KR101473731B1 - 연소압력 누출을 방지하는 격발장치 - Google Patents

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김성호
박종민
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은, 탄피를 수용하는 총열과 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 일측 내부에 삽입되어, 외력에 의해 이동가능하게 형성되는 타격봉, 및 상기 몸체 내부에 형성되는 공이 수용부 내에서, 상기 탄피의 일측에 구비되는 뇌관과 이격되어 배치되며, 상기 타격봉으로부터 충격을 전달받으면 상기 뇌관을 타격하도록 형성되는 공이를 포함하고, 상기 뇌관의 폭발에 의해 발생되는 파편이 상기 공이 수용부 내로 침투하여 발생하는 상기 공이의 동작상의 걸림을 방지하도록, 상기 공이에서 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분이, 상기 공이 수용부의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치를 제안한다.

Description

연소압력 누출을 방지하는 격발장치{PERCUSSION APPARATUS TO SUPPRESS LEAKAGE OF COMBUSTION PRESSURE}
본 발명은 일반적으로 대포 등의 화기에 적용되는 격발장치에 관한 것이다.
일반적으로, 탄두개발에 있어서 필요한 시험 중 파편탄자의 형상 및 재질에 관한 사항을 측정하는 파편효과분석 시험이 있다. 이는 파편탄자 속도 증대에 따른 파편효과를 정확히 측정하는 시험으로서, 형상과 무게가 다른 다양한 파편탄자에 대하여 탄자의 비행 속도를 변화시켜 발생하는 파편효과를 정밀하게 계측한다.
이러한 종류의 시험은 화약의 둔감도를 평가하는 시험에서도 찾을 수 있는데, 탄자의 직경 및 탄속를 변화시키면서 개발화약의 민감도를 측정한다는데서 유사한 시험기법으로 판단할 수 있다. 상술된 시험방법들은 파편충격시험 총열 시스템을 사용하여 실험을 진행한다.
도 1은 종래기술에 따른 총열 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 격발장치(10)의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4a는 도 4에 도시된 공이(13)와 뇌관(24) 부분을 확대한 도면이다.
도 4b, 4c는 도 4a에 도시된 공이(13)가 뇌관(24)을 타격하는 상태 및 뇌관(24)의 폭발에 의해 파편(27)이 발생되는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 4c을 참조하면, 총열 시스템은 격발장치(10)와 격발장치(10)의 내부에 결합되는 총열(20), 및 격발장치(10)와 총열(20)을 지지하는 마운트(30)로 이루어진다. 격발장치(10)로 탄자를 비행시키기 위해서는, 탄피(22)에 추진제를 넣고 타격봉(17)에 의해 공이(13)가 뇌관(24)을 타격하여 발생되는 연소압력으로 탄자를 발사한다. 몸체(11)는 고압의 연소압력이 외부로 배출될 수 있도록 형성되는 벤트홀(16)을 포함할 수 있다. 고속으로 탄자가 비행하는 경우 추진제량이 증가하게 되는데, 연소되는 추진제량이 증가할수록 총열(20)의 약실 압력이 상승하여, 추진제를 충전한 탄피(22)이 받는 압력이 증가되며, 이에 따라 도 4c에 도시된 바와 같이 탄피(22)의 뇌관(24)부분이 터져 생성 압력이 누출되는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 뇌관(24) 파편(27)이 공이(13)와 몸체(11)의 사이 공간에 껴서 안전스프링(15)등의 격발장치(10) 부품을 손상시켜 부품의 교체를 필요로 하는 상황도 발생될 수 있다.
따라서, 격발장치(10)의 연소압력 누출을 방지하고, 뇌관(24)이 파괴되어 발생되는 파편(27)으로 인한 격발장치(10)의 파손을 방지하기 위한 방안이 고려될 수 있다.
