KR101384214B1

KR101384214B1 - 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치

Info

Publication number: KR101384214B1
Application number: KR1020120034842A
Authority: KR
Inventors: 권순길; 김창기
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2014-04-10
Also published as: KR20130112451A

Abstract

본 발명은 능동파괴체계의 대응탄의 발사를 위한 개방형 추진장치에 사용되는 점화기에 있어서 점화 약통 내의 점화제의 연소 속도를 빠르게 하여 시간 지연 없이 화염을 방출시킬 수 있도록 함으로써 대응탄의 급속 발사를 도모할 수 있는 개방형 추진장치를 제공한다.
본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기는 탄자(20)가 장전되는 발사관(30), 탄자(20) 후미에 충전된 추진제, 추진제를 연소하기 위한 점화기(40) 및 탄자(20)가 발사되기 전에는 발사관(30) 후방이 밀폐되어 있다가 탄자(20) 발사 시 추진제 연소 가스에 의해 발사관(30) 후방이 개방되도록 발사관(30) 후단부에 장착된 파열판(60)을 포함하는, 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치에 있어서, 점화기(40)는 점화기 몸체; 점화기 몸체와 결합되어 내부에 점화제가 충전된 점화 약통; 점화기 몸체(41)의 내부에 배치되어 전기신호에 의해 점화제(45)를 착화하기 위한 착화기(43); 착화기(43)의 후단으로부터 점화 약통(42) 내부를 향하여 점화기(40)의 길이방향을 따라 설치되어, 100∼9000m/s의 연소속도를 갖고 화약(44b, 44e)을 포함하는 점화 도선(44); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치{OPEN-TYPE PROPULSION DEVICE FOR RAPID LAUNCHING INTERCEPTOR OF ACTIVE HARD-KILL SYSTEM}

본 발명은 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 점화기를 구비한 개방형 추진장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 능동파괴체계의 대응탄의 발사를 위한 개방형 추진장치에 사용되는 점화기에 점화 도선을 채용하여 점화 약통 내의 점화제의 연소 속도를 빠르게 하여 시간 지연 없이 화염을 방출시킬 수 있도록 함으로써 대응탄의 급속 발사를 도모할 수 있는 개방형 추진장치에 관한 것이다.

과거 선진국들은 적을 파괴하는 무기체계 개발을 중요하게 여겨왔지만, 이제는 아군의 인원 및 각종 전투차량에 대한 생존성을 극대화시키기 위한 생존장비 개발에 많은 관심을 가지게 되었다. 이에 따라 세계 각국은 아군 및 각종 전투차량의 생존성 향상을 위해 능동파괴체계를 개발하고 있다.

능동파괴체계는 일반적으로 전투차량(예컨대, 전차 또는 장갑차)을 향하여 날아오는 적의 대전차 미사일과 대전차 로켓 등의 위협체에 대응하기 위하여 3차원 탐지추적레이더, 열상탐지추적기, 통제컴퓨터, 발사장치 및 대응탄으로 구성되어 있다.

이와 같이 세계 각국이 능동파괴체계를 개발하는 보다 근본적인 이유는 다양한 전투실험결과에 기초한다. 전투실험결과 능동파괴체계는 대전차 미사일, 대전차 로켓 등의 공격에 대해서 아군의 생존성을 증대시키고, 경량화를 통한 기동성 및 무장증대를 꾀하는 미래전투체계의 유일한 자체 생존수단임을 보여주었다. 이러한 전투실험결과, 전차에 장착된 능동파괴체계는 전차의 생존성을 약 2∼5배 증대시키는 것으로 분석되었다. 이처럼 생존성 보장을 위한 능동방어체계의 탁월한 전투효과가 분석됨에 따라 세계 각국에서는 이 기술을 미래전투체계 생존성 분야의 핵심기술로 선정하여 경쟁적으로 개발하고 있다.

