KR20200078302A - 발사체 신관 어셈블리 및 그 조립 및 사용 방법 - Google Patents

발사체 신관 어셈블리 및 그 조립 및 사용 방법 Download PDF

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KR20200078302A
KR20200078302A KR1020190094007A KR20190094007A KR20200078302A KR 20200078302 A KR20200078302 A KR 20200078302A KR 1020190094007 A KR1020190094007 A KR 1020190094007A KR 20190094007 A KR20190094007 A KR 20190094007A KR 20200078302 A KR20200078302 A KR 20200078302A
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길 버젤
데이비드 엘카임
마이클 콜툰
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배 시스템즈 로카 인터내셔널 리미티드
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Abstract

발사체를 타겟으로 유도하는 유도 키트는 전방부 및 후방부를 포함한다. 전방부 및 후방부는, 공통의 세로 중심 회전축에 대해 상대 회전이 가능하도록 서로 회전가능하게 연결된다. 전방부는, 상기 전방부의 후단 옆에 배치되고, 세로 중심 회전축과 만나며, 신호를 상기 후방부를 향해 송신하도록 구성되는 전방 송수신기(T/X) 유닛을 포함한다. 후방 송수신기 유닛이 전방 송수신기 유닛에 가깝게 배치되고, 전방부와 후방부가 서로에 대해서 회전할 때 전방 송수신 유닛과 통신하도록 구성된다.

Description

발사체 신관 어셈블리 및 그 조립 및 사용 방법{PROJECTILE FUZE ASSEMBLY AND METHODS OF ASSEMBLING AND USE}
공지된 유도 키트 또는 발사체의 탄두는 함께 조립되는 기계식, 전자식 소자 및 발사체 점화 소자를 포함하고, 따라서 유도 키트/탄두를 취급하는 것은 폭발물과 호환가능한 취급 조치를 따라야 한다. 결과적으로, 이러한 유도 키트를 취급하는 것은 복잡하고 성가신 일이고 엄격한 조치가 부과된다. 도 1a는 발사체 동체(102A) 및 발사체 탄두(예를 들어 유도 키트 및 신관 유닛을 포함함)(102B)로 이루어진 예시적인 발사체(100)를 도시한다.
탄두(102B)는 서로에 대해 회전(rotate)하도록 구성되는 전방 유닛(106) 및 후방 유닛(104)을 포함할 수 있다. 타겟을 발사체로 유도하도록 구성되는 탄두는, 전방 유닛(106)이 공기역학적 힘에 의하여 제어된 회전 속도에서 세로축 중심으로 회전(spin)하게 하도록 구성되는 적어도 한 세트의 핀(fin)을 통상적으로 포함하는데, 이러한 회전 속도는 통상적으로 발사체 동체(102A) 및 후방 유닛(104)의 회전 속도와 다르다. 전방 유닛(106) 및 후방 유닛(104)의 회전 속도는 방향 및 각속도 중 적어도 하나에 있어서 다를 수 있다.
공학적인 제약 때문에, 통상적으로 유도식 탄두의 디자인은 탄두의 태스크(task)의 유도부와 연관되는 기계장치 및 전자장치가, 발사체 점화 태스크와 연관된 신관 소자와 함께 조립되게 되어, 저장, 이송 및 발사전 스테이지 중에 신관은 기계장치 및 전자장치 유닛으로부터 분리될 수 없는 부분이 되게 한다.
발사체를 위한 유도식 탄두의 설계를 위해 적용될 수 있는 통상적인 설계 제약은, 올바른 조건에서 발사 방향에 대해서 후방부 뒤에 위치된 발사체 화약이 점화되게 하기 위하여, 기계식, 전기적 및 폭발 연결이, 회전하는 물리적 공간(기능성 중 적어도 일부는, 동작 시에 특정 기능적 통신이 전방부와 후방부 사이에서 유지되어야 하는 동안 탄두의 후방부에 대해서 회전하는, 탄두의 전방부 내에 배치되어야 함)) 내에 모두 패킹되어야 하는 유도식 탄두의 다양한 기능성 유닛 및 물리적 유닛 사이에서 가능해져야 한다는 필요성으로부터 비롯된다.
유도식 탄두의 공통적인 디자인은 전자 기능, 기계식 기능 및 점화 신관 기능을 공통 컨테이어(전방부) 내에 밀봉하고 포함함으로써 위에서 논의된 난제를 해결하고, 후방부에 대해서 회전하는 전방부로부터 후방부 내의 메인 화약까지 폭발 경로가 이루어지게 함으로써 메인 발사체 화약에 폭발 신호가 전송되게 한다.
