Результат интеллектуальной деятельности: Нелетальная ручная граната с газовым зарядом

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нелетальному оружию со звуковыми, световыми, ирритантными (раздражающими) средствами поражения цели и предназначено к применению как средство ограничения целенаправленных агрессивных физических действий, сдерживания и рассеивания агрессивной толпы в полицейской технике пресечения массовых нарушений общественного порядка.

Уровень техники

Известны устройства для сдерживания и рассеивания агрессивной толпы, представляющие собой ручные светозвуковые гранаты и светозвуковые с ирритантами и травматическими эластичными готовыми поражающими элементами гранаты, типа «Заря», «Пламя», «Факел», ГСЗ, «Вьюшка», «Дрофа», «Вьюн-К» и пр. [1-3].

В настоящее время за рубежом боеприпасы светозвукового действия практически не патентуются, вероятно потому, что создание устройств действие которых обеспечивается энергией взрывчатых веществ (BB) пиротехнических составов, порохов уже несет за собой новых технических решений и разработки подобных устройств идут по направлению создание компактных (имеется ввиду устройства в габаритных размерах классических гранат и снарядов к ручным гранатометам) по новым инновационным развиваемым в США и получившим название «Compact Non-Lethal Non-Pyrotechnic Flash-Bang Technologies».

Недостатком светозвуковых гранат является их повышенная травматичность для людей, находящихся в агрессивной толпе, в первую очередь, из-за возможных механических травм при попадании метаемой гранаты в голову или травмоопасные зоны тела, так как ручная и гранатометная граната всегда представляет собой твердый и тяжелый предмет с большой относительной поперечной нагрузкой.

Главный же недостаток большинства известных светозвуковых гранат заключается в их высокой травмоопасности для случайных или неагрессивных участников в агрессивной толпе. Рекомендуемое удаление от вышеприведенных гранат при их разрыве (чтобы не нанести серьезные травмы людям) составляет 2…5 м. Взрыв гранаты в толпе очень травмоопасен, так как фугасно-дробящий эффект взрыва пиротехнических светозвуковых составов типа 88-40 в оболочке (корпусе) гранаты составляет от 40…70% фугасно-дробящего эффекта взрыва боевого взрывчатого вещества (BB) тротила, а по фугасности может и превосходить тротил. Большинство конструкций светозвуковых гранат при взрыве образует также твердые осколки неметаллических корпусов и металлических частей запалов гранат. Практика показывает, что взрывающаяся вплотную к биологическим объектам светозвуковая граната, как правило, вызывает тяжелые механические травмы, в том числе и с раздроблением и отрывом конечностей или серьезные вплоть до последующей слепоты повреждение органов зрения мельчайшими осколками корпуса гранаты. Несмотря на декларируемое в описаниях гранат отсутствия осколков при разрыве, в реальности поражения наносят и осколки неметаллических корпусов гранат и кроме того высокоскоростные частицы металлического горючего, конденсированного окислителя, и твердых раскаленных окислов металла продуктов взрыва. В связи именно с большой травмоопасностью как показывает практика, правоохранители применяют светозвуковые гаранты крайне редко и лишь в исключительных случаях, осознавая их высокую травмоопасность и риски последующей административной и даже (в случае нанесения смертельных травм) уголовной ответственности. Эффект от взрыва светозвуковой гранаты в непосредственной близости от материального объекта приведен, например, в [4]. Осколочные ранения от взрыва светозвуковых грана приведены в [5].

