KR101106589B1 - 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법 - Google Patents

경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법 Download PDF

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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 유도무기 등의 개발과정에서 필요한 300m/s 이상의 초고아음속 환경에서의 낙하산 전개 성능 및 강도 등을 검증하기 위한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법에 관한 것으로서,
시험장치는, 내압/내화성 밀폐구조로 이루어진 낙하산 전개 메커니즘이 구현된 낙하산 조립체(60)와 내부에 폭발용 화약이 채워진 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체와 반대 방향으로 배출되는 반발탄체(70)가 장입된 원통형 발사관(10)과; 수평 베드(40) 위에 설치되며 원통형 발사관의 전방 부분을 승강시키는 전방 지지부(20)와; 수평 베드 위에 설치되며 원통형 발사관의 후방 부분을 회전 가능하게 지지하는 후방 지지부와; 원통형 발사관 및 상기 전방 지지부를 원격 조정하기 위한 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하고,
시험방법은, 견인줄(13)을 원통형 발사관(10)의 후방으로 삽입하여 그 끝단이 원통형 발사관의 전방으로 노출되도록 하는 준비단계와; 반발탄체(70)를 받침대에 거치한 후 반발탄체를 관통하도록 점화용 전선(52)을 설치하고 견인줄을 연결하여 반발탄체의 일부를 원통형 발사관의 전방쪽으로 장입하는 반발체 장입단계; 낙하산 조립체를 거치한 후 반발탄체와 낙하산 조립체를 견인줄로 연결하는 낙하산 조립체 설치단계와; 반발탄체와 낙하산 조립체 사이에 화약뭉치 조립체를 연결함과 아울러 점화용 전선의 일단을 화약뭉치 조립체에 연결하고 다른 일단을 발사 스위치(51)에 연결한 후, 견인줄을 당겨 반발탄체와 화약뭉치 조립체 및 낙하산 조립체를 동시에 원통형 발사관에 장입하는 발사체 장입단계와; 원통형 발사관의 전방부를 들어올려 발사각도를 조정하는 발사각 조정단계와; 발사 스위치를 조작하여 화약뭉치 조립체의 화약을 점화시켜 낙하산 조립체를 발사하고 반발탄체가 반작용에 의해 원통형 발사관으로부터 이탈되도록 하는 발사단계와; 발사된 낙하산 조립체에서의 낙하산 전개를 확인하는 검사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 낙하산 조립체를 초고아음속으로 발사한 후 낙하산의 전개 과정을 확인함으로써 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 확인할 수 있고, 다양한 조건으로 낙하산 전개 시험을 실시하여 최적의 성능을 구비한 낙하산 조립체의 설계사양을 결정할 수 있게 된다.

Description

경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법{The Launcher of Parachute Assembly that Can Control Fire Angle Degree and the Testing Technique that Deploy Parachute}
본 발명은 유도무기 등의 개발과정에서 필요한 300m/s 이상의 초고아음속 환경에서의 낙하산 전개 성능 및 강도 등을 검증하기 위한 것으로, 특히 육상에서 발사각도를 조절하면서 200㎏ 이상의 고중량 낙하산 조립체를 초고아음속 환경에서 낙하산을 전개시켜 낙하산의 전개 성능을 확인할 수 있도록 한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로 낙하산은 공중에서 사람이나 물자를 안전하게 낙하시키기 위하여 사용되는 기구를 말하는데, 우주선이 대기권을 돌입한 후 속도를 줄이는 용도로 사용되기도 한다. 또한, 최근에는 지상이나 선박에서도 사용되고 있다. 지상에서 쓰이는 경우는 주로 제동(制動)을 위한 것으로, 고속 제트기의 활주거리 단축을 위한 드래그슈트(drag chute), 스키의 급경사 활강시의 속도조절장치, 경주용 차량의 보조 브레이크와 같은 용도로 사용된다. 그리고 대형 선박의 제동용으로 수중에서 낙하산을 사용하는 실험도 이루어지고 있는데, 종래의 추진기 역전(逆轉)의 경우에 비하여 정지거리를 1/4 정도 단축할 수 있다고 알려지고 있다.
이러한 낙하산은 안전하고 신속, 정확하게 보급품을 공중 재보급하기 위하여 사용되기도 하며, 최근에는 대잠로켓과 같은 유도무기 등에도 낙하산을 설치하여 원하는 지점에서 유도무기가 안전하게 투하될 수 있도록 하기도 한다. 특히 유도무기에서 사용되는 낙하산은 대체적으로 고중량일 뿐만 아니라 초고아음속 환경에서 전개되는 경우가 많기 때문에 이러한 사항을 고려하여 테스트할 필요가 있다.
