KR100425623B1 - 신관의 기폭 장치 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자신관의 고폭제 또는 주장약을 점화하여 기폭시키는 기폭장치에 관한 것으로, 몸체상부측이 디스크(11)를 통해 밀폐된 상태에서 몸체하부측에 한 쌍의 끼움공(12)이 형성된 하우징(10)과; 하우징(10)의 내부공간에 절연체(20)를 통해 고정되어 전기적 에너지를 통해 발열되는 필라멘트헤드(30); 하우징(10)내에 필라멘트헤드(30)와 절연체(20)를 통해 고정됨과 더불어 그 몸체하단부가 끼움공(12)을 경유하여 외부로 인출되는 연결핀(40); 필라멘트헤드(30)의 상부면에 겔 상태로 코팅되어 전기에너지를 통해 점화되는 점화제(50) 및; 점화제(50)의 상부면에 순차적으로 충전되는 제1,2중간화약(60,70)에 의해 점화되어 최종 기폭출력을 발생시키는 첨장약(80)으로 이루어져, 작동시간이 빠르고 전기적인 미소에너지로 동작하여 작동 효율이 증대될 뿐만 아니라, 소형 기폭장치의 대량 생산이 가능하여 기폭장치의 제조에 따른 각종 부대비용이 절감되게 한 것이다.

Description

신관의 기폭 장치 및 그것의 제조 방법{Device for explosive the fuze and Method of its manufacture}

본 발명은 전자신관의 고폭제 또는 주장약을 점화하여 기폭시키는 기폭장치에 관한 것으로, 특히 기폭장치의 설치공간이 협소한 소형의 전자신관을 전기적인 미소에너지를 이용하여 자동으로 점화시킬 수 있도록 된 신관의 기폭 장치 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 로켓발사기나 유도미사일 또는 대구경 탄약 등과 같은 대형 시스템이 적용되는 자탄들은 통상 전기식 기폭장치를 이용하여 전자신관을 기폭시키게 되는 바, 이러한 대형시스템에 적용되는 전기식 기폭장치는 공간확보가 자유로워 크기에 제약을 받지 않고 대형으로 제작할 수 있다.

또한, 대형 시스템에 적용되는 전기식 기폭장치는, 대용량 전원장치의 탑재가 가능하여 충분한 전기적 에너지를 공급할 수 있으므로, 발열선을 금속제인 브리지와이어(bridge wire)를 채택하는 경우에도 점화제를 기폭시키는 데에 충분한 열량과 에너지를 얻을 수 있는 특징이 있다.

즉, 대형시스템에 채택되는 전기식 기폭장치는, 도 1에서와 같이, 하우징(100)의 상하단부에 각각 구비된 디스크(110)와 커넥터(120); 하우징(100)의 바닥면에 절연체(130)를 통해 고정됨은 물론 그 몸체하단부에 커넥터(120)로 돌출되는 연결핀을 구비한 브리지와이어(140); 절연체(130)의 상부측에 구비되어 브리지와이어(140)의 발열과정에서 점화되는 점화제(150); 점화제(150)의 상부측에 충전되어 점화열에 의해 순차적으로 기폭되는 중간화약(160)과 첨장약(170)으로 구성된다.

따라서, 브리지와이어(140)의 연결핀에 전기적 에너지가 공급되는 경우 점화제(150)가 초기 점화되고, 이 점화제(150)에서 발생되는 점화에너지가 중간화약(160)을 기폭시키고, 이 중간화약(160)의 기폭과정에서 첨장약(170)이 기폭출력을 발생시키므로, 전기식 기폭장치의 동작이 완료되는 것이다.

그런데, 전자신관의 부피가 소형인 전기식 기폭장치의 경우, 전자신관이 차지하는 공간이 한정되어 소형으로 제작해야 하므로 전기식 기폭장치의 사용이 어려울 뿐만 아니라, 브리지와이어는 사용에너지가 매우 커서 전기식 기폭장치로의 채택에 많은 제약이 있는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기폭장치의 설치공간이 협소한 소형의 전자신관을 전기적인 미소에너지를 이용하여 자동으로 점화시킬 수 있도록 된 신관의 기폭 장치 및 그것의 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체상부측이 디스크를 통해 밀폐된 상태에서 몸체하부측에 한 쌍의 끼움공이 형성된 하우징; 하우징의 내부공간에 절연체를 통해 고정되어 전기적 에너지를 통해 발열되는 필라멘트헤드; 하우징내에 필라멘트헤드와 절연체를 통해 고정됨과 더불어 그 몸체하단부가 끼움공을 경유하여 외부로 인출되는 연결핀; 필라멘트헤드의 상부면에 겔상태로 코팅되어 전기에너지를 통해 점화되는 점화제; 점화제의 상부면에 순차적으로 충전되는 제1,2 중간화약에 의해 점화되어 최종 기폭출력을 발생시키는 첨장약으로 구성된다.

