Картридж гибридного действия для электрошокового устройства

Полезная модель относится к электрошоковым устройствам дистанционного действия, в частности, к средствам доставки электрического тока от электрошокового устройства к цели с помощью метаемых гибких электрических проводников.
Электрошоковые устройства дистанционного действия или ДЭШУ - это современный вид нелетального оружия, успешно применяемый сотрудниками силовых органов для охраны правопорядка, а также гражданами для самообороны.
Действие ДЭШУ обеспечивается путем организации электрического контакта между рабочими (боевыми) электродами ЭШУ и целью, преимущественно с помощью выстрела из картриджа - сменного устройства, присоединяемого к ДЭШУ для обеспечения дистанционного воздействия на цель и содержащего один или несколько выбрасываемых в результате выстрела в сторону цели зондов, соединенных с рабочими (боевыми) электродами ЭШУ с помощью гибких электрических проводников (ГЭП). Укладка с ГЭП, как правило, выполненная в виде однослойной спирали или многослойной катушки изолированного, неизолированного или частично изолированного провода, может быть размещена в полости картриджа, либо в полости самого зонда. В процессе полета зонда ГЭП вытягивается из укладки, сохраняя электрическую связь между зондом и соответствующим ему рабочим электродом ДЭШУ, тем самым обеспечивая электрическое воздействие на правонарушителя.
Известен картридж для ДЭШУ, содержащий корпус с механизмом съемной установки на электрошоковом устройстве, снабженный электроконтактами, расположенными с возможностью электрической связи с электрошоковым устройством, размещенный в выполненном в корпусе рабочем канале метательный заряд, размещенные в выполненных в корпусе разгонных каналах, два электрода-зонда, а также два выбрасываемых гибких электрических проводника, размещенные в выполненных в корпусе полостях [1]. Недостатком устройства является ограниченная дальность действия, определяемая относительно небольшой начальной скоростью вылета зондов из картриджа (из-за существенного снижения траектории полета зонда на дистанциях, превышающих 5 м).
Недостатком устройства является также ограничение функциональных возможностей временного поражения цели, выраженное в том, что на малых дистанциях (1…3 м) одного только электрического воздействия на цель может оказаться недостаточно (правонарушитель может успеть вступить в борьбу с оператором ДЭШУ).
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является картридж для электрошокового устройства дистанционного действия, содержащий корпус с выполненными в корпусе рабочим каналом, в котором размещены метательный заряд и пыж, а также разгонным каналом, преимущественно соосным с упомянутым рабочим каналом, в разгонном канале размещен метаемый электрод-зонд, снабженный в своей передней части иглой с бородкой, механически взаимодействующий своим задним торцом с пыжом [2]. Картридж реализован в виде изделия «БТЭР» производства российской компании «МАРТ ГРУПП. Отметим, что картридж БТЭР выполнен с двумя идентичными каналами, объединенными в одном корпусе, обеспечивающими при воздействии на цель замкнутую электрическую цепь ДЭШУ-цель-ДЭШУ.
Недостатком устройства является ограниченная дальность действия, определяемая относительно небольшой начальной скоростью вылета зондов из картриджа (из-за существенного снижения траектории полета зонда на дистанциях, превышающих 5 м).
Зависимость снижения траектории имеет следующий вид:
где:
h- снижение траектории зонда относительно горизонтальной линии прицеливания,
ρ - погонная масса гибкого электрического проводника,
m - масса электрода-зонда,
g - ускорение свободного падения,
L- дистанция поражения,
v
0
- начальная скорость электрода-зонда (при вылете из картриджа, либо на расстоянии 1 м от него).
Недостатком устройства является также ограничение функциональных возможностей временного поражения цели, выраженное в том, что на малых дистанциях (1…3 м) одного только электрического воздействия на цель может оказаться недостаточно (правонарушитель может успеть вступить в борьбу с оператором ДЭШУ). Иное, в первую очередь механическое (травматическое), останавливающее действие зондов картриджа ДЭШУ минимально и не может быть использовано для дополнительно воздействия на цель.
Основными факторами, определяющими, по заключениям криминалистов и специалистов в области судебной медицины, способность зондов ДЭШУ к нанесению механической травмы правонарушителю, являются два параметра зондов картриджа ДЭШУ:
кинетическая энергия зонда;
удельная кинетическая энергия зонда.
