УСТРОЙСТВО УНИТАРНОГО ПАТРОНА ДЭШО (ВАРИАНТЫ)
ARRANGEMENT OF SERVICE CARTRIDGE OF REMOTE ELECTRIC-SHOCK WEAPON (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройствам метания электрического провода оружия для дистанционного поражения биологических целей электрическим током, конкретно к патронам (картриджам) метательных устройств электрического провода дистанционного электрошокового оружия (ДЭШО). В настоящее время типичным представителем такого оружия является ДЭШО фирмы Stinger Systems (США).
Уровень техники
Известно устройство по патенту США №5654867, содержащее двойной патрон (картридж) метаемого электрического провода для дистанционного поражения различных целей.
Картридж содержит общий корпус, внутри которого имеются два ствола с метаемыми снарядами, представляющих из себя продолговатые цилиндрические стержни, снабженные на концах иглами с рожнами, снаряды выталкиваются из стволов при помощи пиротехнического заряда, инициируемого при выстреле высоким напряжением, применяемом в ДЭШО для поражения целей. В специальных карманах картриджа содержатся две укладки электрического провода (уложенного в виде бескаркасной катушки), вытягиваемого снарядами при выстреле из корпуса.
При попадании снарядов в цель они закрепляются на ней при помощи иголок с рожнами, и высоковольтное шоковое напряжение от электронной схемы ДЭШО передается к цели по вытянутым из картриджа двум проводам.
Описанный тип картриджа, по сути, представляет собой двойной унитарный патрон, содержащий в своем составе общий корпус и источник энергии для метания (пороховой или пиротехнический заряд), средство инициирования источника энергии (электровоспламенитель), два (или более) ствола, два (или более) снарядов для вытягивания электрического провода из корпуса картриджа и закрепления электрического провода на цели, два (или более) компактных места размещения правильно уложенного электрического провода для его правильной (без возможности запутывания и разрывов при разматывании со скоростью не менее 30 м/с) доставки к цели при выстреле.
Однако по сравнению с унитарным патроном для огнестрельного оружия, объединяющим в одном корпусе (гильзе) средство инициирования (капсюль), источник энергии для метания снаряда (порох) и сам метаемый снаряд (например, пуля), в описанном устройстве картриджа (патрона) есть существенное отличие. В корпусе описанного типа картриджа также содержатся (объединены) и средство инициирования, и пиротехнический источник энергии, и снаряд (снаряды), и необходимая для данного типа патрона укладка электрического провода, но расположены они отдельно друг от друга, занимая, таким образом, объем, значительно больший чем объем унитарного огнестрельного патрона, в котором в общей полости корпуса (гильзы) помещаются все необходимые для выстрела компоненты. Отдельное расположение необходимых для выстрела компонентов кроме увеличения объема (т.е. габаритов) патрона автоматически увеличивает и общий вес патрона, так как отдельное расположение элементов выстрела влечет за собой необходимость увеличения и объема материала для изготовления корпуса с отдельными местами для размещения компонентов выстрела, а значит, и увеличение веса материала корпуса.
Необходимость объединять в корпусе одного картриджа не менее двух снарядов и не менее двух взаимно изолированных укладок электрического провода диктуется невозможностью эффективной передачи электроэнергии к цели кроме как посредством двухпроводного способа передачи электроэнергии при помощи двух взаимно изолированных воздушным промежутком или изоляцией проводов. В картридже описанного типа могут применяться и два пиротехнических источника энергии метания двух снарядов, каждый из которых работает на отдельный ствол, принцип конструкции от этого не меняется, общий пиротехнический источник энергии метания применяется только для уменьшения габаритов и уменьшения цены изделия.
Известно устройство унитарного патрона для метания электрического провода ДЭШО по заявке РФ №2005113206, состоящее из корпуса в виде ствола, внутри которого размещен снаряд (зонд) в виде уплотненной укладки электрического провода в виде однослойной, многослойной или гибридной бескаркасной катушки в цилиндрической оболочке (силовой обечайке), один конец провода укладки такого снаряда жестко или подвижно закреплен в корпусе патрона, а второй конец снабжен устройством закрепления на цели.
3
3
3
Недостатком данного патрона является практическая невозможность размещения в полости оболочки снаряда (зонда) достаточного для эффективной стрельбы на уже принятые сегодня дистанции эффективной стрельбы для ДЭШО от 4,5 м, до 10 м количества изолированного провода укладки, при размере патрона применяемого в оружии по заявке РФ №2005113752 (размер прямоугольного патрона 55×12×12 мм, или диаметр цилиндрического патрона 10-12 мм при длине 55 мм). Патрон по указанной заявке уже имеет максимально возможные для ручного оружия одной руки (в виде пистолета) размеры с точки зрения конструирования оружия приемлемых габаритных размеров и веса, веса и размеров сменных магазинов для такого оружия. При размещении в оболочке снаряда (зонда) патрона, например 10 м неизолированного провода толщиной 0,11 мм (толщина применяемого по минимально необходимой прочности провода при его метании), его объем в зонде составляет всего 0,095 см. Объем 10 м изолированного провода толщиной (с изоляцией) 0,47 мм составляет уже 1,73 см. Такой объем изолированного провода указанного диаметра просто не помещается в полость оболочки снаряда в патроне с указанными максимальными размерами для ручного оружия одной руки, имеющей максимальный объем 0,57 см.
