Электрошоковая мина многократного использования

 

Изобретение относится к инженерным боеприпасам, а более конкретно к противопехотным минам с электрическими средствами поражения, и может быть использовано для минирования местности с целью нелетального поражения живой силы противника, а также в специальных операциях, в зонах проведения которых может находиться мирное население. Технический результат - исключение нанесения травм и увечий, возможность многократного использования. Электрошоковая мина многократного использования содержит герметичный диэлектрический корпус с размещенными внутри проводниками, диодами и емкостным накопителем, защищенные от влияния окружающей среды механические пружинящие нормально разомкнутые контакты нажимного действия, нажимную крышку. Мина также снабжена нормально разомкнутыми контактами, заземляющим электродом, герметизированным разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, гибкими пластинами, причем верхняя часть нажимной крышки выполнена токопроводящей, емкостной накопитель состоит из n-го числа конденсаторов, у которых выводы конструктивно расположены с противоположных сторон корпусов. Конденсаторы установлены с образованием вертикального последовательного ряда, в котором выводы конденсаторов направлены навстречу друг другу. Конденсаторы прикреплены к корпусу гибкими пластинами, встречные выводы конденсаторов соединены с нормально разомкнутыми контактами, величина зазора между которыми исключает пробой при нахождении конденсаторов в заряженном состоянии, первый конденсатор первым выводом соединен с первым выводом механического контакта и катодом первого диода. Второй вывод первого конденсатора соединен с анодом второго диода. Второй конденсатор первым выводом соединен с катодом третьего диода, второй вывод второго конденсатора соединен с анодом четвертого диода, n-й конденсатор первым выводом соединен с катодом 2n-1 диода, второй вывод n-го конденсатора соединен с анодом 2n-го диода, второй вывод механического контакта соединен с токопроводящим верхом нажимной крышки, нижняя и боковая поверхность которой покрыты диэлектрическим материалом, а сама нажимная крышка размещена внутри диэлектрического ограничителя растекания тока. В нижнюю часть диэлектрического корпуса вмонтирован заземляющий электрод, соединенный проводником с катодами второго, четвертого и 2n-го диодов, в боковую часть диэлектрического корпуса вмонтирован герметизированный разъем для подключения внешнего зарядного устройства, соединенный проводником с анодами первого, третьего и 2n-1 диодов. 1 ил.

Изобретение относится к инженерным боеприпасам, а более конкретно - к противопехотным минам с электрическими средствами поражения и может быть использовано для минирования местности с целью нелетального поражения живой силы противника, а также в специальных операциях, в зонах проведения которых может находиться мирное население.

Известен инженерный боеприпас ПМП [1], состоящий из корпуса, представляющего собой металлическую гильзу, в нижнем конце которой закреплен боек ствола, выполненного в виде гладкой стальной трубы спускового механизма, служащего для удержания ствола на боевом взводе и приведения мины в действие; пистолетного патрона, устанавливаемого в стволе. При срабатывании мины пуля, вылетающая вверх, наносит поражение в ногу. Недостатком мины является то, что при срабатывании она наносит человеку тяжелые увечья.

Известно устройство "TASER MINE" [2], состоящее из корпуса, в котором размещен высоковольтный источник и приспособление для метания проводников. Устройство снабжено датчиком, реагирующим на проходящего в непосредственной близости противника. Перед применением устройство и датчик маскируется в грунте. При срабатывании датчика, а затем устройства противник подвергается воздействию электрическим током, передаваемым по нескольким выстреливаемым им проводникам, один из которых заземлен. Концы проводников снабжены иглами-электродами. Для увеличения размеров поражаемой области ориентация вылета игл-электродов занимает в горизонтальной плоскости угол 120^o. Недостатками данного устройства являются следующие: - возможность нанесения различного рода механических травм; - для использования устройства оно снабжается дополнительными средствами (датчиком), что снижает гарантию срабатывания и поражения.

