KR101316073B1

KR101316073B1 - 미사일의 노즐 구속 해제 장치 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR101316073B1
Application number: KR1020130032615A
Authority: KR
Inventors: 손영일; 김동진
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-10-11

Abstract

본 발명은 미사일의 노즐 구속 해제 장치 및 조립 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추력 발생 노즐을 밀폐시키고, 추력 발생이 요구될 때 노즐의 개방을 간단한 구조로 구현할 수 있는 폭발 압력에 의해 분리 가능한 미사일의 노즐 구속 해제 장치 및 그 조립 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 미사일의 일측면에 형성되는 노즐, 상기 노즐의 소경부에 밀착되도록 배치되는 제1 덮개, 상기 제1 덮개의 일측면을 관통하여 걸림 고정됨과 동시에 상기 노즐의 노즐면에 형성되는 고정 홈에 일부 매설됨으로써 상기 제1 덮개가 상기 노즐의 노즐면에 대하여 고정되도록 구비되는 고정 구 및 상기 제1 덮개의 내주면에 공간을 구비하는 안착면에 밀착되어 상기 고정 구가 상기 고정 홈으로부터 이탈되지 않도록 결합되는 제2 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치를 제공한다.

Description

미사일의 노즐 구속 해제 장치 및 그 조립 방법{SEPARATION DEVICE FOR NOZZLE OF MISSILE AND THE METHOD OF ASSEMBLING THEREOF}

본 발명은 미사일의 노즐 구속 해제 장치 및 조립 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추력 발생 노즐을 밀폐시키고, 추력 발생이 요구될 때 노즐의 개방을 간단한 구조로 구현할 수 있는 폭발 압력에 의해 분리 가능한 노즐의 구속 해제 장치 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미사일은 정해진 지점으로 효율적으로 비행하기 위하여 복수의 단으로 분리될 수 있도록 이루어진다.

미사일의 단을 분리하기 위하여 다양한 분리장치들이 개발되고 있다. 특히, 발사 장비를 갖는 미사일 시스템에서는 미사일이 발사 방향으로 사출되었을 때 미사일을 연결하는 결합 시스템의 분리가 요구된다.

종래에 사용된 전형적인 구속 해제 메카니즘으로서, 미사일의 두 단을 볼트로 연결하고, 상기 볼트 내부에 장착되는 폭약을 정해진 시점에서 폭발시켜 볼트를 파단시킴으로써 분리시키는 방식(미합중국 특허 제4,648,321호 또는 제5,400,713호)이나 폭발볼트를 응용한 밴드절단기(미합중국 특허 제4,719,858호) 등이 있다. 이와 같이 자체적으로 폭발하는 파이로테크닉(Pyrotechnic) 장치들은 미사일 단계에서 미사일의 단 분리를 적시에 수행해주는 것으로 알려져 있다.

그러나 위와 같은 장치들은 절단 시에 상당한 충격이 발생하여 파이로테크닉 장치 근처의 부품들에 큰 충격 하중을 가할 수 있어 정밀한 기구나 광학 기구들에 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다.

아울러, 파이로테크닉 장치들은 부식할 수 있는 환경, 예를 들면 습기로부터 충분히 보호하기 위한 구조가 요구된다.

즉, 평상시에는 미사일의 노즐을 외부와 밀폐시켜야 하나, 미사일의 측추력을 발생시키기 위해서는 측추력 발생장치 내부의 추진제가 점화되면 원하는 방향의 추력을 얻기 위하여 일부의 마개는 개방이 되어야 하고, 나머지 마개는 내부의 압력을 견디면서 노즐을 밀폐시킬 수 있는 구조가 요구된다. 이때, 상기 마개는 노즐을 밀폐함과 동시에 내부에서 발생되는 압력 이상을 견딜 수 있는 구조적 결합 강도를 유지할 수 있는 구조가 요구된다.