Уменьшить толщину изоляции изолированного провода так, чтобы его диаметр составлял менее 0,47 мм, в настоящее время не представляется возможным, так как такой диаметр имеет лучший применяемый для ДЭШО изолированный провод с электрической прочностью изоляции ETFE (Tefzel) (с электрической прочностью изоляции 80 кВ/мм) при ее толщине 0,17 мм, имеющий напряжение пробоя около 27 кВ, применяемый в ДЭШО ведущих мировых фирм производителей ДЭШО Taser International, Inc. и Stinger Systems (США).
В настоящее время мировая промышленность не производит провода для ДЭШО меньшего диаметра (т.е. менее 0,47 мм) с указанным пробивным напряжением изоляции.
Невозможность применения в данной конструкции патрона указанного для эффективной дистанции стрельбы количества изолированного провода в настоящее время позволяет применять в ДЭШО патрон данной конструкции только с неизолированным проводом и тактической функцией «остановка цели». Возможности применения патрона с неизолированным проводом для более важной тактической функции «остановка и захват цели» отсутствуют.
Известно устройство бесшумного унитарного патрона для метания электрического провода ДЭШО по заявке РФ №2005111260, состоящее из корпуса с внутренней полостью, внутри которой размещена однослойная, многослойная или гибридная укладка электрического провода в виде бескаркасной катушки, снаряд (зонд) для вытягивания электрического провода из корпуса патрона и закрепления на цели, в виде силовой цилиндрической обечайки, внутри которой содержится пиротехнический заряд с устройством электроинициирования, передний глухой торец обечайки снабжен устройством закрепления на цели (например, иглой с рожном), а на заднем подвижно-герметичном торце закреплен один конец электрического провода укладки, а второй конец провода укладки закреплен в корпусе патрона.
Недостатком рассматриваемого патрона является малый по сравнению с внутренним диаметром полости диаметр передней проходной направляющей части патрона. Передняя часть патрона малого по сравнению с внутренней полостью диаметра служит для придания прямолинейного направленного движения зонду (снаряду), вытягивающего за собой к цели провод укладки при выстреле. При вытягивании укладки провода через диаметр малый по сравнению с максимальным диаметром укладки провода в полости большого диаметра патрона происходит торможение вытягиваемого с большой скоростью (более 35-45 м/с) провода в указанном сужении диаметров, приводящее к его частому запутыванию и разрыву в месте перехода от большого диаметра внутренней полости к малому диаметру направляющей части патрона. Торможение провода в указанном сужении и соответственная потеря энергии зонда в процессе вытягивания из полости патрона провода, при сохранении движения зонда без значительного падения траектории полета, заставляет увеличивать начальную скорость вылета зонда из патрона, что соответственно влечет за собой еще большую вероятность обрыва токонесущего провода. Особенно велики потери энергии зонда на вытягивание его из полости и вероятность его обрыва при применении толстого изолированного провода с изоляцией, имеющей пробивное напряжение для одного провода не менее 15-20 кВ, с внешним диаметром изолированного провода 0,46 мм.
Ручное многозарядное дистанционное электрошоковое оружие по заявке РФ №2005113752, предназначенное для применения данных типов патронов, не имеет ствола (стволом является направляющая часть патрона) либо имеет направляющие каналы, диаметр которых, однако, равен диаметру зонда, т.е. равен малому диаметру направляющей части патрона. При попытке увеличения диаметра направляющей проходной части патрона при стрельбе из бесствольного варианта оружия кучность стрельбы резко падает, так как вылетающий зонд лишен направляющей части. При увеличении диаметра направляющей части в варианте оружия с направляющими каналами происходит утыкание зонда при выстреле в казенную часть направляющего канала с разрушением оружия, а при применении переходной конусной части казенной части направляющего канала запутывание и обрывы провода происходят в этой переходной конусной части, так как торможение провода в связи с его переходом от большого диаметра полости патрона к малому диаметру направляющего канала не ликвидируется.
Недостатком всех вариантов патрона является также необходимость размещения гибкого проводника в виде проволоки или ленты, предназначенной для разрыва цепи инициирования и перехода к режиму подачи тока на цель, на наружной поверхности патрона. Такое расположение тонкого и слабо закрепленного (для возможности разрыва цепи) проводника делает обращение с патронами неудобным в практическом использовании и особенно при быстром и неаккуратном заряжании оружия в боевых условиях. При случайном обрыве при неаккуратном обращении или быстром заряжании гибкого проводника исключает инициирование патрона при попытке произвести выстрел.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является устранение недостатков ближайших аналогов.
