KR100672806B1 - 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법 - Google Patents

Abstract

연안 영역에서 군선 사용을 위한 기존의 군대 요구를 만족시키기 위해서는 상륙 작전의 화력 지원이 중요하다. 지금까지 함선에 사용된 함포는 포탄 구경이 (최대)127 mm이고 사거리가 15-18 km이다. 본 발명의 목적은 대구경 지상포(1), 바람직하게는 탱크 곡사포, 즉 155 mm 포(1)의 포탑(3)과 무기(15)를 함선(2)에 통합하는 것이다. 포(1)는 함선(2)의 기존 갑판 구조에 모듈 형태로 통합될 수 있다. 갑판(7)과 포탑의 선회 림(12) 사이에 완충 지지 요소(5)가 사용되어 함선(2)의 기존의 강 구조가 증가된 반동력을 견딜 수 있게 한다. 대구경 함포는 40 km의 거리에 걸쳐 목표 영역에 상이한 타입의 포탄과 캐리어 발사체를 발사할 수 있다. 지상포 기술, 예컨대 155 mm 탱크 곡사포의 무기(15)를 사용함으로써, 상기 포(1)는 함선에 기초한 붕괴 영향을 더 이상 받지 않는다.

Description

함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법{INTEGRATION OF A LARGE-CALIBER GUN ON A SHIP}

본 발명은 청구항 1의 특징절의 특징으로 청구된, 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법 및 청구항 5의 특징절의 특징으로 청구된 함포에 관한 것이다.

종래 기술에 따르면, 현재 57, 76, 100에서 최대 127 mm의 구경으로 15 내지 18 km의 사거리를 발포하는 함선이 공지되어 있다. 많은 국가들은 지상의 목표를 공격할 수 있는 성능을 갖는 유도 미사일을 개발하기 시작하였다. 사용되는 포의 효율은 구경, 발사 속도 및 사용된 포탄의 종류에 따라 다르다고 여겨진다. 그러나, 일반적으로, 목표에 대한 효과는 구경에 의해 증가하는 것으로 나타날 수 있다. 현재, 육군이 사용하는 타입의 대구경 포는 이 목적을 위해 사용될 수 없는데, 그 이유는 대구경 포탄의 반동력을 함선의 구조가 장기간 견딜 수 없기 때문이다.

지상에서 사용되는 포 중에는 최대 40 km의 사거리에서 목표에 정확하게 발사될 수 있는 대구경 포탄이 공지되어 있다. 이 경우에, 발생하는 반동 작용은 반동 댐퍼 등의 적절한 기술적 해법에 의해 최소화된다.

현재 사용되는 함선용 포탄은 특별히 제작되어 지상용 포탄과 호환될 수 없 다. 예컨대, 철갑탄 등의 다른 포탄을 사용할 수 없다. 어떤 상황에서는, 국외의 작전 중에 재보급의 어려움이 있다. 현재 사용되는 함선용 포탄의 추가 단점으로는 사거리가 짧다는 것이고, 그 결과 함선에 상당한 위험을 감수하지 않고는 공격할 수 없다. 함포의 구경이 비교적 작다는 추가 단점으로 인해 함포는 기후, 예컨대 바람의 영향을 받기 쉬워, 작은 포탄이 비교적 넓게 산발(散發)하게 된다.

전술한 기지의 함선 발사체의 추가 단점으로는 지능형 소군탄, 예컨대 집속탄 또는 스모크탄을 탑재할 수 없다는 것이다. 효과적이기 위해서는, 높은 명중률이 요구되고, 즉 어떤 상황에서는 많은 수의 포탄이 필요하게 된다.

현재 함선에 설치된 포탑은 기밀식이 아니다. 또한, 포탑은 함선에 견고하게 장착되고, 즉 함선에 고정 결합되어 있으며, 이것은 대구경 포탄의 적절한 사용으로부터 생기는 반동력이 함선의 구조로 직접 도입되어 그 함선 구조의 파괴에 이르는 것을 의미한다. 함선 구조에 있어서 강의 보강은 중량이 무겁게 되어 이와 관련한 명백한 단점이 생기는 것은 물론, 추가 비용이 상당하게 된다.
이와 같은 포는 유럽 특허 공개 제0 051 119 A1호에 공지되어 있다. 대구경 포탄용 자동 로딩 시스템이 개시되어 있다. 이 경우에, 곡사포(155 mm)가 캐리지 상에 장착된다. 이 캐리지는 다시 함선 데크 상에 설치된다. 이 결과, 포/캐리지로부터의 반동력이 함선 구조로 직접 도입된다는 문제가 생긴다.

