Научно-технические публикации

В статье приводятся предложения по стандартизации научной и технической терминологии в области электрошоковых устройств, а также по их классификации.

Предлагается распространить на электрошоковые устройства нелетального действия отечественного производства (далее по тексту – электрошоковые устройства), применяемые для самообороны, защиты объектов от несанкционированного проникновения, а также граждан от нападения правонарушителей.

Предлагается применять в научно-технической литературе и отечественных нормативных документах в отношении существующих электрошоковых устройств, а также использовать при разработке новых и модернизации существующих электрошоковых устройств, проведении закупочных и сертификационных процедур.

Электрошоковые устройства (ЭШУ) – сравнительно новая и специфическая область техники (она начала развиваться в Российской Федерации с середины 90-х годов прошлого века в соответствии с принятым в то время Федеральным законом «Об оружии» [1]), поэтому в ней еще не сформировалась устойчивая техническая терминология.

В ГОСТ 50940-96 [2] имеется раздел «Термины и определения» (Приложение А), однако он неоправданно краткий (всего 10 терминов) и в значительной степени устарел. Для примера требуемых объемов терминологии можно привести ГОСТ28653-2018 «Оружие стрелковое. Термины и определения», в котором приведено более 600 терминов [3].

В последние годы техника ЭШУ значительно продвинулась вперед, существует большое разнообразие продукции по назначению, конструктивным и техническим характеристикам, уже требующее своей классификации. В мире работают десятки компаний, ориентированных на производство ЭШУ для граждан и сотрудников правоохранительных органов, количество научных и технических публикаций растет по экспоненциальному закону. При этом авторы зачастую используют свои «доморощенные» понятия, в результате чего происходит путаница как в оценке результатов исследований, так и в оценке рекламируемой продукции.

Сокращения

Введем следующие сокращения, которые будут использованы ниже:
БПЛА – беспилотный летательный аппарат.
ГЭП – гибкий электрический проводник (провод).
ЗУ – зарядное устройство.
ЗЭШУ – защитное электрошоковое устройство.
МВВ – максимально допустимое время воздействия.
ЭДВ – энергетическая доза воздействия.
ЭШУ – электрошоковое устройство.
ЭШУ ДД – электрошоковое устройство дистанционного действия.
ЭШУ КД – электрошоковое устройство контактного действия.
ЭШУ ДКД – электрошоковое устройство дистанционно-контактного действия.

Термины и определения

Предлагается в научно-технической литературе, нормативной документации и рекламных материалах использовать следующие термины с соответствующими определениями:

