KR100930374B1

KR100930374B1 - 폭발 전파 경로 제어 성형 작약

Info

Publication number: KR100930374B1
Application number: KR1020090003447A
Authority: KR
Inventors: 김진기
Original assignee: 김진기; 김지홍
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2009-12-16

Abstract

본 발명은 폭발 관통력을 증가시켜 극대화할 수 있는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약은, 중공을 가지는 라이너; 일측은 상기 라이너의 외면을 감싸며 성형되는 화약; 및 상기 화약 층의 내부에 형성되는 폭발 전파 경로 제어부를 포함할 수 있고, 상기 폭발 전파 경로제어부에는 상기 화약이 관통하거나 우회할 수 있는 적어도 둘 이상의 폭발 전파 경로가 형성되며, 상기 둘 이상의 폭발 전파 경로는 상기 화약의 상기 라이너가 형성되는 측의 반대 측에 위치하는 기폭점으로부터 상기 라이너 측으로 상기 폭발 전파 경로제어부를 관통하거나 우회하는 길이가 동일할 수 있다.

성형, 작약, 폭탄, 라이너, 메탈, 제트

Description

폭발 전파 경로 제어 성형 작약{SHAPED CHARGE USING CONTROL OF PROPAGATION PATH OF EXPLOSION}

본 발명은 폭발 전파 경로 제어 성형 작약에 관한 것으로, 구체적으로는 폭발력을 이용하여 대상물을 관통하기 위한 전파 경로 제어 성형 작약에 관한 것이다.

성형 작약이란 적절한 형상으로 화약을 성형하여 폭발력을 한 장소로 집중할 수 있는 화약장치를 의미한다. 기폭을 일으키는 반대쪽에 화약의 가장자리를 따라서 오목한 모양의 공동구조를 가지며, 화약과 공동 간에 라이너가 없는 공동 구조의 폭발력 집속효과 현상은 먼로 효과(Munroe effect) 또는 노이만 효과(Neumann effect)라고 불린다.

도1a는 종래 기술에 따른 성형 작약의 단면도이고, 도1b는 종래 기술에 따른 성형 작약의 사시도이다. Lined cavity 성형 작약은 화약(100)과 공동(120) 간에 금속이나 세라믹으로 된 라이너(Liner)(110)를 갖는 것으로 폭발시 발생하는 제트(Jet)의 힘을 활용하여 금속판이나 암반을 관통하는 화약장비이다. 기폭장치의 점화로 폭발이 일어나면 짧은 순간 동안에 금속 라이너(110)가 붕괴되어 매우 속도 가 큰 고온, 고압의 금속 제트가 형성되어 제어된 좁은 면적에 약 수십만 기압에 달하는 과도 압력을 발생시키며, 사용하는 화약(100)의 종류와 형상 그리고, 라이너(110)의 형상을 변화시킴으로써 제트의 길이를 변화시키고 광범위한 높은 압력을 발생시킬 수 있다. 제트의 관통력을 이용하여 토목 구조물 제거/파괴, 암반 폭파, 석유 시추 및 군용 포탄 등에 사용된다.

도2a 내지 도2e는 종래 기술에 따른 성형 작약의 폭발과 이에 따른 제트 생성을 나타내는 단면도이다. 화약(100)이 기폭점(200)으로부터 폭발을 시작하면 기폭점(200)을 중심으로 폭발 파면(210)이 전파되어 나가고, 폭발 파면(210)이 성형 작약의 라이너(110)에 도달하면 폭발 압력에 의해 라이너(110)가 순차적으로 붕괴되면서 제트(220)를 생성한다. 제트(220)의 생성 과정은, 폭발 압력이 라이너(110)로 가해지면 라이너(110)는 중심부로부터 붕괴되기 시작하며, 붕괴되는 라이너(110)는 라이너(110)의 중심축을 중심으로 가느다란 쐐기 형상으로 변형되면서 나아간다. 쐐기 형상의 제트(220)는 고온, 고속, 고압이므로 물체를 관통하거나 변형, 파괴시킬 수 있는 것이다.

폭발 시 라이너(110)에 가해지는 압력(300)은 도3에서와 같이 라이너(110)와 평행한 방향으로부터 라이너(110)를 향하여 동시에 가해지는 것이 이상적이며, 이때 가장 큰 폭발 관통력을 얻을 수 있다. 하지만, 종래의 성형 작약은 압력이 라이너(110)에 동시에 가해지지 못하여 에너지 효율이 매우 떨어지므로 이상적인 경우에 비하여 폭발 관통력이 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 라이너와 평행에 가까운 폭발 파면을 만들 수 있는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약을 제공하는 데에 목적이 있다.

