KR100750947B1 - 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치 및 방법 - Google Patents

외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치 및 방법 Download PDF

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김흥열
전용범
안성우
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치 및 방법에 관한 것으로서, 발사고각을 소정의 범위 내에서 자유로이 조절하여 운동발사관이 실제 분리되는 환경과 유사하게 구현할 수 있고, 동적시험에서 운동발사관이 분리될 때 마찰력에 영향을 주는 여러 변수를 고려할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 시험장치는, 유도탄을 모사한 모의탄구조체(100)와; 상기 모의탄구조체에 장입되는 운동발사관(110)과; 상기 모의탄구조체와 상기 운동발사관의 발사고각을 상하로 소정의 각도 범위 내에서 자유로이 조절하여 고정하도록 상기 모의탄구조체의 후단을 고정하는 회전장치(120)와; 상기 운동발사관의 내주면에 공기압을 작용시켜, 상기 모의탄구조체와 상기 운동발사관 사이의 마찰력을 조절하도록, 상기 모의탄구조체의 선단부에 설치되는 다수의 마찰력모사장치(180)와; 상기 모의탄구조체에 상기 운동발사관을 장입하기 위하여 상기 운동발사관을 인양하여 지지하는 장입치구(170)와; 그리고, 상기 장입치구를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 이송레일(160, 160);을 포함하여 이루어진다.
유도탄, 모의탄구조체, 운동발사관, 마찰력, 발사고각, 회전, 완충

Description

외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR TESTING SEPARATION TWO CANTILEVER TYPE BODIES}
도 1은, 종래 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치를 타나내는 측면도이다.
도 2a는, 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 2b는, 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 따른 외팔보 형태의 두 물체 시험장치를 나타내는 사시도이다.
도 4a는, 모의탄구조체로부터 운동발사관이 분리되기 전의 모습을 나타내는 일부 단면도이다.
도 4b는, 모의탄구조체로부터 운동발사관이 1차적으로 분리되는 모습을 나타내는 일부 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 시험장치를 구성하는 회전장치를 나타내는 사시도이다.
도 6a는, 본 발명의 시험장치를 구성하는 모의탄구조체의 일부 확대 측면도이다.
도 6b는, 도 6a의 C-C선에 따른 단면도이다.
도 6c는, 본 발명의 시험장치를 구성하는 마찰력모사장치를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7a는, 본 발명의 시험장치를 구성하는 장입치구에 의하여 운동발사관이 인양된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7b는, 본 발명의 시험장치를 구성하는 장입치구에 의하여 운동발사관을 인양하는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 8a는, 본 발명의 시험장치를 정적시험을 수행하도록 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8b는, 도 8a의 D-D선에 따른 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 모의탄구조체, 101 : 추진기관,
102 : 가스푸셔, 110 : 운동발사관,
120 : 회전장치, 121 : 연결기몸체,
122 : 제1마운팅 플랜지, 123 : 제2마운팅 플랜지,
126 : 감속기뭉치, 127 : 핸들,
150 : 무게밸런스, 160 : 이송레일,
170 : 장입치구, 171 : 지지틀,
175 : 제1체인블럭조립체, 176 : 제2체인블럭조립체,
177 : 인장스프링, 180 : 마찰력모사장치,
181 : 에어실린더, 182 : 힌지핀,
183 : 로드, 184 : 로드엔드,
185 : 하우징, 186 : 스프링,
190 : 체인브레이크, 200 : 수조,
211 : 부표, 210 : 완충망,
212 : 그물, 220 : 고정바,
230 : 롤러, 240 : 로드셀,
250 : 하중전달체.
본 발명은 외팔보 형태의 두 물체 시험장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 유도탄과 운동발사관이 결합된 상태에서, 운동발사관 분리 초기의 동적 특성을 파악하는 동적시험과, 운동발사관이 시험장치에 고정된 상태에서 추진기관 분사화염의 가스 유동장 특성이 운동발사관 및 유도탄에 미치는 영향을 확인하는 정적시험을 모사할 수 있는 외팔보 형태의 두 물체 시험장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 운동발사관은, 유도탄의 발사충격시와 유도탄과 일체로 운동하는 도중에 외부의 환경으로부터 유도탄을 보호하는 장치이다. 그리고, 운동발사관은, 유도탄과 일체가 되어 운동하는 도중에, 적당한 거리에서 유도탄으로부터 안전하게 분리되어야 하는 장치이다.
또한, 운동발사관은 육상 및 함상에 고정시켜 운용하는 유도무기체계의 고정발사관과 비교하여 기계적인 기능상의 차이와 유도탄으로부터 분리될 때 나타나는 물리적인 현상의 차이가 다소 있는데, 이러한 고정발사관 역시 유도무기체계의 이 동 및 보관 등 운용 중에는 각종의 운용환경으로부터 유도탄을 보호하는 역할을 하고, 유도탄의 발사시에는 유도탄의 초기탄도를 유지시키는 역할을 한다. 즉, 육상 및 함상에서 운용하는 유도무기체계의 고정발사관은 고정되어 있는 것이 일반적인 발사관 또는 발사대의 설계개념이고, 이와 같이 고정되어 있는 발사관내에서 유도탄이 발사되면 유도탄 후방에 위치한 추진기관의 분사화염은 발사관으로부터 유도탄의 이탈을 방해하는 힘으로 작용하지 않는다.