도 1b는 당업계에 공지된 바와 같은, 위에서 논의된 방식으로 문제점을 해결하는 유도식 탄두(150)의 통상적인 디자인을 도시한다. 유도식 탄두(150)는 전방 유닛(150A) 및 후방 유닛(150B)을 포함한다. 후방 유닛(150B)은 발사체 동체(미도시)에 단단하게 연결되고 동체와 함께 회전하도록 구성된다. 전방 유닛(150A)은, 후방 유닛(150B)의 회전으로부터 자유롭게 공통의 세로축(151) 중심으로 회전할 수 있도록 후방 유닛(150B)에 연결될 수 있다. 후방 유닛(150B)은 베어링(170)의 세트를 통해 전방 유닛(150A)에 회전가능하게 연결될 수 있다. 탄두(150A)는 통상적으로, 예를 들어 전기기계 모터-기어 유닛(미도시)에 7의하여 핀(160)의 전개 및 / 또는 공격 각도를 제어하도록 구성되는 기계식 어셈블리(156)를 포함한다. 탄두(150A)는, 전원(충전된 배터리 또는 전방부 및 후방부의 상대적인 회전에 의해 작동가능한 발전기 중 하나)이 있는 전자 유닛(158), 특정 안전 조건이 만족되기 전에는 화약 점화를 방지하도록 구성되는 안전장전(safe and arm) 안전 유닛(154), 및 탄두 제어 시스템(미도시)으로부터 폭발 신호를 수신하고 자신이 폭발한 결과 메인 화약을 점화하도록 구성되는 부스터 화약(153)을 더 포함한다. 이러한 소자 모두는 전방부(150A)의 엔빌로프(190) 내에 포함된다. 엔빌로프(190)는 베어링 어셈블리(170)를 이용하여 후방부(150B)의 케이스(180)에 회전가능하게 연결된다. 발사체의 메인 화약(152)은 후방부 엔빌로프(170) 내에 포함되거나 이에 가깝게 배치된다. 이러한 디자인에 의하여, 전방부(150A)는 적어도 하나의 폭발물 유닛을 자신의 일체화된 부분으로서 포함하는데, 폭발물 유닛을 조립/해체 및 / 또는 보관, 현장으로의 이송 및 탄두를 일상적으로 유지보수하려면 폭발물 전문가가 필요하다.
발사체에 설치되지 않은 경우에는 임의의 폭발물 유닛을 포함하지 않으며, 요구된 대로 사용되기 전에 탄두에 가깝게 신관 소자(들)를 유도식 탄두 상에 쉽게 설치할 수 있게 하는 유도식 탄두에 대한 필요성이 존재한다. 발사체의 실제 발사 이전에는 전기 소스가 유도식 탄두의 폭발물부의 일부가 절대 되지 않도록 보장하기 위하여, 유도식 탄두의 유도부 및 폭발물부 사이에 완전한 전기적인 분리를 이루어야 할 필요성도 역시 존재한다. 그러므로, 폭발물부는 발사 이전에는 축적되지 않는 독립적인 전기 소스를 가질 것이 요구된다. 또한, 새로운 유도 키트의 기폭 체인이, 오버헤드 안전 조치를 포함하는 안전장전이 선택적으로 선택되는 것을 포함하여 현존하는 기폭 체인과 같은 설치 조건 및 안전성 요건을 따를 것이 요구된다. 더 나아가, 폭발물부가 유도 키트로부터 개선된 열적 분리를 가져서, 원치 않는 폭발에 대한 보호 조치가 개선되게 할 것이 요구된다.
