KR102546040B1

KR102546040B1 - 공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계

Info

Publication number: KR102546040B1
Application number: KR1020200175138A
Authority: KR
Inventors: 이상황
Original assignee: 한화에어로스페이스 주식회사
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-06-20
Also published as: KR20220085236A

Abstract

본 발명은 공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계에 관한 것으로, 격침식기폭관(110)과 접점판(120)을 포함한 로타조립체(100)와 발사 전 상기 로타조립체(100)를 물리적으로 구속하여 상기 로타조립체(100)의 격침식기폭관(110)과 격침(130)이 비정렬 위치되게 하고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 상기 로타조립체(100)가 회전에 의해 장전위치로 이동하고 상기 로타조립체(100)의 격침식기폭관(110)과 격침(130)이 정렬 위치되도록 하는 안전장전장치조립체(200)와 상기 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하고 장입 신호가 수신되면 격침(130)을 하강시켜 상기 격침식기폭관(110)을 기폭시키는 전기식기폭관(310)을 포함하고, 상기 로타조립체(100)가 비정렬 위치시 상기 전기식기폭관(310)을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자부조립체(300)를 포함한다. 본 발명은 기계적 안전요소와 전자적 안전요소를 동시에 적용하여 안전기능을 강화한 이점이 있다.

Description

공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계{Air explosive ammunition and weapon system equipped with it}

본 발명은 공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원하는 위치에서 공중폭발시켜 목표물을 제거하는 공중폭발탄으로 사용 가능하고, 공중폭발 기능을 사용하지 않을 경우 충격자폭신관으로 사용할 수 있는 공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계에 관한 것이다.

종래 유탄의 기계식 신관은 탄 발사시 발생하는 회전력과 후진관성력으로 기구적 장전이 되고, 목표물에 도착시 지면 탄착 충격에 의하여 폭발하게 되어 있어 장애물 뒤에 있는 표적이나 공중에서 날아다니는 표적을 제거하기가 어렵다.

이것을 개선하기 위하여 공중폭발 기능이 있는 전자식 신관을 포함한 유탄을 사용하게 되는데, 공중폭발 기능이 있는 유탄의 전자식 신관은 탄 발사시 발생하는 후진관성력이나 회전력으로 전지나 관성발전기가 활성화되어 전원을 공급하거나 유탄 발사전 접촉 방식에 의하여 전원을 공급 받게 되어 있다. 그런데 이러한 방식들은 전원을 충분히 공급받지 못하는 경우 전자적으로 작동을 하지 못하여 불발탄을 만들게 된다. 또한, 전자적 오류가 발생시 안전거리 확보에 어려움이 있다.

또한, 공중폭발탄을 사용하는 무기체계의 경우 추진제의 로트별로 사거리가 다르게 나오거나 날씨나 온도 또는 운용하는 사람에 따라 원하는 위치에서 폭발을 일으키지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기계식 신관의 작동 메커니즘을 그대로 적용하여 기계적 안전요소를 포함하고, 공중폭발 기능을 사용하지 않을 때는 기계적 충격신관으로 사용할 수 있도록 하며, 기계적 안전요소와 전자적 안전요소를 동시에 적용하여 안전기능을 강화한 공중폭발탄 신관 및 이를 구비한 무기체계를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공중폭발탄 신관은 격침식기폭관과 접점판을 포함한 로타조립체와 발사 전 상기 로타조립체를 물리적으로 구속하여 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 비정렬 위치되게 하고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 상기 로타조립체가 회전에 의해 장전위치로 이동하고 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 정렬 위치되도록 하는 안전장전장치조립체와 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입 신호가 수신되면 격침을 하강시켜 상기 격침식기폭관을 기폭시키는 전기식기폭관을 포함하고, 상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자부조립체를 포함한다.

상기 안전장전장치조립체는 신관베이스에 설치된 관성핀스프링에 탄성지지되고 상기 로타조립체의 일측을 지지하여 상기 로타조립체의 회전을 구속하는 관성핀과 상기 신관베이스와 결합된 신관커버의 내측에 설치된 디텐트스프링에 탄성지지되고 상기 로타조립체의 타측을 걸어 지지하여 상기 로타조립체의 회전을 구속하는 디텐트를 포함한다.

상기 안전장전장치조립체는 상기 로타조립체의 일측과 기어식으로 맞물려 상기 로타조립체의 회전을 지연시키는 탈진기어부를 포함한다.

상기 안전장전장치조립체가 안전해제 되고 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하는 동안에 장입 플랫폼으로부터 시한시간을 장입받으며, 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하고 시한시간에 도달하면 장입 신호를 상기 전자부조립체에 전달하는 수신부조립체를 포함한다.

상기 전자부조립체는 상기 격침의 상부에 배치된 전기식기폭관과 상기 전기식기폭관의 + 단자에 연결되는 전기식기폭관소켓과 상기 전기식기폭관의 - 단자에 연결되는 전기식기폭관클립과 상기 전기식기폭관소켓과 연결된 제1 기폭관접점핀과 상기 전기식기폭관클립과 연결된 제2 기폭관접점핀을 포함하고, 상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은 상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 접점판에 전기적으로 연결되어 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만든다.

상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하면 상기 접점판에서 전기적으로 분리되어 상기 전기식기폭관을 전기적으로 연결한다.

