Метательное электрошоковое оружие
THROWN ELECTRIC SHOCK WEAPON

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к оружию нелетального действия, с электрическим средством иммобилизации (электрошоковое оружие, ЭШО) для использования в правоохранительных органах и для самообороны.
Уровень техники
В качестве аналога способа предполагаемого изобретения выбрано устройство по патенту [1]. Описанное устройство представляет собой метаемое мускульной силой человека в цель копье снабженное на наконечнике выполненным из электроизоляционного материала электрическими контактами к которым подводится высокое напряжение от расположенной в древке копья катушки Румкорфа питаемой от источника питания в виде электрической батареи через электровыключатель той или иной конструкции расположенный на древке копья. Другой вариант устройства в общей форме описывает сферическое тело снабженное внутри источником высокого напряжения а снаружи зазубренные электроды к которым чередующимся образом подведены выходы высоковольтного трансформатора. Каким образом включается устройство и метается в цель имея зазубренные электроды со всех сторон не описано.
Недостаток аналога в виде копья или иных метаемых в цель аналогов метательного холодного оружия заключается прежде всего в травматичности такого оружия так как для электрического воздействия необходимо внедрение наконечников метательного оружия по весу (а значит и импульсу) сходных с боевыми образцами холодного метательного оружия в тело цели, что может привести (и приводит) к летальному исходу для биологической цели (цели, биоцели, правонарушителя) вообще без воздействия электричества на цель. Кроме того описанные образцы устройств древкового и лезвийного типа абсолютно неприменимы в современной правоохранительной или самооборонной практике в связи со своими габаритами и соответственно невозможностью комфортного ношения. Недостаток устройства в виде метаемой сферы с зазубренными элекродами заключается прежде всего в полной невозможности ее метания в цель и включения в работу в описанном в патенте виде.
Общий же недостаток всех вариантов устройств аналогов заключается в крайне короткой петле поражающего тока так как поражающие электроды во всех описанных устройствах расположены на расстоянии максимум в 2-3 см. друг от друга. Расположение поражающих электродов на древковом и лезвийном холодном оружии иным образом для увеличения петли поражающего тока невозможно в связи с нанесением в этом случае цели еще больших проникающих или резанных травм.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема заключается в создании метательного электрошокового оружия с повышенной эффективностью иммобилизации цели по сравнению с аналогом. Технический результат заключается в возможности простой технической реализации устройства такого оружия. При этом заявленное изобретение обеспечивает и дополнительные практические результаты использования по сравнению с аналогом, заключающиеся в малогабаритности и возможности комфортного ношения пользователем до применения.
Указанный технический результат достигается тем, что метательное электрошоковое оружие содержащее корпус с высоковольтным генератором поражающего электротока, защитным искровым разрядником, источником электропитания и выключателем с механическим или электронным управлением имеет внутренний корпус из электроизоляционного материала в своей передней части соединенный соединительной токопроводящей цепочкой или токопроводящим поводком с токопроводным билом имеющим иглы с бородками при этом било с иглами соединено с одним выходным электродом высоковольтного генератора расположенным во внутренним корпусе и является одним поражающим электродом, в задней части внутренний корпус имеет опоясывающий электрод соединенный с другим выходным электродом высоковольтного генератора, внутренний корпус сопрягается с отделяемым от внутреннего корпуса наружным корпусом закрывающим било до применения оружия.
Дополнительная особенность заключается в том, что защитный разрядник может быть как скрыт внутри внутреннего корпуса или располагаться в выемке корпуса выходящей на образующую наружной поверхности внутреннего корпуса.
Дополнительная особенность заключается в том, что било изготавливается из металла с большим удельным весом преимущественно свинцового сплава или вольфрама.
Дополнительная особенность заключается в том, что оружие имеет таймер выключения работы после запуска или отложенной работы устройства.
Дополнительная особенность заключается в том, что оружие имеет радиоуправление включения и отключения работы.
Дополнительная особенность заключается в том, что оружие имеет инерционный выключатель или выключатель срабатывающий от ускорения.
Дополнительная особенность заключается в том, что содержит устройство предотвращения инерционного выключения.
Дополнительная особенность заключается в том, что устройство предотвращения инерционного выключения представляет собой устройство механической блокировки выключения работы от инерционных нагрузок при попадании в цель.
Дополнительная особенность заключается в том, что на опоясывающем электроде выполнены выступы в виде округлостей или заострений.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Общий вид ЭШО при ношении (для масштаба приведены размеры стандартной сигаретной пачки).