종래의 함포를 사용하는 경우에, 그 길이 방향 축선을 중심으로 한 함선의 롤링은 좌표 결정에 상당한 문제를 생기게 하여, 조준 정확도가 또한 떨어지고 바람직하지 않은 산발이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 연안 영역에서 군선을 사용하기 위해 NFS(naval fire support) 성능을 제공하도록 기존의 군사적 요구를 만족시키는 것으로, 이 문맥에서 상륙 작전을 위한 화력 지원은 특히 중요하고, 이를 위해 높은 명중률로 섬 목표물을 공격할 수 있도록 발사체의 사거리를 상당히 증가시켜야 한다. 본 발명은 강 구조에 두드러진 임의의 변경이 없고 비용 및 시간 불이익을 가능한 한 작게 하면서 새로 건조되는 함선에 대해 그리고 함선 개조 중에 이 목적을 달성하는 것이다.

이 목적은 청구항 1 및 5에 특정된 특징에 의해 달성된다.

본 발명은 지금까지 불가능하였던 함선 상의 지상포 사용이 고가의 신개발이 아니라 예상을 훨씬 초과하는 기존의 기술을 사용함으로써 새로운 해군의 요구를 만족시킨다는 인식을 기초로 한다. 구경이 127 mm보다 큰 지상포를 함선에 사용하는 것은 유리하게는 새로 건조되는 함선에 대구경 지상포의 입증된 기술을 사용할 수 있게 해준다. 유리한 추가 방식에서, 지상포의 포탑은 어댑터 판과 완충 포가에 결합될 수 있어, 함선의 기존 강 구조가 증가된 반동력을 견디도록 함선에 설치될 수 있다. 특히 이 설치는 모듈 형태로 되어 간단하여, 함선에 상당한 변형이 이루어질 필요가 없고, 설치가 단시간에 수행될 수 있다. 구경이 127 mm보다 큰 지상포가 변형없이 사용될 수 있고, 포갑판에 전달되는 반동력은 완충 포가에 의해 특히 유리한 방식으로 흡수되어, 어댑퍼 판의 유리한 개조(기술적으로 간단한 방식으로 생길 수 있음)와 개량 및 포갑판을 위한 추가 완충으로 인해 선박 기술 표준이 지상 기술 표준에 연동되게 하며, 이 신규한 해군의 요구는 고가의 신개발이 아니라 기존의 지상포, 바람직하게는 155 mm 장갑 곡사포에 의해 적용된다.

함포로서 155 mm 장갑 곡사포로부터의 포탑과 무기 시스템의 (예컨대) 모듈형 사용은 특히 유리한 방식으로 산발이 거의 없게 목표에 대한 긴 사거리와 높은 효율을 달성하는 것이 가능하게 한다. 본 발명에 따른 함포는 또한 지능형 소군탄, 예컨대 집속탄 또는 스모크탄을 탑재할 수 있다. 연안 영역에서, 함포로서 155 mm 장갑 곡사포로부터의 무기 시스템을 갖춘 포탑을 사용하는 것은 유리한 사거리가 40 km 이상인 안전한 위치에서 지상 작전을 위한 화력 지원을 가능하게 한다. 더 유리한 방식에서, 함선 상에 장갑 곡사포의 모듈형 설치는 래디얼 댐퍼의 사용에 의해 NBC 밀봉이 형성되도록 밀봉될 수 있어, 조작자에 대한 임의의 위험을 방지한다.

155 mm 장갑 곡사포가 함포로서 사용되는 경우에, 반동력이 감소되어야 한다. 탄성형의 완충 포가로 인해 힘의 도입이 시간에 걸쳐 연장될 수 있어, 함선 갑판에 대한 잔여 가속도가 기술적으로 허용가능하게 된다. 이 탄성형 포가의 사용에도 불구하고, 함포 상의 탄성형의 포가 위에 배치되는 자세 기준은 정확한 목표 조준을 보장한다. 이 자세 정렬은 무기 포신의 3차원 위치와 지구상의 지리학적 위치를 결정하는 데에 사용되는 GPS와 위성 네비게이션을 갖춘 관성 플랫폼을 포탑에 배치하여 이전의 함포에서 함선과 관련된 영향의 단점을 피함으로써 가능하게 된다. 전술한 이유로, 본 발명은 이동하는 함선으로부터 이동하는 목표에 포탄이 발사되게 한다.