Контролировать степень нелетального воздействия светозвуковых гранат принципиально невозможно. При близком разрыве от человека степень воздействия может быть слишком большой и является причиной нанесения проникающих осколочных ранений, контузий, переломов ребер, сотрясения мозга, значительных поверхностных повреждений различных органов и кожи, повреждений черепа, разрывов сердца, почек, печени, внутренних кровоизлияний, раздробления и отрыва конечностей, в пределе - высокой вероятности смерти или инвалидности объекта применения. Во всех реализованных на сегодняшнее время конструкциях светозвуковых гранат не удается реализовать диаметрально противоположные требования: обеспечение полной «нелетальности» поражения объекта (объектов) применения в случае использования, с одной стороны, и обеспечение эффективности воздействия, т.е. достаточного сдерживающего и рассеивающего агрессивную - толпу действия, с другой стороны. Поиск оптимального соотношения требований нелетальности и эффективности воздействия до настоящего времени является актуальной и до конца не решенной задачей.

Недостаток светозвуковых гранат всех типов состоит также в том, что все типы таких гранат содержат конденсированные пиротехнические составы, являющиеся также бризантными взрывчатыми веществами пониженной мощности при подрыве их с помощью детонаторов. Взрыв одной гранаты при хранении светозвуковых гранат на складе вызывает неизбежный взрыв всех гранат и соответственные катастрофические последствия. Хранение и применение светозвуковых гранат равнозначно хранению и применению взрывчатых веществ с соответственными необходимыми мерами безопасности учета, хранения, обеспечения сохранности, что неизбежно усложняет возможность их применения. Попадание светозвуковых гранат в руки правонарушителей в результате отъема их у правоохранителей представляет еще большую опасность в связи с возможностью индивидуального использования отнятых (украденных) гранат для совершения преступлений, например, с использованием самодельной осколочной рубашки для гранат.

Кроме указанных недостатков, следует отметить весьма высокую цену ручных светозвуковых гранат, что не позволяет применять их в необходимых для решения различных оперативных задач количествах. Например, стоимость самой распространенной в силовых службах РФ ручной светозвуковой гранаты «Заря-2» составляет 1959,49 рублей за штуку до 15.02.2016 г. ([6]). Стоимость ручной светозвуковой раздражающей гранаты «Дрофа-ПМ» в 2014 году составила 13472,09 рублей за штуку [7].

Прототипов заявляемого устройства из известного уровня техники и в результате патентного поиска не обнаружено.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является создание нелетальной ручной гранаты пониженной травмоопасности для сдерживания и рассеивания агрессивной толпы, не содержащей конденсированные BB или взрывоопасные пиротехнические составы, не представляющей опасности в случае попыток ее использования правонарушителями для совершения тяжких преступлений и имеющей невысокую стоимость производства.

Сущность изобретения заключается в том, что нелетальная ручная граната, содержит герметичный пустотелый тонкостенный корпус, снаряжаемый зарядом взрывчатой газовой или парогазовой смеси горючее - окислитель, заправочный обратный клапан или прокалываемый и самозатягивающийся заправочный элемент, предохранитель, таймер-замедлитель, запускаемый от упомянутого предохранителя, а также устройство инициирования газового заряда, присоединенное к упомянутому таймеру.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус выполнен из прочного полимерного или металлического материала.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый таймер-замедлитель выполнен механического, химического, пиротехнического или электрического типа.

Дополнительная особенность заключается в том, что в качестве упомянутого горючего, преимущественно, используются газы или пары с высокой удельной теплотой сгорания.

Дополнительная особенность заключается в том, что в качестве упомянутого окислителя применяется, преимущественно, кислород, закись азота или тетраоксид азота.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус заполнен упомянутым окислителем под атмосферным или небольшим избыточным давлением.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус заполнен атмосферным воздухом под атмосферным или небольшим избыточным давлением.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус заполнен упомянутым горючим под атмосферным или небольшим избыточным давлением.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус, заполнен смесью упомянутого горючего и упомянутого окислителя под атмосферным или небольшим избыточным давлением.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус вакуумирован.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус имеет сильфонный гофрированный профиль.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый корпус заполнен жидкостью, преимущественно, водой.

Дополнительная особенность заключается в том, что в упомянутом корпусе выполнено отверстие с герметичной съемной заглушкой.