аккумулятор: перезаряжаемый источник электропитания многократного использования;
биообъект: человек или животное, являющееся объектом воздействия электрошокового устройства;
гибридное ЭШУ: электрошоковое устройство, которое, наряду с основным назначением, может выполнять другие функции, в том числе непосредственно не связанные с функциями самообороны, защиты граждан или защиты объектов от несанкционированного проникновения;
дальность действия: максимальная дистанция до биообъекта, на которой обеспечиваются заданные параметры электрошокового воздействия;
двухзарядное ЭШУ ДД или ЭШУ ДКД: электрошоковое устройство дистанционного или дистанционно-контактного действия, в котором предусмотрена инициация двух двухпроводных или многопроводных электрических картриджей, либо двух пар однопроводных электрических картриджей, без дозаряжания;
длительность однократного воздействия: промежуток времени от момента начала до момента окончания однократного воздействия ЭШУ на биообъект;
заданное ограничение времени воздействия: время однократного воздействия, технически ограниченное каким-либо способом в электрошоковом устройстве;
зарядное устройство: устройство, обеспечивающее заряд перезаряжаемых источников питания от сети переменного/постоянного тока;
источник электропитания: основная составная часть электрошокового устройства, обеспечивающая электрической энергией преобразователь напряжения;
картридж электрошокового устройства: специальный патрон, размещаемый в электрошоковом устройстве или присоединяемый к нему, с метаемыми в биообъект или в область, его окружающую, веществами, телами или специальными приспособлениями с помощью сжатого газа, либо пиротехнического или иного заряда, либо метаемые иным способом;
корпус электрошокового устройства: основная составная часть электрошокового устройства, представляющая собой защитную оболочку, обеспечивающую изоляцию, размещение и закрепление в ней, а также взаимодействие картриджа, преобразователя напряжения и источника электропитания, а также размещение органов управления, индикации и т. п.;
максимальная доза комбинированного воздействия: предельно допустимый суммарный эффект воздействия на организм биообъекта электрошокового устройства комбинированного воздействия;
максимальная энергетическая доза воздействия: допустимое количество энергии, предаваемое биообъекту за время однократного воздействия;
максимально допустимое время воздействия: предельно допустимая длительность однократного воздействия;
медико-биологические испытания: испытания электрошокового устройства на соответствие требованиям о предельно допустимом уровне воздействия на биообъект, которые проводят в уполномоченных Федеральным органом на проведение указанных видов испытаний научно-исследовательских и испытательных организациях медико-биологического профиля России в соответствии с методами, утвержденными в установленном порядке;
многозарядное ЭШУ ДД или ДКД: электрошоковое устройство дистанционного или дистанционно-контактного действия, в котором предусмотрена инициация трех и более двухпроводных или многопроводных электрических картриджей, либо трех и более пар однопроводных электрических картриджей, без дозаряжания;
мультизарядное ЭШУ ДД или ДКД: электрошоковое устройство дистанционного или дистанционно-контактного действия, в котором предусмотрена инициация двух и более картриджей без дозаряжания, при этом по меньшей мере один из картриджей не является электрическим;
напряжение холостого хода: напряжение, возникающее между защитными электродами электрошокового устройства (или между его рабочими электродами в случае отсутствия защитных электродов) в режиме без нагрузки;
однозарядное ЭШУ ДД или ДКД: электрошоковое устройство дистанционного или дистанционно-контактного действия, в котором предусмотрена инициация одного двухпроводного или многопроводного электрического картриджа, либо одной пары однопроводных электрических картриджей, без дозаряжания;
однократное воздействие: непрерывное (непрерывно-импульсное) воздействие на биообъект за одно включение электрошокового устройства;
одноразовый источник электропитания: неперезаряжаемый источник электропитания;
оператор: человек, непосредственно или с помощью средств дистанционного управления применяющий электрошоковое устройство;
предельно допустимый уровень воздействия на биообъект : энергетическая доза воздействия, при которой изменения в организме биообъекта при однократном воздействии не превышают предельно допустимый уровень, установленный уполномоченным Федеральным органом;
преобразователь напряжения: основная составная часть электрошокового устройства, обеспечивающая преобразование энергии источника электропитания в импульсы тока высокого напряжения;
пробивной воздушный промежуток: минимальное расстояние между защитными электродами электрошокового устройства или его рабочими электродами в случае отсутствия защитных электродов;
целеуказатель: оптическое или механическое устройство, линия визирования которого совмещена с линией действия электрошокового устройства дистанционного действия;
Примечание: целеуказателем могут быть, например: визир, прицел, прорезь, мушка, лазерный указатель или др.;
экстракция картриджа: (не рекомендуемое - выброс): удаление (извлечение) картриджа из ЭШУ, осуществляемое автоматически, либо вручную;
электризуемый элемент ЭШУ: элемент ЭШУ, к которому подводится напряжение от выходов высоковольтного преобразователя (ЭР, ЭЗ, электроды-зонды и т.п.);
электрическая прочность: характеристика диэлектрика, определяемая минимальной напряженностью электрического поля, при которой наступает электрический пробой;
электрический картридж: картридж электрошокового устройства дистанционного и/или дистанционно-контактного действия, в котором расположены один (однопроводный картридж), два (двухпроводный картридж) или несколько (многопроводный картридж) метаемых гибких электрических проводников, электрически взаимодействующих с выходами преобразователя напряжения, снабженных наконечниками (электродами-зондами), обеспечивающими фиксацию в/на теле или одежде биообъекта для передачи ему электрических импульсов тока;
электрический пробой диэлектрика (диэлектрического корпуса): явление резкого роста электропроводности диэлектрика под действием приложенного к нему напряжения с последующим образованием проводящего плазменного канала;
электрический эквивалент нагрузки: эквивалентное частотно- независимое сопротивление биообъекта;
электрод-зонд: наконечник метаемого гибкого электрического проводника электрического картриджа, который обеспечивает фиксацию в/на теле или в/на одежде биообъекта;
электроды защитные: электроды, ограничивающие выходное напряжение на рабочих электродах при отсутствии нагрузки для его защиты от выхода из строя;
электроды рабочие: электроды электрошокового устройства, через которые осуществляется поражающее воздействие на биообъект;
электропроводящий канал: физическая электропроводящая среда, создаваемая между электрошоковым устройством и биообъектом, по которой от электрошокового устройства на биообъект передаются импульсы тока высокого напряжения;
электрошоковое устройство возимое: электрошоковое устройство, преимущественно дистанционного действия, которое применяется, будучи установленным на транспортном средстве (БПЛА, автомобиль, самоходная установка, робот и т.п.) ;
электрошоковое устройство дистанционного действия: электрошоковое устройство, поражающее действие которого обеспечивается за счет электродов-зондов с проводниками, метаемых в биообъект, находящийся в пределах дальности действия устройства, либо за счет иных электропроводящих каналов, соединяющих биообъект и электрошоковое устройство;
электрошоковое устройство дистанционно-контактного действия: электрошоковое устройство, поражающее действие которого может осуществляться, как при контактном, так и дистанционном воздействии на биообъект;
электрошоковое устройство защитное: стационарное электрошоковое устройство, которое устанавливается по периметру защищаемой территории, либо защищает объекты (здания, сооружения, помещения, транспортные средства и т.п.) от несанкционированного доступа;
электрошоковое устройство комбинированного воздействия: электрошоковое устройство, воздействие которого на биообъект производится импульсами тока высокого напряжения в сочетании (одновременно или последовательно) с другими физическими, химическими или иными средствами воздействия;
электрошоковое устройство комбинированной мобильности: электрошоковое устройство, в котором сочетаются разные признаки мобильности;
электрошоковое устройство контактного действия: электрошоковое устройство, поражающее действие которого происходит при непосредственном (не обязательно гальваническом) контакте его рабочих электродов с телом или одеждой биообъекта;
электрошоковое устройство метаемое: электрошоковое устройство, которое метается в биообъект преимущественно с помощью пускового устройства и, при попадании в/на тело или в/на одежду биообъекта, действует контактно;
электрошоковое устройство многоразового использования: электрошоковое устройство, предназначенное для выполнения своих функций многократно в течение назначенного срока службы;
электрошоковое устройство носимое: электрошоковое устройство, которое носится в руке, кобуре, на ремне или ином средстве крепления на одежде оператора и применяется при удержании в руке;
электрошоковое устройство одноразового использования: электрошоковое устройство, предназначенное для выполнения своих функций однократно, после которого изготовитель не гарантирует его работоспособность в дальнейшем;
электрошоковое устройство стационарное: электрошоковое устройство, которое устанавливается стационарно на постоянной или временной основе;
электрошоковое устройство: устройство, конструктивно предназначенное для самообороны или защиты граждан либо объектов от нападения или угрозы нападения правонарушителей, для контактного, дистанционного или дистанционно-контактного воздействия на биообъект током высокого напряжения с энергетической дозой воздействия не менее 0,9 Дж и не более 9 Дж за максимальное время однократного воздействия, имеющее все основные составные части, определяющие его назначение: источник питания, преобразователь напряжения высоковольтный, корпус и рабочие электроды;
энергетическая доза воздействия : количество энергии, передаваемое биообъекту за время однократного воздействия.

