KR101173033B1

KR101173033B1 - 고각구동시스템, 이를 구비한 유도탄 발사시스템 및 고각구동시스템의 작동방법

Info

Publication number: KR101173033B1
Application number: KR20100099491A
Authority: KR
Inventors: 이학렬; 김태진; 송태선
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-08-10
Also published as: KR20120037808A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 고각구동시스템은 원통형 하우징내에 피스톤에 의하여 제1영역과 제2영역으로 분리되고, 상기 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부가 상하이동하도록 형성되는 고각구동기와, 상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 분배장치 및 상기 분배장치의 작동을 조절하도록 형성되는 잠금부를 포함함으로써, 센서와 전자적 제어장치를 구비하지 않고도 신뢰성 있는 고각구동시스템을 구현할 수 있다.

Description

고각구동시스템, 이를 구비한 유도탄 발사시스템 및 고각구동시스템의 작동방법{SYSTEM FOR CONTROLLING ELEVATION, MISSILE FIRING SYSTEM HAVING THE SAME AND THE PROCESSING METHOD OF THE SYSTEM FOR CONTROLLING ELEVATION }

본 발명의 실시예들은 캠 및 유압회로를 구성하여 고각구동기의 작동속도를 조절할 수 있는 고각구동시스템, 이를 구비한 유도탄 발사시스템 및 고각구동시스템의 작동방법에 관한 것이다.

고각구동시스템은 유도탄 발사대와 같은 특수장비를 회전축을 중심으로 회동가능하게 형성하는 경우에 사용된다. 이러한 고각구동시스템은 통상적으로 고각구동부는 잠금장치로 고정되어 있고, 고각구동전에 잠금장치를 해제하고 이를 확인 후 고각구동장치를 작동한다.

이러한 고각구동장치는 유도탄과 같은 특수장비를 운용하는 경우에 사용되는 경우 구동 초기 및 종말부에 작동속도를 줄이는 방식으로 운용되어야 한다.

따라서, 고각구동 초기와 종말부에는 작동속도를 줄여서 운용안정성을 높일 수 있으며, 별도의 센서나 전자적 제어장치를 구비하지 않고도 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있는 시스템이 고려될 수 있다.

본 발명의 일실시예들은 잠금실린더와 캠을 구비한 분배장치를 이용하여, 고각구동기의 잠금을 자동으로 해제하고, 고각구동속도를 조절할 수 있는 고각구동시스템을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고각구동시스템은 원통형 하우징내에 피스톤에 의하여 제1영역과 제2영역으로 분리되고, 상기 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부가 상하이동하도록 형성되는 고각구동기와, 상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 분배장치 및 상기 분배장치의 작동을 조절하도록 형성되는 잠금부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 분배장치는, 상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 유량조절부 및 상기 유량조절부의 일단과 접촉하도록 형성되는 캠을 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 캠은 타원의 바디로 형성되고, 회전의 중심은 타원의 일단에 편향되도록 설치된다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 캠에 캠의 작동 위치를 조절할 수 있도록 각도조절부가 형성된다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 캠의 상기 유량조절부와 접촉하는 일면은, 상기 유량조절부의 일단과의 접촉이 유지되도록, 안내부가 형성된다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 잠금부는, 유량의 공급방향을 전환하는 방향전환밸브 및 상기 방향전환밸브의 작동을 잠그거나 해제하도록 형성되는 잠금실린더를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 잠금실린더는, 하우징내에 제2로드부가 슬라이드 이동 가능하도록 형성되고, 상시 제2로드부는 상기 하우징내의 일단과 결합한 스프링에 의하여 지지되며, 상기 하우징의 일면에 형성되는 유압포트를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 고각구동기와 상기 분배장치 간의 유압의 공급은 카운터밸런스밸브를 구비한 유압회로 및 상기 분배장치와 상기 잠금부 간의 유압의 공급은 방향전환밸브와 유량조절밸브를 포함한 유압회로에 의하여 이루어진다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여, 본 발명은 유도탄 발사대와 상기 유도탄 발사대의 일단과 힌지 결합되고, 원통형 하우징을 포함하고, 피스톤에 의하여 상기 원통형 하우징은 제1영역과 제2영역으로 분리되고, 상기 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부가 상하이동하도록 형성되는 고각구동기와, 상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 분배장치 및 상기 분배장치의 작동을 조절하도록 형성되는 잠금부를 포함하여, 상기 고각구동기의 작동에 의하여 상기 유도탄 발사대의 고각을 조절할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템을 개시한다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여, 본 발명은 제1방향전환밸브가 작동되어 잠금실린더 내에 유압이 공급되는 단계와, 제2로드부가 슬라이드 이동하면서, 잠금이 해제되는 단계와, 상기 잠금실린더로부터 유압을 공급받고, 분배장치 내의 캠의 각도가 조절되면서, 유량조절부와 접촉하여 유압이 조절되는 단계 및 상기 분배장치로부터 유압을 공급받아 고각구동기가 작동되는 단계를 포함하는 고각구동시스템의 작동방법을 개시한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 고각구동시스템은 초기 위치 및 작업대상물의 각도(또는 발사각도)가 고정되는 위치에서는 느린 각속도로 작동이 되도록 구현되어 안정성을 확보할 수 있으며, 초기 위치와 고정 위치 사이에서는 일정 이상의 각속도가 유지되어 원활한 운용성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르는 고각구동시스템은 캠과 유량조절부를 구비한 분배장치 및 유압회로를 통하여 시스템을 구현함으로써, 센서와 전자적 제어장치를 구비하지 않고도 신뢰성 있는 고각구동시스템을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 발사시스템의 개념도.
도 2a는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치의 정면도.
도 2b는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치의 측면도.
도 2c는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치의 배면도.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 캠의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 각도조절부의 평면도.
도 5a는 본 발명의 일실시예와 관련된 잠금실린더의 평면도.
도 5b는 본 발명의 일실시예와 관련된 잠금실린더의 A - A라인을 따란 절단한 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 고각구동기의 개념도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고각구동시스템의 유압회로도.
도 8a 내지 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 발사시스템의 작동상태를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 일실시예에 따르는 고각구동시스템, 이를 구비한 유도탄 발사시스템 및 고각구동시스템의 작동방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 발사시스템의 개념도이다. 도시한 바와 같이 유도탄 발사시스템은 유도탄 발사대(110)와, 유도탄 발사대(110)의 일단과 결합하여 회전축을 중심으로 유도탄 발사대(110)를 회전시킬 수 있도록 형성되는 고각구동시스템을 포함한다.