이러한 고중량의 낙하산 조립체를 초고아음속 환경에서 낙하산 전개를 구현하기 위한 기존의 방법으로는, 로켓을 이용한 비행시험방법과, 항공기를 이용한 항공기 투하시험방법이 있으나, 고비용과 반복 시험이 어렵다는 단점이 있다. 이외에도 슬레드 테스트(Sled Test) 방법을 사용하기도 하나 이 경우에는 슬레드 테스트장을 건설하여야 하므로 막대한 시설투자비가 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발사관 내의 밀폐공간에서 발생한 폭압을 이용하여 낙하산 조립체를 발사하되 육상에서 초고아음속을 구현하여 저비용으로 낙하산 전개성능을 반복시험할 수 있으며, 일정한 고도로 발사되어 영상촬영이 가능한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
구체적으로 본 발명은 원통형 발사관의 전방 부분을 승강시켜 발사각을 조절함으로써 다양한 발사각으로 낙하산 조립체를 발사하여 낙하산의 전개 성능을 시험할 수 있도록 한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
또, 본 발명은 전방과 후방이 모두 개방된 원통형 발사관에 낙하산 조립체보다 더 무거운 반발탄체를 장입한 상태에서 낙하산 조립체를 발사하도록 함으로써 폭압의 대부분이 비교적 경량인 낙하산 조립체에 작용하도록 하여 초고아음속 상태를 구현할 수 있도록 한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전방과 후방이 모두 개방된 원통형 발사관에서 낙하산 조립체가 발사될 때 반발탄체는 반대방향으로 배출되도록 함으로써 원통형 발사관의 폭발 위험 및 발사 화염의 분사를 최소화하고 원통형 발사관의 두께를 줄일 수 있도록 한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
또, 본 발명은 다양한 조건에서 저비용으로 낙하산 조립체의 전개 시험을 수행할 수 있도록 한 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개 시험방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치는, 내압/내화성 밀폐구조로 이루어진 낙하산 전개 메커니즘이 구현된 낙하산 조립체와 내부에 폭발용 화약이 채워진 화약뭉치 조립체 및 상기 낙하산 조립체와 반대 방향으로 배출되는 반발탄체가 장입된 원통형 발사관과; 수평 베드 위에 설치되며 상기 원통형 발사관의 전방 부분을 승강시키는 주는 전방 지지부와; 상기 수평 베드 위에 설치되며 상기 원통형 발사관의 후방 부분을 회전 가능하게 지지하는 후방 지지부와; 상기 원통형 발사관 및 상기 전방 지지부를 원격 조정하기 위한 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 낙하산 조립체와 화약뭉치 조립체 및 반발탄체는 각각의 끝단부에 설치된 연결고리가 견인줄로 연결되어 상기 원통형 발사관의 내부에서 일체로 움직이도록 하고, 상기 반발탄체에 연결된 견인줄을 상기 원통형 발사관의 후방에서 윈치로 끌어당겨 상기 원통형 발사관 내에 장입시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 낙하산 조립체는, 선단부가 원추형으로 형성된 전방체의 후방에 결합되고 낙하산이 연결되어 수납되는 낙하산 용기와, 상기 낙하산의 캐노피 부분이 수납되며 이탈시 상기 낙하산의 캐노피가 전개되도록 하는 낙하산 전개낭과, 상기 낙하산 용기에 끼워지며 상기 낙하산 전개낭이 구비된 낙하산 용기 덮개와, 상기 낙하산 용기가 끼워져 상기 전방체에 결합되며 상기 낙하산 용기 덮개와 낙하산 당김줄로 연결되는 후방체 및 상기 후방체에 설치되어 상기 원통형 발사관으로부터 이탈시 전개되는 항력날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 반발탄체는 크레인으로 이동시킬 수 있도록 아이볼트가 착탈 가능하게 결합되는 본체와, 상기 본체에 결합되는 복수개의 중량체와, 상기 본체에 상기 중량체를 결합시키는 체결볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 전방 지지부는, 상기 원통형 발사관의 전방 부분에 결합되는 전방 클램프와, 상기 전방 클램프를 승강 가능하게 지지하는 가로 프레임과, 상기 수평 베드에 설치되어 상기 가로 프레임을 지지하는 전방 프레임과, 상기 가로 프레임에 설치되어 상기 전방 클램프를 승강시키는 잭 스크류와, 상기 잭 스크류를 작동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 후방 지지부는, 상기 원통형 발사관의 후방 부분에 결합되는 후방 클램프와, 상기 수평 베드에 설치되며 상기 후방 클램프가 힌지로 결합되어 상기 후방 클램프를 회전 가능하게 지지하는 후방 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 상기 제어수단은, 상기 화약뭉치 조립체의 점화장치에 점화용 전선으로 연결된 발사 스위치와, 상기 전방 지지부에 구비된 구동모터에 전원을 인가하는 전원선으로 연결되어 잭 스크류를 제어함으로써 상기 원통형 발사관의 전방 부분을 승강시키는 스크류 조정 스위치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 낙하산 전개 시험방법은, 견인줄을 원통형 발사관의 후방으로 삽입하여 그 끝단이 상기 원통형 발사관의 전방으로 노출되도록 하는 준비단계와; 반발탄체를 받침대에 거치한 후 상기 반발탄체를 관통하도록 점화용 전선을 설치하고, 상기 견인줄을 연결하여 상기 반발탄체의 일부를 상기 원통형 발사관의 전방쪽으로 장입하는 반발체 장입단계; 