탄의 발사시 발생하는 탄의 후진관성력으로 전원을 생성하는 전원장치조립체를 더 포함하고, 상기 전원장치조립체는 상기 전자부조립체를 구동시키는 전자회로 구동전원으로 사용한다.

상기 전원장치조립체는 방전회로를 포함하고, 상기 방전회로는

상기 전자부조립체에 연결된 전원장치방전단자와 전원장치방전핀스프링에 의해 상기 전원장치방전단자에 연결되고 탄 발사시 발생하는 후진관성력에 의해 후퇴하여 상기 전원장치방전단자와 분리되어 상기 전원장치조립체가 장전상태가 되게 하는 전원장치방전핀을 포함한다.

상기 전자부조립체는 일정시간 이후 자동으로 기폭신호를 발생하여 전기식기폭관을 기폭하게 하는 자폭기능을 가진다.

탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 상기 로타조립체를 물리적으로 구속하는 구속력이 해제되면, 상기 로타조립체는 무게중심이 회전중심과 다른 곳에 위치하고 있어서 신관이 회전하면 회전하게 된다.

공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계는 탄 발사전 로타조립체를 구속하는 기계적 안전요소와 탄 발사 후 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입신호를 받으면 전자부조립체의 전기식기폭관에 기폭 명령을 내려 격침을 하강시켜 상기 로타조립체의 격침식기폭관을 기폭시키고, 상기 로타조립체의 구속시에는 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자식 안전요소와 탄 발사전 상기 전자부조립체의 전원장치방전단자와 접촉하여 방전회로를 구성하고, 탄 발사시 후진관성력에 의해 상기 전원장치방전단자와 분리되어 전원장치조립체가 장전상태가 되고 전원을 생성하여 상기 전자부조립체의 작동을 위한 전자회로 구동전원이 충전되게 하는 물리적 안전요소를 포함한다.

상기 기계적 안전요소는 로타조립체의 회전을 구속하고 탄 발사시 회전관성력에 의해 상기 로타조립체의 회전을 구속한 상태를 해제하는 관성핀과 디텐트를 포함한다.

상기 전자식 안전요소는 상기 격침의 상부에 배치된 전기식기폭관과 상기 전기식기폭관의 + 단자에 연결되는 전기식기폭관소켓과 상기 전기식기폭관의 - 단자에 연결되는 전기식기폭관클립과 상기 전기식기폭관소켓과 연결된 제1 기폭관접점핀과 상기 전기식기폭관클립과 연결된 제2 기폭관접점핀을 포함하고, 상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은 상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 로타조립체에 외면에 구비된 접점판에 전기적으로 연결되어 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만들고, 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하면 상기 접점판에서 전기적으로 분리되어 상기 전기식기폭관을 전기적으로 연결하는 공중폭발탄 신관을 구비한다.

상기 물리적 안전요소는 상기 전자부조립체에 연결된 전원장치방전단자와 전원장치방전핀스프링에 의해 상기 전원장치방전단자에 연결되고 탄 발사시 발생하는 후진관성력에 의해 후퇴하여 상기 전원장치방전단자와 분리되어 상기 전원장치조립체가 장전상태가 되게 하는 전원장치방전핀을 포함한다.

상기 공중폭발탄 신관이 적용된 공중폭발탄의 발사시, 드론, 레이더, 거리센서 중 어느 하나로 상기 공중폭발탄의 위치를 측정하고, 탄속을 고려하여 시한시간을 장입하고 공중폭발탄으로 제거하는 기능을 갖는다.

본 발명은 기계적 안전요소와 전자적 안전요소와 물리적 안전요소를 가지고 있으므로 운송이나 취급 중에 작동할 수 있는 가능성을 방지하며, 외부에서 시한시간을 받아서 원하는 위치에 공중폭발을 하여 비행 물체나 엄폐된 적을 타격할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 공중폭발 기능을 사용하지 않을 경우 충격자폭신관으로 사용할 수 있으며, 전자적 메커니즘과 기구적 메커니즘이 동시에 작동하여 충격기능의 작동신뢰도가 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지표면에 충격조건이 정상적이지 않아 충격기능이 정상적으로 작동하지 못하는 경우 자폭기능에 의해 불발탄을 제거하여 아군이나 민간인이 피해를 입지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공중폭발탄 신관을 이용하여 소형 드론이나 적군을 레이더나 거리센서로 감지하여 위치를 측정하고 탄속을 고려한 시한시간을 장입하여 공중폭발탄으로 제거하는 무기체계를 만들 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공중폭발탄 신관이 적용된 무기체계의 첫번째 발사를 탄착군으로 사격하여 발사한 공중폭발탄의 폭발 위치를 감지하고 두번째 발사할 탄에 위치를 보정한 시한시간을 장입하며, 두번째 발사한 탄의 폭발 위치를 확인하여 세번째 발사할 탄에 시한시간을 보정하여 장입하게 됨으로써 폭발 위치 정확도를 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 공중폭발탄을 보인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공중폭발탄 신관의 내부구성을 보인 정면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안전장전장치조립체를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 전자부조립체의 전자적 회로 구성을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 전원장치조립체를 보인 내부 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예로 전원장치조립체 안전상태를 보인 방전회로이고, 도 9는 본 발명의 실시예로 전원장치조립체 장전상태를 보인 방전회로이다.
도 10은 본 발명의 실시예로 안전장전장치조립체 및 로타조립체의 장전사태를 보인 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 공중폭발탄을 보인 정면도이다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 공중폭발탄(1)은 공중폭발탄 신관(10)과 고폭화약부(20) 및 추진화약부(30)로 구성된다. 공중폭발탄 신관(10)은 기폭장치이고, 고폭화약부(20)는 공중폭발탄 신관(10)이 기폭하게 되면 이때의 출력으로 폭발하게 된다. 추진화약부(30)는 고온 고압 가스를 배출해 추력을 만든다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공중폭발탄 신관의 내부구성을 보인 정면도이다.

