ЭЛЕКТРОННОЕ ОРУЖИЕ С ЭЛЕКТРОДОМ РАСТЕКАЮЩЕГОСЯ ТОКА
ELECTRONIC WEAPON WITH ELECTRODE OF CURRENT SHEET

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты воплощения настоящего изобретения относятся к электронному оружию, модулям развертывания, и электродам, используемым в модулях развертывания для электронного оружия, и к способам создания тока в живой цели: человеке или животном с помощью, по меньшей мере, одного электрода, обладающего способностью к растеканию тока.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычное электронное оружие выстреливает один или несколько электродов в живую цель для пропускания воздействующего сигнала через цель, чтобы подавить ее двигательную активность. Тонкий провод соединяет генератор сигналов в электронном оружии с выстреливаемым электродом, попадающим в цель или вблизи нее. Генератор сигналов подает воздействующий сигнал через цель по нитям, одному или нескольким электродам, и обратной цепи для замыкания цепи. Обратная цепь может замыкаться через землю и/или через вторую нить и электрод. Обычные электроды изготовлены из проводящих материалов и имеют заостренный наконечник с шипом, чтобы попадать и оставаться в нужном положении в цели или вблизи нее (например, фиксироваться в одежде, коже). Следовательно, на наконечнике электрода возникает достаточно высокая напряженность поля и плотность тока.
Обычный электрод собран путем вкладывания заостренного стержня в осевое отверстие в передней стороне цилиндрического корпуса, опрессовки корпуса для закрепления стержня, продевания нити через второе осевое отверстие в задней поверхности корпуса, и в открытую часть корпуса, завязывания узла на нити, и, - протаскивании узла в открытую часть корпуса. Электронное оружие с электродом может обладать тем преимуществом, что уменьшаются расходы на изготовление, трудозатраты на сборку электрода с нитью и уменьшается повреждение нити в ходе сборки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты воплощения настоящего изобретения описаны со ссылками на чертежи, где аналогичные обозначения символизируют аналогичные элементы, и:
ФИГ.1А представляет функциональную блок-схему электронного оружия в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения;
ФИГ.1В представляет функциональную блок-схему электрода электронного оружия по ФИГ.1А;
ФИГ.1C представляет схему, иллюстрирующую расположение устройств электрода 160 по ФИГ.1В, относительно тканей цели;
ФИГ.1D представляет принципиальную схему токовой цепи, показанной на ФИГ.1C;
ФИГ.2А представляет вид сбоку варианта электронного оружия по ФИГ.1А и 1В;
ФИГ.2В представляет поперечное сечение модуля развертывания электронного оружия по ФИГ.2А;
ФИГ.3 представляет функциональную блок-схему электрода по материалам, использованным при экспертизе заявки;
ФИГ.4 представляет вид в перспективе варианта электрода по ФИГ.1В;
ФИГ.5 представляет вид сбоку электрода по ФИГ.4;
ФИГ.6 представляет поперечное сечение электрода по ФИГ.5;
ФИГ.7 - вид сбоку части электрода по ФИГ.4 для определения различных отношений размеров;
ФИГ.8 представляет вид сбоку части электрода по ФИГ.5 после пропускания тока;
ФИГ.9 представляет вид сбоку части электрода по ФИГ.8 после пропускания дополнительного тока; и
ФИГ.10 представляет вид сбоку части другого варианта электрода по ФИГ.1В.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ
Электронное оружие, согласно различным аспектам настоящего изобретения, пропускает ток через живую цель для подавления двигательной активности цели. Основной класс электронного оружия выстреливает, по меньшей мере, один связанный с проводом электрод, называемый также дротиком или зондом, в цель, для попадания электрода в ткани цели или вблизи нее. Соответствующая нить (например, провод с изоляцией или без нее) тянется из электронного оружия к каждому электроду у цели. Один или несколько электродов могут образовывать цепь через цель. Цепь проводит воздействующий сигнал. Как указано ранее, цепь может содержать обратную цепь. Электронное оружие создает воздействующий сигнал (например, ток, импульсы тока), среди прочего, через нить, электрод и цель, для подавления двигательной активности цели. Подавление включает причинение непроизвольного сокращения скелетных мышц до остановки сознательной двигательной активности цели, и/или причинение боли цели для принуждения ее к прекращению сознательных движений. Электронное оружие, согласно различным аспектам настоящего изобретения, может содержать пусковой механизм и один или несколько взаимозаменяемых в полевых условиях модулей развертывания. Каждый модуль развертывания может содержать расходуемые (например, одноразовые) элементы (например, связывающие провода, электроды, боезаряд). Здесь связь попеременно называется проводом, связывающим проводом и нитью. Связанный проводом электрод представляет собой узел из нити и электрода, по меньшей мере, механически соединенного с одним концом нити. Другой конец нити, по меньшей мере, механически соединен с модулем развертывания и/или пусковым механизмом (например, один конец закреплен на модуле развертывания), обычно до тех пор, пока модуль развертывания не удален из электронного оружия. Как обсуждается далее, механическое соединение может облегчить электрическое соединение пускового механизма и цели перед действием электронного оружия и/или во время него.
Пусковой механизм электронного оружия выстреливает, по меньшей мере, один связанный проводом электрод электронного оружия в цель. Когда электрод движется к цели, электрод разворачивает (например, вытягивает) длину нити из магазина провода. Нить тянется за электродом. После выстрела нить простирается (например, вытягивается, образует перемычку, растягивается) на расстояние от пускового механизма до электрода, обычно попадающего в цель или вблизи нее.
Электронное оружие, в котором использованы связанные проводом электроды, согласно различным аспектам настоящего изобретения, включает в себя мобильные устройства, аппараты, закрепленные на зданиях или транспортных средствах, и автономные станции. Мобильные устройства могут использоваться при обеспечении правопорядка, например, применяться офицером для лишения свободы цели. Устройства, закрепленные на зданиях или транспортных средствах, могут использоваться на контрольно-пропускных или пограничных пунктах, например, для ручного или автоматического попадания, сопровождения и/или использования электродов для остановки нарушителей. Автономные станции могут устанавливаться для блокирования зоны, например, при ведении военных операций. Обычное электронное оружие, например, модель электронного прибора управления Х26 и устройство блокирования зоны (электрошоке?) Shockwave™, выпускаемое компанией TASER International, Inc., может модифицироваться для реализации идей настоящего изобретения, путем замены обычных модулей развертывания модулями развертывания, оборудованными электродами, обсуждаемыми далее.
Электрод, согласно различным аспектам настоящего изобретения, обеспечивает массу для выстрела по цели. Собственная масса электрода включает массу, которая достаточна для полета под воздействием боезаряда от пускового механизма до цели. Масса электрода включает массу, которая достаточна для развертывания (например, вытягивания, раскручивания, разматывания, вытаскивания) нити из магазина провода. Масса электрода достаточна для развертывания нити за электродом, когда электрод летит к цели. Масса электрода развертывает нить от магазина провода и за электродом таким образом, что нить простирается на расстояние между пусковым механизмом и электродом, попавшим в цель. Масса электрода обычно недостаточна для причинения тяжелой травмы при тупом соударении с целью. В одном варианте масса электрода находится в диапазоне от 2,0 до 3,0 грамм, предпочтительно, около 2,8 грамм.
Электрод обеспечивает площадь поверхности для получения движущей силы выталкивания электрода из пускового механизма в направлении цели. Перемещение электрода от пускового механизма ограничено аэродинамическим сопротивлением и силой сопротивления (например, натяжением в нити), которая противодействует развертыванию нити из магазина провода и вытягиванию нити за электродом при полете в направлении цели.
Переднюю часть электрода можно ориентировать в направлении цели перед выстрелом. При выстреле и/или в течение полета из пускового механизма в направлении цели, передняя часть электрода ориентируется в направлении цели. Электроду придана аэродинамическая форма для сохранения ориентации передней части электрода в направлении цели. Аэродинамическая форма электрода обеспечивает достаточную точность для поражения цели.
Электрод включает форму для получения движущей силы выталкивания электрода в направлении цели. Форма электрода может соответствовать форме части пускового механизма или модуля развертывания, который создает движущую силу для выталкивания электрода. Например, цилиндрический электрод может выталкиваться из цилиндрической трубки модуля развертывания. Во время выстрела электрода вследствие расширения газа, электрод может закупоривать трубку в корпусе электрода для достижения достаточного ускорения и начальной скорости. Задняя поверхность цилиндрического корпуса может получать, по существу, всю движущую силу.
В одном варианте, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, электрод включает, по существу, цилиндрический корпус. Перед выстрелом электрод расположен в трубке, по существу, цилиндрической формы, немного большего диаметра, чем электрод. Движущая сила (например, быстро расширяющийся газ) прикладывается к задней части трубки. Газ толкает заднюю часть корпуса электрода для выталкивания электрода из другого конца трубки в направлении цели. Электрод включает форму и площадь поверхности для аэродинамического полета с достаточной точностью попадания электрода на расстояние в направлении цели, например от 3,5 до 10,5 м от пускового механизма до цели. Для обеспечения стабилизированного вращением полета электрод может вращаться. Электрод может сохранять ориентацию, приданную ему перед выстрелом в направлении цели, во время выстрела, полета к ней и соударения с целью.
При ударе электрод может механически сцепляться с целью. Механическое сцепление включает проникновение в ткани или одежду цели, сопротивление удалению из тканей или одежды цели, пребывание в контакте с поверхностью цели (например, ткани, волосы, одежда, бронежилет), и/или сопротивление извлечению из поверхности цели. Сцепление может выполняться путем прокалывания, фиксирования, зацепления, зажимания, запутывания, схватывания, прилипания и/или приклеивания. Электрод, согласно различным аспектам настоящего изобретения, может включать устройство (например, крючок, шип, дротик, ампулу клея) для механического сцепления электрода с целью. Устройство для сцепления может проникать через защитный барьер (например, одежда, волосы, бронежилет) на наружной поверхности цели. В одном варианте электрод включает дротик (например, остроконечный стержень, острие дротика) для внедрения в одежду и/или ткани цели. Дротик выступает из передней части электрода для механического сцепления с целью. Дротик может включать шип для увеличения прочности механического сцепления электрода с целью.
Электрод механически соединяется с нитью для развертывания нити от магазина провода и для вытягивания нити от пускового механизма до цели. Механическое соединение может устанавливаться между нитью и электродом любым удобным способом (например, продевание нити через отверстие в электроде и завязывание нити в узел для предотвращения вынимания нити, привязывание нити узлом к части электрода, приклеивание нити к электроду, сращивание (например, сваркой, пайкой) проводящей части нити к металлической части электрода). Механическое соединение включает в себя нить с достаточной прочностью для сохранения соединения в ходе изготовления, перед выстрелом, при выстреле, после выстрела, во время механического сцепления электрода с целью, и при пропускании воздействующего сигнала к цели. Согласно различным аспектам настоящего изобретения, соответствующее механическое соединение может выполняться путем удерживания нити в части электрода. Например, удерживание части нити во внутренней части электрода.