Дополнительная особенность заключается в том, что внутри упомянутого корпуса содержится навеска химического ирританта, или дымообразователя, или их смеси.

Дополнительная особенность заключается в том, что внутри упомянутого корпуса содержится навеска мелкодисперсного металлического горючего.

Дополнительная особенность заключается в том, что внутри упомянутого корпуса содержится навеска жидкого или мелкодисперсного красителя.

Дополнительная особенность заключается в том, что внутри или снаружи упомянутого корпуса размещен эластичный утяжелитель.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый прокалываемый и самозатягивающийся заправочный элемент может быть частью упомянутого корпуса.

Дополнительная особенность заключается в, том, что упомянутое устройство инициирования смеси горючего и воздушного окислителя электрического типа имеет источник электропитания.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутое устройство инициирования смеси горючего и воздушного окислителя способно выдавать термический или детонационный инициирующий импульс.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутое устройство инициирования может быть съемным.

Дополнительная особенность заключается в том, что упомянутый таймер может быть предварительно запрограммирован.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Схематичное изображение основных деталей и узлов гранаты.

Фиг. 2. Схематичное изображение основных деталей и узлов гранаты с вакуумированным корпусом.

Осуществление изобретения

Фиг. 1. Граната состоит из герметичного пустотелого корпуса 1 емкостью 0,25…2,0 л, заправочного обратного клапана или прокалываемого и самозатягивающего проколотое отверстие эластичного элемента или иного заправочного элемента 2, который может монтироваться на корпусе 1; как отдельная деталь, или быть непосредственно частью корпуса, инициирующего устройства 3 (воспламенителя или детонатора), имеющего предохранительное устройство 4 (предохранитель) инициирования или запуска таймера-замедлителя 5, или того и иного вместе. При этом таймер-замедлитель 5, инициирующее устройство 3 и предохранитель 4 могут быть выполнены в виде единого узла (например, как запал классической ручной гранаты, состоящий из механического ударника или курка, имеющего предохранительную чеку и откидной рычаг, столбика замедлительного пиротехнического состава и капсюля детонатора). Таймер-замедлитель может быть выполнен механического химического, пиротехнического или электрического типа.

Корпус 1 выполняется из прочного на разрыв и нехрупкого материала, например, полиэтилентерефталата (ПЭТ), причем в качестве такого корпуса может быть использована преимущественно готовая стандартная тара для розлива напитков (ПЭТ-бутылки). В случае необходимости придания корпусу гранаты оригинальной формы могут быть использованы стандартные ПЭТ-преформы в 16…48 г. Корпус может быть выполнен также из тонкого металла с толщиной не более 0,1…0,2 мм, например, алюминия, причем в качестве такого корпуса может быть использована стандартная тара для розлива напитков (пивная алюминиевая банка). При изготовлении корпусов из металла целесообразно, но не обязательно, выполнить на поверхности корпусов ослабляющих рисок, например, в виде частичного надрезания металла. При разрыве гранаты корпус лопается по ослабленным местам, не давая даже теоретически металлических осколков.