도 2에 도시된 바에 의하면, 공중폭발탄 신관(10)은 로타조립체(100), 안전장전장치조립체(200) 및 전자부조립체(300)를 포함한다.

공중폭발탄 신관(10)은 신관베이스(11)와 신관베이스(11)에 결합된 신관커버(13)를 포함하며, 신관베이스(11)와 신관커버(13)에 의해 형성되는 내부공간에 로타조립체(100). 안전장전장치조립체(200) 및 전자부조립체(300)가 포함된다.

로타조립체(100)는 격침식기폭관(도 5의 도면부호 110)과 접점판(120)을 포함한다. 로타조립체(100)는 회전축(도 5의 도면부호 101)을 중심으로 회전 가능하며 격침식기폭관(110)이 일측에 상하로 관통하도록 배치되며 접점판(120)이 외면에 구비된다. 로타조립체(100)는 무게중심이 회전중심과 다른 곳에 위치하고 있어서 신관(10)이 회전하면 회전하게 된다.

격침식기폭관(110)은 격침(130)에 부딪혀서 기폭하게 된다. 탄 발사전 로타조립체(100)는 물리적으로 구속되어 격침식기폭관(110)이 격침(130)과 비정렬 위치되고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 회전됨으로써 격침식기폭관(110)이 격침(130)과 정렬 위치된다. 격침식기폭관(110)이 격침(130)과 정렬 위치되면 탄이 지면이나 목표물 충격시 발생하는 전진관성력에 의해 로타조립체(100)가 전진하면서 격침(130)에 부딪혀서 기폭하게 되고, 격침식기폭관(110)이 기폭되면 연결화약(140)이 기폭하게 되고, 이때의 출력으로 고폭화약부(도 1의 도면부호 20)가 폭발하게 된다. 이는 공중폭발탄 신관이 공중폭발 기능을 사용하지 않을 때는 기계적 충격신관으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

안전장전장치조립체(200)는 탄 발사 전 로타조립체(100)를 물리적으로 구속하여 로타조립체(100)의 격침식기폭관(110)과 격침(130)이 비정렬 위치되게 하고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 로타조립체(100)가 장전위치로 이동 가능하게 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안전장전장치조립체를 보인 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 안전장전장치조립체(200)는 관성핀(212)과 디텐트(214)를 포함한다.

관성핀(212)은 신관베이스(11)에 설치된 관성핀스프링(211)에 탄성지지된다. 관성핀(212)은 로타조립체(100)의 일측을 지지하여 로타조립체(100)의 회전을 구속한다. 관성핀(212)은 신관베이스(11)에서 신관커버(13)를 향하여 돌출되게 설치되어 로타조립체(100)의 회전을 구속한다.

디텐트(214)는 신관커버(13)의 내측에 설치된 디텐트스프링(213)에 탄성지지된다. 디텐트(214)는 로타조립체(100)의 타측을 걸어 지지하여 로타조립체(100)의 회전을 구속한다.

탄 발사시 발생하는 후진관성력으로 관성핀(212)과 관성핀스프링(211)의 안전요소가 해제되고 신관(10)의 회전력으로 디텐트(214)와 디텐트스프링(213)이 해제된다. 그러면 로타조립체(100)를 구속하는 안전요소가 해제되고 로타조립체(100)의 회전이 가능하게 된다. 신관(10)이 회전하게 되면 로타조립체(100)의 무게중심이 회전중심과 다른 곳에 위치하고 있어서 로타조립체(100)가 회전하게 된다.

안전장전장치조립체(200)는 탈진기어부(220)를 더 포함한다. 탈진기어부(220)는 로타조립체(100)의 일측과 기어식으로 맞물려 로타조립체(100)의 회전을 지연시킨다. 탈진기어부(220)에 의해 지연시간이 발생하게 되므로 이 지연시간만큼 안전거리가 된다. 지연시간 이후에는 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하게 된다. 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하게 되면 로타조립체(100)의 격침식기폭관(110)과 격침이 정렬위치가 되고, 이후에는 장입신호(기폭명령)를 받으면 언제든지 기폭할 수 있는 상태가 된다.

이때, 탄이 지면이나 목표물에 충격되면서 격침식기폭관(110)이 기폭되게 하는 기계식 충격신관으로 사용 가능하고, 공중에서 장입 신호에 따라 격침을 하강시켜 격침식기폭관(110)을 기폭시키면 공중폭발 기능이 있는 전자식 충격신관으로 사용 가능하다.

공중폭발탄 신관(10)은 수신부조립체(250)를 더 포함한다.

수신부조립체(250)는 안전장전장치조립체(200)가 안전해제 되고 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하는 동안에 장입 플랫폼으로부터 시한시간을 장입받는다. 수신부조립체(250)는 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하고 시한시간에 도달하면 장입 신호를 전자부조립체(300)에 전달한다.

