KR100350523B1

KR100350523B1 - 포탄용자폭신관장치

Info

Publication number: KR100350523B1
Application number: KR1019980044920A
Authority: KR
Inventors: 김승봉; 윤원환; 류재덕; 한 정; 이호준
Original assignee: 주식회사 풍산
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2005-11-08

Abstract

본 발명은 공중을 통해 살포되는 포탄을 자폭시키기 위한 자폭 신관 장치에 관한 것으로, 전기흐름경로상에 구비되어진 리저브배터리(10)의 전원을 공급받아 전기에너지로 충전하여주는 충전회로(40)와, 충전회로(40)에 전기적으로 연결되어 작동시간세팅용 타이머(30)의 설정시간이 경과되는 순간 점화열을 발생시키는 전자식뇌관(20), 리저브배터리(10)와 충전회로(40)간의 전류흐름을 조절하여주는 저항소자(50), 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간의 전기통로를 절환하여주는 전자스위치(60), 리저브배터리(10)와 타이머(30)간의 전기통로를 절환하여주는 제1기계스위치(70)의 접점 및, 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간의 전기통로를 절환함과 동시에 전자식뇌관(20)의 양단을 개방하는 제2기계스위치(80)의 접점이 프린트되어진 인쇄회로기판(200)과; 인쇄회로기판(200)의 외부를 감싸 수용하도록 된 수용공간이 오목하게 형성됨과 더불어 이 수용공간의 상단부를 이루는 안착홈에 덮개기능을 수행하는 제2풍력감지센서(100)가 장착되되, 제2풍력감지센서(100)의 상면일측에 포탄의 낙하과정에서 발생되는 공기저항으로 회전하면서 제2풍력감지센서를 분리하여주는 제1풍력감지센서(90)가 나사결합된 하우징(300)으로 이루어져, 기계식 신관에 비해 불발율이 현저하게 저하되면서 아군의 화력이 증대될 뿐만 아니라 불발탄에 의해 아군이나 민간인의 손상이 최소화되게 한 것이다.

Description

포탄용 자폭 신관 장치 {Device for automatic explosion the detonator of shell}

본 발명은 지상에 낙하된 불발탄을 일정시간이 경과된 후에 자동으로 폭발시키도록 된 자폭신관에 관한 것으로, 특히 자폭신관을 전기적 신호로 폭발시킬 수 있도록 된 포탄용 자폭 신관 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지상에서 포 또는 로켓(회전이 있는 포신) 등에 의해 발사되는 포탄들은 탄체내부에 고폭화약이 충전되며, 그 하부에는 장갑(장갑차나 탱크 등)을 관통하기 위한 관통자가 장착되어, 인마 살상 또는 장갑관통 등과 같은 이중목적으로 사용된다.

그리고, 포탄에는 고폭화약을 기폭시키기 위한 수단으로 탄두나 탄저 등에 신관이 장착되는데, 이러한 신관으로는 목표물이나 지면 등과의 충돌시 발생하는 충격력에 의해 폭발되는 기계식 신관이 채택되어 사용되고 있다.

또한, 기계식 신관이 채택된 포탄들은 미리 지정된 상공에 도달되면 포탄내부에 구비된 방출장약이 폭발하게 되며, 이때 발생된 폭발압력에 의해 대기중으로 방출되면서 지상으로 낙하된다.

물론, 대기중으로 방출된 폭탄들은 방출시 가지고 있던 자체관성에 의해 사방으로 흩어지면서, 예컨대 지상으로 낙하된 후에 일정시간이 경과하게 되면 자동으로 폭발되는 것이다.