유도탄 발사대(110)는 지면에 단단하게 고정된 지지프레임(150)에 회전축(151) 및 고각구동기(120)의 일단과 각각 결합한다. 고각구동시스템은 고각구동기(120), 분배장치(130) 및 잠금부(140)를 포함하여, 고각구동기(120)의 일단으로부터 돌출된 로드부(121)의 이동에 따라 유도탄 발사대(110)의 발사각도가 조절되게 된다.

고각구동기(120)는 유도탄 발사대(110) 및 지지프레임(150)과 힌지(111, 151) 결합한다.

분배장치(130)는 고각구동기(120)에 공급되는 유량을 조절하는 역할을 하고, 잠금부(140)는 분배장치(130)의 작동을 조절하는 역할을 한다.

이하 도면을 참조하여, 분배장치(130) 및 잠금부(140)의 구성을 살펴보기로 한다.

도 2a는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치(130)의 정면도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치(130)의 측면도이며, 도 2c는 본 발명의 일실시예와 관련된 분배장치(130)의 배면도이다.

도시한 바와 같이, 분배장치(130)는 고각구동기(120)에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 유량조절부(133) 및 유량조절부(133)의 일단과 접촉하도록 형성되는 캠(131)을 포함한다.

여기서 캠(131)은 타원의 바디로 형성되고, 회전의 중심은 타원의 일단에 편향되도록 설치된다.

도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 캠(131)의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 각도조절부(132)(132)의 평면도이다. 도시한 바와 같이, 캠(131)에는 캠(131)의 작동 위치를 조절할 수 있도록 각도조절부(132)가 형성될 수 있다.

또한, 캠(131)의 상기 유량조절부(133)와 접촉하는 일면은, 상기 유량조절부(133)의 일단과의 접촉이 유지되도록, 안내부(131a)가 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 캠(131)의 회전각이 변함에 따라 유량조절부(133)의 돌출된 일단에 가해지는 압력이 변하게 된다. 이러한 압력의 변화에 따라 유압포트(134)를 빠져나와 고각구동기(120)에 공급되는 유압이 조절된다. 유도탄 발사대(110)와 같이 큰 하중을 가진 작업대상물의 경우 초기 위치 및 작업대상물의 각도(또는 발사각도)가 고정되는 위치에서는 느린 각속도로 작동이 되어야 안정성을 확보할 수 있고, 초기 위치와 고정 위치 사이에서는 일정 이상의 각속도가 유지되어야 원활한 운용성을 얻을 수 있다.

