Картридж для электрошокового устройства

Область применения
Устройство относится к электрошоковым устройствам дистанционного действия, в частности к картриджам - различным средствам дистанционного воздействия на правонарушителя, подачи сигналов и т.п., подключаемых к электрошоковому устройству и инициируемых им.
Уровень техники
Известны средства доставки электрического тока от электрошокового устройства дистанционного действия (ДЭШУ) к цели, называемые также электрическими картриджами для ДЭШУ. Как правило, такое средство содержит корпус, снабженный по меньше мере одним электроконтактом, расположенным с возможностью электрической связи с электрошоковым устройством, размещенные в выполненном в корпусе направляющем канале по меньшей мере один метательный заряд и один метательный снаряд, снабженный в своей передней части боевой иглой, выполненной преимущественно по меньшей мере с одной бородкой, по меньшей мере один метаемый гибкий электрический проводник, размещенный в выполненной в корпусе или корпусе метательного снаряда полости[1]. Как правило, эти картриджи имеют плоскую форму. Недостатком таких картриджей является выполнение только одной функции - передачи электрического тока высокого напряжения от ДЭШУ к цели.
Известны также картриджи ДЭШУ, с помощью которых можно воздействовать на правонарушителя мощным светозвуковым импульсом, либо подавать световые и/или звуковые сигналы [2]. Недостатком таких картриджей является выполнение только одной функции - воздействия на правонарушителя светозвуковым сигналом, либо подача сигнала.
Известен также электрический картридж для электрошокового устройства, выполненного в форм-факторе пистолета, содержащий корпус в виде цилиндрического тела с двумя фасками, выполненными на его образующей, плоскости которых параллельны продольной оси картриджа и друг другу, снабженный электрическими контактами, выполненными на поверхности корпуса с возможностью электрического взаимодействия с выходными контактами электрошокового устройства при установке картриджа в упомянутое электрошоковое устройство[3]. Недостатком таких картриджей является выполнение только одной функции - передачи электрического тока высокого напряжения от ДЭШУ к цели.
Таким образом, линейка картриджей различного назначения для применения в ДЭШУ российского производства является весьма короткой и включает, по сути, только электрические и светозвуковые картриджи.
С другой стороны, известны патроны нелетального действия различного назначения (травматические, ирритантные, сигнальные и т.п., всего более 8 типов одного калибра [4, 5]) с электрической инициацией срабатывания путем применения электровоспламенителя, предназначенные для использования в бесствольном огнестрельном оружии ограниченного поражения, таком как, например, ПБ-4 «ОСА», газовых пистолетах и револьверах и т.п. Недостатком таких патронов является невозможность их непосредственного использования в ДЭШУ, поскольку габариты патронов (калибр), материал корпуса (часто металл) и параметры напряжения и тока их электрической инициации не соответствуют характеристикам существующих ДЭШУ.
Раскрытие полезной модели
Целью предлагаемой полезной модели является создание устройства в виде картриджа, соответствующего по габаритным и присоединительным размерам обычному электрическому картриджу для соответствующего ДЭШУ, но обеспечивающего расширение функциональных возможностей ДЭШУ за счет возможности установки в него разнообразных патронов нелетального действия с электрической инициацией от ДЭШУ.
Техническим результатом является обеспечение возможности применения в составе ДЭШУ комплектов нелетальных патронов различного назначения (травматических, светозвуковых, ирритантных, сигнальных и т.п.), имеющих электрическую инициацию срабатывания и выполненных в корпусах (гильзах)из любого материала, с инициацией срабатывания от соответствующего сигнала, формируемого ДЭШУ.
Поставленная цель достигается тем, что в картридже для электрошокового устройства, содержащем корпус, снабженный электрическими контактами, выполненными с возможностью электрического взаимодействия с контактами электрошокового устройства, предназначенными для инициации срабатывания картриджа при установке картриджа в упомянутое электрошоковое устройство, либо присоединении к нему, в корпусе со стороны его передней части выполнена полость с возможностью установки в нее патронов нелетального действия различного назначения с электрической инициацией, имеющих входные электрические контакты, в полости установлены электрические контакты, выполненные с возможностью электрического взаимодействия с соответствующими электрическими контактами упомянутых патронов при их установке в полость, соединенные с соответствующими электрическими контактами корпуса.