Эти параметры определены по аналогии с правилами оценки травматичности выстрелов из пневматического оружия и огнестрельного оружия ограниченного поражения, (ранее - травматического оружия, для простоты изложения в дальнейшем будем использовать этот термин).
Применительно к данной проблеме картриджи ДЭШУ имеют свои особенности:
(а) начальная скорость вылета зондов из картриджа в настоящее время -сравнительно низкая, которая к тому же заметно уменьшается в процессе полета, что существенно (пропорционально квадрату скорости) сказывается на снижении кинетической энергии зонда в момент столкновения с целью. При этом, в соответствии с действующими в Российской Федерации нормативными документами, кинетическая энергия поражающего элемента (пули, в данном случае, зонда) измеряется непосредственно на выходе дульного среза оружия (переднего среза картриджа), поэтому и называется в специальной литературе «дульная энергия». Таким образом, дульная энергия = начальная кинетическая энергия зонда;
(б) максимальное значение дульной энергии у травматического или пневматического оружия строго ограничена действующими в Российской Федерации нормативными документами [3], кинетическая энергия зонда картриджа формально не имеет ограничений. Однако, при обязательной сертификации ДЭШУ проводятся так называемые медико-биологические испытания (МБИ), в том числе на травматичность, и их выводы по травматичности, как правило, основываются на тех же ограничениях, что и для травматического или пневматического оружия. Это особенно важно для гражданских ДЭШУ, поскольку они продаются гражданам, достигшим 18-летнего возраста, без наличия специального разрешения на приобретение (лицензии), как и пневматическое оружие с дульной энергией менее 7,5 Дж;
(в) снижение скорости полета зондов вызвано не столько влиянием сопротивления воздуха (как у пуль травматического или пневматического оружия), сколько приростом массы зонда при вытягивании ГЭП из полости картриджа (в случае, когда ГЭП размещен именно там). Это снижение заметно больше, чем у пуль травматического или пневматического оружия, поэтому начальная и конечная (у цели) кинетическая энергия зонда существенно различаются. При этом, масса ГЭП, который летит за зондом, вклада в кинетическую энергию зонда при ударе в цель не дает;
(г) в отличие от стандартных пуль травматического или пневматического оружия, зонд обычно снабжен размещенной в его переднем торце иглой с бородкой (зацепом), предназначенной для надежной фиксации на теле или одежде цели. Игла теоретически также может привести к некоторому травмированию цели, однако, ввиду ее малого диаметра (0,8…1,0 мм) и малой длины (8…13 мм), такое воздействие признано экспертами малотравматичным и в дальнейшем в расчетах и оценках не рассматривается.
Рассмотрим и сравним основные образцы и характеристики (с точки зрения «механической энергетики» и, соответственно, травматичности, которая обычно оценивается двумя факторами - дульной энергией и удельной начальной кинетической энергией) пневматического, травматического и электрошокового оружия.
Именно эти виды оружия при самообороне теоретически способны нанести механическую травму злоумышленнику (в дельнейшем - правонарушитель или цель). Иные виды летального или нелетального гражданского оружия самообороны (огнестрельное гладкоствольное длинноствольное оружие и газовое оружие) не рассматриваются по понятным причинам: к летальному оружию требования травмобезопасности не могут быть предъявлены в силу его назначения, а патроны газового оружия не имеют механического воздействия на цель.
В соответствии с законом Российской Федерации «Об оружии» [3] пневматика с дульной энергией менее 3 Дж оружием не считается, разрешено к применению вне спортивных объектов пневматическое оружие с дульной энергией не более 7,5 Дж. Его приобретение не требует получения специального разрешения (лицензии). Следует отметить, что пневматические пистолеты и револьверы относятся к спортивному оружию, а не гражданскому оружию самообороны, тем не менее, требования травматической безопасности к нему основаны на тех же ограничениях, что и для нелетального оружия.
2
По сути, косвенным образом приведенные ограничения касаются и ДЭШУ. Поскольку в настоящее время нормативными актами Российской Федерации [3, 4] установлено, что гражданские ДЭШУ можно приобретать без специального разрешения (выдаваемого органами Росгвардии), то начальная кинетическая энергия электродов-зондов картриджа не должна превышать 7,5 Дж, а их удельная кинетическая энергия не должна превышать 50 Дж/см.