발사체를 타겟으로 유도하기 위한 유도 키트가 제공된다. 유도 키트는 전방부 및 후방부를 포함한다. 상기 전방부 및 후방부는, 공통의 세로 중심 회전축에 대해 상대 회전이 가능하도록 서로 회전가능하게 연결된다. 전방부는, 상기 전방부의 후단 옆에 배치되고, 세로 중심 회전축과 만나며, 신호를 상기 후방부를 향해 송신하도록 구성되는 송수신기(T/X) 유닛을 포함한다. 발전기의 제 1 부분이 상기 후방부의 전단 옆에 배치되고, 상기 세로 중심 회전축과 상기 전방부의 후단에서 만나며, 상기 후방부에 배치된 상기 발전기의 제 2 부분과 동작가능하게 통신하도록 구성된다. 상기 후방부는, 상기 후방부의 전단으로부터 반대 방향으로 연장되는 어셈블리 컨테이너(상기 어셈블리 컨테이너는, 상기 어셈블리를 수신기 포트에 연결가능한 신호 수신기와 함께 상기 컨테이너 내에 배치함으로써, 상기 발사체와 함께 동작하는 어셈블리를 수납하도록 구성됨), 및 상기 송수신기(T/X) 유닛에 가깝게 상기 어셈블리 컨테이너의 전단에 배치되고, 상기 송수신기(T/X) 유닛을 바라보며 상기 송수신기(T/X) 유닛에 의해 송신된 신호를 수신하도록 구성되는 수신기 포트를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 전방부는, 상기 후단에 가깝게 그리고 공통의 세로축으로부터 이격되어 배치되는 발전기의 제 1 부분을 더 포함하고, 상기 후방부는, 상기 전단에 가깝게 그리고 상기 공통의 세로축으로부터 이격되어 배치되며, 상기 전방부 및 후방부가 서로에 대해 회전할 때 상기 발전기의 제 1 부분과 협업하여 전기를 생성하도록 구성되는 발전기의 제 2 부분을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 어셈블리 컨테이너는 점화 및 기폭 제어 패키지를 수용하도록 구성된다. 이러한 패키지는, 상기 전방부에 있는 메인 제어 유닛으로부터 신호를 수신하고, 안전장전(safe-and-arm) 및 전기 뇌관을 안전 메커니즘 및 기폭 프로세스로 제어하도록 구성되는 전자 유닛, 상기 전자 유닛의 제어 하에 안전 조치를 수행하도록 구성되는 안전장전 안전 유닛, 및 상기 안전장전 유닛에 의해 제어될 수 있는 기폭 부스터 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명으로 여겨지는 기술 요지는 본 명세서의 결론부에서 특정하게 지적되고 명확하게 청구된다. 그러나, 그 목적, 특징, 및 장점과 함께 장치(organization) 및 작동 방법 모두로서의 본 발명은, 첨부 도면과 함께 읽을 때에 후속하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있을 것이다:
도 1a는 발사체의 일 예를 도시한다;
도 1b는 유도식 탄두의 통상적 디자인을 도시한다;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2포트 유도식 탄두의 개략도이다;
도 2b는 도 2a의 탄두를 분해된 포지션에서 도시한다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작되고 동작가능한 유도 키트의 개략도이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 범용 유도 키트의 개략도이다.
간결하고 명확한 설명을 위하여, 도면에 도시된 엘리먼트들이 반드시 척도에 맞게 그려진 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 엘리먼트들 중 일부의 치수는 다른 엘리먼트에 비하여 과장되어 분명하게 표시될 수도 있다. 더 나아가, 적합하다면, 참조 번호는 도면들에서 반복 사용되어 대응하거나 유사한 엘리먼트를 표시할 수도 있다.
후속하는 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 여러 특정한 세부사항들이 진술된다. 그러나, 당업자들은 이러한 특정 세부사항들이 없어도 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 사례들에서, 본 발명의 양태들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 주지의 방법, 프로시저들 및 구성요소들은 상세히 설명되지 않는다.
발사체라는 용어가 본 명세서에서, 박격포, 대포, 로켓 발사기 등으로부터 발사, 점화, 론칭 등이 될 수 있는 모든 종류의 탄약을 기술하기 위하여 아래에 사용된다. 또한, 발사체란 용어는 본 명세서에서, 비행 중에 그들의 세로의, 정면을 가리키는 축 중심으로 회전하도록 제작되는 모든 종류의 탄약을 기술하도록 아래에 사용된다.
위에서 유도식 탄두 디자인의 난제를 분석한 결과, 난제가 두 개의 상호-회전하는 부분인 탄두의 전방부 및 후방부 사이의, 도 1b의 탄두(150)에서 검정 점선(150C)으로 표시되는 바와 같은 "경계선" 주위에 집중된다는 것을 알 수 있다. 전방부 및 후방부의 상호 회전 때문에, 경계선을 통과하는 임의의 종류의 신호 전송, 파워 전송 또는 제어 전송에 큰 어려움이 생긴다.
