KR100616019B1 - 화기 점화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화기 시스템은, 제어 유닛, 하나 이상의 이펙터들(기폭장치, 기폭제, 지향성 폭약(shaped charge) 등) 및 제어 유닛과 이펙터들간의 2, 3 또는 4 와이어 버스; 모든 이펙터들이 동일한 통신 버스에 접속되며 제어 유닛이 특정 이펙터로 어드레싱된 버스상에 코딩된 신호를 발행할 수 있는 어드레싱가능한 시스템; 이펙터들과 통신 버스 간의 유도성 결합; 및 통신 신호가 제1 전압에서 전송되며 아밍(arming) 신호가 제2의 고전압에 제공되는 다중 전압 통신 시스템을 포함하거나, 또는 이들중 어느 하나를 특징으로 한다. 다른 특징들은 이펙터들과 제어 유닛간의 쌍방향 통신과, 점화 제어의 분산을 포함하여, 이펙터들이 작용하는지 여부에 대한 과도한 제어를 제어 유닛이 가지지 않게 되는데 있다. 그 결과, 개별적인 이펙터는 결정 수행 능력을 가지며, 발명의 목적용으로 이는 "지능형" 이펙터로 언급된다. 결정 수행 프로세스에 관여하기 위해, 본 발명의 이펙터는 작용이 일어나는 것을 허용하기 이전에 만족할 만한 출력에 대한 조건을 체크하는 센서 또는 다른 진단 회로를 구비한다.

화기 점화 시스템, 기폭장치, 반응성 이펙터, 항공우주 장치, 지상 차량

Description

화기 점화 시스템{ORDNANCE FIRING SYSTEM}

본 발명은 우주 공간에서의 폭발성 발화 장치, 및 항공 장치 및 자동차의 기폭에 관한 것이다.

폭발 볼트, 볼트 컷터, 분리 페어링(separation fairings), 액추에이터, 엔진 점화기 등의 폭발성 발화 장치가 항공 및 항공 우주 분야에서 한 구조물을 다른 구조물로부터 분리하는 것, 즉 구조물을 격납 위치에서 전개 위치로 빼내는 것 등의 다양한 기능을 행하는데 사용된다. 이들은 자동차 등의 지상 차량(land vehicles)의 안전 시스템에서 에어백의 전개에도 사용된다. 이러한 장치들은 통상 적당한 전기적 신호에 응답하여, 장치를 기폭시키는 전기적으로 조작되는 기폭장치(initiator)에 결합된다. 기폭 신호는, 접속된 복수의 기폭장치의 기폭 제어 및 조정을 위한 전자 제어 장치에 의해 제공된다. 제어 유닛, 복수의 기폭장치, 및 신호들이 그것을 통해 제어 유닛으로부터 기폭장치로 송출되는 전기 통신 시스템의 조합을 여기서는 "화기 점화 시스템"이라고 부른다.

종래의 미사일, 위성, 발사체(launch vehicle) 등의 항공 및 항공우주 장치, 및 지상 차량 안전 시스템에서는, 각종 폭발 또는 발화 이펙터(pyrotechnic effector)(이하, 총괄적으로 "반응성 이펙터"라고 부름)를 제어하는 화기 점화 시스템의 기폭장치가 통상 핫 브릿지와이어 기폭 엘리먼트 및 상기 기폭 엘리먼트에 민감한 폭발성 또는 발화 재료인 기폭 폭약(initiating charge)을 포함한다. 핫 브릿지와이어 기폭 엘리먼트를 자극하여, 충분한 에너지를 방출하여 작약(ignition charge)을 점화시키기 위해서는, 많은량의 전기적 에너지(이러한 장치상의 대부분의 다른 기능에 일반적으로 요구되는 것에 비해 많은량의 전기적 에너지)를 필요로 한다. 예를 들면, 핫 브릿지와이어 기폭장치의 점화는 통상 약 0.1초 동안 28볼트의 소스에서 10암페어의 드로우(draw)를 필요로 한다. 제공된 장치에는 수많은 이펙터가 있기 때문에, 이펙터의 기폭을 위해 필요한 총 에너지 필요량은 장치를 제어하는 회로의 동작을 위한 에너지 필요량을 훨씬 초과한다. 이런 이유로, 종래의 화기 점화 시스템은, 핫 브릿지와이어의 점화를 위해 충분한 에너지를 제공하기 위해, 통상 열 또는 화학 배터리 등의 전용 고전력 에너지원을 포함한다. 항공우주 및 항공 장치에서, 크고 무거운 배터리를 제공해야하는 필요성은 피할 수 없는 것이지만 굉장히 짐이 된다. 배터리는 장치의 다른 보다 유용한 부품 또는 증가된 페이로드 용량 및 항공 장치에 사용될 수도 있는 공간을 차지하고, 또한 비행 중에 항상 장치의 연료 소모를 증가시킨다.

종래의 화기 점화 시스템의 다른 특징은, 이펙터가 기능을 하는데 영향을 주는 모든 제어 기능이 제어 시스템에 갖추어져 있고, 이로부터 명령 신호가 전용선을 통해 이펙터로 전송된다는 것이다.

"Semiconductor Bridge(SCB) Igniter"라는 명칭으로, 1987년 11월 24일자로 Bickes, Jr.외 다수에게 허여된 미국 특허 제4,708,060호는 비전도성 기판에 배치된 전기적 반도체 재료를 포함하는 것으로 기술된 SCB 점화 엘리먼트를 개시하고 있다. 반도체 재료는, 예컨대, 인으로 도핑된 n형 실리콘층일 수 있다. 이 특허에 기술된 바와 같이, 다른 반도체 재료 및 도펀트가 유사한 효과로 사용될 수 있다. 당 기술에 이미 공지된 바와 같이, 도핑된 재료의 저항률은 도펀트의 레벨에 따라 달라진다. 전형적으로, 반도체 재료는 재료의 두께를 정확하게 제어할 수 있는 화학 기상 증착 공정에 의해 비전도성 기판 상에 증착된다. 비전도성 기판의 표면은, 통상 반도체 재료층이 모래 시계 형태로 랜더링되도록, 즉 하나의 작은 브릿지로 서로 연결된 2개의 비교적 큰 패드를 형성하도록, 증착 공정 중에 마스킹된다. 그런 다음, 2개의 전도성 재료의 패드는 반도체 재료의 큰 패드 위에 배치되고 그들 사이에 있는 반도체 재료 브릿지에 의해 서로 분리된다. 반도체 재료의 저항률 및 도전성 패드들 간의 반도체 브릿지의 치수는, 반도체 브릿지가 도전성 패드 사이에 제공하는 유효 저항을 결정한다. 이 특허는, 안전을 이유로, 예컨대 10오옴 이하의 저저항의 SCB에 대한 선호도를 교시하는데, 이 경우에는 SCB가 정전기적으로 민감한 작약으로 사용되고 (컬럼 7의 라인 44-50 참조), SCB의 사이즈의 증가와 함께 저항률을 감소시키는데 사용된다 (컬럼 7의 53-55 참조). 제공된 점화 데이터는, 고 암페어수(예컨데, 10 암페어 이상), 100마이크로세컨드 기간 이하의 짧은 기간 전기 기폭 신호와 관련된다 (컬럼 5의 라인 62 내지 컬럼 6의 라인 3의 기재 참조). 표 2의 비교 데이터는 SCB1 및 SCB2가 저항 뿐만 아니라 그 두께도 다르기 때문에 해석하기 어렵다 (2 마이크로미터 대 4마이크로미터).

1998넌 11월 3일자로 Ewick에게 허여된 미국 특허 제5,831,203호는, SCB 점화 엘리먼트가 포토리소그래피 마스킹, 화학적 기상 증착 등을 이용하여 비전도성 기판 상에 제조될 수 있는 것을 설명하는 하이 임피던스 반도체 브릿지 기폭장치(detonator)를 개시하고 있다.

1990년 12월 11일자로 Benson외 다수에게 허여된 미국 특허 제4,976,200호는 티탄 브릿지 점화 장치를 개시하고 있다.

1992년 2월 4일자로 Baginski에게 허여된 미국 특허 제5,085,146호는 평면의 다층 저에너지 기폭 엘리먼트를 개시하고 있다.

<발명의 요약>

본 발명은, 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량용의 화기 점화 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서는, 시스템이 복수의 기폭장치의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로, 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속된 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치, 기폭장치를 아밍(arming)하기 위한 저에너지 전력원, 및 제어 회로에 전력을 제공하기 위한 저에너지 전력원을 포함한다.

다른 실시예에서는, 본 발명은, 복수의 반응성 이펙터 및 복수의 기폭장치의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템을 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량용의 화기 점화 시스템에 관한 것이다. 이 실시예에서는, 점화 제어 시스템이 저에너지 전력원, 및 저에너지 전력을 수신하여 기폭장치를 아밍하고, 점화 제어 시스템에 전력을 제공하며, 점화 제어 신호를 수신하기 위한 입력 포트를 포함한다. 점화 제어 회로에 접속된 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치도 있다.

선택적으로, 본 발명에 따른 시스템은 제어 회로에 기폭장치를 접속하는 공통 통신 버스를 포함할 수 있다.

다른 양상에서는, 본 발명은, 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량에 대하여, 이펙터를 기폭시키기 위한 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 기폭장치를 제공한다. 이 장치는 기폭장치에 접속되어 기폭장치를 아밍하기 위한 전력을 제공하는 저에너지 전력원을 포함할 수 있다.

