KR0181172B1 - 소형 로켓 기두 개방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로켓 등의 발사체에서 과학 관측장비 또는 인공위성 등의 탑재물을 로켓의 고속비행으로 인한 위해 요소로 부터의 보호와 비행성능 향상을 위한 외피구조물을 필요 고도 도달시 내부 탑재물의 임무수행이 가능하도록 전기적 신호에 의해 내장 화약을 폭발시켜 외피 구조물을 벗겨주도록 하는 것으로 본 발명은 외피 하부 고정대에 좌, 우 외피 조립체가 탑재물을 감싸게 고정되고 좌, 우 외피 조립체 상부에 노즈팁이 고정되는 소형로켓에 있어서,

분리 전기신호로 화약을 폭발시켜 분리작동압을 발생시키는 피스톤 작동압 발생기와, 피스톤 작동압 발생기에서 발생된 작동압으로 노즈팁을 구속하는 외피 상부 구속조립체를 분리 이탈시키는 상부 구속 해제 피스톤 조립체와, 상부 구속 해제 피스톤 조립체를 구동시킨 잔여 작동압으로 좌, 우 외피 조립체를 밀어 분리 이탈시키는 측면 구속 해제 피스톤 조립체를 구비시킴으로써 이루어 진다.

Description

소형 로켓 기두 개방장치

본 발명은 과학 관측장비 또는 인공위성 등의 탑재물을 마찰열, 태양복사열 등의 영향으로부터 보호하여 필요고도까지 도달시키는 로켓 등의 발사체에서 필요고도 도달시 내장된 탑재물을 노출시키도록 외피 구조물을 벗겨주는 장치에 관한 것이다.

로켓 등의 발사체가 필요고도 도달시 내장된 탑재물을 노출시키기 위해서는 최상부의 노즈팁과 좌, 우외피 조합체를 분리시켜야 하며 먼저 노즈팁을 분리시킨 후 좌, 우 외피 조합체를 분리시켜야 한다.

따라서 노즈팁 개방장치와 좌, 우 외피 개방장치를 별도로 설치작동시키고있으나 이는 두 개의 개방장치가 필요하여 구조상으로 불리하고 또한 노즈팁 개방장치 작동 후 좌, 우 외피 개방장치를 작동시키는 작동시간의 제어가 어려운 것이었다.

본 발명은 하나의 기두 개방장치를 사용하여 노즈팁과 좌, 우 외피 조합체를 순차적으로 개방 분리시키도록 한 것으로 외피 하부 고정대에 좌, 우 외피 조립체가 탑재물을 감싸게 고정되고 좌, 우 외피 조립체 상부에 노즈팁이 고정되는 소형로켓에 있어서,

분리 전기신호로 화약을 폭발시켜 분리작동압을 발생시키는 피스톤 작동압 발생기와, 피스톤 작동압 발생기에서 발생된 작동압으로 노즈팁을 구속하는 외피 상부 구속조립체를 분리 이탈시키는 상부 구속 해제 피스톤 조립체와, 상부 구속 해제 피스톤 조립체를 구동시킨 잔여 작동압으로 좌, 우 외피 조립체를 밀어 분리 이탈시키는 측면 구속 해제 피스톤 조립체를 구비시킴으로써 이루어지며 피스톤 작동압 발생기에서 발생시킨 작동압으로 외피 상부 구속조립체를 분리시켜 노즈팁을 1차적으로 분리시킨 후 노즈팁을 분리시키고 난 뒤 잔여 압력으로 좌, 우 외피 조립체를 밀어 좌, 우 외피 조립체를 외부 하부 고정대에서 분리시킴으로써 외부 하부 고정대 위에 탑재된 탑재물의 필요고도에서 노출되도록 하는 것이다.

제1도는 본 발명의 로켓 기두 개방상태 사시도.

제2도는 본 발명의 기두 개방장치 사시도.

제3도는 본 발명의 기두 개방장치 단면도.

제4도는 본 발명의 기두 개방장치 동작후 단면도.

제5도는 본 발명의 기두 개방장치의 동작상태 평단면도.

제6도는 본 발명의 피스톤 작동압 발생기 일예도.

제7도는 본 발명의 외피상부구속 조립체 단면도.