한국공개특허 10-2013-0007717 한국공개특허 10-2010-0026478

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 미사일의 노즐을 밀폐한 상태에서 측추력 발생 장치로부터 생성되는 압력을 견딤과 동시에 소정압 도달 시 덮개가 노즐로부터 원활하게 분리될 수 있는 미사일의 노즐 구속 해제 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 미사일의 노즐 구속 해제 장치는 노즐의 소경부에 밀착되도록 배치되는 제1 덮개, 상기 제1 덮개의 일측면을 관통하여 걸림 고정됨과 동시에 상기 노즐의 노즐면에 형성되는 고정 홈에 일부 매설됨으로써 상기 제1 덮개가 상기 노즐의 노즐면에 대하여 고정되도록 구비되는 고정 구 및 상기 제1 덮개의 내주면에 공간을 구비하는 안착면에 밀착되어 상기 고정 구가 상기 고정 홈으로부터 이탈되지 않도록 결합되는 제2 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 덮개와 결합 및 분리가 가능하도록 형성됨과 동시에 상기 노즐의 대경부를 완전히 밀폐하도록 구비되는 제3 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 덮개와 제2 덮개를 동시에 관통하는 걸림 구멍이 형성되고, 상기 걸림 구멍에 삽입되는 걸림 부재에 의해 상기 제2 덮개가 상기 제1 덮개에 걸림 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림 구멍은 상기 노즐의 중심축에 대하여 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 덮개와 제2 덮개는 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 덮개의 일단은 상기 노즐의 대경부를 원판 형상으로 밀폐할 수 있도록 반경 외측 방향으로 연장되는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지에 대하여 소정 각도로 경사지도록 형성되고, 압력을 발생시키기 위한 압력 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 덮개와 제2 덮개 각각의 외주면 형상은 상기 노즐의 형상에 대응되는 노즐 형상인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치 조립 방법은 미사일의 노즐의 소경부를 밀폐하는 제1 덮개의 외주면에 실링 부재를 결합하는 단계(S100), 상기 제1 덮개의 일측면이 관통되는 관통 홀에 삽입함과 동시에 상기 노즐의 노즐면에 형성되는 고정 홈에 고정 구의 일부를 매설하는 단계(S110), 상기 제1 덮개의 안착면에 밀착되도록 제2 덮개를 삽입하는 단계(S120), 상기 제2 덮개와 제1 덮개를 동시에 관통하는 걸림 구멍에 걸림 부재를 삽입하는 단계(S130) 및 상기 제2 덮개를 외부로부터 완전히 밀폐하기 위하여 제3 덮개를 결합하는 단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계 S140 이후, 제3 덮개의 플랜지에 대하여 경사지도록 설치되고, 압력을 발생시키기 위한 압력 발생 장치를 설치하는 단계(S150)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계 S140에서, 상기 제3 덮개를 상기 제2 덮개에 구비되는 나사부에 대하여 회전시킴으로써 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미사일의 노즐 구속 해제 장치에 의하면, 항력의 발생으로 인한 미사일의 성능 저하를 최소화할 수 있다.

또한, 간단한 구조로 이루어지므로 제작 비용을 절감할 수 있다.

또한, 노즐 개방 시 분리된 덮개가 미사일의 하단부와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치는 미사일(미도시)의 측면에 위치하는 노즐(10), 제1 덮개(200), 고정 구(110) 및 제2 덮개(300)를 포함한다.

상기 노즐(10)은 미사일의 일측면에 형성되고, 양측이 개구되며 일측의 개구부로부터 타단의 개구부로 점차 직경이 증가되는 형상으로 형성된다.

상기 제1 덮개(200)는 그 외주면을 이루는 경사면(220)이 상기 노즐(10)의 내주면 형상에 대응되어 밀착되는 형상으로 형성된다. 여기서, 상기 제1 덮개(200)는 상기 노즐(10)에 삽입되는 과정에서 상기 경사면(220)이 상기 노즐(10)의 내주면에 밀착됨과 동시에 상기 노즐(10)의 작은 직경으로 형성되는 소경부(11)에 밀착되도록 한다. 따라서, 상기 제1 덮개(200)의 상기 소경부(11)와 밀착되는 부분에 실링 부재(201)를 설치함으로써 외부로부터 완전히 차단될 수 있도록 한다.

또한, 상기 제1 덮개(200)의 일측면에는 관통 홀(210)이 형성되고, 상기 노즐(10)의 내주면에는 상기 관통 홀(210)과 동일 연장 축 상에 고정 홈(110a)이 형성된다. 이때, 상기 관통 홀(210)을 관통함과 동시에 상기 고정 홈(110a)에 일부가 매설되는 고정 구(110)가 구비된다. 즉 상기 고정 구(110)가 상기 관통 홀(210)에 걸림 고정됨과 동시에 상기 고정 홈(110a)에 걸림 고정됨으로써 상기 제1 덮개(200)가 상기 노즐(10)의 내주면에 대하여 고정될 수 있도록 한다.

아울러, 상기 제1 덮개(200)의 내주면에는 공간이 마련되고, 제1 덮개(200)의 경사면(220)으로부터 소정 두께를 갖도록 평행하게 형성되는 안착면(230)에 제2 덮개(300)가 배치된다. 이때, 상기 제2 덮개(300)의 외주면을 이루는 원뿔면(301)이 상기 안착면(230)에 밀착되도록 삽입하면 상기 고정 구(110)가 상기 관통 홀(210)로부터 이탈되지 않도록 지지하게 된다.