이제 2부분 유도식 탄두(200)의 개략도인 도 2a 및 도 2a의 탄두(200)를 분해된 포지션에서 도시하는 도 2b를 참조한다. 유도식 탄두(200)의 전방부(220) 및 후방부(210)는 공통 회전 축(200A) 중심으로, 예를 들어 화살표로 표시되는 것과 같은 반대 회전 방향에서 서로에 대해 회전하도록 구성될 수 있다. 후방부(210) 및 전방부(220) 사이의 기계식 경계선은 적어도 두 개의 실질적으로 상이한 타입의 구역에 의해서 특징지어질 수 있다. 제 1 경계선 구역(230)은 경계선 주위에(즉, 경계선 양측에) 그리고 실질적으로 회전 축선(200A)으로부터 이격되어 위치되고, 따라서 상대적으로 높은 접선 회전 속도(tangential rotation speed)를 경험한다. 제 2 경계선 구역(240)은 경계선 주위에(즉 경계선 양측에) 그리고 회전 공통 축선(200A)에 가까이 위치되고, 바람직하게는 회전 공통 축선(200A)과 만난다. 이와 같이, 제 2 구역(240)은 매우 낮은(심지어 제로에 가까운) 접선 회전 속도를 경험한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 임의의 폭발물에 부착되지 않고 보관되고, 유지보수되며, 이송되고 발사 전에 설치될 준비가 되는 발사체 유도 키트가 개시되고, 또한 이것은 발사체 화약 점화 어셈블리를 용이하고 안전한 방식으로 부착하게 하도록 구성된다. 당업계에 공지된 바와 같은, 서로 회전가능하게 연결되어 그들 각각이 그들의 공통의 세로축 중심으로 서로로부터 자유롭게 회전하게 되는 전방부 및 후방부를 포함하는 발사체 유도 키트가 제공된다. 전방부는, 당업계에 공지된 바와 같은, 궤적 정정을 제공하기 위하여 회전 속도를 제어하거나 및 / 또는 핀(들)의 공격 각도를 제어하기 위한 회전력을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 공기역학적 핀을 포함할 수 있다.
이를 가능하게 하기 위하여, 전방부는 당업계에 공지된 바와 같은 제어기, 네비게이션 유닛, 전기기계 유닛(들) 등을 포함할 수 있다. 전방부는 배터리 또는 발전기와 같은 전력원을 더 포함할 수 있다. 이러한 발전기는 후방부에 대한 전방부의 상대적인 회전에 의해 급전될 수 있다. 전방부는 당업계에 공지된 바와 같은 베어링의 세트를 통해 후방부에 기계식으로 연결될 수 있다. 더 나아가, 전방부의 후단이 후방부의 전단과 중첩하는 구역에는, 전방부와 후방부의 상대적인 회전을 이용하도록 구성되는 하나 이상의 기계식-전기 유닛이 배치될 수 있다. 이러한 기계식-전기 유닛 중 하나는 회전 속도 제어 브레이크일 수 있다. 이러한 기계식-전기 유닛 중 다른 것은 발전기일 수 있다. 발전기는 전방부 및 후방부가 서로에 대하여 회전하고 있는 동안 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 전력은 전방부에 배치된 전기 소비기로 제공될 수 있다. 전방부의 전기 유닛, 예컨대 다음 도 3의 유닛(322, 344 및 340) 및 유도식 탄두의 후방부, 예컨대 다음 도 3의 부분(310)에 수용된 임의의 유닛 사이에는 전기 연결이 구현되지 않는다는 것이 명백할 것이다.
전기 브레이크는 그 브레이킹 힘이 제어기에 의해 제어되도록 구성되는 임의의 공지된 전기 브레이크일 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따라 제작되고 동작가능한 유도 키트(300)의 개략도인 도 3을 참조한다. 유도 키트(300)는, 세로 공통 축(300A) 중심으로 전방부와 후방부(310, 320)가 상대적으로 회전하기 하도록 구성되는 베어링(350)의 세트를 통해 서로 회전가능하게 연결되는 전방부(320) 및 후방부(310)를 포함한다. 전방부(320)는, 고정식 또는 제거가능하도록 하나 이상의 공기역학적 핀이 그 위에 배치될 수 있는 외부 동체를 포함할 수 있다. 전방부(320)의 동체 내에는, 유도식 발사체에 대한 당업계에 공지된 바와 같이, 하나 이상의 유닛으로 구현되고, 제어기, 네비게이션, 유닛, 통신 유닛, 제어 유닛 등을 포함하는 여러 기능들이 배치될 수 있다. 도 3에서 메인 제어 유닛(322)은 전술된 기능을 수행하고 작동시키도록 구성될 수 있다. 메인 유닛(322)은, 적어도 발사체의 발사 전에, 배터리, 재충전가능 배터리, 커패시터 등과 같은 임의의 공지된 전기 저장 디바이스에 의해 급전될 수 있다. 메인 유닛(322)은 유닛(340)의 일부일 수 있는 발전기에 의해서 추가적으로 급전될 수도 있다.
