих импульсов с повышенной длительностью, возможности управляемого формирования выходного высоковольтного импульсного напряжения, повышения надежности захвата цели и удержания на ней, повышения вероятности надежного электрического контакта с целью.

Это достигается тем, что в электрошоковом снаряде, содержащем корпус, внутри которого размещена электронная система, включающая источник электропитания и соединенные с ним преобразователь, выпрямитель, накопительный конденсатор и выполненный без сердечника высоковольтный импульсный трансформатор, а снаружи размещен механизм закрепления на цели, включающий электрически связанные с соответствующими выводами вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора откидные штанги с игольчатыми окончаниями, уложенные в исходном положении параллельно продольной оси корпуса с обеспечением возможности их поворота на угол до 90° от исходного положения вокруг оси поворота, в электронную систему введены соединенные с преобразователем микроконтроллер и пусковой выключатель и включенное между преобразователем и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора пороговое устройство, откидные штанги в исходном положении размещены снаружи корпуса, их длина выбрана превышающей длину корпуса, на корпусе у его нерабочего торца размещено с обеспечением возможности перемещения вдоль корпуса к его рабочему торцу подвижное кольцо, на котором расположены оси поворота откидных штанг, а у рабочего торца корпуса размещен связанный с выводами высоковольтного импульсного трансформатора пиротехнический элемент, выполненный с обеспечением возможности удержания откидных штанг в их исходном положении и их освобождения при приведении электронной системы в рабочий режим, при этом в механизм закрепления на цели введена по меньшей мере одна снабженная на своем конце элементом закрепления игла, размещенная на рабочем торце корпуса. Пусковой выключатель может быть выполнен в виде микротактовой кнопки с обеспечением возможности включения микроконтроллера при выстреле электрошокового снаряда. Микроконтроллер может быть выполнен с обеспечением возможности приведения электронной системы в рабочий режим с задержкой на время, соответствующее времени пролета снаряда до цели. Пороговое устройство может быть выполнено в виде воздушного разрядника. Электронная система может содержать дополнительный конденсатор, включенный последовательно с первичной и вторичной обмотками высоковольтного импульсного трансформатора. Электронная система может содержать дополнительное пороговое устройство, включенное последовательно со вторичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора и размещенное на рабочем торце корпуса. По меньшей мере одна игла с элементом закрепления может быть электрически связана с соответствующим выводом вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора. Электрическая связь откидных штанг с выводами вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора может быть выполнена посредством размещенных на внешней стороне корпуса проводников. Электрошоковый снаряд может быть снабжен с внешней стороны корпуса соединенными с микроконтроллером электрическими выводами программирования. Электрошоковый снаряд может быть снабжен с внешней стороны корпуса соединенными с источником электропитания электрическими выводами подзарядки. На игольчатых окончаниях откидных штанг могут быть размещены инерционные грузики. На боковой поверхности корпуса могут быть закреплены балансировочные грузики. Корпус может быть снабжен со стороны своего нерабочего торца толкающим поддоном. Корпус может быть снабжен со стороны своего неработающего торца направляющим элементом, выполненным в виде готовых нарезов. Корпус может быть снабжен со стороны своего рабочего торца ограничительным выступом. Каждое из игольчатых окончаний откидных штанг может быть снабжено на своем конце элементом закрепления на цели.

Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков в рамках реализации назначения. Элементы и узлы электрошокового снаряда, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны.

На фиг. 1 показан внешний вид электрошокового снаряда в исходном положении. На фиг. 2 показан внешний вид электрошокового снаряда в полете с раскрытыми откидными штангами. На фиг. 3 показан внешний вид электрошокового снаряда при закреплении на цели. На фиг. 4 показан внешний вид электрошокового снаряда с удерживаемыми пиротехническим элементом откидными штангами. На фиг. 5 показана компоновка электрошокового снаряда со снятым корпусом. На фиг. 6 показан один из вариантов части принципиальной схемы электронной системы электрошокового снаряда. На фиг. 7 показан другой вариант части принципиальной схемы электронной системы электрошокового снаряда.