한편, 이러한 능동파괴체계에 있어서, 적의 위협체에 대한 대응탄은 그 발사를 위해 개방형 추진장치를 이용하고 있다. 일반적으로 추진장치로는, 밀폐형 추진장치와 개방형 추진장치가 있다. 밀폐형 추진장치는 발사관 후방을 견고한 금속제 캡에 의해 완전히 밀폐하여 탄자(projectile)가 발사된 후에 탄자 후미로 추진제 연소 가스가 빠져나가는 구조로 이루어져 있다. 이에 반하여, 개방형 추진장치는 탄자가 발사되기 전에는 발사관 후방이 밀폐되어 있다가 탄자 발사 시 추진제 연소 가스에 의해 발사관 후방이 개방되는 구조로 이루어져 있다. 즉, 개방형 추진장치는 발사관 내에 고체 추진제를 충전하고, 발사관 전방은 탄자로 밀봉되어 있고 발사관의 후방은 파열 가능한 플라스틱제 파열판(rupture disk)을 장착하여 탄자가 발사되기 전에 밀봉한 형태로 되어 있다. 이러한 개방형 추진장치는, 추진제 연소 가스가 탄자의 반대 방향인 발사관 후방으로 분출되어 파열판을 파열시키면서 탄자가 발사관 밖으로 이탈될 때 발생하는 반동력을 상쇄시키는 원리를 이용한 것이다. 즉, 개방형 추진장치는 가스 일부를 뒤쪽으로 뿜어내어, 마치 로켓의 추진기관처럼 탄자를 앞으로 밀어내는 힘을 제공하는 무반동총의 원리를 이용한 것이다. 이에 대하여, 무반동총을 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 도 1은 90mm 또는 106mm 무반동총을 개략적으로 도시한 것으로, 무반동총은 탄자와, 추진장치로 이루어져 있고, 추진장치는 탄자가 장전되는 발사관, 탄자 후미에 충전된 추진제, 추진제를 연소하기 위한 점화기(미도시) 및 발사관 후단부에 파열판이 장착된 분사부로 구성되어 있다. 이러한 구조를 갖는 무반동총은 점화기에 의해 점화된 추진제의 연소 가스가 분사부를 통하여 후폭풍으로 방출되는 힘과 탄자를 목표지역으로 비행시키는 힘이 동일하게 작용되도록 설계되어 있기 때문에 발사관에 반동이 일어남이 없이 탄자를 발사관 밖으로 안정되게 발사시킬 수 있다.

본 명세서에서는 말하는 개방형 추진장치는 이와 같은 무반동총의 작용과 반작용의 원리를 이용하여 설계한 것으로 무반동총의 추진장치에 해당된다고 볼 수 있다.

여기서, 추진장치, 즉 개방형 추진장치에 사용되는 점화기는 도 2에 도시한 바와 같이, 추진제를 점화시켜 연소시킴으로써 추진제에 에너지를 전달할 수 있도록 점화기 몸체(310), 점화기 몸체(310) 내에 설치된 전기식 착화기(320), 점화기 몸체(310)와 결합되어 내부에 점화제(340)가 충전된 점화 약통(330)으로 이루어져 있다. 전기식 착화기(320)는 전압 혹은 전류를 인가하여 화약을 발화시켜 화염을 발생시키는 것으로, 기계적으로 충전 화약에 충격을 주어 에너지를 발생시키는 기계식 착화기에 비해 신호 인가에서 발사까지 지연 시간을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 도 2에 도시한 바와 같은 점화기(300)는 점화 약통(330)에 점화제(340)만이 충전되어 있는 구조로 되어 있기 때문에, 이를 개방형 추진장치에 사용하는 경우, 미연소 추진제가 다량 발생되어 탄자가 발사되지 않는 문제점이 있었다. 즉, 착화기의 화염에 의해 발사관 내부에 고압의 추진제 연소 가스가 발생되는데, 종래의 점화기는 점화 약통 내에 충전된 점화제를 연소하는 연소 속도가 느려 화염 방출의 시간 지연으로 인해 추진제를 충분히 점화시키지 못함으로써 고압의 추진제 연소 가스가 발사관 후방의 파열판을 파열시켜 발사관 밖으로 빠져나가 소실되고, 이때 발사관 내부에 충전되어 있는 추진제는 압력 강하로 인하여 연소가 중단되면서 추진력을 상실하여 탄자의 발사가 불가능하였다.