Основные образцы и характеристики современного пневматического оружия приведены в таблице 1.
2
2
В соответствии с законом Российской Федерации «Об оружии» [3] травматическое оружие (огнестрельное оружие ограниченного поражения) разрешается к обороту, если его дульная энергия не превышает 91 Дж, а его приобретение требует получения специального разрешения (лицензии). При этом МВД РФ установило ограничение и по удельной кинетической энергии травматических пуль [4]: не более 50 Дж/см (или 0,5 Дж/мм).
Приведенные ограничения касаются и ДЭШУ специального назначения (спецсредств, поставленных на вооружение правоохранительных органов).
Основные образцы и характеристики современного травматического оружия приведены в таблице 2.
Основные образцы и характеристики картриджей отечественных ДЭШУ приведены в таблице 3.
Как видно из таблицы 3, начальная кинетическая энергия, а также удельная кинетическая энергия, зондов в серийно производимых картриджах, в том числе в прототипе, сопоставимы с пневматическим оружием и значительно ниже, чем у травматического оружия.
Как также видно из таблицы 3, начальная скорость вылета зондов из серийно производимых картриджей, в том числе прототипа, при производстве выстрела из ДЭШУ не превышает 45 м/с. Кроме того, влияние массы ГЭП дополнительно снижает скорость зондов в процессе их полета. Данный эффект существенно влияет на траекторию их полета: снижение траектории на дистанции выстрела 5 м и более составляет примерно 15…20 см.
Таким образом:
- снижение траектории полета зондов на дистанциях поражения свыше 5 м является весьма заметным (15…20 см и более), что не позволяет их применять на больших расстояниях;
- зонды картриджей не обладают каким-либо заметным механическим (травматическим) воздействием на цель даже на малых расстояниях.
Задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в создании картриджа, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым устройством, заключается в повышении дистанции поражения электрошокового устройства дистанционного действия, а также обеспечения возможности дополнительного механического (травматического) воздействия на цель на малых дистанциях, путем увеличения начальной скорости вылета зондов и увеличения их удельной кинетической энергии при использовании картриджа тех же габаритов, что и у прототипа.
2
Поставленная задача решается тем, что в картридже для электрошокового устройства дистанционного действия, содержащем корпус с выполненными в корпусе рабочим каналом, в котором размещены метательный заряд и пыж, а также разгонным каналом, преимущественно соосным с упомянутым рабочим каналом, в разгонном канале размещен метаемый электрод-зонд, снабженный в своей передней части иглой с бородкой, механически взаимодействующий своим задним торцом с пыжом, передний торец электрода-зонда, механически взаимодействующий с телом цели, имеет гладкую, преимущественно выпуклую, форму, начальная скорость вылета электрода-зонда находится в диапазоне 90…120 м/с, а его начальная удельная кинетическая энергия находится в диапазоне 35…50 Дж/см.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в одном техническом воплощении устройства (малой механической травматичности) масса электрода-зонда, его максимальное поперечное сечение в переднем торце и начальная скорость вылета связаны одновременно выполняющимися соотношениями
где:
1
E - начальная кинетическая энергия электрода-зонда,
1
m - масса электрода-зонда,
1
v - начальная скорость электрода-зонда,
уд1
Е - удельная кинетическая энергия электрода-зонда,
S - площадь максимального поперечного сечения зонда.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в другом техническом воплощении устройства (высокой механической травматичности, соответствующей травматическому оружию) масса электрода-зонда, его максимальное поперечное сечение в переднем торце и начальная скорость вылета связаны одновременно выполняющимися соотношениями
Дополнительной особенностью устройства является то, что электрод-зонд выполнен из пластика или резины.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в теле электрода-зонда размещен утяжелитель, выполненный преимущественно из металла.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в корпусе размещен толкатель, частично размещенный в передней части рабочего канала, а частично - в задней части разгонного канала, передний торец толкателя механически взаимодействует с электродом-зондом, задний торец механически взаимодействует с метательным зарядом, а пыж выполнен в виде цилиндра с переменным диаметром со сквозным отверстием, выполненным по продольной оси цилиндра, и установлен на толкателе в той его части, которая размещена в рабочем канале.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в корпусе картриджа выполнена полость, в которой размещен гибкий электрический проводник, подключенный к электроду-зонду своим передним окончанием, электрически взаимодействующим с упомянутой иглой, а своим задним окончанием, электрически взаимодействующим с электродом, установленном на корпусе картриджа, электрически взаимодействующим с соответствующим выходным электродом электрошокового устройства.