Удерживание может включать вдавливание, прикрепление, фиксирование, сохранение механического соединения и/или устойчивость к разъединению. Удерживание может выполняться путем предотвращения перемещения или деформации (например, растягиванию, скручиванию, изгибу) нити, или сопротивления ему. Как будет показано далее, размещение нити во внутренней части и прикрепление дротика над внутренней частью в одном из вариантов удерживает нить во внутренней части.
Электрод облегчает электрическое соединение пускового механизма и цели. Электрическое соединение, в общих чертах, включает область или объем тканей цели, связанных с электродом (например, соответствующая область для каждого электрода, если используется более одного электрода). Согласно различным аспектам настоящего изобретения, одно или несколько устройств электрода выполняет уменьшение плотности тока в области или объеме, по сравнению с электродами, выполненными на прежнем уровне техники.
Для каждого электрода, электрическое соединение может включать установку электрода в контакте с тканями цели и/или ионизованным воздухом в одном или нескольких зазорах между пусковым механизмом, модулем развертывания, нитью, электродом и тканями цели. Например, установка электрода относительно цели, которая приводит к воздушному зазору между электродом и целью, электрически не соединяет электрод с целью, пока воздух в зазоре не ионизован. Ионизация может выполняться путем подачи воздействующего сигнала, что включает, по меньшей мере, вначале, довольно высокое напряжение (например, 25000 вольт для одного или нескольких зазоров, имеющих общий промежуток около 25,4 мм). После начальной ионизации электрод остается электрически соединенным с целью, пока воздействующий сигнал подает достаточный ток и/или напряжение для сохранения ионизации.
Электрод для использования с модулем развертывания и/или электронным оружием, согласно различным аспектам настоящего изобретения, выполняет функции, указанные здесь. Например, любой из электродов 142, 160, 236, 238, 400, и 1018 по ФИГ.1, 2, и 4-10 может выстреливаться из оружия 100 в направлении цели для создания цепи через цель, для пропускания воздействующего сигнала через цель.
Электронное оружие 100 по ФИГ.1 содержит пусковой механизм 110 и модуль развертывания 130. Пусковой механизм 110 содержит элементы 112 управления, схему 114 обработки сигнала, источник питания 116 и генератор 118 сигналов. В одном варианте пусковой механизм 110 заключен в корпус. Корпус может содержать механический и электрический интерфейс для модуля развертывания. Кроме описанных здесь, могут использоваться обычные электронные цепи, программирование процессора, устройство выталкивания и технологии обработки.
Для начала действия оружия пользователь приводит в действие элемент управления. Элементы 112 управления могут содержать спусковой крючок, который нажимает пользователь. Если элементы 112 управления заключены в корпус отдельно от пускового механизма 110, для связи элементов 112 управления со схемой 114 обработки сигнала могут использоваться любые способы проводной или беспроводной связи.
Схема обработки сигнала управляет многими, если не всеми, функциями электронного оружия. Схема обработки сигнала может инициировать выстрел одного или нескольких электродов, реагируя на действия пользователя. Схема обработки сигнала может управлять действием генератора сигналов для создания воздействующего сигнала. Например, схема 114 обработки сигнала получает сигнал от элементов 112 управления, указывающий, что пользователь привел в действие оружие для выстрела электрода и создания воздействующего сигнала. Схема 114 обработки сигнала подает пусковой сигнал 152 к модулю 130 развертывания для инициации выстрела одного или нескольких электродов. Схема 114 обработки сигнала может подавать сигнал к генератору 118 сигналов для создания воздействующего сигнала для выпущенных электродов. Схема 114 обработки сигнала может содержать обычный микропроцессор и запоминающее устройство, которые выполняют инструкции (например, программирования процессора), сохраняемые в запоминающем устройстве.
Источник питания подает энергию для действия электронного оружия и для создания воздействующего сигнала. Например, источник питания 116 подает энергию (например, ток, импульсы тока) к генератору 118 сигналов для создания воздействующего сигнала. Источник питания 116 может, кроме того, подавать энергию для действия схемы 114 обработки сигнала и элементов 112 управления. Для ручного электронного оружия источник питания, как правило, содержит аккумуляторную батарею.
Генератор сигналов создает воздействующий сигнал для пропускания через цель. Генератор сигналов может преобразовывать энергию, подаваемую от источника питания, для создания воздействующего сигнала, имеющего соответствующие характеристики (например, ионизирующее напряжение, напряжение подачи заряда, заряд на импульс тока, частота повторения импульсов тока) для подавления двигательной активности цели. Генератор сигналов электрически соединен с нитью для подачи воздействующего сигнала в цель, как описано ранее. Например, генератор 118 сигналов создает обычный воздействующий сигнал (например, 17 импульсов в секунду, каждый импульс, способный ионизировать воздух, каждый импульс, подаваемый после ионизации, около 80 микрокулонов к живой цели, имеет полное сопротивление (например, после ионизации) около 400 Ом) к электроду 142 модуля 130 развертывания через соответствующие нити (например, провода в магазине 140). Генератор 118 сигналов электрически соединен с нитями, находящимися в магазине 140, через интерфейс 150 раздражителя.
Модуль развертывания (например, картридж, магазин) получает пусковой сигнал от пускового механизма для инициации выстрела одного или нескольких электродов, и воздействующий сигнал для пропускания через цель. Использованный модуль развертывания можно заменить неиспользованным модулем развертывания, после того как выпущены несколько или все модули развертывания. Неиспользованные модули развертывания можно соединить с пусковым механизмом для возможности пуска дополнительных электродов. Модуль развертывания может получать сигналы от пускового механизма для выполнения функций модуля развертывания с помощью интерфейса.
Например, модуль 130 развертывания содержит два или несколько картриджей 132-134. Каждый картридж 132-134 содержит боезаряд 144, один или несколько электродов 142 и магазин 140 провода. В магазине провода хранится нить для каждого электрода. Как описано ранее, каждая нить механически соединена с электродом. Как описано ранее, каждая нить может электрически соединяться с электродом. Схема 114 обработки сигнала инициирует действие боезаряда 144 для выбранного картриджа с помощью пускового сигнала 152. Боезаряд 144 выталкивает один или несколько электродов 142 в направлении цели. Каждый электрод соединен с соответствующей нитью в магазине 140 провода. Когда каждый снаряд летит в направлении цели, каждый электрод развертывает свою соответствующую нить из магазина 140 провода. Генератор 118 сигналов создает воздействующий сигнал через цель с помощью интерфейса 150 раздражителя, и нитей, соединенных с электродами 142.
Электрод, согласно различным аспектам настоящего изобретения, может выполнять одну или несколько следующих функций в любом сочетании: связывание нити с электродом, развертывание нити, прокалывание материала или тканей у цели, фиксирование в материале или тканях цели, фокусирование электрического поля перед ионизацией или во время пропускания воздействующего тока, формирование ионизованного канала для воздействующего тока через один или несколько зазоров и растекание плотности тока относительно области тканей цели и/или объема тканей цели.
Например, электрод 160 по ФИГ.1В может использоваться как вариант электрода 142, описанного ранее. Линии, показанные на ФИГ.1В, иллюстрируют цепи, по которым ток пропускается через цель 164 (например, для ионизации, для воздействия, также называемого пропусканием заряда). Стрелки на этих линиях указывают одну полярность электрического тока для ясности описания. Ток любой обычной полярности или полярностей может протекать в одном или нескольких направлениях по любой из показанных линий, в различные моменты времени. Электрод 160 содержит одно или несколько устройств 161, которые связывают и развертывают нить; одно или несколько устройств 162, которые механически сцепляют электрод с материалом (например, одеждой) или тканями цели, фиксируются в таком материале, или тканях, фокусируют электрическое поле и образуют ионизованный канал для воздействующего тока; и одно или несколько устройств 163, которые фокусируют электрическое поле, образуют ионизованный канал для воздействующего тока и распределяют плотность тока относительно области тканей цели и/или объема тканей цели. Только для удобства, в дальнейшем описании устройства 161-163, которые в некоторых вариантах множественны, упоминаются как единственное связывающее устройство 161, устройство 162 механического сцепления и устройство 163 растекания.
Связывающее устройство обладает массой, формой и поверхностями для присоединения к нити, для выталкивания и для развертывания нити до цели, как описано ранее. Могут использоваться обычная масса, форма и поверхности. Например, связывающее устройство может иметь массу, по существу, цилиндрической формы, внутреннюю часть с поверхностями, зажимающими нить, и наружные поверхности с подходящими аэродинамическими свойствами для эффективного движения вперед и точного полета к цели. Связывающее устройство может содержать изолятор или состоять из изолирующих материалов. Могут использоваться обычные технологии изготовления для металла и/или пластмасс.
Фокусирование включает в себя создание плотности потока электрического поля. Устройство для фокусирования, как правило, содержит проводящую поверхность, обладающую сравнительно малым радиусом кривизны, поскольку плотность электрического поля увеличивается на криволинейных поверхностях (например, острия, наконечники, кромки, углы). Устройство для фокусирования может выполняться из проводящего материала.
Устройство механического сцепления имеет форму, подходящую для реализуемого способа механического сцепления, а также форму и материал, подходящий для создания ионизованного канала и пропускания тока воздействующего сигнала. Если для сцепления используется адгезия, устройство для механического сцепления может иметь сравнительно тупую поверхность (для сравнительно большой поверхности адгезии), для перекрытия с материалом и/или тканями у цели. Если для сцепления используется прокалывание и фиксирование, устройство для механического сцепления может иметь сравнительно тонкий стержень или тонкие стержни с наконечниками, достаточными для прокалывания материала и/или тканей у цели. В случае, когда наконечник устройства механического сцепления является только проводником в пределах тканей цели (например, ограниченное напряжение воздействующего сигнала для ионизации), такой наконечник устройства механического сцепления имеет проводящее острие, фокусирующее поток электрического поля для ионизации канала до тканей цели. Как минимум, острие, или, как максимум, все устройство механического сцепления может быть проводящим для получения от нити воздействующего сигнала (например, тока с любой полярностью) для пропускания через ткани цели. Получение воздействующего сигнала здесь называется активацией устройства механического сцепления. Проводящая поверхность устройства механического сцепления может устанавливаться для фокусирования и ионизации воздуха в зазоре у тканей цели, и/или фокусирования для ионизации воздуха в зазоре у другого элемента электрода. Такой зазор может опускаться, если у другого проводника электрода устанавливается устройство механического сцепления. Устройство механического сцепления может основываться на связывающем устройстве для удержания устройства механического сцепления в неподвижном положении относительно любой нити, устройства растекания и тканей цели. Устройство механического сцепления может содержать изолятор (например, фиксирующую часть, зажимаемую связывающим устройством, охватывающим часть или все устройства для прокалывания и фиксирования). Может использоваться обычное формование металла, заточка, покрытие, распределение клейкого вещества и способ прилипания.