В одном из вариантов приведения гранаты в боевое (рабочее) положение внутренняя полость корпуса 1 гранаты в состоянии хранения содержит газообразный кислород, или закись азота, или тетраоксид азота под атмосферным или небольшим (1…5 атм) избыточным давлением. Для приведения гранаты в боевое положение пользователь соединяет заправочный элемент 2 с заправочной емкостью, находящейся у пользователя, в которой находится порция газообразного или жидкого горючего, необходимая для составления газового заряда взрывчатой газовой смеси горючее - окислитель под избыточным давлением, более высоким, чем давление газообразного окислителя в корпусе 1. Под действием разности давлений порция горючего заполняет внутреннюю полость корпуса 1, смешиваясь внутри корпуса с окислителем и образуя газовый заряд. Перед метанием гранаты в цель пользователь снимает инициирующее устройство 3 с предохранителя 4, который может представлять собой выдергиваемую предохранительную чеку, или чеку и откидной предохранительный рычаг, или иное предохранительное устройство. При метании гранаты в цель (после снятия с предохранителя 4 начинает работать таймер-замедлитель 5 который, после отсчета запрограмированного времени замедления, пускает в ход инициирующее устройство 3. Происходит инициирование газового заряда в корпусе 1 гранаты, определяемое конструкцией инициирующего устройства или выбранного пользователем режима взрыва гранаты «мягкого воздействия» или «жесткого воздействия». Изменение режима воздействия достигается изменением способа инициирования смеси горючее - окислитель. Инициирование газовой (или парогазовой смеси) от источника пламени, или нагреваемой электрической спирали, или электрического искрового разряда с той или иной энергией в импульсе, или инициирование при помощи детонатора, вызывают различные по характеру выходные эффекты отражающиеся на уровне звукового давления от разрыва гранаты: от ламинарной дефлаграции до дефлаграционного взрыва и детонации.

В другом варианте приведения гранаты в боевое положение корпус 1 гранаты в состоянии хранения содержит атмосферный воздух под атмосферным или небольшим избыточным давлением. Для приведения гранаты в рабочее (боевое) положение пользователь соединяет заправочный элемент 2 с заправочной емкостью пользователя, в которой находится порция газообразного или жидкого горючего, необходимая для составления газового заряда под избыточным давлением, более высоким, чем давление воздуха в корпусе 1. Под действием разности давлений порция горючего заполняет корпус 1, смешиваясь внутри корпуса с воздухом и образуя газовый заряд.

В другом варианте приведения гранаты в боевое положение корпус 1 гранаты в состоянии хранения содержит газообразное горючее или пары горючего под атмосферным или небольшим избыточным давлением. Для приведения гранаты в рабочее (боевое) положение пользователь соединяет заправочный элемент 2 с заправочной емкостью пользователя, в которой находится порция газообразного кислорода, закиси азота или воздуха, необходимая для составления газового заряда под избыточным давлением, более высоким, чем давление горючего в корпусе 1. Под действием разности давлений порция кислорода, закиси азота или воздуха заполняет корпус 1, смешиваясь внутри корпуса с горючим и образуя взрывчатую смесь горючее - окислитель.

В третьем варианте приведения гранаты в боевое положение (Фиг. 2а.) корпус 1 гранаты в состоянии хранения не содержит ни горючего, ни окислителя, и, например, вакуумирован. Тонкостенный полимерный корпус в случае вакуумирования должен иметь гофры (аналогично сильфону) для ориентированного сжатия атмосферным давлением. В связи с уменьшенными габаритами вакуумированные корпуса гранаты особенно удобны для компактного хранения до заправки газовым зарядом и применения.

В состоянии хранения корпус может быть не вакуумирован, а наполнен водой. Для приведения гранаты в рабочее (боевое) положение пользователь соединяет заправочный элемент 2 с заправочной емкостью пользователя, в которой находится уже готовый газовый заряд в необходимом, например, стехиометрическом соотношении. В случае хранения гранаты с ваккумированным корпусом 1 газовый заряд заполняет сжатый атмосферным давлением корпус, и граната приобретает рабочие габариты (Фиг. 2б.) В случае хранения гранаты с корпусом 1, заполненным водой газовый заряд заполняет корпус, вытесняя воду наружу через обратный клапан или устройство другого типа, которое после вытеснения воды герметично перекрывает внутреннюю полость корпуса 1.

Во всех вышеприведенных вариантах приведения предлагаемой гранаты в боевое (рабочее) положение, до заполнения корпуса гранаты пользователем горючим газом, кислородом или воздухом, либо газовым зарядом, граната может храниться с постоянно присоединенным к ней инициирующим устройством, что недопустимо при хранении гранат - аналогов (недопустимо хранение светозвуковых гранат с взрывателями/запалами). Единственный вариант недопустимости длительного хранения предлагаемых гранат с присоединенными инициирующими устройствами - это хранение с уже заполненным газовым зарядом корпусом.