그런데, 운동발사관의 분리과정은, 운동발사관과 유도탄의 결합부분이 단순히 분리된 후 유도탄과 운동발사관 사이에 분리에너지를 공급하여 일정거리까지 강제적으로 이동시키는 1차적인 분리과정과, 추진기관의 분사화염이 운동발사관의 후방부에 영향을 미쳐 운동발사관이 유도탄으로부터 완전히 이탈되는 2차적인 분리과정으로 구분된다.
이와 같이, 유도탄으로부터 운동발사관이 완전히 이탈하는 단계의 2차적인 분리과정에서, 추진기관의 분사화염에 의하여 운동발사관의 내부에 부압이 형성되어, 유도탄과 운동발사관이 서로 끌어당기는 힘이 작용하므로, 결과적으로 유도탄으로부터 운동발사관의 분리를 방해하는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 이에 대한 관련부품의 설계와 시험을 통하여 물리적인 특성을 정확하게 파악하여야 할 필요성이 있다.
추진기관의 분사화염에 의하여 유도탄으로부터 운동발사관이 분리될 때 일어나는 물리적인 현상을 파악하기 위한 시험은 동적시험과 정적시험으로 분류하여 수행된다.
여기서, 동적시험은, 유도탄과 운동발사관이 결합된 상태로 운동하는 도중에, 운동발사관이 분리되는 단계를 모사하여 운동발사관이 유도탄으로부터 분리되면서 나타나는 동적인 특성을 확인하는 시험이다. 또한, 정적시험은, 동적 특성에 대한 기초 자료를 획득하기 위한 시험으로서, 유도탄으로부터 운동발사관이 분리되는 특정거리에 대한 몇 군데의 지점에서 추진기관의 분사화염에 의하여 운동발사관과 유도탄에 미치는 영향을 확인하는 시험이라 할 수 있다.
상기한 바와 같은 운동발사관의 2단계 분리과정 중에서, 운동발사관의 1차적인 분리과정은 유도탄으로부터 단순히 분리된 후 일정거리까지 강제적으로 밀어주는 단계이고, 2차적인 분리과정은 운동발사관의 후방부가 추진기관에서 분사화염의 영향을 받을 때 운동발사관이 완전히 유도탄으로부터 이탈되는 단계로 구분된다.
운동발사관의 1차 분리는 몇 가지 방법이 이미 개발되어 시스템에 적용되고 있으며, 이미 잘 알려진 방법으로는 폭발볼트(explosive bolts)와 같은 부품을 이용하여 결합된 두 물체를 단순 분리시키고, 별도로 가스발생기의 고온/고압 에너지를 이용하여 분리된 물체에 순간적인 급가속도 운동을 발생하게 함으로써, 추진기관의 분사화염이 미치는 일정한 거리까지 이동하게 하는 개념이다. 이는 유도탄과 운동발사관 사이의 밀폐된 공간에서 가스발생기를 작동시켜 압력을 상승시킨 후, 운동발사관에 분리 힘이 작용하게 하고, 폭발볼트의 절단에 의해 유도탄으로부터 운동발사관을 분리시키는 개념이다.
그리고, 유도탄과 운동발사관으로 구성된 캡슐의 2차 분리는 운동발사관이 유도탄으로부터 1차 분리된 후, 추진기관의 분사화염이 운동발사관의 후방부에 영 향을 주어 완전히 유도탄으로부터 운동발사관을 분리시키는 개념이다.
상기한 바와 같이, 운동발사관이 유도탄으로부터 분리되는 것을 모사하여 시험을 수행하는 개념이 동적시험이다.
이러한 동적시험을 수행하는 방법으로 이미 알려진 기술이 도 1에 도시되어 있으며, 도 2a는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 2b는 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 2b에 도시된 시험장치는, 수평으로 설치된 지지대(20)에 설치된 레일(21) 위에 운동발사관(11)에 더미 유도탄(12)이 장입된 상태의 캡슐(10)을 고정한 후, 추진기관(미도시)이 점화되면 유도탄(12)과 운동발사관(11)이 서로 반대방향으로 운동하면서 분리되도록 구성된 것이다. 이와 같은 기존의 시험장치에 부수되는 장치로는, 각종 계측센서(30), 유도탄과 운동발사관(11)이 좌우로 운동할 때 충분한 길이의 계측센서 케이블(31), 계측센서 케이블 지지대(32), 유도탄(12) 및 운동발사관(11)의 충격을 완충하기 위한 충격 흡수장치(미도시) 등이 포함된다. 참조부호 13은 노즐을 나타내고, 참조부호 22는 감속장치를 나타내며, 참조부호 23은 레일(21)에 설치되는 이동지지대를 나타낸다.