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

도 2와 도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 기폭장치의 개략도와 평단면도와 단면상세도로서, 기폭장치의 설치공간이 협소한 공중폭발형 전자신관이나 대공탄 전자신관이나 중/대구경의 자탄용 전자신관의 점화제를 전기적 에너지를 이용하여 점화시키는 전기식 기폭장치를 구성함에 있어서, 몸체상부측이 디스크(11)를 통해 밀폐된 상태에서 몸체하부측에 한 쌍의 끼움공(12)이 형성된 하우징(10)과; 하우징(10)의 내부공간에 절연체(20)를 통해 고정되어 전기적 에너지를 통해 발열되는 필라멘트헤드(30); 하우징(10)내에 필라멘트헤드(30)와 절연체(20)를 통해 고정됨과 더불어 그 몸체하단부가 끼움공(12)을 경유하여 외부로 인출되는 연결핀(40); 필라멘트헤드(30)의 상부면에 겔상태로 코팅되어 전기에너지를 통해 점화되는 점화제(50) 및; 점화제(50)의 상부면에 순차적으로 충전되는 제1,2중간화약(60,70)에 의해 점화되어 최종 기폭출력을 발생시키는 첨장약(80)으로 이루어져 있다.

또한, 기폭장치는, 필라멘트헤드(30)에 한 쌍의 연결핀(40)을 삽입하고 절연체(20)와 결합시킨 상태에서, 이 결합체를 하우징(10)내에 조립하고 필라멘트헤드(30)의 상부면에 겔상태의 점화제(50)을 코팅하여 건조시킨 다음, 점화제(50)의 상부측에 제1,2중간화약(60,70)과 첨장약(80)을 순차적으로 충전시킨 후, 하우징(10)의 상단부에 디스크(11)를 삽입하여 고정시키고 락카(90)를 도포하여 공기를 차단하여 제조한 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 구성요소 중 기폭장치의 하우징(10)과 디스크(11)와 절연체(20)와 점화제(50)와 중간화약(60,70)와 첨장약(80)은 종래 기술과 기능상 동일한 특징이 있지만, 형상 및 장착위치가 서로 상이하므로, 도면부호를 서로 다르게 하여 설명함을 첨언한다.

그리고, 하우징(10)은, 기폭장치의 외관을 이룸과 더불어 이후에 설명하게 되는 각종 구성부품이 적층되는 수용공간이 형성된 함체로서, 그 몸체상부측에 디스크(11)가 설치되는 장착홀이 형성되면서, 그 몸체하부측에 연결핀(40)이 끼워져 하측방향으로 돌출되는 끼움공(12)이 형성되어 있다.

그리고, 절연체(20)는 하우징(10)의 바닥면에 충진되어 연결핀(40)의 유동을 방지하는 플라스틱재질의 성형체로서, 그 몸체에 상하방향으로 연결핀(40)이 삽입되는 삽입공이 형성된 상태에서, 연결핀(40)을 통해 인가되는 전기에너지를 필라멘트헤드(30)로 공급하는 리드선의 역할을 수행한다.

그리고, 필라멘트헤드(30)는, 절연체(20)의 상부측에 결합되면서 연결핀(40)과 전기적으로 연결되는 발열체로서, 몸체양측부에 연결핀(40)이 삽입되는 한 쌍의 홀(31)이 형성되고, 몸체중심부에 연결핀(40)으로 인가되는 전기에너지를 통해 발열되는 발열부(32)가 형성되며, 발열부(32)의 양측부에 홀(31)을 주변을 따라 연결핀(40)과 발열부(32)를 연결하는 한 쌍의 전극(33)이 형성되어 있다.