Классификация

В качестве основных классификационных признаков электрошоковых устройств предлагаются следующие:

• область применения;
• назначение;
• признак кратности использования;
• признак комбинированного воздействия;
• класс энергетической дозы воздействия при МВВ;
• вид функционального использования;
• признак мобильности;
• условия применения;
• способ управления воздействием;
• тип источника питания;
• тип размещения ЗУ
• по наличию защитных электродов.

В качестве дополнительных классификационных признаков электрошоковых устройств дистанционного и дистанционно-контактного действия предлагаются следующие:

• физическая среда передачи тока высокого напряжения;
• дистанция действия;
• возможность независимого применения контактного и дистанционного режимов работы;
• заряжаемость картриджами;
• тип электрического картриджа;
• тип гибкого электрического проводника электрического картриджа;
• способ размещения гибкого электрического проводника в картридже;
• способ инициирования картриджа:
• средства экстракции картриджа.

По области применения ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) гражданское оружие самообороны;
б) служебные специальные средства;
в) учебно-тренировочные средства.

По признаку кратности использования ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) однократного использования;
б) многократного использования.

По признаку комбинированного воздействия ЭШУ предлагается подразделить  на следующие виды:
а) электрического воздействия;
б) комбинированного воздействия.

По назначению ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) гражданское оружие самообороны;
б) защитные электрошоковые устройства - средства защиты объектов (зданий; сооружений; помещений; объектов, расположенных в помещении; транспортных средств и т.п.) или территории от несанкционированного проникновения правонарушителей;
в) специальные средства, предназначенные для активной обороны а также ограничения подвижности правонарушителей, запрещенные к гражданскому обороту.

По энергетической дозе воздействия на биообъект при максимальном времени воздействия ЭШУ предлагается подразделить  на следующие классы:
а) специальные средства – более 20, но менее 30 Дж;
б) первого класса – от 6 до 9 Дж;
в) второго класса – от 3 до 6 Дж;
г) третьего класса – от 0,9 до 3 Дж.

По виду функционального использования ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:

а) контактного действия, когда оператор и биообъект находятся на дистанции прямого контакта (расстоянии вытянутой руки или ближе);
б) дистанционного действия, когда оператор и биообъект находятся на дистанции, превышающей дистанцию прямого контакта, преобразователь напряжения находится на стороне оператора, при этом создается электропроводящий канал (каналы), по которому (которым) от ЭШУ в биообъект передаются импульсы тока высокого напряжения (метаемые гибкие электрические проводники, ионизированный воздушный канал (каналы), струя (струи) электропроводящей жидкости, иные);
в) дистанционно-контактного действия, когда конструкция устройства допускает возможность как контактного, так и дистанционного действия.

По признакам мобильности ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) носимые;
б) возимые;
в) стационарные;
г) метаемые;
д) комбинированные.

По условиям климатического применения ЭШУ предлагается подразделить на следующие типы:
а) без термостатирования, когда ЭШУ функционирует в обычном для подобных устройств температурном диапазоне (обычно – от минус 20°С до плюс 50°С) без применения специальных средств стабилизации температуры;
б) с термостатированием, когда в ЭШУ или кобуру встроены специальные средства, стабилизирующие температуру устройства, а именно нагревательные или охлаждающие узлы, обеспечивающие возможность функционирования ЭШУ в требуемом диапазоне вне зависимости от реальной температуры окружающего воздуха, которая может далеко выходить за пределы обычного диапазона (например, минус 40°С и т.п.).

По способу управления воздействием ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) с ручным управлением;
б) с дистанционным управлением;
в) с автоматическим управлением (по заранее заложенной программе);
г) комбинированные.

По типу источника питания ЭШУ предлагается подразделить  на следующие типы:
а) неперезаряжаемый;
б) перезаряжаемый (аккумулятор).

По типу размещения зарядного устройства ЭШУ предлагается подразделить на следующие типы:
а) с встроенным зарядным узлом;
б) с внешним зарядным устройством.

По наличию защитных электродов ЭШУ предлагается подразделить на следующие типы:
а) с наличием защитных электродов;
б) с отсутствием защитных электродов, функцию которых выполняют рабочие электроды.

Электрошоковые устройства дистанционного или дистанционно-контактного действия предлагается дополнительно подразделить по следующим признакам.

По физической среде дистанционной передачи тока высокого напряжения:
а) метаемый гибкий электрический проводник в электрическом картридже;
б) электропроводящий (жидкий, дисперсный, ионизированный воздушный и пр.) канал;
в) иные виды электропроводящих каналов.

По дальности действия:
а) отсутствует, 0…1 м (контактное действие);
б) оперативная, 1…5 м;
в) малая, 5…10 м;
г) средняя, 10…20 м;
д) большая, 20…30 м;
е) дальняя, 30…80 м;
ж) сверхдальняя, >80 м.

По возможности независимого применения контактного и дистанционного режимов работы:
а) зависимое применение, когда контактный режим действия ЭШУ возможен либо без присоединенного картриджа, либо после срабатывания картриджа;
б) независимое применение, когда контактный режим действия ЭШУ возможен как в отсутствие присоединенного картриджа, так и при присоединенном картридже (вне зависимости от того, использован он уже или нет).

По заряжаемости картриджами:
а) однозарядные;
б) двухзарядные;
в) многозарядные;
г) мультизарядные.