Устройство растекания выполняет фокусирование и формирование для начала ионизации, и выполняет растекание для пропускания воздействующего сигнала через ткани цели. Растекание включает в себя облегчение формирования и использование токовой цепи для тока воздействующего сигнала в дополнение (параллельно) токовой цепи через устройство механического сцепления. Растекание включает в себя фокусирование в области или объеме тканей цели для уменьшения плотности потока электрического поля, которое, в противном случае, может возникать на наконечнике устройства механического сцепления. Устройство растекания может иметь любую известную в технике форму для растекания электрического поля по области или объему (например, антенны, радиаторы, ионизаторы, разрядники электрического поля, поджигающие электроды, аппараты формирования искры). Устройство растекания содержит проводящий материал, и может, кроме того, содержать изоляционный материал, например, для сдерживания ионизации от нежелательной поверхности и/или расположения устройства растекания. Устройство растекания может прокалывать (например, врезаться, фиксироваться, протыкать) ткани цели. Могут использоваться обычные технологии формования, заточки и покрытия металла и пластмасс.
Устройство, задействованное в формировании ионизированного канала, может содержать материалы, подходящие для испытываемых достаточно высоких температур. В одном варианте, износ устройства, задействованного в формировании одного или нескольких ионизированных каналов, способствует сбору доказательств использования и записи объема использования электрода, модуля развертывания и/или электронного оружия с отдельной целью.
В различных вариантах, по ФИГ.1В, устройства 161-163 могут выполняться из проводящих материалов и/или непроводящих материалов, используя обычные технологии изготовления (например, литье, механическая обработка, опрессовка, обжатие, закрепление, приклеивание, сборка), необходимые для сохранения проводимости для желательной одной или нескольких цепей 165. Токовые цепи, схематически показанные на ФИГ.1В, рядом с зазором, могут быть объединены в устройствах, смежных с зазором. Например, цепь 171 в одном варианте выполнена как проводник, который выступает в направлении зазора 183; тогда как в другом варианте цепь 171 соответствует проводящей части устройства 163 растекания, расположенного рядом с зазором 183. Аналогично, цепи 173 и 178 могут соответствовать частям связывающего устройства 161; цепи 174 и 176 могут соответствовать частям устройства 162 механического сцепления; и цепи 172, 177, и 179 могут соответствовать частям тканей цели, близким к зазорам 183, 182 и 181 соответственно. Цепь 170 может быть выполнена как часть устройства 163 растекания, которое граничит с тканями цели. Цепь 175 может представлять собой стык или примыкающий контакт между связывающим устройством 161 и устройством 162 механического сцепления. Цепь 180 может соответствовать части устройства 162 механического сцепления, граничащего с тканями цели 164, или протыкающего их.
Как устройство 162 механического сцепления, так и устройство 163 растекания могут контактировать с тканями цели, как представлено цепями 180 и 170. Цепи 180 и 170 могут одновременно пропускать воздействующий ток. Воздействующий ток в результате разделяется между цепями 180 и 170.
Устройство 163 растекания может обладать возможностью примыкания к тканям цели, не прокалывая ткани цели, и/или не фиксируясь в них. Если устройство 163 растекания имеет возможность прокалывать ткани цели, устройство 162 механического сцепления предпочтительно рассчитано и/или выполнено с возможностью размещения проводящей части устройства 162 механического сцепления в тканях цели, на глубину, большую, чем проводящая часть устройства 163 растекания.
A
Одно или оба из устройства 162 механического сцепления, и устройства 163 растекания могут находиться настолько близко к тканям цели, что напряжение воздействующего сигнала может быть достаточным для ионизации воздуха в одном или обоих зазорах 182 и 183. Цепи 177 и 172 могут одновременно пропускать воздействующий ток. Воздействующий ток в результате разделяется между цепями 177 и 172. Если образуется более одной цепи из цепей 165, воздействующий ток разделяется между образованными цепями (включающее ИЛИ цепи 165). Вследствие изменений в окружающей среде электрода (например, перемещение электрода и/или цели друг относительно друга, изменение напряжения V выходного сигнала генератора, изменение в проводимости тканей цели), одна или несколько цепей 165 может образовываться, разрушаться и/или изменяться со временем (например, в течение серии импульсов воздействующего тока).
A
Зазор 183 предпочтительно расположен между электродом 160 и целью 164. В другом варианте зазор 183 расположен внутри электрода 160. Электрод, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, может иметь одно или несколько связывающих устройств 161 (например, более одной нити для резервирования, одна для каждых нескольких воздействующих сигналов), одно или несколько устройств 162 механического сцепления (например, увеличенную способность фиксирования с уменьшенной глубиной прокола тканей), и/или одно или несколько устройств 163 растекания (например, множество устройств растекания, расположенных вокруг стержня одного дротика, одно или несколько устройств растекания для каждого из нескольких устройств механического сцепления). В процессе работы с одним из устройств, как показано, напряжение V прилагается генератором 118 сигналов через нить 166 и обратную цепь 167. Обратная цепь может замыкаться через землю или через второй электрод (не показан), аналогичный электроду 160. Ток может протекать через цель 164 по одной или нескольким цепям 165. Типичные цепи из цепей 165 описаны в таблице 1. Если ток протекает через несколько цепей, ток разделяется между цепями в соответствии со многими факторами, включая физические размеры электрода, положение и ориентацию электрода относительно цели и характер цели (например, ткани, покрытые одеждой, обнаженные ткани).
ТАБЛИЦА 1
Единственная цепь из цепей 165
Окружающая среда
Описание цепи
Зазор 181
Связывающее устройство 161 приближено к тканям цели 164, образуя зазор 181. Связывающее устройство 161 приближено к устройству 163 растекания, образуя зазор 183.
Напряжение V<sub>A</sub> вначале достаточно для ионизации воздуха в зазорах 181 и 183, после чего ток протекает через проводящие части нити 166, устройство 163 растекания, зазор 183, связывающее устройство 161, зазор 181 и ткани цели 164 через цепи, схематически показанные как 171, 173, 178, 179, и 167.
Зазор 182
Устройство 162 механического сцепления фиксируется в одежде цели, образуя зазор 182 до тканей цели. Устройство 162 механического сцепления приближено к устройству 163 растекания, образуя зазор 183.
Напряжение V<sub>A</sub> вначале достаточно для ионизации воздуха в зазорах 182 и 183, после чего ток протекает через проводящие части нити 166, устройство 163 растекания, зазор 183, устройство 162 механического сцепления, зазор 182 и ткани цели 164 через цепи, схематически показанные как 171, 174, 176, 177, и 167.
Единственная цепь из цепей 165
Окружающая среда
Описание цепи
Зазор 183
Устройство 162 механического сцепления фиксируется в тканях цели, а устройство 163 растекания расположено вблизи тканей цели, образуя зазор 183.
Напряжение V<sub>A</sub> вначале достаточно для ионизации воздуха в зазоре 183, после чего ток протекает через проводящие части нити 166, устройство 163 растекания, зазор 183, устройство 162 механического сцепления, зазор 182 и ткани цели 164 через цепи, схематически показанные как 171, 172, 174, 180 и 167.
Цепь 180 и 170
Устройство 162 механического сцепления фиксируется в тканях цели, а устройство 163 растекания примыкает к тканям цели.
Ионизирующее напряжение не требуется. Относительно низкое воздействующее напряжение является достаточным, чтобы вызвать протекание воздействующего тока через проводящую часть нити 166, устройство 163 растекания и ткани цели 164 по цепям 170 и 167.
Цепи 165 представляют собой ряд цепей, предназначенных для действия по отдельному варианту, и ряд использований электрода в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения. Как указано ранее, связывающее устройство 161 является проводящим. В другом варианте, связывающее устройство 161 не проводящее; следовательно, зазор 181 и цепи 173, 175, 178 и 179 не используются и могут опускаться.
В другом варианте, устройство 162 механического сцепления включает непроводящие части (например, изолированный проводящий материал, устройство, выполненное из изоляционного материала) для выполнения прокалывания материалов цели и тканей цели, и фиксирования в таких материалах и/или тканях; и включает проводящие части (например, неизолированный проводящий материал) для выполнения фокусирования электрического поля и образования ионизированного канала в зазоре.
В другом варианте устройство 163 растекания не предназначено действовать в зазоре 183 для других устройств электрода 160; следовательно, зазор 183 и цепи 171-174 не используются и могут опускаться.
В следующем варианте нить 166 может пропускать ток через устройство 162 механического сцепления путем прямого соединения или путем соединения через сопротивление (не показано) (например, одно или несколько сопротивлений). Сопротивление может использоваться для ограничения деления тока через устройство 162 механического сцепления вместо неограниченного тока через устройство 163 растекания. Сопротивление может выполняться как покрытие на проводящей части устройства механического сцепления (например, покрытие, по меньшей мере, наконечника и передней части стержня дротика).
Электрод 160, в различных вариантах настоящего изобретения, способен подавать воздействующий ток в несколько различных мест электрода 160 и надетой одежды живой цели 164. Ткани цели включают в себя часть с относительно низким сопротивлением под кожей, и с относительно высоким сопротивлением, связанным с примыканием к коже или фиксированием в поверхностной части кожи. Предполагается, что одежда или другие материалы цели (например, спутанные волосы) отделены от кожи воздушным зазором. В зависимости, среди прочего, от баллистики, расположение устройства 162 механического сцепления (например, фиксирование) может включать положение в материале цели, в коже цели или под кожей цели. Устройство 163 растекания при небольшом прокалывании или без него имеет возможность фиксироваться относительно устройства 162 механического сцепления, таким образом, проникать в ткани цели 164 до той же степени, что и устройство 162 механического сцепления.
1
2
В другом варианте, например ФИГ.1C, устройство 163 растекания зафиксировано рядом с устройством 162 механического сцепления. В таком варианте, после фиксирования устройства 162 механического сцепления в других тканях под кожей цели 164, устройство 163 растекания может достигать расположения на расстоянии от кожи цели с зазором (GAP2), содержащим воздух и/или материал цели (как показано), или примыкать к коже цели (не показано). Расположение устройства 162 механического сцепления или устройства 163 растекания здесь определено расположением соответствующей проводящей части устройства 162 механического сцепления или устройства 163 растекания, то есть наиболее близкого к подкожным тканям цели. Предполагая, что часть устройства механического сцепления, показанного на ФИГ. 1C, является проводящим материалом, но не соединена с нитью 166, после ионизации воздуха в зазоре (GAP) от устройства 163 растекания до устройства 162 механического сцепления, и ионизации воздуха в зазоре (GAP) от устройства 163 растекания до кожи цели, ток протекает одновременно, как показано, главным образом, несколькими линиями с двухконечными стрелками.
2
1
В следующем варианте, устройство растекания создает контакт с тканями цели. Такое расположение является вариантом, соответствующим ФИГ.1C, в котором ионизация зазора GAP необязательна, а зазор GAP вместо воздуха содержит ткани цели.