이러한 시험장치는 발사고각을 자유로이 조절할 수 없으므로, 실제와 유사하게 발사고각에 따른 다양한 변수의 도출이 불가능하고, 실제와 달리 운동발사관(11)에 작용하는 마찰력이 상대적으로 크게 작용하여 운동발사관(11)의 분리에 도움이 되는 방향으로 나타나는 문제점이 발생하고 있다. 따라서, 이러한 기존의 시험방법은 실제 운동발사관의 분리 환경과 차이가 있으므로 정확한 시험방법이 될 수 없는 것이다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 발사고각을 소정의 범위 내에서 자유로이 조절할 수 있도록 함으로써, 유도탄으로부터 운동발사관이 분리될 때의 자세를 실제 운동에 대한 운동환경과 유사하게 구현하여 발사고각에 따른 다양한 변수의 도출이 가능하고, 동적시험에서 유도탄으로부터 운동발사관이 분리될 때, 마찰력에 영향을 주는 여러 변수를 고려하여 마찰력모사장치가 운동발사관 내주면쪽으로 하중을 작용하도록 하여 실제에 가깝게 마찰력효과를 고려할 수 있는 외팔보 형태의 두 물체 시험장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 시험장치는, 유도탄을 모사하여 추진기관이 내장된 모의탄구조체와; 상기 모의탄구조체에 장입되는 운동발사관과; 상기 모의탄구조체와 상기 운동발사관의 발사고각을 상하로 소정의 각도 범위 내에서 자유로이 조절하여 고정하도록 상기 모의탄구조체의 후단을 고정하는 회전장치와; 상기 운동발사관의 내주면에 공기압을 작용시켜, 상기 모의탄구조체와 운동발사관 사이의 마찰력을 조절하도록, 상기 모의탄구조체의 선단부에 설치되는 다수의 마찰력모사장치와; 상기 모의탄구조체에 상기 운동발사관을 장입하기 위하여 상기 운동발사관을 인양하여 지지하는 장입치구와; 그리고, 상기 장입치구를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 이송레일;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치는, 상기 추진기관의 분사화염에 의하여 운동발사관에 미치는 축방향의 순수한 힘을 계측하는 정적시험을 수행하기 위하여, 상기 운동발사관과 상기 모의탄구조체 사이에 그 마찰력을 최소화하도록 설치되는 다수의 롤러와, 상기 운동발사관을 상기 이송레일쪽에 고정하는 다수의 고정바와, 상기 모의탄구조체쪽에 설치되는 로드셀과, 그리고 상기 로드셀과 상기 운동발사관을 연결하여 상기 운동발사관이 받는 축방향 하중을 상기 로드셀에 전달하는 하중전달체를 더 구비할 수 있다.
또한, 가스퓨셔에 내장된 가스발생기에 의한 고온고압의 가스압력을 발생으로 상기 운동발사관이 상기 모의탄구조체로부터 1차적으로 분리되고, 상기 추진기관의 분사화염으로 상기 운동발사관이 2차적으로 상기 모의탄구조체로부터 완전히 분리되도록, 상기 운동발사관과 상기 모의탄구조체는 이들에 걸쳐 분리된 상태에서 결합되는 가스푸셔에 의하여 조립되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전장치는, 전방에 상기 모의탄구조체를 착탈가능하게 고정하는 제1마운팅 플랜지가 설치된 연결기몸체와, 상기 연결기몸체를 소정의 발사고각으로 상하로 선회시키는 웜감속기어 구조의 감속기뭉치와, 그리고 상기 감속기뭉치를 회전조작하는 핸들을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 모의탄구조체의 무게와 모멘트 균형을 이루도록, 상기 연결기몸체의 후방에 제2마운팅 플랜지가 설치되고, 상기 제2마운팅 플랜지에 상기 모의탄구조체와는 반대쪽으로 무게밸런스가 착탈가능하게 더 고정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 장입치구는, 상기 이송레일을 따라 이동가능하게 설치되는 지지틀과, 상기 지지틀의 상부 일측에 설치되어 상기 운동발사관을 인양하는 제1체인블럭조립체와, 그리고 상기 지지틀의 상부 중앙에 설치되어 인장스프링에 의하여 연직방향의 힘을 완충시키면서 축방향으로 이동을 원활하게 하는 제2체인블럭조립체를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 마찰력모사장치는, 상기 모의탄구조체 내부에 설치되는 에어실린더와, 상기 에어실린더의 양쪽에 핀으로 연결되어 상기 에어실린더의 공기압에 따라 진퇴하는 한 쌍의 로드와, 상기 각 로드의 선단에 핀으로 연결되어 상기 모의탄구조체의 외주면으로 노출되는 로드엔드와, 그리고 상기 로드 및 로드엔드의 외주를 감싸도록 설치되고 후단부가 상기 로드에 스프링에 의해 탄성적으로 지지되며, 선단이 모의탄구조체에 고정되는 하우징을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치는, 상기 운동발사관의 분리에 따른 동적시험을 수행할 때에 운동발사관을 보호할 수 있도록, 상기 운동발사관이 분리되는 방향에 설치되는 수조와, 상기 수조 위에 설치되는 부표 및 그물의 완충망과, 