제8도는 본 발명의 외피상부구속 조립체 측면도.

제9도는 기두 개방전의 로켓 사진 복사도.

제10도는 본 발명에 의해 기두가 개방되는 상태의 사진 복사도.

제11도는 본 발명에 의해 기두가 개방된 후의 사진 복사도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외피하부고정대 2, 3 : 외피조립체

4 : 탑재물 5 : 노즈팁

10 : 피스톤작동압발생기 11 : 착화기

12 : 화약 20 : 상부구속해제피스톤조립체

21 : 상피스톤 22 : 헤드부

26 : 실린더 27 : 작동압이송홀

30 : 외피상부구속조립체 31 : 3분할너트

32 : 전단핀 40 : 측면구속해제피스톤조립체

41, 42 : 측면피스톤 43 : 작동압전달구

44, 45 : 헤드부 46, 47 : 실린더

50 : 고정판 51 : 고정너트

100 : 기두개방장치

제1도는 본 발명의 로켓 기두 개방상태 사시도로써

외피 하부 고정대(1)상부에는 탑재물(4)을 안치시킨 후 그 외측에서 외피 조립체(2)(3)를 외피 하부 고정대(1)에 끼워 조립하고 외피 조립체(2)(3)상부에는 노즈팁(5)을 결합 고정시키게 된다.

여기서 일측 외피 조립체(3)의 내부에는 기두 개방장치(100)를 결합고정시켜 기두 개방장치(100)를 이용하여 노즈팁(5)과 외피 조립체(2)(3)를 분리시키도록 한다.

제2도는 본 발명 기두 개방장치의 사시도로써

개두 개방장치(100)는 전기적 신호로 화약을 폭발시켜 작동압을 발생시키는 피스톤 작동압 발생기(10)와, 피스톤 작동압 발생기(10)의 작동압에 의해 내부 피스톤을 상부로 이송시켜 외피 상부구속 조립체(30)를 분리시키는 상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)와, 상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)의 피스톤을 작동시킨 나머지 작동압으로 측면 피스톤(41)(42)을 작동시켜 외피 조립체(2)(3)를 분리시키는 측면 구속해제 피스톤 조립체(40)로 이루어지며 측면 구속 해제 피스톤 조립체(40)외부에는 기두 개방장치(100)를 외피 조립체(3)에 고정시키기 위한 고정판(50)이 형성된다.

제3도는 본 발명 기두 개방장치 단면도로써

상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)의 상부에는 외피 상부 구속 조립체(30)를 나사 결합시키되 3분할 너트(31)를 이용하여 나사 결합시키고 3분할 너트(31)와 외피상부 구속 조립체(30)는 제7도 및 제8도에 도시된 바와 같이 전단핀(32)을 이용하여 고정시킨다.

상부 구속해제 피스톤 조립체(20) 내측에는 상피스톤(21)을 내삽시키고 상피스톤(21)의 헤드부(22)는 피스톤 오링(23)을 내삽시켜 실린더(25)내부에서 헤드부(22)가 이송되게 한다.

실린더(26)의 일측에는 작동압 전달구(43)와 연결된 작동압 이송홀(7)을 형성시키고 상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)하부에는 피스톤 작동압 발생기(10)를 결합시킨다.

피스톤 작동압 발생기(10)는 착화기(11)와 화약(12)으로 이루어지며 여기서 화약(12)은 제6도에 도시된 바와 같이 전방 보호막(14)와 후방 보호막(15)사이에 충진되며 착화기(11)로 상기 화약(12)이 폭발하면서 상피스톤(21)의 헤드부(22)에 작동압을 전달하게 구성된다.

측면 구속 해제 피스톤 조립체(40)는 제5도에 도시된 바와 같이 일측에 고정판(50)이 형성되고 내부에 작동압 전달구(43)를 통하여 작동압이 전달되는 2개의 실린더(46)(47)를 구비한 후 각 실린더(46)(47)에는 측면 피스톤(41)(42)을 내삽시킨다.

측면 피스톤(41)은 헤드부(44)에 피스톤 오링(48)을 내삽시켜 구성되고 측면 구속 해제 피스톤 조립체(40)와 상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)는 고정너트(51)에 의해 나사 결합방식으로 결합 고정된다.