Существенными отличительными признаками изобретения является то, что во внутренней полости патрона выполнен нетокопроводный трубчатый опорно-направляющий стержень, жестко соединенный с задним торцом корпуса патрона, вокруг стержня размещена радиальная укладки токонесущего провода, а на стержень надета металлическая силовая цилиндрическая обечайка снаряда, внутри которой расположен метательный пиротехнический заряд, расположенный между внутренним глухим передним торцом обечайки с закрепленным на наружном торце устройством закрепления на цели, например в виде иглы с рожном или нескольких игл или клеящейся части и вдвинутым в обечайку передним торцом стержня, в осевом канале стержня расположен проводник, имеющий возможность свободного движения по оси канала, проходящий от переднего торца стержня, примыкающего к пирозаряду до герметично закрепленного в конце осевого канала электрода, выходящего через задний торец корпуса патрона на его заднюю торцевую наружную поверхность. Обечайка снаряда центрируется на стержне, при этом один конец провода укладки закреплен в передней части патрона и выходит на его торцевую или боковую поверхность, а второй конец провода укладки присоединен к задней части силовой цилиндрической обечайки снаряда. В качестве пиротехнического заряда может использоваться как специально сконструированный пирозаряд с искровым или электротермическим (например, нагреваемым электротоком проволочным или графитовым мостиком) воспламенителем, так и стандартный ударный капсюль-воспламенитель, применяемый для воспламенения, порохового заряда пистолетных или винтовочных патронов.
3
3
3
3
В отличие от ближайшего аналога, где давление газов сгорающего при выстреле пирозаряда воспринимают внутренние стенки корпуса из нетокопроводного и непрочного пластического материала, в предлагаемом изобретении давление газов сгорающего при выстреле пирозаряда воспринимает прочная металлическая силовая обечайка снаряда. Таким образом, стенки корпуса патрона могут иметь малую толщину, достаточную только для механической прочности патрона при обращении. В связи с этим свободный объем внутренней полости увеличивается по сравнению с ближайшим аналогом, что дает возможность размещения в радиальной полости между внутренними стенками образующей полость патрона и силовой обечайкой снаряда количества провода в 2,57 см, т.е. в 2,57 см:0,57 см=4,5 раза более чем в ближайшем прототипе, что дает возможность уложить в увеличенный объем количество изолированного провода толщиной 0,47 мм не менее чем 10 м при коэффициенте уплотнения 1,47 м:2.57=0,57 от возможного.
Для воспламенения пирозаряда конец проводника центрируется осевым каналом стержня так, чтобы не допустить электрического контакта между проводником и металлической обечайкой снаряда. В этом случае пирозаряд будет воспламенен при выстреле искровым разрядом, пробивающим специальный или стандартный капсюльный пиросостав от центрированного конца проводника на металлическую обечайку снаряда или корпус капсюля, примыкающий к металлической обечайке.
В случае применения в качестве пирозаряда стандартного ударного капсюля-воспламенителя конец проводника центрированно примыкает непосредственно к ударному пиротехническому составу капсюля, наружный торец которого примыкает к внутреннему торцу глухого торца силовой цилиндрической обечайки снаряда.
Пиротехнический заряд может иметь проволочный или графитовый мостик накаливания, электрически соединенный с проводником и металлической обечайкой снаряда, для воспламенения пиросостава не высоким боевым (выходным) напряжением электрошокера, как принято в большинстве систем ДЭШО, а низким напряжением, например источника питания ДЭШО (батареи или аккумулятора).
Проводник может иметь на конце, примыкающем к пиротехническому заряду, цилиндрическую пробку из эластичного материала, входящую в осевой канал трубчатого опорно-направляющего стержня, такое устройство проводника облегчает его экстракцию после выстрела для разрыва цепи инициирования.
Проводник может быть выполнен из смеси проводящего горючего и окислителя, отформованного в виде стержня или пластины, или из смеси проводящего горючего и окислителя на волокнистом носителе, такое устройство заменяет экстракцию проводника для разрыва цепи инициирования.
Конец изолированного провода укладки, соединенный с задней частью силовой цилиндрической обечайки снаряда, закреплен на ней путем приклеивания или припаивания или закрепления клейкой лентой или привязыванием конца провода к петле, припаянной или приваренной к обечайке снаружи, или пропусканием его конца внутрь обечайки с заднего открытого торца обечайки с выходом через отверстие в выштамповке на задней части обечайки на наружную поверхность обечайки, и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через отверстие в выштамповке.
Между радиальной укладкой токонесущего провода и силовой цилиндрической обечайкой снаряда расположен разделитель в виде цилиндра из бумаги или пластика с боковым продольным разрезом.
Полость патрона с размещенной в ней укладкой провода и снарядом имеет отрывную или разрушаемую переднюю крышку или пленочную запечатку, предохраняющую патрон от распатронирования и герметизирующую полость.
Существенными отличительными признаками изобретения (варианта) бесшумного патрона является то, что во внутренней полости патрона выполнен трубчатый опорно-направляющий стержень, жестко соединенный с задним торцом корпуса патрона и размещенный внутри радиальной укладки токонесущего провода, металлическая силовая цилиндрическая обечайка снаряда имеет пиротехнический заряд, расположенный между внутренним глухим передним торцом обечайки с закрепленным на наружном торце устройством закрепления на цели, например в виде иглы с рожном или нескольких игл или клеящейся части, и вдвинутым в нее коротким подвижно-герметичным толкающим поршнем из нетокопроводного материала, имеющим центральный проводящий электрод, проходящий сквозь поршень и герметично закрепленный в нем.