공중폭발탄 신관(10)은 전자부조립체(300)를 적용하여 공중폭발 기능으로 사용 가능하게 하되, 기계적 안전요소와 전자적 안전요소를 동시에 적용하여 안전기능을 강화하고, 반드시 기계적 안전요소가 해제되어야 전자식 기능이 작동 가능하게 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 전자부조립체의 전자적 회로 구성을 보인 도면이다.

도 2 및 도 6에 도시된 바에 의하면, 전자부조립체(300)는 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하고 장입 신호가 수신되면 격침(130)을 하강시켜 격침식기폭관(110)을 기폭시킨다. 또한, 전자부조립체(300)는 로타조립체(100)가 비정렬 위치시 전기식기폭관(310)을 회로적으로 단락상태로 만들어 외부에서 전압이 인가되더라도 격침식기폭관(110)이 터지지 않도록 한다. 로타조립체(100)가 비정렬 위치시는 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하지 않은 상태를 의미한다.

전자부조립체(300)는 전기식기폭관(310), 전기식기폭관소켓(320), 전기식기폭관클립(330), 제1 기폭관접점핀(340) 및 제2 기폭관접점핀(350)을 포함한다.

전기식기폭관(310)은 격침(130)의 상부에 배치된다. 전기식기폭관소켓(320)은 전기식기폭관(310)의 + 단자에 연결되고, 전기식기폭관클립(330)은 전기식기폭관(310)의 - 단자에 연결된다. 제1 기폭관접점핀(340)은 전기식기폭관소켓과 연결되고, 제2 기폭관접점핀(350)은 전기식기폭관클립(330)과 연결된다. 제1 기폭관접점핀(340)과 제2 기폭관접점핀(350)은 로타조립체(100)가 비정렬 위치시 접점판(120)에 전기적으로 연결되어 전기식기폭관(310)을 회로적으로 단락상태로 만든다. 또한, 제1 기폭관접점핀(340) 및 제2 기폭관접점핀(350)은 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하면 접점판(120)에서 분리되어 전기식기폭관(310)을 전기적으로 연결한다.

공중폭발탄 신관(10)이 발사 전에는 물리적 안전요소인 관성핀(212)과 디텐트(214)로 로타조립체(100)가 구속된다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 전기식기폭관(310)은 전기식기폭관소켓(320)으로부터 전자부조립체(300)의 + 단자에 연결되고 전기식기폭관클립(330)에 의해 전자부조립체(300)의 - 단자에 연결되어 있다.

전자부조립체(300)의 + 단자는 제1 기폭관접점핀(340)에 연결되어 있고 - 단자는 제2 기폭관접점핀(350)에 연결되어 있는데, 로타조립체(100)가 안전상태로 비정렬 위치시 제1 기폭관접점핀(340)- 로타조립체판스프링(150)- 로타조립체(100)- 접점판(120)- 제2 기폭관접점핀(350)이 전기적으로 연결되어 전기식기폭관(310)을 회로적으로 단락상태로 만든다. 이때, 전기식기폭관(310)이 전기적으로 단락상태가 되면 외부에서 전압이 인가되어도 전기식기폭관(310)이 터지지 않게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 전원장치조립체를 보인 내부 구성도이다.

도 7에 도시된 바에 의하면, 공중폭발탄 신관(10)은 전원장치조립체(400)를 더 포함한다.

공중폭발탄 신관(10)은 기계적 안전요소가 해제되어야만 전자식 기능이 작동 가능하게 되므로 안전거리 내에서는 물리적으로 작동할 수 없다. 공중폭발탄 신관(10)을 공중폭발 기능으로 사용할 경우, 전원장치조립체(400)부터 전원을 공급받아 전자부조립체(300)를 활성화하고 시한시간 장입 플랫폼으로부터 원하는 위치까지 걸리는 시간을 장입 받아 원하는 위치에서 공중폭발할 수 있다.

전원장치조립체(400)는 탄의 발사시 발생하는 탄의 후진관성력으로 전원을 생성한다. 전원장치조립체(400)는 전자부조립체(300)를 구동시키는 전자회로 구동전원으로 사용한다. 즉, 전자부조립체(300)를 작동하기 위한 전자회로 구동전원으로 공중폭발탄 발사시 발생하는 탄의 후진관성력으로 관성발전기 또는 전지와 같은 전원장치조립체(400)로 전원을 생성할 수 있다. 전원장치조립체(400)의 전원생성원으로서 자석(440)을 포함한다.

전원장치조립체(400)는 방전회로를 포함한다. 전원장치조립체(400)는 수송이나 취급시 충격이나 진동이 발생하여 예기치 않게 전자회로 구동전원이 발생할 수 있다. 의도하지 않은 상태에서 전자회로 구동전원이 발생하고 전자부조립체(300)에 전자회로 구동전원이 공급되어 전자부조립체(300)가 활성화되면 오작동으로 인해 전기식기폭관(310)을 기폭시킬 수 있는 가능성이 존재한다. 원하지 않는 시점에 전원장치조립체(400)가 활성화되더라도 전자회로 구동전원이 전자부조립체(300)에 공급될 수 없도록 방전회로를 적용하여 안전요소로 둔다.