따라서, 개방형 추진장치에 있어서는, 추진제 연소 가스가 발사관 밖으로 누설되기 전에 탄자를 발사관 외부로 바로 밀어낼 수 있도록 시간 지연 없이 화염을 방출할 수 있는 점화기의 구조 개선이 요망되고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 능동파괴체계의 대응탄의 발사를 위한 개방형 추진장치에 사용되는 점화기에 있어서 점화 약통 내의 점화제의 연소 속도를 빠르게 하여 시간 지연 없이 화염을 방출시킬 수 있도록 함으로써 대응탄의 급속 발사를 도모하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탄자가 장전되는 발사관, 탄자 후미에 충전된 추진제, 추진제를 연소하기 위한 점화기 및 탄자가 발사되기 전에는 발사관 후방이 밀폐되어 있다가 탄자 발사 시 추진제 연소 가스에 의해 발사관 후방이 개방되도록 발사관 후단부에 장착된 파열판을 포함하는, 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치에 있어서,

상기 점화기는 점화기 몸체;

상기 점화기 몸체와 결합되어 내부에 점화제가 충전된 점화 약통;

상기 점화기 몸체의 내부에 배치되어 전기신호에 의해 점화제를 착화하기 위한 착화기;

상기 착화기의 후단으로부터 상기 점화 약통 내부를 향하여 점화기의 길이방향을 따라 설치되어, 소정의 연소속도를 갖고 화약을 포함하는 점화 도선;

을 포함하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 약통에 충전되는 점화제는, 니트로 셀루로즈를 주성분으로 하는 단기(single base) 조성 혹은 니트로 셀루로즈와 니트로 글리셀린을 주성분으로 하는 복기(double base) 조성으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화제는 연소 표면적을 높이기 위해 분말(powder) 혹은 플레이크(flake) 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 도선은 연소 속도가 100∼9000m/s를 갖는 점화 도선인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 도선은 그 전단부가 상기 착화기의 후단부와 일정 공간을 두고 이격 배치되고, 그 후단부는 상기 점화 약통의 후방을 밀폐하는 밀폐부재의 중앙에 형성된 도선 끼움구멍에 끼워져 지지되는 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 도선은 피복 튜브와, 피복 튜브의 내부공간에 충전된 상기 화약을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 도선의 전단부 외주에는 상기 점화 도선의 외경보다 큰 외경을 갖는 도선 캡이 구비되어 있고,

상기 도선 캡은 외경이 서로 다른 2단 구조로 형성되어 있고, 이에 대응하여 상기 도선 캡이 위치되는 점화기 몸체 내부도 2단 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 도선 캡은 상기 점화 도선의 전단부가 삽입되어 끼워지도록 내부 중앙에 도선 끼움통로가 형성된 내부 캡과, 내부 캡의 외주면을 감싸고 내부 캡의 전단부보다 길게 돌출되어 그 사이에 공간을 갖도록, 단면상 'ㄷ'자의 형상의 외부 캡을 구비하고, 상기 내부 캡과 상기 외부 캡이 접착제로 결합 고정되는 이중 캡 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점화 도선의 전단부는 상기 내부 캡의 도선 끼움통로를 통해 끼워지고,

상기 점화 도선의 전단부와 상기 외부 캡의 전단부 사이의 공간에는 상기 점화 도선의 피복 튜브 내에 충전된 화약과 동일한 화약이 충전되어 있고,

상기 공간과 접하는 상기 외부 캡의 전면(前面)에는 상기 착화기로부터 발생되는 화염을 전달받기 위해 개구가 형성되어 있고,

상기 공간에 충전된 화약이 누출되지 않도록 상기 개구와 공간 사이에는 파열 가능한 차단판이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 도선 캡의 외면은 이에 접하는 점화기 몸체 내면과 접착제에 의해 결합 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 급속 발사는, 발사 신호 인가에서 탄자가 발사관을 이탈하는 시간인 발사지연 시간이 10msec이내인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 탄자는 탄두와 날개로 이루어져 있고, 상기 탄두와 상기 날개 사이는 다수개의 화염 구멍을 갖는 중공(中空)의 연장봉으로 결합되어 있고,

상기 연장봉 내에는 상기 점화기가 장착되어 있고,

상기 추진제는 연장봉 주변에 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 개방형 추진장치는 무반동총, 또는 로켓의 추진장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 개방형 추진장치에 사용되는 점화기의 점화 약통 내에 화약이 충전된 점화 도선의 설치에 의해, 점화제의 연소 속도를 빠르게 하여 시간 지연 없이 화염을 방출시킴으로써 추진제 연소 가스가 발사관 밖으로 분출되기 전 추진제에 충분한 에너지를 제공할 수 있어 안정된 강내 탄도를 유지하면서 대응탄의 급속 발사를 행할 수 있다.