Дополнительной особенностью устройства является то, что корпус выполнен в виде цилиндрического тела с двумя фасками, выполненными на его образующей, плоскости которых параллельны продольной оси картриджа и друг другу.
Дополнительной особенностью устройства является то, что упомянутый корпус выполнен в виде внешнего и внутреннего блоков, при этом внутренний блок размещен во внешнем, а упомянутая полость выполнена во внутреннем блоке, при этом внутренний блок может иметь несколько исполнений, отличающихся размерами полости, соответствующими патронам различного калибра.
Дополнительной особенностью устройства является то, что упомянутая полость и электрические контакты в ее донной части выполнены под патрон нелетального действия ∅18×45 мм с электрической инициацией, предназначенный, например, для применения в изделии ПБ-4-1 «ОСА».
Дополнительной особенностью устройства является то, что упомянутая полость и электрические контакты в ее донной части выполнены под патрон нелетального действия ∅18×55 мм с электрической инициацией, предназначенный, например, для применения в изделии ПБ-4-2 «ОСА».
Дополнительной особенностью устройства является то, что картридж снабжен преобразователем выходного напряжения и тока электрошокового устройства в напряжение и ток инициации электровоспламенителя упомянутого патрона.
Дополнительной особенностью устройства является то, что упомянутый преобразователь выполнен в виде нагрузочного резистора, подключенного параллельно выходным контактам электрошокового устройства.
Дополнительной особенностью устройства является то, что упомянутый преобразователь выполнен в виде нагрузочного резистора, подключенного последовательно с одним из выходных контактов электрошокового устройства.
Дополнительной особенностью устройства является то, что картридж снабжен демпферным элементом, обеспечивающим снижение усилия отдачи патрона при выстреле.
Дополнительной особенностью устройства является то, что картридж снабжен элементами фиксации патрона в корпусе.
Дополнительной особенностью устройства является то, что картридж выполнен для одноразового использования и подлежит утилизации вместе со стреляным патроном.
Дополнительной особенностью устройства является то, что картридж выполнен с возможностью многоразового использования путем экстракции стреляного патрона и перезаряжания картриджа новым патроном.
Краткое описание чертежей
Конструкция устройства поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1. Пример конструкции предлагаемого устройства с полостью под один патрон
(Фиг. 1а) и конструкции входных электрических контактов патрона ∅18×45 (∅18×55) с электровоспламенителем (Фиг. 1б).
Фиг. 2. Пример конструкции предлагаемого устройства с полостью под два патрона.
Фиг. 3. Схема электрических соединений устройства, подключенного к ЭШУ.
Фиг. 4. Пример реализации устройства на базе корпуса картриджа «БТЭР» для применения в изделии «АИР-М140» под патрон нелетального действия калибра ∅18×45(габаритный чертеж).
Подробное описание полезной модели
Фиг. 1а. Картридж 1 содержит корпус 2, который может быть снабжен механизмом 3 для фиксации в электрошоковом устройстве (само ДЭШУ на Фиг. 1а не показано). Механизм съемной установки на электрошоковое устройство может быть выполнен в виде хвостовика, размещенного в заднем торце картриджа, имеющего элементы вилочной части байонетного соединителя 3 и шейку 4. Механизм съемной установки на электрошоковое устройство может также быть выполнен в виде хвостовика, размещенного в заднем торце картриджа, имеющего шейку и элементы вилочной части бесповоротного зажимного беззамкового механизма. Возможны и другие варианты конструкции механизма съемной установки на электрошоковое устройство, например, в виде пары магнит - металлическая пластина, причем один из этих элементов установлен на корпусе картриджа, и т.п.
Один из принципов предлагаемого устройства состоит в том, что присоединительные элементы картриджа, реализующие способ установки (присоединения) в ДЭШУ, должны соответствовать электрическим картриджам, которые обычно применяются в данном ДЭШУ.
На корпусе размещены электрические контакты 5, взаимодействующие с выходными контактами электрошокового устройства при установке в него (присоединении к нему) картриджа (на Фиг. 1а выходные контакты ДЭШУ не показаны). В качестве выходных контактов ДЭШУ могут быть использованы непосредственно выходы высоковольтного преобразователя (иными словами, для инициации картриджа используется выходное напряжение ДЭШУ), либо специальные выводы, предназначенные именно для инициации картриджа, в зависимости от конструкции ДЭШУ.