그리고, 상기 제2 덮개(300)와 결합 및 분리가 가능하도록 제3 덮개(400)를 구비한다. 상기 제2 덮개(300)와 제3 덮개(400)는 다양한 수단을 이용하여 결합할 수도 있으나, 본 실시 예에서는 상기 제2 덮개(300)와 제3 덮개(400)가 상호 나사결합되도록 암나사부 및 수나사부로 이루어지는 나사부(410)를 이용하여 나사 결합할 수 있을 것이다.

또한, 상기 제1 덮개(200)와 제2 덮개(300)를 동시에 관통하는 걸림 구멍(240)을 형성할 수 있다. 상기 걸림 구멍(240)은 상기 노즐(10) 및 제1 덮개(200)의 중심축에 대하여 수직 방향으로 형성할 수 있다. 아울러, 상기 걸림 구멍(240)을 관통하는 걸림 부재(310)를 구비할 수 있다. 즉 상기 걸림 부재(310)를 상기 걸림 구멍(240)에 삽입하여 결합하면 상기 제2 덮개(300)가 상기 제1 덮개(200)에 고정된다.

한편, 상기 제3 덮개(400)의 일단은 상기 노즐(10)의 개구부 중 큰 직경 측에 위치하는 대경부(12)를 원판 형상으로 밀폐할 수 있도록 형성된다. 즉 상기 제3 덮개(400)의 반경 외측 방향으로 연장 형성되는 플랜지(420)에 의해 상기 대경부(12)가 밀폐됨과 동시에 상기 대경부(12)는 평평하게 마감되도록 한다. 이때, 상기 대경부(12)의 내주면에는 제2 덮개(200)에 연결되는 상기 제3 덮개(400)가 노즐(10) 측으로 결합 시 걸림 고정될 수 있도록 걸림턱(13)이 형성될 수 있다.

상기 플랜지(420)에 대하여 소정 각도로 경사지도록 압력 발생 장치(500)가 설치된다. 상기 압력 발생 장치(500)는 상기 미사일의 일측이 관통되는 장착부(500a)를 통하여 결합될 수 있으며, 상기 압력 발생 장치(500)의 분사구(510)를 통하여 화약 폭발에 의해 생성되는 압력이 상기 플랜지(420)측으로 가해진다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치의 조립 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 노즐(10)의 소경부(11)를 밀폐하는 제1 덮개(200)의 외주면에 실링 부재(201)를 결합한다(S100). 상기 실링 부재(201)에 의하여 상기 소경부(11)를 외부와 완전히 차단하도록 한다.

이후, 제1 덮개(200)의 일측면이 관통되는 관통 홀(210)에 고정 구(110)를 삽입함과 동시에 상기 노즐(10)의 내주면에 형성되는 고정 홈(110a)에 상기 고정 구(110)의 일부를 매설한다(S110). 이와 같이 상기 고정 구(110)가 상기 고정 홈(110a)에 고정됨과 동시에 상기 제1 덮개(200)를 상기 노즐(10)의 내주면에 대하여 고정할 수 있도록 한다.

이후, 상기 제1 덮개(200)의 안착면(230)에 제2 덮개(300)를 삽입한다(S120). 이때, 상기 제2 덮개(300)의 외주면이 상기 고정 구(110)가 고정 홈(110a)으로부터 이탈되는 것을 억제하게 된다.

이후, 상기 제2 덮개(300)와 제1 덮개(200)를 동시에 관통하는 걸림 구멍(240)에 걸림 부재(310)를 삽입한다(S130).

이후, 상기 제2 덮개(300)를 외부로부터 완전히 밀폐하기 위하여 제3 덮개(400)를 결합한다(S140). 이때, 상기 제3 덮개(400)는 상기 제2 덮개(300)와 일체로 연결되도록 나사 결합할 수 있다.

이후, 압력 발생 장치(500)를 제3 덮개(400)의 플랜지(420)에 대하여 경사지도록 설치한다(S150). 여기서, 상기 압력 발생 장치(500)는 소정 압력을 발생시키기 위하여 점화 가능한 추진제가 내장될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 미사일의 노즐 구속 해제 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 압력 발생 장치(500)의 추진제가 점화되면 상기 압력 발생 장치(500)로부터 발생하는 압력이 상기 플랜지(420)의 일측을 가압하게 된다.