В преимущественном конструктивном варианте электрошоковый снаряд выполнен следующим образом. Он содержит корпус 1, внутри которого размещена электронная система, которая включает источник электропитания 2 и соединенные с ним преобразователь 3, выпрямитель, например в виде выпрямительного диода 4, накопительный конденсатор 5 и высоковольтный импульсный трансформатор 6, который выполнен без сердечника. Снаружи корпуса 1 размещен механизм закрепления на цели, включающий электрически связанные с соответствующими выводами вторичной обмотки 7 высоковольтного импульсного трансформатора 6 откидные штанги 8 с игольчатыми окончаниями 9. Откидные штанги 8 уложены в исходном положении параллельно продольной оси корпуса 1 с обеспечением возможности их поворота на угол до 90° от исходного положения вокруг оси поворота. Количество откидных штанг 8 выбрано преимущественно не менее двух с условием равного углового смещения по окружности одна относительно другой. В электронную систему входят также соединенные с преобразователем 3 микроконтроллер 10, пусковой выключатель 11 и включенное между преобразователем 3 и первичной обмоткой 12 высоковольтного импульсного трансформатора 6 пороговое устройство 13. Микроконтроллер 10 функционально может входить в состав преобразователя 3. Пусковой выключатель 11 выполнен, например, в виде микроконтактной кнопки с обеспечением возможности включения микроконтроллера 10 при выстреле электрошокового снаряда. Микроконтроллер 10 выполнен, например, с обеспечением возможности приведения электронной системы в рабочий режим с задержкой на время, соответствующее времени пролета снаряда до цели. Пороговое устройство 13 выполнено, например, в виде воздушного разрядника. Откидные штанги 8 в исходном положении размещены снаружи корпуса 1, их длина выбрана превышающей длину корпуса 1. На корпусе 1 у его нерабочего торца размещено с обеспечением возможности перемещения вдоль корпуса 1 к его рабочему торцу подвижное кольцо 14. Оси поворота откидных штанг 8 расположены на подвижном кольце 14. Подвижное кольцо 14 может быть выполнено в виде сегментов из диэлектрического материала, преимущественно полимерного, при этом металлические оси поворота закреплены в этих сегментах. Оно может быть выполнено и цельнометаллическим, в этом случае откидные штанги 8 электрически соединены между собой и их игольчатые окончания 9 образуют один из рабочих электродов. У рабочего торца корпуса 1 размещен связанный с выводами высоковольтного импульсного трансформатора 6 пиротехнический элемент 15, выполненный с обеспечением возможности удержания игольчатых окончаний 9, а следовательно, и откидных штанг 8 в их исходном положении и их освобождения при приведении электронной системы в рабочий режим (фиг. 4). Пиротехнический элемент 15 выполнен, например, в виде капли пиротехнического состава на связующем веществе. В механизм закрепления на цели введена по меньшей мере одна размещенная на рабочем торце корпуса 1 игла 16, снабженная на своем конце элементом закрепления, например рожном 17. Электронная система может содержать дополнительный конденсатор 18, включенный последовательно с первичной 12 и вторичной 7 обмотками высоковольтного импульсного трансформатора 6. Накопительный конденсатор 5, пороговое устройство 13, дополнительный конденсатор 18, выпрямительный диод 4 и высоковольтный импульсный трансформатор 6 образуют высоковольтный импульсный каскад. Электронная система может содержать дополнительное пороговое устройство 19, включенное последовательно с вторичной обмоткой 7 высоковольтного импульсного трансформатора 6 и размещенное на рабочем торце корпуса 1, преимущественно в его центральной части между основаниями игл 16. Оно выполнено, например, в виде воздушно-поверхностного разрядника. Электронная система может содержать также соединенные с микроконтроллером 10 силовой ключ 20 и броневой трансформатор 21. По меньшей мере одна из игл 16 с элементом закрепления может быть электрически связана с соответствующим выводом вторичной обмотки 7 высоковольтного импульсного трансформатора 6, например, посредством проводников или электроискрового промежутка (на чертежах не показаны). Электрическая связь откидных штанг 8 с выводом вторичной обмотки 7 высоковольтного импульсного трансформатора 6 может быть выполнена посредством размещенных на внешней стороне корпуса 1 проводников 22, например, в виде полосок фольги.