그런데, 상기한 종래의 기계식 신관은 포탄이 수면이나 지면의 장애물 또는 경사면 등에 떨어지게 되는 경우 충격력이 부족하여 불발되는 일이 종종 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 충격력의 부족으로 인해 불발되어진 불발탄은 결국 아군의 화력을 감소시키게 될 뿐만 아니라 우연한 폭발로 인해 아군이나 민간인 등에게 치명적인 피해를 주게 되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로켓 등으로 발사된 포탄을 공중에 살포될 때 발생하게 되는 공기저항으로 작동시키게 될 뿐만 아니라 설정된 시간이 경과한 후에는 전기적 신호를 통해 자동으로 폭발시킬 수 있도록 된 포탄용 자폭 신관 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 포탄용 자폭신관 장치의 회로도로서, (a)와 (b)는 포탄이 살포되기 전후의 작동회로도이고, (c)는 타이머가 작동된 이후의 작동회로도이며, 도 2(a),(b)는 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치가 작동되기 전후의 상태를 도시한 개략도이고, 도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 제2기계스위치가 작동되기 전후의 상태를 도시한 개략도이며, 도 4의 (a),(b)는 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치의 전자식뇌관을 도시한 단면도와 평면도로서, 공중을 통해 살포되어 지상으로 낙하되어진 포탄이 충격력의 부족으로 인해 불발되는 경우에 설정시간이 경과한 후 자동으로 자폭시킬 수 있도록 된 자폭신관장치를 구성함에 있어서, 전기흐름경로상에 구비되어진 리저브배터리(10)의 전원을 공급받아 전기에너지로 충전하여주는 충전회로(40)와, 충전회로(40)에 전기적으로 연결되어 작동시간세팅용 타이머(30)의 설정시간이 경과되는 순간 전기에너지를 이용하여 점화열을 발생시키는 전자식뇌관(20), 리저브배터리(10)와 충전회로(40)간에 구비되어 전류흐름을 조절하여주는 저항소자(50), 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간에 구비되어 전기통로를 절환하여주는 전자스위치(60), 리저브배터리(10)와 타이머(30)간의 전기통로를 절환하여주는 제1기계스위치(70)의 접점 및, 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간의 전기통로를 절환함과 동시에 전자식뇌관(20)의 양단을 개방하는 제2기계스위치(80)의 접점이 프린트되어진 인쇄회로기판(200)과; 인쇄회로기판(200)의 외부를 감싸 수용하도록 된 수용공간이 오목하게 형성됨과 더불어 이 수용공간의 상단부를 이루는 안착홈에 덮개기능을 수행하는 제2풍력감지센서(100)가 장착되어 외관을 이루되, 제2풍력감지센서(100)의 상면일측에 포탄의 낙하과정에서 발생되는 공기저항으로 회전하면서 분리되어 제2풍력감지센서를 해제하여주는 제1풍력감지센서(90)가 나사식으로 결합된 플라스틱재질의 하우징(300)으로 이루어져 있다.

여기서, 자폭신관장치는 도 2(a),(b)에 도시된 바와 같이, 자폭신관장치의 회로를 이루는 리저브배터리(10)와 전자식뇌관(20)과 타이머(30)와 충전회로(40)와 전자스위치(60)와 제1,2기계스위치(70,80)의 접점이 프린트되어진 인쇄회로기판(200)과, 인쇄회로기판(200)을 수용할 수 있도록 일정크기의 수용공간을 이루면서 외표면에 폭탄이 살포되어 낙하되는 과정에서 발생되는 공기저항에 의해 작동되도록 된 제1,2 풍력감지센서(90.100)가 장착된 플라스틱재질의 하우징(300)으로 이루어져 있다.

그리고, 제1풍력감지센서(90)는 하우징(300)의 내부공간에 형성된 홈에 나사식으로 결합되는 나사부(91)와, 나사부(91)의 상면에 장착되어 포탄의 자유낙하시 발생되는 회전방향에 대해 공기저항을 갖는 회전체(92)와, 나사부(91)의 외주면에 돌출되게 장착된 상태에서 하우징(300)의 외표면으로 밀착되면서 제2풍력감지센서(100)를 밀폐하여주는 밀착돌기(93)로 이루어져 있다.

또한, 제2풍력감지센서(100)는 하우징(300)의 외표면에 형성된 오목홈에 삽입되는 금속판(101)과, 금속판(101)의 하부면에 유연한재질의 실(102)들을 매개로 연결되어 제2기계스위치(80)를 개폐하는 안전핀(103)으로 이루어져 있다.

그리고, 제1기계스위치(70)는 인쇄회로기판(200)의 몸체 소정위치에 형성되어진 접점(관통공)을 따라 승하강하는 대략 U자 형상의 바늘(71)과, 하우징(300)의 바닥면에 장착되어 바늘(71)을 전자식뇌관(20)과 제2풍력감지센서(100)의 방향으로 압축하여주는 압축스프링(72)으로 이루어져 있다.