Корпус 2 может быть снабжен внутренним корпусом 6, в котором выполнена полость (полость может быть выполнена в том числе в виде глухого со стороны задней части корпуса отверстия), соответствующая размерам патрона 7 нелетального действия различного назначения, в частности, упомянутая полость может быть выполнена под патроны нелетального действия ∅18×45 мм или ∅18×55 мм с электрической инициацией. У некоторых патронов данного типа имеются специальные выступы на переднем торце, отличающиеся друг от друга в зависимости от назначения патрона и позволяющие тактильно определить назначение патрона наощупь, что важно в темное время суток. Такими свойствами обладают, например, патроны типа ∅18×45 или ∅18×55, предназначенные для изделия ПБУ-4 «ОСА». Патрон 7 может быть полностью размещен в корпусе, либо частично выступать вперед, как показано на Фиг. 1а, для удобства пользователя при тактильном определении назначения патрона. Следует отметить, что упомянутая полость может быть выполнена непосредственно в корпусе 2 (без изготовления внутреннего корпуса 6), однако предлагаемый вариант конструкции позволяет использовать патроны разного калибра путем лишь замены внутреннего корпуса (если он выполнен сменным), а не всего изделия в целом, что увеличивает технологичность производства.
Донце патрона может взаимодействовать (контактировать) с платой 8, на которой размещены электрические контакты, соответствующие контактам электровоспламенителя патрона 7, размещенным на донце патрона. Плата 8 может быть выполнена неподвижной или ограниченно подвижной. Контакты платы 8 электрически взаимодействуют с электрическими контактами 5 корпуса картриджа, которые, в свою очередь, взаимодействуют с соответствующими контактами ДЭШУ (если плата 8 выполнена ограниченно подвижной, например, при использовании демпфера, то ее контакты связаны с контактами 5 гибкими электрическими проводниками). В некоторых технических воплощениях устройства плата 8 может отсутствовать, а соответствующие электрические контакты инициации патрона устанавливаются непосредственно на дне полости. Для обеспечения надежности электрического взаимодействия с электрическими контактами патрона упомянутые контакты могут быть выполнены подпружиненными.
Для фиксации патрона в картридже могут быть применены соответствующие элементы фиксации (на Фиг. 1а не показаны), выполненные, например, в виде подпружиненных защелок, обеспечивающих:
невозможность несанкционированного выдвижения (выпадения) патрона из картриджа, например, при ударе или падении картриджа на землю или иную твердую поверхность;
надежный электрический контакт между донцем патрона и контактами картриджа на плате 8.
В ином техническом воплощении устройства один из контактов картриджа, обеспечивающий связь с соответствующим контактом патрона (в особенности, когда одним из контактов является гильза патрона), может быть размещен на поверхности образующей упомянутой полости, а второй контакт - на плате 8 или непосредственно на дне полости без использования в конструкции устройства платы 8. В этом случае первый контакт может быть выполнен в виде плоской пружины или быть подпружиненным, выполняя одновременно функцию элемента, фиксирующего патрон в картридже.
Для снижения отдачи патрона при его срабатывании в задней части полости корпуса 2 может быть установлен демпферный элемент 9 (например, между платой 8 и дном полости корпуса 2). Демпферный элемент может быть выполнен в виде нормально разжатой пружины или иного сжимаемого материала, например поролона, мягкого пенополиуретана, резины, силикона и т.п. Коэффициент сжатия следует подбирать таким образом, чтобы усилие отдачи патрона при его срабатывании полностью, почти полностью, или, по крайней мере, в значительной степени, компенсировалось за счет «мягкого» противодействия демпферному сжатию.
Фиг. 1б. На донце патрона с электрической инициацией установлены электрические контакты 10 и 11, взаимодействующие с соответствующими контактами, выполненными на плате 8 или на дне полости. В некоторых патронах, в которых гильза выполнена из металла, в качестве контакта 10 может быть использована сама гильза.
Фиг. 2. Картридж может быть выполнен с возможностью одновременной установки в него двух (и более) патронов, при этом такой картридж, по сути, представляет собой два (и более) предлагаемых устройства, объединенных в общем корпусе. Полость для установки патронов может быть общей или представлять собой несколько локальных полостей, в каждую из которых установлен свой патрон. Для каждого патрона такой картридж может быть снабжен своей парой контактов. Инициация патронов может быть одновременной (в этом случае контакты ДЭШУ электрически взаимодействуют с парами контактов картриджа и, соответственно, с контактами электровоспламенителей патронов, одновременно) или последовательной (если, например, после первого выстрела переворачивать картридж, при этом входные контакты картриджа, ответственные за инициацию того или иного патрона, поменяются местами), если для инициации используются специальные выводы ДЭШУ, предназначенные для каждого патрона, - то одновременно или последовательно, в зависимости от конкретной конструкции ДЭШУ.