그러므로, 캠(131) 및 유량조절부(133)에 의하여 일정 시점에서 고각구동기(120)에 공급되는 유압이 조절 가능하여야 한다. 또한 캠(131)의 위치를 고정하고, 캠(131) 및 유량조절부(133)를 제외한 다른 유압회로를 통하여 유압을 공급함으로써 상기한 바를 달성할 수도 있다.

도 5a는 본 발명의 일실시예와 관련된 잠금실린더(141)의 평면도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예와 관련된 잠금실린더(141)의 A - A라인을 따란 절단한 단면도이다.

잠금부(140)는 유량의 공급방향을 전환하는 방향전환밸브(146) 및 상기 방향전환밸브(146)의 작동을 잠그거나 해제하도록 형성되는 잠금실린더(141)를 포함한다.

도시한 바와 같이, 잠금실린더(141)는, 하우징(145)내에 제2로드부(144)가 슬라이드 이동 가능하도록 형성되고, 상시 제2로드부(144)는 상기 하우징(145)내의 일단과 결합한 스프링(143)에 의하여 지지되며, 상기 하우징(145)의 일면에 형성되는 유압포트(142)를 포함하여 형성된다.

도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 고각구동기(120)의 개념도이다.

도시한 바와 같이, 고각구동기(120)는 원통형의 하우징 내에 실린더(123)와 피스톤(122), 그리고 피스톤(122)에 일단이 결합된 제1로드부(121)를 포함한다.

피스톤(122)에 의하여 하우징 내의 공간은 제1로드부(121)가 실장되는 제1영역과 하우징 및 피스(122)톤에 의하여 한정되는 제2영역으로 분리된다. 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 제1영역과 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부(121)가 상하이동하도록 형성된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고각구동시스템의 유압회로도이다.

제1방향전환밸브(146)는 잠금실린더(141)의 상부, 즉 잠금실린더(141)의 제2실린더가 실장되는 공간의 유압포트(142a)에 연결된다. 상기 유압포트의 하단에 위치한 유압포트(142b)를 지난 유압회로는 제2방향전환밸브(147) 및 제1유량조절밸브(148)와 연결되거나, 고각구동기(120)의 카운터밸런스밸브(124)와 바로 연결되기도 한다. 이를 통해, 고각구동기(120)의 작동은 두 가지의 작동방법을 갖게 된다. 즉, 캠(131)에 의하여 유압이 조절되지 않고, 바로 고각구동기(120)에 유압이 공급됨으로써, 고각구동기(120)의 작동속도를 조절하거나, 캠(131)에 의하여 고각구동기(120)의 작동속도를 조절하는 것이다. 이하에서도 마찬가지다.

제1유량조절밸브(148)를 지난 유압회로는 분배장치(130)의 제2유량조절밸브(135)와 연결되거나 바로 고각구동기(120)의 카운터밸런스밸브(124)와 연결되기도 한다. 고각구동기(120)까지 연결된 유압회로는 다시 제2방향밸브 또는 제1방향밸브와 연결된다.

이하 본 발명의 일실시예에 따르는 고각구동시스템의 작동방법을 앞서 살펴본 유압회로도를 기초로 살펴보기로 한다. 본 실시예에서는 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

먼저 제1방향전환밸브(146)가 작동되어 잠금실린더(141) 내에 유압이 공급된다. 일정 수준 이상의 유압이 지속적으로 공급되면 스프링의 탄성력을 극복하고 제2로드부(144)가 후퇴하면서 유압포트를 통하여 유압이 빠져 나간다.

이와 동시에 제2로드부(144)가 슬라이드 이동하면서, 잠금이 해제된다. 잠금이 해제되면서 제2방향전환밸브(147)를 통하여 유압이 공급되고, 이를 지난 유압은 바로 고각구동기(120)로 공급되거나 분배장치(130)로 공급된다.

이후, 잠금실린더(141)로부터 유압을 공급받고, 분배장치(130) 내의 캠(131)의 각도가 조절되면서, 유량조절부(133)와 접촉하여 유압이 조절되게 된다. 제2방향전환밸브(147) 또는 분배장치(130)로부터 유압을 공급받아 유도탄 발사대(110)가 원하는 발사각도를 갖도록 고각구동기(120)가 작동되는 것이다.

여기서 고각구동기(120)의 작동속도는 분배장치(130)의 캠(131)과 유량조절부(133)에 의하여 제어되고, 초기 또는 말기의 고각구동기(120)의 작동속도는 제2방향전환밸브(147)나 제1유량조절밸브(148)를 통하여 바로 낮은 압력의 유압을 공급받아 고각구동기(120)가 작동함으로써 얻을 수 있다. 이와 같은 구성으로 인하여 본 발명의 일실시예에 따르는 고각구동시스템은 센서와 전자적 제어장치를 구비하지 않고도 신뢰성 있는 고각구동시스템을 구현할 수 있다.