Задний конец обечайки имеет зауженный внутренний диаметр менее внешнего диаметра подвижно-герметичного толкающего поршня, обечайка надета на опорно-направляющий стержень, имеющий наружный диаметр не более внутреннего диаметра зауженной части обечайки, до соприкосновения его торца с поршнем. Центральный электрод поршня проходит в центральное отверстие трубчатого опорно-направляющего стержня проходящее сквозь опорно-направляющий стержень и торец патрона, и заканчивается возле заднего наружного торца корпуса патрона, обечайка снаряда центрируется на трубчатом опорно-направляющем стержне своей суженной задней частью диаметром менее диаметра подвижно-герметичного поршня, один конец провода укладки закреплен в передней части патрона и выходит на его торцевую или боковую поверхность, а второй конец провода укладки присоединен к задней части силовой цилиндрической обечайки снаряда.
В качестве пиротехнического заряда может использоваться как специально сконструированный пирозаряд с искровым или электротермическим (например, нагреваемым электротоком проволочным или графитовым мостиком) воспламенителем, так и стандартный ударный капсюль-воспламенитель, применяемый для воспламенения порохового заряда пистолетных или винтовочных патронов.
В отличие от ближайшего аналога, где направляющей прямолинейного движения снаряда служит сужение передней части патрона, равное диаметру снаряда, в предлагаемом изобретении направляющей прямолинейного движения снаряда служит опорно-направляющий стержень, а сужение дульца отсутствует. В связи с отсутствием в данном варианте предлагаемого изобретения взаимодействия вытягиваемого из полости патрона токонесущего провода с сужением дульца устраняется главный недостаток ближайшего аналога, т.е. возможность обрыва или перепутывания с последующим обрывом токонесущего провода.
В отличие от ближайшего аналога разрыв инициирующей цепи достигается вытягиванием центрального электрода поршня из осевого канала опорно-направляющего стержня в момент схода (вылета) снаряда с опорно-направляющего стержня. Таким образом, устраняется недостаток ближайшего аналога, имеющего наружную цепь разрыва инициирования, легко повреждаемую при неаккуратном обращении с патроном.
Для надежного воспламенения пирозаряда конец центрального проводящего электрода подвижно-герметичного поршня проводника центрированно примыкает к пирозаряду или ударному пиротехническому составу капсюля, в свою очередь, примыкающему своим наружным торцом к внутреннему торцу глухого торца силовой цилиндрической обечайки снаряда.
В этом случае пирозаряд будет воспламенен при выстреле искровым разрядом, пробивающим специальный или стандартный капсюльный пиросостав от центрированного конца центрального проводящего электрода на внутренний торец капсюля или металлическую обечайку снаряда.
Пиротехнический заряд может иметь проволочный или графитовый мостик накаливания, электрически соединенный с центральным проводящим электродом и металлической обечайкой снаряда, для воспламенения пиросостава не высоким боевым (выходным) напряжением электрошокера, как принято в большинстве систем ДЭШО, а низким напряжением, например источника питания ДЭШО (батареи или аккумулятора).
Центральный проводящий электрод может быть выполнен в виде изолированного провода с высокой электрической прочностью изоляции, что уменьшает возможность искрового пробоя при воспламенении пирозаряда не через пиросостав, а непосредственно на внутреннюю образующую цилиндрической обечайки.
Конец опорно-направляющего стержня, соприкасающийся с подвижно герметичным поршнем, выполнен конусным или полусферическим, а ответная часть подвижно герметичного поршня имеет конусную или полусферическую выемку. Такая конструкция центрирует снаряд, имеющий сужение задней части на опорно-направляющем стержне меньшего, чем внутренний диаметр обечайки, диаметра при сборке патрона и во время движения снаряда по стержню в момент выстрела.
Конец изолированного провода укладки, соединенный с задней частью силовой цилиндрической обечайки снаряда, закреплен на ней путем приклеивания, или припаивания, или закрепления клейкой лентой, или привязыванием конца провода к петле, припаянной или приваренной к обечайке изнутри, или пропусканием его конца внутрь с заднего открытого торца обечайки с выходом через отверстие в суженной части обечайки на наружную поверхность сужения обечайки и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через отверстие в суженной части, или с выходом провода через первое отверстие его загибом на 180°, а затем пропусканием через второе отверстие в суженной части внутрь обечайки и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через второе отверстия в суженной части.
Между радиальной укладкой токонесущего провода и силовой цилиндрической обечайкой снаряда расположен разделитель в виде цилиндра из бумаги или пластика с боковым продольным разрезом.
Полость патрона с размещенной в ней укладкой провода и снарядом имеет отрывную или разрушаемую переднюю крышку или пленочную запечатку, предохраняющую патрон от распатронирования и герметизирующую полость от попадания инородных частиц грязи или влаги.
Трубчатый опорно-направляющий стержень может быть выполнен целиком из нетокопроводного материала или иметь переднюю направляющую частью из металла, причем в этом случае выполненный из металла опорно-направляющий стержень имеет в задней части нетокопроводную часть длиной более чем длина искрового промежутка воспламенения пиротехнического заряда.
Зауженный внутренний диаметр обечайки может выполняться в виде многогранника, а трубчатый опорно-направляющий стержень должен иметь на своей поверхности ответное количество граней с их угловым поворотом относительно центральной оси.
Краткое описание чертежей
ФИГ.1. Патрон по п.1 с пистолетным капсюлем по п.2, центрированием по п.3, закреплением токонесущего провода по п.7, разделителем по п.8 и крышкой по п.9 формулы изобретения.
ФИГ.2. Патрон по ФИГ.1 в момент выстрела.
ФИГ.3. Патрон по ФИГ.1 с исполнением проводника по п.5 формулы изобретения.