도 1은 무반동 원리를 설명하기 위한 무반동총의 구조를 나타낸 개략도.
도 2는 개방형 추진장치에 사용되는 종래의 점화기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기가 적용되는 능동파괴체계의 대응탄의 외형을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기의 일부 절개 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기의 단면도.
도 6은 도 5에서의 점화 도선의 확대 단면도.
도 7은 시간 경과에 따른 탄자의 발사 모습을 고속 카메라로 촬영한 영상 사진.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기가 적용되는 능동파괴체계의 대응탄(10)의 외형을 나타낸 것이다. 본 발명이 적용되는 능동파괴체계의 대응탄(10)은 종래기술과 관련하여 설명한 바와 같이 탄자가 발사될 때 추진제 연소 가스 일부가 탄자의 반대 방향으로 분출하여 발사 반동력이 줄어드는 무반동총의 추진 원리를 이용한 것으로, 본 발명에 따른 개방형 추진장치는 내경이 40mm 이상인 발사관에 적용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 개방형 추진장치는 90mm 또는 106mm 무반동총 추진장치, 또는 로켓 추진장치로서 사용될 수 있다.

이러한 능동파괴체계의 대응탄(10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 개방형 추진장치에 탄자(20)를 조립한 형태이다. 개방형 추진장치는 알루미늄 라이너를 삽입한 구조로 탄자가 장전되는 발사관(30), 탄자(20) 후미에 충전된 추진제(미도시), 추진제를 연소하기 위한 점화기(도 4의 '40' 참조) 및 발사관(30) 후단부에 장착된 플라스틱제 파열판(50)을 포함하는 구조로 구성되어 있다. 탄자(20)는 파편을 형성하는 탄두(20a)와 날개(20b)로 이루어져 있는데 탄두(20a)와 날개(20b) 사이는 연장봉(20c)으로 결합되어 있다. 연장봉(20c) 내에는 본 발명에 따른 점화기(40, 도 4 참조)가 장착되어 있고, 중공(中空)구조를 갖는 연장봉(20c)에는 다수개의 화염 구멍(미도시)이 형성되어 있다. 추진제는 연장봉(20c) 주변에 충전되어 있다.

이러한 구조를 갖는 대응탄의 개방형 추진장치를 도 4 - 도 8을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기의 일부 절개 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기의 단면도이며, 도 6은 도 5에서의 점화 도선의 확대 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 개방형 추진장치용 점화기(40)는 점화기 몸체(41), 점화기 몸체(41)와 결합된 점화 약통(42), 점화기 몸체(41)의 내부에 배치되는 전기식 착화기(43), 점화기 몸체(41)와 점화 약통(42) 내부에 점화기(40)의 길이방향을 따라 설치된 점화 도선(44), 및 점화 도선(44) 주변에 충전된 점화제(45)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

점화기 몸체(41)는 알루미늄, 스틸 등의 금속 재질로 형성되어 있는 반면, 점화 약통(42)은 종이 재질, 바람직하게는 파라핀 코팅지로 형성되어 있다. 점화기 몸체(41)와 점화 약통(42)은 예를 들면 에폭시 수지와 같은 접착제로 결합되어 있다. 착화기(43)는 점화기 몸체(41) 내부에 나사 결합되도록, 점화기 몸체(41) 내부와 이에 대응하는 착화기(43)의 외주면에는 각각 나사산(41a, 43a)이 형성되어 있다. 그리고, 착화기(43)는 도 3에 도시한 바와 같이 파열판(50) 측에 배치되어 파열판(50) 외부로부터 인가되는 전기신호를 받기 위해 외부의 케이블(60)과 연결되어 있다.

점화 도선(44)은 피복 튜브(44a)와 피복 튜브(44a)의 내부공간에 화약(44b)이 충전된 구조로 이루어져 있다. 이러한 점화 도선(44)은 도 5에 도시한 바와 같이 그 전단부가 착화기(43)의 후단부와 일정 공간(S1)을 두고 이격 배치되고, 그 후단부는 점화 약통(42)의 후방을 밀폐하는 밀폐부재(46)에 지지되는 상태로 설치되어 있다. 점화 도선(44)의 전단부와 착화기(43)의 후단부사이의 공간(S1)은 케이블(60)을 통한 전기신호가 착화기(43)에 전달됨으로써 발생되는 화염의 전파를 용이하게 하기 위한 통로로서 역할한다.

