KR0156675B1 - 탄저부 항력 감소장치용 점화기 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추진제 그레인의 내부에 설치되는 점화제 결합체의 화염공을 방사상으로 천공함으로써 점화제의 연소화염이 방사상으로 분출되면서 포탄이 포구를 떠난 후 소화된 추진제 그레인을 전 연소표면적에 대하여 동시에 신속하게 재 점화시키게 되어 연소 지연 시간을 크게 단축시키고, 점화 신뢰성을 높일 수 있으며, 점화제를 알루미늄 컵내에 삽입된 슬리브내에 장입 성형함으로써 측면 연소를 확실하게 방지하면서도 점화제 결합체의 공정을 간소화할 수 있게 되는 것이다. 또한 점화제의 후단부에 후단이 넓고 전방으로 갈수록 점차 좁아지는 연소공간부를 형성함르로써 점화제의 연소 효율을 높여 연소 지연을 더욱 크게 단축시킬 수 있게 되며, 사거리를 크게 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

탄저부 항력 감소장치용 점화기 조립체

제1도는 본 발명에 의한 점화기 조립체가 적용된 포탄의 탄저부 항력 감소장치의 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 점화기 조립체의 단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 점화제의 확대 단면도.

제5도는 종래 점화기 조립체의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 탄미부 12 : 추진제 그레인

20 : 점화기 결합체 21 : 점화기 케이스

21a : 케이스몸체 21b : 마개

22a, 22b : 점화제 장입공간 23a, 23b : 화염공

24a, 24b : 점화제 27 : 알루미늄 컵

28 : 슬리브 29a, 29b : 계단상 연소공간부

본 발명은 탄저부 항력 감소 장치용 추진제 점화기 결합체에 관한 것으로, 특히 추진제 그레인의 전 연소 표면적을 순간적으로 점화시키기 위하여 점화 지연 시간이 짧고 점화 신뢰성이 높은 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체에 관한 것이다.

일반적으로 포탄의 탄저부에는 탄저부 항력 감소 장치가 설치되어 탄저부로 추진제의 연소가스를 유출시켜 포탄이 고속으로 비행시 탄저부에 생성되는 항력을 줄여서 포탄의 사거리를 증가스키도록 하고 있다.

종래의 탄저부 항력 감소 장치는 제5도에 도시한 바와 같이, 탄저부(1)에 나사결합되며 후단부에 노즐공(2a)가 천공된 탄저부 마개(2)와, 이 탄저부 마개(2)의 내주면에 원통형으로 장입되는 추진제 그레인(3)과, 이 추진제 그레인(3)의 내부공간 선단측에 내장되는 점화기 결합체(4)로 구성된다.

상기 점화기 결합체(4)는 탄저부(1)에 나사체결되며 후단면에 화염공(5a)이 천공된 점화기 케이스(5)와, 이 점화기 케이스(5)의 내부에 장입되는 점화제(6)로 구성된다.

이러한 탄저부 항력 감소 장치는 발사시 추진장약의 화염에 의하여 점화기 결합체(4)의 점화제(6) 및 추진제 그레인(3)이 동시에 점화되지만 탄이 포구를 떠날 때 10,000psia에서 14.7psia로 급격한 압력강하가 일어나며, 이로 인하여 추진제 그레인(3)은 발사 직후 소화(消火)되며, 점화기 결합체(4)의 점화제(6)는 연소특성이 압력변화에 둔감한 파이로테크닉 혼합물로써 연소를 계속하면서 추진제 그레인(3)를 재점화시켜 탄저부 항력을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나 종래의 탄저부 항력 감소 장치의 점화기 결합체(4)는 화염이 점화기 케이스(5)의 후단면에 천공된 화염공(5a)을 통하여 분출되는 것으로서 그 화염의 방향이 추진제 그레인(3)의 내주면과 평행인 방향으로 향하기 때문에 점화제(6)의 화염이 추진제 그레인(3)의 전 연소표면적에 접촉되지 않고 후단부로부터 연소되며 탄두측에서는 점화지연이 발생되어 점화 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

여기서 점화 지연 시간이란 포탄이 포구를 빠져나올 때 급격한 압력강하로 추진제 그레인(12)이 소화되었다가 점화기 결합체에 의하어 재점화될 때까지의 시간을 말하는 것으로, 점화 지연은 초기 항력감소에 영향을 미쳐 탄의 사거리 및 분산도에 관여하게 된다.

본 발명의 목적은 점화제의 화염에 의한 추진제 그레인의 점화지연이 매우 짧아 추진제 그레인의 전 연소표면적을 동시에 신속하게 점화시킬수 있도록 함으로써 점화신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체를 제공하려는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 탄저부에 체결되는 탄미 마개내에 원통형으로 장입되는 추진제 그레인의 내부측에서 탄미부의 후단면에 결합되며 전, 후방에 각각 점화제 장입공간과 이들 각 장입공간의 후단측 주벽에 방사방향으로 천공된 화염공을 가지는 점화기 케이스와, 이 점화기 케이스의 장입공간에 장입되는 추진제로 구성됨을 특징으로 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체가 제공된다.