본 발명은 격발장치 탄피에서 발생되는 연소압력의 누출가능성을 방지할 수 있는 격발장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 뇌관의 파괴에 따라 발생될 수 있는 파편으로 인한 격발장치의 파손을 가능성을 제거할 수 있는 연소압력 누출을 방지하는 격발장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 격발장치는, 탄피를 수용하는 총열과 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 일측 내부에 삽입되어, 외력에 의해 이동가능하게 형성되는 타격봉, 및 상기 몸체 내부에 형성되는 공이 수용부 내에서, 상기 탄피의 일측에 구비되는 뇌관과 이격되어 배치되며, 상기 타격봉으로부터 충격을 전달받으면 상기 뇌관을 타격하도록 형성되는 공이를 포함하고, 상기 뇌관의 폭발에 의해 발생되는 파편이 상기 공이 수용부 내로 침투하여 발생하는 상기 공이의 동작상의 걸림을 방지하도록, 상기 공이에서 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분이, 상기 공이 수용부의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동가능하게 형성된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분은, 상기 공이가 타격하는 상기 뇌관의 일면과 수직하도록 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 공이는, 상기 뇌관을 마주보는 일측에 형성되는 공이 머리부, 및 상기 공이 머리부를 제외한 타측에 형성되는 공이 몸통부를 포함하고, 상기 공이 머리부는 상기 공이 몸통부보다 단면이 더 크도록 형성되며, 상기 공이 머리부에서 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분이, 상기 공이 수용부의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동가능하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분은, 상기 공이가 타격하는 상기 뇌관의 일면과 수직하도록 형성될 수도 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 공이와 상기 타격봉 사이에 배치되며, 상기 타격봉을 바라보는 상기 공이의 일측이 삽입되어 고정되는 공이길이조절부를 더 포함하고, 상기 타격봉은 상기 공이길이조절부의 일측을 타격하여 격발이 이루어지며, 상기 공이와 상기 뇌관의 이격거리가 조절가능하도록, 상기 공이길이조절부 내에서 상기 공이가 이동되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 공이가 상기 뇌관으로부터 볼트 이음으로 근접하거나 멀어지도록, 상기 공이의 외면과 상기 공이길이조절부의 내면에는 서로 대응하는 나사산이 형성될 수도 있다. 또한, 상기 공이길이조절부로 삽입되는 상기 공이를 지지하도록, 상기 공이가 상기 공이길이조절부로 삽입되는 방향의 타측으로부터 삽입되며, 상기 공이길이조절부 내에서 이동하여 일면이 상기 공이의 일면과 접하도록 형성되는 풀림방지구를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 풀림방지구는 상기 공이길이조절부 내에서 볼트 이음으로 위치가 조절되도록, 상기 풀림방지구의 외면과 상기 공이길이조절부의 내면에는 각각 서로 대응하는 나사산이 형성될 수 있다.
또한, 상기 공이와 상기 공이길이조절부 사이에 위치하는 적어도 하나의 안전스프링을 더 포함하며, 상기 공이가 상기 뇌관을 타격한 후 원래 위치로 복귀할 수 있도록, 상기 안전스프링의 스프링 장력이 상기 타격봉 방향으로 형성될 수도 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 몸체의 일측에 장착되는 솔레노이드를 더 포함하고, 상기 타격봉은 상기 솔레노이드의 일측 내부에 삽입되며, 상기 솔레노이드에 의한 자기력으로 가동될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 연소압력 누출을 방지하는 격발장치에 의하면, 격발장치 약실압력의 누출을 방지하여 고압의 조건에서도 장치의 원활한 시험이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 뇌관의 폭발로 인한 뇌관파편으로부터 발생될 수 있는 격발장치의 파손을 예방할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 총열 시스템의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 격발장치의 정면도.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.
도 4a는 도 3에 도시된 공이와 뇌관 부분을 확대한 도면.
도 4b는 도 4a에 도시된 공이가 뇌관을 타격하는 상태를 나타내는 개념도.
도 4c는 도 4a에 도시된 뇌관의 폭발에 의해 파편이 발생되는 상태를 나타내는 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 격발장치의 정면도.