По типу электрического картриджа:
а) однопроводный (унитарный) картридж, в котором размещается один гибкий электрический проводник, снабженный электродом-зондом;
б) двухпроводный картридж, в котором размещается пара гибких электрических проводников, снабженных электродами-зондами, метаемая в биообъект одновременно;
в) многопроводный картридж, в котором размещены три и более гибких электрических проводников, снабженных электродами-зондами, метаемых в биообъект одновременно.

По типу гибкого электрического проводника электрического картриджа:
а) изолированный, когда поверхность гибкого электрического проводника выполнена с внешней высоковольтной изоляцией (например, в виде диэлектрической эмали, либо в виде диэлектрической трубки, надеваемой на проводник, либо в виде иного диэлектрического слоя, и т.п.), обеспечивающей отсутствие электрического пробоя между самим проводником и другими телами или веществами при срабатывании картриджа;
б) неизолированный, когда внешняя высоковольтная изоляция отсутствует (при этом может быть выполнена изоляция, связанная с защитой от дождя и других внешних факторов, а также старения и т.п., но не выполняющая функцию высоковольтной защиты);
в) частично изолированный, когда часть проводника выполнена с внешней изоляцией (например, та часть, которая остается в картридже или вблизи него), а другая часть выполнена без внешней изоляции (например, та часть которая оказывается ближе к биообъекту).

По способу размещения гибкого электрического проводника в картридже:
а) в электроде-зонде;
б) в полости картриджа;
в) комбинированные, когда часть гибкого электрического проводника размещается в электроде-зонде, а другая его часть - в полости картриджа.

По типу источника энергии картриджа:
а) пиротехнический, когда в качестве источника энергии, придающей ускоренное движение электроду-зонду внутри картриджа, применяется пиротехнический, пороховой или иной твердый или жидкий заряд, создающий избыточное давление газов, образующихся при сгорании этого заряда и воздействующих на электрод-зонд;
б) пневматический, когда в качестве источника энергии, придающей ускоренное движение электроду-зонду внутри картриджа, применяется сжатый воздух или иной газ, например CO2, и т.п.;
в) механический (невробаллистический), когда в качестве источника энергии, придающей ускоренное движение электроду-зонду внутри картриджа, применяется некоторый механизм, например, заранее сжатая пружина, освобождаемая механическим, электромагнитным или иным способом, и т.п.;
г) электромагнитный, когда в качестве источника энергии, придающей ускоренное движение электроду-зонду внутри картриджа, применяется электромагнитное поле, например, соленоид, внутри которого помещается электрод-зонд («пушка Гаусса») и т.п.;
д) иной.

По способу экстракции картриджа:
а) не автоматическая экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД по специальной команде (действию) оператора;
б) автоматическая экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД без специальной команды (действия) оператора (т.е. автоматически), например, через определенный промежуток времени после срабатывания картриджа или попадания в цель, либо при отпускании спускового органа (пусковой кнопки) ЭШУ) после срабатывания картриджа, либо при нажатии спускового органа ЭШУ для срабатывания следующего картриджа, и т.п.

По средствам экстракции картриджа:
а) ручная экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД вручную оператором;
б) механическая экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД механическим устройством экстракции, управляемым оператором, например, заранее сжатой пружиной, освобождаемой механическим, электромагнитным или иным способом, и т.п.;
в) пиротехническая экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД устройством экстракции, управляемым оператором, с пиротехническим, пороховым или иным твердым или жидким зарядом, создающим избыточное давление газов, образующихся при сгорании этого заряда и воздействующих на картридж;
г) пневматическая экстракция, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД устройством экстракции, управляемым оператором, при этом работа механизма экстракции основана на физических принципах, использующих сжатый воздух или иной газ, например CO2, и т.п.
д) иной способ экстракции, когда картридж отсоединяется или извлекается из ЭШУ ДКД или ЭШУ ДД устройством экстракции, управляемым оператором, при этом работа устройства основана на физических принципах, не указанных в подпунктах (а)…(г).

Заключение
В представленных материалах приведены предложения по классификации электрошоковых устройств, терминам, их определениям и сокращениям, применяемым в области ЭШУ.
Представляется, что пришло время для разработки классификатора ЭШУ и рабочего словаря терминов, а в дальнейшем (на их основе) –отдельного федерального стандарта.

Литература

1. Федеральный закон «Об оружии» от 13.12.1996 N 150-ФЗ (последняя редакция)

2. ГОСТ 50940-96 Устройства электрошоковые. Общие технические требования и методы испытаний

3. ГОСТ28653-2018 Оружие стрелковое. Термины и определения.

Электрошоковые устройства (ЭШУ) – это современные средства самообороны, доступные для приобретения в Российской Федерации без специальной лицензии на оружие всем лицам старше 18 лет. Многие жители Российской федерации, в том числе (и в первую очередь) автомобилисты, лицом к лицу столкнувшиеся в жизни с агрессивными хулиганами, «лихачами», «барсеточниками» и другим человеческим отребьем, уже успели оценить эти средства, способные мгновенно остановить любого злоумышленника при его противоправных действиях.

Учет разлета зондов в дистанционных электрошоковых устройствах

В этой статье были предложены методы и результаты измерений и вычислений выходных электрических параметров ЭШУ для сравнения отечественных и зарубежных изделий. Показано, что отечественные ЭШУ по выходной электрической мощности, энергии, среднему току воздействия и интегральному заряду воздействия значительно превышают аналоги из США, оставаясь при этом безопасными для здоровья, что неоднократно подтверждено соответствующими медицинскими исследованиями.

Однако справедливо ли такое сравнение для так называемых дистанционных электрошоковых устройств (ДЭШУ), воздействие которых обеспечивается путем опосредованного электрического контакта между рабочими (боевыми) электродами ЭШУ и целью, преимущественно с помощью выстрела из картриджа (патрона ДЭШУ) специальных зондов с иглами, снабженных гибкими электрическими проводниками (ГЭП), соединенными с высоковольтным генератором ЭШУ, которые закрепляются на одежде или теле цели?