낙하산 조립체를 거치한 후 상기 반발탄체와 상기 낙하산 조립체를 견인줄로 연결하는 낙하산 조립체 설치단계와; 상기 반발탄체와 낙하산 조립체 사이에 화약뭉치 조립체를 연결함과 아울러 상기 점화용 전선의 일단을 상기 화약뭉치 조립체에 연결하고 다른 일단은 발사 스위치에 연결한 후, 상기 견인줄을 당겨 상기 반발탄체와 화약뭉치 조립체 및 낙하산 조립체를 동시에 상기 원통형 발사관에 장입하는 발사체 장입단계와; 상기 원통형 발사관의 전방부를 들어올려 발사각도를 조정하는 발사각 조정단계와; 상기 발사 스위치를 조작하여 상기 화약뭉치 조립체의 화약뭉치를 점화시켜 상기 낙하산 조립체를 발사하고 상기 반발탄체가 반작용에 의해 상기 원통형 발사관으로부터 이탈되도록 하는 발사단계와; 발사된 낙하산 조립체에서의 낙하산 전개를 확인하는 검사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 상기 점화용 전선은 상기 반발탄체의 중심을 관통하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 상기 낙하산 조립체는 상기 원통형 발사관이 설치된 수평 베드에 이동 가능하게 설치된 카 크레인에 거치되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 상기 발사각 조정단계 및 발사단계는 원격 조정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 상기 검사단계는 낙하산 전개장면을 고속촬영한 후 고속촬영 자료를 분석하여 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 검사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치는, 낙하산 조립체에 비해 더 무거운 반발탄체를 낙하산 조립체와 함께 원통형 발사관 내에 장입함으로써 폭압의 대부분이 비교적 경량인 낙하산 조립체에 작용하여 초고아음속 조건으로 낙하산 조립체를 발사하여 전개시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 원통형 발사관의 양측이 개방되고 낙하산 조립체가 발사될 때 반발탄체가 반대방향으로 배출되므로 원통형 발사관에 작용하는 압력이 최소화되어 원통형 발사관의 두께를 필요 이상으로 두껍게 할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 원통형 발사관의 전방 부분을 승강시킬 수 있으므로 낙하산 조립체의 발사각도를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 낙하산 조립체와 화약뭉치 조립체 및 반발탄체가 견인줄로 서로 연결되어 일체로 움직이게 되므로 원통형 발사관으로의 장입 및 그 위치 설정이 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 낙하산 조립체가 특유의 낙하산 전개 메커니즘에 의해 분리되어 낙하산을 전개시키게 되므로 낙하산의 보호 및 전개를 위한 별도의 수단이 요구되지 않는 효과가 있다.
또, 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치에 따르면, 원통형 발사관의 발사각도 조절을 위하여 잭 스크류를 원격 구동하고 낙하산 조립체를 발사하기 위하여 화약뭉치 조립체의 화약을 폭발시킬 때 발사 스위치로 원격 조작하게 되므로, 시험 도중에 발생할 수 있는 안전사고를 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법은, 작용과 반작용의 원리를 이용하여 낙하산 조립체를 지향 방향으로 경사지게 발사하고 반발탄체는 원통형 발사관의 후방으로 배출함과 아울러 낙하산의 전개 과정을 고속으로 촬영하여 초고아음속 영역에서의 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 확보할 수 있고, 다양한 조건으로 낙하산 전개 시험을 실시할 수 있도록 함으로써 저비용으로 반복 시험을 수행하여 최적의 성능을 구현하는 낙하산 조립체의 설계 사양을 결정할 수 있게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 점화용 전선이 반발탄체의 중심을 관통하여 삽입되므로 화약뭉치 조립체의 양측이 낙하산 조립체와 반발탄체에 의해 완전히 밀폐되어 화약의 폭발 에너지가 거의 소모되지 않고 낙하산 조립체 및 반발탄체로 전달되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법에 따르면, 낙하산 조립체가 카 크레인에 거치된 상태에서 원통형 발사관에 장입되므로 낙하산 조립체를 안정적으로 장입할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치가 도시된 구성도.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 요부 구성인 전방 지지부가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명의 요부 구성인 후방 지지부가 도시된 구성도.
도 4는 본 발명의 요부 구성인 원통형 발사관에 낙하산 조립체와 화약뭉치 조립체 및 반발탄체가 장입된 모습을 나타낸 개략 단면도.
도 5a는 본 발명의 요부 구성인 낙하산 조립체의 분해 사시도.
도 5b는 본 발명의 요부 구성인 낙하산 조립체가 원통형 발사관으로부터 발사될 때 이탈 전후의 모습을 나타낸 참고도.
도 6은 본 발명의 요부 구성인 반발탄체가 도시된 구성도.
도 7은 본 발명에서 낙하산 조립체 및 반발탄체의 장입 위치를 설명하기 위한 참고도.
도 8은 원통형 발사관 내부에서 낙하산 조립체 및 반발탄체가 이탈되는 과정이 순차적으로 도시된 참고도.