Электрошоковый снаряд может быть снабжен с внешней стороны корпуса 1 электрическими выводами 23, например, в виде электрических выводов программирования, соединенными с микроконтроллером 10 и/или электрических выводов подзарядки, соединенными с источником электропитания 2. Электрические выводы 23 могут быть выполнены, например, в виде проволочных проводников (как показано на фиг. 1-фиг. 5) или контактов на корпусе 1. На игольчатых окончаниях 9 откидных штанг 8 могут быть размещены инерционные грузики 24. На боковой поверхности корпуса 1 электрошокового снаряда могут быть размещены балансировочные грузики (на чертежах не показаны). Со стороны нерабочего торца корпус 1 может быть снабжен толкающим поддоном (на чертежах не показан). Корпус 1 может быть снабжен со стороны своего нерабочего торца направляющим элементом, выполненным преимущественно в виде готовых нарезов. На фиг. 1-фиг. 3 показаны выступы 25 готовых нарезов. Направляющий элемент может быть выполнен в виде ведущего пояска (на чертежах не показан). Корпус 1 может быть также снабжен со стороны своего рабочего торца ограничительным выступом 26. Каждое из игольчатых окончаний 9 откидных штанг 8 может быть снабжено элементом закрепления на цели, аналогичным элементу закрепления (рожну 17), которым снабжены иглы 16 (на чертежах не показано).