Общим недостатком приведенных устройств является однократность воздействия. Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании устройства скрытного размещения (мины), способного оказывать на противника (а при проведении специальных операций и на мирное население) гарантированное воздействие, выраженное в сильных болевых ощущениях, с целью затруднения его передвижения по определенному участку местности, исключая при этом нанесения травм и увечий, а также возможность повторного (многократного) применения устройства. Такое решение обеспечивается устройством нелетального действия. Электрошоковая мина многократного использования, содержащая герметичный диэлектрический корпус с размещенными внутри проводниками, диодами и емкостным накопителем, защищенные от влияния окружающей среды механические пружинящие нормально разомкнутые контакты нажимного действия, нажимную крышку, отличительной особенностью которой является то, что она снабжена нормально разомкнутыми контактами, заземляющим электродом, герметизированным разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, гибкими пластинами, причем верхняя часть нажимной крышки выполнена токопроводящей, емкостной накопитель состоит из n-го числа конденсаторов, у которых выводы конструктивно расположены с противоположных сторон корпусов, конденсаторы установлены с образованием вертикального последовательного ряда, в котором выводы конденсаторов направлены навстречу друг другу, конденсаторы прикреплены к корпусу гибкими пластинами, встречные выводы конденсаторов соединены с нормально разомкнутыми контактами, величина зазора между которыми исключает пробой при нахождении конденсаторов в заряженном состоянии, первый конденсатор первым выводом соединен с первым выводом механического контакта и катодом первого диода, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом второго диода, второй конденсатор первым выводом соединен с катодом третьего диода, второй вывод второго конденсатора соединен с анодом четвертого диода, n-й конденсатор первым выводом соединен с катодом 2n-1 диода, второй вывод n-го конденсатора соединен с анодом 2n-го диода, второй вывод механического контакта соединен с токопроводящим верхом нажимной крышки, нижняя и боковая поверхность которой покрыты диэлектрическим материалом, а сама нажимная крышка размещена внутри диэлектрического ограничителя растекания тока, в нижнюю часть диэлектрического корпуса вмонтирован заземляющий электрод, соединенный проводником с катодами второго, четвертого и 2n-го диодов, в боковую часть диэлектрического корпуса вмонтирован герметизированный разъем для подключения внешнего зарядного устройства, соединенный проводником с анодами первого, третьего и 2n-1 диодов.

Конструктивные особенности мины - емкостной накопитель, который при нажатии на механический пружинящий контакт переводится в режим умножения напряжения, нажимная крышка с токопроводящим верхом и покрытыми диэлектриком нижней и боковой сторонами совместно с диэлектрическим ограничителем растеканию тока позволяют формировать над миной при ее срабатывании высокий электрический потенциал, определяющий воздействие на человека, а возможность подключения по однопроводной схеме к внешнему зарядному устройству через герметизированный разъем совместно с применением пружинящего нормально разомкнутого контакта, находящегося между нажимной крышкой и емкостным накопителем, позволяют приводить через короткое время мину в боевое положение после ее срабатывания.

На чертеже изображен пример осуществления изобретения.

Электрошоковая мина устроена следующим образом. В герметичном диэлектрическом корпусе 1, имеющим форму, например, цилиндра, размещена накопительная емкость 2, состоящая из n-го количества (где n=1,2,3...) конденсаторов C1, C2 и Сn, установленных с образованием вертикального последовательного ряда, собственные выводы (электроды) конденсаторов конструктивно установлены с противоположных сторон корпусов, конденсаторы не соединены между собой, встречные выводы конденсаторов снабжены нормально разомкнутыми контактами, выводы каждого конденсатора соединены с диодами, находящимися в цепях заряда этих конденсаторов, корпуса конденсаторов прикреплены к гибким пластинам, а гибкие пластины к внутренней боковой поверхности диэлектрического корпуса 1, в верхней части корпуса 1 находится защищенный от воздействия внешних факторов механический пружинящий нормально разомкнутый контакт 3, конструкция которого обеспечивает передачу усилия и свободное перемещение для соприкосновения и отрыва контактов, механический контакт 3 соединен своим первым выводом с первым выводом конденсатора С1 и катодом диода D1, второй вывод конденсатора С1 соединен с анодом диода D2, конденсатор С2 первым выводом соединен с катодом диода D3, второй вывод конденсатора С2 соединен с анодом диода D4, n-й конденсатор первым выводом соединен с катодом 2n-1 диода, второй вывод n-го конденсатора соединен с анодом 2n-го диода, в корпус 1 вмонтирован герметизированный разъем 4, соединенный проводниками с анодами диодов D1, D3 и D2n-l, с наружной нижней части корпуса 1 установлен заземляющий электрод 5, соединенный проводником с катодами диодов D2, D4 и D2n, второй вывод механического пружинящего контакта 3 жестко соединен с токопроводящим верхом нажимной крышки 6, нижняя и боковая стороны нажимной крышки 6 покрыты диэлектриком 7, вокруг нажимной крышки 6 и корпуса 1 устанавливается ограничитель 8 растеканию тока в виде, например, диэлектрического цилиндра, установка ограничителя 8 растекания тока осуществляется таким образом, что между ним и боковой стороной нажимной крышки имеется небольшой зазор k (необходимо, чтобы диэлектрический цилиндр как можно ближе находился к поверхности земли и плотнее прилегал к боковой стороне нажимной крышки, т.е. k-->0). При нажатии человеком ступней на крышку 6 конструкция соединения механического пружинящего контакта 3 с нажимной крышкой 6 и конденсатором С1 обеспечивает гарантированное замыкание контактов внутри самого контакта 3 и между конденсаторами C1, C2 и Сn, а также гарантированное размыкание всех контактов при снятии усилия с крышки 6. Мина снабжена устройством синхронизации (на чертеже не показано), которое обеспечивает практически одновременное замыкание контактов, установленных на выводах конденсаторов.