Фиг. 3. ДЭШУ 12 содержит высоковольтный преобразователь 13, электрически связанный с рабочими (боевыми) электродами 14.В картридж 1 установлен патрон 7, в состав которого, в частности, входит метательный заряд (или снаряд) 15, определяющий назначение патрона, и электровоспламенитель, который содержит нагревательный элемент 17, выполненный преимущественно в виде электрического мостика (возможны иные варианты его технического исполнения, например, спираль из материала с высоким электрическим сопротивлением, в частности нихрома, и т.п.), и заряд 16, воспламеняемый электрическим током определенной амплитуды (выше некоторого порога, определяемого конкретными характеристиками воспламенителя). Этот ток может быть сформирован путем непосредственного подключения выходных электродов 14 ДЭШУ к контактам 10 и 11 электровоспламенителя, т.е. выходным высоким напряжением ДЭШУ. Такое техническое решение является весьма удобным и простым (не требующим дополнительных элементов связи между ДЭШУ и картриджем). Однако такая конструкция предлагаемого устройства требует хорошей высоковольтной развязки между входными контактами электровоспламенителя патрона, что не всегда возможно выполнить, особенно если гильза выполнена металлической. Поэтому, в другом техническом воплощении устройства между выходными электродами 14 ДЭШУ и входными контактами 10 и 11 электровоспламенителя в состав картриджа введен понижающий преобразователь напряжения 19, выходные контакты 18 которого электрически взаимодействуют с контактами 10 и 11. Упомянутый понижающий преобразователь напряжения может быть, например, выполнен в виде резистора или резистивного делителя, подключенного параллельно выходным электродам ДЭШУ. Возможны и другие технические решения для реализации преобразователя напряжения, например, последовательное включение резистора или резистивного делителя с одним из выходных электродов ДЭШУ. Номинал и мощность резистора рассчитываются, исходя из требуемого тока срабатывания электровоспламенителя. Так, ток срабатывания электровоспламенителя типа ЭВН-01М1, применяемого в нелетальных патронах 18×45 или 18×55, предназначенных для изделия ПБ-4 «ОСА» (внутренне электрическое сопротивление которых равно 6-9 Ом), составляет 0,17 А. Резистор номиналом 1 кОм (при типичном падении напряжения ДЭШУ на нем около 2 кВ) обеспечивает амплитуду тока нагрузки около 2 А, что в несколько раз выше требуемого тока срабатывания электровоспламенителя типа ЭВН-01М1. Следует отметить, что значения тока на выходе ДЭШУ при подключении картриджа во многом зависят от параметров нагрузочной характеристики ДЭШУ.
В другом техническом воплощении устройства для инициации электровоспламенителя используются не выходные (высоковольтные) электроды, а специальные выходы ДЭШУ, которые конструкцией конкретного ДЭШУ предназначены для инициации электрических картриджей напряжением, отличающимся от выходного напряжения ДЭШУ. В этом случае понижающий преобразователь напряжения также может не потребоваться.
Устройство работает следующим образом:
1. Нелетальный патрон 7 устанавливается в картридж 1 с обеспечением его фиксации в корпусе картриджа и электрического взаимодействия внутренних контактов картриджа и контактов 10 и 11 электровоспламенителя патрона 7.
2. Картридж 1 устанавливается в ДЭШУ 12 аналогично обычному электрическому картриджу, при этом его внешние входные контакты 5 (или специальные низковольтные контакты) взаимодействуют с соответствующими выходами ДЭШУ.
3. Пользователь ДЭШУ нажимает на спусковой орган, при этом на соответствующих выходах 14 ДЭШУ 12 возникает напряжение, подаваемое на картридж 1, которое непосредственно или через преобразователь напряжения 19 инициирует срабатывание электровоспламенителя патрона 7.
4. Производится выстрел.
При использовании травматического или ирритантного (газового) патрона выстрел направлен в сторону правонарушителя, при использовании сигнального патрона выстрел производится, как правило, вверх. При этом должны выполняться требования, изложенные в инструкции по эксплуатации конкретных патронов (или иные технические документы, регламентирующие правила применения патронов или их пусковых устройств).