Для разряжания гранаты в случае отмены- необходимости использования в корпусе гранаты может быть выполнено отверстие, снабженное герметичной съемной заглушкой, устанавливаемой преимущественно на резьбовом соединении. При необходимости разряжания гранаты, корпус которой уже заполнен газовым зарядом, герметичная заглушка снимается, корпус гранаты через открывшееся отверстие заполняется водой для вытеснения из корпуса газового заряда, после чего вода сливается из корпуса гранаты, и отверстие вновь заглушается.

Заправочный элемент 2 может быть не отдельной деталью или узлом, а прокалываемой и самозатягивающейся частью корпуса 1, например, утолщенной эластичной вставкой в корпус с герметичным ее закреплением в корпусе в месте, удобном для заправки.

В качестве горючего газа наиболее целесообразно применение газифицируемых сжиженных пропана или пропан - бутана, пропилена, окиси этилена, MAPP-газа (Mappgas), диметилового эфира (ДМО) или их смесей. Возможно применение и жидкого горючего с более высокой температурой кипения, чем вышеупомянутые горючие, например, диэтилового эфира. В этом случае при заполнении корпуса гранаты горючим для образования газового заряда жидкое горючее целесообразно распылять (для лучшего испарения).

В качестве газообразного окислителя целесообразно применять преимущественно кислород, или закись азота, или тетраоксид азота. Газовые и парогазовые смеси горючих с закисью азота, тетраоксидом азота и кислородом имеют увеличенные по сравнению со смесями горючих с воздухом нижний и верхний пределы взрываемости (НПВ и ВПВ) (например, смесь пропан - бутана с воздухом имеет на 100% большие НПВ и ВПВ, чем смеси пропан - бутана с атмосферным воздухом). Такое свойство кислорода, закиси азота и или тетраоксида азота позволяют проводить пропорционирование компонентов газового заряда менее тщательно. Применение тетраоксида азота менее целесообразно, вследствие его ядовитости (т.е. необходимости особых мер при хранении в заправочном устройстве и в гранате) и высокой температуры кипения, что исключает применение гранат при низких температурах.

В отличие от светозвуковых гранат - аналогов, содержащих конденсированные светозвуковые пиротехнические смеси, предлагаемая граната при подрыве оказывает гораздо более мягкое и преимущественно акустическое воздействие.

При разрыве корпуса предлагаемой гранаты давление продуктов взрыва, даже в непосредственной близости от оболочки, в дефлагрирующих и детонирующих газовых зарядах на порядки меньше давления взрыва возле поверхности корпуса гранат со светозвуковыми пиротехническими конденсированными смесями при организации в них взрывного горения или детонации с малыми скоростями, что происходит в светозвуковых гранатах - аналогах. Поэтому и травмоопасность для людей, даже при разрыве корпуса предлагаемой гранаты вплотную, на порядки ниже, чем от разрыва вплотную к телу человека известных светозвуковых зарядов гранат - аналогов.

Предлагаемые гранаты отличаются пониженной травмоопасностью в сравнении со светозвуковыми гранатами - аналогами также и потому, что при разрыве практически не образуют твердых массивных высокоскоростных осколков корпуса. При разрыве предлагаемой гранаты образуется лишь небольшое количество сравнительно мелких травмобезопасных обрывков тонкостенного пластикового корпуса из материала ПЭТ корпуса при детонации газовой смеси горючего и окислителя, либо только единичные и короткие разрывы корпуса по линии наименьшего сопротивления в случае турбулентного горения горючего и окислителя. Даже в случае срабатывания предлагаемой гранаты в руке пользователя, например, в результате неправильной эксплуатации, взрывной ампутации конечности не произойдет, и травма ограничится только сильным ушибом. Пониженная травмоопасность достигается также тем, что (в отличие от взрыва светозвуковых гранат -аналогов) взрыв газового заряда не образует разлетающихся от места взрыва высокоскоростных частиц несгоревших частиц металлического горючего, конденсированного окислителя и твердых раскаленных окислов металла продуктов взрыва, воздействие которых на органы зрения людей может вызывать серьезнейшие (вплоть до слепоты) травмы органов зрения.