Фиг. 2. Вид ЭШО перед метанием в цель.
Фиг. 3. Вид на электронные компоненты при снятом внутреннем корпусе, опоясывающем электроде, донце корпуса, и выдвинутой заглушке-выключателе.
Фиг. 4. Вид на магнитную систему выключателя при снятом источнике питания.
Осуществление изобретения
Фиг.1. Внутренний корпус 1, опоясывающий электрод 2, заглушка-выключатель 3, внешний корпус 4 с клипсой для ношения.
Фиг. 2. Внутренний корпус 1, опоясывающий электрод 2, токопроводящая соединительная цепочка 5, било 6 с иглами 7 имеющими бородки. Термин "било" (груз, ударная часть, пробивающая цель часть) принято по аналогии с термином ударной части внешне похожего на предлагаемое устройство холодного оружия "Morgenstern" или кистенем.
Фиг. 3. Высоковольтный выходной трансформатор 8 высоковольтного генератора, защитный искровой капиллярный разрядник 9, блок накопителя и предварительной ионизации 10, блок инвертера 11, аккумуляторные батареи 12, зарядное гнездо 13. В ином исполнении вместо аккумуляторов могут применяться электрические батареи или суперконденсаторы (ионисторы).
Фиг. 4. Ползунок магнитной системы 14, неодимовый магнит 15, движок 16 выключателя 17, неодимовый магнит 18 внешнего корпуса 4, ползунок 19 заглушки-выключателя 3.
Устройство работает следующим образом.
При вынимании пользователем внутреннего корпуса 1 из висящего например на поясном ремне внешнего корпуса 4 магнит 18 встроенный во внешний корпус взаимодействуя притяжением друг к другу через небольшую толщину внутреннего нетокопроводного корпуса (1,5-2,0 мм) с магнитом 15 жестко соединенного с ползунком 14 сдвигает ползунок 14 вперед (к билу 6) при этом выступ ползунка 14 взаимодействуя с движком 16 выключателя 17 подает электрическое питание от аккумуляторных батарей 12 на инвертер 11 включая в работу всю схему высоковольтного генератора. После включения высоковольтный выходной трансформатор 8 высоковольтного генератора вырабатывает поражающее цель напряжение электрического тока, которое в виде искрового разряда развивается в защитном искровом капиллярном разряднике 9. Таким образом в представленном исполнении устройства включение устройства в работу происходит при снятии наружного корпуса с внутреннего непосредственно перед метанием. Индикация начала работы устройства в представленном исполнении устройства акустическое так как работа искрового разрядника слышна из-под внутреннего корпуса. Возможно исполнение устройства, в котором высоковольный генератор начинает работу через заданное таймером время (например, 2-3 с) после рассоединения обоих корпусов. Пользователь, удерживая конец внутреннего корпуса 1 с опоясывающим электродом 2 в руке производит энергичное метание внутреннего корпуса 1 с билом 6 в цель используя простейшие техники метания ножей или интуитивно. За счет центра тяжести, смещенного к билу и множеству игл с бородками на биле устройство, практически всегда закрепляется на одежде цели независимо от того какой стороной било ударяет в одежду цели. После попадания устройства в цель и внедрения игл била в одежду, внутренний корпус 1 повисает вдоль корпуса цели и опоясывающий электрод 2 касается одежды цели. При этом поражающий искровой электроразряд пробивает одежду цели и развивается не в защитном искровом капиллярном разряднике 9, а в теле цели. При этом происходит иммобилизация цели. Опоясывающий электрод может иметь на поверхности выступы в виде, например, округлых или слабо заостренных выпуклостей, не создающих некомфортности при захватывании конца внутреннего корпуса рукой, но улучшающих трение при захвате рукой, а также являющихся концентраторами напряженности высоковольтного электрического поля при электрическом искровом пробое до цели и таким образом улучшающими эффективность электропробоя одежды цели. В представленном исполнении устройства с известным и уже опробованным практически типом высоковольтного генератора толщина электропробоя одежды цели достигает 20 мм, что более чем у серийных контактных ЭШО типов (АИР-107У) принятых на вооружении правоохранительных служб РФ (17 мм). Токопроводящая соединительная цепочка или в ином исполнении токопроводящий поводок (например, металлический тросик той или иной длины) могут быть выполнены с количеством звеньев (малозвенная как на представленных фигурах или многозвенная) или с длиной поводка гораздо большим чем на представленных фигурах. Таким образом петля тока может быть существенно увеличена и фактически достигать длины петли тока даже дистанционных ЭШО (300 мм). Возможность метания устройства с длинной связью между корпусом и билом ограничены только навыками метания оборотным или безоборотным способами по аналогии с техникой метания в цель ножей. Размеры била с иглами (а значит и его вес) ограничиваются габаритами наружного корпуса, который для удобства ношения должен