본 발명의 폭발 전파 경로 제어 성형 작약에 따르면, 폭발 파면이 라이너와 평행에 가까우므로 동일한 양의 화약으로도 더욱 강한 폭발 관통력을 얻을 수 있고, 사용되는 화약을 줄일 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약은, 라이너(111), 폭발 전파 경로 제어부(410), 장약외피(420), 및 화약(100)을 포함한다.

장약외피(420)는 내부에 빈 공간을 가지는 원통이고 화약(100)은 장약외피(420)의 내부에 라이너(111)의 외면을 감싸고 충진되며, 라이너(111) 내부는 화약(100)이 충진되지 않는 중공(120) 상태로 처리된다. 화약(100)에서 라이너(111) 반대 측은 기폭점(430)으로부터 경사진 원뿔형으로 구성되어 장약외피(420)와 화약(100) 사이에 공동(450)이 형성된다. 장약외피(420)와 화약(100) 사이에 공동(450)을 형성하지 않고 화약(100)으로 모두 채워도 무방하나, 공동(450)을 형성하는 경우에 성형 작약의 폭발 관통력을 크게 저하시키지 않으면서 장약외피(420)와 화약(100) 사이의 공동(450)에 해당하는 양만큼 화약(100)을 절감할 수 있는 장점이 있다.

폭발 전파 경로 제어부(410)는 기폭점(430)에 근접하여 화약(100) 내부에 위치하는데, a와 b를 연결하는 제1 폭발 전파 경로(411), a와 c를 연결하는 제2 폭발 전파 경로(412) 및 a와 d를 연결하는 제3 폭발 전파 경로(413)가 폭발 전파 경로 제어부(410)와 장약외피 사이, 그리고 폭발 전파 경로 제어부(410)를 관통하여 각각 형성되며, 제1 내지 제3 폭발 전파 경로(411, 412, 413)는 a점을 기준으로 모두 동일한 길이를 가지도록 형성된다. 즉, a-b, a-c 및 a-d의 길이는 모두 동일하다. 제1 내지 제3 폭발 전파 경로 제어부(410)의 재질은 비금속 계열로서 충격을 흡수하는 다공성 매질이나 고분자 중합체의 비활성 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 복수의 폭발 전파 경로(411, 412, 413)의 길이만 동일하다면 폭발 전파 경로의 형상은 어떠한 것이든 무관하다.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 폭발 파면(440, 441)의 전파를 나타낸 단면도로서, 기폭점(430)으로부터 화약(100)이 폭발할 때 제1 내지 제3 폭발 전파 경로(411, 412, 413)를 통과하여 전파되는 폭발 파면(440, 441))의 전파를 시각적으로 확인할 수 있도록 나타낸 것이다.

기폭점(430)에서 화약(100)이 폭발하기 시작하면 기폭점(430)을 중심으로 폭발이 전파되는데, a점을 기준으로 각각 제1 폭발 전파 경로(411), 제2 폭발 전파 경로(412) 및 제3 폭발 전파 경로(413)로 전파되어 나아간다. 이때, 제1 내지 제3 폭발 전파 경로(411, 412, 413)의 길이는 모두 동일하므로, 동일한 속도로 전파되 어 나아가는 폭발은 b, c 및 d점에서 동시에 전파되어 나온다. 전파되는 폭발 파면(440)은 서로 중첩되면서, 라이너(11)와 비슷한 형상의 폭발 파면(441)을 형성하며 진행하고 라이너(111)를 붕괴시키면서 제트를 발생시킨다.

폭발 전파 경로 제어 성형 작약은 폭발 전파 경로 제어부(410)의 재질이 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 비금속 계열인 경우와 마찬가지로 폭발 전파 경로 제어부(410) 및 제1 내지 제3 폭발 전파 경로(411, 412, 413)의 형상 및 재질 등에 의해 변화될 수 있는 폭발 파면(440, 441)에 따라 라이너(111)의 형상이 달라질 수 있고, 이에 따라 종형 또는 쐐기 형상의 원추형 라이너(111)가 구성될 수도 있다. 또한, 제1 내지 제3 폭발 전파 경로(411, 412, 413)는 필요에 따라 2개 또는 3개 이상의 복수로 형성될 수 있으며, 도6의 본 발명의 또 다른 실시예에서와 같이 제1 및 제2 폭발 전파 경로(611, 612)가 구성될 수 있다.