При выстреле электрошоковый снаряд, корпус 1 которого преимущественно снабжен выступами 25 готовых нарезов, проходит ствол, например нарезной ствол огнестрельного оружия, получая стабилизирующее вращение. Для улучшения условий стабилизации в полете электрошокового снаряда могут быть использованы балансировочные грузики (на чертежах не показаны), обеспечивающие возможность статической и динамической балансировки после его сборки. Для улучшения энергетических показателей выстрела корпус 1 может быть снабжен толкающим поддоном (на чертежах не показан). Включение электронной системы происходит непосредственно при выстреле за счет включения пускового выключателя 11 вытяжного, инерционного или нажимного действия или с задержкой включения или же при попадании электрошокового снаряда в цель за счет включения пускового выключателя 11 нажимного или инерционного действия в зависимости от программы, используемой в микроконтроллере 10. В связи с невысокой емкостью источника 2 электропитания электрошокового снаряда при необходимой для временного поражения цели выходной мощности 4-10 кВ предпочтительна задержка начала вырабатываемого рабочего высоковольтного импульсного напряжения от момента выстрела до момента попадания в цель. Для этого микроконтроллер 10, управляющий работой преобразователя 3 напряжения, выдает команду на временную задержку, равную времени полета электрошокового снаряда до цели после начала его ускорения в стволе и срабатывания пускового выключателя 11. В частном случае режим работы микроконтроллера 10 может предусматривать выполнение программы воздействия на цель после попадания в нее электрошокового снаряда. Также может быть предусмотрено выполнение программы раскрытия откидных штанг 8 не непосредственно после вылета электрошокового наряда из ствола оружия, а на определенном расстоянии от ствола. Для этого оружие должно быть снабжено баллистическим вычислителем или использоваться отдельный процессор, который определяет расстояние до цели, время полета электрошокового снаряда до цели при известной начальной дульной скорости и выдает управляющие сигналы на микроконтроллер 10 через электрические выводы 23 программирования и подзарядки, выполненные, например, в виде проволочных проводников. Проволочные проводники закрепляются в оружейной гильзе или одноразовом контейнере для выстрела и обрываются при начале движения электрошокового снаряда. При использовании контактов вместо проволочных проводников гильза или одноразовый контейнер должны быть снабжены соответствующими пружинными контактами. После вылета электрошокового снаряда из ствола и выдержки времени задержки раскрытия откидных штанг 8 микроконтроллер 10 запускает работу преобразователя 3 и затем работу высоковольтного импульсного трансформатора 6, который выдает искровой разряд между иглами 16 и пиротехническим элементом 15, удерживающим игольчатые окончания 9 в сложенном состоянии. Искровой разряд инициирует пиротехнический элемент 15, который в результате сгорания газифицируется, механическая связь между игольчатыми окончаниями 9 исчезает и откидные штанги 8 раскрываются под действием центробежной силы. Программируемое время раскрытия откидных штанг 8 также может быть использовано для аэродинамического торможения электрошокового снаряда, например, при нерегулируемой оружием дульной скорости, для исключения возможности механического травмирования цели в случае применения электрошокового снаряда на коротких дистанциях. Таким образом, после выхода электрошокового снаряда из ствола под действием центробежной силы откидные штанги 8 раскрываются (сразу или с задержкой), т.е. откидываются от корпуса 1, и электрошоковый снаряд летит к цели с раскрытыми откидными штангами 8 и иглами 16, при этом игольчатые окончания 9 откидных штанг 8 ориентированы вперед по ходу полета. При попадании электрошокового снаряда в цель, например человека в плотной одежде, иглы 16 (или игла 16, если она одна) прокалывают одежду и закрепляются на ней рожнами 17. При этом электрошоковый снаряд резко останавливается, а откидные штанги 8 под действием сил инерции продолжают движение вперед вместе с подвижным кольцом 14, которое движется по корпусу 1 вперед, преимущественно до упора в ограничительный выступ 26. Игольчатые окончания 9 откидных штанг 8 прокалывают одежду и закрепляются на ней, преимущественно с использованием элементов закрепления на цели, аналогичных рожнам 17. Поскольку длина игольчатых окончаний 9 в электрошоковом снаряде ограничена только величиной диаметра корпуса 1, она может быть значительной, не менее 18-20 мм, что гарантирует прокалывание практически любой одежды, особенно, если игольчатые окончания 9 снабжены инерционными грузиками, увеличивающими силу прокалывания. В одном из вариантов исполнения электрошокового снаряда при выполнении подвижного кольца 14 цельнометаллическим иглы 16 образуют один из рабочих электродов, а игольчатые окончания 9 - другой рабочий электрод противоположной полярности. При этом петля воздействующего тока равна расстоянию между иглой 16 и игольчатым окончанием 9, которое оказывается значительным, например 40 мм, при общей длине корпуса 1, равной 55 мм. Другой