또한, 점화 도선(44)의 전단부 외주에는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 도선(44)의 외경보다 큰 외경을 갖는 도선 캡(44c)이 구비되어 있고, 이 도선 캡(44c)은 외경이 서로 다른 2단 구조로 형성되어 있다. 도선 캡(44c)을 2단 구조로 형성한 이유는 점화기(40)의 작동 후 점화 도선(44)의 전단부가 점화 약통(42) 내부로 밀려나가는 것을 방지하기 위해서이다. 이를 위해, 도선 캡(44c)이 배치되는 부위에 대응하는 점화기 몸체(41) 내부에도 2단 구조로 형성되어 있다. 도선 캡(44c)의 외면은 이에 접하는 점화기 몸체(41) 내면과 에폭시 수지 등의 접착제에 의해 결합 고정된다.

그리고, 도선 캡(44c)은 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 점화 도선(44)의 전단부가 삽입되어 끼워지도록 내부 중앙에 도선 끼움통로(44d)가 형성된 내부 캡(44c1)과, 내부 캡(44c1)의 외주면을 감싸고 내부 캡(44c1)의 전단부보다 길게 돌출되어 그 사이에 공간(S2)을 갖도록, 단면상 'ㄷ'자의 형상의 외부 캡(44c2)을 구비하는 이중 캡 구조로 형성되어 있다. 내부 캡(44c1)과 외부 캡(44c2)은 통상의 접착제로 결합 고정되어 있다. 이와 같은 이중 캡 구조에 의해, 점화 도선(44)의 전단부는 내부 캡(44c1)의 도선 끼움통로(44d)를 통해 끼워지고, 점화 도선(44)의 전단부와 외부 캡(44c2)의 전단부 사이의 공간(S2)에는 점화 도선(44)의 피복 튜브(44a) 내에 충전된 화약(44b)과 동일한 화약(44e)이 충전되어 있다. 또한, 상기 공간(S2)과 접하는 외부 캡(44c2)의 전면(前面)에는 착화기(43)로부터 발생되는 화염을 전달받기 위해 개구(44g)가 형성되어 있고, 상기 공간(S2)에 충전된 화약(44e)이 누출되지 않도록 상기 개구(44g)와 공간(S2) 사이에는 파열 가능한 차단판(44f)이 설치되어 있다.

상기와 같은 공간(S2)에 화약(44e)을 충전하여 두는 것은 착화기(43)에서 생성된 에너지를 확실히 전달받기 위해서이다. 즉, 점화 도선(44)을 구성하는 피복 튜브(44a) 내부에 화약(44b)이 충전되어 있지만, 점화 도선(44)의 내경이 대략 1mm 이내로 매우 좁기 때문에 착화기(43)에서 생성된 에너지가 점화 도선(44) 내의 화약을 연소시키는데 충분히 전달되지 않을 수도 있어, 이를 방지하기 위해 상기와 같이 도선 캡(44c)의 내부 공간(S2)에 동일한 화약(44e)을 충전한 것이며, 이 상태에서 차단판(44f)을 설치하게 되면 점화 도선(44) 내의 화약(44b, 44e)이 직접 외부에 노출되지 않아 온도, 습도 등의 외부 환경의 적응성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

한편, 점화 도선(44)의 후단부는 도 5에 도시한 바와 같이, 점화 도선(44)의 편심을 방지하기 위해 점화 약통(42)의 후방을 밀폐하는 밀폐부재(46)의 중앙에 형성된 도선 끼움구멍(46a)에 끼워져 있다. 이러한 밀폐부재(46)는 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 형성되며, 점화 약통(42)의 후방부로부터 점화 약통(42) 내에 삽입 설치되어 있다.

점화 약통(42)에 충전되는 점화제(45)로는, 니트로 셀루로즈를 주성분으로 하는 단기(single base) 조성 혹은 니트로 셀루로즈와 니트로 글리셀린을 주성분으로 하는 복기(double base) 조성으로 된 점화제를 사용할 수 있다. 점화제(45) 형상은 연소 표면적을 높이기 위해 분말(powder) 혹은 플레이크(flake) 형태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 점화제(45)를 사용하면, 화염 방출량이 많아 발사관(30) 내의 추진제를 효과적으로 점화할 수 있다.

