KR101421125B1

KR101421125B1 - 지뢰 방호 차량

Info

Publication number: KR101421125B1
Application number: KR1020130094639A
Authority: KR
Inventors: 구만회; 김동규; 박지우
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-07-18

Abstract

본 발명은 차체 하부에 폭압을 분산시키는 폭압 방호 시스템을 포함하는 차량에 있어서, 상기 폭압 방호 시스템은 차량 몸체의 하면에서 지면 방향으로 이격되어 상기 차량 몸체에 결합되는 방호 구조물 및 상기 방호 구조물과 상기 차량 몸체를 연결시키는 폭압 흡수 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량을 제공한다.

Description

지뢰 방호 차량{MINE RESISTANCE AMBUSH PROTECTED VEHICLE}

본 발명은 폭압 방호 시스템을 구비하는 차량에 관한 것이다.

최근 들어 세계 각국에서는 지뢰나 급조폭발물로부터 인명이나 차량을 보호하기 위하여 지뢰방호차량(MRAP : Mine Resistance Ambush Protected Vehicle)을 개발하고 있다.

지뢰방호차량의 큰 특징 중에 하나는 차량 하부로부터 발생하는 지뢰나 급조폭발물의 폭압을 효과적으로 분산시킬 수 있도록 V 형상의 구조물을 차체 하부에 장착하고 있다는 것이다.

기존의 지뢰방호차량은 이러한 형태의 V형 구조물을 차량 하부에 직접 볼트로 장착하거나 혹은 용접함으로써 차체와 일체형 구조를 이루고 있기 때문에 비록 어느 정도의 폭압을 분산시키는 효과는 있지만 폭압이 차체에 그대로 전달된다는 단점을 가지고 있었다.

폭압이 차체에 그대로 전달될 경우 차량의 복잡한 기기들에 손상이 갈 우려가 있으며 내부에 탑승한 사람들이 충격을 받을 위험이 있다. 따라서, 폭압을 분산시키는 기능과 폭압 충격을 흡수할 수 있는 기능을 동시에 갖는 지뢰방호차량에 대한 연구가 진행되고 있다.

본 발명은 폭압을 분산시키는 기능 및 폭압 충격파를 흡수 또는 완화할 수 있는 기능을 갖는 폭압 방호 차량을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 폭압 방호 차량은 차체 하부에 폭압을 분산시키는 폭압 방호 시스템을 포함하며, 상기 폭압 방호 시스템은 차량 몸체의 하면에서 지면 방향으로 이격되어 상기 차량 몸체에 결합되는 방호 구조물 및 상기 방호 구조물과 상기 차량 몸체를 연결시키는 폭압 흡수 모듈을 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방호 구조물은 중앙부가 지면 방향으로 돌출된 형상을 이루도록 형성된다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방호 구조물은 상기 하면과 오버랩되는 방호면과, 상기 방호면의 일단에서 차량의 높이 방향으로 절곡되어 연장되는 폭압 차단면 및 상기 폭압 차단면의 일단에서 절곡되어 차량의 너비 방향으로 연장되는 결합면을 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 차량 몸체는 상기 몸체의 너비 방향으로 돌출되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부와 결합면은 서로 중첩되도록 배치된다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 폭압 흡수 모듈은 상기 결합면으로부터 상기 돌출부를 관통하여 연장되는 가이드 볼트를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 폭압 흡수 모듈은 상기 가이드 볼트의 외주를 둘러싸고 상기 결합면과 돌출부 사이에 배치되는 탄성부재를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 폭압 흡수 모듈은 상기 결합면과 돌출부 사이에 배치되고 상기 방호 구조물의 운동에너지를 흡수하여 형태가 변하는 알루미늄 폼을 더 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가이드 볼트의 일단부에는 고정너트가 결합되고, 상기 고정너트와 돌출부 사이에는 제2 탄성부재가 배치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 차량은 지뢰나 급조 폭발물이 차량 하부에서 폭발하였을 때 발생하는 폭발 압력을 효율적으로 차단하고 흡수함으로써 차체 구조물에 전달되는 충격을 최소화할 수 있다. 이를 통해 차량 내부의 승무원이나 주요 구성품을 보호하여 전투 수행 능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 폭압 방호 시스템의 분해도.
도 2는 본 발명의 폭압 방호 차량을 정면에서 바라본 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 폭압 흡수 모듈의 확대도.
도 4는 본 발명의 폭압 방호 시스템의 장착 개념도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 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 폭압 방호 시스템의 분해도이다.