도 8은 본 발명의 실시예로 전원장치조립체 안전상태를 보인 방전회로이고, 도 9는 본 발명의 실시예로 전원장치조립체 장전상태를 보인 방전회로이다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바에 의하면, 방전회로는 전원장치방전핀(420)과 전원장치방전단자(430)를 포함한다. 방전회로는 전원장치방전핀(420)이 전원장치방전핀스프링(410)에 의해 전자부조립체(300)에 연결된 전원장치방전단자(430)에 접촉해 있을 때만 작동한다. 탄 발생시 발생하는 후진관성력이 있어야 전원장치방전핀(420)이 뒤로 후퇴하고 전원장치방전핀(420)이 전원장치방전단자(430)와 분리되어 전원장치조립체(400)가 장전상태가 된다. 전원장치조립체(400)가 장전상태가 되면 전자회로 구동전원이 충전되고, 이때의 구동전원을 통하여 전자회로가 구동하게 된다.

전원장치방전핀(420)은 일시적 진동이나 충격에 의해서는 작동하지 않으며, 전원장치조립체(400)에서 전원이 생성되더라도 방전회로를 통하여 전원이 방전되어 전자회로 구동전원이 충전되지 않는다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전원장치방전핀(420)이 전원장치방전단자(430)와 접촉된 전원장치조립체(400)의 안전상태에서는 전원이 생성되어도 방전회로로 흐르게 되고, 전원장치방전핀(420)이 전원장치방전단자(430)와 분리된 전원장치조립체(400)의 장전상태에서는 전원이 생성되면 전자회로 구동전원으로 전류가 흐르게 되어 전자부조립체(300)에 전원을 공급할 수 있다.

공중폭발탄 신관(10)은 장입 신호에 의해 장입이 정상적으로 동작되지 않아 공중폭발 기능이 비작동할 문제가 발생할 경우 기계식 충격 백업 기능으로 작동할 수 있어 불발탄을 만들지 않는다. 그리고 전지를 사용하는 경우 유탄의 빠른 속도 때문에 전자부조립체(300)에 전원이 충분히 공급되지 못하던 종래의 문제점을 전원장치조립체로 해결할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예로 안전장전장치조립체 및 로타조립체의 장전사태를 보인 단면도이다.

도 10에 도시된 바에 의하면, 안전장전장치조립체(200)는 관성핀(212)과 디텐트(214)의 두 가지 독립적인 기계적 안전요소를 가진다.

탄 발사시 발생하는 후진관성력으로 관성핀(212)과 관성핀스프링(211)의 안전요소가 해제되고 회전력으로 디텐트(214)와 디텐트스프링(213)이 해제된다. 그러면 로타조립체(100)를 구속하는 기계적 안전요소가 해제되고 회전이 가능하게 된다. 신관이 회전하게 되면, 로타조립체(100)의 무게중심이 회전중심과 다른 곳에 위치하고 있어서 회전하게 된다. 이때, 도 4에 도시된 탈진기어부(220)에 의해 지연시간이 발생하게 된다. 이 지연시간만큼 안전거리가 된다. 지연시간 이후에는 로타조립체(100)가 장전위치로 이동하게 되며, 이후에는 기폭명령을 받으면 언제든지 기폭할 수 있는 상태가 된다.

안전장전장치조립체(200)가 안전해제 되고 로타조립체(100)가 장전되는 동안에 도 2의 수신부조립체(250)는 장입플랫홈으로부터 시한시간을 장입 받게 된다. 이후 안전거리를 지나서 로타조립체(100)는 장전위치가 되고 시한시간에 도달하면, 장입시간을 수신부조립체(250)로 부터 수신받은 전자부조립체(300)에서는 전기식기폭관(310)에 기폭 명령을 내리게 된다.

전기식기폭관(310)의 기폭 출력에 의해 격침(130)이 아래로 하강하면서 격침식기폭관(110)을 기폭시키게 된다. 격침식기폭관(110)이 기폭되면 연결화약(140)이 기폭하게 되고, 이때의 출력으로 고폭화약부(20)가 폭발하게 된다. 이때, 발생하는 파편에 의해 무인 비행기나 엄페물 뒤의 적에 타격을 줄 수 있다.

만약 시한시간을 장입하지 않으면 충격신관으로 사용할 수 있으며, 지면이나 목표물 충격시 발생하는 전진관성력에 의해 전자적으로는 충격스위치(360)가 전자부조립체(300)에 기폭 명령을 내려서 기폭하게 되고, 기구적으로는 로타조립체(100)가 전진하면서 격침에 부딪혀서 기폭하게 된다.

각각의 두 가지 기폭메커니즘이 동시에 작용할 수 있게 되어 기존 충격식 신관에 비해서 작동신뢰도가 높다. 또한, 전자부조립체(300)는 목표물에 빗맞을 경우 충격량이 높지 않아 충격스위치(360)가 충격을 감지하지 못하거나 로타조립체(100)가 격침(130)에 부딪히는 충격이 약해 격침식기폭관(110)을 기폭시키지 못하는 경우 일정시간 이후 자동으로 기폭신호를 발생하여 전기식기폭관(310)을 기폭하게 하는 자폭기능을 가지고 있다.

이하 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

상술한 공중폭발탄 신관(10)은 무인 비행 또는 적 물체의 위치를 감지하여 원하는 위치에서 공중폭발시켜 목표물을 제거하는 공중폭발탄으로 사용할 수 있다.