Использование ДЭШУ имеет свои баллистические особенности, основной из которых является следующая: зонды в процессе полета к цели разлетаются на некоторое расстояние Ʌ, как правило, большее, чем типичное расстояние между рабочими (боевыми) электродами ЭШУ. Например, у отечественного ДЭШУ типа АИР-М140Р среднее расстояние между зондами, закрепившимися на одежде или теле цели на дистанции 5 м, составляет около 10 см, а у ДЭШУ Taser X2 производства американской компании AXON – 51 см [2]. Таким образом, путь тока в теле цели значительно превышает стандартный путь тока в контактных ЭШУ, в которых расстояние между рабочими электродами составляет не более 4 см в соответствии с российским законодательством [3, 4]. Отметим, что российским законодательством введено также ограничение на максимальный разлет зондов ДЭШУ, который не может превышать 30 см [4].

Этот фактор является крайне важным для оценки воздействия ДЭШУ на организм человека, поскольку медиками давно качественно установлено, что чем больше путь тока в теле человека, тем больше эффект его воздействия. Именно поэтому в картриджах ДЭШУ Taser X2 специально создают так называемый инструментальный угол разлета зондов, составляющий примерно 7° при дистанции выстрела из ДЭШУ 5 м и 3° при дистанции выстрела 10 м, чем и обеспечивается большое расстояние между зондами на цели [5].

Эта качественная оценка основана на простом факте: чем длиннее путь электрического тока в теле цели, тем большее количество нервных клеток организма человека подвергается воздействию тока, что и вызывает сильные болевые ощущения и спазмы мышц, приводящие к невозможности продолжать агрессивные действия.

Однако следует отметить, что количественная оценка влияния пути тока на эффект воздействия электрического тока в литературе неизвестна.

Для удобства данные по параметрам ДЭШУ производства РФ и США сведены в табл. 1.

Таблица 1

Итак, что же производит больший эффект воздействия: ДЭШУ с большой энергетикой за время воздействия, но небольшим разлетом зондов (РФ), или ДЭШУ с малой энергетикой, но большим разлетом зондов (США)? Иными словами, какие ДЭШУ лучше?

Ответ: оба лучше! Но эффекты и последствия воздействия у них разные, далее мы их рассмотрим.

В ДЭШУ АИР М140Р используется так называемый эффект STUNGUN («оглушающее» действие или болевой шок), когда правонарушитель при воздействии сравнительно коротких импульсов тока с высокой частотой повторения испытывает весьма сильную боль и мышечные спазмы, при которых он не может продолжать агрессивные действия. Данный эффект характеризуется также последействием, когда и после прекращения воздействия правонарушитель продолжает испытывать головокружение, потерю ориентации в пространстве, боль и спазмы мышц в течение времени, достаточного для его нейтрализации (например, путем одевания наручников) или покидания пользователем места конфликта.

Время воздействия на цель в соответствии с законодательством РФ не должно превышать 3 с, на практике для АИР М140Р оно составляет 0,5…1 с. Период последействия при этом составляет в среднем не менее 30 с.

В РФ испытания ДЭШУ на людях не разрешены, поэтому у автора нет возможности сослаться на результаты официальных экспериментов, подтверждающих эти данные. Однако появляются энтузиасты, которые пробуют воздействие ДЭШУ на себе и потом выкладывают ролики в интернет, так что о реальной эффективности воздействия ДЭШУ производства РФ можно судить по ним (см., например, [6]).

В ДЭШУ Taser X2 используется так называемый эффект EMD (Electro-Muscular Disruption), при котором остановка правонарушителя происходит в результате рефлекторного сокращения скелетной мускулатуры при воздействии сравнительно длинных импульсов с невысокой частотой повторения при большом расстоянии между зондами, что в подавляющем большинстве случаев приводит к немедленному падению цели, однако последействия (в виде остаточного иммобилизирующего действия на цель) не наблюдается.

Кстати, по-видимому, именно для повышения вероятности падения необходимо обширное воздействие на мышцы бедра цели, поэтому прицеливание ДЭШУ Taser X2 осуществляется таким образом, чтобы верхний зонд попадал в торс, а нижний – в бедро (картридж выполнен с расположением зондов в вертикальной плоскости в отличие от картриджа АИР М140Р).

Это видно на примере многочисленных видео­роликов, демонстрирующих принцип воздействия EMD ДЭШУ производства фирмы Taser International Inc в лабораторных и полевых условиях. Пока воздействие продолжается – объект воздействия лежит на земле обездвиженным, но как только оно прекращается – объект практически сразу же встает (см. например, [7]).

Поэтому для эффективного применения ДЭШУ с EMD-воздействием необходимо длительное воздействие на цель, чтобы в течение это времени успеть ее нейтрализовать. В частности, для ДЭШУ Taser X2 рекомендуется воздействовать на цель в течение 5…30 с.

Но все же, как количественно сравнить ДЭШУ, обладающие столь разными выходными электрическими, баллистическими характеристиками, и разными эффектами воздействия?

Введем новое понятие: объемное действие тока (заряда). Термин «объемное действие» подразумевает тот факт, что электрический ток распространяется в теле человека не в виде одной тонкой линии, как это часто условно изображают на картинках, а в виде множества линий, каждая из которых соответствует своему пути тока для каждого импульса воздействия (или даже части импульса тока). Начало и окончание такой линии совпадает с зондами. Эта совокупность путей образует некоторую трехмерную область, которую назовем объемом путей тока. Данная область представляет собой эллипсоид, разрезанный вдоль большой оси пополам, большая ось которого равна расстоя­нию между зондами на цели, а плоская часть параллельна поверхности кожи (рис. 1).