그리고 상기 압력 발생 장치(500)의 압력이 일정값 도달 시 상기 플랜지(420)에 의해 상기 제3 덮개(400)가 상기 노즐(10)로부터 분리되는 방향으로 압력이 발생한다. 여기서, 상기 제2 덮개(300)는 제3 덮개(400)와 일체로 결합되어 있으므로, 상기 제2 덮개(300)와 제3 덮개(400)를 고정시키고 있는 걸림 부재(310)에 전단 응력이 발생한다. 즉 상기 제2 덮개(300)의 외주면은 상기 노즐(10)의 내주면을 따라 경사지도록 선형 이동하므로 상기 걸림 부재(310)에 파단이 발생된다.

따라서, 상기 제2 덮개(300)와 제3 덮개(400)는 제1 덮개(200)로부터 분리되며, 상기 제2 덮개(300)가 제1 덮개(200)로부터 분리되는 과정에서 상기 제2 덮개(300)의 외주면에 의해 지지되고 있던 고정 구(110)와 고정 홈(110a)의 고정 상태가 해제된다. 이로 인하여 상기 고정 구(110)가 고정 홈(110a)으로부터 분리됨과 동시에 제1 덮개(200)가 노즐(10)로부터 분리됨으로써 미사일의 노즐 구속 해제가 완료된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 노즐
11: 소경부
12: 대경부
13: 걸림턱
110: 고정 구
110a: 고정 홈
200: 제1 덮개
201: 실링 부재
210: 관통 홀
220: 경사면
230: 안착면
240: 걸림 구멍
300: 제2 덮개
301: 원뿔면
310: 걸림 부재
310a: 걸림 구멍
400: 제3 덮개
410: 나사부
420: 플랜지
500: 압력 발생 장치
500a: 장착부
510: 분사구

Claims

미사일의 일측면에 형성되는 노즐;
상기 노즐의 소경부에 밀착되도록 배치되는 제1 덮개;
상기 제1 덮개의 일측면을 관통하여 걸림 고정됨과 동시에 상기 노즐의 노즐면에 형성되는 고정 홈에 일부 매설됨으로써 상기 제1 덮개가 상기 노즐의 노즐면에 대하여 고정되도록 구비되는 고정 구; 및
상기 제1 덮개의 내주면에 공간을 구비하는 안착면에 밀착되어 상기 고정 구가 상기 고정 홈으로부터 이탈되지 않도록 결합되는 제2 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 덮개와 결합 및 분리가 가능하도록 형성됨과 동시에 상기 노즐의 대경부를 완전히 밀폐하도록 구비되는 제3 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 덮개와 제2 덮개를 동시에 관통하는 걸림 구멍이 형성되고, 상기 걸림 구멍에 삽입되는 걸림 부재에 의해 상기 제2 덮개가 상기 제1 덮개에 걸림 고정되는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제3항에 있어서,
상기 걸림 구멍은 상기 노즐의 중심축에 대하여 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 덮개와 제2 덮개는 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제2항에 있어서,
상기 제3 덮개의 일단은 상기 노즐의 대경부를 원판 형상으로 밀폐할 수 있도록 반경 외측 방향으로 연장되는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지에 대하여 소정 각도로 경사지도록 형성되고, 압력 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 덮개와 제2 덮개 각각의 외주면 형상은 상기 노즐의 형상에 대응되는 노즐 형상인 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치.
미사일의 노즐의 소경부를 밀폐하는 제1 덮개의 외주면에 실링 부재를 결합하는 단계(S100);
상기 제1 덮개의 일측면이 관통되는 관통 홀에 삽입함과 동시에 상기 노즐의 노즐면에 형성되는 고정 홈에 고정 구의 일부를 매설하는 단계(S110);
상기 제1 덮개의 안착면에 밀착되도록 제2 덮개를 삽입하는 단계(S120);
상기 제2 덮개와 제1 덮개를 동시에 관통하는 걸림 구멍에 걸림 부재를 삽입하는 단계(S130); 및
상기 제2 덮개를 외부로부터 완전히 밀폐하기 위하여 제3 덮개를 결합하는 단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치 조립 방법.
제8항에 있어서,
상기 단계 S140 이후, 제3 덮개의 플랜지에 대하여 경사지도록 설치되고, 노즐을 향하여 압력을 가하기 위한 압력 발생 장치를 설치하는 단계(S150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치 조립 방법.
제8항에 있어서,
상기 단계 S140에서, 상기 제3 덮개를 상기 제2 덮개에 구비되는 나사부에 대하여 회전시킴으로써 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 미사일의 노즐 구속 해제 장치 조립 방법.