또한, 공중폭발탄 신관(10)은 기계적 안전요소인 관성핀(212)과 디텐트(214) 및 전자적으로 장전되는 전자부조립체(300)를 가지고 발사 후 장입 신호를 수신하여 원하는 위치에서 폭발할 수 있다.

또한, 공중폭발탄 신관(10)은 기계적 안전요소와 전자부조립체(300) 내의 전기식기폭관(310)을 접점판(120)으로 연동시켜 안전상태에서는 전기식기폭관(310)이 기폭되지 못하게하므로 안전기능이 확보된다.

또한, 공중폭발탄 신관(10)은 진동이나 충격에 의해 전원장치조립체(400)가 활성화되더라도 전원장치방전핀(420) 및 전원장치방전단자(430)가 연동되어 전원공급원을 방전시키므로 안전구조를 확보할 수 있다.

또한, 공중폭발탄 신관(10)은 안전장전장치조립체(200)가 장전되고 전자부조립체(300)가 전원을 공급받아 시한시간을 장입받은 후 전기식기폭관(310)을 기폭시켜 격침(130)을 하강시켜 격침식기폭관(110)을 기폭시키므로 원하는 위치에서 공중폭발을 하여 비행 물체를 타격할 수 있다.

또한, 공중폭발탄 신관(10)은 전자부조립체(300)가 정상적으로 작동하지 않거나 충격신관으로 사용시 지면 탄착시점을 충격스위치가 감지 후 전기식기폭관(310)을 기폭하여 격침식기폭관(110)을 기촉하게 만들게 되므로 충격 작동률을 높일 수 있다. 또한, 공중폭발탄 신관(10)은 전자부조립체(300)에 전원공급 이상 발생시 전자부조립체(300)가 정상적으로 작동하지 않아도 탄이 지변 탄착시 물리적인 로타조립체- 격침 메커니즘에 의해 기폭할 수 있으므로 기계식 충격신관으로 사용할 수 있다. 또한, 공중폭발탄 신관(10)은 백업 기능으로 전자부가 일정 시간 이후 전기식기폭관(310)을 기폭시켜 자폭하게 만드는 구조이다.

한편, 본 발명은 앞서 기술한 충격기능과 자폭기능만을 독립적으로 구성하여 수신부조립체(250)를 제외하면 도 3과 같이 전자식 충격자폭신관을 따로 구성하여 사용할 수 있다.

또한, 상기한 공중폭발탄 신관(10)을 사용하고 금속감지센서, 열감지센서, 음향센서 등과 레이저 거리측정센서를 포함한 감지부와 시한시간을 보내는 발신부를 결합한 시한장입 플랫폼을 통하여 다양한 무기체계를 만들수 있다.

일 예로, 공중폭발탄 신관을 사용하는 무기체계는 금속감지센서, 열감지센서, 음향센서 등과 레이저 거리센서로 구성된 시한시간 장입 플랫폼이 있다. 금속감지센서와 열감지센서를 이용하여 적의 무인기 또는 표적 물체의 방향을 감지하고, 레이더 거리측정센서를 이용하여 해당 표적과 무기체계 간의 거리를 계산한다.

표적 거리 식별 후 탄착군ㅇ르 형성할 수 있는 N개의 공중폭발탄을 발사하고 금속감지 센서와 열감지센서로 탄이 폭발하는 위치 정보를 획득하고 통계적 방법을 통하여 기존에 저장된 사표 데이터와 비교하여 신뢰구간을 크게 벗어나는 폭발위치는 제외하고 나머지 탄의 위치를 데이터로 저장한 다음 현재 발사되고 있는 공중폭발탄의 평균 탄속을 다시 계산한다. 이렇게 보정된 탄속을 적용하여 다음 N개의 탄을 발사하고 위치 변화가 있으면 다시 데이터를 저장하고 보정된 탄속을 계산하여 원하는 위치까지 도달하는데 걸리는 시간을 보정 장입하여 발사한다.

이러한 저장 데이터는 사용자별, 날씨, 공중폭발탄의 로트별로 저장하게 되며 사용자의 선택에 따라 기존 저장된 사표 데이터로만 공중폭발탄을 사용할 수 있고, 개선된 저장 데이터를 이용하여 보정된 위치에서 폭발할 수 있는 공중폭발탄을 사용할 수 있도록 설정할 수 있다. 또한 사용자의 조준실력이나 감각에 의존하는 무기체계로 공중폭발탄을 사용할 경우 사용자별로 주로 사용하는 총기의 고가/자세/날씨 데이터와 폭발하는 시점의 데이터를 저장한 후 사용자가 원하는 위치를 찍으면 어떤 고각과 자세로 쏘아야 되는지 디스플레이로 표시하고 원하는 위치로 탄이 탄착할 수 있는 자세가 되면 알림창에 표시되도록 만들어 미숙련자도 정확한 위치에 탄을 발사할 수 있는 무기체계를 만들 수 있다.

즉, 공중폭발탄 신관(10)은 무인 비행기 또는 적군의 위치를 열감지센서와 금속감지센서로 방향을 확인해서 레이저 거리측정센서로 거리측정 후 공중폭발탄의 탄 속으로 시한시간을 계산할 수 있다. 또한, 공중폭발탄 신관(10)은 탄 발사 후 폭발 위치를 확인하여 거리를 확인하고 시한시간을 보정할 수 있다. 또한, 공중폭발탄 신관(10)은 사용자의 사용습관과 날씨 데이터를 학습하여 정확한 위치에 발사할 수 있도록 자세를 지시하고 알맞은 위치로 사격할 수 있도록 하는 디스플레이 화면에 나타낼 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 의한 공궁폭발탄 신관은 기계적 안전요소와 전자적 안전요소와 물리적 안전요소를 가지고 있으므로 운송이나 취급 중에 작동할 수 있는 가능성을 방지하며, 외부에서 시한시간을 받아서 원하는 위치에 공중폭발을 하여 비행 물체나 엄폐된 적을 타격할 수 있다.