вариант исполнения предусматривает подачу выходного рабочего напряжения на откидные штанги 8 и соответственно на их игольчатые окончания 9 без его подачи на иглы 16. Например, при использовании электрошокового снаряда с двумя откидными штангами 8, на одну из них при попадании электрошокового снаряда в цель и одновременном выдвижении подвижного кольца 14 подается посредством одного из проводников 22 выходное рабочее напряжение одной полярности, а на другую - посредством другого проводника 22 выходное рабочее напряжение другой полярности. При этом длина петли тока достигает еще более значительной величины - не менее 80 мм. Такие величины петли тока позволяют обеспечить условия для безусловного электрошокового эффекта при воздействии искровых разрядов на цель. Электронная система электрошокового снаряда позволяет реализовать эти условия. Она образована источником электропитания 2, пусковым выключателем 11, каскадом преобразования низкого напряжения, преимущественно 5-7 В, в переменное повышенное напряжение, преимущественно 500-1500 В, высоковольтным импульсным каскадом и дополнительным пороговым устройством 19. Каскад преобразования включает микроконтроллер 10 и собственно преобразователь 3, который содержит силовой ключ 20 и броневой трансформатор 21, и выпрямительный диод 4. Высоковольтный импульсный каскад включает накопительный конденсатор 5, пороговые устройства 13 и 19, дополнительный (токовый) конденсатор 18. Пусковой выключатель 11 обеспечивает подачу напряжения питания на микроконтроллер 10 при выстреле, например, инерционным способом, при котором контакты пускового выключателя замыкаются под воздействием возникающего в момент выстрела осевого ускорения, воздействующего на свободно перемещающийся под действием сил инерции незакрепленный электропроводящий элемент. Микроконтроллер 10 вырабатывает последовательность низковольтных импульсов и управляет силовым ключом 20, соединенным с броневым трансформатором, выполняющим функцию повышения напряжения. Преобразовательный каскад обеспечивает переформирование этой последовательности в двуполярные импульсы повышенного напряжения, которые преобразуются в однополярные с помощью выпрямительного диода 4 (фиг. 7). Высоковольтный импульсный каскад преобразует эти импульсы в рабочие импульсные сигналы необходимой длительности и частоты повторения. В накопительном конденсаторе 5 накапливается заряд при поступлении на него однополярных импульсов повышенного напряжения из преобразовательного каскада. При этом напряжение между обкладками накопительного конденсатора 5 постепенно нарастает, пока не достигнет значения напряжения пробоя порогового устройства 13. В этот момент происходит срабатывание порогового устройства 13 и накопительный конденсатор 5 быстро разряжается через первичную обмотку 12 высоковольтного импульсного трансформатора 6, в которой формируется мощный импульс тока. При этом во вторичной обмотке 7 формируется выходной (рабочий) высоковольтный импульс электрошокового снаряда. Далее процесс накопления заряда и последующего разряда повторяется, в результате чего образуется последовательность таких импульсов. Поскольку высоковольтный импульсный трансформатор 6 вследствие требования минимальных габаритов не может быть выполнен с сердечником, требуется увеличение длительности рабочих импульсов. Для этого применен дополнительный конденсатор 18, который затягивает продолжительность спада выходных импульсов, удлиняя их за счет увеличения постоянной времени цепи вторичной обмотки 7. В одном из вариантов реализации электронной системы он включен последовательно со вторичной обмоткой 7, а для обеспечения правильного режима работы дополнительного конденсатора 18 в цепь включен дополнительно еще один выпрямительный диод 4 (фиг. 6). Дополнительное пороговое устройство 19 играет роль защитного разрядника, он необходим для того, чтобы не допустить несвоевременный (ранний) разряд дополнительного конденсатора 18 и нарушения работы электронной системы при возникновении прямого контакта игл 16 и игольчатых окончаний 9 с целью (в случае полного прокалывания ими одежды и непосредственного касания кожного покрова). В другом варианте электронной системы дополнительный конденсатор 18 включен последовательно с первичной 12 и вторичной 7 обмотками высоковольтного импульсного трансформатора 6, в этом случае дополнительное пороговое устройство 19 не нужно (фиг. 7). Описанное построение электронной системы позволяет формировать рабочие импульсы с повышенной их длительностью и повышенным электрическим напряжением, в то же время позволяет в полной мере реализовать преимущества, обеспечиваемые описанной конструкцией электрошокового снаряда, связанные с образованием увеличенной петли тока. Каждая из этих составляющих вносит свой вклад в повышение эффективности электрошокового воздействия на цель. Однако, поскольку эффективность воздействия на цель имеет нелинейный характер, то, например, увеличение длительности рабочих импульсов и увеличение петли тока в сочетании дают сверхсуммарный эффект. При этом одновременно обеспечивается повышение надежности доставки электрошокового снаряда к цели, контакт с ней и удержание на ней.