또 다른 양상에서는, 본 발명은, 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량에 대하여, 이펙터에 대한 복수의 기폭장치의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템, 및 이펙터와 관련된 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하고, 이펙터를 기폭시키기 위한 점화 제어 시스템에 접속된 복수의 기폭장치 및 기폭장치를 아밍하기 위한 저에너지 전력원을 제공한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량에 대하여, 점화 선행 조건을 감지하기 위한 센서, 이펙터에 대한 복수의 기폭장치의 점화를 제어하기 위한 제어 회로, 이펙터와 관련되고 상기 제어 회로에 접속된 복수의 기폭 장치, 및 상기 센서 및 제어 회로에 응답하여, 제어 회로 및 센서 둘 다로부터 적당한 신호를 수신했을 때 관련된 이펙터를 기폭시키기 위한 적어도 하나의 기폭 장치를 제공한다.

기폭장치가 제어 회로에 링크되는 공통 버스가 있으면, 센서가 버스에 접속될 수 있다. 대안적으로, 센서는 그에 응답하여 기폭장치에 접속될 수 있다.

본 발명은 또한 기폭장치를 점화시키기 위한 선행 조건을 위해 적어도 하나의 센서를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량에서 반응성 이펙터에 대한 기폭장치의 점화 방법에 관한 것이다. 이 방법은 센서의 시간 페이즈드 판독(time-phased reading)을 취하여 그 판독을 소정의 시간 프로파일과 비교하고, 판독이 소정의 프로파일과 상호 관련이 있는 경우 기폭장치의 점화를 행하는 단계를 포함한다.

여기서 사용되는 용어 "이펙터(effector)"란 장치가 설계된 기능을 하도록 하는 폭발성 또는 발화 재료를 포함하는 장치를 광범위하게 언급한 것이다. 따라서, "이펙터"라는 용어는, 제한 없이, 로켓 엔진, 폭발 볼트, 볼트 컷터, 치셀(chisel), 분리 너트, 지향성 폭탄(shaped charge), 모터 점화기, 자(子)폭탄 방출 장치(sub-munition ejector), 에어백, 인플레이터(inflator) 등의 기폭장치를 포함한다. 따라서, 여기에 개시된 화기 점화 시스템은 복수의 이펙터를 이용하여 동작하는 제어 유닛을 포함하는 것으로 기술될 수 있다.

도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 미사일용의 집적 화기 점화 시스템의 개략적 블럭도.

도 1B는 본 발명의 특정 실시예에 따른 항공우주 화기 점화 시스템에서 사용되는 SCB 기폭장치의 개략적 단면도.

도 1C는 다른 회로로부터의 전력을 드로잉한 본 발명에 따른 화기 점화 제어 시스템의 실시예의 블럭도.

도 2는 본 발명의 본 발명의 특정 실시예와 관련된 기폭장치의 부분적인 개략적 블럭도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기폭장치의 시간 페이즈드 아밍(time-phased arming)을 도시하는 그래프.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기폭장치의 개략적 블럭도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기폭장치의 개략적 블럭도.

도 6은 미사일용의 종래 기술의 화기 점화 시스템의 개략적 블럭도.

본 발명에 따른 화기 점화 시스템은, 전략(tactical) 미사일, 순항(cruise) 미사일, 지대공(surface-to-air) 미사일, 발사체, 위성 등의 수많은 종류의 항공 및 항공우주 장치(여기서 사용되는 용어 "항공우주 장치"는 항공 장치를 포함함)에 사용될 수 있다. 이러한 장치에서, 화기 시스템은 폭발 볼트, 볼트 컷터, 부서지기 쉬운 접합 부분, 액추에이터, 관통 폭탄(penetration charges), 파쇄 폭탄(fragmentation charges), 가스 발생기, 인플레이터(inflator), 모터 점화기, 쓰루 벌크 헤드 기폭장치(through bulk head initiator), 도화선, 분리장치, 파괴 폭탄, 발화 작동값 등, 여기서는 총괄적으로 폭발 및 발화 이펙터 모두를 포함하는 "반응성 이펙터"로 부르는, 각종 폭발 또는 발화 이펙터의 기능을 기폭시키는데 사용된다. 본 발명의 화기 점화 시스템은 또한, 예컨대, 에어백 전개 시스템에서 반응성 이펙터를 이용하는 지상 차량에서 사용될 수 도 있다. 본 발명의 일 특징은, 본 발명의 따른 화기 점화 시스템이, 핫 브릿지와이어 기폭장치 대신에, 평면의 저전력 기폭 엘리먼트, 예컨대, 미국 특허 제4,976,200호에 개시된 반도체 브릿지("SCB") 기폭장치, 텅스텐 브릿지 기폭장치, 또는 미국 특허 제5,085,146호에 개시되어 있는 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 기폭 장치를 사용하고 있다는 것이다. 상기 미국 특허 제4,976,200호 및 5,085,146호는 여기에 참고 문헌으로서 포함된 것이다. 그 결과, 기폭장치를 아밍하고 점화하여, 이펙터가 기능하도록 하기 위한 전력 필요량이 종래의 화기 시스템에 비해 상당하게 감소된다. 이는, 평면의 저에너지 기폭장치가 통상 비교적 신뢰성 있고 안전한 핫 브릿지 와이어가 기능하기 위한 에너지량의 단 10분의 1만을 필요로 하기 때문이다. 예컨대, 폭발 브릿지와이어, 심지어 폭발 호일 기폭장치 등의 다른 종래의 기폭 엘리먼트도 핫 브릿지와이어보다 많은 에너지를 필요로 한다. 따라서, 종래의 화기 점화 시스템은 수백 와트 이상의 전력을 필요로 하는 반면에, 본 발명에 따른 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트에 기초한 대응 시스템은 단 수십 와트 이하의 전력을 필요로 한다. 이는 본 발명에 따른 집적 화기 시스템이 종래의 화기 점화 시스템과는 다른 방식으로 구성될 수 있다는 것을 의미한다. 한 가지 차이점은 본 발명에 따른 화기 점화 시스템은 기폭장치를 점화하는데 큰 전력원을 필요로 하지 않는다는 것이다. 전용 전력원을 제공하는 경우에, 훨씬 작은 전력원을 사용할 수 있고, 또는 어떤 실시예에서는, 기폭장치를 점화하는데에만 사용되는 전용 전력원의 필요가 완전하게 제거될 수 있다. 대신에, 기폭장치는 선택적으로 기폭 엘리먼트를 점화하기 위해 충분한 에너지를 저장하기 위한 점화 캐패시터 등의 저장 수단을 포함할 수 있다. 기폭 엘리먼트의 작은 에너지 요구량으로 인해, 저장 수단은 기폭장치 내에 수용될 수 있을 만큼 충분히 작다. 전형적으로, 점화 캐패시터는 평면의 기폭 엘리먼트의 에너지 필요량의 2배를 제공하는 약 5밀리주울만을 제공하면 되고, 이는 통상 점화시에 3밀리주울 이하의 전력을 소비한다. 또한, 많은양의 에너지 없이도 점화 캐패시터를 충전하는 것이 가능하여, 기폭장치 제어 회로가 후술하는 바와 같이 비교적 하이 임피던스를 가질 수 있다. 사실상, 저장 캐패시터는 제어 회로가 기능할 수 있도록 제공된 전력원으로부터 수신된 전력으로부터 충전될 수 있다. 그 결과, 항공우주 장치의 화기 점화 시스템의 비용, 무게, 물리적 부피 및 연료 소모 면에서 상당한 절감 효과가 나타난다. 항공우주 또는 지상 차량 화기 기폭 시스템(폭발 브릿지와이어, 폭발 호일 등)에서 사용되는 핫 브릿지와이어 또는 종래 기술에 공지된 다른 장치를 본 발명에서 사용되는 저에너지 레벨의 평면 기폭장치에서 기능하도록 설계하면, 항공우주나 자동 안전 산업에서 필요한 안전성 및 신뢰도 모두를 제공하지 못할 것이다. 그러나, 출원인은, 통상적으로 허용되는 안전 사양을 만족시키고, 항공우주 장치 및 지상 차량에서 신뢰성 있게 기능하며, 종래의 장치보다 점화시에 필요로 하는 에너지 소비량이 상당히 적은 기폭장치가 여기서 설명하는 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 사용함으로써 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다. 한가지 매우 중요한 차이점은, 평면의 기폭 엘리먼트가 통상 기폭 엘리먼트에 대해 히트 싱크(heat sink)로서 작용하는 실리콘 또는 사파이어 기판 등의 열소산(heat dispersing) 재료 상에 형성된다는 것이다. 따라서, 기폭 엘리먼트는 비점화 제한 내에서 상당한 스트레이 에너지를 견딜 수 있는 반면에, 브릿지와이어 또는 다른 종래의 엘리먼트는 통상 빠르게 열을 소산할 수 없어 스트레이 전류에 더욱 약하다. 따라서, 예컨대 3밀리주울 이하의 저에너지로 점화되도록 설계되어 있다고 해도, 평면의 기폭 엘리먼트는 만족스런 비점화 특징(예컨대, 1 암페어, 1 와트)을 유지할 수 있다.

전력 필요량의 감소 및 전용 전력원의 필요성의 잠재적인 제거에 더하여, 본 발명에 의하면, 기폭장치의 점화를 위한 저장 수단(점화 캐패시터)이 기폭장치 하우징 내에 배치되어 있는 경우에도, 기폭장치의 크기를 상당히 감소시킬 수 있다. 이러한 크기 감소의 이유중 일부는 저에너지 기폭 엘리먼트가 종래의 기폭장치의 파워 핸들링 용량과 관련된 회로를 필요로 하지 않기 때문이다. 따라서, 기폭장치의 점화 스위치나 점화 제어 회로 등의 회로 엘리먼트는 종래의 기폭장치에서 필요했던 것보다 훨씬 작은 회로 엘리먼트로 조립될 수 있다.