도 6은 도 5의 B-B선에 따른 단면도.
도 7a는 도 6에 도시된 공이와 뇌관 부분을 확대한 도면.
도 7b는 도 7a에 도시된 공이가 뇌관을 타격하는 상태를 나타내는 개념도.
도 7c는 도 7a에 도시된 뇌관의 폭발에 의해 파편이 발생되는 상태를 나타내는 개념도.
이하, 본 발명의 격발장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 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.
도 5, 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 격발장치의 정면도 및 도 5의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 5, 6을 참조하면, 격발장치(100)는 몸체(110)와 타격봉(134) 및 공이(120)를 포함한다. 몸체(110)는 내부에 탄피(220)를 수용하는 총열(200)과 결합 또는 분리가 가능하도록 형성되며, 탄피(220)는 총열(200)의 외부로 일면이 노출되도록 배치되는 뇌관(240)을 포함한다.
타격봉(134)은 몸체(110)의 일측 내부에 삽입되며, 몸체(110)의 내면을 따라 이동가능하게 형성되며, 공이(120)는 타격봉(134)과 상기 뇌관(240) 사이에서 뇌관(240)의 일면과 일정거리 이격되도록 배치된다.
타격봉(134)이 외력에 의해 공이(120) 방향으로 가속되며 공이(120)의 일측을 타격한 후, 공이(120)가 타격봉(134)에 의해 전달받은 충격으로 전진하여 뇌관(240)을 타격하게 되면 상기 뇌관(240)이 발화하여 탄피(220)의 격발이 이루어지게 된다.
몸체(110)는 타격봉(134)에 외력을 가하도록 형성되는 구동부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 전기에 의해 자기장이 발생되는 솔레노이드(130)를 포함할 수 있다. 솔레노이드(130)는 몸체(110)내에서 상기 타격봉(134)을 감싸도록 형성되며, 몸체(110)의 일측에 형성되는 전원커넥터(132)에 의해 전기가 공급되면 솔레노이드(130)에 자기장이 발생되어 타격봉(134)을 상기 뇌관(240)을 향하여 전진시키도록 형성된다.
도 7a는 도 6에 도시된 공이와 뇌관 부분을 확대한 도면이고, 도 7b, 7c는 도 7a에 도시된 공이가 뇌관을 타격하는 상태 및 뇌관의 폭발에 의해 파편이 발생되는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 공이(120)와 뇌관(240)사이에는 상기 공이(120)가 몸체(110)내에서 이동하는 공이 수용부(127)가 형성되고, 도 7a에 도시된 공이(120)는 도6에 도시된 타격봉(134)로 부터 충격을 전달받아 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 뇌관(240)의 일면을 타격하도록 형성된다.
도 7c에 도시된 바와 같이 뇌관(240)이 고압에 의해 폭발하게 되면, 뇌관(240)의 파편(245)이 상기 공이 수용부(127) 내부로 침투할 수 있다. 이때, 뇌관(240)의 파편(245)이 상기 공이 수용부(127) 내로 침투하여 발생하는 공이(120)의 동작상의 걸림을 방지하기 위해, 뇌관(240)을 마주보지 않는 공이(120)의 양측면부는 상기 공이 수용부(127)의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동 가능하게 형성된다.
이에 따라, 공이(120)는 격발이 이루어지는 과정에서, 몸체(110)의 내부를 밀폐할 수 있도록 형성되어 탄피(220)의 격발에 의해 발생하는 약실압력을 누출없이 유지시킬 수 있다. 또한, 고압에 의해 뇌관(240)이 폭발하여 발생하는 파편(245)이 상기 공이 수용부(127) 내로 침투하는 경우, 공이(120)가 상기 공이 수용부(127)의 내측면과 접촉된 상태로 이동하여, 상기 공이 수용부(127) 내부에서 이격되는 공간이 발생하지 않으므로 상기 파편(245)이 공이(120)와 몸체(110) 내부에서 걸리지 않게 된다. 또한, 뇌관(240)을 마주보지 않는 공이의 양측면부가, 뇌관(240)을 마주보는 전면부와 수직하도록 형성하여, 공이(120)가 몸체(110)의 내부를 항상 밀폐하며 이동할 수 있다.