Дополнительной особенностью устройства является то, что в корпусе электрода-зонда выполнена полость, в которой размещен гибкий электрический проводник, электрически взаимодействующий своим передним окончанием с упомянутой иглой, а своим задним окончанием электрически взаимодействующий с электродом, установленном на корпусе картриджа, электрически взаимодействующим с соответствующим выходным электродом электрошокового устройства.
Дополнительной особенностью устройства является то, что размеры, материалы и характеристики тела электрода-зонда соответствуют размерам, материалам и характеристикам пули от патрона, предназначенного для огнестрельного бесствольного оружия самообороны.
Конструкция устройства поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1. Типовые конструкции корпуса однопроводных картриджей.
Фиг. 2. Пример конструкции однопроводных картриджей. Конструкция электрода-зонда.
Фиг. 3. Типовая конструкция корпуса двухпроводных картриджей.
Фиг. 4. Пример конструкции двухпроводных картриджей. Конструкция каналов.
Фиг. 5. Пример конструкции двухпроводных картриджей. Работа устройства.
Типовая конструкция однопроводного картриджа (Фиг. 1) содержит корпус, одну полость для размещения укладки гибкого электрического проводника, один разгонный канал для размещения метаемого электрода-зонда, один рабочий канал, преимущественно соосный с разгонным каналом, в котором размещено средство метания электрода-зонда в цель (например, пиротехнический метательный заряд, миниатюрный баллон со сжатым газом, пружина и т.п.). Как правило, для производства выстрела из ДЭШУ в цель и воздействия на цель током высокого напряжения требуется два таких картриджа для обеспечения полного замыкания электрической цепи ДЭШУ-цель-ДЭШУ.
На Фиг. 1а показана типовая конструкция корпуса однопроводного картриджа, которая содержит корпус 1, полость 2 для размещения укладки гибкого электрического проводника, выполненную в корпусе 1, и разгонный канал 3 для размещения метаемого электрода-зонда (рабочий канал со средствами метания, гибкий электрический проводник и электрод-зонд не показаны).
На Фиг. 1б показана другая типовая конструкция корпуса однопроводного картриджа, содержащая корпус 1 и разгонный канал 3 для размещения метаемого электрода-зонда, в которой гибкий электрический проводник размещен в полости, выполненной в теле зонда, обычно в его задней части (рабочий канал со средствами метания, гибкий электрический проводник и электрод-зонд не показаны). Достоинством подобного устройства является его миниатюрность, однако максимальная длина укладки изолированного гибкого электрического проводника в электроде-зонде при типовых габаритах картриджа не превышает 3 м (при этом длина укладки с неизолированным проводником может достигать 10 м).
На Фиг. 2 показан пример внутреннего устройства однопроводного картриджа, конструкция которого выполнена по Фиг. 1б. В корпусе 1 картриджа размещены соосно разгонный канал 3 и рабочий канал 4. В разгонном канале и частично в рабочем канале размещен зонд 5, в состав которого входят: тело 6 зонда с выполненной в нем полостью, головная часть 7 и игла с бородкой (зацепом) 8, необходимая для прокалывания одежды и верхнего слоя кожи цели, а также для фиксации зонда на одежде или теле цели. В полости зонда размещена укладка 9 гибкого электрического проводника, переднее окончание которого электрически взаимодействует с иглой 8, а заднее окончание электрически взаимодействует с электроконтактом, расположенным на корпусе 1 с возможностью электрического взаимодействия с соответствующим выходным электродом ДЭШУ.В рабочем канале размещены метательный заряд 10, выполненный, например, в виде пиротехнического заряда, образующего при воспламенении облако газов 11 высокого давления, воздействующих на пыж-толкатель 12. С заднего торца корпуса 1 метательный заряд 10 защищен крышкой 13. Пыж-толкатель 12 механически взаимодействует с задним торцом зонда 5, выталкивая его в сторону цели. При попадании в цель игла 8 замыкает электрическую цепь ДЭШУ-цель и обеспечивает поражающее воздействие ДЭШУ на цель. Отметим, что для полного замыкания электрической цепи ДЭШУ-цель-ДЭШУ требуется два таких картриджа.