Назначение элементов. Корпус 1 предназначен для размещения и защиты от воздействия внешних факторов накопительной емкости 2 и исключения пробоя напряжения накопительной емкости на грунт. Накопительная емкость 2 при срабатывании мины переводится в режим умножения напряжения и формирует высокий электрический потенциал. Защищенный от воздействия внешних факторов механический пружинящий нормально разомкнутый контакт 3 служит для электрического соединения накопительной емкости 2 с токопроводящим верхом нажимной крышки 6, для передачи усилия на удерживаемые гибкими пластинами корпуса конденсаторов, а также для исключения тока утечки накопительной емкости 2 на грунт при нахождении мины в режиме ожидания срабатывания. Герметизированный разъем 4 предназначен для подключения конденсаторов накопительной емкости 2 к внешнему зарядному устройству и для защиты внутренней части корпуса 1 от попадания влаги. Заземляющий электрод 5 находится в электрической цепи при зарядке конденсаторов накопительной емкости 2 (по однопроводной схеме), а при разрядке накопительной емкости в момент срабатывания мины заземляющий электрод 5 находится в электрической цепи, по которой осуществляется воздействие. Назначением нажимной крышки 6 является передача усилия от наступившего на мину человека к нормально разомкнутому контакту 3 и передача электрошокового воздействия от накопительной емкости 2 к человеку, диэлектрик 7, покрывающий нижнюю и боковую стороны нажимной крышки 6, снижает при срабатывании мины потери, возникающие из-за возможного попадания грунта под нажимную крышку. Диэлектрический цилиндр 8 резко ограничивает при срабатывании мины линии растекания тока от верха нажимной крышки 6 в грунт и защищает пространство между низом нажимной крышки и верхней частью корпуса от попадания грунта. Диоды D1, D2, D3, D4, D2n-1 и D2n находятся в цепях зарядки конденсаторов C1, C2, Сn и предназначены для одностороннего пропускания зарядного тока, а также для исключения шунтирования конденсаторов в момент, когда емкостной накопитель переводится в режим умножения напряжения. Внешнее зарядное устройство (на чертеже не показано) предназначено для зарядки и поддержания конденсаторов в заряженном состоянии до момента срабатывания мины.