Рис. 1. Область протекания тока при воздействии ДЭШУ

Отметим, что возможны два варианта закрепления зондов на цели:

а) путем проникновения игл зондов в тело цели, если одежда, надетая на цель, тонкая или отсутствует, при котором обеспечивается гальванический контакт в электрической цепи «зонд – тело цели – зонд»;

б) путем закрепления игл зондов в толстой одежде цели без гальванического контакта с телом цели, в этом случае замыкание электрической цепи «зонд – тело цели – зонд» обеспечивается появлением искрового разряда между иглами зондов и телом цели сквозь одежду, обусловленного высоким напряжением импульса тока воздействия, значительно превышающим напряжение пробоя одежды и кожного покрова человека.

У каждого типа ДЭШУ объем путей тока (заряда) V имеет свое значение, определяемое совокупностью факторов, влияние которых мы рассмотрим ниже.

Объемное действие VAC_av среднего тока воздействия iav определим как:

Объемное действие VACH заряда воздействия Q за единицу времени определим как:

Количество нервных клеток, на которые воздействует ток (заряд) ДЭШУ, будем считать пропорциональным объему путей тока, а не просто расстоянию между зондами ДЭШУ на цели. Соответственно будут учтены все нервные клетки, находящиеся в объеме путей тока и подвергающиеся его воздействию. Поэтому данный показатель может удачно связать энергетику ДЭШУ, разлет его зондов и эффект воздействия.

Определим объем путей тока:

(3)

где a и b – горизонтальная и вертикальная оси эллипсоида соответственно, Λ – расстояние между зондами ДЭШУ (большая ось).

Размер горизонтальной оси эллипсоида может быть связан с поверхностным растеканием тока после пробоя кожного покрова, и его примерное значение можно определить из выражения:

(4)

где a₀ – коэффициент пропорциональности, имеющий размерность [см]; U_av – среднее напряжение импульса тока воздействия; U_th– напряжение пробоя кожного покрова, составляющее 450…600 В. По смыслу определения параметр a₀ – горизонтальная ось эллипсоида воздействия, образуемая при действии напряжения, равного напряжению пробоя. По некоторым оценкам, типовое значение a₀ составляет примерно 0,05…0,1 см.

Размер вертикальной оси эллипсоида связан с эффектом проникновения тока воздействия ДЭШУ в мышечную ткань цели, который усиливается с ростом тока, длительности импульса и времени воздействия. При этом воздействие тока на нервные клетки мышечной ткани имеет выраженный пороговый характер. Пороговый ток I_th воздействия описывается эмпирической функцией (законом) Вейса-Лапика «сила – продолжительность» [8]:

где Rh – реобаза; Ch– хронаксия; τ – длительность импульса воздействия.

Понятия «реобаза» и «хронаксия» – параметры, связанные с физиологией нервной системы, определения которых даны в литературе, например, в [8]. Хронаксия – минимальное время, требуемое для возбуждения мышечной либо нервной ткани постоянным электрическим током удвоенной пороговой силы (реобаза).Подробный анализ этих параметров и их влияние на характеристики ДЭШУ приведен в уже ставшей классической в РФ монографии [9].

Для человека средние значения реобазы и хронаксии составляют: Rh = 10 мА, Ch = 100 мкс [9].

График зависимости порогового тока от длительности импульса воздействия приведен на рис. 2. Точками указаны значения порогового тока для реферируемых изделий АИР-М140Р и Taser X2. Видно, что за счет большей длительности пороговый ток Taser X2 примерно в 1,5 раза ниже порогового тока АИР-М140Р. Это означает, как мы увидим далее, что глубина проникновения тока в тело цели (параметр b/2) у Taser X2 будет также примерно в 1,5 раза больше. А это, в свою очередь, означает, что импульс тока Taser X2 будет сильнее воздействовать на нервные клетки скелетной мускулатуры, расположенные глубоко под кожей. Следствие этого – высокая вероятность падения цели при воздействии.

Рис. 2. Зависимость порогового тока воздействия I th (мА) от длительности импульса воздействия τ (мкс) при средних значениях реобазы и хронаксии

При значениях тока, меньших, чем величина порогового тока, электрического воздействия на цель не будет.

Примерное значение b можно определить из выражения:

где b₀ – коэффициент пропорциональности, имеющий размерность [см]; I_av – средний ток импульса воздействия, равный отношению электрического заряда импульса, передаваемого к цели, к его длительности. По смыслу определения параметр b₀ – вертикальная ось эллипсоида воздействия, образуемая при действии среднего тока импульса, равного пороговому току. По некоторым оценкам, типовое значение b₀ составляет примерно 0,1…0,25 см. В соответствии с рис. 1 и формулой (3) для дальнейших расчетов мы будем использовать половину значения b₀.

Итак, теперь у нас есть вся информация для расчетов объемного действия тока (заряда) ДЭШУ. Исходные данные для расчетов и их результаты приведены в табл. 2.

Графические зависимости объемного действия заряда ДЭШУ от расстояния между зондами, закрепленными на цели, для двух типичных образцов отечественных и зарубежных ДЭШУ с параметрами, приведенными в табл. 2, приведены на рис. 3, где отмечены точки, соответствующие реальным указанным значениям разлета зондов.

Таблица 2

Отметим, что глубина проникновения в тело цели ДЭШУ с эффектом воздействия EMD выше, чем у ДЭШУ с эффектом STUNGUN, это позволяет «добраться» до скелетной мускулатуры, что, собственно говоря, и приводит к падению цели. В предлагаемом представлении глубина проникновения в совокупности с большим разлетом зондов создает объем воздействия тока (соответственно, количество нервных клеток, подвергающихся воздействию электрического тока), в несколько раз превышающий аналогичный параметр ДЭШУ с эффектом STUNGUN.