또한, 공중폭발 기능을 사용하지 않을 경우 충격자폭신관으로 사용할 수 있으며, 전자적 메커니즘과 기구적 메커니즘이 동시에 작동하여 충격기능의 작동신뢰도가 높다.

또한, 지표면에 충격조건이 정상적이지 않아 충격기능이 정상적으로 작동하지 못하는 경우 자폭기능에 의해 불발탄을 제거하여 아군이나 민간인이 피해를 입지 않도록 할 수 있다.

또한, 공중폭발탄을 이용하여 소형 드론이나 적군을 레이더나 거리센서로 감지하여 위치를 측정하고 탄속을 고려한 시한시간을 장입하여 공중폭발탄으로 제거하는 무기체계를 만들 수 있다. 또한, 이 무기체계는 첫번째 발사를 탄착군으로 사격하여 발사한 공중폭발탄의 폭발 위치를 감지하고 두번째 발사할 탄에 위치를 보정한 시한시간을 장입하게 된다. 두번째 발사한 탄의 폭발 위치를 확인하여 세번째 발사할 탄에 시한시간을 보정하여 장입하게 됨으로써 폭발 위치 정확도를 높일 수 있다.

본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 공중폭발탄 신관 11: 신관베이스
13: 신관커버 100: 로타조립체
110: 격침식기폭관 120: 접점판
130: 격침 140: 연결화약
150: 로타조립체판스프링 200: 안전장전장치조립체
211: 관성핀스프링 212: 관성핀
213: 디텐트스프링 214: 디텐트
220: 탈진기어부 250: 수신부조립체
300: 전자부조립체 310: 전기식기폭관
320: 전기식기폭관소켓 330: 전기식기폭관클립
340: 제1 기폭관접점핀 350: 제2 기폭관접점핀
360: 충격스위치 400: 전원장치조립체
410: 전원장치방전핀스프링 420: 전원장치방전핀
430: 전원장치방전단자