быть не слишком большим. Поэтому для эффективного закрепления устройства на цели необходимо изготавливать било из материала с наибольшим удельным весом для гарантированного смещения центра тяжести устройства вперед для достижения же и наиболее правильного положения в полете к цели. В качестве материала била целесообразно применять твердые сплавы свинца или вольфрам. Защитный искровой капиллярный разрядник может быть или скрыт внутри внутреннего корпуса так что при снятии наружного корпуса при работе устройства его работа может визуально не определятся. Но может также и располагаться в выемке внутреннего корпуса выходящей на образующую наружной поверхности внутреннего корпуса так, что работа разрядника с искровым разрядом может быть видна цели перед броском устройства в цель. С точки зрения более эффективного поражения цели целесообразен скрытый разрядник так как цель не увидит электрической искры перед применением устройства и не будет психологически готова к поражению электротоком, что как хорошо известно существенно увеличивает поражающую способность электротока по цели не ожидающей электроудара. С точки зрения предотвращения конфликта (визуальной демонстрации электрического разряда перед применением, что снижает степень агрессивности цели) возможно применение и открытого разрядника который, однако гораздо труднее для исполнения из-за небольших расстояний до окружающих поверхностей корпуса и соответственно большей возможности развития паразитных скользящих разрядов по этим поверхностям. Кроме того, при открытом разряднике петля электротока, поражающего цель уменьшается так как поражающий электроток может пройти на тело цели не через било и опоясывающий электрод, а через било и один из электродов открытого разрядника. В предлагаемом устройстве по сравнению с обычным контактным ЭШО или приведенными аналогами в связи со значительным расстоянием между билом и опоясывающим электродом (в приведенном на фигурах устройстве даже при двухзвенной соединительной цепочке минимум 70 мм) достигается большая петля тока чем в лучших образцах контактных ЭШО (максимум 40 мм), а значит и повышенная эффективность воздействия.
Предлагаемое устройство также защищено от попытки его извлечения (отрывания от одежды правонарушителем). При попытке цели избавиться от устройства, висящего на одежде путем отрывания его от одежды рукой за корпус с опоясывающим электродом возникает еще большая петля тока по руке цели и туловищу цели до закрепленного на одежде била. Поскольку значения поражающего электротока электрошокового оружия никогда не достигает значения порога неотпускающего электротока то цель будет поражена с еще большей эффективностью чем до попытки извлечения, но при сохранении безопасности воздействия с моментальным прекращением попытки выдергивания устройства из одежды. Предлагаемое устройство может использоваться не только как метательное дистанционное, но и как контактное, например, для действия в стесненных условиях или производства ареста правонарушителя. Для контактного применения пользователь как указано выше включает устройство вынимая его из наружного корпуса, а затем держа устройство за внутренний корпус 1 ударяет билом 6 по телу цели, после чего просто отпускает внутренний корпус 1 который свисает вдоль тела цели и пробивая поражающим электроразрядом одежду цели производит ее иммобилизацию.
Предлагаемое устройство может снабжаться автоматическим таймером отключения работы после запуска и метания в цель. Таким образом реализуется определяемое медицинскими указаниями по безопасности максимальное допустимое время поражающего электровоздействия различное для разных стран мира. Как указано выше таймер может также производить отложенное включение высоковольтного генератора например для экономии потребления тока от аккумуляторов. Вместо таймера может применяться иное устройство отключения, например датчик падения тока потребления менее установленного предела от аккумуляторов или электробатареи. Предлагаемое устройство может снабжаться радиоуправлением включения и отключения работы для контроля иммобилизации цели (включение дистанционно после выключения с продолжением работы в случае неподчинения цели правоохранителю). Радиоуправление производится с брелока управления находящегося у пользователя. При помощи брелока пользователь может выключить устройство при выполнении требований правоохранителя пользователя подчиниться, но также и быть снова включенным при продолжении сопротивления цели.
Предлагаемое устройство для включения в работу автоматически также может снабжаться датчиками удара или ускорения срабатывающими в результате удара при попадании устройства в цель или в результате ускорения придаваемого устройству пользователем при броске в цель и включающими в работу высоковольтного генератора.