긴 사거리로 인해 함선이 지상으로부터 더욱 멀리 위치됨으로써, 함선의 위치 파악을 훨씬 더 어렵게 한다. 반대로, 지상 목표는 헬리콥터와 무인 비행 물체에 의해 함선에서 쉽게 알아낼 수 있다. 본 발명은 또한 유리하게는 소군탄을 구비한 발사체의 사용을 가능하게 하여, 그 결과로서 소형 폭탄을 사용할 때, 어떠한 경우에도 해상에서 함선으로부터 공격하기에 특히 유리한 100% 정확한 목표 좌표가 필요없이 목표를 공격할 수 있다. 더욱 유리한 방식에서, 본 발명은 해상에서 배로 운반되는 목표에 대한 전투 사거리가 2배로 되게 할 수 있다. 입증된 장갑 곡사포의 지능형 센서 시스템은 함선이 계속 이동하더라도 포탑이 새로이 조준되게 할 수 있다. 높은 조준 정확도로 인해 발사될 포탄의 개수를 상당히 줄일 수 있다. 155 mm 장갑 곡사포로부터 포탑과 무기 시스템의 사용은 다양한 지상 병력 유닛과 해상 병력 유닛 간에 탄환 호환성을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 해군 함선이 지상의 목표를 훌륭하게 공격할 수 있게 하며, 지능형 (소군)탄의 사용도 가능하게 한다.

다음의 도면에서 한가지 모범적인 실시예를 기초로 하여 본 발명을 설명하기로 한다.

도 1은 함선 상의 장갑 곡사포로부터 무기 시스템과 포탑의 모듈형 설비의 측면도를 보여준다.

도 2는 확대 도시된 장갑 곡사포의 포탑의 모듈형 구조를 보여준다.

도 3은 155 mm 장갑 곡사포의 포탑을 장착하는 데에 또한 사용되는 장착 장치를 갑판 상에 구비한 이전의 함포의 평면도를 보여준다.

도 1은 해군 함선(2)의 상갑판(7) 상에 지상포(1)의 구조를 보여준다. 도시된 예는 지상군 병력에 의해 성공적으로 사용되는 155 mm 장갑 곡사포의 예를 기초로 하여, 지상포로부터 (상승시킬 수 있는)무기(15)를 갖춘, 회전 가능한 포탑(3) 을 도시하고 있다.

포탑(3)에는 이 포탑(3)의 GPS 위성 네비게이션과 함께 (볼 수 없는)관성 플랫폼이 탑재되어 있다. 이것은 포탑(3)의 포신의 3차원 자세와, 지구상의 지리학적 위치를 측정한다. 포탑(3)의 정확한 위치가 위성 네비게이션에 의해 결정되고, 그 결과 포신(15)에 필요한 조준이 계산될 수 있게 한다. 발사 제어 컴퓨터(도시 생략)는 원하는 목표 좌표를 수신하여 함선 의존적 영향과 상관없이 필요한 탄도 곡선을 결정한다. 포탄을 발사하기 위하여, 포탑(3)은 목표 계산에 따라 그 축선을 중심으로 회전되고, 포신은 포이 축선(16)을 중심으로 상승한다.

무기 포신(15)으로부터의 반동력은 포탄이 발사된 후에만 발생한다. 다음 포탄을 위해 필요한 조준은 다시 계산되어야 한다. 함선 상에서는 상기 반동력이 함선의 구조에 손상을 주는 것을 방지하는 것이 요구된다. 이것은 어댑터(4; 도 2에 도시됨)와, 완충 포가(砲架)(5)를 갖춘 어댑터 판에 의해 유리하게 달성되는데, 이들은 함선(2)의 기존의 강 구조가 증가된 반동력을 견디도록 서로 결합되어 함선 상에 설치된다.

완충 포가(5)는 포가 프레임(6)에 의해 지지된다. 포가 프레임(6)은 하나의 유닛으로서 포탑 내에 어댑터 판과 함께 모듈형으로 장착될 수 있다. 이 경우에, 포가 프레임(6)은 함선의 자유 갑판(7) 상에 마련된 구멍의 공간을 메워, 갑판(7)의 기존의 구멍 림 영역(9)에 장착될 수 있도록 설계된다.