또한, 제2기계스위치(80)는 도 3(a),(b)에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(200)에 장착되는 금속폴대(81)와, 인쇄회로기판(200)에 장착되어 금속폴대(81)와 선택적으로 접촉되면서 안전핀(103)에 의해 이동이 제한되는 고탄성의 캔틸레버스프링(82)으로 이루어져 있다. 물론, 금속폴대(81)의 측부에는 안전핀(103)을 삽입하기 위한 접점(83)이 형성되어 있다.

그리고, 캔틸레버스프링(82)은 전자식뇌관(20)과 충전회로(40)의 사이에 설치되며, 접점(83)은 전자식뇌관(20)과 전자스위치(60)의 사이에 전기적으로 연결되고, 금속폴대(81)는 저항소자(50)와 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 전자식뇌관(20)은 도 4(a),(b)에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(200)의 상면에 접착수단(21)을 매개로 부착된 플라스틱판(22)과, 플라스틱판(22)의 상면에 부착되어 리저브배터리(10)로부터 공급된 전기에너지를 통해 열을 발생시키는 금속필라멘트(23)와, 금속필라멘트(23)의 상면에 장착되면서 일정크기의 수용공간을 형성하는 플라스틱벽(24)과, 플라스틱벽(24)의 수용공간에 충전되어 금속필라멘트(23)에서 발생된 열에 의해 점화되는 화약(25)과, 플라스틱벽(24)의 상면에 장착되어 화약(25)의 누출을 차단하는 덮개(26)로 이루어져 있다.

그리고, 인쇄회로기판(200)의 하부에는 화약의 주입중 발생되는 압력을 지탱하기 위한 플라스틱기판(27)이 장착되며, 플라스틱판(22)과 플라스틱벽(24)의 사이에는 수분의 침투를 방지하기 위한 실링부재(29)가 개재되어 있다.

여기서, 금속필라멘트(23)는 플라스틱판(22)의 상부면에 부착되는 전극(22a)의 사이공간에 장착되는 금(gold)재질의 박막으로서, 두께가 0.5㎛이하로 유지되면서 폭은 50㎛이하로 유지되며, 길이는 500㎛이하를 유지하는 브리지(bridge)형상으로 형성시킴이 바람직하다.

또한, 충전회로(40)에 축적된 전기에너지를 전자식뇌관(20)에 효율적으로 공급하기 위해서는 전자식뇌관(20)의 저항을 2∼10Ω을 유지시킴과 동시에 전자스위치(60)의 내부저항을 0.5Ω이하로 유지시킴이 바람직하다.

물론, 금속필라멘트(23)의 전극(22a)과 인쇄회로기판(200)의 전극(28)은 상호 납땜으로 연결되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탄이 살포되기 이전 또는 평상시에는 도 1(a)에서와 같이, 제1기계스위치(70)가 개방된 상태로서, 타이머(30)에 리저브배터리(10)의 전원이 공급되지 않는 상태이므로, 본 발명의 자폭장치가 작동되지 않는다.

물론, 제2기계스위치(80)에 의해 작동되는 전자식뇌관(20)과 충전회로(40)는 리저브배터리(10)로부터 전기적으로 분리된 상태이므로, 전자식뇌관(20)의 돌발적인 작동이 방지된 상태이다.

한편, 탄이 살포된 이후에는 도 1(b)의 작동회로도와 같이, 포탄이 낙하되는 과정에서 발생된 공기저항에 의해 제1풍력감지센서(90)의 나사부(91)가 하우징(300)으로부터 분리되며, 동시에 자폭신관장치에 내장된 압축스프링(72)이 인장되면서 바늘(71)이 상향된다.

이때, 압축스프링(72)에 의해 상향된 바늘(71)은 금속판(101)을 상향시키게 됨과 동시에 리저브배터리를 활성화시킴으로써, 결론적으로 제1기계스위치(70)를 “온”시키게 되는 효과를 발생한다. 물론, 제1기계스위치(70)가 “온”되면, 리저브배터리(10)의 전기에너지가 타이머(30)로 공급되는 것이다.

동시에, 제1풍력감지센서(90)의 밀착돌기(93)에 의해 고정되어 있던 제2풍력감지센서(100)의 금속판(101)이 하우징(300)의 안착홈으로부터 분리되면서 외부방향으로 순간적으로 이탈된다.