상기 점화기 케이스는 상기 장입공간이 전후방으로 개구되며 격벽에 의하여 구획형성되는 케이스몸체와, 이 케이스몸체의 후단부에 나사식으로 체결되어 후단측 장입공간의 후단 개구부를 폐쇄하는 컵형 마개로 구성된다.

상기 화염고중 전방측 화염공은 몸체에 형성되고, 후방측 화염공은 마개에 형성된다.

상기 점화제는 알루미늄 컵의 내주면에 삽입되는 슬리브의 내부에 장입된 상태로 성형된다.

상기 점화제의 후단부에는 후방이 넓고 전방으로 갈수록 점차 좁아지는 계단상 연소공간부가 형성된다.

이하, 본 발명에 의한 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 점화기 결합첵 적용된 탄저부 항력 감소 장치의 단면도로서, 도면에서 10은 탄미부이며, 11은 후단면에 노즐공(11a)이 천공된 탄미부 마개이고, 12는 탄미부 마개(10)의 내주면에 원통형으로 장입된 추진제 그레인이며, 20은 본 발명에 의한 점화기 결합체이다.

상기 탄미부(10)의 후단 외주면에는 암나사부(13)가 형성되어 탄미부 마개(11)의 선단 외주면에 형성된 숫나사부(11b)를 암나사부(13)에 체결하도록 되어 있으며, 탄미부(10)의 후단면 중심부에는 암나사부(14a)가 형성된 나사보스(14)가 형성되어 있다.

상기 점화기 결합체(20)는 상기 추진제 그레인(12)의 내부측에서 탄미부(10)의 후단면에 결합되며, 전, 후방에 각각 점화제 장입공간(22a, 22b)과 이들 각 장입공간(22a, 22b)의 후단측 주벽에 방사방향으로 천공된 화염공(23a, 23b)을 가지는 점화기 케이스(21)와, 이 점화기 케이스(21)의 장입공간(22a,22b)에 장입되는 추진제(24a, 24b)로 구성된다.

상기 점화기 케이스(21)는 상기 장입공간(22a, 22b)이 전후방으로 개구되며 격벽(22c)에 의하여 구획형성되는 케이스몸체(21a)와, 이 케이스몸체(21a)의 후단부에서 나사식으로 체결되어 후단측 장입공간(23b)의 후단 개구부를 폐쇄하는 컵형 마개(21b)로 구성된다.

상기 케이스몸체(21a)의 전, 후단부에는 숫나사부(25a, 25b)가 형성되고, 마개(21b)의 내주면에는 암나사부(26)가 형성되어 후단측 숫나사부(25b)와 마개(21b)의 암나사부(26)를 체결하는 것에 의하여 몸체(21a)와 마개(21b)를 결합함과 아울러 케이스몸체(21a)의 전단측 숫나사부(25a)를 상기 탄미부(10)의 후단부에 형성된 나사보스(14)의 암나사부(15)에 체결하는 것에 의하여 점화기 결합체(20)를 탄미부(10)에 결합하도록 되어 있다.

또한 상기 화염공(23a, 23b)중 전방측 화염공(23a)은 몸체(21a)에 형성되고, 후방측 화염공(23b)은 마개(21b)에 형성된다.

상기 화염공(23a,23b)은 제3도에 도시한 바와 같이 각각 원주방향 등 각도 간격으로 천공되며, 예컨대 각 8개씩 천공되며, 155mm 구경의 포탄을 기준으로 하였을 때 그 직경을 4mm로 하는 것이 바람직하다.

상기 점화기 결합체(20)의 후단은 추진제 그레인(12)의 중간 위치까지 연장되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 점화제(24a, 24b)로서는 Mg/Teflon/Viton계 점화제를 사용하며, 급격한 압력각하에서 소화되는 것을 방지하기 위하여 연료과잉 조성(Mg 66%)으로 공식화하여 사용한다.

예컨대, 점화계(24a, 24b)는 바이톤 7.4%를 적당한 용매에 녹인 후 이 녹은 결합체를 혼화기(Mixer)에서 마그네슘 65%, 테프론 27.6%와 혼화한 다음 200메쉬의 표준체를 통과시켜 입자화한다. 입자화된 점화제는 40℃의 오븐에서 24시간 건조시킨다. 슬리브(28)가 결합된 알루미늄 컵(27)을 압축금형에 넣고, 입자화된 점화제(24a, 24b) 5, 6g을 세 번에 나누어 힘 3Kgf, 지속시간 3초로 압축성형함으로써 점화기 결합체(20)를 완성한다.

상기 점화제(24a, 24b)를 전방에 폐쇄되고 후방이 개방된 알루미늄 컵(27)의 내주면에 저밀도 폴리에틸렌 슬리브(28)을 끼운 다음 그 내부에 장입하여 성형하는 것은 측면연소(Side Burning)을 방지하기 위함이다.

여기서 일반적으로 측면연소를 방지하기 위하여 라이너를 컵(27)의 내면에 부착하고 있으나, 본 발명에서는 점화기 케이스(21)의 직경이 작은 관계로 라이닝 작업이 어려우므로 저밀도 폴리에틸렌 슬리브(28)를 끼우는 것에 의하여 공정을 간소화하였다.