Однако воздействие ДЭШУ с эффектом STUNGUN, пусть и на меньшее число нервных клеток, значительно сильнее (средняя объемная плотность тока i_v = I_av / V в 20 с лишним раз больше, чем у ДЭШУ Taser X2!) из-за высокой частоты повторения импульсов, т. е. многократного воздействия электрического тока на одни и те же клетки, что вызывает сильную боль, может вводить часть из них в состояние «ступора» с последующим медленным восстановлением и приводит в результате к появлению эффекта последействия.

Таким образом, расчеты объемного действия тока (заряда), как критерия сравнительной эффективности ДЭШУ производства США и РФ (нижние строки табл. 2), указывают на то, что эти изделия, по сути, равны по эффективности воздействия (с погрешностью сравнения менее 1%), т. е. действительно «оба лучше»!

Необходимо отметить, что в соответствии с предложенным критерием увеличение разлета зондов в отечественных ДЭШУ от нынешних 10 см до, например, 15 см (см. рис. 3) приведет к значительному росту их эффективности (большее количество нервных клеток попадет в объем путей тока), которая будет значительно превышать эффективность ДЭШУ производства США (см. рис. 3). С другой стороны, увеличение частот повторения импульсов воздействия в ДЭШУ производства США также приведет к значительному росту их эффективности.

Рис. 3. Зависимость объемного действия заряда (Кл·см³ ) за единицу времени воздействия от расстояния между зондами ДЭШУ (см)

Повышение эффективности за счет увеличения расстояния между зондами ДЭШУ или частоты повторения импульсов воздействия ДЭШУ имеет свои пределы: разлет зондов свыше 80 см значительно увеличивает вероятность промаха и существенно снижает объемную плотность тока (заряда) воздействия, а частота повторения импульсов выше 400…500 Гц уже не дает нужного эффекта электрического воздействия из-за особенностей пороговой чувствительности и восстановления реакции нервных клеток [9]. Возможно, здесь следует поискать некие оптимальные соотношения между электрическими параметрами ДЭШУ и внешней баллистикой картриджей для достижения максимальных показателей эффективности.

Итак, теперь у нас появилась возможность объективного (хотя и до некоторой степени формального) сравнения ДЭШУ по их условной эффективности, что в дальнейшем позволит продвигать качественную отечественную продукцию на зарубежные рынки.

Отметим также, что ДЭШУ Taser X2 является двухзарядным устройством в отличие от однозарядного АИР М-140Р, кроме того, некоторое время назад были разработаны и трехзарядные ДЭШУ Taser X3 (успеха на рынке не имели и были сняты с производства). Однако исследование этих различий и их последствий не является предметом настоящего материала, эта тема может стать предметом дальнейших публикаций.

Выводы

Отечественные и зарубежные дистанционные электрошоковые устройства имеют разные выходные электрические, баллистические параметры и эффекты воздействия, поэтому появляется необходимость в сравнительной количественной оценке их воздействия на цель.

Для такой оценки предложено использовать понятие «объемное действие тока (заряда)», которое учитывает как выходные электрические параметры ДЭШУ, так и разлет зондов при воздействии на цель (внешние баллистические характеристики), которые в совокупности обеспечивают эффективность воздействия.

В соответствии с предлагаемым методом оценки показано, что эффективность лучших современных отечественных и зарубежных дистанционных электрошоковых устройств является примерно одинаковой.

В заключение автор приносит благодарность руководству испытательной лаборатории «Экспертиза ЭШУ» за предоставленные данные измерений изделия АИР-М140Р.

Источники

1. Расчеты параметров электрошоковых устройств для сравнения отечественных и зарубежных изделий. Ч. 1 // АБС-авто. 2019. № 4. С. 34–37.

2. CAST_Assessment_of_the_Taser_X2_againstthe police operational requirements, CAST publication #057/16. Nov. 2016. Р. 34.

3. Федеральный закон «Об оружии» (Собрание законодательства Российской Федерации. 1996, № 51, ст. 5681; 2001, № 31, ст. 3171; 2003, № 2, ст. 167; № 50, ст. 4856; 2009, № 7, ст. 770; № 30, ст. 3735; 2010, № 14, ст. 1554, 1555; № 23, ст. 2793; 2011, № 1, ст. 10; № 27, ст. 3880; № 30, ст. 4596; № 50, ст. 7351; 2012, № 29, ст. 3993; 2013, № 27, ст. 3477; 2014, № 14, ст. 1555; № 30, ст. 4228; 2015, № 1, ст. 76; № 29, ст. 4356; 2016, № 1, ст. 28; № 15, ст. 2066; № 27, ст. 4160; № 28, ст. 4558; 2017, № 14, ст. 1996; № 27, ст. 3948; № 50, ст. 7562; 2018, № 30, ст. 4554).

4. ГОСТ 50940-96. Устройства электрошоковые. Общие технические условия.

5. Taser X2 CEW user manual MMU0037 Rev: C. Р. 33.

6. https://www.youtube.com/watch?v=ZfKWVrXKbn0

7. https://www.youtube.com/watch?v=2NvmIBubfjU

8. Уфлянд Ю.М. Физиология двигательного аппарата человека. Л., 1965.

9. Ладягин Ю.О. Дистанционное электрошоковое оружие М.: Изд-во Фонда «Сталинград», 2017.

10. Electrical Testing of TASER X2 and TASER X26P Conducted Energy Weapons. Contract Report DRDC-RDDC-2014 C116. June 2014.

11. Испытательная лаборатория «Экспертиза ЭШУ» (с разрешения ООО «Март Групп»): частное сообщение.

Конторов Михаил Давидович, к.т.н.