그리고 일단이 상기 이송레일의 하부에 고정되어 상기 운동발사관의 후단부와 연결되는 체인브레이크를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, 유도탄을 모사하여 추진기관이 내장된 모의탄구조체와, 상기 모의탄구조체에 장입되는 운동발사관을 분리 시험하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험방법으로서, 상기 모의탄구조체를 소정의 발사고각으로 고정시킨 상태에서, 상기 모의탄구조체의 선단부와 상기 모의탄구조체의 후단부를, 가스발생기가 구비된 가스푸셔에 의하여 분리가능하게 서로 연결하고, 상기 가스발생기에서 고온고압의 가스압력을 발생시켜 그 힘전달 경로에 따라 가스푸셔를 두 부분으로 분리하여 상기 운동발사관을 축방향으로 1차 분리시키고, 이어서 상기 모의탄구조체에 내장되는 추진기관의 분사화염이 상기 운동발사관의 후미부에 영향을 미쳐 상기 운동발사관을 2차적으로 완전히 분리시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 3에는 본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치는, 유도탄과 운동발사관이 결합된 캡슐의 실제 운동환경에서, 운동발사관 분리 메카니즘에 관여하는 부품들의 성능 및 구조적인 최적화 설계를 위하여, 유도탄과 운동발사관이 결합된 상태로 운동하는 도중에 적당한 거리에서 운동발사관이 분리되는 단계의 운동환경이, 실제와 유사하게 지상에서 모사될 수 있도록 함으로써, 운동발사관이 유도탄으로부터 분리될 때에 나타나는 동적 특성을 정확하게 파악할 수 있도록 이루어진 것이다.
운동발사관의 분리과정에서 일어나는 동적특성을 보다 정확하게 파악하기 위 한 목적은, 운동발사관의 1차 분리(예, 폭발볼트와 가스발생기에 의한 운동발사관 분리) 및 2차 분리(예, 추진기관의 분사화염에 의한 운동발사관 분리)가 이루어질 때에, 운동발사관 분리에 직접적으로 관여하는 부품과 운동발사관이 분리되면서 간접적으로 영향을 받는 부품의 설계요구 조건 등이 밀접하게 관계되어 있기 때문이다.
또한, 정적시험에서, 추진기관의 분사화염에 의하여 운동발사관에 미치는 축방향의 순수한 힘을 계측하기 위하여, 운동발사관과 유도탄 사이의 마찰력을 최소화할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
또한, 외팔보 형태의 시험장치에 무거운 운동발사관을 용이하게 장입 및 분해할 수 있도록 하는 점도 고려되어야 한다.
이러한 점을 고려한 본 발명의 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 모의탄구조체(100)와, 운동발사관(110)과, 회전장치(120)와, 마찰력모사장치(180)와, 장입치구(170)와, 그리고 이송레일(160)을 포함하여 이루어진다.
상기 모의탄구조체(100)는 유도탄을 모사하여 이루어진 것으로서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 선단부에 추진기관(101)(실질적으로는 유도탄의 후단 추진기관을 의미)이 내장되어 있고, 그 선단부와 상기 운동발사관(110)의 후단부(즉, 운동발사관(110)의 후방마개(111))가 가스푸셔(102)에 의하여 분리가능하게 서로 연결되도록 이루어져 있다. 즉, 상기 가스푸셔(102)에는 가스발생기가 구비되어 있으며, 상기 가스발생기에서 고온고압의 가스압력을 발생시켜 그 힘전달 경로에 따 라 가스푸셔(102)를 두 부분으로 분리하여 상기 운동발사관(110)을 축방향으로 1차 분리시키고, 이어서 상기 모의탄구조체(100)에 내장되는 추진기관(101)의 분사화염이 상기 운동발사관(110)의 후미부에 영향을 미쳐 상기 운동발사관(110)을 2차적으로 완전히 분리시키게 된다.
또한, 상기 운동발사관(110)의 분리에 대한 동적시험을 수행하기 위한 미도시된 관련 구성품들은 상기 모의탄구조체(100)에 조립되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 회전장치(120)는, 상기 모의탄구조체(100)와 상기 운동발사관(110)의 발사고각을 상하로 소정의 각도 범위 내에서 자유로이 조절하여 고정하는 것으로서, 상기 모의탄구조체(100)의 후단을 고정하도록 이루어져 있다.
즉, 상기 회전장치(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전방에 상기 모의탄구조체(100)의 후단을 착탈가능하게 고정하는 제1마운팅 플랜지(122)가 설치된 연결기몸체(121)와, 상기 연결기몸체(121)를 소정의 발사고각으로 상하로 선회시키는 웜감속기어 구조의 감속기뭉치(126)와, 그리고 상기 감속기뭉치(126)를 회전조작하는 핸들(127)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 발사고각은 ±50°범위인 것이 바람직하다.