도 8a 내지 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 발사시스템의 작동상태를 도시한 도면이다.

도 8a는 고각구동기(120)가 작동하지 않은 초기 상태라고 할 수 있다. 도 8b 및 도 8c는 유도탄 발사대(110)를 원하는 발사각도로 고정한 상태이다. 도시한 바와 같이, 회전축(151)을 중심으로 고각구동기(120)의 제1로드부(121)를 상하로 이동함으로써, 원하는 발사각도를 조절할 수 있다.

상기와 같이 설명된 고각구동시스템, 이를 구비한 유도탄 발사시스템 및 고각구동시스템의 작동방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

원통형 하우징내에 피스톤에 의하여 제1영역과 제2영역으로 분리되고, 상기 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부가 상하이동하도록 형성되는 고각구동기;
상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 분배장치; 및
상기 분배장치의 작동을 조절하도록 형성되는 잠금부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제1항에 있어서,
상기 분배장치는,
상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 유량조절부; 및
상기 유량조절부의 일단과 접촉하도록 형성되는 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제2항에 있어서,
상기 캠은 타원의 바디로 형성되고, 회전의 중심은 타원의 일단에 편향되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제3항에 있어서,
상기 캠에 캠의 작동 위치를 조절할 수 있도록 각도조절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제2항에 있어서,
상기 캠의 상기 유량조절부와 접촉하는 일면은, 상기 유량조절부의 일단과의 접촉이 유지되도록, 안내부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제1항에 있어서,
상기 잠금부는,
유량의 공급방향을 전환하는 방향전환밸브 및 상기 방향전환밸브의 작동을 잠그거나 해제하도록 형성되는 잠금실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제6항에 있어서,
상기 잠금실린더는,
하우징내에 제2로드부가 슬라이드 이동 가능하도록 형성되고, 상시 제2로드부는 상기 하우징내의 일단과 결합한 스프링에 의하여 지지되며, 상기 하우징의 일면에 형성되는 유압포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
제1항에 있어서,
상기 고각구동기와 상기 분배장치 간의 유압의 공급은 카운터밸런스밸브를 구비한 유압회로; 및
상기 분배장치와 상기 잠금부 간의 유압의 공급은 방향전환밸브와 유량조절밸브를 포함한 유압회로에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고각구동시스템.
유도탄 발사대;
상기 유도탄 발사대의 일단과 힌지 결합되고, 원통형 하우징을 포함하고, 피스톤에 의하여 상기 원통형 하우징은 제1영역과 제2영역으로 분리되고, 상기 제1영역과 제2영역은 각각 유압포트들을 구비하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에의 유압의 공급에 따라 제1로드부가 상하이동하도록 형성되는 고각구동기;
상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 분배장치; 및
상기 분배장치의 작동을 조절하도록 형성되는 잠금부를 포함하여,
상기 고각구동기의 작동에 의하여 상기 유도탄 발사대의 고각을 조절할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템.
제9항에 있어서,
상기 분배장치는,
상기 고각구동기에 공급되는 유량을 조절하도록 형성되는 유량조절부; 및
상기 유량조절부의 일단과 접촉하도록 형성되는 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템.
제9항에 있어서,
상기 잠금부는,
유량의 공급방향을 전환하는 방향전환밸브 및 상기 방향전환밸브의 작동을 잠그거나 해제하도록 형성되는 잠금실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템.
제11항에 있어서,
상기 잠금실린더는,
하우징내에 제2로드부가 슬라이드 이동 가능하도록 형성되고, 상시 제2로드부는 상기 하우징내의 일단과 결합한 스프링에 의하여 지지되며, 상기 하우징의 일면에 형성되는 유압포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템.
제9항에 있어서,
상기 고각구동기와 상기 분배장치 간의 유압의 공급은 카운터밸런스밸브를 구비한 유압회로; 및
상기 분배장치와 상기 잠금부 간의 유압의 공급은 방향전환밸브와 유량조절밸브를 포함한 유압회로에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도탄 발사시스템.
제1방향전환밸브가 작동되어 잠금실린더 내에 유압이 공급되는 단계;
제2로드부가 슬라이드 이동하면서, 잠금이 해제되는 단계;
상기 잠금실린더로부터 유압을 공급받고, 분배장치 내의 캠의 각도가 조절되면서, 유량조절부와 접촉하여 유압이 조절되는 단계; 및
상기 분배장치로부터 유압을 공급받아 고각구동기가 작동되는 단계를 포함하는 고각구동시스템의 작동방법.