또한, 본 발명은 후술하는 많은 특징을 갖는 기폭장치 제어 회로를 포함하는 기폭장치를 갖는 화기 점화 시스템을 제공하는데, 상기 특징들 중 어느것도 단독으로 존재할 수도 있고 여기에 개시되는 임의의 다른 특징과 조합될 수도 있다.

본 발명은 기폭장치, 점화 제어 시스템 및 통신 구조의 신규한 구성을 특징으로 하는 화기 점화 시스템을 제공한다. 신규한 구성은 제어 시스템이 접속되어 있는 기폭장치의 구조, 점화 제어 시스템에 기폭장치를 접속하기 위한 모드, 및 화기 점화 시스템의 하나 이상의 동작 모드, 즉 점화 제어 시스템 및 기폭장치가 협력하여 기폭장치가 관련된 이펙터의 기능을 돕는 동작 모드에 관한 것이다. 본 발명의 화기 점화 시스템의 통신 구조는, 제어 유닛과 기폭장치 간의 2-, 3-, 또는 4-와이어 통신 버스; 모든 기폭장치가 동일한 통신 버스에 접속될 수 있고, 점화 제어 시스템 유닛이 특정 기폭장치로 어드레스된 버스에 코딩된 신호를 발(issue)할 수 있는 어드레스가능 기폭장치 시스템; 기폭장치와 통신 버스 간의 유도성 결합 사용; 통신 신호가 제1 전압으로 전송되고 아밍 신호가 제2, 더 높은 전압으로 제공되는 다레벨 전압 통신 시스템의 사용 중 하나 이상을 포함하거나 특징으로 할 수 있다. 다른 특징은 기폭장치와 점화 제어 시스템 유닛 간의 양방향 통신, 및 점화 제어 시스템이 기폭장치의 기능 여부에 대한 배타적인 제어를 갖지 않도록 점화 제어 로직의 분산화(decentralize)의 사용을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항공우주 장치 또는 지상 차량에서 사용하는 기폭장치는 자기 자신의 기폭장치 제어 회로를 포함하여, 그 결과 개개의 기폭장치가 결정 수행 능력을 갖고, 본 발명의 목적을 위해, "지능형(intelligent)" 기폭장치로 불려질 수 있다. 결정 수행 프로세스에 참여하기 위해, 본 발명의 기폭장치는 기능 발생이 허용되기 전에 만족스런 출력에 대한 상태 점검이 이루어지는 센서 또는 다른 진단 회로가 구비될 수 있다. 여기서 설명하는 다른 안전 특징이 또한 존재할 수 있다.

종래 기술에 따른 유도 회로 및 화기 제어 회로가 구비된 종래의 미사일이 도 6에 도시되어 있다. 미사일(110)은 자신의 전력원(119)을 포함하는 유도 및 제어 회로(117), 회로(117)에 전력을 제공할만큼 충분한 크기, 무게 및 에너지를 갖는 저전력 배터리를 포함하는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 전형적으로, 항공우주 장치의 항공우주 제어 회로는 집적회로, 예컨대 적은량의 전력을 필요로 하고, 50와트 이하의 전력을 제공할 수 있는 저에너지 전력원(119)이 통상적으로 제공되는 예컨대, 마이크로 컴퓨터 또는 ASIC를 포함한다. 또한, 미사일(110)은 화기 제어 회로(112) 및 각종 반응성 이펙터와 관련된 복수의 기폭장치(116, 118, 120, 122)를 포함한다. 회로(112)는 기폭장치를, 별개의 채널 라인을 통해서, 통상적으로 자기 자신의 라인 상에 있는 각 기폭장치에 접속시킨다. 상술한 바와 같이, 기폭 장치는, 비행 중의 미사일의 각종 기능, 예컨대, 스테이지 또는 스트랩-온 액세서리의 방출, 에어로다이나믹 핀(aerodynamic fin)의 전개, 폭발성 군수품, 패널의 방출을 위한 컷터 및 컷트 패널 등에 의해 제공되는 개구부를 통해 페이로드, 예컨대, 소형 폭탄을 뿌리기 위한 인플레이터의 기폭 등의 각종 기능을 행하는, 폭발 볼트, 볼트 컷터, 폭발성 너트, 인플레이터, 액추에이터 등의 분리 장치 등의 각종 서로 다른 종류의 장치를 구성할 수 있는 이펙터에 결합될 수 있다. 종래의 기폭장치(116, 118) 등은 핫 브릿지와이어 또는 전력 소비량이 큰 다른 종래의 기폭 엘리먼트를 사용하여 기능한다. 이러한 이유로, 미사일(110)은 각 기폭 장치가 필요로 하는 수백 와트의 전력을 제공할 수 있는 화학적 또는 열적 배터리 등과 같은 고전력 에너지원(115)을 장착한다. 종래의 기폭장치를 아밍하고 점화하기 위한 전력 필요량이 유도 및 제어 회로(117)에 전력을 공급하는데 통상 충분한 전력원이 제공할 수 있는 것을 초과하기 때문에, 별도의 전력원이 필요하다. 도 6의 미사일은 본 발명에 따른 집적 화기 시스템을 채용할 수 있는 각종 다른 종류의 항공우주 또는 항공 장치를 나타낸다.

도 1A는 본 발명에 따른 화기 점화 시스템을 구비한 미사일(10)의 개략도를 도시한다. 화기 점화 시스템은 화기 제어 시스템(12), 통신 버스(14), 장치 상의 반응성 이펙터를 위한 복수의 기폭장치(16, 18, 20, 22)를 포함한다. 기폭장치들은 버스(14)에 접속되며, 원격 센서(24)도 버스(14)에 접속된다.

본 발명에 의해, 미사일(10)은 종래의 미사일(110)(도 6)에 비해 몇 가지 큰 장점을 제공한다. 첫째, 기폭장치(16, 18, 20, 22)는, 예컨대 SCB 기폭장치, 텅스텐 브릿지 기폭장치 등의 평면의 저에너지 기폭장치를 포함한다. 이 기폭장치는 신뢰성 있고 안전하게 기능하며, 종래 기술의 기폭장치에 비해 훨씬 전력 소모가 작게 설계된다. 그 결과, 화기 점화 시스템은 고에너지 전력원(115)의 전력, 크기와 무게(도 6)를 갖는 고에너지의 전력원을 필요로 하지 않는다. 그 대신에, 기폭장치의 기능을 제어하는 회로는 기폭장치의 아밍 및 점화를 위해 충분한 저에너지 전력원(17)(도 1A)에 의해 전력을 제공받는다. 저에너지 전력원(17)은 일반적으로 집적 제어 회로와 관련된 전력원의 종류이며, 선택적으로는 상기 전력원은 화기 점화 회로 및 유도 회로를 위한 파워를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 화기 점화 시스템은 자체 파워 공급 장치를 가질 필요는 없다. 대신에, 상기 시스템은 사용될 다른 회로의 전력원에 접속하기 위한 파워 입력 접합부(예를 들어, 핀형 접합부)를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 실시예는 단순히 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트, 점화 제어 시스템 회로, 기폭 장치와 점화 제어 시스템 회로 사이의 통신 링크, 및 항공우주 장치 회로의 리마인더(reminder)와 관련된 저에너지 전력원으로부터 파워를 입력 받기 위한 입력 포트로 구성된 기폭 장치를 포함한다. 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트에 대한 적은 에너지 요구량은 기폭 장치의 점화 회로를 포함하는 집적 회로에 접속되거나 상기 회로의 일부로서 접속 또는 형성될 수 있는 에너지 저장 장치, 즉, 점화 캐패시터의 사용을 가능하게 한다. 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트의 저에너지 소모로 인해, 점화 시, 점화 캐패시터는 저에너지 전력원에 의해 제공된 파워에 의해 준비("아밍(armed)") 상태로 충전될 수 있다.

파워 소모의 감소는 고 임피던스 기폭 장치 점화 회로를 사용하여 실현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기폭 장치(16, 18 등) 내의 회로는 1000오옴 이상, 예를 들어, 1,000 내지 10,000오옴의 입력 임피던스를 제공할 수 있다. 이러한 매우 높은 입력 임피던스는 또한 버스(14) 상의 공전(stray) 신호로부터 야기된 우발적 기폭으로부터의 보호를 제공한다. 선택적으로, 고 입력 임피던스는 레지스터를 사용하여 통신 버스로부터 기폭 장치 회로를 절연함으로써 얻어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 미사일(10)은 단순히 본 발명에 따른 화기 점화 시스템이 사용될 수 있는 일종의 항공우주 장치를 나타낸다. 다른 장치는 미사일에 요구되는 많은 기능을 필요로 하는 발사체를 포함한다. 또한, 발사체는 종종 본 발명의 화기 점화 시스템이 사용될 수 있는 부가적인 기능을 필요로 한다. 예를 들어, 발사 로켓은 단(stage) 분리에 속하는 요건을 포함할 수 있으며, 다수의 폭발성 커터 또는 폭발성 볼트(bolt)와 같은 패스너(fastner)를 기폭시키거나, Fritz 등에 의한 2000년 10월 3일자 미국 특허 6,125,762호에 개시된 종류의 하나 이상의 부서지기 쉬운(frangible) 접합부를 기폭시키는 것이 필요할 수도 있으며, 상기 개시 내용은 배경 자료로서 참고로 사용된다. 다른 기능은 커버와 같은 구조 엘리먼트의 분리(release), 미사일로부터의 자폭탄(sub-munition)의 전개(deployment), 및 로켓 모터의 점화를 포함할 수 있다. 본 발명의 화기 점화 시스템은 화기 시스템을 사용하여 안테나 및 태양 전지판과 같은 구조의 전개를 위해 반응성 이펙터를 제어하는 인공위성에 사용될 수도 있다. 본 발명에 의해 제공된 이점, 즉, 저에너지 전력원의 사용은 특히 태양 전지판을 전개하기 전의 인공 위성에 있어서 중요하다. 그 시점까지, 인공 위성은 저장된 배터리로부터 제공되는 에너지만으로 동작해야 한다. 본 발명에 따른 SCB 기폭 장치의 사용 및 종래에 사용되어 왔던 것보다 작고 가벼운 저에너지 전력원의 사용으로 인한 중량의 감소는 인공 위성의 중량 및 궤도에 인공 위성을 배치하는데 사용되는 로켓의 모든 단의 연료 요구량을 감소시킨다. 반대로, 소정의 로켓 구성에 있어서, 본 발명을 사용하면, 추가 비용없이, 종래의 화기 점화 시스템을 사용해서 이전에 가능했던 것보다 큰 하드웨어를 구비한 인공 위성의 전개가 가능해진다.