도 1을 참조하면, 차량에는 폭압 방호 시스템이 장착된다.

차량의 측면에는 상기 폭압 방호 시스템이 결합되는 돌출부(101)가 형성될 수 있다.

폭압 방호 시스템은 방호 구조물(210) 및 폭압 흡수 모듈(300)을 포함한다.

상기 방호 구조물(210)은 차량 몸체의 하면을 덮도록 형성되어 차량 하부에서 폭발하는 지뢰와 같은 폭발물의 폭압(F)을 분산시킨다. 방호 구조물(210)은 차량 몸체와 이격되도록 배치되고 폭압 흡수 모듈(300)에 의하여 차량 몸체에 연결된다.

방호 구조물(210)은 차량 몸체의 하면과 오버랩되는 방호면(211)과, 방호면(211)의 일단에서 차량의 높이 방향으로 절곡되어 연장되는 폭압 차단면(212) 및 폭압 차단면(212)의 일단에서 절곡되어 차량의 너비 방향으로 연장되는 결합면(213) 등을 포함한다.

방호면(211)은 중앙부가 지면 방향으로 돌출된 형상을 이루도록 형성된다. 예를 들어 방호 구조물(210)은 "V"자 형상 또는 "U"자 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 구조에 의하여 폭압(F)이 양측으로 분산되어 차체에 직접적으로 가해지는 힘이 줄어든다.

폭압 차단면(212)은 차량 측면의 일부를 덮도록 형성되며 폭압 흡수 모듈(300)이 구동되어 방호 구조물(210)이 이동할 때 가이드 면이 될 수도 있다.

방호면(211)을 통해 양측으로 분산된 폭압(F)이 차체에 영향을 미치지 않도록, 폭압 차단면(212)은 차체 측면의 폭압(F)을 차단한다. 또한, 폭압 차단면(212)의 일단에는 차량의 너비 방향으로 연장되는 결합면(213)이 형성된다. 폭압 차단면(212)을 따라 위로 진행되던 폭압(F)은 결합면(213)을 따라 차량 외부로 방출된다.

결합면(213)에는 가이드 볼트(310)가 삽입되는 삽입홀(214)들이 형성된다. 결합면(213)은 몸체의 돌출부(101)와 중첩되도록 배치된다. 돌출부(101)에는 상기 삽입홀(214)들에 각각 중첩되도록 형성되는 관통홀(102)들을 포함한다.

폭압 흡수 모듈(300)은 가이드 볼트(310)와, 탄성부재(320) 및 알루미늄 폼(330) 등을 포함한다.

가이드 볼트(310)는 머리부(311)와 결합부(312)를 포함한다. 결합부(312)는 상기 삽입홀(214)을 통과하여 돌출부(101)에 결합된다. 상기 결합부(312)는 상기 관통홀(102)들을 통과하여 더 연장될 수도 있다. 머리부(311)는 결합면(213)의 하면에 접하여 고정되며 결합부(312)는 관통홀(102)을 통과하여 상하로 이동할 수 있다.

탄성부재(320)는 가이드 볼트(310)의 외주를 감싸도록 배치된다. 즉, 가이드 볼트(310)는 탄성부재(320)의 탄성 변형 방향을 가이드한다.

알루미늄 폼(330) 및 탄성부재(320)는 결합면(213)과 돌출부(101) 사이에 배치된다. 상기 알루미늄 폼(330)은 외부 충격에 의하여 용이하게 형상이 변형되는 다른 재질의 부재로 대체될 수 있다.

폭압 흡수 모듈(300)의 동작에 대해선 아래에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 폭압(F) 방호 차량을 정면에서 바라본 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 폭압 흡수 모듈(300)의 확대도이며, 도 4는 본 발명의 폭압 방호 시스템의 장착 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 구성은 크게 두 가지로 구분된다. 하나는 하부의 V형 구조로부터 전달되어 오는 폭압(F) 충격이 승무원이나 주요 장비에 직접 전달되지 않도록 차체구조물과 V형 구조물이 서로 분리되어 장착되는 공간구조이며 다른 하나는 하부로부터 전달되는 폭압(F) 충격파를 흡수 혹은 완화할 수 있는 폭압 흡수 모듈(300)이다.