도면 중 미설명 부호(13)(24)(25)는 기밀 유지용 오링이다.

이와같이 구성된 본 발명에서 탑재물(4)은 외피 하부 고정대(1)상부에 안치시키고 좌, 우 외피 조립체(2)(3)를 상기 외피 하부 고정대(1)위에 끼워 고정시키되 외피 조립체(3)내부에 기두 개방장치(100)를 고정시키며 기두 개방장치(100)의 상부 구속 조립체(30)에 노즈팁(5)을 고정시키게 된다.

이상태에서 로켓을 발사시켜 필요고도까지 도달시킨 후 정해진 고도에서 피스톤 작동압 발생기(10)의 착화기(11)에 전기적 신호를 인가시키도록 한다.

착화기(11)는 외부로 부터 전기적 신호를 공급받게되면 전방보호막(14)과 후방 보호막(15)사이에 충진된 화약(12)을 점화시키게 되고 화약(12)이 점화되면 작동압이 발생하게 되고 상기 작동압은 오링(13)에 의해 기밀유지되어 상피스톤(21)의 헤드부(22)에 직접적으로 영향을 미치게 된다.

화약(21)의 폭발에 의해 발생된 작동압이 상피스톤(21)의 헤드부(22)상부에 가해지면 피스톤 오링(23)이 내삽된 상피스톤(21) 헤드부(22)는 실린더(26)내부에서 상부로 이송되게 되고 이에따라 상피스톤(21)이 상부로 밀리면서 3분할 너트(31)에 의해 고정되고 외피 상부 구속 조립체(30)와 고정된 전단핀(32)에 압력을 전달하게 되고 이에따라 상기 전단핀(32)은 상피스톤(21)의 누르는 힘에 의해 파단되어진다.

전단핀(32)이 파단되면 3분할 너트(31)가 분해되면서 상피스톤(21)이 외피 상부 구속 조립체(30)를 밀어내어 상부 구속 해제 피스톤 조립체(20)로 부터 외피 상부 구속 조립체(30)를 완전히 분리시킴으로써 1차적으로 노즈팁(5)이 분리되게 된다.

화약(12)의 폭발에 의한 작동압에 의해 상피스톤(21)이 헤드부(22)가 실린더(26)에서 밀리면서 헤드부(22)의 선단이 작동압 이송홀(27)을 지나는 순간 헤드부(22)에 가해지는 작동압이 작동압 이송홀(27)로 유입되어 작동압 전달구(43)를 통하여 측면 구속해제 피스톤 조립체(40)내부의 측면 피스톤(41)(42)상부에 형성된 헤드부(44)(45)에 가해지게 된다.

그러면 작동압이 헤드부(44)(45)를 측면으로 밀어내게 되고 이에따라 측면 피스톤(41)(42)이 돌출되면서 기두 개방장치(100)가 고정되지 않은 외피 조립체(2)를 밀어내게 되므로 외피 조립체(2)(3)가 외피 하부 고정대(1)에서 완전히 분리되어 탑재물(4)이 노출되어 진다.

즉 본 발명은 피스톤 작동압 발생기(10)에서 발생된 작동압으로 상피스톤(21)을 상향이동시켜 외피상부 구속 조립체(30)와 3분할 너트(31)를 조립하고 있는 3개의 전단핀(32)에 전당 하중의 형태로 하중을 전달하여 전단핀(32)을 파단시킨 다음 외피 상부구속 조립체를 분리시켜 노즈팁(5)이 분리되게 하는 한편 상피스톤(21)을 상향 이동시킨 후 작동압을 측면 피스톤(41)(42)의 헤드부(44)(45)로 유입시켜 측면 피스톤(41)(42)을 돌출시킴으로써 외피 조립체(2)(3)를 분리시켜 주게 된다.

이같이 본 발명은 하나의 폭발압을 이용하여 임의의 한방향의 분리력을 발생시킨 다음 잔여 폭발압으로 또다른 방향의 분리력을 발생케 해주는 것으로 먼저 상피스톤(21)을 작동시켜 상부 구속을 해제한 다음 측면 피스톤(41)(42)을 작동시켜 측면구속을 해제시키는 것이다.