A
1
2
1
2
1
2
3
3
1
2
1
Токи, показанные на ФИГ.1C от нити 166 через различные устройства электрода 160, через ткани цели 164, и обратную цепь 167 протекают в соответствии с принципиальной схемой, показанной на ФИГ.1D. После того как напряжение V ионизует воздух в зазорах GAP и GAP, ток I делится на ток I через сопротивление R кожи и сопротивление R других тканей, и ток I через сопротивление R других тканей. Узел Р является частью устройства 162 механического сцепления. Узел S является частью устройства 163 растекания. Значения для сосредоточенных элементов цепи, представленной на ФИГ.1D, может отличаться со временем при одном положении электрода 160. Напряжение ионизации может уменьшаться путем уменьшения размеров зазора GAP и/или GAP, и при введении тканей цели вместо воздуха в зазор GAP.
Электронное оружие 100, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, может выстреливать два электрода каждого типа, указанного здесь со ссылками на электрод 160, где один электрод служит в качестве обратной цепи, как указано ранее. Например, электронное оружие 200 по ФИГ.2А-2В показано в состоянии сразу же после инициации пользователем выстрела двух электродов из модуля развертывания. Электронное оружие 200 содержит ручной пусковой механизм 202, который вмещает один заменяемый в полевых условиях, и управляемый картридж 230, как тип модуля развертывания. Как указано ранее, пусковой механизм 202 содержит источник питания (имеющий сменные батарейки), схему обработки сигнала и генератор сигналов. Пусковой механизм 202 может выполняться как обычная модель электронного прибора управления Х26, выпускаемого компанией TASER International, Inc. Картридж 230 содержит два связанных проводом электрода 236 и 238. После нажимания на спусковой крючок 264, электроды 236 и 238 выталкиваются из картриджа 230, как правило, в направлении полета «А» к цели (не показано). Электроды 236 и 238 летят в направлении цели, электроды 236 и 238 разворачивают за собой нити 232 и 234, соответственно. Когда электроды 236 и 238 расположены в цели или вблизи нее, нити 232 и 234 вытянуты от картриджа 230 до электродов 236 и 238, соответственно. Генератор сигналов подает воздействующий сигнал по цепи, образованной нитью 232, электродом 236, тканями цели, электродом 238, и нитью 234. Как указано ранее, электроды 236 и 238 механически и электрически соединены с тканями цели.
Как указано ранее, модуль развертывания может содержать один или несколько электродов. Например, модуль развертывания 230 по ФИГ. 2В (вычерченный в масштабе) включает наружные размеры, параметры и функции управления, обычного картриджа, используемого в модели электронного устройства управления М26 и Х26, продаваемого компанией TASER International, Inc. Для модуля развертывания 230, каждый электрод может выталкиваться из цилиндрического ствола в корпусе модуля развертывания. Например, модуль 230 развертывания содержит корпус 242, крышку 243, магазин провода (не показан), стволы 244 и 245, систему 144 боезаряда, состоящую из отдельных элементов, контактов (показан один) 247, и связанных проводом электродов 238 и 236. Каждый связанный проводом электрод 238 (236) содержит соответствующую нить (показана одна) 234, соответствующий корпус 252 (251), и соответствующий дротик 255 (254). Магазины провода расположены по обе стороны плоскости стволов, так что на поперечном сечении по ФИГ. 2В один магазин провода удален при поперечном сечении, а другой скрыт. Два контакта расположены по диагонали друг против друга, вблизи углов прямоугольной крышки 243. Воздействующий сигнал направляется от пускового устройства через модуль развертывания и через контакты. Каждый контакт электрически соединен с соответствующим концом нити. Например, один конец нити 234 выходит из магазина провода и удерживается клином 248 рядом с контактом 247; тогда как другой конец нити 234 выходит из передней части магазина провода возле крышки 243, проходит возле дротика 255, проходит вдоль длины корпуса 252 и входит в заднюю поверхность электрода 238, как указано ранее. Способ развертывания модуля в сборе дополнительно включает в любом осуществимом порядке: (а) помещение связанного проводом электрода в канал ствола, (б) хранение нити в магазине провода и (в) прикрепление каждого связывающего провода к корпусу. Способ может осуществляться, например, с устройствами по ФИГ. 2А-2В, как указано в скобках. Корпус (252) с дротиком (255) и прикрепленной нитью (234) пропускается в ствол (245). Нить (234) тщательно укладывается в магазин провода. Свободный конец нити (234) механически соединяется вблизи контакта (247) с корпусом (242) модуля развертывания посредством клина (248). Свободный конец нити (234) может примыкать или удерживаться у контакта (247). Для закрывания стволов корпуса 242 устанавливается крышка (243). Желательна плотная одинаковая подгонка корпуса в стволе, она выполняется, как указано ранее, чтобы облегчить ручную и/или автоматическую сборку. Любой диаметр по длине корпуса, превышающий предел, препятствует подаче корпуса в ствол. При использовании, боезаряд, взрываясь, создает объем газа, который выталкивает каждый корпус 251 (252) из соответствующего ствола 244 (245). Ускорение, начальная скорость, динамика полета, и точность попадания в цель зависит от подгонки корпуса на выходе из ствола. Любой диаметр вдоль длины корпуса, который превышает предел, нежелательно препятствует в период времени выталкивания корпуса из ствола.
В отличие от электрического соединения, указанного ранее со ссылкой на электрод 160, помимо других отличий, обычные электроды для электронного оружия не выполняют функцию растекания. Например, обычный электрод 300 по ФИГ. 3 содержит первое проводящее устройство 310, связывающее нить 342 с электродом 300, и разворачивающее нить 342; и второе проводящее устройство 320, имеющее наконечник, который прокалывает материал цели (не показан) или ткани цели 330, фиксируется в материале цели (не показан) или в тканях цели, фокусирует электрическое поле у наконечника и создает ионизованный канал в воздушном зазоре 352, могущий существовать между электродом 300 и тканями цели 330. Воздействующий ток проходит через ткани цели 330 только по одной из двух цепей (исключающее ИЛИ цепей 352, 354). Первая альтернативная цепь, представленная линией 354, возникает, когда второе проводящее устройство 320 прокалывает ткани цели 330. Вторая альтернативная цепь, представленная зазором 352, возникает, когда второе проводящее устройство 320 не контактирует и не фиксируется в тканях цели 330, но фиксируется в материале, находящемся вблизи тканей цели, достаточно близко для образования зазора 352.
В одном из вариантов, в соответствии с функциями, указанными ранее, со ссылками на ФИГ. 1А-1D и 2А-2В, связывающее устройство 161 выполнено как корпус, устройство 162 механического сцепления выполнено как дротик, а устройство 163 растекания выполнено как диффузор, являющийся средством растекания тока. Корпус и дротик могут выполняться из разнородных материалов. Формирование корпуса, содержащего материал с существенной пластичностью (например, цинковый сплав), может облегчить связывание нити и/или сборку нити и корпуса. Формирование дротика, содержащего материал со значительной твердостью (например, легированная нержавеющая сталь) может облегчить формирование наконечника для прокалывания, фиксирования и фокусирования. По меньшей мере, часть устройства растекания облегчает фокусирование электрического поля в тканях цели или вблизи них. Проводящая часть устройства растекания может быть открыта для контакта с тканями цели. Устройство растекания может содержать проводящую часть, изолированную часть и часть, имеющую один или несколько остроконечных элементов поверхности. Растекание включает в себя уменьшение напряженности электрического поля (например, потока) на наконечнике дротика, которое возникает при отсутствии растекания.
В соответствии с функциями, указанными ранее со ссылками на ФИГ. 1А-1D, нить может быть связана с электродом способом, в котором выполняется фокусирование, формирование и растекание, как указано в ссылке на устройство 163 растекания. Перед сборкой с нитью такой электрод может включать в себя связывающее устройство 161 и устройство 162 механического сцепления. После сборки с нитью, такой электрод, кроме того, содержит нить, которая включает в себя устройство 163 растекания. Сборка электрода может выполняться путем введения нити, а затем - дротика через отверстие во внутреннюю часть корпуса, и формирование корпуса таким образом, чтобы он препятствовал удалению нити и/или дротика из внутренней части (например, опрессовка корпуса, обжатие дротика в корпусе, закрывание отверстия корпуса, деформация части корпуса).
Может использоваться устройство растекания, отличающееся от нити (например, ФИГ.10). Хотя часть нити может служить как устройство растекания, может использоваться дополнительное устройство растекания. Нить может быть электрически и/или механически соединена с устройством растекания.
Как указано ранее, корпус выполняет функции связывающего устройства. Корпус может иметь любую форму и размер, известный в технике, соответствующим образом связывая нить и разворачивая нить (например, форму, близкую к сферической, близкую к цилиндрической, имеющую ось симметрии в направлении полета, форму пули, форму капли). В различных вариантах корпус может быть непроводящим, содержать проводящий материал, или содержать комбинацию одной или нескольких проводящих частей и одного или нескольких изоляторов.
Как указано ранее, дротик выполняет функции устройства механического сцепления. Дротик может иметь любой размер и форму, известную в технике, для соответствующего прокалывания материала и/или тканей цели, фиксирования в материале и/или тканях цели, фокусирования электрического поля для ионизации воздуха в зазоре, и создания ионизованного канала в зазоре. В различных вариантах дротик может быть непроводящим, содержать проводящий материал, или содержать комбинацию одной или нескольких проводящих частей и одного или нескольких изоляторов. Если дротик содержит непроводящие (изолирующие) материалы или поверхности, некоторые или все функции фокусирования и формирования электрода 160 могут выполняться устройством растекания (диффузором).
Как указано ранее, диффузор выполняет функции устройства растекания. В одном варианте, растекание посредством диффузора является однородным в отдельной области материала и/или тканей цели, или однородным в отдельном объеме материала и/или тканей цели. В другом варианте, растекание посредством диффузора является неоднородным. Неоднородное рассеяние может приводить к образованию горячих участков потока электрического поля относительно области тканей цели или объема тканей цели. Горячие участки могут быть распределенными, расположенными вразброс, имеющими определенную форму, разветвленными, и/или сегментными. Горячий участок - область или объем, в котором возникает локальный максимум напряженности потока электрического поля. Горячий участок включает локальный максимум и окружающую среду вплоть до уровня 80% локального максимума.
Отношение тока, пропущенного через ткани цели по устройству механического сцепления, к току, пропущенному через ткани цели по устройству растекания, зависит от многих факторов. Например, факторы могут включать пространственное соотношение (например, расстояние между устройствами, расположениями) между дротиком, диффузором, и тканями цели; пространственное соотношение между открытыми проводящими частями дротика, диффузора, корпуса электрода и тканями цели; проводящие свойства тканей цели, проводящие свойства наружной поверхности цели (например, одежда, бронежилет); химический состав тканей цели (например, пот, кровь, соседние кровеносные сосуды, ткани соседних органов, соседняя кость, наличие медикаментов); перемещение цели; и электрические характеристики (например, максимально допустимое выходное напряжение, полное внутреннее сопротивление источника, полное продольное сопротивление, максимально допустимый выходной ток) электронного оружия и/или нити.