도 9는 본 발명에 따른 낙하산 전개 시험방법이 도시된 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 경사각도 조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치 및 낙하산 전개시험방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 경사각도 조절형 낙하산 조립체는 도 1에 도시된 바와 같이, 내압/내화성 밀폐구조로 이루어진 낙하산 전개 메커니즘이 구현된 낙하산 조립체(60)와 내부에 폭발용 화약이 채워진 화약뭉치 조립체(80) 및 상기 낙하산 조립체(60)와 반대 방향으로 배출되는 반발탄체(70)가 장입된 원통형 발사관(10)과; 수평 베드(40) 위에 설치되며 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분을 승강시키는 전방 지지부(20)와; 상기 수평 베드(40) 위에 설치되며 상기 원통형 발사관(10)의 후방 부분을 회전 가능하게 지지하는 후방 지지부(30)와; 상기 원통형 발사관(10) 및 상기 전방 지지부(20)를 원격 조정하기 위한 제어수단;을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 낙하산 조립체(60)와 화약뭉치 조립체(80) 및 반발탄체(70)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 끝단부에 설치된 연결고리(69)(83)(73)가 견인줄(13)로 연결되어 상기 원통형 발사관(10)의 내부에서 일체로 움직이도록 하고, 상기 반발탄체(70)에 연결된 견인줄(13)을 상기 원통형 발사관(10)의 후방에서 윈치(도시 생략)로 끌어당겨 상기 원통형 발사관(10) 내에 장입시키게 된다.
상기 낙하산 조립체(60)는 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 선단부가 원추형으로 형성된 전방체(61)의 후방에 결합되고 낙하산(63)이 연결되어 수납되는 낙하산 용기(62)와, 상기 낙하산(63)의 캐노피 부분이 수납되며 이탈시 상기 낙하산(63)의 캐노피가 전개되도록 하는 낙하산 전개낭(64)과, 상기 낙하산 용기(62)에 끼워지며 상기 낙하산 전개낭(64)이 구비된 낙하산 용기 덮개(65)와, 상기 낙하산 용기(62)가 끼워져 상기 전방체(61)에 결합되며 상기 낙하산 용기 덮개(65)와 낙하산 당김줄(66)로 연결되는 후방체(67) 및 상기 후방체(67)에 설치되어 상기 원통형 발사관(10)으로부터 이탈시 전개되는 항력날개(68)를 포함하여 이루어진다.
상기 낙하산 조립체(60)는, 상기 원통형 발사관(10)의 내부에 장입되는 경우에는 도 5b의 (a)와 같이 상기 항력날개(68)가 접혀지고 상기 전방체(61)와 후방체(67)가 결합된 상태를 유지하지만, 상기 원통형 발사관(10)에서 이탈된 직후에 도 5b의 (b)와 같이 상기 항력날개(68)가 공기 저항을 받아 펼쳐지게 되므로, 상기 항력날개가 설치된 후방체(67)가 상기 전방체(61)로부터 분리된다. 따라서, 도 5a와 같이 상기 후방체(67)에 당김줄(66)로 연결된 낙하산 용기 덮개(65) 및 낙하산 전개낭(64)이 상기 낙하산 용기(62)로부터 이탈되어 분리되고, 상기 낙하산 용기(62)에 수납되어 있던 낙하산(63)의 캐노피가 상기 낙하산 전개낭(64)에 의해 서서히 전개됨으로써 낙하산(63)의 캐노피가 공기 저항을 받아 완전히 전개된다.
상기 반발탄체(70)는 도 6에 도시된 바와 같이, 크레인으로 이동시킬 수 있도록 아이볼트(72)가 착탈 가능하게 결합되는 본체(71)와, 상기 본체(71)에 결합되는 복수개의 중량체(75)와, 상기 본체(71)에 상기 중량체(75)를 결합시키는 체결볼트(74)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 중량체(75)의 수를 증감시킴에 따라 상기 반발탄체(70)의 중량을 변화시킬 수 있게 되며, 상기 반발탄체(70)의 중량은 상기 낙하산 조립체(60)의 중량보다 훨씬 커지도록 설정한다.
한편, 도 7을 참조하여, 상기 낙하산 조립체와 상기 반발탄체의 장입위치와 원통형 발사관으로부터의 이탈 속도 사이의 관계를 살펴보면 다음과 같다.
상기 낙하산 조립체(60)의 중량을 M1, 상기 반발탄체(70)의 중량을 M2, 상기 낙하산 조립체(60)의 발사관 이탈속도를 V1, 상기 반발탄체(70)의 발사관 이탈속도를 V2, 상기 원통형 발사관(10)의 전방 끝에서 상기 낙하산 조립체(60)의 후방 끝까지의 거리를 L1, 상기 원통형 발사관(10)의 후방 끝에서 상기 반발탄체(70)의 전방 끝까지의 거리를 L2라 할 때, 상기 화약뭉치 조립체(80)에 의해 발생하는 총에너지 E 중 상기 낙하산 조립체(60) 및 반발탄체(70)에 작용하는 에너지 E1 및 E2 는 하기의 수학식 1과 같이 나타난다.