이것은 함선 구조에 대한 결합과 같이 림 영역(9)에 적절한 크기의 다수의 나사 체결구(19)에 의해 달성되는데, 이는 임의의 중간 구조물없이 상갑판에 직접 결합될 수 있다.

포탑 링 마운트(12)의 하반부는 중간 프레임(4, 13) 및/또는 어댑터(4) 또는 어댑터 판에 결합되거나, 완충 포가(5)에 결합된 중간 프레임(13)에 의해 그 내부에 직접 삽입된다. 어댑터 판(4)과 중간 프레임(13)은 (도시되지 않은 방식으로) 적절하게 형성되고, 포가 장착되는 함선의 구조에 포의 중량으로 인해 생기는 힘의 정적 및 동적 도입을 위해 통합된 보강 구조에 의해 벌크헤드 사이의 각 거리에 대해 적절한 비율로 정해질 수 있다.

완충 포가 요소(5)는 에너지 흡수용 댐퍼와 충격 요소를 구비하고 댐핑 이동은 대략 150 mm이며, 갑판에 전달될 힘을 허용 가능한 수준으로 감소시킨다. 완충 포가(5)는 원주 상에 세그먼트(segment)와 같이 배치된 포가 요소(5')를 포함한다. 상기 포가 요소(5')는 발사 방향 및 앙각(仰角)에 따라 압축력 및 인장력을 흡수하고, 이에 따라 탄성적으로 압축되거나 늘어나 충격을 흡수하도록 중간 프레임(4, 13)에 결합된다. 포가 요소(5')는 발사 방향에 대응하는 다축 방향에서 하중을 받아 탄성적으로 변형될 수 있고, 예컨대 고무 혼합물, 강 스프링 혹은 다른 몇몇의 적절한 탄성 변형 가능한 스프링, 또는 댐핑 요소로 구성된다.

포가 프레임(6)은 갑판 상에 하나의 유닛으로서 설치되어, 완충 포가(5)와 포탑(3)에 대해 모듈형으로 견고하게 결합될 수 있다. 포가 프레임(6)은 또한 상이한 순서로 설치될 수도 있다. 예컨대, 포가 프레임(6)이 또한 먼저 갑판 상에 장착되고, 이어서 나머지 부품들이 포가 프레임에 삽입될 수 있다.

바람직하게는 가요성의 중공 고무관 형태인 래디얼 댐퍼(14)가 기밀성 NBC 밀봉을 위해 중간 프레임(13)과 포가 프레임(6) 사이에 배치되어 있다.

자유 갑판 상에는 밀봉 스커트(10)가 소정 범위로 돌출되어 포가 요소(5)와 포가 프레임(6)을 파도에 대해 보호한다. 장갑 곡사포의 모듈(18)은 도시되지 않은 다양한 충격 방지 방식으로 함선에 결합될 수 있다.

하부면과 상갑판 사이의 변형 가능한 시일은 기밀성 뿐만 아니라 접지/전기 접합을 보장한다. 해군 함선 상의 장갑 곡사포의 설치는 또한 다음과 같은 유리한 개선에 이른다.

-포탄 보급이 완전히 자동화될 수 있음,

-스텔스 기법이 포탑에 사용됨,

-수평 급송이 가능함,

-포탑이 함선의 압축 공기 시스템에 유리하게 결합될 수 있어, 자동 로더를 위한 별개의 압축기가 불필요함,

-액티브 포신 냉각제의 사용,

-댐핑 요소를 간소화하기 위하여 연장되는 반동 장치의 사용,

-함선 상의 발사 제어 시스템 및 작전 시스템 간의 연동, 함선 보호 발사 제어 장치로부터 목표 데이터의 전달.

