Способ формирования электропроводящего канала для дистанционного поражения электрошоком

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в "Способе формирования электропроводящего канала для дистанционного поражения электрошоком" канал передачи электрической энергии формируется за счет кинетической энергии струи жидкости (определяющей длину канала), силы трения, возникающей между проводником и струей (вытягивающее действие) и подъемной силой, которая удерживает проводник внутри струи. Кроме того, в точке, куда ударяет струя при использовании в качестве рабочей жидкости воду, образуется надежный контакт (проводник - водная среда - интересующая проводящая точка).

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 выявленно 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".

Перечень фигур чертежей
1) Предлагаемое устройство для осуществления изобретения и схема проведения эксперимента.

2) Сила, удерживающая проводник внутри струи.

3) Сила, вытягивающая проводник из насадка.

Изобретение основанно на использовании специфических свойств жидкостей средней вязкости, как-то: смачивание, хорошая текучесть, относительно большая плотность, и свойств тонких проводников, таких как эластичность и упругость.

Способ формирования электропроводящего канала для дистанционного поражения электрошоком был экспериментально проверен опытным путем. Схема эксперимента представлена фиг. 1. На дне резервуара 1, изготовленного из стеклотекстолита и имеющего герметизированные отверстия для заправки жидкости и подачи сжатого воздуха (фиг. 1 не представлены в виду не влияния на процесс проведения эксперимента), укладывалась кольцами 11 тонкая проволока 4, свободный конец проволоки 4 продевался через трубопровод 9 в токопроводящий насадок 3, затем резервуар 1 заполнялся жидкостью (водой) 2, далее в резервуар 1 подавался сжатый воздух из источника сжатого воздуха 7 путем открытия вентиля 6, образующаяся струя 10 увлекала за собой проволоку 4 и доносила ее на объект 5, после попадания струи на объект 5 на насадок 3 подавалось напряжение (электрошоковый импульс) с источника 8, в цепи протекал ток, который фиксировался амперметром 12.

Схема эксперимента

Ниже приведены расчетные условия, при которых происходит вытягивание проволоки из насадка и удержание ее в струе.

Рассмотрим два момента, связанных с способностью струи удерживать внутри себя тонкий проводник и вытягивать этот проводник из насадка (из которого вытекает эта струя).

Уравнение Бернулли [3] , [4] дает связь между скоростью и давлением жидкости в слое жидкости радиусом r:

Будем считать, что проволока движется с той же скоростью, что и линия тока (жидкости) в том слое струи, где находится проволока. В этом случае на проволоку, находящуюся внутри струи жидкости, будет действовать сила, стремящаяся втянуть проволоку на ось струи фиг. 2. Очевидно условием удержания проволоки будет то состояние, когда проволока будет плавать вблизи оси струи.

В этом случае на проволоку, находящуюся внутри струи жидкости, будет действовать сила, стремящаяся втянуть проволоку на ось струи

Функциональная зависимость скорости жидкости u у выхода из насадка от радиуса слоя жидкости в струе r описана в [3]. Из нее следует, что вид профиля скорости - квадратичная функция радиуса r. Внутри струи под действием силы тяжести проволока слегка затопляется по сравнению с ее осевым положением. При этом на границе жидкость-проволока возникает подъемная сила, противодействующая затоплению. Эта сила зависит от глубины погружения r и скорости жидкости в данном слое струи. Используя выражение для распределения скорости жидкости по радиусу из [3], для рассматриваемого случая в качестве оценки можно принять следующее выражение u(r):

Условие (10) обеспечивает присутствие проволоки в наиболее быстром движущемся осевом слое жидкости, который, как будет показано ниже, увлекает за собой первоначально покоющуюся проволоку из насадка за счет вязкостных свойств жидкости.

Силу, действующую на проволоку в продольной плоскости

Силу, действующую на проволоку в продольной плоскости фиг. 3, можно определить следующим образом. Сила, действующая на элементарную площадку площадью S, помещенную в слой жидкости есть:

где v(t) - зависимость изменения скорости участка проволоки длиной l во время ее вылета.

F_вытяг - преодолевает некоторую силу трения, связанную с разматыванием проволоки.

В формуле (15) пренебрегаем силой трения, поскольку считаем проволоку идеально эластичной и что на ее выпрямление из свернутого состояния при размотке энергия не затрачивается.

Как ясно из кинематики пролета жидкости и проволоки, удержание проволоки в струе, в том числе в ее капельно-жидкой фазе, возможно при близких начальных скоростях проволоки и жидкости (происходит совместное движение двух сред). Отсюда следует, что условием существования проводящего канала является постоянное поддержание процесса вытягивания проволоки струей и выброс ее со скоростью, близкой к скорости струи. Технически данные условия осуществляются путем раскрутки большого куска проволоки, уложенной кольцами на дне резервуара. Экспериментально было установлено, что вытягивание проволоки из насадка и удержание его в струе возможно при выполнении следующих условий:
- давление P в резервуаре, при котором происходит формирование струи, должно быть не менее 0,2 МПа (P>0,2 МПа);
- отношение диаметра проволоки D к диаметру струи а должно быть не более 0,02 (D/a0,02);
- длина укладываемой проволоки L должна составлять не менее двух радиусов R поражения (L2R), где:
D - диаметр проволоки (проводника) в (м);
a - диаметр струи в (м);
L - длина укладываемой в резервуаре проволоки в (м);
R - радиус поражения (расстояние, на которое доставляется проводник от устройства до объекта поражения).

Эксперименты проводились с водяными струями (водопроводная вода) с a равным 1 мм (0,001 м) - 5 мм (0,005 м), в качестве проводника использовалась медная проволока марки ПЭЛ диаметром 0,05 мм - 0,08 мм. При использовании давления в резервуаре менее 0,2 МПа, а диаметров проводника и струи отношение которых составляло более 0,02, вытягивание проводника из насадка и удержания его в струе не происходило. При использовании длины проволоки менее двух радиусов поражения, электрошоковый импульс не фиксировался (или фиксировалось только его начало).

Источники информации

1. Рекламные проспекты НИИ СТАЛИ. Москва, 1996 г.

2. "Security Manaqement", March 1995, Vol. 39, N 3, pp 26 - 31.

3. Избыш С.В. Основы гидравлики М., Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре. 1952 г., с. 27 - 42; 47 - 53; 115 - 138; 170 - 190; 202 - 212.

4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика, том 6, Гидродинамика. М. , "Наука", Главная редакция физико-математической литературы 1986 г., с. 71 - 76.

5. Заявка РФ N 93052106/08, 6 F 41 B 15/04, от 17.11.93. "Портативное устройство для индивидуальной защиты". Приданов М. М. , опубл. БИ N 29, 20.10.96, стр. 62.

Формула изобретения

1. Способ формирования электропроводящего канала для дистанционного поражения электрошоком, заключающийся в доставке проводника до объекта поражения и пропуска по этому проводнику электрошокового импульса, отличающийся тем, что укладывают проводник с возможностью свободно перемещаться в диэлектрическом корпусе и токопроводящем насадке герметизированного устройства, имеющего запас жидкости, которую трансформируют в свободную струю, путем создания избыточного давления внутри этого устройства, при этом выполняют условия

Имя изобретателя: Белорозов А.В., Бурлаков К.Ю., Пантелеев С.В., Точилин О.Н.
Имя патентообладателя: Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации
Почтовый адрес для переписки: 141300, Московская обл., г. Сергиев Посад-7, ЦФТИ МО РФ
Дата начала отсчета действия патента: 28.01.1999

Разместил статью: admin
Дата публикации:  12-01-2003, 16:06

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!