Пространственное соотношение между любыми из элементов: дротиком, диффузором и тканями цели может включать физическое расстояние между дротиком, диффузором и тканями цели. Такое физическое расстояние может облегчать или ограничивать электрическую взаимосвязь между любыми из элементов: дротиком, диффузором и тканями цели. Описание электрической взаимосвязи включает электрическое соединение, если оно существует (например, посредством физического контакта, посредством ионизации воздуха в зазоре), величину полного сопротивления электрической цепи и, если зазор существует, напряжение, требуемое для ионизации воздуха в зазоре.
Изменение пространственного взаимоотношения между дротиком, диффузором и/или тканями цели может изменить электрическую взаимосвязь между двумя дротиками, диффузором и тканями цели. Изменение электрической взаимосвязи может изменить отношение токов, подаваемых к цели через дротик и диффузор.
Пространственное соотношение может изменяться, когда электрод выпускается в направлении цели, и механически сцепляется с целью. Механическое сцепление включает соединение с наружной поверхностью цели, создание контакта с тканями цели и внедрение в ткани цели. Перемещение цели может измерить пространственное соотношение между дротиком и тканями цели. Перемещение цели может увеличить физическое расстояние между дротиком и тканями цели, вхождение дротика в контакт с тканями цели или обратно, и увеличение или уменьшение количества дротиков, врезавшихся в ткани цели.
3
2
3
2
Если электрод выпускается в направлении цели, и дротик механически сцепляется с целью, пространственное соотношение между диффузором и тканями цели может измениться. Диффузор может располагаться на расстоянии от тканей цели, при неподвижном дротике, проколовшем (например, внедрившемся) ткани цели. Диффузор может контактировать (например, примыкать) с тканями цели, при неподвижном дротике, проколовшем ткани цели. Диффузор может прокалывать ткани цели, при неподвижном дротике, проколовшем ткани цели. Соответствующие проводящие части дротика и диффузора могут быть расположены так, что проводящая часть диффузора, как правило, расположена дальше от не являющихся кожей тканей цели, чем проводящая часть дротика. Сопротивление R по ФИГ. 1D может быть меньше, чем сопротивление R. Ток I может быть больше чем ток I.
1
Пространственное соотношение между диффузором и дротиком может изменяться, если диффузор и/или дротик контактируют с материалом и/или тканями цели. Воздушный зазор между диффузором и дротиком (например, зазор GAP) может влиять на электрическую взаимосвязь. Изменение пространственного соотношения (например, длины воздушного зазора) между диффузором и дротиком (например, перемещение одного из них или обоих) может влиять на электрическую взаимосвязь.
Диффузор может быть гибким (например, постоянно деформируемым, упругим). Когда диффузор соударяется с материалом и/или тканями цели, он может перемещаться (например, изгибаться, гнуться, нарушаться, переустанавливаться). Гибкий диффузор может иметь исходное положение относительно дротика и корпуса электрода. Исходное положение диффузора может устанавливать воздушный зазор исходной длины между диффузором и дротиком. Напряжение может ионизировать воздух в зазоре исходной длины для создания электрического соединения между диффузором и дротиком, которые в противном случае изолированы друг от друга. Контакт диффузора с материалом и/или тканями цели может смещать действующую часть диффузора на расстояние от дротика. Если диффузор смещается на расстояние от дротика, длина воздушного зазора между диффузором и дротиком увеличивается. Если длина воздушного зазора увеличивается, электрическая взаимосвязь между диффузором и дротиком изменяется.
Диффузор может быть негибким. Негибкий диффузор может располагаться на расстоянии от дротика для установления воздушного зазора между диффузором и дротиком. Напряжение может ионизировать воздух в зазоре для создания электрического соединения между диффузором и дротиком, которые в противном случае изолированы друг от друга. При контакте диффузора с тканями цели, ткани цели могут попадать в зазор между диффузором и дротиком. Ткани цели в зазоре могут изменять электрическую взаимосвязь между диффузором и дротиком. Диффузор может включать острие с целью проникновения диффузора в ткани цели, для фокусирования электрического поля, для создания ионизованного канала и/или для растекания электрического поля. Диффузор может содержать шип для фиксации в материале (например, для сопротивления удалению) и/или тканях цели. Диффузор может содержать одну или несколько проводящих или изолированных частей для формирования электрического поля диффузора. Электрод может содержать один или несколько изоляторов. Изолятор включает любой материал (например, изоляционный, обособленный, изолированный), который заметно препятствует действию проводимости. Воздух служит изолятором на расстоянии, имеющем напряжение пробоя, большее, чем напряжение воздействующего сигнала. Изолятор может быть выполнен как устройство электрода (например, стержень дротика, стержень диффузора) и/или как покрытие устройства электрода. Покрытие может быть однородным. Покрытие может быть частичным или неоднородным. Изоляционные покрытия включают лак, черный цинк, диэлектрическую пленку, непроводящий пассивированный слой, полимер поли (р-ксилилен) (например, Parylene/Парилен), политетрафторэтилен (например, тефлон), термопластичный полиамид (например, Zytel/Зител). Изоляционные устройства могут включать пластмассу, нейлон, стекловолокно или керамику. Могут использоваться обычные технологии изоляции.
Электрод может содержать один или несколько диффузоров. Диффузоры одного электрода могут различаться (например, длиной, гибкостью, положением относительно дротика, положением относительно изоляторов, положением относительно корпуса электрода, полным сопротивлением, составом материала). Каждый диффузор может проводить часть тока через цель. Диффузоры могут отличаться по пространственному соотношению между диффузорами, другими частями электрода и/или тканями цели.
Диффузор может создаваться из обычных материалов, подходящих для растекания тока в материалах или тканях цели или через них (например, проводящих и/или диэлектрических). Диффузор, как указано ранее, может подводить ток к тканям цели путем примыкания к тканям цели, подавать ток к тканям цели через ионизованный воздух в зазоре между диффузором и тканями цели, и/или подавать ток к тканям цели через ионизованный воздух в зазоре между диффузором и дротиком, расположенным в тканях цели или вблизи них.
Изолированный проводник, включенный в конструкцию электрода, может проводить ток через цель посредством открытой части проводника (например, непокрытой, неизолированной, с изоляцией, рассчитанной на пробой при определенных условиях). Открытая часть проводника может подводить ток непосредственно к тканям цели, или подводить напряжение, подходящее для ионизации воздуха в зазор между открытой частью проводника, тканями цели, и/или проводящей конструкцией электрода.
В одном варианте диффузор выполнен как часть нити. Продольная нить (например, связывающий провод), изолированная вдоль оси, имеет срезанный поперек оси конец, обнажающий проводник нити. Срезанный конец и часть нити позади среза выполняют функцию диффузора, как указано ранее. Например, срез нити по длине, как правило, обнажает проводник на срезанном конце нити. Срезанный конец и часть нити могут располагаться так, что срезанный конец лежит на некотором расстоянии от проводящей части дротика. Напряжение воздействующего сигнала может ионизовать воздух в зазоре между проводником нити и проводящей частью дротика для установления электрического соединения для продолжения ионизации воздуха. Вследствие малых размеров зазора между проводником нити и дротиком, воздух в зазоре может ионизоваться воздействующим сигналом сравнительно низкого напряжения (например, 200 В - 400 В).
Ионизация воздуха в зазоре для создания цепи между диффузором и, по меньшей мере, одним из остальных устройств электрода и тканями цели может увеличивать температуру диффузора. При увеличении температуры часть диффузора (и других конструкций электрода) может оплавляться. Оплавление изолятора может приводить к изменению формы изолятора. Оплавление проводника, в частности, путем быстрого увеличения температуры может приводить к испарению, точечной коррозии, и/или образованию бороздок на части проводника и/или отложению налета сажи на части проводника.
Каждый раз, как воздух в зазоре ионизуется для создания импульса тока, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, прогнозируемая часть проводника и/или изолятора оплавляется, приводя к кумулятивной и измеримой индикации (например, запись, сигнал, признак) подачи импульса тока (например, части воздействующего сигнала). Анализ таких признаков может предоставить информацию об использовании электронного оружия. Например, способ, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, определения величины тока, поданного электродом, как указано здесь, включает сравнение рассматриваемых устройств электрода, из которых был образован ионизованный канал во время пропускания тока, с набором эталонных устройств такой же конструкции. Элементы набора имеют определенные величины износа. Результат сравнения облегчает определение классификации рассматриваемых устройств (например, больший износ одного элемента набора, и меньший износ другого элемента набора) и, следовательно, определение наиболее вероятной величины тока, поданной рассматриваемым электродом.
Электрод, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, может содержать корпус, один или несколько дротиков, и один или несколько диффузоров. Корпус может содержать изолированную часть (например, один или несколько изоляторов). Дротик может содержать изолированную часть (например, один или несколько изоляторов). Диффузор может содержать изолированную часть (например, один или несколько изоляторов). Нить может быть изолирована от остальных устройств электрода. Изолированные части, как правило, ограничивают образование токовой цепи и/или фокусирование электрических полей для образования цепи и растекания тока.
Корпус содержит переднюю часть (например, лицевую сторону) относительно направления полета (например, ФИГ.2А направление А) к цели и заднюю часть (например, заднюю сторону). Корпус механически связан с дротиком и диффузором. Передняя часть корпуса, как правило, ориентирована в направлении цели перед выстрелом электрода, во время полета электрода к цели и после механического сцепления электрода с целью. В отношении направления полета к цели, корпус расположен позади наконечника дротика, и позади открытого проводника диффузора. Корпус механически связан с нитью. Корпус может содержать существенную часть общей массы электрода. Корпус выполнен с площадью поверхности, получающей движущую силу для выталкивания электрода в направлении цели. Корпус выталкивается из модуля развертывания, реагируя на движущую силу. В варианте, где корпус содержит проводящую часть или является полностью проводящим, корпус, попавший рядом с тканями цели, может электрически соединяться с целью.
Дротик механически соединен с корпусом электрода. Дротик может выступать из передней части корпуса. Дротик может механически соединять электрод с целью. Дротик может проникать через защитный барьер на наружной поверхности цели. Дротик может проникать в ткани цели. Дротик может оказывать сопротивление извлечению из цели. Дротик может подавать воздействующий сигнал через цель. Как указано здесь, дротик может электрически соединяться с диффузором. Дротик может электрически соединяться с корпусом. Дротик может механически соединяться с диффузором.
Диффузор может механически соединяться с корпусом электрода. Диффузор может выступать из передней части корпуса в направлении цели. Диффузор может проводить часть тока через цель. Как указано выше, диффузор может электрически соединяться с дротиком и/или целью. Диффузор может электрически соединяться с корпусом электрода. Диффузор может механически соединяться с дротиком. Диффузор может механически сцепляться с тканями цели. Диффузор может электрически соединяться с нитью.
Диффузор может быть гибким или негибким. Диффузор может позиционироваться относительно корпуса, дротика и/или цели. Расположение электрода в цели или вблизи нее может изменить положение диффузора относительно корпуса, дротика и/или цели. Электрическое соединение между диффузором, корпусом, дротиком и/или целью может зависеть, хотя бы частично, от положения диффузора относительно корпуса, дротика и/или цели.