또한 점화제(24a, 24b)는 초기 점화제 연소표면적을 크게하여 초기에 점화기 결합체의 연소가스 유출량을 높여 추진제 그레인(12)의 전연소표면적을 동시에 점화시키기 위하여 제4도에 도시한 바와 같이 각 점화제(24a, 24b)의 후단부에 후단측이 넓고 후단으로 갈수록 좁아지는 계단상 연소공간부(29a, 29b)를 형성하여 점화제(24a, 24b)의 연소 표면적을 증가시킨다. 이때, 점화제(24a, 24b)를 제4도와 같은 형상으로 형성하였을 때 점화제(24a, 24b)의 연소 표면적의 증가율은 51%가 된다.

제1도에서 미설명 부호 16은 파열원판이고, 30은 점화기 결합체(20)의 마개(21b)를 케이스몸체(21a)에 나사식으로 체결하는 경우 및 점화기 결합체(20)를 탄미부(10)에 나사식을 체결하는 경우 핀스패너 등의 공구를 끼우기 위한 공구홈이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 점하기 결합체가 적용된 탄미부 항력 감소 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

포탄이 포구를 떠난 후 추진제 그레인(12)은 급격한 압력강하로 인하여 소화되고, 점화기 결합체(20)의 점화제(24a, 24b)는 계속하여 연소되면서 그 화염이 다수개의 화염공(23a, 23b)을 통하여 방사상으로 분출되면서 소화된 추진제 그레인(12)을 다시 점화시키게 된다.

이때, 화염공(23a, 23b)은 점화기 케이스(21a, 21b)의 주벽에 방사상으로 천공되어 있으므로 화염이 방사상으로 분출되면서 그 주위에 있는 추진제 그레인(12)의 넓은 면적에 대하여 동시에 접촉하게 되므로 추진제 그레인(12)의 전 연소 표면적에 대하여 동시에 점화가 이루어지게 되며, 이에 따라 점화 지연 시간이 크게 단축된다.

이때, 상기 점화제(24a, 24b)는 후단부에 계단상의 연소공간부(29a, 29b)가 형성되어 있으므로점화제(24a, 24b)자체의 연소 표면적이 증가되어 연소효율이 증대되고 연소 지연 시간을 단축시키는 데 도움이 된다.

실험결과에 의하면, 본 발명에 의한 점화기 결합체가 적용된 탄저부 항력 감소 장치가 장착된 포탄에서의 점화 지연 시간은 0.02초로 종래의 0.4초에 비하여 크게 단축됨을 알 수 있었다.

또한 본 발명에서와 같이 측면연소를 방지하기 위하여 알루미늄 컵(27)과 슬리브(28)를 사용하여 점화제(24)를 성형한 것과, 슬리브를 사용하지 않은 것을 비교 실험해본 결과, 슬리브를 사용하지 않은 경우에는 측면연소가 일어나 연소 지속 시간이 1.5초로 짧았으며, 본 발명의 경우에는 측면연소가 일어나지 않아 연소 지속 시간이 3.4초로 크게 연장됨을 알 수 있었다. 또한 사거리 측정 실험에서도 본 발명에 의한 점화기 결합체가 적용된 탄저부 항력 감소장치를 사용할 경우 155mm 구경의 포탄의 사거리를 포구속도 900m/s의 수준에서 현존하는 155mm 포탄보다 30% 이상 사거리를 연장시킬 수 있음을 알 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 점화제의 연소화염이 방사상으로 분출되면서 그 주위에 있는 추진제 그레인의 전 연소 표면적을 동시에 점화시키게 되므로 연소 지연 시간이 크게 단축되어 점화 신뢰성이 향상되며, 사거리를 연장시킬 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 탄저부에 체결되는 탄미마개내에 원통형으로 장입되는 추진제 그레인의 내부측에서 탄미부의 후단면에 결합되며 전, 후방에 각각 점화제 장입공간과 이들 각 장입공간의 후단측 주벽에 방사방향을 천공된 화염공을 가지는 점화기 케이스와, 이 점화기 케이스의 장입공간에 장입되는 추진제로 구성됨을 특징으로 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체.
2. 제1항에 있어서, 상기 점화기 케이스는 상기 장입공간이 전후방으로 개구되며 격벽에 의하여 구획형성되는 케이스몸체와, 이 케이스몸체의 후단부에 나사식으로 체결되어 후단측 장입공간의 후단 개구부를 폐쇄하는 컵형 마개로 구성됨을 특징을 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화염공중 전방측 화염공은 몸체에 형성되고, 후방측 화염공은 마개에 형성됨을 특징으로 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체.
4. 제1항에 있어서, 상기 점화제는 알루미늄 컵의 내주면에 삽입되는 슬리브의 내부에 장입된 상태로 성형함을 특징으로 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체.
5. 제4항에 있어서, 상기 점화제의 후단부에는 후방이 넓고 전방으로 갈수록 점차 좁아지는 계단상 연소공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 탄저부 항력 감소 장치용 점화기 결합체.