На Фиг. 3 показана типовая конструкция двухпроводного картриджа (объединяющего в едином корпусе два предлагаемых устройства), содержащая корпус 1, две полости 2 для размещения гибких электрических проводников и два разгонных канала 3 для размещения метаемых электродов-зондов (рабочие каналы со средствами метания, гибкие электрические проводники и электроды-зонды не показаны). Таким образом, показанный на Фиг. 3 картридж, по сути есть комбинация двух предлагаемых однопроводных картриджей, показанных на Фиг. 1а, объединенных в общий корпус. Для производства выстрела из ДЭШУ в цель и воздействия на цель током высокого напряжения требуется один такой картридж, обеспечивающий полное замыкание электрической цепи ДЭШУ-цель-ДЭШУ. Укладки гибких преимущественно изолированных электрических проводников позволяют обеспечить дальность действия ДЭШУ 4,5…5 м (при этом длина укладки с неизолированным проводником может достигать 10 м, но для двухпроводных картриджей обычно применяют изолированные проводники).
Вариант конструкции двухпроводного картриджа (объединяющего в едином корпусе два предлагаемых устройства) без глухого запирания рабочего канала приведен на Фиг. 4, причем корпус для реализации устройства выбран аналогичным корпусу, показанному на Фиг. 3.
На Фиг. 4а показано сечение корпуса 1 по линии А-А (см. Фиг. 2). Устройство содержит два идентичных канала, каждый из которых содержит разгонный канал 3 и рабочий канал 4. В разгонном канале и частично в рабочем канале размещен зонд 5, в состав которого входят: тело 6 зонда, головная часть 7 и игла с бородкой (зацепом) 8, необходимая для прокалывания одежды и верхнего слоя кожи цели, а также для фиксации зонда на одежде или теле цели.. В рабочем канале 4 размещено средство метания, например, выполненное в виде пиротехнического метательного заряда 10, при воспламенении образующего облако 11 газов высокого давления, механически воздействующих на зонд с помощью пыжа-толкателя 12. С заднего торца корпуса 1 метательный заряд 10 защищен крышкой 13. Пыж-толкатель 12 механически взаимодействует с задним торцом зонда 5, выталкивая его при производстве выстрела в сторону цели. Глухого запирания рабочего канала при этом не происходит, т.е. часть газов 11 может выйти из рабочего канала и попасть в разгонный канал, а затем выйти из картриджа. При этом возникает громкий хлопок, часть продуктов сгорания может попасть в окружающее пространство. При попадании в цель игла 8 замыкает электрическую цепь ДЭШУ-цель и обеспечивает поражающее воздействие ДЭШУ на цель.
На Фиг. 4б показано сечение корпуса 1 по линии В-В (см. Фиг. 2). Устройство содержит две идентичных полости 2, каждая из которых содержит укладку 14 гибкого электрического проводника. Переднее окончание гибкого электрического проводника электрически взаимодействует с иглой 8, а заднее окончание электрически взаимодействует с электроконтактом, расположенным на корпусе 1 выполненным с возможностью электрического взаимодействия с соответствующим выходным электродом ДЭШУ (электроконтакт на Фиг. 4б не показан).
На Фиг. 5 показан вариант конструкциидвухпроводного картриджа (объединяющего в едином корпусе два предлагаемых устройства)  с глухим запиранием рабочего канала, причем корпус для реализации устройства выбран аналогичным корпусу, показанному на Фиг. 3.
На Фиг. 5а показано сечение корпуса 1 по линии А-А (см. Фиг. 2). Устройство содержит два идентичных канала, каждый из которых содержит разгонный канал 3 и рабочий канал 4. В разгонном канале размещен зонд 5, в состав которого входят: тело 6 зонда, головная часть 7 и игла с бородкой (зацепом) 8, необходимая для прокалывания одежды и верхнего слоя кожи цели, а также для фиксации зонда на одежде или теле цели. В рабочем канале 4 размещено средство метания, например, выполненное в виде пиротехнического метательного заряда 10, при воспламенении образующего облако 11 газов высокого давления, механически воздействующих на зонд с помощью пыжа-толкателя 12. С заднего торца корпуса 1 метательный заряд 10 защищен крышкой 13. Диаметр рабочего канал выполнен большим, чем диаметр разгонного канала. Пыж-толкатель 12 частично размещен в рабочем, а частично - в разгонном канале и выполнен в виде детали, состоящей из двух соосных цилиндров разных диаметров, соответствующих диаметрам рабочего и разгонного каналов. Место соединения упомянутых цилиндров снабжено кольцом 15, выполненным из относительно мягкого материала.