또한, 필라멘트헤드(30)는, 바닥면을 이루는 절연판(34)과, 절연판(34)의 상부측에 접착제로서 증착된 티타늄박막(35), 티타늄박막(35)의 상부면에 시드메탈로서 증착된 금박막(36) 및, 금박막(36)의 상부면에 도금된 니켈박막(37)이 연속적으로 적층되어 그 외관을 이루게 된다.

이때, 상기 발열부(32)에서 1A 내외의 전류로써 점화열 이상의 온도를 얻을 수 있기 위해서는 전극(33)간의 저항이 수 Ω의 저항값을 가져야 한다. 상기 전극(33)간의 저항이 다양한 저항값을 가지도록 필라멘트헤드(30)를 제작하여 실험한 결과, 안정된 기폭이 일어나는 저항의 범위는 1.5∼5.0 Ω이었다.

아울러, 발열부(32)의 길이와 폭은 전극(33) 사이의 저항값에 의해 결정되며, 상기 전극(33) 사이의 저항값은 저항값 산출식 R=δ×L/A에 의해 계산된다. 여기서 R은 저항, δ는 비저항, L은 길이, A는 단면적이다.

따라서, 상기 전극(33) 사이의 저항값이 1.5∼5.0 Ω인 경우에 기폭특성이 가장 우수하다는 실험결과와 소형 신관의 전기식 기폭장치는 직경이 수 mm 이내로 제한된다는 사실을 고려할 때에, 상기 발열부(32)의 길이는 500㎛ 이하이고, 상기 발열부(32)의 폭은 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

즉, 상기 발열부(32)의 형상은, 브리지형상(bridge)으로서 그 폭이 50㎛이하의 크기로 유지되면서 길이가 500㎛ 이하의 크기로 유지되며, 전극(33)간의 저항을 1.5∼5.0 Ω을 유지시킴이 바람직하다.

그리고, 연결핀(40)은, 하우징(10)의 내부공간에 수용되어 절연체(20)와 필라멘트헤드(30)를 통해 고정된 것으로서, 그 몸체상단부가 필라멘트헤드(30)의 발열부(32)와 접촉된 상태에서 그 몸체하단부가 끼움공(12)을 경유하여 하우징(10)의 외부로 돌출되어 전기에너지를 공급받는다.

그리고, 점화제(50)는, 필라멘트헤드(30)의 상부면에 발열부(32)와 분리되지 않도록 겔 상태로 코팅된 것으로서, 리드스티프네이트노말(lead styphnate normal)에 바인더와 용제가 각각 첨가된다.

여기에서, 상기 발열부(32)의 열이 상기 점화제(50)로 전달되는 특성 및 접착특성을 고려한 실험을 한 결과, 상기 조건을 동시에 만족하는 상기 바인더와 용제의 양은 각각 4∼6Wt%이었다.

또한, 상기 리드스티프네이트노말의 입도크기도 실험에 의해 결정되며, 발열부(32)에서 점화제(50)로의 효율적인 열전달을 위한 점화제(50)의 입도크기에 관한 시험결과, 70㎛에서 50㎛까지는 점화율이 점차 높아졌고, 50㎛에서 10㎛까지는 안정된 기폭을 하였으며, 그 이하에서는 점화율이 급격히 떨어졌다. 따라서, 상기 리드스티프네이트노말의 입도를 50㎛ 이하로 유지하여 발열부(32)의 열전달을 극대화함이 바람직하다.

그리고, 제1,2중간화약(60,70)과 첨장약(80)은, 하우징(10)의 내부공간 즉, 점화제(50)와 디스크(11)의 사이공간에 순차적으로 적층된 것으로서, 필라멘트헤드(30)의 발열부(32)로부터 발열되는 전기에너지를 통해 점화되어 전자신관을 기폭시키는 역할을 수행한다.

그리고, 락커(90)는, 하우징(10)의 몸체상부를 이루는 장착홀과 하우징(10)의 몸체하부를 이루는 끼움공(12)을 밀폐하여 하우징(10)내로 외부공기나 수분이 침투하는 것을 차단하는 밀폐부재로서, 하우징(10)의 몸체상부에 디스크(11)의 장착이 완료된 다음 도포작업을 실시함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 기폭장치의 연결핀(40)에 전기에너지가 공급되어 통전되는 경우, 연결핀(40)의 상단부에 전기적으로 연결되어있던 필라멘트헤드(30)의 전극(33)을 통해 발열부(32)로 전류가 흐르면서 온도가 상승된다.