Figure 112010030974682-pat00001
이때, 상기 낙하산 조립체(60) 및 반발탄체(70)에 의한 운동량(Momentum)이 동일하므로, 상기 낙하산 조립체(60) 및 반발탄체(70)에 작용하는 에너지는 하기의 수학식 2와 같이 각각의 중량에 반비례하고 이탈속도와는 비례함을 알 수 있다.
Figure 112010030974682-pat00002
그리고, 상기 수학식 1과 수학식 2을 조합하면 하기의 수학식 3을 얻을 수 있다.
Figure 112010030974682-pat00003
상기 수학식 1 내지 3을 이용하면, 상기 낙하산 조립체(60) 및 반발탄체(70)의 발사관 이탈속도와 장입 위치를 설정할 수 있게 된다. 다음의 수학식 4와 5는 상기 낙하산 조립체(60)의 중량(M1)이 300㎏, 반발탄체(70)의 중량(M2)이 1150㎏이고, 상기 원통형 발사관(10)의 총길이(L)는 10,600㎜, 상기 낙하산 조립체(60)와 반발탄체(70) 사이의 간격은 2,510㎜이며, 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약량은 12.5㎏, 총에너지 발생량(E)은 17.34MJ로 가정할 경우의 각각에 작용하는 에너지와 발사관 이탈 속도 및 설치 위치를 계산한 것이다.
Figure 112010030974682-pat00004
Figure 112010030974682-pat00005
상기 수학식 5의 결과에 따라 상기 낙하산 조립체(60) 및 반발탄체(70)를 상기 원통형 발사관(10)에 장입시킨 상태에서 낙하산 전개시험을 실시한다.
한편, 상기 원통형 발사관(10)을 지지하는 상기 전방 지지부(20)는 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분에 결합되는 전방 클램프(21)와, 상기 전방 클램프(21)를 승강 가능하게 지지하는 가로 프레임(23)과, 상기 수평 베드(40)에 설치되어 상기 가로 프레임(23)을 지지하는 전방 프레임(22)과, 상기 가로 프레임(23)에 설치되어 상기 전방 클램프(21)를 승강시키는 잭 스크류(24)와, 상기 잭 스크류(24)를 작동시키는 구동모터(25)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 구동모터(25)가 정회전 또는 역회전할 때 상기 잭 스크류(24)에 의해 상기 전방 클램프(21)가 상하로 승강된다.
상기 후방 지지부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 발사관(10)의 후방 부분에 결합되는 후방 클램프(31)와, 상기 수평 베드(40)에 설치되며 상기 후방 클램프(31)가 힌지(33)로 결합되어 상기 후방 클램프(31)를 회전 가능하게 지지하는 후방 프레임(32)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제어수단은, 상기 화약뭉치 조립체(80)의 점화장치에 점화용 전선(52)으로 연결된 발사 스위치(51)와, 상기 전방 지지부(20)에 구비된 구동모터(25)에 전원을 인가하는 전원선(54)으로 연결되어 잭 스크류(24) 제어함으로써 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분을 승강시키는 스크류 조정 스위치(53)로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치는, 잭 스크류를 이용하여 발사각도를 조정하면서 낙하산 조립체를 발사하도록 하고 있다.
수평 베드(40) 위에 설치된 원형 발사관(10)에 반발탄체(70)와 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체(60)를 순차적으로 장입하고, 스크류 조정 스위치(53)를 이용하여 전방 지지부(20)에 구비된 구동모터(25)를 정회전 또는 역회전시킴으로써 잭 스크류(24)에 의해 상기 원형 발사관(10)의 전방 부분의 높이를 조정하여 낙하산 조립체(60)의 발사각도를 결정한다. 이후, 발사 스위치(51)를 조작하여 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약(85)에 점화함으로써, 상기 화약(85)의 폭발에 따른 압력에 의해 상기 낙하산 조립체(60)는 상기 원형 발사관(10)의 전방으로 발사되고 상기 반발탄체(70)는 상기 원형 발사관(10)의 후방으로 배출되도록 한다.
상기 원형 발사관(10)에서 발사된 낙하산 조립체(60)는 상기 원형 발사관(10)으로부터 이탈된 직후 낙하산 전개 메커니즘에 따라 전개된다. 즉, 상기 낙하산 조립체(60)가 상기 원형 발사관(10)으로부터 이탈되면서 항력날개(68)가 전개되고, 상기 항력날개(68)로 인해 후방체(67)의 이동속도가 느려지게 되어 상기 후방체(67)가 전방체(61)로부터 분리된다. 이에 따라 상기 후방체(67)와 당김줄(66)로 연결된 낙하산 용기 덮개(65)가 상기 전방체(61)에 구비된 낙하산 용기(62)로부터 분리되고, 상기 낙하산 용기 덮개(65)와 일체로 형성된 낙하산 전개낭(64)이 상기 낙하산 용기(62)로부터 빠져나오면서 상기 낙하산 용기(62) 내부에 수납된 낙하산(63)이 서서히 빠져나오면서 전개되다가 공기 저항에 의해 완전히 전개된다.