ФИГ.4. Бесшумный патрон по п.10 с пистолетным капсюлем по п.11, центрированием по п.12, исполнением электрода по п.14, исполнением конца опорно-направляющего стержня по п.15, закреплением токонесущего провода по п.16, разделителем по п.17 и крышкой по п.18 формулы изобретения.
ФИГ.5. Патрон по ФИГ.4 в момент выстрела.
ФИГ.6. Патрон по ФИГ.4 с исполнением направляющей части стержня из металла по п.19 формулы изобретения и нарезкой Витворта по п.20 формулы изобретения.
Осуществление изобретения
В зависимости от доступности технологии производства могут применяться различные варианты устройства патрона.
Устройство патрона по п.1, п.2, п.3, п.7, п.8, п.9 формулы изобретения ФИГ.1 состоит из корпуса 1 из пластической массы, внутри полости 2 которого размещен снаряд, представляющий собой металлическую силовую цилиндрическую обечайку 3, имеющую глухой передний торец, например в виде завальцованной головки 4, имеющей устройство закрепления на цели в виде, например, иглы с рожном 5. К глухому торцу примыкает пиротехнический заряд, например, запрессованный в обечайку стандартный пистолетный капсюль Бердана 6 или капсюль Боксера без внутренней наковальни. Капсюль 6 в случае несоответствия его по наружному диаметру с внутренним диаметром обечайки 3 имеет центрирующую деталь 7 (например, в виде кольца). В заднем внутреннем торце корпуса 1 отлит нетокопроводный трубчатый опорно-направляющий стержень 8 (который может быть выполнен в виде отдельной детали из пластика, закрепляемой в корпусе 1, например на резьбе). Внутри осевого канала стержня 8 расположен проводник 9, имеющий возможность свободного хода в осевом канале. В торце корпуса 1 жестко и герметично закреплен закладной электрод 10, выходящий внутрь осевого канала стержня 8 и на наружную поверхность заднего торца корпуса 1. В кольцевой полости 2 уложен токонесущий провод 11 в виде однослойной, многослойной или гибридной бескаркасной катушки (на ФИГ.1 изображенный в виде двуслойной катушки). Один конец токонесущего провода 11 закреплен (узлом, приклеиванием, привариванием, закреплением заклинивающей деталью) в передней части корпуса 1 и выходит на его переднюю боковую поверхность через отверстие 12, или (и) одновременно на торцевую и боковую передние поверхности, а другой конец закреплен в задней части обечайки 3, приклеиванием или припаиванием, или закреплением клейкой лентой к ее наружной поверхности, или привязыванием конца провода к петле, припаянной или приваренной точечной сваркой к наружной поверхности обечайки, или пропусканием его конца внутрь обечайки с заднего открытого торца обечайки с выходом через отверстие в выштамповке на задней части обечайки на наружную поверхность обечайки, и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через отверстие в выштамповке. Обечайка 3 надета на стержень 8 так, что передний конец проводника 9 практически соприкасается с пиротехническим составом капсюля 6, причем этот конец совпадает с осью капсюля (т.е. центрирован относительно пиротехнического состава).
Между радиальной укладкой токонесущего провода 11 и силовой цилиндрической обечайкой 3 снаряда расположен разделитель 13 в виде цилиндра из бумаги или пластика с боковым продольным разрезом.
Разделитель 13 необходим для предотвращения взаимодействия начинающего ускорение при выстреле снаряда с витками токонесущего провода, могущее повлечь спутывание и последующие разрывы токонесущего провода. Разделитель 13 своим задним концом может доходить практически до конца задней части обечайки 3, его передний конец до крышки переднего торца корпуса 1.
Передний торец корпуса 1 имеет легко срываемую или разрушаемую (например, хрупкую) при выстреле крышку 14, прикрывающую полость 2 с расположенным в ней снарядом и укладкой токопровода. Крышка может быть заменена легко разрываемой клейкой бумажной или пластиковой пленкой.
Разделитель 13 может иметь спереди лепестки, заходящие на передний торец бескаркасной катушки, не допускающие попадание витков токонесущего провода из бескаркасной катушки в пространство перед зондом и соответственное перебивание токонесущего провода при вылете зонда из патрона при выстреле.
На ФИГ.2 изображен патрон по ФИГ.1 в момент выстрела. При выстреле капсюльный пиротехнический заряд (на ФИГ.3 изображен уже сгоревшим) инициируется искровым электрическим пробоем при приложении разнополярных потенциалов электрического тока высокого напряжения к электроду 10 и концу токонесущего провода 11, выходящего наружу корпуса 1 через отверстие 12. Ток проходит по укладке провода 11 и попадает на металлическую обечайку 3, далее через металлический корпус капсюля 6 проходит через пиротехнический заряд капсюля в виде искрового разряда и проходит далее через проводник 9 на электрод 10 и далее на контакт затвора ДЭШО. Расстояние толщины пробиваемого пиротехнического заряда капсюля 6 мало по сравнению с расстоянием от центрованного по оси капсюля 6 проводника 9 до внутренних стенок капсюля 6, поэтому искровой разряд проходит точно сквозь пиротехнический заряд, воспламеняя его.