공이(120)는 뇌관(240)을 마주보는 일측에 형성되는 공이 머리부(128)와 상기 공이 머리부(128)를 제외한 타측에 형성되는 공이 몸통부(129)를 포함하고, 상기 공이 머리부(128)는 상기 공이 몸통부(129)보다 단면이 더 크도록 형성하여, 상기 공이 몸통부(129) 및 공이 머리부(128) 사이에 형성되는 단차로 인해, 도 7a에 도시된 바와 같이 격발이 이루어진 후 공이(120)가 원래 위치로 이동할 때, 상기 공이 머리부(128)의 타측이 상기 공이 수용부(127)를 밀폐하여 격발에 의해 발생하는 약실압력이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 공이 머리부(128)는 뇌관(240)을 마주보지 않는 부분이, 공이가 타격하는 뇌관(240)의 일면과 수직하도록 형성하여, 공이(120)가 몸체(110)의 내부를 항상 밀폐하며 이동할 수 있다.
그리고, 격발장치(100)는 공이(120)와 도 6에 도시된 타격봉(134) 사이에 배치되며, 타격봉(134)을 바라보는 공이(120)의 일측이 삽입되어 고정되는 공이길이조절부(122)를 더 포함하고, 상기 타격봉(134)은 공이길이조절부(122)의 일측을 타격하여 격발이 이루어지며, 공이(120)와 뇌관(240)의 이격되는 거리를 조절가능하도록 공이길이조절부(122) 내에서 공이(120)가 이동되게 형성될 수 있다. 이이 따라, 공이(120)가 상기 공이길이조절부(122)를 통해 간접적으로 상기 타격봉(134)으로부터의 충격을 전달받아, 공이(120)의 파손을 방지할 수 있으며, 상기 공이(120)가 뇌관(240)을 안정적으로 타격할 수 있다.
또한, 공이(120)가 뇌관(240)으로부터 볼트 이음으로 근접하거나 멀어지도록, 공이(120)의 외면과 공이길이조절부(122)의 내면에는 서로 대응하는 나사산이 형성될 수 있다.
그리고, 연속적인 격발이 이루어지는 경우, 진동이나 충격에 의해 공이(120)는 상기 공이길이조절부(122)내에서 위치가 이동될 수 있다. 따라서, 공이길이조절부(122)로 삽입되는 공이(120)를 지지하도록, 공이(120)가 공이길이조절부(122)로 삽입되는 방향의 타측으로부터 삽입되며, 공이길이조절부(122) 내에서 이동하여 일면이 공이(120)의 일면과 접하도록 형성되는 풀림방지구(124)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 풀림방지구(124)는 공이길이조절부(122) 내에서 볼트 이음으로 위치가 조절되도록, 풀림방지구(124)의 외면과 공이길이조절부(122)의 내면에는 각각 서로 대응하는 나사산이 형성될 수도 있다.
공이(120)와 공이길이조절부(122) 사이에 위치하는 적어도 하나의 안전스프링(126)을 더 포함하며, 도 7b에 도시된 바와 같이 공이(120)가 뇌관(240)을 타격한 후 도 7a에 도시된 바와 같이 원래 위치로 빠르게 복귀할 수 있도록, 상기 안전스프링(126)의 스프링 장력이 도 6에 도시된 타격봉(134) 방향으로 형성되도록 구성할 수 있다.
또한, 몸체(110)는 탄피(220)의 격발시 발생되는 고압의 연소압력이 공이(120)가 설치되는 몸체(110) 내부로 유입되었을 때 압력으로 인해 발생할 수 있는 공이(120) 또는 안전스프링(126)의 파손을 방지하도록 형성되는 벤트홀(140)을 포함할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 공이(120)가 격발장치(100)의 몸체(110) 내부를 항상 밀폐하며 작동되도록 형성하여, 뇌관(240)이 고압에 의해 폭발하여도약실압력의 누출을 방지하여 고압의 발사조건에서도 격발장치(100)의 원활한 시험을 수행할 수 있다.