본 발명의 화기 점화 시스템이 사용될 수 있는 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치의 다른 실시예는 Steinmeyer 등에 의한 1999년 3월 23일자 미국 특허 5,884,866호에 개시되며, 상기 특허에는 궤도를 향해 발사체로부터 다수의 인공 위성을 분리시키는 인공 위성 디스펜서(dispenser)가 개시되어 있다. 유사하게, 본 발명의 화기 점화 시스템은 다음의 특허에 개시된 이펙터를 기폭하는데 사용될 수 있다: 분리 가능한 우주선 캡슐 보유(retention) 시스템을 위한 폭발 동작되는 핀 어셈블리 이펙터가 개시된 Van Woerkom에 의한 2000년 10월 24일자 미국 특허 6,135,391호; 선(pre)-전개 위치로부터 분리되는 우주선 플랫폼을 위한 폭발성 볼트 이펙터가 개시된 Simpson에 의한 2000년 1월 25일자 미국 특허 6,016,999호; 미사일이 비행 동안 사출(eject)될 수 있는 환형 몸체를 포함하는 미사일 발사 및 지 향 시스템을 위한 폭발성 볼트 및 파이로-푸시 로드 이펙터(pyro-push rod effector)가 개시된 Arkhangelsky 등에 의한 1998년 10월 20일자 미국 특허 5,823,469호; 및 발사 미사일을 위한 폭발성 볼트 이펙터가 개시된 Bedegrew 등에 의한 미국 특허 5,529,264호. 전술한 특허는 모두 본 발명에서는 배경 정보로서 참고된다.

항공우주 장치 또는 지상 차량에 대한 이펙터로서 사용하기 위한 평면의 저에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 기폭 어셈블리는 이후에 기술된다. SCB는 종래에 알려진 바와 같이, 기폭 장치(250)에 사용되는 비도전성 기판 상에 SCB 기폭 엘리먼트를 제공하도록 형성된다(도1B). 기폭 장치(250)는 출력(output) 하우징(252), 슬리브(sleeve: 254)를 구비하는 몸체부 및 입력(input) 커넥터(256)를 구비하는 입력부를 포함한다. 전술한 바와 같이, 출력 하우징(252)은 항공우주 장치에서 이펙터를 위해 일반적으로 사용되는 표준 인터페이스에 따라 형성되는데, 예를 들어, AS4395(.375-24UNJF)로서 항공우주 산업에서 알려진 규격에 따른 피팅(fitting)을 포함할 수 있다. 도 1B에서 도시된 바와 같이, 이러한 하우징은 헥스 너트(hex nut) 및 스레드형(threaded) 이펙터에 결합하기 위한 스레드형 헤드부(252a)를 포함한다. 헤드부(252a)는 SCB(234)가 실장되는 유리 또는 세라믹 절연 물질을 포함한다. SCB(234)는 반응성 출력 폭탄(charge : 252b)이 배치되는 리세스(recess)에 배치된다. 출력 폭탄은 완충 물질 및 하우징(252)에 용접되는 파열판(rupturable disc : 252c)에 의해 리세스에 유지된다.

출력 폭탄(252b)은 SCB 기폭 엘리먼트의 동작 시, 응답하고, 파열판(252c)을 변위시키거나 폭발시키며, 해당 이펙터를 기폭하는데 필요한 출력을 제공하는 임의의 적절한 반응성 물질을 포함할 수 있다. 발화(pyrotechnic) 출력을 생성하는 하나의 특정 실시예에서, 출력 폭탄(252b)은 지르코늄/과염소산 칼륨(ZPP) 발화 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 발화 물질이 ZPP로, 또는 ZPP 대신에 사용될 수 있으며, 폭발성 출력이 목표된 경우, 폭발성 물질이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명에서 사용된 "반응성 물질"이라는 용어는 발화성 및 폭발성 물질 모두를 포함한다. 출력 하우징(252)은 또한 슬리브(254)에 용접되는 베이스부(252e)를 포함한다.

바람직하게는, 집적 회로를 포함하는 기폭 장치 점화 회로(254a)는 슬리브(254) 내에 배치된다. 기폭 장치 점화 회로(254a)는 통신 회로 및, 선택적으로는, SCB를 점화하기 위한 에너지를 얻어서 저장하는 저장 캐패시터를 포함할 수 있다. 기폭 장치 점화 회로(254a)는 출력 라인(254b)을 통해 SCB 기폭 엘리먼트와 통신하며, 4개의 핀에 접속된 4개의 배선에 의해 화기 시스템 점화 제어 회로(도시되지 않음)과 통신하며, 그 4개의 핀 중 도시된 2개의 핀, 즉 핀(256a, 256b)만이 입력 커넥터(256)를 통해 기폭 장치(250)에 고정된다. 핀(256a, 256b) 및 다른 도전성 핀은 입력 커넥터(256)의 유리 플러그에 장착된다. 입력 커넥터(256)는 출력 하우징(252)으로부터의 반대측 단부에 있는 슬리브(254)에 용접된다. 입력 커넥터(256)는 바람직하게는 표준 커넥터로서 구성되는데, 예를 들어, 상기 커넥터는 MIL-C-26482라는 명칭으로 항공우주 산업에서 알려진 규격에 따라 커넥터를 포함할 수 있다. 통상적으로, 출력 하우징(252), 슬리브(254) 및 입력 커넥터(256)는 모두 304L 스텐레스 강으로 형성되며, 결과적으로 기폭 장치는 그 내부에 부품을 보호하도록 밀봉된다.

여러 실시예에서, 입력 커넥터(256)는 기폭 장치 점화 회로(254a) 및 화기 시스템 점화 제어 시스템(도시되지 않음)에 의해 요구되는 입력 핀(2, 3, 4 등)과 같은 수의 입력 핀을 갖도록 조절될 수 있다. 마찬가지로, 기폭 장치(250)는 해당 이펙터에 기폭 장치(250)를 고정시키기 위해 AS4395 피팅의 헥스 너트 부분(252d) 대신에, 또는 이것 이외에, 다른 모든 적절한 결합 수단을 포함할 수 있다. 이러한 결합 수단은 예를 들어, 베요넷형 마운트(bayonet mount), 래치형 마운트의 특징을 포함할 수 있다.

다시 도 1A에서, 본 발명의 화기 점화 시스템의 다른 특징은 점화 제어 시스템과 다양한 기폭 장치 사이의 통신을 구현하는 다중-라인 파티(party) 버스의 사용이다. 이 특징은 평면의 기폭 장치 시스템이 저에너지 기폭 장치 및 저에너지 전력원을 사용하는 지의 여부에 상관없이 이점을 제공한다. 이 특징에 따르면, 기폭 장치(16, 18, 20 및 22)는 각각 점화 제어 시스템(12)으로부터의 통신 버스(14) 또는, 선택적으로 적어도 하나의 원격 센서(24)를 통해 수신된 수신 신호 및 평가 신호를 위한 통신 회로를 포함한다. 모든 기폭 장치가 동일한 통신 버스(14)에 접속되기 때문에, 상기 장치는 모두 점화 제어 시스템(12)에 의해 전송된 각각의 신호를 수신한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 기폭 장치(16, 18 등)는 통신 버스(14) 상에 수신된 신호의 어드레스 부분을 인식하도록 설계된 기폭 장치 점화 회로를 포함한다. 기폭 장치 점화 회로는 상기 기폭 장치와 동일한 어드레스 코드를 포함하는 이러한 신호에 단순히 응답만하도록 프로그램된다. 어드레스 코드는 이러한 기폭 장치에 대한 시스템에서 유일한 특정 어드레스로 구성될 수 있는데, 즉, 상기 어드레스는 시스템에서의 모든 기폭 장치가 아닌 일부 다른 기폭 장치에 의해 인식되는 "공용(shared)" 어드레스일 수 있거나, 버스(14)에 접속된 모든 기폭 장치가 인식하는 "범용(universal)" 어드레스일 수 있다. 점화 제어 시스템(12) 및 원격 센서(24)는 적절한 어드레스 코드를 포함하는 신호를 방출하도록 구성되어, 적절한 기폭 장치에 의해 신호가 인식 및 작용된다. 코딩된 신호의 사용으로 인해, 기폭 장치(16, 18 등)는 통신 버스(14)의 공용 배선에 접속될 수 있으며, 따라서, 버스(14)는 단지 2개 또는 3개의 통신 배선을 포함할 수 있다. 4개의 배선 버스는 또한, 아밍 파워, 동작 파워, 통신 및 접지(ground)를 위한 별도의 배선을 제공하도록 사용된다. 유사하게, 기폭 장치(16, 18 등)는 기폭 신호를 발생시켜 통신 버스(14) 상으로 방출하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 점화 제어 시스템(12)은 버스(14)를 통해 수신된 기폭 신호를 수신 및 해석(interpret)하도록 설계될 수 있다. 기폭 장치에 의해 방출된 상기 신호는 출력(issuing) 기폭 장치에 유일한 식별 코드를 포함할 수 있으며, 그 결과 점화 제어 시스템은 다양한 기폭 장치로부터의 신호들을 구별할 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나의 특징은 점화 제어 시스템(12) 및 기폭 장치(16, 18 등)가 버스(14)를 따라 양방향 통신을 하도록 구성된다는 것이다. 본 발명의 이러한 특징은 기폭 장치가 버스를 따라 제어 유닛으로의 궤환을 제공할 수 있는 화기 점화 시스템을 가능하게 한다. 화기 점화 시스템은 점화 시퀀스 이전에, 점화 제어 시스템 유닛이 하나 이상의 기폭 장치에 퀴리(query) 신호를 제공하고 기폭 장치가 이에 응답하여 기능할 준비가 되었음을 표시하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 하나의 특징은 실제로 아밍되기 전에, 기능할 준비가 되었음을 표시하기 위해 기폭 장치가 점화 제어 시스템과 통신할 수 있다는 것이다. 이것은 이러한 퀴리가 수행될 수 있는 안전성을 상당히 증가시킨다.