При воспламенении пиротехнического заряда в силовой цилиндрической обечайке 3 нарастает давление газов горения пиротехнического состава. Давление газов горения передается также на торец стержня 8. Реакция отдачи движения обечайки снаряда передается через стержень 8 на задний торец корпуса 1, на затвор ДЭШО и далее общую массу ДЭШО.
Обечайка 3 начинает двигаться внутри разделителя 13 вперед без контакта с витками укладки провода 11, при этом игла торца обечайки вышибает (или разрушает) крышку 14 (или рвет пленку).
Газы горения пирозаряда попадают в осевой канал стержня 8 между его внутренними стенками и проводником 9 и заполняют канал до герметично закрепленного электрода 10.
Ускоренная обечайка 3, двигаясь по стержню 8 вперед относительно корпуса 1 патрона и накапливая механический импульс движения, увлекает за собой провод 11, который выбрасывает разрезной разделитель 13 (на ФИГ.2 изображен раскрытым по продольному разрезу), отделяющийся потоком набегающего воздуха от провода 11 при выходе из полости 2 патрона.
При рассоединении обечайки 3 со стержнем 8 газы горения пирозаряда в осевом канале стержня 8, резко расширяясь, выкидывают проводник 9 из канала по направлению вылета снаряда, с незначительной энергией. При вылете проводника 9 из канала стержня 8 в осевом канале стержня 8 образуется воздушный зазор с длиной, гарантированно предохраняющей от воздушного пробоя между электродом 10 и проводом 11 (даже в случае повреждения на нем высоковольтной изоляции и неполном выходе провода 11 из полости 2 при близком расположении поражаемой цели от ДЭШО).
Далее ускоренный на стержне 8, служащем направляющей прямолинейного движения, снаряд в составе силовой цилиндрической обечайки 3, головки 4, иглы 5 и капсюля 6 совершает полет к цели, полностью вытягивая вслед за собой токонесущий провод 11 из укладки внутри полости 2 корпуса 1 патрона, и попадает в цель, закрепляясь на ней рожном иглы 5.
На ФИГ.3 изображен патрон, принципиально не отличающийся от устройства патрона на ФИГ.1 кроме того, что устройство проводника имеет исполнение по п.5 формулы изобретения. В этом исполнении проводник 9 выполняется из тонкой проволоки диаметром 0,1-0,5 мм и на конце, прилегающем к капсюлю 6, имеет пробку 15 из эластичного материала, вставленную в осевой канал стержня 8.
Механизм выстрела патрона по ФИГ.3 не отличается от описанного по ФИГ.2 за исключением того, что проводник 9 при выстреле не выбрасывается из осевого канала стержня 8. При воздействии давления газов выстрела на пробку 15 она начинает двигаться по осевому каналу стержня 8 по направлению к электроду 10, сжимая при этом тонкий проводник 9 (прессуя его в осевом канале стержня 8). При этом длина проводника 9 уменьшается в несколько раз, чем достигается эффект, достигаемый и при полном удалении проводника 9 во время выстрела из корпуса патрона, т.е. образование воздушного зазора с длиной, гарантированно предохраняющей от воздушного пробоя между электродом 10 и проводом 11.
Достижение эффекта увеличения воздушного зазора после выстрела, необходимое для нормального функционирования ДЭШО, может осуществляться и при изготовлении проводника 9 из смеси проводящего горючего и окислителя, отформованного в виде стержня или пластины, или из смеси проводящего горючего и окислителя на волокнистом носителе. Например, проводник 9 может быть выполнен из полоски нитроцеллюлозы с нанесенной на ее поверхность смеси хлората калия с алюминием или графитом или газовой сажи. В этом случае количество метательного пирозаряда может быть значительно снижено, или он может полностью отсутствовать, так как сгорание проводника, выполненного собственно из пиротехнической смеси, будет сопровождаться метательным эффектом, аналогичным обычному пирозаряду в описании по ФИГ.1 и ФИГ.2. При окислении проводящего горючего образуются нетокопроводные окислы, которые аналогичным физическому удалению проводника 9 из канала стержня 8 образом создают гарантированный от пробоя воздушный промежуток.
Искровое воспламенение, описанное по ФИГ.2, может быть заменено на термическое воспламенение при условии исполнения в пиротехническом заряде проволочного или графитового мостика накаливания, электрически соединенного с проводником 9 и металлической обечайкой 3 снаряда. В этом случае воспламенение пирозаряда при выстреле может осуществляться не высоким выходным (боевым) напряжением ДЭШО напряжением 30-50 кВ, могущим образовывать искровой поджигающий разряд, как принято в большинстве систем ДЭШО, а низким напряжением, например источника питания ДЭШО (батареи или аккумулятора), либо дополнительным источником питания, гальванически (и статически) развязанным с общей электросхемой ДЭШО, что может быть применимо в некоторых конструкциях ДЭШО.
На ФИГ.4 бесшумный патрон (вариант) по п.10, п.11, п.12, п.14, п.15, п.16, п.17, п.18 формулы изобретения, состоящий из корпуса 1 из пластической массы, внутри полости 2 которого размещен снаряд, представляющий собой металлическую силовую цилиндрическую обечайку 3, имеющую глухой передний торец, например в виде завальцованной головки 4, имеющей устройство закрепления на цели в виде, например, иглы с рожном 5. К глухому торцу примыкает пиротехнический заряд, например стандартный пистолетный капсюль Бердана 6 или капсюль Боксера без внутренней наковальни. Капсюль 6 в случае несоответствия его по диаметру с внутренним диаметром обечайки 3 имеет центрирующую деталь 7 (например, в виде кольца). К капсюлю 6 примыкает подвижно-герметичный толкающий поршень 16 из нетокопроводного материала, в котором жестко, герметично и центрированно по отношению к оси капсюля 6 закреплен центральный проводящий электрод 17, проходящий насквозь сквозь поршень 16.