이와 같은 점화기(40)에 사용되는 점화 도선(44)은 연소 속도가 100∼9000m/s를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 점화 도선(44)의 연소 속도가 100m/s보다 작으면, 점화 도선(44)을 통하여 착화기(43)의 화염이 전달되는 속도가 늦어져 점화 지연이 발생하여 본 발명에서 의도하는 급속 발사를 기대할 수 없고, 점화도선의 연소 속도가 9000m/s를 초과하면, 점화제(45)의 출력이 매우 강해져 추진제 연소가 빨라지고 이로 인해 발사관(30) 내부에 과다 압력이 발생하여 발사관 파손이 발생할 우려가 있다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 점화장치의 점화제(45)를 동시에 점화시켜 시간지연 없이 화염을 방출시킬 수 있도록 점화 약통(42) 내부의 중심에 연소 속도가 매우 빠른 점화 도선(44)을 설치하고 그 주변에 분말 혹은 플레이크 형상의 점화제(45)를 배치함으로써, 탄자의 급속 발사가 가능하다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 점화기(40)가 도 3에 도시한 바와 같은 대응탄의 개방형 추진장치에 설치되었을 때의 그 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 전원(미도시)으로부터 케이블(60)을 통하여 착화기(43)에 전기신호를 인가하면, 착화기(43)에서 화염이 발생한다. 이렇게 발생된 화염은 점화 도선(44)의 도선 캡(44c) 내부 공간에 충전된 1차 화약(44e)을 점화하고, 바로 이어서 2차 화약(44b)이 들어 있는 점화 도선(44)을 빠르게 연소시킨다.

이어서, 발사관(30) 내의 탄두(20a)와 연결된 연장봉(20c)에 형성된 다수개의 화염 구멍을 통하여 화염이 분출되고, 이에 의해 추진제가 점화되면서 추진제 연소 가스 일부가 탄자(20)의 반대 방향으로 급속히 분출되어 파열판(50)을 파열시키면서 탄자(20)를 발사관(30) 전방으로 밀어내어 급속 발사시킨다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 추진제 연소 가스가 발사관 밖으로 분출되기 전 추진제에 충분한 에너지를 제공함으로써 점화 지연이 짧고 안정된 강내탄도를 유지할 수 있다.

도 7은 시험 발사관 내부에 본 발명에 따른 점화기(40)를 설치한 상태에서 탄을 발사하였을때 모습을 고속 카메라로 촬영한 영상 사진을 나타낸 것이다.

탄체 중량 3.5kg이고 발사관 내경이 100mm인 개방형 발사장치를 치구에 장착하고 발사관 내에 입자 형태가 분말형인 추진제를 충전하고 발사관 후방에 플라스틱으로 제작된 파열판을 조립한 후 발사 시험한 결과, 추진제 연소 가스가 파열판을 파열시켜(도 7(a)) 발사관 후방으로 화염 방출(도 7(b))된 후 탄이 발사관을 이탈(도 7(c)에서 도 7(d)의 순으로 이탈)하는 모습을 보였다. 도 7(a)에서 도 7(d)의 순으로의 시간 경과에 따른 발사 모습을 촬영속도 20,000frames/sec인 고속 카메라로 촬영한 결과, 발사 신호 주입 후 약 2.5msec 경과 후 파열판 파괴되어 추진제 연소 가스가 발사관 후방으로 분출되었고 7.5msec 경과 후 탄이 발사관 끝을 이탈하였다. 즉, 본 발명에 따른 점화 도선(44)을 구비한 점화기(40)를 적용하였을 때, 종래기술에 의한 점화기에 비하여 점화 지연이 적고 발사관 내부 압력도 상승하여 탄이 발사관을 이탈할 때까지 약 10msec 이내에 120m/s 이상의 포구속도를 보이며 안정된 자세로 비행하였음이 확인되었다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 대응탄
20 : 탄자
20a : 탄두
20b : 날개
20c : 연장봉
30 : 발사관
40 : 점화기
41 : 점화기 몸체
41a : 나사산
42 : 점화 약통
43 : 착화기
43a : 나사산
44 : 점화 도선
44a : 피복 튜브
44b : 화약
44c : 도선 캡
44d : 통로
44e : 화약
44f : 차단판
44g : 개구
45 : 점화제
46 : 밀폐부재
46a : 도선 끼움구멍
50 : 파열판
60 : 케이블