При ударе устройства в представленном на фигурах исполнении о цель после метания возможно нештатное отключение устройства в результате смещения массивных элементов магнитных элементов выключателя в результате инерции движения. Для противодействия выключению устройства в результате удара о цель за счет инерции достаточно массивной внутренней магнитной системы выключателя предлагаемого устройства выключение осуществляется например механической блокировкой (с возможностью отключения блокировки для извлечения устройства из цели) после включения и выключением работы таймером или иным конструктивным исполнением (как на представленных фигурах) выключателя не допускающим его выключения после метания в цель до выполнения специальных действий пользователя для выключения. В частности представленное устройство после включения и попадания в цель может быть отключено путем вытягивания пальцем пользователя из внутреннего корпуса 1 заглушки-выключателя 3 которая своим ползунком 19 отводит в положение выключено (назад относительно била 6) движок 16 выключателя 17 вместе с магнитной системой 14; 15. Таким образом магнитная система производит только включение выключателя 17 и не может при надевании на внутренний корпус внешнего корпуса отключить устройство из работы. Однако в иных конструктивных исполнениях возможно исполнение выключения при надевании внешнего корпуса на внутренний или отключение хорошо изолированной кнопкой выходящей на поверхность внутреннего корпуса или дистанционно.
Важным условием эффективной работы предлагаемого устройства является прочная электрическая изоляция внутреннего корпуса на всем пространстве корпуса от выхода на било одного выходного электрода высоковольтного генератора до опоясывающего электрода соединенного с другим выходным электродом высоковольтного генератора. Такое условие необходимо в связи с тем, что в микроэлектрошоковых устройствах (к которым относится предлагаемое устройство) для достижения эффективного электровоздействия на цель применяются только выходные высоковольтные генераторы с предварительной ионизацией [2]. У таких генераторов один из выходных электродов (холодный электрод) выходного высоковольтного трансформатора высоковольтного генератора емкостной связью электрически связан с любыми токопроводящими элементами электронной схемы ЭШО в том числе и низковольтной частью как то например источником питания, зарядным гнездом источников питания, выключателями, кнопками управления, выходом индикаторных устройств и т.п. Поэтому все элементы электронной схемы должны быть надежно изолированы от одного выходного электрода (горячего электрода) в предлагаемом устройстве соединенным с билом. Таким образом, например, выход выключателя на корпусе должен быть либо надежно изолирован например резиновой мембраной что достаточно сложно осуществить в миниатюрных размерах корпуса, либо выходить непосредственно на торец корпуса противоположный билу уже за опоясывающим электродом, что неудобно для пользования выключателем. Если это условие не соблюдено при использовании устройства электроискровой пробой одежды цели произойдет не между билом и опоясывающим электродом, а между билом и местом электрического пробоя на корпусе в месте выхода выключателя или иных потенциально токопроводных устройств, указанных выше.
Таким образом на внутреннем корпусе между билом и опоясывающим электродом не имеется никаких потенциально опасных мест для развития искрового пробоя кроме как между опоясывающим электродом и билом, то есть по максимально возможной при выбранных габаритных размерах петле тока.
Внешний корпус удерживается на внутреннем корпусе либо за счет посадки с натягом заданной величины, либо при помощи пружинного фиксатора, либо специальным замком, расположенным на внешнем корпусе и своим язычком, заходящим в ответную впадину на внутреннем корпусе. Внешний корпус снимается с внутреннего корпуса либо при вытягивании внутреннего корпуса с некоторым усилием определяемым натягом или усилием пружинного фиксатора, либо при нажатии клавиши или кнопки замка на внешнем корпусе и открыванием замка внешнего корпуса.
На приведенных фигурах приведены 3D чертежи предлагаемого устройства, выполненного при компоновке на полностью серийных электронных компонентов с истинными габаритными размерами и высоковольтным генератором практически опробованных в других конструкциях микрогабаритных ЭШО. Предлагаемое устройство является первой отечественной разработкой ЭШО соответствующей  вновь введенному ГОСТ Р 70017-2022 "УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОШОКОВЫЕ Классификация и общие технические требования" (3.22 метаемое электрошоковое устройство) со скрытым защитным разрядником.
Список цитированных источников:
1. US № 2805067
US 20180372456; US 20200363166
2. Ладягин Ю.О. "Дистанционное электрошоковое оружие " М.: Издательство фонда Сталинград, 2017, стр. 457-463.