Изолятор может уменьшать вероятность установления электрической связи. Изолятор может влиять на образование ионизованного канала через воздух в зазоре между дротиком и диффузором. Изолятор может создавать физическую связь между диффузором, дротиком, корпусом и/или целью для пропускания тока через цель по дротику, диффузору и/или корпусу. Изолятор может создавать зазор между дротиком и диффузором.
Дротик может содержать изолятор. Изолятор может изолировать любую часть дротика или весь дротик. Дротик может частично или полностью создаваться из материала, который электрически изолирован. Изолятор может быть такого типа (например, толщина, материал, структура), который электрически изолирует дротик при токе, имеющем напряжение ниже порогового, но теряет изоляционные свойства при токе, имеющем напряжение, превышающее пороговое. Изолятор можно создавать (например, формировать, применять, располагать, удалять, частично удалять, срезать) для установления вероятного расположения дротика, в котором изолятор может терять изолирующую способность при токе, превышающем пороговое напряжение. Изолятор может располагаться на дротике или возле него относительно диффузора.
Диффузор может содержать изолятор. Изолятор может изолировать весь диффузор или любую часть его. Диффузор может частично или полностью создаваться из материала, который электрически изолирован. Изолятор может быть такого типа (например, толщина, материал, структура), который электрически изолирует диффузор при токе, имеющем напряжение, ниже порогового, но теряет изоляционные свойства при токе, имеющем напряжение, превышающее пороговое. Изолятор можно формировать для установления вероятного расположения диффузора, в котором изолятор может терять изолирующую способность при токе, превышающем пороговое напряжение. Изолятор может располагаться на диффузоре или возле него относительно дротика.
Наконечник (например, острие, конус, вершина, образующая острый угол между гранями, конец стержня сравнительно малого диаметра) служит для прокалывания наружной поверхности (например, слоя) цели и/или тканей цели. Наконечник дротика облегчает прокалывание, фиксацию, фокусирование и формирование посредством дротика. Наконечник диффузора облегчает фокусирование и формирование посредством диффузора. Наконечник, будучи изолированным, может действовать как зазор или прерыватель, прерывающий протекание тока (например, блокируя его), пока пороговое напряжение не пробьет изолятор и обеспечит ионизацию вблизи наконечника и/или протекание тока через наконечник.
Шип служит для фиксации (например, удерживания) электрода в материале и/или тканях цели для сохранения механического сцепления между шипом и материалом и/или тканями цели. Зазубренная часть дротика сопротивляется механическому разъединению (например, извлечению из материала и/или тканей цели). Зазубренная часть диффузора сопротивляется механическому разъединению диффузора с материалом и/или тканями цели.
Воздействующий сигнал через цель может рассеиваться электродом, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, так что ток воздействующего сигнала протекает по различным цепям через ткани цели или протекает через различные части тканей цели по одной цепи.
Цепь может включать электрическое соединение, установленное посредством физического контакта двух проводников и/или ионизованного воздушного зазора между двумя проводниками. Зазор может содержать ткани цели.
Электрод 400 по ФИГ.4-11 выполняет функцию электрода, указанного ранее со ссылками на ФИГ.1А-1D. Электрод 400 после сборки с нитью 470 включает в себя корпус 440, дротик 410 и диффузор 430.
Нить 470 тянется из задней части 444 корпуса 440 для соединения электрода 400 с генератором сигналов 118 электронного оружия 100. Генератор сигналов 118 подает воздействующий сигнал по нити 470 к электроду 400. Нить 470 представляет собой изолированный проводник и механически соединена с корпусом 440, как указано ранее, когда электрод 400 находится в сборе. При отсутствии воздействующего сигнала, нить 470 электрически не соединена с корпусом 440 или дротиком 410. В одном варианте, диаметр нити 470 составляет около 0,38 мм с внутренним омедненным стальным проводником диаметром около 0,127 мм. В другом варианте диаметр нити 470 составляет около 0,46 мм.
Корпус 440 содержит переднюю часть 442 и заднюю часть 444, обе - по отношению к направлению полета электрода 400 к цели. Корпус 440 механически соединен с дротиком 410. Корпус 440 может быть электрически соединен с дротиком 410. Корпус 440 может содержать внутреннюю часть, в которую введена нить и дротик. Внутренняя часть может быть закрыта любым из обычных способов. В одном варианте корпус 440 представляет собой мягкий сплав металла (например, сплав цинка), что облегчает деформацию для закрывания внутренней части. В одном варианте корпус 440 имеет диаметр около 5,4 мм.
Дротик 410 создан из любого обычного электропроводного материала (например, металл, полупроводник, сверхпроводник, наноматериал), например нержавеющей стали. Дротик 410 включает в себя наконечник 412 и шип 414. Дротик 410 может содержать изолятор на себе, или в составе одной или нескольких частей (420, 424, и/или 412) дротика 410. В другом варианте изоляторы отсутствуют, и дротик 410 имеет проводящую поверхность (например, 412, 424, 420). Хвостовик 610 (ФИГ.6) дротика 410 механически соединяет дротик 410 с корпусом 440. Дротик 410 может быть электрически соединен с корпусом 440. Дротик 410 выступает вперед относительно направления полета к цели из передней части 442 корпуса 440 по направлению к цели. В одном варианте дротик 410 имеет диаметр около 0,9 мм и длину от 6,36 до 13,97 мм, предпочтительно, около 10,16 мм.
В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, диффузор 430 включает в себя оконечную часть нити 470. Нить 470 входит в заднюю часть 444 корпуса 440, проходит через внутреннюю часть корпуса 440 и выступает за переделы передней части 442 корпуса 440. Оконечная часть нити 470 выступает вперед из передней части 442 и выполняет функции диффузора, как указано ранее.
Различные размеры электрода 400 и его элементов влияют на действие диффузора 430. Корпус 440 имеет диаметр 706 (ФИГ. 7) окружности с центральной осью 702 симметрии. Дротик 410 имеет диаметр 708 окружности с центральной осью симметрии, которая совпадает с осью 702. Нить 470 имеет диаметр 710 окружности с центральной осью 704 симметрии. Ось 704 проходит по центру проводника диффузора 430 через рабочую точку 721 для определения различных расстояний и углов, влияющих на функции диффузора, в том числе, фокусирование, формирование и растекание, как указано ранее.
Диффузор 430 содержит изолятор 450 и проводник 460. Изолятор 450 включает в себя проводник 460. Изолятор 450 изолирует проводник 460 от электрического соединения с корпусом 440 и дротиком 410 посредством физического контакта между проводником 460 и корпусом 440 или дротиком 410. Диффузор 430 содержит рабочую точку 721, включающую в себя неизолированный конец проводника 460, срезанного до обнажения проводника 460 для воздействия атмосферы. Оконечная часть нити 470 выполнена по кривой с радиусом, описываемым обычно как угол 716 касательной к кривой относительно дротика 410 (например, в направлении полета). Угол 716 является достаточным, чтобы рабочая точка 721 смещалась от дротика 410 при соударении с материалом и/или тканями цели, например, в диапазоне от 10 градусов до 90 градусов, предпочтительно, около 45 градусов.
Диффузор 430 и его рабочая точка 721 формируют и задают исходное положение так, что при использовании, рабочая точка 721 создает один или несколько ионизованных каналов для тока возбуждающего сигнала. Предпочтительное позиционирование может создавать цепи через ткани цели, наиболее вероятно - цепи через дротик 410; и/или может создавать цепи через дротик 410, наиболее вероятно - цепи через корпус 440, если корпус и дротик электрически соединены. Для удобства изготовления нить 470 может быть срезана по касательной к корпусу 440 для образования диффузора 430. Вообще, увеличение переднего простирания 714 диффузора 430 относительно корпуса 440 уменьшает вероятность ионизации между диффузором 430 и корпусом 440 (также называемой обратной активацией). Вообще, увеличение расстояния от базы 720 диффузора 430 до дротика 410 уменьшает вероятность ионизации между диффузором 430 и дротиком 410 и увеличивает вероятность ионизации канала через ткани цели. Для дротика, содержащего изолированную заднюю часть, имеющую длину 712, и проводящую переднюю часть, имеющую длину 713, как правило, увеличение длины 712 увеличивает вероятность ионизации между диффузором 430 и тканями цели.
Например, диффузор 430 может быть срезан до такой длины, чтобы, когда диффузор 430 запрессован (например, параллельно) передней части 442 (например, угол 716 составляет около 90 градусов), диффузор 430 не выступает за корпус 440 или не покрывает его. Если диаметр корпуса, расстояние 706, составляет около 5,4 мм, диаметр дротика составляет около 0,89 мм, и нить 470 находится по соседству с дротиком 410, диффузор 430 срезан по касательной к корпусу 440, до длины (например, когда он выпрямлен) около 2,26 мм от передней части 442 корпуса 440. Следовательно, в зависимости от угла 716, переднее простирание, расстояние 714, до рабочей точки 721 находится в пределах от половины диаметра нити 470 (например, 0,19 мм) до половины диаметра корпуса 440 (например, 2,72 мм), предпочтительно, около 2,26 мм. Если угол 716 составляет около 45 градусов, переднее простирание 714 составляет около 1,6 мм. Увеличение длины диффузора 430 может уменьшить вероятность ионизации между рабочей точкой 721 и корпусом 440, например, если угол 716 составляет около 90°.
Проводящая часть дротика, которая находится вплотную к рабочей точке диффузора, здесь называется местом активации дротика. Если часть стержня дротика содержит неизолированный проводящий материал, место активации дротика, например, может быть промежутком 720 от рабочей точки 721 до ближайшей точки 723 на дротике 410. Дротик может включать в себя заднюю часть и переднюю часть. Например, дротик 410 содержит заднюю часть 420, имеющую длину 712 от передней части 442 корпуса 440 до границы 415 и, кроме того, содержит переднюю часть 424, имеющую длину 713 от границы 415 до наконечника 412. В варианте, в котором задняя часть 420 имеет непроводящую наружную поверхность (например, содержит изолятор, проводник, покрытый изолятором), а передняя часть 424 имеет проводящую наружную поверхность, положение активации дротика может находиться на расстоянии 718 от рабочей точки 721.
В варианте, имеющем проводящий корпус 420, электрически соединенный с дротиком 410, расстояние активации спереди 718 может быть меньше, чем расстояние активации сзади 714, для увеличения вероятности того, что активация дротика возникает через ткани цели или вблизи нее.
Расстояние от положения активации 723 дротика до рабочей точки 721 диффузора 430 определяет расстояние от базы 720. В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, расстояние от базы больше, чем половина диаметра нити 470 (например, малые углы 716), и меньше, чем длина диффузора 430 (например, увеличенные углы 716). В одном варианте расстояние 720 составляет около 1,27 мм, если угол 716 составляет около 45 градусов, диаметр нити 470 составляет около 0,381 мм, длина диффузора составляет около 2,26 мм, и расстояние активации спереди 718 составляет около 2,26 мм.