상기 회전장치(120)는, 추진기관(101) 분사화염의 추력에 대하여 본 발명 시험장치를 구속시킬 수 있도록 지지구조물(130)에 고정되며, 상기 지지구조물(130)의 하부에는 시험장치 설치장소의 지면에 고정되는 베이스구조물(140)이 설치되어 있다.
상기 핸들(127)은 그 회전조작후 감속기뭉치(126)의 외면쪽에 고정시킬 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 핸들(127)의 고정구조에 의하여 발사고각을 조절한 후 그 조절된 발사고각을 유지할 수 있다.
또한, 도 5에서, 참조부호 124는 상기 연결기몸체(121)를 상하선회가능하게 지지하는 지지대를 나타내고, 참조부호 125는 상기 감속기뭉치(126)와 상기 연결기몸체(121)를 연결하는 커플링을 나타내며, 참조부호 128은 상기 연결기몸체(121)의 기울기, 즉 발사고각을 표시하는 고각지시계를 나타낸다.
또한, 상기 회전장치(120)에 지지된 모의탄구조체(100)의 무게와 모멘트 균형을 이루도록, 상기 연결기몸체(121)의 후방에 제2마운팅 플랜지(123)가 설치되고, 상기 제2마운팅 플랜지(123)에 상기 모의탄구조체(100)와는 반대쪽으로 무게밸런스(150)가 착탈가능하게 더 고정되는 것이 바람직하다.
상기 마찰력모사장치(180)는, 상기 운동발사관(110)의 내주면에 공기압을 작용시켜, 상기 모의탄구조체(100)와 운동발사관(110) 사이의 마찰력을 조절하도록 이루어진 것이다. 상기 마찰력모사장치(180)는, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 모의탄구조체(100) 내부에 설치되는 에어실린더(181)와, 상기 에어실린더(181)의 양쪽에 힌지핀(182)으로 연결되어 상기 에어실린더(181)의 공기압에 따라 진퇴하는 한 쌍의 로드(183)와, 상기 각 로드(183)의 선단에 힌지핀(182)으로 연결되어 상기 모의탄구조체(100)의 외주면으로 노출되는 로드엔드(184)와, 그리고 상기 로드(183) 및 로드엔드(184)의 외주를 감싸도록 설치되고 후단부가 상기 로드(183)에 스프링(186)에 의해 탄성적으로 지지되며, 선단이 모의탄구조체(100)에 고정되는 하우징(185)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 로드엔드(184)는 대략 원 반형으로 이루어지고, 그 표면은 모의탄구조체(100)의 외주면과 동일하게 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마찰력모사장치(180)는 다수 개 설치될 수 있는데, 도 6a에는 4개의 마찰력모사장치(180)가 모의탄구조체(100)에 설치된 것이 예시되어 있다. 또한, 도 6c에서, 참조부호 187은 상기 스프링(186)을 지지하기 위한 스페이서를 나타내고, 참조부호 188은 상기 스페이서(187)를 로드(183)에 고정하기 위한 너트를 나타낸다.
따라서, 상기 에어실린더(181)에 따라 진퇴하는 로드(183)들에 결합된 로드엔드(184)들이 상기 스프링(186)에 의해 탄성적으로 운동발사관(110)의 내주면에 밀착됨으로써, 상기 에어실린더(181)의 공기압에 따라 운동발사관(110)과 모의탄구조체(100) 사이의 마찰력이 조절될 수 있다.
한편, 상기 장입치구(170)는 상기 모의탄구조체(100)에 상기 운동발사관(110)을 장입하기 위하여 상기 운동발사관(110)을 지지하고, 상기 이송레일(160)은 상기 장입치구(170)를 축방향으로 이동가능하게 지지하도록 이루어져 있다. 상기 이송레일(160)은 좌우 한 쌍이 나란하게 설치될 수 있다.
상기 장입치구(170)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 이송레일(160)을 따라 하단 양쪽이 이동가능하게 설치되는 지지틀(171)과, 상기 지지틀(171)의 상부 일측에 설치되어 상기 운동발사관(110)을 인양하는 제1체인블럭조립체(175)와, 그리고 상기 지지틀(171)의 상부 중앙에 설치되어 인장스프링(177)에 의하여 연직방향의 힘을 완충시키면서 축방향으로 이동을 원활하게 하는 제2체인블 럭조립체(176)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 지지틀(171)은, 하단이 상기 이송레일(160)을 따라 이동가능하게 설치되는 양쪽 수직지주(173, 173)와, 상기 수직지주(173)들의 상단을 연결하는 수평지주(172)를 포함하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 양쪽 수직지주(173)의 하단에 상기 이송레일(160)에 놓이는 바퀴(174)가 설치되면, 상기 장입치구(170)가 이송레일(160)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 상기 제1체인블럭조립체(175)와 상기 제2체인블럭조립체(176)는, 각각 그 하단을 상기 운동발사관(110)의 외주면에 설치된 인양슬링(112)에 걸 수 있도록 설치된다.