На Фиг. 4 представлен габаритный чертеж предлагаемого устройства, реализованного в опытном производстве, с возможностью установки одного нелетального патрона калибра 18×45, выполненного на основе внешнего корпуса электрического картриджа типа БТЭР (тип 01) производства российской компании «Март Групп», предназначенного для применения в ДЭШУ «АИР-М140». Вместо внутреннего корпуса картриджа БТЭР, предназначенного для установки метаемых элементов электрического картриджа, использован внутренний корпус иной конструкции, предусматривающей полость для установки упомянутого патрона, внутренние электрические контакты, взаимодействующие с внешними контактами картриджа и входными контактами патрона, а также демпферный элемент - пластину из мягкой резины, выполненную в виде диска. Элементы фиксации патрона в корпусе выполнены в виде миниатюрных плоских пружин, установленных на переднем торце внутреннего корпуса. Для инициации электровоспламенителя патрона используется выходное напряжение ДЭШУ, подводимое к входным контактам картриджа, размещенным на его внешнем корпусе. Таким образом, внешне предлагаемый картридж не отличается от картриджа БТЭР, устанавливается в ДЭШУ и активируется аналогичным способом.
Картридж может быть выполнен для одноразового использования и подлежит утилизации вместе со стреляным патроном. В этом случае заряжание патрона в картридж выполняется преимущественно на заводе-изготовителе (при этом конструкция картриджа может быть несколько упрощена, например, при плотной посадке патрона в картридж, в том числе на клей, в конструкции не потребуются элементы его фиксации в картридже). Вполне допустимо также дать возможность потребителю приобретать патроны и картридж раздельно, а потом их объединять пользователем самостоятельно (в этом случае фиксатор патрона в картридже, как правило, необходим).
Картридж может быть выполнен с возможностью многоразового использования путем экстракции стреляного патрона и перезаряжания новым патроном. В этом случае заряжание осуществляется пользователем ДЭШУ, имеющим право на приобретение соответствующих нелетальных патронов.
Осуществление полезной модели
Устройство реализовано в опытном производстве, предназначено для применения в изделии (ДЭШУ) АИР-М140 и имеет следующие характеристики:
Указанные особенности конструкции предлагаемого картриджа, имеющего внешние габариты и присоединительные размеры, соответствующие типовому картриджу, применяемому в составе ДЭШУ, а именно возможность установки в него нелетального патрона с электрической инициацией от выходных сигналов ЭШУ, позволяют обеспечить применение в составе ДЭШУ, не изменяя их геометрические и технические характеристики, разнообразных патронов нелетального действия, существенно расширяя тем самым их функциональные возможности.
Следует отметить, что в устройстве можно использовать не только упомянутые патроны ∅18×45, ∅18×55, предназначенные для изделия ПБ-4 «ОСА», но и любые другие нелетальные партоны с электрокапсюлем, например, БАМ-OC+CR 18×55, БАМ-ОС 18×5 5 [6] и т.д. Для нужного патрона следует просто выполнить полость во внутреннем корпусе соответствующего размера, а также обеспечить требуемые размеры и взаимное расположение внутренних контактов. При этом электрические параметры любого ДЭШУ позволяют обеспечить нужные значения тока срабатывания электровоспламенителя (электрокапсюля).
Применение предлагаемого устройства позволит существенно снизить номенклатуру вооружения сотрудников органов внутренних дел или граждан, поскольку ДЭШУ может быть использовано как электрошоковое устройство, оружие ограниченного поражения (с применением травматического патрона), газовое оружие (с применением ирритантного патрона), устройство для подачи сигналов (с применением сигнальных патронов) и т.п.
Таким образом, приведенное конструктивное решение позволяет успешно решить поставленную задачу.
Список цитированных источников
1. Патент РФ №2351871 Картридж электрошокового устройства.
2. Патент РФ №87248. Сигнальный картридж.
3. https://marchgroup.ru/uploads/documents/passports/bter_ru.pdf
4. https://www.niiph.com/produktsiva/grazhdanskava-produktsiva/kompleks-samooborony-osa.html
5. https://www.air-gun.ru/patronv-18×45-kalibra
6. http://www.tulataman.ru/catalog/bezlitsenzionava-produktsiya/bam-oc-cr-18×55/