Диффузор может быть рассчитан на деформацию при соударении с целью (например, быть пластичным, гибким). Положение рабочей точки диффузора относительно других частей электрода (например, расстояние до базы) может изменяться при соударении и/или проникновении в цель от исходного положения, установленного производителем электрода, и перед развертыванием. Например, проникновение дротика 410 в цель 164 (ткани или материал) может изменить положение диффузора 430 относительно дротика 410 и корпуса 440. Такое изменение положения может включать изменение угла 716, изменение расстояния до базы 720, изменение расстояния активации спереди 718, и/или изменение расстояния активации сзади 714. Изменение, положения, как правило, изменяет одну или несколько электрических взаимосвязей между рабочей точкой 721, дротиком 410, корпусом 440, и тканями цели 164. Эти электрические взаимосвязи могут определять, который (один или несколько) из возможных каналов ионизации становится ионизованным, и проводит ток возбуждающего сигнала. Как правило, самый короткий канал ионизуется, а самый длинный канал не ионизуется.
Примеры уменьшения, размещения электрода и действия электрода 400 описаны в таблице 2. В этом варианте корпус 440 электрически соединен с дротиком 410 во внутренней части корпуса 440. Дротик 410 имеет проводящую поверхность (например, дротик из нержавеющей стали) от передней части 442 до наконечника 412. Однако наконечник 412 имеет напряжение относительно обратной цепи только после возникновения (а) проводимости от рабочей точки 721 через ткани цели; (б) ионизации от рабочей точки 721 до тканей цели, до дротика 410 (например, активация спереди), и/или (в) ионизации до корпуса 440 (например, активация сзади).
ТАБЛИЦА 2
Строка
Размеры
Расположение
Действие относительно обратной цепи
1
перед соударением расстояние до базы 720 примерно равно расстоянию переднего простирания 714; после соударения, расстояние 728 < расстояния до базы 720, и расстояние 728 < расстояния 714
дротик 410 фиксируется в тканях цели
активация спереди с растеканием; воздействующий ток растекается, по меньшей мере, между первой цепью от рабочей точки 721 через ткани цели и второй цепью от рабочей точки 721 до точки активации 723 дротика, затем через наконечник 412 и ткани; вторая цепь может также включать ткани цели между точкой 721 и точкой 723.
2
перед соударением расстояние до базы 720 примерно равно расстоянию переднего простирания 714; после соударения расстояние 714 < расстояния 720, и расстояние 728 равно расстоянию 714
дротик 410 прокалывает материал цели, деформирует диффузор 430 и прокалывает ткани цели
активация сзади с растеканием; воздействующий ток растекается, по меньшей мере, между первой цепью от рабочей точки 721 до корпуса 440, затем через наконечник 412 и ткани и второй цепью от рабочей точки 721 через ткани цели.
Во время соударения с целью, электрод 400 может выполнять растекание в исходном положении, в соответствии со строкой 1 таблицы 1, а впоследствии - в соответствии со строкой 2 таблицы 1, вследствие силы инерции соударения и/или движения цели.
В другом варианте, как указано ранее, дротик 410 содержит изолированную заднюю часть 420, границу 415 и неизолированную переднюю часть 424. Корпус 440 электрически не соединен с дротиком 410 во внутренней части корпуса 440. Изолятор 420 может быть создан из любого обычного изоляционного материала, включая указанные ранее. Например, диаметр изолированной части 420 дротика 410 может быть около 0,89 мм. Примеры уменьшения, размещения электрода и действия для этого варианта электрода 400 описаны в таблице 3.
ТАБЛИЦА 3
Строка
Размеры
Расположение
Действие относительно обратной цепи
1
перед соударением расстояние до базы 720 примерно равно расстоянию перед него простирания 714; после соударения расстояние 728 < расстояние до базы 720 и расстояние 728 < расстояния 714; расстояние 726 меньше расстояния 712; расстояние 718 больше расстояния 720.
задняя часть 420 находится в тканях цели
активация спереди с растеканием; воздействующий ток растекается, по меньшей мере, между первой цепью от рабочей точки 721 через ткани цели и второй цепью от рабочей точки 721 до точки активации 722 дротика, затем через наконечник 412 и ткани; вторая цепь включает ткани цели между точкой 721 и точкой 722.
Для образования изолятора 420, изоляцию можно нанести на поверхность дротика 410. Для изоляции из парилена, толщина нанесенного изолятора находится в диапазоне от 0,1 до 76 микронов, предпочтительна толщина 60 микронов.
Форма дротика 410 может влиять на характеристики изолятора 420. Например, размер и геометрия наконечника 412 или шипа 414 дротика 410 может ограничивать толщину нанесенной изоляции. Уменьшение толщины изолятора 420 у положения на дротике 410 может уменьшать изоляционную способность вблизи наконечника 412 и/или шипа 414 для сопротивления электрическому току через дротик 410. Приложение к дротику 410 напряжения, большего, чем пороговое, может пробить изолятор 420 вблизи наконечника 412 или шипа 414, что позволяет создать ток, протекающий через дротик 410 в цель.
Как указано ранее, диффузор, согласно различным аспектам настоящего изобретения, может представлять доказательства пропускания тока через цель. Если практически весь ток через диффузор пропускается путем ионизации зазора у проводника диффузора, распространение точечной коррозии по проводнику может быть прямо пропорционально току, пропущенному через ткани цели. Если практически весь ток через диффузор пропускается путем ионизации зазора у изолятора диффузора, степень оплавления диффузора может быть прямо пропорционально току, пропущенному через ткани цели.
Например, перед пропусканием тока через цель изолятор 450 и проводник 460 диффузора 430 имеют вид недавно изготовленной нити. На недавно изготовленном диффузоре отсутствует точечная коррозия, зазубрины, оплавление и другие физические признаки пропускания тока по изолятору и по проводнику диффузора. Например, наконечник диффузора 430 образован срезанием нити 470 под прямым углом к длине нити 470. До пропускания тока проводник 460 является видимым только при осмотре наконечника диффузора 430, глядя на длину диффузора 430, и край изолятора 450 образует угол около 90 градусов. Если диффузор 430 пропускает ток, проводник 460 и изолятор 450 могут нагреваться вследствие ионизации и дугового пробоя тока в воздушном зазоре. Если такой ток продолжает протекать по диффузору 430, изолятор 450 оплавляется, округляя срезанный край проводника 450 и обнажая проводник 460, как показано на ФИГ.8. Продолжение пропускания такого тока через диффузор 430 приводит к дополнительному оплавлению и округлению изолятора 450 и дополнительному обнажению проводника 460, как показано на ФИГ.9. Величина округления изолятора 450 и обнажения проводника 460 пропорциональна величине тока, пропущенного через диффузор 430. Если ток пропускается в виде импульсов практически равного заряда, величина округления и обнажения может быть сопоставима с количеством импульсов тока, пропущенного через ткани цели.
Пропускание тока по диффузору 430 может изменить поверхность изолятора 450 и проводника 460. Пропускание тока по диффузору 430 приводит к точечной коррозии, зазубринам, испарению и налету сажи на поверхности изолятора 450 и проводника 460. Величина изменений поверхности изолятора 450 и проводника 460 пропорциональна величине пропущенного тока и/или количеству импульсов тока, пропущенного по диффузору 430, как описано в статьях, включенных путем ссылки выше.
Анализ изолятора 450 и проводника 460 представляет доказательства величины тока, пропущенного через цель.
Величина точечной коррозии, зазубрин, испарения и осадка сажи на поверхности изолятора 450 и проводника 460 пропорциональна количеству раз ионизации, возникающей при подаче воздействующего сигнала. Придание диффузору нужной формы перед использованием создает отправную точку для измерения и сравнения тока, пропущенного по электроду. Как указано ранее, предпочтительно, чтобы диффузор имел правильную форму (например, прямоугольную) краев.
В другом варианте электрода, согласно различным аспектам настоящего изобретения, электрод содержит диффузор, не рассчитанный на деформацию при соударении с целью. Поскольку часть рабочей точки такого диффузора сохраняется относительно других элементов электрода, электрод может содержать более одного такого диффузора. Например, электрод 1018 по ФИГ.10 содержит корпус 1040, дротик 1010, первый диффузор 1020 и второй диффузор 1030. Электрод 1018 выполняет функции электрода 160, как указано ранее. Корпус 1040, дротик 1010 и диффузоры 1020 и 1030, соответственно, выполняют функции корпуса, дротика и диффузора в соответствии с указанным ранее. Например, корпус 1040 может быть выполнен в виде, аналогичном корпусу 440, за исключением того, что нить (не показана) электрически соединена с диффузорами 1020 и 1030, изолирована от корпуса 1040 и изолирована от дротика 1010 при отсутствии ионизации.
Корпус 1040 может иметь форму, облегчающую ионизацию между нитью и диффузором во внутренней части корпуса 1040. Помещение, по меньшей мере, частично, ионизации в контролируемую среду облегчает сопоставление изменений в проводнике (например, нити, диффузора, дополнительной поверхности в корпусе 1010) и/или изоляторе (нить, диффузор, дополнительный изолятор в корпусе 1010) с количеством тока, пропущенного через диффузор.
Как указано ранее, дротик 1010 может быть выполнен из электропроводного материала (например, нержавеющей стали), из изоляционного материала или из комбинации проводящего и изоляционного материалов. Для ясности описания, в дальнейшем описании дротик 1010 содержит проводящий материал вблизи диффузоров 1020 и 1030. Дротик 1010 включает в себя наконечник и шип (не показано), аналогично дротику 410. Дротик 1010 механически соединен с корпусом 1640 любым обычным способом. Дротик 1010 может быть электрически соединен с корпусом 1040. Дротик 1010 выступает вперед из передней части 1042 корпуса 1040 относительно направления полета к цели.
В одном варианте, дротик 1010 полностью изолирован для облегчения растекания тока от диффузоров 1020 и 1030 через ткани цели. В таком варианте дротик 1010 не выполняет функции фокусирования, формирования или проводимости. Диффузор может выполнять функцию связывания, в дополнение или вместо функции связывания корпуса. Если диффузор механически закреплен на корпусе, механическое соединение нити с диффузором связывает нить с корпусом.
Диффузоры 1020 и 1030 расположены симметрично относительно, по меньшей мере, одной из передних частей 1042 корпуса 1040, дротика 1010 и оси центральной симметрии 1048 корпуса 1040 и/или дротика 1010. Как показано, диффузоры 1020 и 1030 могут быть конструктивно и функционально идентичными. Вследствие симметричного расположения, сближение, по меньшей мере, одного диффузора и материала или тканей цели облегчено.
Диффузор 1030 выполнен из любого подходящего электропроводного материала. Диффузор 1030 механически соединен с передней частью 1042 корпуса 1040. Диффузор 1030 выступает вперед из передней части 1042. Диффузор 1030 электрически не соединен с корпусом 1040 или дротиком 1010 посредством физического контакта. Диффузор 1030 может электрически соединяться с дротиком 1010 посредством ионизации воздушного зазора 1054 между диффузором 1030 и дротиком 1010. Как указано ранее, диффузор 1030 электрически соединен с проводником нити (не показано).