이는 실린더(26)에 뚫린 작동압 이송홀(27)의 위치에 의해 순서가 뒤바뀌지 않고 정해진 순서에 따라 상부 구속이 해제된 다름 측면구속이 해제되는 것이다.

본 발명은 하나의 기두 개방장치에서 정해진 순서에 따라 정확히 상부 구속을 해제시킨 다음 측면 구속을 해제시킴으로써 로켓에 탑재된 탑재물을 노출시키도록 하는 것으로 로켓의 기두개방 시스템에 활용가능하고 안전성 문제로 사람의 접근이 불가능한 곳에서의 구조물 분리 등에 활용 가능하다.

본 발명은 로켓 등의 발사체에서 과학 관측장비 또는 인공위성 등의 탑재물을 로켓의 고속비행으로 인한 위해 요소로 부터의 보호와 비행성능 향상을 위한 외피구조물을 필요 고도 도달시 내부 탑재물의 임무수행이 가능하도록 전기적 신호에 의해 내장 화약을 폭발시켜 외피 구조물을 벗겨주도록 하는 것이다.

Claims (8)

1. 외피 하부 고정대 상부에 안치된 탑재물을 외피 조립체로 감싸게 조립되고 외피 조립체 상부에 노즈팁이 조립되는 로켓에 있어서, 분리 전기신호로 내장된 화약을 폭발시켜 분리 작동압을 발생시키는 피스톤 작동압 발생기와, 피스톤 작동압 발생기에서 발생된 작동압으로 상피스톤을 상부로 이동시켜 노즈팁을 구속하는 외피 상부 구속 조립체를 분리 이탈시키는 상부 구속 해제 피스톤 조립체와, 상피스톤을 작동시킨 잔여 작동압으로 좌, 우외피 조립체를 밀어 외피 하부 고정대에서 분리이탈시키는 측면 구속해제 피스톤 조립체로 이루어진 기두 개방장치를 외피 조립체 내부에 고정시킨 것을 특징으로 하는 소형 로켓 기두 개방장치.
2. 제1항에서, 피스톤 작동압 발생기는 상부 구속 해제 피스톤 조립체의 실린더 하부에 화약을 충진시키고 상기 화약을 전기적 신호를 받아 점화시키는 착화기로 이루어지며 화약의 폭발에 의해 작동을 발생시키게 구성된 소형 로켓 기두 개방장치.
3. 제1항에서, 상부구속 해제 피스톤 조립체는 내부에 상피스톤이 이동되게 결합하고 상피스톤의 헤드부는 실린더 내부에 위치시키되 화약의 작동압이 상피스톤의 헤드부에 전달되게 하며 상부는 3분할 너트를 채우고 상기 3분할 너트와 외피 상부 구속 조립체는 전단핀을 박아 고정시킨 것을 특징으로 하는 소형 로켓 기두 개방장치.
4. 제3항에서, 상부 구속 해제 피스톤 조립체의 실린더 내부에는 외부와 관통되는 작동압 이송홀을 실린더 하부에서 일정높이 이상에 형성시킨 것을 특징으로 하는 소형 로켓 기두 개방장치.
5. 제1항에 있어서, 측면 구속 해제 피스톤 조립체는 상부 구속 해제 피스톤 조립체의 실린더에 형성된 작동압 이송홀을 작동압 전달구로 작동압을 전달받고 전달된 측면방향으로 형성된 실린더에 전달하여 실린더에 내장된 측면 피스톤의 상부 헤드부를 밀어주게 구성한 소형 로켓 기두 개방장치.
6. 제5항에서, 측면 피스톤은 헤드부에 전달된 작동압에 의해 측면으로 돌출되면서 외피 조립체를 밀어주게 구성된 소형 로켓 기두 개방장치.
7. 제2항에서, 화약을 전방 보호막과 후방 보호막 사이에 충진시키는 것을 특징으로 하는 소형 로켓 기두 개방장치.
8. 제1항에서, 기두 개방장치는 측면 구속 해제 피스톤 조립체의 외측에 형성된 고정판에 의해 외피 고정체 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 소형 로켓 기두 개방장치.