이와 같이 상기 낙하산 조립체(60)가 상기 원통형 발사관(10)으로부터 발사된 후 낙하산 전개 메커니즘에 따라 전개되는 과정을 고속 카메라를 이용하여 고속촬영하며, 고속촬영된 자료를 바탕으로 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 검사하게 된다.
한편, 본 발명의 낙하산 전개 시험방법은, 상기한 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치를 이용하는 것으로, 그 구체적인 방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 견인줄(13)을 원통형 발사관(10)의 후방으로 삽입하여 그 끝단이 상기 원통형 발사관(10)의 전방으로 노출되도록 하는 준비단계와; 반발탄체(70)를 받침대에 거치한 후 상기 반발탄체(70)를 관통하도록 점화용 전선(52)을 설치하고 상기 견인줄(13)을 연결하여 상기 반발탄체(70)의 일부를 상기 원통형 발사관(10)의 전방쪽으로 장입하는 반발체 장입단계; 낙하산 조립체(60)를 거치한 후 상기 반발탄체(70)와 상기 낙하산 조립체(60)를 견인줄(13)로 연결하는 낙하산 조립체 설치단계와; 상기 반발탄체(70)와 낙하산 조립체(60) 사이에 화약뭉치 조립체(80)를 연결함과 아울러 상기 점화용 전선(52)의 일단을 상기 화약뭉치 조립체(80)에 연결하고 다른 일단을 발사 스위치(51)에 연결한 후, 상기 견인줄(13)을 당겨 상기 반발탄체(70)와 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체(60)를 동시에 상기 원통형 발사관(10)에 장입하는 발사체 장입단계와; 상기 원통형 발사관(10)의 전방부를 들어올려 발사각도를 조정하는 발사각 조정단계와; 상기 발사 스위치(51)를 조작하여 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약뭉치를 점화시켜 상기 낙하산 조립체(60)를 발사하고 상기 반발탄체(70)가 반작용에 의해 상기 원통형 발사관(10)으로부터 이탈되도록 하는 발사단계와; 발사된 낙하산 조립체(60)에서의 낙하산 전개를 확인하는 검사단계;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 점화용 전선(52)은 상기 반발탄체(70)의 중심을 관통하여 설치되며, 상기 낙하산 조립체(60)는 상기 원통형 발사관(10)이 설치된 수평 베드(40)에 이동 가능하게 설치된 카 크레인(도시 생략)에 거치되어 상기 견인줄(13)을 당길 때 상기 카 크레인에 거치된 상태로 이동된다. 그리고, 상기 발사각 조정단계 및 발사단계는 원격 조정에 의해 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 검사단계는 낙하산 전개장면을 고속촬영한 후 고속촬영 자료를 분석하여 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 검사하는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 낙하산 전개 시험방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
수평 베드(40)에 전방 지지부(20)와 후방 지지부(30)를 설치하고, 상기 전방 지지부(20)의 전방 클램프(21) 및 상기 후방 지지부(30)의 후방 클램프(31)에 원통형 발사관(10)을 결합시켜 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치의 조립을 완료한다. 그리고, 견인줄(13)을 상기 원통형 발사관(10)의 후방으로 삽입하여 그 끝단이 상기 원통형 발사관(10)의 전방으로 노출되도록 한다.
이어 반발탄체(70)를 받침대에 거치한 후 그 중심을 관통하도록 점화용 전선(52)을 설치하되, 상기 점화용 전선(52)의 일부가 상기 반발탄체(70)의 앞으로 빠져나오도록 하여 후에 설치되는 화약뭉치 조립체(80)에 연결되도록 한다. 그리고, 상기 원통형 발사관(10)의 전방으로 노출된 상기 견인줄(13)을 상기 반발탄체(70)의 후방에 구비된 연결고리(79)에 연결하고 상기 견인줄(13)을 윈치로 끌어당김으로써 상기 반발탄체(70)의 일부를 상기 원통형 발사관(10)의 전방쪽으로 장입시킨다.
이어, 상기 원통형 발사관(10)의 앞쪽에 위치한 카 크레인에 낙하산 조립체(60)를 거치하고, 상기 반발탄체(70)와 낙하산 조립체(60)를 견인줄(13)로 연결한다. 그리고, 상기 반발탄체(70)와 낙하산 조립체(60) 사이에 화약뭉치 조립체(80)를 연결한다. 즉, 상기 반발탄체(70)의 전방과 상기 화약뭉치 조립체(80)의 후방에 각각 구비된 연결고리(73)(83)를 견인줄(13)로 연결하고, 상기 화약뭉치 조립체(80)의 전방과 상기 낙하산 조립체(60)의 후방에 각각 구비된 연결고리(83)(69)도 견인줄로 연결함으로써 상기 반발탄체(70)와 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체(60)가 일체로 움직이도록 하는 것이다. 이때, 상기 견인줄(13)로 각각 3곳 이상씩 연결하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 반발탄체(70)의 후방에 연결된 견인줄(13)을 윈치로 잡아당김으로써 상기 반발탄체(70)와 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체(60)가 일체로 이루어진 발사체를 상기 원통형 발사관(10) 내부에 장입한다. 이때, 상기 화약뭉치 조립체(80)에 구비되는 화약의 양과 발사관 이탈 속도 및 상기 반발탄체(70)와 낙하산 조립체(60)의 장입 위치는 상기 낙하산 조립체(60)의 중량 및 반발탄체(70)의 중량에 따라 결정한다.