Предпочтительно, диффузор 1030 установлен как можно дальше от дротика 1010, но по-прежнему расположен на передней части 1042. Например, если диаметр 1044 корпуса 1040 составляет около 5,41 мм, длина диффузора 1050 составляет около 22,6 мм, диаметр диффузора составляет около 0,38 мм, а минимальный интервал 1054 между поверхностями дротика 1010 и диффузора 1030 составляет около 1,78 мм.
Если расположение электрода на цели включает в себя прокалывание тканей цели как дротиком 1010, так и одним или несколькими диффузорами 1020 и 1030, ткани цели помещаются между дротиком 1010 и диффузором. Активация дротика 1010 подразумевает создание цепи тока через ткани цели. Цепь тока может быть образована из одного или нескольких диффузоров и обратной цепи через ткани цели.
Диффузор может иметь наконечник 1032 и стержень 1031. Наконечник может быть аналогичен по конструкции и функциям наконечнику с конструкцией механического соединения или дротику, описанному ранее. Наконечник может быть проводящим. Диффузор может содержать изолятор, который электрически изолирует диффузор (например, стержень), за исключением наконечника. Рабочая точка диффузора, таким образом, ограничена до наконечника, предпочтительно, до заостренной части наконечника, для фокусирования потока электрического поля. Фокусирование может в начальной стадии направлять поток электрического поля в сторону от дротика 1010 для увеличения вероятности того, ионизация и/или токовые цепи будут включать ткани цели.
Стержень диффузора может сохранять расстояние 1054 между наконечником и другими элементами электрода во время выстрела и соударения с материалом или тканями цели. Сохранение может выполняться посредством выравнивания центральной оси диффузора (например, стержня) в направлении полета.
В другом варианте стержень диффузора при соударении с материалом или тканями цели направляет наконечник в сторону от других элементов электрода, для увеличения цепи или увеличения количества цепей тока через ткани цели. Например, направление наконечника 1032 в сторону от дротика 1010 можно выполнить путем исходного выравнивания центральной оси диффузора 1030 (или стержня 1031) немного в сторону (не показано) от направления полета. В таком варианте, стержень 1031 может гнуться для предотвращения разрыва тканей цели.
Диффузор 1030 может прокалывать материал и/или ткани цели. Если материал и/или ткани цели входят в зазор между диффузором 1030 и дротиком 1010, электрическая связь между диффузором 1030 и дротиком изменяется. Тогда как ткани цели располагаются между диффузором 1030 и дротиком 1010, вероятность дугового пробоя тока между диффузором 1030 и дротиком 1010 может быть увеличена, а амплитуда тока, проводимого нитью (не показано), через диффузор 1030 в ткани цели, может возрасти.
Устройства, описанные выше как элементы электрода, могут объединяться, используя обычные механические и электрические способы в различных вариантах настоящего изобретения. Например, корпус и дротик могут выполняться из одного материала как одно устройство, во избежание удорожания за счет сборки дротика с корпусом.
ВАРИАНТЫ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Во-первых, модуль развертывания проводит ток через ткани цели. Ток подавляет произвольные движения цели. Модуль развертывания содержит корпус, по меньшей мере, один электрод, по меньшей мере, одну нить и боезаряд. Конец нити механически соединен с электродом. Электрод содержит средства для растекания тока.
В процессе работы, боезаряд выталкивает электрод из корпуса в направлении цели для вытягивания нити из модуля развертывания в направлении цели. Устройства электрода механически сцепляют электрод с целью. Нить проводит ток. Благодаря положению и ориентации средств для растекания тока, больше тока проходит от нити к поверхности тканей цели, чем проводится электродом в ткани цели.
Во-вторых, модуль развертывания передает ток от генератора сигналов через ткани цели для подавления произвольного движения цели. Модуль развертывания содержит нить, корпус, электрод и боезаряд. Нить проводит ток. Корпус удерживает первый конец нити. Электрод в исходном положении находится в корпусе. В процессе работы, боезаряд в корпусе выталкивает электрод из корпуса для развертывания нити в направлении цели. Электрод содержит корпус и два устройства. Корпус механически соединен с нитью вблизи второго конца нити. Первое устройство после развертывания механически сцепляет корпус с целью. Второе устройство, поддерживаемое корпусом, распределяет ток из нити для протекания частично через первое устройство, и остатка - через второе устройство.
В-третьих, модуль развертывания подает ток к цели для подавления произвольных движений цели. Модуль развертывания содержит, по меньшей мере, один электрод и боезаряд. Электрод содержит нить, средства для механического сцепления электрода с целью и средства для фокусирования электрического поля. Проводник нити электрически изолирован от средств механического сцепления электрода с целью, без ионизирующего напряжения между проводником и средствами механического сцепления. Средства для фокусирования электрического поля устанавливают длину воздушного зазора на расстоянии от средств для механического сцепления.
В процессе работы боезаряд выталкивает электрод в направлении цели. Нить подводит ток к электроду. Электрод обладает способностью подавать ток к тканям цели по воздушному зазору и/или по средствам фокусирования.
В-четвертых, модуль развертывания подводит ток к цели для подавления произвольных движений цели. Модуль развертывания содержит, по меньшей мере, один электрод и боезаряд. Электрод содержит нить, подающую ток к электроду и, кроме того, содержит устройство для механического сцепления. Устройство механического сцепления электрически изолировано от нити, без ионизирующего напряжения между устройством механического сцепления и нитью.
В процессе работы боезаряд выталкивает электрод в направлении цели. Электрод подает ток к тканям цели по цепи от устройства растекания до устройства механического сцепления и/или по устройству растекания.
В-пятых, электронное оружие проводит ток через цель. Ток подавляет произвольные движения цели. Электронное оружие содержит пусковой механизм и модуль развертывания, который взаимодействует, по меньшей мере, с одним электродом в направлении цели. Пусковой механизм содержит генератор сигналов для подачи тока. Модуль развертывания содержит нить и электрод. Нить электрически соединяет генератор сигналов с электродом. Электрод содержит корпус и наконечник. Корпус имеет переднюю часть в отношении направления полета электрода к цели. Наконечник выступает вперед из передней части. Оконечная часть нити тянется вперед, к передней части между передней частью и наконечником. Оконечная часть подает ток к цели.
В-шестых, модуль развертывания подает ток к цели. Ток подавляет произвольные движения цели. Модуль развертывания содержит электрод и средства для выталкивания электрода в направлении цели. Электрод содержит нить, средства для связывания нити с электродом, средства для фиксации электрода в цели и средства для растекания тока в тканях цели. Нить проводит ток к средству для растекания. Однако средства для связывания изолированы от проводника нити без ионизации. Кроме того, средства для фиксации также электрически изолированы от проводника нити без ионизации.
В процессе работы, модуль развертывания получает ток срабатывания, подводимый к средствам для растекания. Средства для растекания обеспечивают создание цепи, с помощью ионизации, до средств фиксации, для пропускания, по меньшей мере, части тока.
В-седьмых, модуль развертывания подводит ток к цели для подавления произвольных движений цели. Модуль развертывания содержит электрод и боезаряд для выталкивания электрода в направлении цели. Электрод содержит корпус и диффузор. Дротик механически сцепляет электрод с целью. Диффузор позиционирует длину воздушного зазора на расстоянии от дротика.
В процессе работы диффузор проводит ток через цель в соответствии с положением дротика и диффузора относительно тканей цели. Если невозможно создать цепь тока с пониженным сопротивлением, диффузор сохраняет ионизацию воздушного зазора.
В-восьмых, электрод содержит дротик и диффузор. Электрод служит для пуска в направлении предусмотренной цели для пропускания тока через цель, где ток подавляет произвольные движения цели. Диффузор позиционирует длину воздушного зазора на расстоянии от дротика. Диффузор проводит ток через цель посредством, по меньшей мере, одного из дротиков и диффузоров в соответствии с положением дротика, диффузора и тканей цели друг относительно друга. Если невозможно создать цепь тока с пониженным сопротивлением, диффузор сохраняет ионизацию воздушного зазора.
В-девятых, электрод для пуска в направлении предусмотренной цели пропускает ток от генератора сигналов через цель. Генератор сигналов не является частью электрода. Ток подавляет произвольные движения цели. Электрод содержит корпус, дротик и диффузор. Корпус содержит переднюю часть в отношении направления полета электрода к цели. Дротик механически соединен с передней частью корпуса. Диффузор механически соединен с передней частью корпуса и позиционирует длину воздушного зазора на расстоянии от дротика. Генератор сигналов электрически соединен с диффузором.
В процессе работы, для подачи тока к цели, диффузор обладает способностью соединять дротик посредством ионизации воздушного зазора, обладает способностью соединяться с тканями цели без ионизации и обладает способностью соединяться с тканями цели с ионизацией.
В-десятых, способ осуществляется с помощью модуля развертывания для подачи тока через цель. Ток подавляет произвольные движения цели. Способ включает в любом осуществимом порядке: (а) пуск электрода модуля развертывания в направлении цели; (b) позиционирование диффузора и дротика электрода в тканях цели или вблизи нее; и (c) активация передней части дротика посредством диффузора для подачи тока.
В-одиннадцатых, способ осуществляется с помощью модуля развертывания для подачи тока через цель. Ток подавляет произвольные движения цели. Способ включает в любом осуществимом порядке: (а) выталкивание электрода модуля развертывания в направлении цели для соударения с целью; (б) реагирование на силу удара, позиционирование дротика и диффузора электрода относительно тканей цели; (в) в соответствии с позиционированием, подачу тока через цель посредством любого сочетания дротика, диффузора, первого воздушного зазора между дротиком и тканями цели, второго воздушного зазора между дротиком и диффузором и третьего воздушного зазора между диффузором и тканями цели.
В-двенадцатых, электрод представляет признаки пропускания тока через цель. Ток подавляет произвольные движения цели. Электрод содержит корпус и дротик. Корпус содержит переднюю часть в отношении направления полета электрода к цели. Дротик механически соединен с корпусом и выступает вперед из передней части корпуса. Изолированный провод механически соединяет электрод с источником тока. Местный разогрев провода приводит к деформации провода. Провод механически соединен с корпусом. Оконечная часть провода выступает вперед из передней части корпуса. Изолятор провода концентрирует электрическое поле тока для ионизации воздуха в зазоре, по меньшей мере, в любом: первом или втором зазоре. Первый зазор отделяет проводник провода от дротика. Второй зазор отделяет проводник от тканей цели. Ионизация воздуха в любом зазоре, вызывающая выделение тепла, приводит к возникновению признаков пропускания тока, включая деформацию провода.
В предшествующем описании обсуждаются предпочтительные варианты настоящего изобретения, которые могут быть изменены или модифицированы без отступления от объема настоящего изобретения, определенного формулой. Примеры, перечисленные в скобках, могут использоваться как альтернативные или в любом осуществимом сочетании. Использованные в описании и формуле слова «состоящий», «включающий» и «имеющий» вводят допускающие поправки формулировки элементов конструкции и/или функций. В описании и формуле слова в единственном числе употребляются в значении «один или несколько». Хотя для ясности изложения описаны несколько конкретных вариантов изобретения, объем изобретения определяется формулой, изложенной ниже.