선택적으로, 버스에 접속된 센서는 센서 궤환 신호를 이용해서 버스(14) 상의 퀴리 신호에 응답할 수 있다. 센서 궤환 신호는 기폭 장치 및/또는 센서가 내부 회로의 조건 및/또는 기능할 준비가 되었음을 표시하는 자체 진단의 결과를 선택적으로 보고할 수 있다. 마찬가지로, 원격 센서(24)는 어드레싱된 신호를 점화 제어 시스템(12)에 전송하도록 구현될 수 있으며, 신호는 상기 시스템에서의 하나 이상의 기폭 장치가 기능을 해야하는 지의 여부에 대한 조건을 나타낸다. 원격 센서(24)로부터의 센서 신호의 내용은 다른 신호가 점화 제어 시스템(12)에 의해 방출되어야 하는 것을 결정하는데 사용될 수 있다. 모든 종류의 다양한 파라미터를 측정하기 위하여 기폭 장치(16, 18 등) 내에서, 또는 상기 장치와 함께 사용되는 내부 또는 외부 센서는 최대 20g 가속도, 또는 그 이상을 감지하는 가속 센서, 및/또는 기압의 변화 또는 기압 변화의 비율을 표시하는 기압 센서를 포함할 수 있다. 센서에 의해 보고될 수 있는 다른 인자(factor)는 습도(humidity) 또는 수분(moisture) 및 전자기 방사를 포함할 수 있다.

도 1A에서 도시된 바와 같은 통신 버스의 사용 및 어드레스로 불러낼 수 있는(addressable) 기폭 장치의 사용에 관련된 다른 이점은 이러한 시스템이 원하는 임의의 수의 기폭 장치를 수용하도록 쉽게 변경될 수 있다는 것이다. 도 6에 도시된 바와 같은 종래의 화기 점화 시스템은 각각의 기폭 장치를 위한 개별 배선을 필요로 하여, 그 점화 제어 시스템은 상기 시스템이 운용될 수 있는 기폭 장치의 수에 대한 용량을 제한하였다. 고정된 최대 수 이상의 기폭 장치를 필요로 하는 항공우주 장치에서 이러한 시스템을 이용하기 위하여, 추가의 기폭 장치를 위한 제2 점화 제어 유닛을 설치할 필요가 있다. 반대로, 하나의 버스 구조를 사용함으로써, 원하는 수의 기폭 장치가 버스에 접합(splice)될 수 있다. 해당 점화 제어 시스템은 프로그램 가능하며 버스 상에 포함되는 원하는 수만큼의 기폭 장치를 제어하도록 당업자에 의해 쉽게 조절된다.

본 발명의 다른 특징은 상이한 형태의 신호가 상이한 파워 레벨, 예를 들어, 버스(14)와 상이한 전압 레벨로 전달되도록 점화 제어 시스템(12) 및 기폭 장치(16, 18 등)가 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 신호, 예를 들어, 점화 제어 시스템(12)으로부터의 신호는 기폭 장치의 준비상태에 대한 퀴리만을 위한 것이며, 기폭 장치로부터 점화 제어 시스템(12)으로의 응답 신호는 아밍될 준비를 나타내며, 점화 제어 시스템(12)으로부터 기폭 장치로의 점화 기폭 신호는 저 파워 레벨, 바람직하게는 기폭 장치의 비점화(no-fire) 임계치 미만에서 발생될 수 있다. 이러한 방식으로, 그 자체로 기폭 장치를 아밍 및/또는 기폭하지 않게 되는 시험 및 프로그래밍 신호는 통신 신호가 아무리 잘못 해석되는 경우라도, 기폭 장치를 아밍 및/또는 기폭하기에 불충분한 레벨에서 수행된다. 이러한 통신 신호는 버스(14) 상에서, 예를 들어, 약 7볼트로 수행될 수 있다. 시스템이 아밍을 위해 준비될 때, 기폭 장치를 아밍하기 위한 에너지는 통신 신호 레벨, 예를 들어, 28볼트 이상의 레벨로 제공될 수 있다. 선택적으로, 아밍 신호 및 통신 신호는 버스(14) 내의 개별 통신 배선 상에서 이동될 수 있다. 버스(14)는 3개의 배선, 즉, 파워 또는 아밍 배선, 통신 배선, 및 접지 배선을 포함하거나, 아밍 파워 배선으로부터 점화 시스템 파워 공급기를 분리하도록 하는 4개의 배선을 포함할 수 있다. 버스(14)를 사용함으로써 점화 제어 시스템 및 각각의 기폭 장치 사이의 직접적이고 배타적인(exclusive) 점 대 점(point-to-point) 하드웨어 접속에 대한 필요성이 제거된다.

본 발명의 다른 특징은 기폭 장치(16, 18 등)가 버스(14)에 고정-배선될(hard-wired) 필요가 없다는 것이다. 대신에, 상기 기폭 장치는 자기 또는 유도 결합을 통해 버스(14)에 접속될 수 있다. 이러한 결합은 자기 또는 유도 결합이 본질적으로 특정 종류의 원치않는 신호가 기폭 장치 및 버스 사이에서 흐르는 것을 방지하는 버퍼로서 작용한다는 점에서 고정-배선 접속에 비해 이점을 제공한다. 또한, 유도 결합은 여러 악조건, 예를 들어, 건조하고, 습하고, 축축하고, 더러운 환경 등에서 진공, 기체, 액체, 고체 등의 다양한 매체를 통해 신뢰성 있는 신호 전달을 가능하게 할 것이다. 버스(14)에 유도 결합되도록 설계된 기폭 장치는 버스에 접속되지 않을 때, 특히 정전 방전 및 주변(ambient) 무선 주파수 신호에 의해 초래되는 오기능을 방지하도록 설계될 수 있다. 유도 결합은 또한 통신 신호 및 파워 신호 모두가 동일한 신호 매체 상에서 다중화될 수 있게 한다. 선택적으로, 유도 결합은 기폭 장치의 하우징 내에 통합될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 하나의 개선된 특징은 점화 이벤트에 대해 종래에 비해 기폭 장치(16, 18 등)에서 보다 많이 제어될 수 있다는 것이다. 종래 기술에 따른 시스템에서, 점화 제어 시스템(112 : 도 6)은 신호, 예를 들어, 고-파워 펄스를 발생시켜, 기폭 장치가 이펙터를 기폭시키도록 하며, 상기 기폭 장치는 제어 유닛으로부터 수신된 점화 신호를 무효화하도록 구현되지 않는다. 환언하면, 종래의 기폭 장치에서, 점화 제어 시스템 유닛으로부터의 신호는 점화 장치(firing)를 기폭하기에 충분하다. 반대로, 본 발명의 하나의 측면은 "지능형(intelligent)" 기폭 장치를 제공한다. 지능형 기폭 장치는 점화 준비를 표시하는 점화 제어 시스템으로부터의 신호를 무효화하는 어떠한 능력을 갖는 기폭 장치 제어 회로를 포함하며, 따라서, 점화 제어 시스템으로부터의 점화 결정을 비집중화(de-centralize)시킨다. 이 때, 점화 제어 시스템으로부터 점화 신호는 점화 여부를 결정할 때에 기폭 장치에 의해 고려되는 하나의 입력 또는 인자가 된다. 점화 결정 여부에 대한 다른 신호는 기폭 장치가 응답하는 센서로부터 도출될 수 있다.