Задний конец обечайки 3 имеет зауженный внутренний диаметр 18 менее наружного диаметра поршня 16 (заужение получается, например, развальцовкой заднего конца обечайки 3), обечайка надета на опорно-направляющий стержень 8, имеющий наружный диаметр не более внутреннего диаметра зауженной части обечайки, до соприкосновения его торца с поршнем 16.
В заднем внутреннем торце корпуса 1 расположен нетокопроводный трубчатый опорно-направляющий стержень 8 (который может быть выполнен в виде отдельной детали из пластика, закрепляемой в корпусе 1, например на резьбе, как на ФИГ.4, или исполняться литьем заодно с корпусом 1). Электрод 17 проходит сквозь осевой канал стержня 8 и выходит заподлицо на наружную поверхность заднего торца корпуса 1.
В кольцевой полости 2 уложен токонесущий провод 11 в виде однослойной, многослойной или гибридной бескаркасной катушки, на ФИГ.4 изображенной в виде трехслойной катушки. Один конец токонесущего провода закреплен в передней части корпуса узлом, приклеиванием, привариванием или, как на ФИГ.4, закреплением заклинивающей провод проводящей деталью 19, а другой конец закреплен в задней части обечайки 3, приклеиванием, или припаиванием или закреплением клейкой лентой к ее наружной поверхности, или привязыванием конца провода к петле, припаянной или приваренной к обечайке изнутри после зауженной части, или пропусканием его конца внутрь с заднего открытого торца обечайки с выходом через отверстие в суженной части обечайки на наружную поверхность сужения обечайки и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через отверстие в суженной части, или с выходом провода через первое отверстие его загибом на 180°, а затем пропусканием через второе отверстие в суженной части внутрь обечайки и формированием изоляции конца путем плавления, в форму с размерами, не допускающими обратный проход через второе отверстие в суженной части.
Обечайка 3 надета на стержень 8, при этом передний конец электрода 17 практически соприкасается с пиротехническим составом капсюля 6, причем этот конец совпадает с осью капсюля (т.е. центрирован относительно пиротехнического состава).
Между радиальной укладкой токонесущего провода 11 и силовой цилиндрической обечайкой 3 снаряда расположен разделитель 13 в виде цилиндра из бумаги или пластика с боковым продольным разрезом. Разделитель 13 необходим для предотвращения взаимодействия начинающего ускорение при выстреле снаряда с витками токонесущего провода, могущего повлечь спутывание и последующие разрывы токонесущей укладки. Разделитель 13 своим задним концом доходит практически до конца задней части обечайки 3, а передним концом до крышки 14 переднего торца корпуса 1. Спереди разделитель 13 может иметь лепестки, заходящие на передний торец бескаркасной катушки, не допускающие попадание витков токонесущего провода из бескаркасной катушки в пространство перед зондом и соответственное перебивание токонесущего провода при вылете зонда из патрона при выстреле.
Передний торец корпуса 1 имеет легко срываемую или разрушаемую (например, хрупкую) при выстреле крышку 14, прикрывающую полость 2 с расположенным в ней снарядом и укладкой токопровода. Крышка может быть заменена легко разрываемой клейкой бумажной или пластиковой пленкой.
На ФИГ.5 изображен патрон по ФИГ.4 в момент выстрела. При выстреле капсюльный пиротехнический заряд (на ФИГ.5 изображен уже сгоревшим) инициируется искровым электрическим пробоем при приложении разнополярных потенциалов электрического тока высокого напряжения к электроду 17 и концу токонесущего провода 11, заклиненного в передней части токопроводной деталью 19. Ток проходит по укладке провода 11 и попадает на металлическую обечайку 3, далее через металлический корпус капсюля 6 проходит через пиротехнический заряд капсюля в виде искрового разряда и проходит далее на электрод 17, и далее на контакт затвора ДЭШО.
Расстояние толщины пробиваемого пиротехнического заряда мало по сравнению с расстоянием от центрованного по оси капсюля 6 электрода 17 до внутренних стенок капсюля 6, поэтому искровой разряд проходит сквозь пиротехнический заряд, воспламеняя его.
При воспламенении пиротехнического заряда в силовой цилиндрической обечайке 3 нарастает давление газов горения пиротехнического состава. Давление газов горения передается на головку 4 и на поршень 16, который, в свою очередь, передает реакцию отдачи движения обечайки снаряда на стержень 8 и через него на задний торец корпуса 1 и далее на затвор ДЭШО и далее общую массу ДЭШО.
Обечайка 3 начинает двигаться внутри разделителя 13 вперед без контакта с витками укладки провода 11, при этом игла торца обечайки вышибает (или разрушает) крышку 14 (или рвет пленку).
Ускоренная обечайка 3, двигаясь по стержню 8, вперед относительно корпуса 1 патрона и накапливая механический импульс движения, увлекает за собой провод 11, который выбрасывает разрезной разделитель 13, отделяемый потоком набегающего воздуха от провода при выходе из полости 2 патрона.