참조 번호 리스트

1: 포(함포)

2: 함선

3: 포탑

4: 어댑터 판

5: 완충 포가

5': 포가 요소/댐핑 요소

6: 포가 프레임

7: 갑판

8: 구멍

9: 림 영역

10: 밀봉 스커트

11: 포탑 바스켓 영역

12: 포탑 링 마운트

13: 중간 프레임

14: 래디얼 댐퍼

15: 무기/무기 시스템/포신

16: 포이 축선

17: 링 마운트 부분

18: 모듈

19: 다수의 나사 체결구

Claims (17)

1. 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법에 있어서,

   구경이 127 ㎜보다 큰 지상포(1)의 무기(15)를 갖춘 포탑(3)을 완충 포가(5)를 매개로 어댑터 판(4)에 모듈형으로 결합시키고, 함선(2)에 있는 기존의 강 구조가 증가된 반동력을 견디도록 함선(2) 상에 장착하는 것을 특징으로 하는 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 완충 포가(5)는 포가 프레임(6)에 의해 지지되고, 상기 포가 프레임(6)은 어댑터 판(4) 및 포탑(3)과 함께 모듈형으로 함선(2) 상에 고정되며, 상기 포가 프레임(6)은 함선(2)의 자유 갑판(7) 상에 마련된 구멍(8)을 3차원적으로 보정하도록 사용되고, 갑판(7)의 인접한 구멍 림 영역 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포가 프레임(6) 상의 완충 포가(5)는 밀봉 스커트(10)에 의해 파도로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포탑(3) 아래에 배치된 포탑 바스켓 영역(11)에는 어댑터(4)의 [포탑 링 마운트(12)에 결합되는] 중간 프레임(13)과 포가 프레임(6) 사이에 배치되는 래디얼 댐퍼(14)에 의해 NBC 밀봉이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 함선 상에 대구경 포를 통합하는 방법.
5. 방위 방향으로 회전 가능한 포탑 또는 캐리어와 고도 조준 가능한 무기 시스템을 구비한 함포에 있어서,

   포탑(3) 또는 캐리지와 무기 시스템(15)이, 구경이 127 mm보다 큰 모듈형 구조의 지상포(1)의 포탑과 무기 시스템이고, 상기 포탑(3) 또는 캐리지는 무기 시스템(15)과 함께 완충 포가(5)에 장착되며, 이 완충 포가는 함선 구조에 허용할 수 없는 반동력이 작용하는 것을 방지하도록 함선에 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 함포.
6. 제5항에 있어서, 구경 155 ㎜의 장갑 곡사포의 무기 시스템(15)과 포탑(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 함포.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 포탑(3)에 부착되는 링 마운트(12)의 하부 링 마운트 부분(17)은 중간 프레임(4, 13) 또는 어댑터나 어댑터 판에 결합되거나 그 내부에 삽입되고, 중간 프레임(4, 13)도 또한 완충 포가(5)에 결합되는 것을 특징으로 하는 함포.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 완충 포가(5)는 최대 약 150 ㎜ 댐핑 이동하는 것을 특징으로 하는 함포.
9. 제5항에 있어서, 상기 완충 포가(5)는 원주 상에 세그먼트와 같이 배치된 포가 요소(5')로 구성되는 것을 특징으로 하는 함포.
10. 제9항에 있어서, 상기 포가 요소(5')는 발사 방향 및 앙각(仰角)에 따라 압축력 및 인장력을 흡수하고 그에 따라 탄성적으로 압축되거나 늘어나 충격을 완화시킬 수 있도록 중간 프레임(4, 13)에 결합되는 것을 특징으로 하는 함포.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 포가 요소(5')는 다축 방향으로 하중을 받아 탄성적으로 변형될 수 있고, 고무 혼합물, 강 스프링, 혹은 탄성 변형 가능한 다른 적절한 스프링, 또는 댐핑 요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 함포.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 한편으로 자유 갑판(7)과 고정 결합될 수 있고 다른 한편으로 완충 포가(5)를 지지하는 포가 프레임(6)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 함포.
13. 제12항에 있어서, 가요성의 중공 고무관으로 이루어지고, 중간 프레임(13)과 포가 프레임(6) 사이에 배치되어 기밀성 NBC 밀봉을 형성하는 래디얼 댐퍼(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 함포.
14. 제12항에 있어서, 상기 포가 요소(5') 및 포가 프레임(6)은 밀봉 스커트(10)에 의해 파도로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 함포.
15. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 포탑(3)에는 GPS 보조 고정밀 관성 네비게이션 시스템을 포함하는 관성 플랫폼이 구비되어 있고, 그 GPS 보조 고정밀 관성 네비게이션 시스템은 함선과 관련된 영향을 받지 않고 포신의 3차원 자세 및 지구상의 지리학적 위치를 직접 결정하는 것을 특징으로 하는 함포.
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