물론, 제2풍력감지센서(100)의 금속판(101)이 이탈되는 경우, 금속판(101)의 하면에 실(102)로 연결된 안전핀(103)이 이탈된다.

이때. 안전핀(103)에 의해 이동이 제한되어 있던 캔틸레버스프링(82)이 도 3(b)에서와 같이, 안전핀(103)이 이탈됨과 동시에 탄력적으로 도면상 반시계방향으로 회전하게 되면서 금속폴대(81)와 접촉되므로, 이에 따라 제2기계스위치(80)가 “온”되는 것이다.

이어서, 제2기계스위치(80)의 “온”신호에 의해 전자식뇌관(20)의 양단이 개방됨과 동시에 리저브배터리(10)의 전원이 충전회로(40)에 공급되므로, 전자식뇌관(20)의 작동이 개시된다.

즉, 제2기계스위치(80)는 “온”되면서, 전자식뇌관(20)의 양단을 개방시킴과 동시에 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)으로 리저브배터리(10)의 전기에너지를 공급하게 되는 것이다.

이때, 전자스위치(60)는 개방된 상태이므로, 저항소자(50)를 통해 흐르는 전기에너지가 충전회로(40)로 축적되며, 동시에 타이머(30)에서는 기설정된 시간을 카운트하게 된다.

이어서, 타이머(30)의 카운트가 완료되면 도 1(c)에서와 같이, 전자스위치(60)가 단락되므로, 충전회로(40)에 축적되어 있던 전기에너지가 일시에 전자식뇌관(20)으로 공급된다. 그리고, 충전회로(40)에서 전자식뇌관(20)으로 일시에 공급된 전기에너지에 의해 전자식뇌관(20)이 폭발되면, 본 발명에 따른 자폭신관장치의 동작이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치에 의하면, 자폭신관장치가 공중에서 포탄이 살포될 때 발생하는 공기저항에 의해 작동개시되므로, 지면상태에 의해 폭발여부가 결정되는 기계식 신관에 비해 불발율이 현저하게 저하되는 효과가 있다.

또한, 자폭신관장치의 정확도에 의해 불발율이 현저하게 저하되므로, 아군의 화력이 상대적으로 증대될 뿐만 아니라 불발탄에 의해 아군이나 민간인 등의 손상이 최소화되는 효과가 있다.

또한, 자폭신관장치의 제1,2기계스위치에 의해 안정성이 확보되므로, 외부충격 등에 의해 폭발되는 불의의 사고가 예방되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치의 회로도로서, (a)와 (b)는 포탄이 살포되기 전·후의 작동회로도이며, (c)는 타이머가 작동된 이후의 작동회로도,

도 2(a),(b)는 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치가 작동되기 전·후의 상태를 도시한 개략도,

도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 제2기계스위치가 작동되기 전·후의 상태를 도시한 개략도,

도 4(a),(b)는 본 발명에 따른 포탄용 자폭 신관 장치의 전자식뇌관을 도시한 단면도와 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 리저브배터리 20 : 전자식뇌관

24 : 프라스틱벽 25 : 화약

28 : 전극 30 : 타이머

40 : 충전회로 50 : 저항소자

60 : 전자스위치 70,80 : 제1,2기계스위치

90, 100 : 제1,2풍력감지센서 101 : 금속판

Claims

공중을 통해 살포되어 지상으로 낙하되어진 포탄이 충격력의 부족으로 인해 불발되는 경우에 설정시간이 경과한 후 자동으로 자폭시킬 수 있도록 된 자폭신관장치를 구성함에 있어서,

전기흐름경로상에 구비되어진 리저브배터리(10)의 전기에너지를 공급받아 충전하여주는 충전회로(40)와, 충전회로(40)에 전기적으로 연결되어 작동시간세팅용 타이머(30)의 설정시간이 경과되는 순간 전기에너지를 이용하여 점화열을 발생시키는 전자식뇌관(20), 리저브배터리(10)와 충전회로(40)간에 구비되어 전류흐름을 조절하여주는 저항소자(50), 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간에 구비되어 전기통로를 절환하여주는 전자스위치(60), 리저브배터리(10)와 타이머(30)간의 전기통로를 절환하여주는 제1기계스위치(70)의 접점 및, 충전회로(40)와 전자식뇌관(20)간의 전기통로를 절환함과 동시에 전자식뇌관(20)의 양단을 개방하는 제2기계스위치(80)의 접점이 프린트되어진 인쇄회로기판(200)과;