이상의 과정을 통해 상기 원통형 발사관(10)의 내부에 발사체가 모두 장입되면, 스크류 조작 스위치(53)를 조작하여 상기 원통형 발사관(10)의 전방부를 들어올림으로써 낙하산 조립체(60)의 발사각도를 조정한다. 상기 원통형 발사관(10)의 경사각 조정이 완료되면, 발사 스위치(51)를 조작하여 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약을 점화시킨다.
이에 따라 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약(85)이 폭발하면서 압력이 발생하게 되고, 이 압력에 의해 상기 낙하산 조립체(60)는 상기 원통형 발사관(10)의 전방으로 발사되고 상기 반발탄체(70)는 상기 원통형 발사관(10)의 후방으로 배출된다. 이때, 상기 원통형 발사관(10)의 내부에 상기 반발탄체(70)가 설치되어 있고, 상기 반발탄체(70)의 중량이 상기 낙하산 조립체(60)에 비해 훨씬 무거우므로 상기 화약뭉치 조립체(80)의 폭발에 따른 압력 에너지의 대부분이 상기 낙하산 조립체(60)에 전달되고 나머지는 상기 반발탄체(70)로 전달된다. 따라서, 상기 낙하산 조립체(60)는 초고아음속으로 발사되고 상기 반발탄체(70)는 그 반작용에 의해 상기 원통형 발사관(10)의 후방으로 빠져나가게 된다.
한편, 상기 반발탄체(70)가 상기 원통형 발사관(10)의 내부에서 상기 낙하산 조립체(60)와 반대 방향으로 움직이게 되므로, 상기 원통형 발사관(10)에 작용하는 압력이 순간적으로 감소하게 됨은 물론 상기 원통형 발사관(10)의 후방으로 빠져나오는 폭발 화염의 양이 최소화된다. 따라서, 상기 원통형 발사관(10)의 두께를 필요 이상으로 두껍게 할 필요가 없으며 폭발 화염으로 인한 안전사고의 발생도 방지된다.
상기 원통형 발사관(10)으로부터 발사된 낙하산 조립체(60)는 낙하산 전개 메커니즘에 의해 전개되며, 상기 낙하산 조립체(60)가 전방체(61)와 후방체(67)로 분리되면서 전개되는 낙하산(63)의 모습은 고속 카메라에 의해 고속촬영된다. 따라서, 이 고속촬영 자료를 분석하면 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 원통형 발사관(10)의 발사각 조정이나 화약뭉치 조립체(80)의 화약(85)에 대한 점화 등은 스크류 조정 스위치(53) 및 발사 스위치(51) 등을 이용하여 원격 조정하게 되므로, 시험자 및 관람자들의 안전성을 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
10: 원통형 발사관 13: 견인줄
20: 전방 지지부 21: 전방 클램프
22: 전방 프레임 23: 가로 프레임
24: 잭 스크류 25: 구동모터
30: 후방 지지부 31: 후방 클램프
32: 후방 프레임 33: 힌지
40: 수평 베드
51: 발사 스위치 52: 점화용 전선
53: 스크류 조정 스위치 54: 전원선
60: 낙하산 조립체 61: 전방체
62: 낙하산 용기 63: 낙하산
64: 낙하산 전개낭 65: 낙하산 용기 덮개
66: 낙하산 당김줄 67: 후방체
68: 항력날개 69: 연결고리
70: 반발탄체 71: 본체
72: 아이볼트 73: 연결고리
74: 체결볼트 75: 중량체
80: 화약뭉치 조립체 83: 연결고리
85: 화약

Claims (12)

  1. 내압/내화성 밀폐구조로 이루어진 낙하산 전개 메커니즘이 구현된 낙하산 조립체(60)와 내부에 폭발용 화약이 채워진 화약뭉치 조립체(80) 및 상기 낙하산 조립체(60)와 반대 방향으로 배출되는 반발탄체(70)가 장입된 원통형 발사관(10)과;
    수평 베드(40) 위에 설치되며 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분을 승강시키는 전방 지지부(20)와;
    상기 수평 베드(40) 위에 설치되며 상기 원통형 발사관(10)의 후방 부분을 회전 가능하게 지지하는 후방 지지부(30)와;
    상기 원통형 발사관(10) 및 상기 전방 지지부(20)를 원격 조정하기 위한 제어수단;을 포함하고,
    상기 낙하산 조립체(60)는, 선단부가 원추형으로 형성된 전방체(61)의 후방에 결합되고 낙하산(63)이 연결되어 수납되는 낙하산 용기(62)와, 상기 낙하산(63)의 캐노피 부분이 수납되며 이탈시 상기 낙하산(63)의 캐노피가 전개되도록 하는 낙하산 전개낭(64)과, 상기 낙하산 용기(62)에 끼워지며 상기 낙하산 전개낭(64)이 구비된 낙하산 용기 덮개(65)와, 상기 낙하산 용기(62)가 끼워져 상기 전방체(61)에 결합되며 상기 낙하산 용기 덮개(65)와 낙하산 당김줄(66)로 연결되는 후방체(67) 및 상기 후방체(67)에 설치되어 상기 원통형 발사관(10)으로부터 이탈시 전개되는 항력날개(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 낙하산 조립체(60)와 화약뭉치 조립체(80) 및 반발탄체(70)는 각각의 끝단부에 설치된 연결고리(69)(83)(73)가 