화기 점화 시스템은 하나 이상의 센서를 포함하며, 각각의 센서는 점화의 선행 조건을 측정할 수 있는데, 즉, 화기 점화 시스템에서의 일부 또는 모든 기폭 장치는 센서가 상기 조건이 얻어지는 것을 나타낼 때까지, 점화를 지연시킬 필요가 있다. 예를 들어, 미사일의 경우에, 센서는 미사일이 점화되는 면으로부터의 거리를 표시할 수 있으며, 선행 조건은 면으로부터 요구되는 최소 거리일 수 있다. 선택적으로, 기폭 장치 제어 회로 및 하나 이상의 기폭 장치는 이러한 신호가 센서로부터 수신될 때까지 기능을 지연시키도록 프로그램될 수 있다. 따라서, 통합 화기 시스템의 점화 제어 회로는 기폭 장치가 점화되는데 요구되는 명령 및 자극(impetus)의 일부만을 제공할 수 있다. 예를 들어, 점화 제어 회로는 기폭 장치를 아밍할 준비를 표시하는 신호를 제공할 수 있으며, 기폭 장치를 아밍하기 위한 저에너지 소스를 제공할 수 있지만, 상기 기폭 장치는 기능하기 전에 센서로부터의 입력을 기다릴 수 있다. 이로 인해 점화 제어 시스템이 점화를 위한 조건이 임박하다는 것을 결정한 후에 상기 시스템은 변동될 수 있는 환경 조건에 응답할 수 있다. 이러한 센서는 버스(14)에 접속된 원격 센서(24)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 센서는 점화 "결정"을 하는 기폭 장치에만 관련될 수 있다. 예를 들어, 기폭 장치(18)에 연결되며 직접 접속된 외부 센서(18a)가 존재한다. 센서(18a) 및 센서(24) 중 하나 또는 둘다는 예를 들어, 전체적으로 기폭 장치 또는 화기 시스템의 기능에 속하는 하나 이상의 환경적 변수를 감지한다. 여러 애플리케이션에서, 기폭 장치 또는 기폭 장치가 장착되는 장치(예를 들어, 박격포탄)의 움직임을 나타내는 외부 인자는 적절한 점화 조건을 결정하는데 요구될 수 있다. 가속도, 회전 비율(roll rate), 피치, 요(yaw), 속도, 거리, 고도, 비행자세(attitude), 온도, 유압 또는 대기압 등을 표시하는 센서는 기폭 장치(18)의 적절한 기능에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 기폭 장치(18)는 점화 제어 시스템(12)으로부터 점화 신호를 수신할 때, 센서(18a)의 출력을 수신하여 평가하는 기폭 장치 제어 회로를 포함할 수 있으며, 센서(18a)가 목표한 조건을 표시하는 것을 결정하는 경우에만 기능을 할 수 있다. 유사하게, 기폭 장치(22)는 점화 제어 시스템(12)으로부터의 신호 및 기폭 장치 표피 내의 조건을 감지할 수 있는 내부 센서(22a)에 응답한다. 이러한 내부 조건은 기폭 장치(22)의 점화 회로의 조건, 기폭 장치(22)의 출력 폭탄의 조건 등을 포함할 수 있다. 센서(22a)에 의해 보고될 수 있는 다른 관련 내부 조건은 온도, 전압, 주파수, 전류 드로우(draw), 기폭 엘리먼트의 연속성(continuity) 등을 포함한다. 점화 신호가 점화 제어 시스템(12)으로부터 수신되지만, 필수 신호가 센서(22a)로부터 수신되지 않는 경우, 기폭 장치(22)는 선택적으로 점화 제어 시스템(12)으로부터의 점화 신호에도 불구하고 점화를 지연시키도록 프로그램될 수 있다. 따라서, 센서(22a)는 필드 신뢰성 및 제조 품질에 대한 자체 고장 진단(built-in test) 기능을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 기폭 장치를 아밍 및/또는 기폭시키는 결정은 하나 이상의 센서 신호의 타임-페이즈(time-phased) 시퀀스에 기초한다. 다시 말해서, 화기 점화 시스템(즉, 점화 제어 시스템 및/또는 하나 이상의 지능형 기폭 장치)은 센서 신호의 시간적 특성 또는 프로파일에 응답함으로써, 신호 또는 조건의 단일의, 순간적이고 인공적 또는 우연적일 수 있는 값에 응답하기 보다는, 센서와 관련된 내부 또는 외부 조건의 시간적 특성에 응답한다. 예를 들어, (기폭의 단독 조건 또는 조건의 조합 중 하나로서) 30g 이상의 가속도의 달성을 표시하는 센서 신호의 수신에 따라 기폭되기 보다는, 상기 시스템은 30g 이상의 가속도가 달성된 후 적어도 3g의 가속도가 적어도 3초 동안 지속되는 것을 표시하는 소정의 시간적 프로파일을 갖는 신호에 응답하도록 프로그램될 수 있다. 다른 예로서, 기폭은 적어도 3000피트의 기압 고도가 적어도 10분 동안 등록된 후에, 500피트 미만의 기압 고도가 달성되는 것을 표시하는 신호를 수신하는 것에 의존할 수 있다. 센서 신호의 이러한 시간적 분석은 시간적 프로파일에 관계 없이 센서 신호의 순간적 크기에만 응답하는 결정 처리보다, 기폭이 요구되는 조건을 정의함에 있어서 훨씬 더 특성화되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 전술한 시간적 가속도 분석으로 인해 상기 시스템이 폭탄(munition)의 항공 전개와 적재 혼합물로부터의 폭탄을 작업장 바닥으로 우발적으로 떨어뜨리는 것을 구별하는 것이 가능해진다. 선택적으로, 기폭은 2개 이상의 센서 신호의 시간적 특성의 조합, 또는 하나 이상의 순간적인 센서 신호 값을 갖는 1개 이상의 시간적 센서 신호 프로파일의 조합에 관련될 수 있다.

선택적으로, 센서(18a) 또는 센서(22a)로부터의 출력 신호는 다른 기폭 장치 또는 점화 제어 시스템(12)에 의해 사용되는 데이터로서 버스(14)에 전달될 수 있다. 전술한 바와 같은 점화 제어 시스템(12) 및 특정 기폭 장치 사이의 버스(14)를 통한 양방향 통신은 센서(22a)가 기폭 장치(22)와 구체적으로 관련되기 때문에, 특정 기폭 장치와 구체적으로 관련되는 센서로부터의 신호를 포함할 수 있다. 버스(14)를 통해 전달되어 온 센서 신호는 점화 제어 시스템(12) 및 다른 기폭 장치에 의해 입력 데이터로서 선택적으로 판독될 수 있다. 전술한 바와 같은 기폭 장치와 밀접하게 관련되는 센서의 사용은 전체적으로 기폭 장치와 상기 시스템의 개선된 응답 시간을 초래하는데, 이는 기폭 장치가 기능하도록 준비되는 지의 여부를 결정하는데 필요한 데이터는 인접한 소스로부터 얻어지기 때문이다.

본 발명의 하나의 선택적 실시예에서, 하나 이상의 기폭 장치(16, 18 등)은 "셀프-아밍(sefl-arming)"일 수 있다. 점화 제어 시스템(12)으로부터 아밍 신호를 수신하는 것에 의존하기 보다는, 본 발명에 따른 셀프-아밍 기폭 장치는 이와 관련된 내부 또는 외부 센서로부터 수신된 신호, 및/또는 점화 제어 시스템(12), 하나 이상의 센서(18a), 센서(22a) 및 센서(24) 등으로부터 버스(14)를 통해 수신된 신호에 응답하여, 기폭 장치가 자체 아밍되어야 하는 소정의 조건을 이러한 신호가 표시하는 지의 여부를 결정할 수 있다(아밍(arming)은 일반적으로 반도체 브릿지를 통한 방전으로 장치를 기폭시키는 점화 캐피시터에 대한 충전을 지칭한다). 기폭장치를 아밍(arming)하기 위한 에너지는 기폭장치를 아밍하는데만 기여하는 배터리로부터 제공되거나, 또는 점화 제어 시스템(12)용 전력원으로부터 유도되는 전력을 기초로 하여 점화 제어 시스템(12)으로부터 유도된다. 다른 실시예에서, 점화 제어 시스템은 기폭장치에서의 아밍 스위치의 동작을 제어할 필요없이 기폭장치를 직접 아밍하기 위해 전력을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르는 화기 점화 시스템은, 전형적인 마이닝(mining) 발파에서 기폭장치의 수 및 시퀀스가 미리 결정되기 때문에, 발파형 기폭장치 시스템과는 다르다는 것을 상술한 설명으로부터 자명하게 이해할 것이다. 연관된 이펙터를 아밍하고 그리고/또는 방사시키는데 적당한지 여부를 판정하기 위해 상술한 센서에 의존하는 "지능형 기폭장치"의 사용은 제1 반응성 이펙터의 기폭 점화 이후일지라도, 진행중인 환경 평가가 어느 기폭장치가 작용하는지를 판정할 수 있는 시스템을 제공한다. 발파 동작에서, 아밍 결정은 중앙 제어 유닛에서 이루어지며, 발파가 시작되면 시스템은 기폭장치가 점화되는 순서 또는 시퀀스를 제어되고 계산된 방식으로 변경 또는 수정하는 어떠한 방법을 제공하지 못한다.

도 1C에서, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 화기 점화 시스템(310)이 도시된다. 시스템(310)은, 로켓(10)의 점화 및 유도 회로(12)(도 1)가 이에 대응하는 구조와 통신하는 방식과 동일하게, 통신 버스(24)를 통해 기폭장치(16, 18, 20 및 22)와 통신하는 점화 제어 회로(312)를 포함한다. 그러나, 도 1C의 실시예에서, 점화 제어 회로(312)는 그 자신의 전력원을 가지지 못한다. 오히려, 이 회로는 낮은 에너지 전력원으로부터 전력을 공유하는 유도 및 제어 회로(313)와 통신하고 또한 전력을 유도받는다. 점화 제어 회로(312)는 유도 및 제어 회로(313)로부터 통신 신호 및 전력을 수신하기 위한 입력 포트(314)를 구비한다.