Передний торец пыжа-толкателя механически взаимодействует с задним торцом зонда 5, выталкивая его при производстве выстрела в сторону цели Фиг. 5б). При производстве выстрела происходит глухое запирание рабочего канала за счет плотного примыкания упомянутого кольца 15 к стыку рабочего и разгонного каналов. Благодаря таком техническому решению выстрел происходит почти беззвучно, а продукты сгорания в окружающее пространство не попадают. При попадании в цель игла 8 замыкает электрическую цепь ДЭШУ-цель и обеспечивает поражающее воздействие ДЭШУ на цель.
Зонд может быть выполнен из пластика или резины для снижения эффекта механического воздействия на цель, если это необходимо при выбранных параметрах устройства.
В теле зонда может быть также размещен утяжелитель, выполненный преимущественно из металла, для обеспечения нужной массы зонда.
Из приведенного описания предлагаемого устройства следует, что оно в целом по своей конструкции и способу действия не отличается от прототипа. Принципиальное отличие состоит в следующем:
увеличена энергетика метательного заряда 10, обеспечивающая начальную скорость вылета зонда в диапазоне 90…120 м/с;
начальная скорость, а также масса и так называемый эффективный диаметр (максимальный диаметр той части зонда, которая непосредственно механически взаимодействует с одеждой или телом цели) зонда 5 (его головной части 7), выбраны в соответствии с существующими требованиями ограничения начальной кинетической энергии и удельной кинетической энергии зонда для пневматического или травматического оружия.
При необходимости увеличить эффективный диаметр передней части зонда для снижения его удельной кинетической энергии, корпус картриджа может быть выполнен с уширением его передней части без изменения остальных параметров, определяющих геометрию корпуса, либо передний торец электрода-зонда, механически взаимодействующий с телом цели, может иметь гладкую, преимущественно выпуклую, форму (последний вариант является преимущественным, поскольку эффективная площадь зонда, контактирующая с поверхностью цели, при этом увеличивается, а удельная кинетическая энергия уменьшается).
2
В предложенном устройстве обеспечивается значительное повышение начальной скорости зондов картриджей ДЭШУ, что позволит существенно уменьшить фактор снижения траектории полета зондов. При этом, для картриджей сравнительно малой механической травматичности должны выполняться ограничение по кинетической энергии (≤7,5 Дж) и удельной кинетической энергии (≤50 Дж/см), а для картриджей высокой механической травматичности, предназначенных преимущественно для сотрудников силовых структур или граждан, имеющих лицензию на приобретение и применение травматического оружия, - ограничение по кинетической энергии (≤91 Дж). Следует отметить, что и в первом и во втором варианте использования картриджей, их зонды станут еще и поражающими элементами травматического действия, а сами ДЭШУ - спецсредствами комбинированного действия (травматическое + электрошоковое), иначе называемые гибридным нелетальным оружием.
Рассмотрим эти два варианта подробнее.
Увеличение начальной скорости картриджей малой механической травматичности
2
Предположим, что мы можем произвольно увеличить скорость вылета зондов и, соответственно, уменьшить снижение траектории их полета. При увеличении скорости вылета начальная кинетическая энергия зонда стремительно растет. Нас интересует диапазон скоростей, при которых начальная кинетическая энергия (как было показано выше, правильным следует считать начальной кинетическую энергию, измеренную на расстоянии 1 м от дульного среза, для ДЭШУ это важно!) не превышает 7,5 Дж, кроме того, следует соблюсти требования по ограничению удельной кинетической энергии (≤50 Дж/см). В этом диапазоне следует выбрать скорости, которые обеспечат заранее заданное ограничение на снижение траектории полета зонда.