Claims

격침식기폭관과 접점판을 포함한 로타조립체;
발사 전 상기 로타조립체를 물리적으로 구속하여 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 비정렬 위치되게 하고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 상기 로타조립체가 회전에 의해 장전위치로 이동하고 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 정렬 위치되도록 하는 안전장전장치조립체; 및
상기 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입 신호가 수신되면 격침을 하강시켜 상기 격침식기폭관을 기폭시키는 전기식기폭관을 포함하고, 상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자부조립체;
를 포함하며,
상기 전자부조립체는
상기 격침의 상부에 배치된 전기식기폭관;
상기 전기식기폭관의 + 단자에 연결되는 전기식기폭관소켓;
상기 전기식기폭관의 - 단자에 연결되는 전기식기폭관클립;
상기 전기식기폭관소켓과 연결된 제1 기폭관접점핀; 및
상기 전기식기폭관클립과 연결된 제2 기폭관접점핀;
을 포함하고,
상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은
상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 접점판에 전기적으로 연결되어 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 공중폭발탄 신관.
제1항에 있어서,
상기 안전장전장치조립체는
신관베이스에 설치된 관성핀스프링에 탄성지지되고 상기 로타조립체의 일측을 지지하여 상기 로타조립체의 회전을 구속하는 관성핀; 및
상기 신관베이스와 결합된 신관커버의 내측에 설치된 디텐트스프링에 탄성지지되고 상기 로타조립체의 타측을 걸어 지지하여 상기 로타조립체의 회전을 구속하는 디텐트;
를 포함하는 공중폭발탄 신관.
제1항에 있어서,
상기 안전장전장치조립체는
상기 로타조립체의 일측과 기어식으로 맞물려 상기 로타조립체의 회전을 지연시키는 탈진기어부를 포함하는 공중폭발탄 신관.
제1항에 있어서,
상기 안전장전장치조립체가 안전해제 되고 상기 로타조립체가 장전위치로 이동하는 동안에 장입 플랫폼으로부터 시한시간을 장입받으며,
상기 로타조립체가 장전위치로 이동하고 시한시간에 도달하면 장입 신호를 상기 전자부조립체에 전달하는 수신부조립체를 포함하는 공중폭발탄 신관.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은
상기 로타조립체가 장전위치로 이동하면 상기 접점판에서 전기적으로 분리되어 상기 전기식기폭관을 전기적으로 연결하는 공중폭발탄 신관.
제1항에 있어서,
탄의 발사시 발생하는 탄의 후진관성력으로 전원을 생성하는 전원장치조립체를 더 포함하고,
상기 전원장치조립체는 상기 전자부조립체를 구동시키는 전자회로 구동전원으로 사용하는 공중폭발탄 신관.
격침식기폭관과 접점판을 포함한 로타조립체;
발사 전 상기 로타조립체를 물리적으로 구속하여 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 비정렬 위치되게 하고, 탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 안전해제 되어 상기 로타조립체가 회전에 의해 장전위치로 이동하고 상기 로타조립체의 격침식기폭관과 격침이 정렬 위치되도록 하는 안전장전장치조립체;
상기 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입 신호가 수신되면 격침을 하강시켜 상기 격침식기폭관을 기폭시키는 전기식기폭관을 포함하고, 상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자부조립체; 및
탄의 발사시 발생하는 탄의 후진관성력으로 전원을 생성하여 상기 전자부조립체를 구동시키는 전자회로 구동전원으로 사용되는 전원장치조립체를 포함하며,
상기 전원장치조립체는 방전회로를 포함하고,
상기 방전회로는
상기 전자부조립체에 연결된 전원장치방전단자;
전원장치방전핀스프링에 의해 상기 전원장치방전단자에 연결되고 탄 발사시 발생하는 후진관성력에 의해 후퇴하여 상기 전원장치방전단자와 분리되어 상기 전원장치조립체가 장전상태가 되게 하는 전원장치방전핀;
을 포함하는 공중폭발탄 신관.
제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 전자부조립체는
일정시간 이후 자동으로 기폭신호를 발생하여 전기식기폭관을 기폭하게 하는 자폭기능을 가지는 공중폭발탄 신관.
제1항 또는 제8항에 있어서,
탄 발사시 발생되는 후진관성력에 의해 상기 로타조립체를 물리적으로 구속하는 구속력이 해제되면,
상기 로타조립체는 무게중심이 회전중심과 다른 곳에 위치하고 있어서 신관이 회전하면 회전하게 되는 공중폭발탄 신관.
탄 발사전 로타조립체를 구속하는 기계적 안전요소;
탄 발사 후 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입신호를 받으면 전자부조립체의 전기식기폭관에 기폭 명령을 내려 격침을 하강시켜 상기 로타조립체의 격침식기폭관을 기폭시키고, 상기 로타조립체의 구속시에는 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자식 안전요소; 및
탄 발사전 상기 전자부조립체의 전원장치방전단자와 접촉하여 방전회로를 구성하고, 탄 발사시 후진관성력에 의해 상기 전원장치방전단자와 분리되어 전원장치조립체가 장전상태가 되고 전원을 생성하여 상기 전자부조립체의 작동을 위한 전자회로 구동전원이 충전되게 하는 물리적 안전요소;
를 포함하며,
상기 전자식 안전요소는
상기 격침의 상부에 배치된 전기식기폭관;
상기 전기식기폭관의 + 단자에 연결되는 전기식기폭관소켓;
상기 전기식기폭관의 - 단자에 연결되는 전기식기폭관클립;
상기 전기식기폭관소켓과 연결된 제1 기폭관접점핀; 및
상기 전기식기폭관클립과 연결된 제2 기폭관접점핀;
을 포함하고,
상기 제1 기폭관접점핀 및 제2 기폭관접점핀은
상기 로타조립체가 비정렬 위치시 상기 로타조립체에 외면에 구비된 접점판에 전기적으로 연결되어 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만들고,
상기 로타조립체가 장전위치로 이동하면 상기 접점판에서 전기적으로 분리되어 상기 전기식기폭관을 전기적으로 연결하는 공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계.
제11 항에 있어서,
상기 기계적 안전요소는
로타조립체의 회전을 구속하고 탄 발사시 회전관성력에 의해 상기 로타조립체의 회전을 구속한 상태를 해제하는 관성핀과 디텐트를 포함하는 공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계.
삭제
탄 발사전 로타조립체를 구속하는 기계적 안전요소;
탄 발사 후 로타조립체가 장전위치로 이동하고 장입신호를 받으면 전자부조립체의 전기식기폭관에 기폭 명령을 내려 격침을 하강시켜 상기 로타조립체의 격침식기폭관을 기폭시키고, 상기 로타조립체의 구속시에는 상기 전기식기폭관을 회로적으로 단락상태로 만드는 전자식 안전요소; 및
탄 발사전 상기 전자부조립체의 전원장치방전단자와 접촉하여 방전회로를 구성하고, 탄 발사시 후진관성력에 의해 상기 전원장치방전단자와 분리되어 전원장치조립체가 장전상태가 되고 전원을 생성하여 상기 전자부조립체의 작동을 위한 전자회로 구동전원이 충전되게 하는 물리적 안전요소;
를 포함하며,
상기 물리적 안전요소는
상기 전자부조립체에 연결된 전원장치방전단자; 및
전원장치방전핀스프링에 의해 상기 전원장치방전단자에 연결되고 탄 발사시 발생하는 후진관성력에 의해 후퇴하여 상기 전원장치방전단자와 분리되어 상기 전원장치조립체가 장전상태가 되게 하는 전원장치방전핀;
을 포함하는 공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계.
제11 항 또는 제14 항에 있어서,
상기 전자부조립체는
일정시간 이후 자동으로 기폭신호를 발생하여 전기식기폭관을 기폭하게 하는 자폭기능을 가지는 공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계.
제11 항 또는 제14 항에 있어서,
상기 공중폭발탄 신관이 적용된 공중폭발탄의 발사시,
드론, 레이더, 거리센서 중 어느 하나로 상기 공중폭발탄의 위치를 측정하고, 탄속을 고려하여 시한시간을 장입하고 공중폭발탄으로 제거하는 기능으로 사용되는,
공중폭발탄 신관을 구비한 무기체계.