본 발명에 따르는 일체형 화기 시스템의 선택적인 실시예에서, 점화 제어 시스템 및 적어도 하나의 기폭장치는 시간 페이즈드(phased) 아밍을 제공하도록 구성된다. 도 2를 참조로 이하 후술될 이런 시스템의 특징에 따르면, 통신 버스(14') 및 점화 제어 시스템(도시 안됨)은 아밍 전력을 하나의 라인에 제공하며 아밍 명령 통신 신호를 다른 라인에 제공하도록 구성된다. 외부 아밍 전력은 기폭장치(16a)에서 반도체 브릿지(도시 안됨)를 기폭하는데 충분한 에너지로 점화 캐패시터(26)를 충전함에 의해 기폭장치(16a)를 아밍하기 위해 제공된다. 외부 전력은 점화 캐패시터(26)를 충전하기 위해 아밍 스위치(28)를 통과해야만 한다. 아밍 스위치(28)는 버스(14')로부터 캐패시터를 충전하는데 요구되는 시간의 일부만에 대해서만 단락되도록 설계된다. 아밍 스위치(28)는 따라서 "임시 스위치"로서 언급된다. 아밍 스위치(28)는 기폭장치(16a) 내부에 배치된 기폭장치 제어 회로의 일부인 아밍 스위치 제어 회로(30)의 제어하에 놓인다. 통신 버스(14')를 통해 수신된 아밍 명령은 아밍 스위치 제어 회로(30)에 전달된다. 본 발명의 이런 일면에 따르면, 아밍 스위치 제어(30)는 각 아밍 명령이 수신될 때마다 아밍 스위치(28)를 단락하여, 점화 캐패시터(26)가 완전한 방전 조건으로부터 단일 아밍 간격 동안 반도체 브릿지를 기폭하는데 충분하도록 충전될 수 없게 한다. 오히려, 각각의 아밍 간격은 점화 캐패시터(26)에 대한 부분적인 충전만을 제공한다. 따라서, 일련의 아밍 신호가 요구되며, 완전한 충전은 도 3에 도시된 바와 같이 단계적인 방식으로만 얻어질 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 점화 캐패시터(26)는 점화 캐패시터(26)상에 부가적인 부분적인 충전을 블리드 오프(bleed off)하는 경향이 있는 블리드 저항(32)과 병렬로 접속된다. 따라서, 점화 캐패시터(26)를 완전히 충전하기 위하여, 아밍 스위치(28)가 단락되는 일련의 아밍 간격 동안에는 블리드 저항(32)의 소비 기능을 극복하기 위하여 충분한 지속 시간 및 주파수을 가진체 일어나야만 한다. 아밍 스위치 제어 회로(30)는 각각의 아밍 명령이 있을 때 아밍 스위치(28)를 단락한다. 아밍이 될 때마다, 즉 점화 캐패시터(26)가 기폭 장치에서 기폭 엘리먼트를 기폭하기 위해 충분히 충전될때 마다, 주기적인 아밍 명령은 캐패시터(26)에서 충분한 충전을 유지하기 위해 계속되야만 한다. 실제로, 도 2에 도시된 회로 소자의 구성은, 아밍 명령이 기폭 장치(16')의 회로의 요건에 의해 결정된 주파수에서 제어 회로(도 2에 도시 안됨)로부터 발생된다면, 기폭 장치(16')가 점화를 위해 아밍될 수 있는 안전 특징을 제공한다. 기폭 장치(16')를 아밍하기 위한 특정 요건은 스트레이 전자기 신호에 의해 또는 제어 유닛의 기능장애의 결과로서 의도되지 않은 아밍 및 점화가 거의 일어나지 않게 한다.

도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따르는 통신 버스로부터 입력 전력 및 통신 신호용 분리된 접속 리드를 구비한 기폭장치 제어 회로의 개요도를 제공한다. 기폭장치(16b)의 조절 회로(34)는 기폭장치 회로의 나머지에 의해 사용하는데 적합한 직류 전압으로 입력 전력을 변환한다. 선택적으로, 조절 회로(34)는 주변 무선 주파수 신호에 의해 유도되는 바와 같은 스트레이 신호 또는 노이즈에 의해 야기되는 불가피한 기폭에 대항하는 부가적인 안전 특징으로서 외부 전위에 고 임피던스를 가진다. 조절 회로(34)에 의해 수신된 입력 전력은, 0에서 5 볼트에서 기폭장치(16b)에서 실질적인 반응 또는 응답이 생성되지 않는 상황에서와 같이 사용되는 다양한 레벨에 있을 수 있다. 5-20 볼트 사이의 신호는 아밍 및 점화를 위해 스위치를 단락하며 기폭장치(16b)에서 자기 진단 센서(도시 안됨)에 응답하여 정보를 획득하기 위해서 통신에 사용되나, 이런 전압 레벨에서의 신호는 기폭장치의 비점화 레벨 보다 낮다. 이는 점화 신호로서 잘못 해석된다 할지라도 디바이스를 아밍 및 점화하기 위해 불충분한 크기를 갖는 신호를 사용하는 부가적인 안전 특징을 갖는 통신을 가능하게 한다. 20 볼트 DC 보다 큰 신호가, 스위치를 아밍 및 점화하며 상태 정보를 획득하고 기폭장치를 점화하기 위하여, 통신에 사용될 수 있다. 전압 레귤레이터(36)는 조절된 입력 전력을 취하여, 이를 처리/상태 회로(38)에 의해 사용되는 정규전압, 일반적으로는 3.3 또는 5 볼트 DC로 조절한다.

도 4의 실시예에서, 기폭장치(16b)는 바람직하게는 하드와이어 링크, 유도성 결합 링크, 무선 링크, 광학 링크 등을 통해 통신 버스를 경유하여 점화 제어 시스템(도시 안됨)과 통신한다. 선택적으로, 통신 및 전력 신호는 버스를 통하기 보다는 직접적인 와이어 접속을 통해 전달될 수 있다.

처리/상태 회로(38)는 점화 제어 시스템으로부터 전송된 명령을 해석하며, 아밍, 점화, 자기 테스트 등을 수행하고, 적당할 때 응답 신호를 점화 제어 시스템 에 또는 버스를 따라 다른 기폭장치에 발행한다. 아밍 스위치(28)는 점화 전압을 점화 회로(40)에 인가한다. 기폭장치 점화 회로(40)는 기폭장치가 작동하게 하기 위해 필요한 전자, 기계, 광학 등의 소자를 포함하며, 예컨대 점화 캐패시터(도시 안됨), 점화 스위치(도시 안됨) 등과 같은 기폭장치 에너지원을 포함한다. 기폭 엘리먼트(42)는 반도체 브릿지 또는 다른 낮은 에너지를 갖는, 예컨대 평면의 기폭 엘리먼트일 수 있으며, 또는 핫 브릿지와이어, 폭발성 브릿지와이어 등과 같은 종래의 엘리먼트일 수 있다.

도 5에는 본 발명의 특정 실시예에 따르는 기폭장치(16c)를 도시한다. 기폭장치(16c)는 파티(party) 라인 버스(14)에 연결된다. 버스(14)를 통해 점화 제어 시스템으로부터 수신된 신호는 공통 모드 EMI(전자기 간섭) 필터(44), 고 임피던스 아이솔레이터(46) 및 과 전압 클램프(48)를 포함하는 여러 버퍼 디바이스들을 통과한다. EMI 필터(44)는 버스(14)를 따라 불가피하게 전달되는 랜덤한 전자기 신호에 대한 민감성에 대한 보호를 제공한다. 임피던스 아이솔레이터(46)는 기폭장치 회로의 나머지에 의해 사용되는 버스(14)로부터 수신될 수 있는 에너지를 제한한다.

EMI 필터(44), 아이솔레이터(46) 및 클램프(48)에 의해 제공되는 버퍼의 요건을 만족하는 신호는 아밍 스위치(28), 전원 공급 회로(50) 및 데이터 통신 회로(52)에 전달된다. 기폭장치 제어 회로(54)는 데이터 통신 회로(52) 및 전력원(50)으로부터 입력과, 에너지 저장소(예컨대, 캐패시터)(26) 및 기폭장치 엘리먼트, 예컨대 반도체 브릿지(42a)로부터 상태 정보를 수신한다. 적당한 입력 신호가 이들 소스로부터 수신될 때, 기폭장치 제어 회로(54)는 아밍 신호를 발행한다. 예시된 실시예에서, 아밍 신호는 또한 내부 센서(56)로부터의 입력을 수신하는 로직 게이트(54a)에 의해 수신된다. 내부 센서(56)의 출력이 아밍 스위치(28)의 동작에 적당하다면, 로직 게이트(54a)는 제어 회로(54)로부터 아밍 스위치(28)로 제어 아밍 신호를 전달하며, 이를 통해 충전 전압이 에너지 저장 디바이스, 즉 점화 캐패시터(26)에 인가된다. 선택적으로, 도 2 및 3과 연관하여 설명된 바와 같은 설정 방식으로 충전이 일어난다. 기폭장치 엘리먼트가 반도체 브릿지일 때, 기폭에 대한 에너지 요건은 종래의 디바이스에서 보다 실질적으로 작게되어, 전형적으로 크기가 5밀리줄(millijoules)로 방출되는 점화 캐패시터(26)는 1-ohm SCB에 적용되어 종래의 디바이스에 의해 요구되는 배터리에 대한 요구를 제거하게 된다. 적당한 신호가 수신될 때, 제어 회로(54)는 점화 스위치(58)에 대한 제어 점화 신호를 발행한다. 예시된 실시예에서, 선택적인 로직 게이트(54b)는 제어 점화 신호와 환경 센서(18a)의 출력을 비교하고, 환경 센서(18a)가 점화에 적당한 조건임을 나타낼 때 제어 점화 신호를 점화 스위치에 단지 전달한다. 점화 스위치(58)의 단락은 반도체 브릿지(42a) 또는 다른 기폭장치 엘리먼트를 통해 점화 캐패시터(26)의 방전을 허용하여, 디바이스를 기폭하게 한다.