Поршень 16 в конце хода внутри обечайки 3 утыкается в сужение 18 и тормозится в нем. Таким образом, достигается отсечка газов выстрела и бесшумность выстрела. Обечайка 3, вытягивая за собой провод 11, движется к цели, по инерции вытягивая за собой из осевого отверстия стержня 8 и электрод 17.
При полном вытягивании электрода 17 из осевого канала стержня 8 в осевом канале стержня 8 образуется воздушный зазор с длиной, гарантированно предохраняющей от воздушного пробоя между токоподводящей деталью затвора ДЭШО, контактирующей с задним торцом корпуса 1 и проводом 11 (даже в случае повреждения на нем высоковольтной изоляции и неполном выходе провода 11 из полости 2 при близком расположении поражаемой цели от ДЭШО).
Далее ускоренный на стержне 8 служащий направляющей прямолинейного движения снаряд в составе силовой цилиндрической обечайки 3, головки 4, иглы 5, капсюля 6, поршня 16, электрода 17 совершает полет к цели, полностью вытягивая вслед за собой токонесущий провод 11 из укладки внутри полости 2 корпуса 1 патрона, и попадает в цель, закрепляясь на ней рожном иглы 5.
Искровое воспламенение, описанное по ФИГ.5, может быть заменено на термическое воспламенение при условии исполнения в пиротехническом заряде проволочного или графитового мостика накаливания, электрически соединенного с проводником 9 и металлической обечайкой 3 снаряда. В этом случае воспламенение пирозаряда при выстреле может осуществляться не высоким боевым (выходным) напряжением электрошокера напряжением 30-50 кВ, могущим образовывать искровой поджигающий разряд, как принято в большинстве систем ДЭШО, а низким напряжением, например источника питания ДЭШО (батареи или аккумулятора), либо дополнительным источником питания гальванически (и статически) развязанным с общей электросхемой ДЭШО, что может быть применительно в некоторых конструкциях ДЭШО.
На ФИГ.6 изображен патрон, имеющий трубчатый опорно-направляющий стержень с исполнением направляющей части стержня из металла, и нарезкой Витворта, выполненной на направляющей части стержня.
Трубчатый опорно-направляющий стержень имеет направляющую металлическую часть 20 и крепящую часть 21. Крепящая часть 21 отлита либо заодно с корпусом 1, либо выполнена отдельно из нетокопроводного материала и установлена в корпус 1, например на резьбе, сварке ультразвуком, клее, либо запрессовкой. Направляющая часть 20, в свою очередь, закреплена в крепящей части аналогичными вышеприведенным способами. Продольная длина нетокопроводной крепящей части 21 от заднего торца патрона до заднего конца металлической части 20 выбирается более, чем длина искрового промежутка, в котором воспламеняется пиротехнический заряд при искровом воспламенении.
Исполнение направляющей части 20 стержня из металла несколько усложняет конструкцию патрона по сравнению с нетокопроводным стержнем, отлитым заодно с корпусом, но повышает продольную жесткость стержня как направляющей для прямолинейного движения снаряда. Большая жесткость металлического стержня препятствует его колебаниям при выстреле и таким образом увеличивает кучность попадания снарядов в цель.
Зауженная часть 18 обечайки 3 имеет проходное сечение в виде многогранника (например, завальцовка осуществляется на граненой оправке). На направляющей части 20 стержня выполнены ответные грани с угловым поворотом относительно центральной оси. Такая конструкция является аналогом полигональной нарезки Витворта. При выстреле многогранная зауженная часть 18 обечайки взаимодействует с ответными гранями закрученной направляющей части 20, при этом обечайка 3 и зонд в ее составе получает вращение вокруг своей продольной центральной оси и таким образом стабилизируется в полете аналогично пуле нарезного оружия. Такое устройство повышает кучность попадания зондов в цель, компенсируя малую для хорошей стабилизации прямолинейного движения длину направляющей части опорно-направляющего стержня.
В известных конструкциях многозарядных ДЭШО инициирование выстрела осуществляется перемещением патрона на позицию выстрела на расстояние, превышающее половину расстояния пробоя боевого электроразряда по воздуху, препятствующее нештатному инициированию патронов, расположенных в обойме. Для получения возможности инициирования патрона без его перемещения на позицию выстрела и таким образом сокращениия общей длины ДЭШО центральное сквозное отверстие трубчатого опорно-направляющего стержня имеет в задней части, выходящей на наружную поверхность торца патрона, мембрану 22 с большой электрической прочностью. Инициирование патрона в таком исполнении осуществляется проколом мембраны токоподводящим электродом-иглой ДЭШО без перемещения корпуса патрона. При производстве выстрела электрод-игла ДЭШО прокалывает мембрану 22, при этом осуществляется гальваническая связь между электродом-иглой и электродом 17 патрона и далее воспламенение метательного пиротехнического заряда.
В непоказанном на ФИГ.6 варианте исполнения патрона вместо мембраны 22 используется заполнение задней части центрального отверстия трубчатого опорно-направляющего стержня или его исполнения с металлической направляющей частью пластичным нетокопроводным материалом с большой электрической прочностью, например силиконовым герметиком, воскообразными синтетическими материалами и т.п.