따라서, 상기 운동발사관(110)을 모의탄구조체(100)에 조립하기 위하여, 상기 제1체인블럭조립체(175)를 통하여 상기 운동발사관(110)을 적당한 위치까지 위로 올리고 난 후, 상기 제2체인블럭조립체(176)를 통하여 상기 운동발사관(110)을 상기 모의탄구조체(100)의 중심부분으로 당기고, 상기 운동발사관(110)이 상기 모의탄구조체(100) 중심 부분에 위치하였을 때, 상기 제2체인블럭조립체(176)에 조립된 인장스프링(177)을 통하여 연직방향의 힘을 완충시키면서 상기 장입치구(170)를 시험장치의 후방으로 밀면서 운동발사관(110)을 모의탄구조체(100)에 장입할 수 있다.
한편, 상기 운동발사관(110)의 분리에 따른 동적시험을 수행할 때에 운동발사관(110)을 보호할 수 있는 보호장치를 고려할 수 있는데, 이 보호장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 운동발사관(110)이 분리되는 방향에 설치되는 수조(200)와, 상기 수조(200) 위에 설치되는 부표(211) 및 그물(212)의 완충망(210)과, 그리 고 일단이 상기 이송레일(160)의 하부에 고정되어 상기 운동발사관(110)의 후단부와 연결되는 체인브레이크(190)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 체인브레이크(190)는 예컨대, 자유단이 와이어로프(미도시)를 통하여 상기 운동발사관(110)의 후단부에 연결될 수 있다.
따라서, 추진기관(101)의 분사화염에 의하여 운동발사관(110)이 분리되면, 체인브레이크(190)의 샤클이 1개씩 순차적으로 작용함으로써, 운동발사관(110)의 분리 속도가 점진적으로 감소되고, 이와 같이 운동속도가 감소된 운동발사관(110)은 수조(200) 위의 부표(211) 및 그물(212)로 이루어진 완충망(210)에 접촉하면서 1차적으로 완충되며, 또한 수조(200) 속으로 입수하면서 2차적으로 완충될 수 있다.
한편, 추진기관(101) 분사화염에 의하여 운동발사관(110)에 미치는 축방향의 순수한 힘을 계측하는 정적시험을 수행하기 위해서는, 운동발사관(110)이 모의탄구조체(100)로부터 분리되지 않은 채, 운동발사관(110)과 모의탄구조체(100)가 고정되어야 하며, 운동발사관(110)과 모의탄구조체(100) 사이의 마찰력이 최소화되어야 한다.
이를 위하여, 본 발명의 시험장치는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 운동발사관(110)과 상기 모의탄구조체(100) 사이에 그 마찰력을 최소화하도록 설치되는 다수의 롤러(230)와, 상기 운동발사관(110)을 상기 이송레일(160)쪽에 고정하는 다수의 고정바(220)와, 상기 모의탄구조체(100)쪽에 설치되는 로드셀(240)과, 그리고 상기 로드셀(240)과 상기 운동발사관(110)을 연결하여 상기 운동발사관 (110)이 받은 축방향 하중을 상기 로드셀(240)에 전달하는 하중전달체(250)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
예컨대, 상기 롤러(230)는 상기 운동발사관(110)에 상기 모의탄구조체(100)가 삽입되는 부분의 외주면 둘레를 따라 다수 개 설치될 수 있다. 또한, 상기 고정바(220)들의 하단은 운동발사관(110)의 외주면 좌우 양측에 차례로 연결되고, 상기 고정바(220)들의 상단은 한 쌍의 이송레일(160, 160)을 연결하는 고정대(221)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 로드셀(240)은 상기 모의탄구조체(100)의 외주면에 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 회전장치(120)의 제1마운팅 플랜지(122)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 운동발사관(110)의 선단부 외주면에는, 정적시험시의 운동발사관(110)의 거동 등을 측정할 수 있는 각종 센서류(260)가 장착될 수 있다.
따라서, 추진기관(101)의 분사화염에 의하여 운동발사관(110)이 축방향으로 하중을 받을 때, 그 하중이 하중전달체(250)를 통해 로드셀(240)에 전달됨으로써, 운동발사관(110)이 받는 하중을 측정할 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치에 의하여 시험하는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 운동발사관(110)의 분리에 대한 동적시험을 수행하기 위하여, 추진기관(101) 및 관련 구성품을 모의탄구조체(100)에 조립하여, 상기 모의탄구조체(100)의 후단을 회전장치(120)의 제1마운팅 플랜지(122)에 고정시킨다. 다음에, 운동발사관(110)을 상기 모의탄구조체(100)에 조립하기 위하여, 제1체인블럭조립체(175) 를 통하여 운동발사관(110)을 적당한 위치까지 위로 올리고 난 후, 제2체인블럭조립체(176)를 통하여 운동발사관(110)을 모의탄구조체(100)의 중심부분으로 당기고, 운동발사관(110)이 모의탄구조체(100) 중심부분에 위치하였을 때, 제2체인블럭조립체(176)에 조립된 인장스프링(177)을 통하여, 연직방향의 힘을 완충시키면서, 장입치구(170)를 본 발명 시험장치의 후방으로 밀면서 운동발사관(110)을 모의탄구조체(100)에 장입한다. 이와 같이 하면, 분리된 채 운동발사관(110)의 후단부와 모의탄구조체(100)의 선단부에 걸쳐 설치된 가스푸셔(102)가 결합된 상태로 운동발사관(110)이 모의탄구조체(100)에 장입될 수 있다.