도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 사시도로서, 폭발 전파 경로 제어 성형 작약은 화약(100)이 직사각형 형상으로 성형되고, 폭발 전파 경로 제어부(710)와 라이너(112)도 화약(100)의 형상에 따라, 각각 기둥 형상, 및 단면이 중공을 가지는 원뿔 또는 종형상인 기둥 형상으로 구성된다. 따라서 화약(100)의 폭발시에 점 형상이 아닌 직선 형상의 제트를 발생 시킬 수 있다.

도8, 도9, 도10 및 도11은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 단면 및 사시도이다. 도8과 같이 도7의 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 양단을 이어서, 즉 도넛과 같은 가운데가 빈 환형상으로 구성하여 가운데가 빈 원형상의 제트를 발생시킬 수 있고, 도9와 같이 한 쌍의 라이너와 폭발 전파 경로 제어부를 각각 대칭으로 구성하여 바깥쪽을 향하는 양 방향으로 제트를 발생시킬 수 있으며, 도10과 같이 원판의 형태로서, 라이너와 폭발 전파 경로 제어부를 원형 방사상 형상으로 구성하여 바깥쪽을 향하는 방사상 제트를 발생시킬 수 있고, 도11과 같이 도넛과 같은 가운데가 빈 환형상이고, 한 쌍의 라이너와 파형조절기를 각각 내측과 외측에 대칭으로 구성하여 내외측으로 방사상 제트를 발생시키는 등, 형상 변경에 의해 다양한 형태의 제트를 발생시킬 수 있다.

본 발명에 폭발 전파 경로 제어 성형 작약은, 라이너로 전파되는 폭발 파면이 라이너(111, 112, 113)와 평행에 가까운 각도를 가지므로 기존의 성형 작약에 비하여 더욱 강력한 폭발 관통력을 얻을 수 있고, 폭발 전파 경로 제어부(410, 610, 710)의 부피에 해당하는 만큼 화약(100)의 양을 줄일 수 있으므로 제조 비용의 절감이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

도1a는 종래 기술에 따른 성형 작약의 단면도,

도1b는 종래 기술에 따른 성형 작약의 사시도,

도2a 내지 도2e는 종래 기술에 따른 성형 작약의 폭발과 이에 따른 제트 생성 모습을 나타내는 단면도,

도3은 라이너로 가해지는 이상적인 압력 방향을 도시한 단면도,

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전파 경로 제어 성형 작약의 단면도,

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 폭발 파면의 전파 모습을 나타내는 단면도,

도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전파 경로 제어 성형 작약의 단면도, 및

도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 사시도이다.

도8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 단면 및 사시도,

도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 사시도,

도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 단면 및 사시도, 및

도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발 전파 경로 제어 성형 작약의 단면 및 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

100: 화약 111: 라이너

120: 중공 410: 폭발 전파 경로 제어부

411-413: 제1 내지 제3 폭발 전파 경로 420: 장약외피

430: 기폭점 440, 441: 폭발 파면

450: 공동

Claims

삭제
중공을 가지는 라이너;

일측은 상기 라이너의 외면을 감싸며 성형되는 화약; 및

상기 화약 층의 내부에 형성되는 하나 이상의 폭발 전파 경로 제어부

를 포함하고,

상기 폭발 전파 경로제어부에는 상기 화약이 관통하거나 우회할 수 있는 적어도 둘 이상의 폭발 전파 경로가 형성되며,

상기 둘 이상의 폭발 전파 경로는, 상기 화약의 상기 라이너가 형성되는 측의 반대 측에 위치하는 기폭점으로부터 상기 라이너 측으로 상기 폭발 전파 경로제어부의 내부를 관통하거나 외면을 따라 우회하는 길이가 동일하고, 상기 라이너는 상기 기폭점으로부터 상기 라이너로 전파되는 상기 화약의 폭발 전파면에 대응하는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제2항에 있어서,

상기 복수의 폭발 전파 경로 제어부는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제2항에 있어서,

상기 복수의 폭발 전파 경로 제어부는 비금속 재질인 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 폭발 전파 경로 제어부는 기둥 형상을 가지고 상기 화약내에 구성되는 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제5항에 있어서,

상기 폭발 전파 경로 제어부는 환형상을 가지는 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제5항에 있어서,

상기 폭발 전파 경로 제어부는 두 개가 구성되며, 상기 두 개의 폭발 전파 경로 제어부는 서로 대칭으로 마주하여 위치하는 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.
제7항에 있어서,

상기 두 개의 폭발 전파 경로 제어부는 환형상을 가지는 것을 특징으로 하는 폭발 전파 경로 제어 성형 작약.