폭압(F) 차단을 위한 공간구조는 상기에서 설명한 바와 같이 차체 구조물에 V형 구조가 일체형 구조를 이루지 않고 폭발 충격을 효율적으로 차단할 수 있도록 어느 정도의 공간을 유지시키는 구조이다. 기존에는 V형 구조가 차체 구조물에 용접이나 볼트 이음을 통해 일체형으로 되어 있어 폭발 충격이 직접 차체에 전달되었으나, 본 발명에서는 이를 방지하고자 몸체와의 공간을 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.

도시된 바에 따르면, 방호 구조물(210)은 방호면(211)과, 폭압 차단면(212) 및 결합면(213)으로 구성되며, 방호면(211)은 V자 형상을 이루며 차체의 바닥에서 이격되어 배치된다. 구체적으로 설명하면, 방호 구조물(210) 자체는 차량 몸체와 직접 결합되지 않고 가이드 볼트(310)에 의하여 차량 몸체에 연결되는 구조를 이룬다.

폭압 차단면(212)은 방호면(211)의 일단에서 절곡되어 연장되며 차체 측면을 폭압(F)으로부터 보호한다. 또한 폭압 차단면(212)은 방호 구조물(210)에 폭압(F)이 가해졌을 때 방호 구조물(210)이 차량의 높이 방향으로 이동하는 것을 보조할 수 있다. 즉, 폭압 차단면(212)은 차량의 측면과 대면하여 슬라이딩 이동하도록 형성될 수 있다. 이 때 슬라이딩 이동을 보조하도록, 차량 몸체 측면에는 차량의 높이 방향으로 연장되는 돌출 라인이 형성되고 폭압 차단면(212)에는 상기 돌출 라인과 맞물리는 맞물림 홈이 형성될 수 있다.

방호면(211)을 통해 양측으로 분산된 폭압(F)이 차체에 영향을 미치지 않도록 폭압 차단면(212)은 차체 측면으로 분산되는 폭압(F)을 차단한다. 또한, 폭압 차단면(212)의 일단에는 차량의 너비 방향으로 연장되는 결합면(213)이 형성된다. 폭압 차단면(212)을 따라 위로 진행되던 폭압(F)은 결합면(213)을 따라 차량 외부로 방출된다.

가이드 볼트(310)는 결합면(213)과 돌출부(101)를 관통하도록 형성되며, 가이드 볼트(310)의 일단부는 결합면(213)에 고정된다. 가이드 볼트(310)는 돌출부(101)의 관통홀(102)을 지나 몸체의 높이 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 가이드 볼트(310)는 차량 몸체와 상대 이동한다. 가이드 볼트(310)의 외주에는 탄성부재(320)가 배치되어 방호 구조물(210) 및 가이드 볼트(310)가 차량 몸체에 대하여 상대 이동할 때 충격을 흡수한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 폭압 흡수 모듈(300)은 차량 몸체에 방호 구조물(210)을 결합시키는 가이드 볼트(310)와, 탄성부재(320)와, 알루미늄 폼(330)과, 본체의 일측면에 형성되는 돌출부(101)와, 제2 탄성부재(322) 및 고정너트(313) 등을 포함한다.

가이드 볼트(310)는 결합면(213) 및 돌출부(101)를 관통하도록 배치된다. 가이드 볼트(310)는 머리부(311)와 결합부(312)를 포함하며 머리부(311)는 결합면(213)의 하면에 접하여 고정된다. 결합부(312)의 일단에는 와셔(314) 및 고정너트(313)가 결합된다.

결합부(312)의 외주에는 제1 탄성부재(321) 및 제2 탄성부재(322)가 배치된다. 제1 탄성부재(321)는 양단이 각각 결합면(213)과 돌출부(101)에 접하며, 제2 탄성부재(322)는 양단이 각각 돌출부(101) 및 와셔(314)(또는 고정너트)에 접한다.

알루미늄 폼(330)은 결합면(213)과 돌출부(101)의 사이에 배치된다. 알루미늄 폼(330)은 다른 재질의 부재로 대체될 수 있으며, 형상이 변형되며 폭발 충격을 흡수하는 댐퍼 역할을 한다.