견인줄(13)로 연결되어 상기 원통형 발사관(10)의 내부에서 일체로 움직이도록 하고, 상기 반발탄체(70)에 연결된 견인줄(13)을 상기 원통형 발사관(10)의 후방에서 윈치로 끌어당겨 상기 원통형 발사관(10) 내에 장입시키는 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반발탄체(70)는 크레인으로 이동시킬 수 있도록 아이볼트(72)가 착탈 가능하게 결합되는 본체(71)와, 상기 본체(71)에 결합되는 복수개의 중량체(75)와, 상기 본체(71)에 상기 중량체(75)를 결합시키는 체결볼트(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전방 지지부(20)는, 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분에 결합되는 전방 클램프(21)와, 상기 전방 클램프(21)를 승강 가능하게 지지하는 가로 프레임(23)과, 상기 수평 베드(40)에 설치되어 상기 가로 프레임(23)을 지지하는 전방 프레임(22)과, 상기 가로 프레임(23)에 설치되어 상기 전방 클램프(21)를 승강시키는 잭 스크류(24)와, 상기 잭 스크류(24)를 작동시키는 구동모터(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후방 지지부(30)는, 상기 원통형 발사관(10)의 후방 부분에 결합되는 후방 클램프(31)와, 상기 수평 베드(40)에 설치되며 상기 후방 클램프(31)가 힌지(33)로 결합되어 상기 후방 클램프(31)를 회전 가능하게 지지하는 후방 프레임(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 화약뭉치 조립체(80)의 점화장치에 점화용 전선(52)으로 연결된 발사 스위치(51)와, 상기 전방 지지부(20)에 구비된 구동모터(25)에 전원을 인가하는 전원선(54)으로 연결되어 잭 스크류(24)를 제어함으로써 상기 원통형 발사관(10)의 전방 부분을 승강시키는 스크류 조정 스위치(53)로 이루어진 것을 특징으로 하는 경사조절형 낙하산 조립체 발사 시험장치.
  8. 견인줄(13)을 원통형 발사관(10)의 후방으로 삽입하여 그 끝단이 상기 원통형 발사관(10)의 전방으로 노출되도록 하는 준비단계와;
    반발탄체(70)를 받침대에 거치한 후 상기 반발탄체(70)를 관통하도록 점화용 전선(52)을 설치하고, 상기 견인줄(13)을 상기 반발탄체(70)에 연결하여 상기 반발탄체(70)의 일부를 상기 원통형 발사관(10)의 전방쪽으로 장입하는 반발체 장입단계;
    낙하산 조립체(60)를 거치한 후 상기 반발탄체(70)와 상기 낙하산 조립체(60)를 견인줄(13)로 연결하는 낙하산 조립체 설치단계와;
    상기 반발탄체(70)와 낙하산 조립체(60) 사이에 화약뭉치 조립체(80)를 연결함과 아울러 상기 점화용 전선(52)의 일단을 상기 화약뭉치 조립체(80)에 연결하고 다른 일단을 발사 스위치(51)에 연결한 후, 상기 견인줄(13)을 당겨 상기 반발탄체(70)와 화약뭉치 조립체(80) 및 낙하산 조립체(60)를 동시에 상기 원통형 발사관(10)에 장입하는 발사체 장입단계와;
    상기 원통형 발사관(10)의 전방부를 들어올려 발사각도를 조정하는 발사각 조정단계와;
    상기 발사 스위치(51)를 조작하여 상기 화약뭉치 조립체(80)의 화약을 점화시켜 상기 낙하산 조립체(60)를 발사하고 상기 반발탄체(70)가 반작용에 의해 상기 원통형 발사관(10)으로부터 이탈되도록 하는 발사단계와;
    발사된 낙하산 조립체(60)에서의 낙하산 전개를 확인하는 검사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하산 전개 시험방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 점화용 전선(52)은 상기 반발탄체(70)의 중심을 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 낙하산 전개 시험방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 낙하산 조립체(60)는, 상기 원통형 발사관(10)이 설치된 수평 베드(40)에 이동 가능하게 설치된 카 크레인에 거치되는 것을 특징으로 하는 낙하산 전개 시험방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 발사각 조정단계 및 발사단계는 원격 조정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 낙하산 전개 시험방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 검사단계는 낙하산 전개장면을 고속촬영한 후 고속촬영 자료를 분석하여 낙하산 주요부의 강도 및 전개 성능을 검사하는 것을 특징으로 하는 낙하산 전개 시험방법.
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