전방부(320)는, 후방을 바라보고 후방부(310)의 전단으로 송수신되는 통신의 송신 및/또는 수신을 가능하게 하도록 배치되는, 전방부(320)의 후단에 배치된 송수신기(T/X) 유닛(326)을 더 포함할 수 있다. T/X 유닛(326) 및 수신기 포트(313)(상세히 후술됨) 내에 배치된 수신기 사이의 통신은, 적외선(I/R) 통신, 블루투스 프로토콜 통신 또는 후술되는 바와 같이 해당 채널에서 교환되는 데이터/신호의 타입을 송신/수신하도록 구성되는 임의의 다른 무선 통신을 포함하는 목록으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 전방부 및 후방부 사이의 통신은, 전방부와 후방부 중 하나, 예를 들어 전방부에 배치되고, 회전할 때 그 중앙 위치를 유지하도록 회전축에 중심을 두도록 구성되는 스프링-탑재 금속 핀(미도시)을 사용하여 구현될 수 있다. 핀에 대하여 그리고 전방부 및 후방부가 연결될 때 핀과 양호하게 접촉하도록 보장하는 거리에, 평평한 금속성 소자(또는 양호한 전기 도전성을 가지는 다른 강성 재료)가 배치될 수 있다(미도시). 전방부로부터의 신호는 후방부 핀과 평평한 금속성 소자 사이의 전기 콘택을 통해서 전송될 수 있다.
후방부(310)는, 후방부(310)의 전단으로부터 반대 방향으로 연장되어 배치되는 보유 공간(311A)이 있는 어셈블리 컨테이너(311)로서 형성될 수 있고, 보유 공간(311A)은, 후술되는 바와 같은 요구되는 소자를 수용하도록 설계된다. 후방부(310)는 전방부(320) 및 후방부(310)가 서로에 대해서 회전할 때에만 전력을 공급하도록 구성되는 독립 전원, 예를 들어 전용 독립 발전기/교류발전기(alternator, 317)를 가질 수 있다. 발전기/교류발전기(317)는, 예를 들어 전방부(320)의 후단에 배치된 자석 및 후방부(310)의 전단에서 자석에 가깝게 배치되는 개별 코일을 포함할 수 있다. 후방부(310)는, 후방부(310)의 전단의 중앙에 배치되고, 그 수신측이 후방부 컨테이너 오리피스(313A)를 통해 전방부(320)의 후단을 바라보는 수신기 포트(313)를 더 가질 수 있다. 바람직하게는, 수신기 포트(313)는 세로 중앙 축(300A)에 배치될 수 있다. 수신기 포트(313)는 T/X 유닛(326)과의 사이에서 사용되는 통신의 타입에 따르는 재료로 형성되거나 제작될 수 있고, 또는 그러한 재료로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, IR 통신이 사용되는 경우, 수신기 포트(313)는 바람직하게는 IR 신호가 통과하게 하는 투명 커버로 덮인 오리피스로서 형성될 수 있다. 예를 들어 블루투스와 같은 무선 통신이 사용되는 경우, 수신기 포트(313)는 무선 신호에 대해서 투명하지만 가시광 또는 IR 광에 대해서는 반드시 투명할 필요가 없는 재료로 덮인, 무선 신호에 대해서 투명한 오리피스로서 형성될 수 있다.
수신기 포트(313)를 후방부(310)의 회전 중앙에, 유도 키트의 세로축(300A)과 만나게 배치하게 되면 유용하고, 심지어 전방부(320) 및 후방부(310)의 상호 회전과 무관하게 이러한 부분들 사이에 무정전 통신 채널이 형성되게 하기 위해서 필수적이다. 이것은, 후방부(310) 및 전방부(320)의 서로에 대한 상호 회전과 무관하게, 전방부(320)의 후단에 형성된 오리피스를 바라보는 전방부(320)의 T/X 유닛(326)을 위치시키고, 신호가 T/X 유닛(326)으로부터 후방부(310) 내의 수신기 포트(313)로 지나가게 함으로써, 가능해진다.
발전기/교류발전기(317)는 그 코일에 대한 그 자석의 회전에 의해서 급전된다. 따라서, 필요할 경우 후방부(310)에 전력을 제공하는 것은, 전방부(320) 내의 유닛과 후방부(310) 내의 유닛 사이에 완전한 전기적 격리를 유지하면서 본 발명의 실시예에 따라서 해결된다.
유도 키트(300)가 능동형 발사체와 함께 사용되도록 의도되면, 어셈블리 컨테이너(311)는 화약 안전 및 점화/기폭 제어 패키지(315)에 의해 점유될 수 있는데, 이것은 전자 유닛(312), 안전장전(safe-and-arm; S&A) 및 신관 뇌관 unit(314) 및 부스터 유닛(316)을 포함할 수 있고, 이러한 유닛들 각각은 당업계에 공지된 바와 같이 제작되고 동작할 수 있다. 이러한 유닛들 각각은 필요한 경우 발전기/교류발전기(317)에 의해 제공될 수 있는 전력에 의해 급전될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 유닛(312)은 메인 유닛(322)으로부터 송신된 통신을 수신하도록 구성될 수 있는데, 이러한 통신은 T/X 유닛(326)에 의해서 수신기 포트(313)를 향해 송신되고 전자 유닛(312)에 의해 수신되고 처리될 수 있다. 이러한 통신은 화약의 점화 또는 기폭을 이네이블/디스에이블/활성화하는 것에 관련된 정보 및/또는 제어 신호를 포함할 수 있다.