이어서, 필라멘트헤드(30)의 발열부(32)가 점화온도로 도달되어 점화제(50)가 점화되는 경우, 점화제(50)에 의해 연속적으로 제1,2중간화약(60,70)와 첨장약(80)이 기폭되므로써, 본 발명에 따른 기폭장치의 동작이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 신관의 기폭 장치 및 그것의 제조 방법에 의하면, 전자신관에 구비된 소형 기폭장치가 전기적 에너지에 의해 점화되므로써, 작동시간이 빠르고 전기적인 미소에너지로 동작하여 작동 효율이 증대될뿐만 아니라 소형 기폭장치의 대량 생산이 가능하여 기폭장치의 제조에 따른 각종 부대비용이 절감되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기식 기폭장치를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 전기식 기폭장치를 도시한 개략도,

도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 전기식 기폭장치의 필라멘트헤드를 개략적으로 도시한 평단면도와 단면상세도이다.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하우징 11 : 디스크

12 : 끼움공 20 : 절연체

30 : 필라멘트헤드 31 : 홀

32 : 발열부 33 : 전극

34 : 절연판 35 : 티타늄박막

36 : 금박막 37 : 니켈박막

40 : 연결핀 50 : 점화제

60,70 : 제1,2중간화약 80 : 첨장약

90 : 락카

Claims (7)

1. 기폭장치의 설치공간이 협소한 공중폭발형 전자신관이나 대공탄 전자신관이나 중/대구경의 자탄용 전자신관의 점화제를 전기적 에너지를 이용하여 점화시키는 전기식 기폭장치를 구성함에 있어서,

   몸체상부측이 디스크(11)를 통해 밀폐된 상태에서 몸체하부측에 한 쌍의 끼움공(12)이 형성된 하우징(10)과; 하우징(10)의 내부공간에 절연체(20)를 통해 고정되어 전기적 에너지를 통해 발열되는 필라멘트헤드(30); 하우징(10)내에 필라멘트헤드(30)와 절연체(20)를 통해 고정됨은 물론 그 몸체하단부가 끼움공(12)을 통해 하우징(10)의 외부로 인출되는 연결핀(40); 필라멘트헤드(30)의 상부면에 겔상태로 코팅되어 전기에너지를 통해 점화되는 점화제(50) 및; 점화제(50)의 상부면에 순차적으로 충전되어 점화에너지에 의해 기폭되는 제1,2중간화약(60,70)와 첨장약(80)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.
2. 필라멘트헤드(30)에 한 쌍의 연결핀(40)을 삽입하고 절연체(20)와 결합시킨 상태에서, 이 결합체를 하우징(10)내에 조립하고 필라멘트헤드(30)의 상부면에 겔상태의 점화제(50)을 코팅하여 건조시킨 다음, 점화제(50)의 상부측에 제1,2중간화약(60,70)과 첨장약(80)을 순차적으로 충전시킨 후, 하우징(10)의 상단부에 디스크(11)를 삽입하여 고정시키고 락카(90)를 도포하여 공기를 차단시킨 것을 특징으로하는 기폭 장치의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 필라멘트헤드(30)는, 몸체양측부에 형성되어 연결핀(40)이 삽입되는 한 쌍의 홀(31)과; 몸체중심부에 구비되어 연결핀(40)을 통해 공급되는 전기에너지로 발열되는 발열부(32) 및; 발열부(32)의 양측부에 홀(31)을 주변을 따라 구비되어 연결핀(40)과 발열부(32)를 전기적으로 연결하는 한 쌍의 전극(33)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.
4. 제 1항에 있어서, 필라멘트헤드(30)는, 절연판(34)의 상부측에 접착제로서 증착된 티타늄박막(35)과 티타늄박막(35)의 상부면에 시드메탈로서 증착된 금박막(36) 및, 금박막(36)의 상부면에 발열제로서 도금된 니켈박막(37)이 연속적으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.
5. 제 1항에 있어서, 점화제(50)는, 입도가 50㎛이하로 유지되는 리드스티프네이트노말에 바인더와 용제가 각각 4∼6Wt%로 첨가된 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.
6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 발열부(32)는, 브리지 형상으로서 그 폭이 50㎛이하이면서 길이가 500㎛ 이하의 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.
7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 전극(33)간의 저항은, 1.5∼5.0 Ω을 유지하는 것을 특징으로 하는 신관의 기폭 장치.