상기 운동발사관(110)이 모의탄구조체(100)에 조립된 후, 운동발사관(110) 내주면과 모의탄구조체(100) 외주면의 사이의 마찰력을 조절하기 위하여, 마찰력모사장치(180)들의 에어실린더(181)에 원하는 크기의 공기압이 작용하도록 하여, 로드엔드(184)들이 스프링(186)에 의해 탄성적으로 운동발사관(110)의 내주면에 밀착되도록 함으로써, 운동발사관(110)과 모의탄구조체(100) 사이에 소정 크기의 마찰력이 작용하도록 한다.
다음에, 회전장치(120)의 핸들(127)을 조작하여 연결기몸체(121)를 상하로 소정의 각도로 조절함으로써, 운동발사관(110) 및 모의탄구조체(100)를 원하는 발사고각으로 조절한 상태에서, 운동발사관(110)의 분리에 대한 동적시험을 수행한다.
즉, 상기 가스푸셔(102)의 가스발생기를 작동하여 고온고압의 가스압력을 발생시켜 그 힘전달 경로에 따라 가스푸셔(102)를 두 부분으로 분리하여 운동발사관 (110)을 축방향으로 1차 분리시키고, 이어서 상기 모의탄구조체(100)에 내장되는 추진기관(101)의 분사화염이 상기 운동발사관(110)의 후미부에 영향을 미쳐 상기 운동발사관(110)을 2차적으로 완전히 분리시키는 동적시험을 수행한다.
추진기관(101)의 분사화염에 의하여 운동발사관(110)이 완전히 분리되면, 상기 운동발사관(110)의 분리속도는 체인브레이크(190)의 샤클이 1개씩 순차적으로 작용하여 점진적으로 감소되고, 이와 같이 운동속도가 감소된 운동발사관(110)은 수조(200) 위의 부표(211) 및 그물(212)로 이루어진 완충망(210)에 접촉하면서 1차적으로 완충되면서 수조(200) 속으로 입수하게 되며, 이 수조(200) 속으로 운동발사관(110)이 입수하면서 2차적으로 완충되므로, 상기 운동발사관(110)이 손상되지 않게 보호할 수 있다. 수조(200)에 입수된 운동발사관(110)에는 체인브레이크(190)가 연결되어 있으므로, 운동발사관(110)을 손쉽게 인양할 수 있고, 인양된 운동발사관(110)은 반복적으로 상기한 바와 같은 동적시험이나, 후술하는 정적시험에 이용될 수 있다.
그리고, 정적시험을 하기 위해서는, 운동발사관(110)이 모의탄구조체(100)로부터 분리되지 않은 채, 운동발사관(110)과 모의탄구조체(100)가 고정되어야 하는데, 상기한 동적시험에서와 마찬가지로, 운동발사관(110)을 모의탄구조체(100)에 조립한 후, 다수의 고정바(220)로 운동발사관(110)을 고정시키는 한편, 운동발사관(110)과 로드셀(240)간에 하중전달체(250)를 연결한다. 이 상태에서 추진기관(101)을 점화시키면, 추진기관(101)의 분사화염이 운동발사관(110)으로 작용하고, 이 때 운동발사관(110)이 받은 축방향 하중이 하중전달체(250)를 통해 로드셀(240)에 전 달되므로, 상기 로드셀(240)과 연결되는 측정장치(미도시)를 통해 운동발사관(110)이 받은 축방향 하중을 측정할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치 및 방법에 의하면, 회전장치(120)에 의해 발사고각을 자유로이 조절할 수 있도록 하여, 실제 비행환경에서 유도탄으로부터 운동발사관(110)이 분리될 때와 유사한 여건을 구현할 수 있으므로, 발사고각에 따른 다양한 변수의 도출이 가능하며, 이에 따라 고성능 유도탄 개발에 큰 도움을 줄 수 있다.
또한, 운동발사관(110)과 유도탄 사이의 다양한 마찰력을 적용할 수 있도록 구성하여, 유도탄과 운동발사관(110)의 동적시험 및 정적시험을 하나의 시험 장치에서 소수의 부품만을 교체하여 수행할 수 있으므로, 경제적이다.
또한, 이송레일(160), 장입치구(170), 체인블럭조립체들을 이용하여 시험장치에서 하중이 무거운 운동발사관(110)을 간편하고 손쉽게 설치할 수 있다.