안전장전(S&A) 유닛(314)은 요건들을 만족시키도록 당업계에 공지된 바와 같이 설계될 수 있다. 안전 요건은, 예를 들어 메인 제어 유닛(322)으로부터 안전장전 유닛(314)에 제공된 대응하는 신호에 의해 표현될 수 있다. 일부 실시예들에서, S&A 유닛(314), 예를 들어 발전기 유닛(317)의 회전량에 기초하여 발사 디바이스로부터의 안전 거리를 완료하는 것과 연관된 정보를 수신할 수 있는데, 안전 거리는 일부 실시예들에서, 발사 후의 발사체의 비행 거리에 직접적으로 관련될 수 있다. 발사체가 발사/론칭 사이트로부터 안전 거리를 확보한 이후에만 기폭 체인을 승인/이네이블하는 것은, 커패시터가 발전기(317)에 의해서 충전되게 하여, 후방부(310)에 대한 전방부(320)의 안전 회전수 이후에만 커패시터가 트리거-이네이블 회로를 활성화하기에 충분한 전하를 가지고 및/또는 기폭 장치를 점화하기에 충분한 전하를 가지도록 함으로써 이루어질 수 있다.
앞선 실시예의 설명으로부터 명백한 것처럼, 화약 안전 및 점화 제어 패키지(315)의 조립은 작동 보관소(operational storage)에 매우 가깝게만 이루어질 수 있어서, 오직 수신기 포트(313)가 컨테이너 오리피스에 가깝게 양호하게 배치되고 점화 제어 패키지(315)와 파워 포트(317) 사이에 양호한 전기 연결이 이루어지도록 보장할 것을 요구한다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따라서 제작된 유도 키트, 예컨대 유도 키트(300)를 취급하는 것은, 화약 안전 및 점화 제어 패키지(315)가 유도 키트(300) 내에 설치될 필요가 있는 작동 보관소 직전까지, 폭발물 주의 조치도 폭발물 전문가에 의한 취급도 요구하지 않는다. 그러면 본 발명의 실시예에 따른 유도 키트를 취급하는 전체 체인이 단순화된다. 당업계에 공지된 바와 같은 적합한 설계 조치들이, 전방부(320)에 대하여 후방부(310) 및/또는 점화/기폭 제어 패키지(315)를 중앙에 위치되도록 보장한다. 발사체를 취급하는 과정 중에 기폭/폭발물 유닛이 언제 유도 키트에 부착될 것인지는 사용자의 판단에 남겨져 있다.
일부 실시예들에서, 본 발명의 실시예에 따른 유도 키트는 발사체의 화약을 점화 또는 기폭시키는 것 이외의 목적을 위해서 사용될 수 있다. 이제 본 발명의 실시예에 따른 범용 유도 키트 어셈블리(400)의 개략도인 도 4를 참조한다. 유도 키트(300)와 유사하게, 유도 키트(400)는 , 길이의 공통 축(400A) 중심으로 전방부와 후방부(410, 420)가 상대적으로 회전하기 하도록 구성되는 베어링(450)의 세트를 통해 서로 회전가능하게 연결되는 전방부(420) 및 후방부(410)를 포함한다. 전방부(420)는, 고정식 또는 제거가능하도록 하나 이상의 공기역학적 핀이 그 위에 배치될 수 있는 외부 동체를 포함할 수 있다. 전방부(420)의 동체 내에는, 유도식 발사체에 대한 당업계에 공지된 바와 같이, 하나 이상의 유닛으로 구현되고, 제어기, 네비게이션, 유닛, 통신 유닛, 화약 점화 제어 유닛(미도시) 등을 포함하는 여러 기능들이 배치될 수 있다. 도 4에서 메인 유닛(422)은 전술된 기능을 수행하고 작동시키도록 구성될 수 있다. 메인 유닛(322)은, 적어도 발사체의 발사 전에, 배터리, 재충전가능 배터리, 커패시터 등과 같은 임의의 공지된 전기 저장 디바이스에 의해 급전될 수 있다.