Снаряжение в предлагаемых гранатах корпуса, помимо снаряжения собственно газовым зарядом, может быть весьма разнообразным. Например, для получения дополнительного звукового и светового воздействия, внутрь корпуса гранаты может быть дополнительно введено некоторое количество мелкодисперсного алюминия, магния, циркония или их сплавов. При взрыве гранаты металлическое горючее воспламеняется, распыляются и догорают за счет кислорода воздуха. Для получения дополнительного дымообразующего эффекта внутрь корпуса могут быть дополнительно введены жидкие дымообразователи, распыляемые при разрыве корпуса. Для получения дополнительного ирритантного (раздражающего), например, слезоточивого и спазматического эффектов, корпус может снаряжаться жидкими растворами лакриматоров или порошками лакриматоров.

Для получения дополнительного маркирующего правонарушителей эффекта внутрь корпуса гранаты могут быть введены жидкие несмываемые или твердые, мелкодисперсные, красители.

Возможно и комбинированное снаряжение, например, несмываемыми красителями с лакриматорами. Указанные дополнительные активные вещества вводятся в корпус при производстве гранат.

Главное условие снаряжения всеми указанными дополнительными веществами - это отсутствие или незначительность их взаимодействия с кислородом-окислителем внутри корпуса гранаты.

Вследствие того, что предлагаемая граната является пустотелой, а весом газового заряда внутри корпуса можно пренебречь, граната имеет очень небольшой общий вес, и, соответственно, небольшую дальность метания. Поэтому целесообразно утяжелять корпус гранаты помещением внутри корпуса (в полости корпуса) или снаружи корпуса утяжелителя, например, произвести заливку в полость корпуса некоторого количества полимеризуемого силиконового каучука или произвести приклейку отформованного каучука снаружи корпуса, например, приклеиванием или привязыванием. Для увеличения веса гранаты возможно и сохранение части воды внутри корпуса гранаты при заполнении корпуса газовой смеси в варианте гранаты с водой, вытесняемой при заправке корпуса газовой смесью.

В случае попадания предлагаемой гранаты в руки правонарушителей в результате кражи или отъема их у правоохранителей переделка их в гранаты с возможностью использования отнятых (украденных) гранат для совершения тяжких преступлений, например, с использованием самодельной осколочной рубашки, для предлагаемых гранат невозможна в принципе.

Стоимость предлагаемой гранаты при использовании корпусов из ПЭТ тары для розлива напитков, с учетом заправки газовым горючим и окислителем, отличается на порядок (в сторону уменьшения) от стоимости стандартных светозвуковых гранат, упомянутых в разделе «Уровень техники».

Использованные ссылки:

1. http:www.dogswar.ru/boepripasy/granaty/7392-rychnye-svetozvykovy.html

2. http://niiph.ru/index.php?dir=special

3. http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=dik-vn&book=2009&page=99

4. https://vk.com/video124116536_167363117?list=3c863af2c54b3a9173

5. http://uargument.com.ua/politika/kak-revolyutsioneryi-bili-soldat-srochnoy-sluzhbyi/

6. Тендер МВД от 15.02.2016 г., «Наименование объекта закупки: 464-2015АЭ Гранаты» http://zakupki.gov.ru/epz/order/notice/ea44/view/common-info.html?regNumber=0173100012515000443

7. Тендер МВД от 29.08.2014 г. Наименование объекта закупки: «Ручная граната раздражающего и светозвукового воздействия повышенной мощности «Дрофа-ПМ» https://zakupki.kontur.ru/0342100003114000353