Эксперт комитета ТК 85 Международной электротехнической комиссии (IEC)

Академик Международной академии связи

Нелетальное оружие было создано для того, чтобы добиваться снижения агрессии и/или подчинения, причиняя дискомфорт или обездвиживая человека, но не убивая его. Существует много типов нелетального оружия, но, возможно, наибольший прогресс был достигнут в создании его «электрошоковой» разновидности.

Эффективность электрошокового устройства (ЭШУ) как нелетального оружия самообороны или специального средства была доказана много раз на практике. В основе принципа применения ЭШУ лежит воздействие электрическим разрядом тока высокого напряжения на противника без причинения ущерба его здоровью и жизни. Фактически этот электрический разряд обездвиживает человека, вводя его в шоковое состояние на короткое время. Действию современных электрошокеров не препятствуют ни зимняя одежда, ни погодные условия (дождь или снег).

ЭШУ делят на два крупных вида: гражданское оружие самообороны и специальные средства, предназначенные для применения сотрудниками силовых структур РФ.

Кто же имеет право применять электрошоковые специальные средства в России? В первую очередь, это полиция. Носить и применять электрошокеры могут полицейские патрульно-постовой службы, ГИБДД, участковые, сотрудники оперативных полков, школ и академий МВД. Кроме того, электрошокер можно увидеть в руках бойцов СОБР, ОМОН, подразделений внутренних войск и ФГУП «Охрана» Росгвардии РФ. Разрешены электрошокеры в войсковых частях ФСБ и ФСО России, в подразделениях войсковой полиции Министерства обороны. В декабре 2017 года электрошоковые устройства включены в перечень спецсредств, состоящих на вооружении Пограничной службы ФСБ.

Вооружаться электрошокерами имеют право сотрудники Следственного комитета, Федеральной службы исполнения наказаний, Федеральной службы судебных приставов, а также целого ряда федеральных государственных унитарных предприятий. В этот список входят «Ведомственная охрана Минэнерго», «Ведомственная охрана Министерства финансов», «Почта России», «Связь-Безопасность», «Атом-охрана», «НТЦ охрана Роскосмос», «Ведомственная охрана железнодорожного транспорта РФ», а также некоторые другие организации со специальными уставными задачами.

Перед разработчиками специальных средств в последнее время встали новые вызовы:

• повысилась агрессия правонарушителей, в том числе во время проведения операций сотрудниками силовых ведомств.
• количество спецсредств, одновременно или в течение короткого времени применяемых или носимых пользователем, увеличивается, соответственно растет нагрузка на пользователя как с точки зрения умения владеть приемами применения разнообразных спецсредств, так и с точки зрения роста их массогабаритных характеристик. Появилась задача каким-то образом снизить эту нагрузку на пользователей.

На выставке «Армия-2019» компания «МАРТ ГРУПП» представит новый класс гибридных специальных средств, предназначенных для сотрудников силовых ведомств Российской Федерации. Их особенность состоит в объединении нескольких видов специальных средств, ранее применявшихся раздельно.

Достоинствами подобных гибридных средств являются:

• быстрое переключение с одной задачи на другую. Возможность удержания гибридного спецсредства в одной руке, что значительно снижает время переключения с одной задачи на другую (одной рукой или даже одним пальцем).
• единый источник электропитания, единый корпус, что обеспечивает заметное снижение массогабаритных характеристик без уменьшения числа выполняемых задач.
• снижение стоимости гибридного спецсредства по сравнению с суммарной стоимостью первичных спецсредств.

Классификация спецсредств (применительно к задаче создания гибридных устройств) содержит 4 класса: средства защиты индивидуальные, средства ограничения подвижности, средства технические и средства активной обороны. Гибридизации могут подлежать как спецсредства, принадлежащие одному классу, так и спецсредства разных классов.

Примером успешной гибридизации специальных средств является объединение полицейского противоударного щита с электрошокером. Противоударные электрошоковые щиты «СКАЛА», так они правильно называются, призваны облегчить работу Росгвардии во время массовых беспорядков. Конструкция изделия «СКАЛА» включает токопроводящие полосы, размещенные на внешней поверхности щита таким образом, что при включении электрошокера между ними появляется хорошо заметный искровой разряд, оказывающий психологическое воздействие на атакующего. Если атакующий все же попытается вырвать щит у бойца Росгвардии, то он получит электрический удар, способный мгновенно погасить его агрессию. Кроме того, поверхность щита может быть обработана специальным огнегасящим составом. Щит (в течение короткого промежутка времени) погасит пламя на своей поверхности, если в него попадет бутылка с бензином или «коктейлем Молотова».

Другим примером гибридизации является совмещение функций дистанционного ЭШУ и тактического фонаря, как это реализовано в изделии АИР-М140, выполненном в форм-факторе пистолета, к которому прилагается специальная насадка с мощным светодиодным фонарем. Наличие единых источника электропитания и несущего корпуса с рукояткой обеспечивают снижение массогабаритных характеристик изделия по сравнению с суммарными характеристиками первичных устройств.

Еще один пример успешной гибридизации специальных средств: при досмотре человека с помощью спецсредства 1 (ручного металлоискателя) может возникнуть необходимость немедленного применения спецсредства 2 (электрошокера) для временного выведения из строя с последующим ограничением подвижности путем применения спецсредства 3 (наручники). Изделие ЭМ-411 (ЦЕРБЕРУС) реализует объединение функций ручного металлоискателя и встроенного электрошокера. Переключение из режима металлоискателя в режим ЭШУ производится одной кнопкой. В результате гибридизации получено средство, позволяющее практически мгновенно переключаться от задачи личного досмотра к задаче активной обороны или иммобилизации правонарушителя при обнаружении у него скрытого оружия.

Выводы.

Разработка гибридных специальных средств позволяет получить новые свойства при решении известных задач, а также получить возможность решения новых задач и вызовов, возникающих перед сотрудниками силовых ведомств РФ в XXI веке.