Claims

탄자(20)가 장전되는 발사관(30), 탄자(20) 후미에 충전된 추진제, 추진제를 연소하기 위한 점화기(40) 및 탄자(20)가 발사되기 전에는 발사관(30) 후방이 밀폐되어 있다가 탄자(20) 발사 시 추진제 연소 가스에 의해 발사관(30) 후방이 개방되도록 발사관(30) 후단부에 장착된 파열판(60)을 포함하는, 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치에 있어서,
상기 점화기(40)는 점화기 몸체(41);
상기 점화기 몸체(41)와 결합되어 내부에 점화제(45)가 충전된 점화 약통(42);
상기 점화기 몸체(41)의 내부에 배치되어 전기신호에 의해 점화제(45)를 착화하기 위한 착화기(43);
상기 착화기(43)의 후단으로부터 상기 점화 약통(42) 내부를 향하여 점화기(40)의 길이방향을 따라 설치되어, 소정의 연소속도를 갖고 화약(44b, 44e)을 포함하는 점화 도선(44);을 포함하고,
상기 점화 도선(44)의 전단부 외주에는 상기 점화 도선(44)의 외경보다 큰 외경을 갖는 도선 캡(44c)이 구비됨과 아울러,
상기 도선 캡(44c)은 외경이 서로 다른 2단 구조로 형성되어 있고, 이에 대응하여 상기 도선 캡(44c)이 위치되는 점화기 몸체(41) 내부도 2단 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 점화 약통(42)에 충전되는 점화제(45)는, 니트로 셀루로즈를 포함하는 단기(single base) 조성 혹은 니트로 셀루로즈와 니트로 글리셀린을 모두 포함하는 복기(double base) 조성으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제2항에 있어서,
상기 점화제(45)는 연소 표면적을 높이기 위해 분말(powder) 혹은 플레이크(flake) 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 점화 도선(44)은 연소 속도가 100∼9000m/s를 갖는 점화 도선인 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제4항에 있어서,
상기 점화 도선(40)은 그 전단부가 상기 착화기(43)의 후단부와 일정 공간(S1)을 두고 이격 배치되고, 그 후단부는 상기 점화 약통(42)의 후방을 밀폐하는 밀폐부재(46)의 중앙에 형성된 도선 끼움구멍(46a)에 끼워져 지지되는 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제5항에 있어서,
상기 점화 도선(44)은 피복 튜브(44a)와, 피복 튜브(44a)의 내부공간에 충전된 상기 화약(44b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 도선 캡(44c)은 상기 점화 도선(44)의 전단부가 삽입되어 끼워지도록 내부 중앙에 도선 끼움통로(44d)가 형성된 내부 캡(44c1)과, 내부 캡(44c1)의 외주면을 감싸고 내부 캡(44c1)의 전단부보다 길게 돌출되어 그 사이에 공간(S2)을 갖도록, 단면상 'ㄷ'자의 형상의 외부 캡(44c2)을 구비하고, 상기 내부 캡(44c1)과 상기 외부 캡(44c2)이 접착제로 결합 고정되는 이중 캡 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제7항에 있어서,
상기 점화 도선(44)의 전단부는 상기 내부 캡(44c1)의 도선 끼움통로(44d)를 통해 끼워지고,
상기 점화 도선(44)의 전단부와 상기 외부 캡(44c2)의 전단부 사이의 공간(S2)에는 상기 점화 도선(44)의 피복 튜브(44a) 내에 충전된 화약(44b)과 동일한 화약(44e)이 충전되어 있고,
상기 공간(S2)과 접하는 상기 외부 캡(44c2)의 전면(前面)에는 상기 착화기(43)로부터 발생되는 화염을 전달받기 위해 개구(44g)가 형성되어 있고,
상기 공간(S2)에 충전된 화약(44e)이 누출되지 않도록 상기 개구(44g)와 공간(S2) 사이에는 파열 가능한 차단판(44f)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 도선 캡(44c)의 외면은 이에 접하는 점화기 몸체(41) 내면과 접착제에 의해 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 급속 발사는, 발사 신호 인가에서 탄자가 발사관을 이탈하는 시간인 발사지연 시간이 10msec이내인 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 탄자(20)는 탄두(20a)와 날개(20b)로 이루어져 있고, 상기 탄두(20a)와 상기 날개(20b) 사이는 다수개의 화염 구멍을 갖는 중공(中空)의 연장봉(20c)으로 결합되어 있고,
상기 연장봉(20c) 내에는 상기 점화기(40)가 장착되어 있고,
상기 추진제는 연장봉(20c) 주변에 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방형 추진장치는 무반동총, 또는 로켓의 추진장치인 것을 특징으로 하는 능동파괴체계의 대응탄의 급속 발사를 위한 개방형 추진장치.
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