인쇄회로기판(200)의 외부를 감싸 수용하도록 된 수용공간이 오목하게 형성됨은 물론 이 수용공간의 상단부를 이루는 안착홈에 덮개기능을 수행하는 제2풍력감지센서(100)가 장착되어 외관을 이루되, 제2풍력감지센서(100)의 상면일측에 포탄의 낙하과정에서 발생되는 공기저항으로 분리되어 제2풍력감지센서를 해제하여주는 제1풍력감지센서(90)가 나사식으로 결합된 플라스틱재질의 하우징(300)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항에 있어서, 전자식뇌관(20)은 인쇄회로기판(200)의 상면에 접착수단(21)을 매개로 부착설치된 플라스틱판(22)과, 플라스틱판(22)의 상면에 부착설치되어 리저브배터리(10)로부터 공급된 전기에너지에 의해 열을 발생시키는 금속필라멘트(23), 금속필라멘트(23)의 상면에 장착된 상태로 일정크기의 수용공간을 형성하는 플라스틱벽(24), 플라스틱벽(24)의 수용공간에 충진되어 금속필라멘트(23)에서 발생하는 열에 의해 점화되는 화약(25), 플라스틱벽(25)의 상측에 설치되어 화약(25)의 누출을 차단하는 덮개(26), 인쇄회로기판(200)의 하부에 장착되어 화약의 주입중에 발생되는 압력을 지탱하는 플라스틱기판(27) 및, 플라스틱판(22)과 플라스틱벽(24)의 사이공간에 개재되어 이물질침투를 차단하는 실링부재(29)로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항에 있어서, 제1기계스위치(70)는 인쇄회로기판(200)에 형성된 접점을 경유하여 승하강되는 바늘(71)과, 하우징(300)의 바닥면에 안착된 상태에서 바늘(71)을 제2풍력감지센서(100)의 방향으로 압축하여주는 압축스프링(72)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항에 있어서, 제2기계스위치(80)는 하우징(300)의 내부공간에 장착된 금속폴대(81)와, 금속폴대(81)의 측부에 관통되어 안전핀(103)이 삽입되는 접점(83)과, 접점(83)의 측부에 설치되어 안전핀(103)이 인출되는 경우 금속폴대(81)로 접촉되는 고탄성의 캔틸레버스프링(82)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항에 있어서, 제1풍력감지센서(90)는, 하우징(300)의 내부공간에 형성된 나선홈에 나사식으로 결합되는 나사부(91)와, 나사부(91)의 상부면에 장착되어 포탄의 회전방향에 대해 공기저항을 갖는 회전체(92) 및, 나사부(91)의 외주면에 장착되어 하우징(300)의 안착홈으로 삽입된 제2풍력감지센서(100)의 유동을 방지하는 밀착돌기(93)로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항에 있어서, 제2풍력감지센서(100)는 하우징(300)에 형성된 오목홈에 삽입되는 금속판(101)과, 금속판(101)의 하면에 유연한 재질의 실(102)들을 통해 연결되어 제2기계스위치(80)를 개폐하여주는 안전핀(103)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전자식뇌관(20)의 전기저항은 2∼10오옴이며, 전자스위치(60)의 내부저항은 단락시 0.5오옴이하인 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 2항에 있어서, 금속필라멘트(23)는 두께가 0.5㎛이하이면서, 폭이 50㎛이하이며, 길이가 500㎛이하인 브리지형상의 금박막인 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.
제 1항 또는 제 4항에 있어서, 제2기계스위치(80)는 작동전에는 전자식뇌관(20)의 양단을 단락시킴과 동시에 리저브배터리(10)로부터 전자식뇌관(20)과 충전회로(40)를 차단시키며, 동작시에는 전자식뇌관(20)의 양단을 개방함과 동시에 전자식뇌관(20)과 충전회로(40)를 리저브배터리(10)에 접속시키는 것을 특징으로 하는 포탄용 자폭 신관 장치.