Исходя из выше рассмотренного, составим следующую систему неравенств:
где:
1
E - кинетическая энергия зонда на расстоянии 1 м от дульного среза,
1
m -масса зонда на расстоянии 1 м от дульного среза,
1
v - скорость зонда на расстоянии 1 м от дульного среза,
уд1
Е - удельная кинетическая энергия зонда на расстоянии 1 м от дульного среза,
eff
- площадь эффективного поперечного сечения зонда (эффективным поперечным сечением будем считать сечение зонда в плоскости, контактирующей с телом или одеждой цели, поскольку, в большинстве случаев, это сечение представляет собой круг, его площадь вычисляется через эффективный диаметр d),
Δh - снижение траектории полета зонда (относительно горизонтальной линии прицеливания) на дистанции L,
доп
Δр - допустимое значение траектории полета зондов, определяемое тактико-техническими требованиями к ДЭШУ. снижения
Поскольку для большинства ДЭШУ в настоящее время максимальная дистанция выстрела составляет 5 м, логично принять, что L=5 м.
доп
Расчетное снижение траектории травматического пистолета «ОСА» на эффективной для него дистанции выстрела 12 м составляет 5,2 см. Примем, что допустимое значение Δh снижения траектории полета зондов также не превышает 5 см.
Тогда неравенство (3) можно переписать в виде:
Из неравенства (1), превратив его в равенство, можно найти максимально допустимую начальную скорость зонда. При этом для расчетов используем типовые значения массы зонда и погонной массы ГЭП, используемых в современных ДЭШУ: 2,5 г и 0,5 г/м соответственно. Тогда:
Отметим, что данное значение скорости более чем в 2 раза превышает типичное значение скорости вылета зондов из картриджа ДЭШУ.
Проверим, выполняются ли при этом значении скорости неравенства (2) и (3). Примем, что эффективный диаметр зонда составляет 0,5 см (см. таблицу 3). Тогда:
Итак, неравенства (2) и (3) выполняются.
1
уд1,
2
При начальной скорости зонда с «круглым» значением в 90 м/с, параметры Е, Е и Δh составят 7,03 Дж, 35,81 Дж/см и 3,4 см соответственно, что с «запасом» удовлетворяет неравенствам (1)-(3), причем с учетом возможного технологического разброса параметров реальных картриджей ДЭШУ.
Таким образом, вполне возможно значительно увеличить начальную скорость зондов картриджей ДЭШУ, не нарушая имеющихся ограничений по травматичности, при этом прицельность выстрелов из ДЭШУ улучшится многократно!
Увеличение начальной скорости картриджей высокой механической травматичности
Составим аналогичную систему неравенств для картриджей высокой механической травматичности:
Поскольку картридж высокой механической травматичности, близкой к воздействию травматического оружия, (в силу тактико-технических требований к ним) должны применяться и на больших дистанциях, примем, что L=10 м и Δh(10 м)=5 см.
Тогда неравенство (9) можно переписать в виде:
Из неравенства (7), превратив его в равенство, можно найти максимально допустимую начальную скорость зонда (сам расчет не приводится в силу его элементарности). При этом для расчетов используем типовые значения массы зонда и погонной массы ГЭП, используемых в современных ДЭШУ: 2,5 г и 0,5 г/м соответственно. Тогда:
Отметим, что данное значение скорости в 7…8 раз превышает типичное значение скорости вылета зондов из картриджа ДЭШУ!
Проверим, выполняются ли при этом значении скорости неравенства (2) и (3). Примем, что эффективный диаметр зонда равен типовому и составляет 0,5 см (см. таблицу 3). Тогда:
При данных значениях неравенство (12) легко выполняется, а вот неравенство (11) не выполняется катастрофически, превышая значение допустимой удельной кинетической энергии почти на порядок!
eff
Можно поискать приемлемое решение путем подбора рациональных параметров картриджей, а именно, эффективного диаметра и массы зонда, однако мы просто воспользуемся параметрами пули патрона травматического пистолета «ОСА» (m=11,8 г, d=1,53 см), что позволяет получить близкие к изделию «ОСА» данные:
В этом случае неравенства (7) - (9) выполняются полностью.
Если же для картриджа ДЭШУ просто использовать все параметры патрона пистолета «ОСА» 18×45Т, в том числе и начальную скорость в 120 м/с, то получим траекторные и энергетические параметры картриджа ДЭШУ, идентичные указанному патрону. При этом, если провести конструктивную гибридизацию патрона 18×45Т [5] и, например, картриджа «БТЭР», то можно получить совершенно новое устройство, совмещающее как электрошоковое, так и травматическое воздействие на правонарушителя.