Таким образом, все признаки заявленной совокупности существенных признаков, выражающей сущность изобретения как технического решения, находятся в причинно-следственной связи с указанным техническим результатом (повышение эффективности электрошокового воздействия на цель), влияя на его получение.

Изобретение реализовано, например, в электрошоковом снаряде, имеющем следующие характеристики (пределы указаны в зависимости от его модификаций). Диаметр корпуса 1 (калибр): 18,5-26,5 мм. Длина: 40-55 мм. Масса электрошокового снаряда: 16-20 г. Электрическая выходная мощность: 5-10 Вт. Вид рабочих импульсов: униполярный. Длина петли тока: 40-80 мм. Амплитуда выходного напряжения: 1,3-2,0 кВ на нагрузке 1000 Ом. Полная длительность импульса: 90-150 мкс. Частота импульсов: 100-150 Гц. Пробивное расстояние по воздуху рабочего электроразряда: 20-25 мм.

Электрошоковый снаряд, выполненный в соответствии с изобретением, обладает более высокой эффективностью электрошокового воздействия на цель по сравнению с аналогичными известными.

Claims (16)

1. Электрошоковый снаряд, содержащий корпус, внутри которого размещена электронная система, включающая источник электропитания и соединенные с ним преобразователь, выпрямитель, накопительный конденсатор и выполненный без сердечника высоковольтный импульсный трансформатор, а снаружи размещен механизм закрепления на цели, включающий электрически связанные с соответствующими выводами вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора откидные штанги с игольчатыми окончаниями, уложенные в исходном положении параллельно продольной оси корпуса с обеспечением возможности их поворота на угол до 90° от исходного положения вокруг оси поворота, отличающийся тем, что электронная система снабжена соединенными с преобразователем микроконтроллером и пусковым выключателем и включенным между преобразователем и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора пороговым устройством, откидные штанги в исходном положении размещены снаружи корпуса, их длина выбрана превышающей длину корпуса, при этом на корпусе, у его нерабочего торца, размещено с обеспечением возможности перемещения вдоль корпуса к его рабочему торцу подвижное кольцо, на котором расположены оси поворота откидных штанг, а у рабочего торца корпуса размещен связанный с выводами высоковольтного импульсного трансформатора пиротехнический элемент, выполненный с обеспечением возможности удержания откидных штанг в их исходном положении и их освобождения при приведении электронной системы в рабочий режим, при этом в механизм закрепления на цели введена по меньшей мере одна снабженная на своем конце элементом закрепления игла, размещенная на рабочем торце корпуса.

2. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что пусковой выключатель выполнен в виде микротактовой кнопки с обеспечением возможности включения микроконтроллера при выстреле электрошокового снаряда.

3. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с обеспечением возможности приведения электронной системы в рабочий режим с задержкой на время, соответствующее времени пролета снаряда до цели.

4. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что пороговое устройство выполнено в виде воздушного разрядника.

5. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что электронная система содержит дополнительный конденсатор, включенный последовательно с первичной и вторичной обмотками высоковольтного импульсного трансформатора.

6. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что электронная система содержит дополнительное пороговое устройство, включенное последовательно со вторичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора и размещенное на рабочем торце корпуса.

7. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна игла с элементом закрепления электрически связана с соответствующим выводом вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора.

8. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что электрическая связь откидных штанг с выводами вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора выполнена посредством размещенных на внешней стороне корпуса проводников.

9. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен с внешней стороны корпуса соединенными с микроконтроллером электрическими выводами программирования.

10. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен с внешней стороны корпуса соединенными с источником электропитания электрическими выводами подзарядки.

11. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что на игольчатых окончаниях откидных штанг размещены инерционные грузики.

12. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности корпуса закреплены балансировочные грузики.

13. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен со стороны своего нерабочего торца толкающим поддоном.

14. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен со стороны своего нерабочего торца направляющим элементом, выполненным в виде готовых нарезов.

15. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен со своего рабочего торца ограничительным выступом.

16. Электрошоковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что каждое из игольчатых окончаний откидных штанг снабжено на своем конце элементом закрепления на цели.

Images