전방부(420)는, 후방을 바라보고 후방부(410)의 전방 단부로 송수신되는 통신의 송신 및/또는 수신을 가능하게 하도록 배치되는, 전방부(420)의 후방 단부에 배치된 송수신기(T/X) 유닛(426)을 더 포함할 수 있다. T/X 유닛(426) 및 수신기 포트(413)(상세히 후술됨) 내에 배치된 수신기 사이의 통신은, 적외선(I/R) 통신, 블루투스 프로토콜 통신 또는 후술되는 바와 같이 해당 채널에서 교환되는 데이터/신호의 타입을 송신/수신하도록 구성되는 임의의 다른 무선 통신을 포함하는 목록으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
후방부(410)는, 후방부(410)의 전방 단부로부터 반대 방향으로 연장되어 배치되는 보유 공간(411A)이 있는 어셈블리 컨테이너(411)로서 형성될 수 있고, 보유 공간은, 후술되는 바와 같은 요구되는 소자를 수용하도록 설계된다. 후방부(410)는 유닛(440) 내의 발전기에 의해 급전될 수 있는 전력 포트(417)를 가질 수 있다. 후방부(310)는, 후방부(410)의 전단부의 중앙에 배치되고, 그 수신측이 후방부 컨테이너 오리피스를 통해 전방부(420)의 후단부를 바라보는 수신기 포트(413)를 더 가질 수 있다. 바람직하게는, 수신기 포트(413)는 세로 중앙 축(400A)에 배치될 수 있다. 수신기 포트(413)는 T/X 유닛(426)과의 사이에서 사용되는 통신의 타입에 따르는 재료로 형성되거나 제작될 수 있고, 또는 그러한 재료로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, IR 통신이 사용되는 경우, 수신기 포트(413)는 바람직하게는 IR 신호가 통과하게 하는 투명 커버로 덮인 오리피스로서 형성될 수 있다. 예를 들어 블루투스와 같은 무선 통신이 사용되는 경우, 수신기 포트(413)는 무선 신호에 대해서 투명하지만 가시광 또는 IR 광에 대해서는 반드시 투명할 필요가 없는 재료로 덮인, 무선 신호에 대해서 투명한 오리피스로서 형성될 수 있다.
수신기 포트(413)를 후방부(410)의 회전 중앙에, 유도 키트의 세로축(400A)과 만나게 배치하게 되면 유용하고, 심지어 전방부(420) 및 후방부(410)의 상호 회전과 무관하게 이러한 부분들 사이에 무정전 통신 채널이 형성되게 하기 위해서 필수적이다. 이것은, 후방부(410) 및 전방부(420)의 서로에 대한 상호 회전과 무관하게, 전방부(420)의 후단에 형성된 오리피스를 바라보는 전방부(420)의 T/X 유닛(426)을 위치시키고, 신호가 T/X 유닛(426)으로부터 후방부(410) 내의 수신기 포트(413)로 지나가게 함으로써, 가능해진다.
파워 포트(417)는, 후방부(410)와 함께 회전하는 유닛(440) 내의 발전기의 부분으로부터 급전된다. 따라서, 어셈블리 컨테이너(411)와 회전하는 유닛(440) 내의 발전기의 부분으로부터 파워를 제공하는 데에 설계 곤란성이 없으며, 파워 포트(417)는 요구될 수 있는 것처럼 컨테이너 공간(411A) 내에 위치될 수 있다.
유도 키트(400)는 다양한 타입의 장비를 수용, 급전하고 데이터 신호를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 예는 메트릭 또는 텔레메트릭 데이터 장비에 관련되지만, 다른 타입의 장비가 컨테이너(411) 내에 배치될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 유닛(412)은, 예를 들어 그 비행 중에 메인 유닛(422)에 의해 취급되는 다양한 타입의 데이터, 예컨대 발사체의 순간 위치, 계산된 궤적 오차, 유도 수단에 제공되었던 제어 신호, S&A 무장해제(unarm) 신호가 주어졌을 때의 발사체의 위치, 메인 화약 신관이 이네이블되었을 때의 타겟에 대한 위치 등과 같은 데이터를 수신하도록 구성되는 메트릭 캡슐일 수 있고, 수집된 데이터는 저장 및/또는 처리 및/또는 추후 분석되도록 송신될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 유닛(412)에는 배터리와 같은 독립 전력원이 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유도 키트를 실제(live) 발사체의 활성화를 제어하기 위하여 발사체의 탄두 내에 사용할지 여부, 또는 텔레메트릭 장비와 함께 사용되는 것과 같이 테스트 목적을 위해 사용할지 여부에 대한 결정이 사용자의 필요에 따른 결정에 맡겨진다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 유도 키트를 그 기폭 소자와 함께 보관할지 또는 전방부 및 후방부를 분리하여 보관할지 여부에 대한 결정은 - 사용자의 필요와 다른 선택적인 조건에 따른 사용자의 결정에 맡겨진다.