Claims (8)

  1. 유도탄을 모사하여 추진기관(101)이 내장된 모의탄구조체(100)와;
    상기 모의탄구조체에 장입되는 운동발사관(110)과;
    상기 모의탄구조체와 상기 운동발사관의 발사고각을 상하로 소정의 각도 범위 내에서 자유로이 조절하여 고정하도록 상기 모의탄구조체의 후단을 고정하는 회전장치(120)와;
    상기 운동발사관의 내주면에 공기압을 작용시켜, 상기 모의탄구조체와 상기 운동발사관 사이의 마찰력을 조절하도록, 상기 모의탄구조체의 선단부에 설치되는 다수의 마찰력모사장치(180)와;
    상기 모의탄구조체에 상기 운동발사관을 장입하기 위하여 상기 운동발사관을 인양하여 지지하는 장입치구(170)와; 그리고,
    상기 장입치구를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 이송레일(160, 160);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추진기관(101)의 분사화염에 의하여 운동발사관(110)에 미치는 축방향의 순수한 힘을 계측하는 정적시험을 수행할 수 있도록, 상기 운동발사관과 상기 모의탄구조체 사이에 그 마찰력을 최소화하도록 설치되는 다수의 롤러(230)와, 상 기 운동발사관을 상기 이송레일(160)쪽에 고정하는 다수의 고정바(220)와, 상기 모의탄구조체쪽에 설치되는 로드셀(240)과, 그리고 상기 로드셀과 상기 운동발사관을 연결하여 상기 운동발사관이 받는 축방향 하중을 상기 로드셀에 전달하는 하중전달체(250)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전장치(120)는, 전방에 상기 모의탄구조체(100)를 착탈가능하게 고정하는 제1마운팅 플랜지(122)가 설치된 연결기몸체(121)와, 상기 연결기몸체를 소정의 발사고각으로 상하로 선회시키는 웜감속기어 구조의 감속기뭉치(126)와, 그리고 상기 감속기뭉치를 회전조작하는 핸들(127)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모의탄구조체(100)의 무게와 모멘트 균형을 이루도록, 상기 연결기몸체(121)의 후방에 제2마운팅 플랜지(123)가 설치되고, 상기 제2마운팅 플랜지에 상기 모의탄구조체와는 반대쪽으로 무게밸런스(150)가 착탈가능하게 더 고정되는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장입치구(170)는, 상기 이송레일(160)을 따라 이동가능하게 설치되는 지지틀(171)과, 상기 지지틀의 상부 일측에 설치되어 상기 운동발사관(110)을 인양하는 제1체인블럭조립체(175)와, 그리고 상기 지지틀의 상부 중앙에 설치되어 인장스프링(177)에 의하여 연직방향의 힘을 완충시키면서 축방향으로 이동을 원활하게 하는 제2체인블럭조립체(176)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마찰력모사장치(180)는, 상기 모의탄구조체(100) 내부에 설치되는 에어실린더(181)와, 상기 에어실린더의 양쪽에 힌지핀(182)으로 연결되어 상기 에어실린더의 공기압에 따라 진퇴하는 한 쌍의 로드(183, 183)와, 상기 각 로드의 선단에 힌지핀(182)으로 연결되어 상기 모의탄구조체의 외주면으로 노출되는 로드엔드(184)와, 그리고 상기 로드 및 상기 로드엔드의 외주를 감싸도록 설치되고 후단부가 상기 로드에 스프링(186)에 의해 탄성적으로 지지되며 선단이 모의탄구조체에 고정되는 하우징(185)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    가스퓨셔(102)에 내장된 가스발생기에 의한 고온고압의 가스압력을 발생으로 상기 운동발사관(110)이 상기 모의탄구조체(100)로부터 1차적으로 분리되고, 상기 추진기관(101)의 분사화염으로 상기 운동발사관이 2차적으로 상기 모의탄구조체로부터 완전히 분리되도록, 상기 운동발사관과 상기 모의탄구조체는 이들에 걸쳐 분리된 상태에서 결합되는 상기 가스푸셔에 의하여 조립되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험장치.
  8. 유도탄을 모사하여 추진기관(101)이 내장된 모의탄구조체(100)와, 상기 모의탄구조체에 장입되는 운동발사관(110)을 분리 시험하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험방법으로서,
    상기 모의탄구조체를 소정의 발사고각으로 고정시킨 상태에서, 상기 모의탄구조체의 선단부와 상기 모의탄구조체의 후단부를, 가스발생기가 구비된 가스푸셔(102)에 의하여 분리가능하게 서로 연결하고, 상기 가스발생기에서 고온고압의 가스압력을 발생시켜 그 힘전달 경로에 따라 상기 가스푸셔를 두 부분으로 분리하여 상기 운동발사관을 축방향으로 1차 분리시키고, 이어서 상기 추진기관(101)의 분사화염이 상기 운동발사관의 후미부에 영향을 미치도록 하여 상기 운동발사관을 2차적으로 완전히 분리시키는 것을 특징으로 하는 외팔보 형태의 두 물체 분리 시험방법.
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