Электрошоковая мина работает следующим образом (см. чертеж). Мина устанавливается в грунт на небольшую глубину t (глубина измеряется от верха нажимной крышки до раздела грунт-воздух), при этом механический пружинящий нормально разомкнутый контакт 3 находится в рабочем положении, через герметизированный разъем 4 подключается (по однопроводной схеме) внешний источник зарядки накопительной емкости (в данной цепи обратным токопроводом служит земля). Каждый конденсатор емкостного накопителя заряжается до некоторого напряжения U по цепи: внешнее зарядное устройство - герметизированный разъем 4 - диод - конденсатор - диод - заземляющий электрод 5 - грунт - внешнее зарядное устройство. При нажатии человеком ступней ноги на нажимную крышку 6 через механический пружинящий контакт 3 (его собственные контакты при этом замыкаются) усилие передается на корпус конденсатора C1, и он, удерживаемый гибкой пластиной, движется вниз, в момент соединения контактов, установленных на встречных выводах C1, C2 и Сn, емкостной накопитель 2 переводится в режим умножения напряжения (за счет последовательного соединения конденсаторов), устройство синхронизации обеспечивает при этом практически одновременное замыкание контактов, над нажимной крышкой в грунте наводится потенциал f1 (значение равно U•n), а на расстоянии шага человека потенциал f2, (причем f2 практически равен 0) разность f1 и f2 есть шаговое напряжение, поражающее наступившего на мину человека. Электрическую схему при воздействии можно представить еще и цепью: верх нажимной крышки - петля "нога-нога" человека - грунт - заземляющий электрод.

Для достижения разности потенциалов f1 и f2, способной гарантированно создать воздействие, конденсаторы емкостного накопителя берутся большой емкости, а конструктивные особенности нажимной крышки, диэлектрического ограничителя растеканию тока, позволяют концентрировать линии растекания тока (при срабатывании мины), таким образом, что потенциал f1, наводимый над площадкой, будет сравнительно высоким, а f2 низким.

В зависимости от решаемых задач мина может снабжаться собственным малогабаритным источником, обеспечивающим зарядку конденсаторов до определенного напряжения и поддержание их в заряженном состоянии. Источник размещается в корпусе мины.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования: - дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения; - замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; - увеличение количества однотипных элементов действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов действий; - выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Электрошоковое воздействие (воздействующий ток течет по петле "нога-нога" через промежность ног) при срабатывании мины в зависимости от состояния организма человека обеспечивает временную потерю координации движения, кратковременную потерю памяти, а также психическое воздействие. Отсутствие поражающих элементов делает данную мину безопасной для жизни человека и позволяет применять ее против противника, когда непосредственно рядом с ним находится мирное население.

Источники информации 1. Руководство по материальной части средств инженерного вооружения "Средства минирования и разминирования", книга первая "Инженерные боеприпасы". Военное издательство Минестерства Обороны СССР, М., 1963, с. 113, 114.

2. Proceedings of Non-Lethal Defense III. Laurel, Maryland, 1998.

Формула изобретения

Электрошоковая мина многократного использования, содержащая герметичный диэлектрический корпус с размещенными внутри проводниками, диодами и емкостным накопителем, защищенные от влияния окружающей среды механические пружинящие нормально разомкнутые контакты нажимного действия, нажимную крышку, отличающаяся тем, что она снабжена нормально разомкнутыми контактами, заземляющим электродом, герметизированным разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, гибкими пластинами, причем верхняя часть нажимной крышки выполнена токопроводящей, емкостной накопитель состоит из n-го числа конденсаторов, у которых выводы конструктивно расположены с противоположных сторон корпусов, конденсаторы установлены с образованием вертикального последовательного ряда, в котором выводы конденсаторов направлены навстречу друг другу, конденсаторы прикреплены к корпусу гибкими пластинами, встречные выводы конденсаторов соединены с нормально разомкнутыми контактами, величина зазора между которыми исключает пробой при нахождении конденсаторов в заряженном состоянии, первый конденсатор первым выводом соединен с первым выводом механического контакта и катодом первого диода, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом второго диода, второй конденсатор первым выводом соединен с катодом третьего диода, второй вывод второго конденсатора соединен с анодом четвертого диода, n-й конденсатор первым выводом соединен с катодом 2n-1 диода, второй вывод n-го конденсатора соединен с анодом 2n-го диода, второй вывод механического контакта соединен с токопроводящим верхом нажимной крышки, нижняя и боковая поверхность которой покрыты диэлектрическим материалом, а сама нажимная крышка размещена внутри диэлектрического ограничителя растекания тока, в нижнюю часть диэлектрического корпуса вмонтирован заземляющий электрод, соединенный проводником с катодами второго, четвертого и 2n-го диодов, в боковую часть диэлектрического корпуса вмонтирован герметизированный разъем для подключения внешнего зарядного устройства, соединенный проводником с анодами первого, третьего и 2n-1 диодов.

РИСУНКИ

Рисунок 1