보다 구체적으로, 폭발물이 폭발하면 방호 구조물은 차량 몸체의 측면을 따라 화살표 방향으로 이동한다. 이 때 폭발충격은 제1 탄성부재에 의하여 1차적으로 흡수되고 알루미늄 폼에 의하여 2차적으로 흡수된다. 알루미늄 폼은 수직 방향으로 압축되어 형상이 변형된다. 폼의 형상을 변형시키기 위해서는 에너지가 필요하다. 폼 형상 변형에는 폭발물이 방호 구조물에 가하는 폭발 에너지가 사용된다. 폭발 에너지가 폼의 형상 변형 에너지로 변형되면서 차체에 가해지는 에너지를 감소시킬 수 있다. 또한, 폼의 형상이 변형되는 시간만큼 차체에 힘이 가해지는 시간을 지연시킬 수 있다. 이를 통해 차량에 가해지는 충격량을 줄일 수 있으므로 차량 내부의 승무원에게 가해지는 충격을 효율적으로 차단할 수 있다.

가이드 볼트(310)는 차체 구조물에 방호 구조물(210)을 결합시키며탄성부재(320)의 가이드 역할을 한다. 제1 탄성부재(321)는 폭압(F)에 의해 위쪽 방향으로 이동되는 방호 구조물(210)의 이동을 효과적으로 저지하면서 폭발 충격을 흡수하는 기능을 한다. 알루미늄 폼(330)은 방호 구조물(210)이 폭압(F)에 의하여 위쪽 방향으로 이동할 때 변형되어 폭발에너지를 변형에너지로 변환시킨다. 즉, 알루미늄 폼(330)의 형태가 변하면서 폭발 충격이 흡수된다.

제2 탄성부재(322)는 방호 구조물(210)이 차체 구조물에 흔들림 없이 일정하게 고정시키는 역할을 한다. 와셔(314) 및 너트는 가이드 볼트(310)가 분리되는 것을 방지하며 제2 탄성부재(322)를 지지한다.

상기와 같이 구성되는 폭압 방호 시스템을 구비하는 차량은 지뢰나 급조 폭발물이 차량 하부에서 폭발하였을 때 발생하는 폭발 압력을 효율적으로 차단하고 흡수함으로써 차체 구조물에 전달되는 충격을 최소화할 수 있다. 이를 통해 차량 내부의 승무원이나 주요 구성품을 보호하여 전투 수행 능력을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 차량은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

차체 하부에 폭압을 분산시키는 폭압 방호 시스템을 포함하는 차량에 있어서,
상기 폭압 방호 시스템은,
차량 몸체의 하면에서 지면 방향으로 이격되고, 중앙부가 지면 방향으로 돌출된 형상을 이루며 상기 차량 몸체에 결합되는 방호 구조물; 및
상기 방호 구조물과 상기 차량 몸체를 연결시키는 폭압 흡수 모듈을 포함하며, .
상기 폭압 흡수 모듈은,
상기 방호 구조물의 일단부와 상기 차량 몸체 측면에 형성되는 돌출부를 관통하여 연장되는 가이드 볼트;
상기 일단부와 돌출부 사이에 상기 가이드 볼트의 외주를 둘러싸도록 배치되는 제1 스프링;
상기 제1 스프링이 외부로 노출되지 않도록 상기 제1 스프링을 감싸는 알루미늄 폼;
상기 가이드 볼트의 일단부에 결합되는 고정너트; 및
상기 고정너트와 돌출부 사이에 상기 가이드 볼트를 둘러싸도록 배치되는 제2 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
삭제
제1항에 있어서,
상기 방호 구조물은,
상기 하면과 오버랩되는 방호면;
상기 방호면의 일단에서 차량의 높이 방향으로 절곡되어 연장되는 폭압 차단면; 및
상기 폭압 차단면의 일단에서 절곡되어 차량의 너비 방향으로 연장되는 결합면을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
제3항에 있어서,
상기 차량 몸체는 상기 몸체의 너비 방향으로 돌출되는 돌출부를 포함하며,
상기 돌출부와 결합면은 서로 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량.
삭제
삭제
제3항에 있어서,
상기 폭압 흡수 모듈은,
상기 결합면과 돌출부 사이에 배치되고 상기 방호 구조물의 운동에너지를 흡수하여 형태가 변하는 알루미늄 폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
삭제