전술된 실시예는 강화된 폭발물 안전성 및 신뢰성(300), 개선되고 단순화된 취급 및 유지보수 프로시저를 가지는 유도식 탄두를 제공한다. 폭발물 섹션을 유도 섹션으로부터 편리하게 분리할 수 있으므로, 테스트 중에 유도 키트를 파손할 필요가 없이 유도 키트의 동작을 쉽게 테스트할 수 있게 된다. 유도식 탄두의 디자인에 의하여, 발사체의 표준 천공(shallow cavity)도는 심공(deep cavity) 내에 유도식 탄두가 쉽게 설치될 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 특징들이 본 명세서에서 예시되고 설명되었지만, 이제 많은 변형예, 치환예, 변경예, 및 균등물들이 당업자들에게 착안될 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항은 본 발명의 진정한 사상에 속하는 이러한 모든 변형예 및 변경예를 포함하는 의도를 가진다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (7)

  1. 발사체를 타겟으로 유도하는 유도 키트로서,
    전방부; 및
    후방부를 포함하고,
    상기 전방부 및 후방부는, 공통의 세로 중심 회전축에 대해 상대 회전이 가능하도록 서로 회전가능하게 연결되며,
    상기 전방부는, 상기 전방부의 후단 옆에 배치되고, 상기 세로 중심 회전축과 만나며, 신호를 상기 후방부를 향해 송신하도록 구성되는 송수신기(T/X) 유닛을 포함하고,
    발전기의 제 1 부분이 상기 후방부의 전단 옆에 배치되고, 상기 세로 중심 회전축과 상기 전방부의 후단에서 만나며, 상기 후방부에 배치된 상기 발전기의 제 2 부분과 동작가능하게 통신하도록 구성되고,
    상기 후방부는,
    상기 후방부의 전단으로부터 반대 방향으로(backwardly) 연장되는 어셈블리 컨테이너 - 상기 어셈블리 컨테이너는, 상기 어셈블리를 수신기 포트에 연결가능한 신호 수신기와 함께 상기 컨테이너 내에 배치함으로써, 상기 발사체와 함께 동작하는 어셈블리를 수납하도록 구성됨 -; 및
    상기 송수신기(T/X) 유닛에 가깝게 상기 어셈블리 컨테이너의 전단에 배치되고, 상기 송수신기(T/X) 유닛을 바라보며 상기 송수신기(T/X) 유닛에 의해 송신된 신호를 수신하도록 구성되는 수신기 포트를 포함하는, 유도 키트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방부는, 상기 후단에 가깝게 그리고 공통의 세로축으로부터 이격되어 배치되는 발전기의 제 1 부분을 더 포함하고,
    상기 후방부는, 상기 전단에 가깝게 그리고 상기 공통의 세로축으로부터 이격되어 배치되며, 상기 전방부 및 후방부가 서로에 대해 회전할 때 상기 발전기의 제 1 부분과 협업하여 전기를 생성하도록 구성되는 발전기의 제 2 부분을 더 포함하는, 유도 키트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어셈블리 컨테이너는 점화 및 기폭 제어 패키지를 수용하도록 구성되고,
    상기 점화 및 기폭 제어 패키지는,
    상기 전방부에 있는 메인 제어 유닛으로부터 신호를 수신하고, 안전장전(safe-and-arm) 및 전기 뇌관을 안전 메커니즘 및 기폭 프로세스로 제어하도록 구성되는 전자 유닛;
    상기 전자 유닛의 제어 하에 안전 조치를 수행하도록 구성되는 안전장전 안전 유닛; 및
    상기 안전장전 유닛에 의해 제어될 수 있는 기폭 부스터 유닛을 포함하는, 유도 키트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 어셈블리 컨테이너는 텔레메트리 유닛을 수용하도록 구성되고,
    상기 텔레메트리 유닛은 상기 송수신기(T/X) 유닛으로부터 신호를 수신하도록 구성되는, 유도 키트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 점화 및 기폭 제어 패키지로 가는 전력은 전용 독립 발전기에 의해 제공되는, 유도 키트.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 점화 및 기폭 제어 패키지로 전달되는 신호는 적어도 하나의 안전 파라미터의 상태를 나타내는, 유도 키트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 어셈블리 컨테이너는 메트릭 / 텔레메트릭 유닛을 수용하도록 구성되고,
    상기 메트릭 / 텔레메트릭 유닛은 상기 유도 키트의 적어도 하나의 성능 파라미터를 나타내는 신호를 상기 전방부로부터 수신하도록 구성되는, 유도 키트.
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