로직 게이트(54a, 54b)에 입력을 제공하는 것뿐만 아니라, 내부 센서(56) 및 외부 센서(18a)는 기폭장치 제어 회로(54) 및/또는 데이터 통신 회로(52)에 직접 신호를 제공하여 기폭장치(16b)가 파티 라인 버스(14)로부터 아밍 또는 점화 신호의 수신 이전에 준비가 되어 있는지에 대한 자기 테스트를 수행할 수 있다. 선택적으로, 자기 테스트는 버스(14)로부터 수신된 질의 신호에 응답하여 수행될 수 있으며, 그 결과는 버스(14)를 따라 방출된 신호에 응답하여 보고된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 자동차, 트럭, 버스, 트레인 등과 같은 지상 차량에서, 에어백 안전 시스템의 팽창을 기폭하는 것을 포함하는 목적에서도 또한 유용함을 찾을 수 있다. 이런 어플리케이션에서, 화기 점화 시스템은 점화 제어 시스템에게, 차량에서 충격의 위치, 롤오버의 발생, 또는 이펙터, 즉 에어백 팽창 중의 어느 것이 기폭되어야 하는지에 관련된 다른 조건을 시그널링하는 센서를 포함한다.

화기 점화 시스템이 안전 시스템, 예컨대 에어백 및 벨트 인장을 기폭하는데 사용되는 지상 차량의 경우에, 점화의 선행 조건은 충격의 감지이다. 이런 안전 시스템은 예컨대, 본 발명의 배경 기술로서 여기서 참고로 포함된 미국 특허 제5,829,841호 및 제5,829,784호에 개시되어 있다. 충격의 초기 감지는 시스템에서 모든 기폭장치를 아밍하기 위한 명령의 발생을 초래하나, 선택된 기폭장치는 연관된 센서가 기폭장치의 영역에서의 충격을 나타낼 때에만 기폭되도록 프로그램밍된다. 따라서, 화기 시스템은 차량의 운전자 측면상의 충격이 감지될 때만 운전자 측면 에어백을 팽창하도록 프로그램밍될 수 있다. 이와는 달리, 화기 시스템은 센서 입력의 보다 넓은 범위에 응답하여, 예컨대 차량 충격의 어느 한 센서에 의한 지시에 응답하여 다른 이펙터, 예컨대 좌석 벨트 인장을 기폭하도록 프로그램밍된다. 따라서, 화기 점화 시스템은 몇몇 기폭장치가 다른 것 보다 많은 센서 신호에 응답하도록 프로그래밍될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 임의의 센서 출력 신호는 하나 이상의 기폭장치를 아밍하기 이전의 조건들을 구성하며, 점화 제어 시스템 또는 기폭장치 제어 회로는 센서가 적당한 신호를 발생할 때까지 기폭장치가 아밍되지 않도록 센서에 응답한다.

상술한 본 발명은 기폭장치가, 단순한 EMI 제어, 일시적인 신호에 의해 야기된 부적절한 기폭에 대한 보호 및 효율적인 에너지 저장을 제공하는 고 입력 임피던스를 가지는 기폭장치 및 일체형 화기 시스템을 제공한다. 각종 결합 구조는 자기 결합(magnetic coupling)을 포함하는 기폭장치와 통신 버스들간에 링크를 구축하는데 사용될 수 있다. MEMS(Micro-eletronic machine) 기술은 강화된 안전을 위해 선택적으로 합체될 수 있다.

본 발명이 비록 특정 실시예에 관하여 상세히 설명하고 있을지라도, 상술한 설명을 이해하면 상술한 실시예의 수많은 변형이 첨부된 특허청구범위의 범위내에서 본 기술 분야의 당업자에게는 자명함을 이해할 것이다.

Claims (29)

1. 기폭장치에 의해 기폭하는 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템에 있어서,

   복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로와,

   상기 점화 제어 시스템 회로에 접속되는 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치들과,

   상기 기폭장치들을 아밍(arming)하기 위한 낮은 에너지 전력원과,

   상기 점화 제어 시스템 회로에 전력을 공급하기 위한 낮은 에너지 전력원

   을 포함하는 화기 점화 시스템.
2. 기폭장치에 의해 기폭되는 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템에 있어서,

   복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로 - 상기 점화 제어 시스템 회로는 낮은 에너지 전력원과, 상기 기폭장치들을 아밍하며 상기 점화 제어 시스템 회로에 전력을 공급하고 점화 제어 신호를 수신하기 위해 낮은 에너지 전력을 수신하는 입력 포트를 포함함 -와,

   상기 점화 제어 시스템 회로에 접속되는 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치들

   을 포함하는 화기 점화 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기폭장치들을 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속시키는 공통 통신 버스를 포함하는 화기 점화 시스템.
4. 기폭장치에 의해 기폭되는 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템에 있어서,

   복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로와,

   상기 이펙터들과 연관되며, 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속되고 상기 이펙터들을 기폭하기 위한 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트들을 포함하는 복수의 기폭장치들

   을 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 기폭장치들을 아밍하는 전력을 제공하기 위해 상기 기폭장치들에 접속된 낮은 에너지 전력원을 더 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
6. 삭제
7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 기폭장치들을 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속시키는 공통 통신 버스를 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 장치는 미사일 및 발사체중 하나를 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
9. 제8항에 있어서, 폭발 볼트, 볼트 커터, 모터 점화기, 방출 페이링 및 자폭 폭약으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 이펙터들을 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
10. 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템에 있어서,

    상기 이펙터들과 연관된 복수의 기폭장치들과,

    상기 기폭장치들과 통신하는 점화 제어 시스템과,

    상기 장치상에서, 적어도 하나의 기폭장치를 아밍 또는 점화하기 이전의 조건을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서

    를 포함하고,

    상기 적어도 하나의 기폭장치는 상기 센서와 통신하며, 상기 점화 제어 시스템와 상기 센서 모두로부터 미리 결정된 신호의 수신시 그 연관된 이펙터들을 기폭하기 위해 상기 센서와 상기 점화 제어 시스템에 응답하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 기폭장치들이 상기 점화 제어 시스템에 링크되는 공통 버스를 포함하는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 센서는 상기 버스에 접속되는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
13. 제10항에 있어서, 상기 센서는 이에 응답하는 상기 기폭장치에 접속되는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
14. 기폭장치를 점화하기 이전의 조건을 위한 적어도 하나의 센서를 포함하는 항공우주 장치 또는 지상 차량에서 반응성 이펙터용 기폭장치를 점화하는 방법에 있어서,

    상기 센서의 시간 페이즈드(phased) 판독을 행하고, 상기 판독을 미리 결정된 시간 프로파일과 비교하며, 상기 판독이 상기 미리 결정된 프로파일과 상호연관(correlate)될 때 상기 기폭장치를 점화하는 기폭장치 점화 방법.
15. 기폭장치에 의해 기폭되는 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템에 있어서,

    복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로와,

    상기 점화 제어 시스템 회로에 접속되는 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치들과,

    상기 기폭장치들을 아밍하기 위한 낮은 에너지 전력원과,

    상기 점화 제어 시스템 회로에 전력을 공급하기 위한 낮은 에너지 전력원

    을 포함하는 화기 점화 시스템.
16. 기폭장치에 의해 기폭되는 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템에 있어서,

    복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로 - 상기 점화 제어 시스템 회로는 낮은 에너지 전력원과, 상기 기폭장치들을 아밍하며 상기 점화 제어 시스템 회로에 전력을 공급하고 점화 제어 신호를 수신하기 위해 낮은 에너지 전력을 수신하는 입력 포트를 포함함 -와,

    상기 점화 제어 시스템 회로에 접속되는 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트를 포함하는 복수의 기폭장치들

    을 포함하는 화기 점화 시스템.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 기폭장치들을 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속시키는 공통 통신 버스를 포함하는 화기 점화 시스템.
18. 기폭장치에 의해 기폭되는 복수의 반응성 이펙터를 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템에 있어서,

    복수의 기폭장치들의 점화를 제어하기 위한 점화 제어 시스템 회로와,

    상기 이펙터들과 연관되며, 상기 점화 제어 시스템 회로와 연결되고 상기 이펙터들을 기폭하기 위한 평면의 낮은 에너지 기폭 엘리먼트들을 포함하는 기폭장치들을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 기폭장치들을 아밍하는 전력을 제공하기 위해 상기 기폭장치들에 접속된 낮은 에너지 전력원을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
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21. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 기폭장치들을 상기 점화 제어 시스템 회로에 접속시키는 공통 통신 버스를 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
22. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 이펙터들은 에어백 인플레이터(inflator)들을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
23. 복수의 반응성 이펙터들을 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템에 있어서,

    상기 이펙터들과 연관된 복수의 기폭장치들과,

    상기 기폭장치들과 통신하는 점화 제어 시스템과,

    상기 장치상에서, 적어도 하나의 기폭장치를 아밍 또는 점화하기 이전의 조건을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서

    를 포함하고,

    상기 적어도 하나의 기폭장치는 상기 센서와 통신하며, 상기 점화 제어 시스템와 상기 센서 모두로부터 미리 결정된 신호의 수신시 그 연관된 이펙터들을 기폭하기 위해 상기 센서와 상기 점화 제어 시스템에 응답하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
24. 제23항에 있어서, 상기 기폭장치들이 상기 점화 제어 시스템에 링크되는 공통 버스를 포함하는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
25. 제24항에 있어서, 상기 센서는 상기 버스에 접속되는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
26. 제23항에 있어서, 상기 센서는 이에 응답하는 상기 기폭장치에 접속되는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
27. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 기폭장치는 상기 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 자기 아밍 또는 기폭하도록 프로그램밍되는 항공우주 장치용 화기 점화 시스템.
28. 제23항에 있어서, 적어도 하나의 기폭장치는 상기 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 자기 아밍 또는 기폭하도록 프로그램밍되는 지상 차량용 화기 점화 시스템.
29. 제1항, 제2항, 제15항 또는 제16항에 있어서,

    적어도 하나의 센서를 포함하며,

    적어도 하나의 기폭장치는 상기 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 자기 아밍 또는 기폭하도록 프로그램밍되는 화기 점화 시스템.

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