2
Устройство работает следующим образом (рассмотрим один канал, соответствующий предлагаемому устройству). В момент выполнения выстрела, то есть инициации картриджа, метательный заряд 10, если он выполнен с применением пиротехнических веществ, воспламеняется, образуя газ высокого давления, который, воздействуя на электрод-зонд 5 через пыж-толкатель 12, выталкивает его в направлении цели с начальной скоростью, находящейся в диапазоне 90…120 м/с. Другим вариантом выталкивания электродов-зондов может быть применение в качестве метательного заряда сжатого газа (например, воздуха или СО), как в пневматическом оружии. Существуют и иные варианты средств обеспечения выталкивания электрода-зонда, например, применение предварительно сжатой пружины. Однако наиболее эффективным для придания зонду столь высокой начальной скорости считается применение пиротехнических метательных зарядов, в частности, выполненных на основе тринитрорезорцината свинца - ТНРС.
2
После вылета зонда 5 из соответствующего разгонного канала 3 в направлении цели гибкий электрический проводник 14 начинает вытягиваться из полости 2 корпуса 1 картриджа, сохраняя электрическую связь зонда с ДЭШУ. При попадании зонда в цель происходит электрическое воздействие на цель. Вследствие высокой начальной скорости вылета зонда на малой дистанции поражения удар зонда в тело или одежду цели обеспечивает помимо электрического воздействия останавливающее действие, аналогичное действию пули травматического оружия. Геометрия и масса зонда при этом обеспечивают значение удельной кинетической энергии, находящееся в диапазоне 35…50 Дж/см.
2
Таким образом, повышение начальной скорости вылета зонда картриджа до значений, находящихся в диапазоне 90… 120 м/с, и дополнительный подбор эффективного диаметра и массы зонда, обеспечивающих удельную кинетическую энергию до значений, находящихся в диапазоне 35…50 Дж/см, позволяет создать устройство со значительно большей дистанцией поражения. Кроме того, в данном устройстве совмещаются как электрошоковое воздействие на правонарушителя (при использовании пары однопроводных картриджей или одного двухпроводного),так и травматическое воздействие, в первую очередь, на малых дистанциях поражения, что дополнительно обеспечивает невозможность правонарушителю успеть вступить в борьбу с оператором ДЭШУ.
Необходимо отметить, что энергетика метательного заряда, создающая при воспламенении нужное давление газов для метания электродов-зондов, в предлагаемом устройстве должна обеспечивать требуемую начальную скорость вылета электрода-зонда. Пиротехнические воспламенительно-метательные заряды (например, на основе тринитрорезорцината свинца - ТНРС) обладают свойством значительного увеличения энергетики даже при небольшом увеличении массы заряда, поэтому это увеличение не влияет на габариты картриджа.
Предлагаемое устройство реализовано в виде опытного образца и имеет следующие характеристики в сравнении с соответствующими характеристиками прототипа:
2
Таким образом, предлагаемое устройство имеет те же габариты, что и прототип, при том, что общая длина гибкого электрического проводника значительно больше, чем в прототипе, снижение траектории полета зондов, определяющих прицельность выстрела, не превышает 5 см на дистанции 7,5 м, а удельная кинетическая энергия имеет величину, находящуюся в диапазоне 35…50 Дж/см, и позволяет использовать ДЭШУ в качестве одновременно электрошокового и травматического оружия лицами, имеющими лицензию на право приобретения и применения огнестрельного оружия ограниченного действия (травматического оружия).
Список цитированных источников
1. Патент РФ №68671 Картридж для дистанционного электрошокового устройства.
2. Патент РФ №2351871 Картридж для электрошокового устройства с дистанционным поражением.
3. Федеральный закон «Об оружии» от 13.12.1996 №150-ФЗ (последняя редакция).
4. Приказ МВД России от 30 июня 2017 г. №429 «Об утверждении криминалистических требований к техническим характеристикам гражданского и служебного оружия, а также патронов к нему».
5. ГОСТ Р 51611-2000 Патроны специальные для огнестрельного бесствольного оружия самообороны (комплекс «ОСА»). Общие технические требования. Требования безопасности и методы испытаний.