아울러, 뇌관(240)과 공이(120) 사이의 형성되는 공이(120)의 이동 공간이 이물질의 끼임이 없도록 형성되어, 뇌관(240)의 폭발에 의해 뇌관(240) 파편(245)이 격발장치(100)의 몸체(110) 내부로 침투하여 발생될 수 있는 격발장치(100)의 파손을 예방할 수 있다.
다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들에 한정됨은 아니고, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.
100 : 격발장치 110 : 몸체
120 : 공이 122 : 공기길이조절부
124 : 풀림방지구 126 : 안전스프링
130 : 솔레노이드 132 : 전원커넥터
134 : 타격봉 200 : 총열
220 : 탄피 240 : 뇌관

Claims (10)

  1. 탄피를 수용하는 총열과 결합되는 몸체;
    상기 몸체의 일측 내부에 삽입되어, 외력에 의해 이동가능하게 형성되는 타격봉; 및
    상기 몸체 내부에 형성되는 공이 수용부 내에서, 상기 탄피의 일측에 구비되는 뇌관과 이격되어 배치되며, 상기 타격봉으로부터 충격을 전달받으면 상기 뇌관을 타격하도록 형성되는 공이를 포함하고,
    상기 뇌관의 폭발에 의해 발생되는 파편이 상기 공이 수용부 내로 침투하여 발생하는 상기 공이의 동작상의 걸림을 방지하도록, 상기 공이에서 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분이, 상기 공이 수용부의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뇌관을 마주보지 않는 부분은, 상기 공이가 타격하는 상기 뇌관의 일면과 수직하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공이는,
    상기 뇌관을 마주보는 일측에 형성되는 공이 머리부; 및
    상기 공이 머리부를 제외한 타측에 형성되는 공이 몸통부를 포함하고,
    상기 공이 머리부는 상기 공이 몸통부보다 단면이 더 크도록 형성되며,
    상기 공이 머리부에서 상기 뇌관을 마주보지 않는 부분이, 상기 공이 수용부의 내측면과 접촉된 상태를 유지하면서 이동가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 뇌관을 마주보지 않는 부분은, 상기 공이가 타격하는 상기 뇌관의 일면과 수직하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공이와 상기 타격봉 사이에 배치되며, 상기 타격봉을 바라보는 상기 공이의 일측이 삽입되어 고정되는 공이길이조절부를 더 포함하고,
    상기 타격봉은 상기 공이길이조절부의 일측을 타격하여 격발이 이루어지며, 상기 공이와 상기 뇌관의 이격거리가 조절가능하도록, 상기 공이길이조절부 내에서 상기 공이가 이동되게 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공이가 상기 뇌관으로부터 볼트 이음으로 근접하거나 멀어지도록, 상기 공이의 외면과 상기 공이길이조절부의 내면에는 서로 대응하는 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 공이길이조절부로 삽입되는 상기 공이를 지지하도록, 상기 공이가 상기 공이길이조절부로 삽입되는 방향의 타측으로부터 삽입되며, 상기 공이길이조절부 내에서 이동하여 일면이 상기 공이의 일면과 접하도록 형성되는 풀림방지구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 풀림방지구는 상기 공이길이조절부 내에서 볼트 이음으로 위치가 조절되도록, 상기 풀림방지구의 외면과 상기 공이길이조절부의 내면에는 각각 서로 대응하는 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 공이와 상기 공이길이조절부 사이에 위치하는 적어도 하나의 안전스프링을 더 포함하며,
    상기 공이가 상기 뇌관을 타격한 후 원래 위치로 복귀할 수 있도록, 상기 안전스프링의 스프링 장력이 상기 타격봉 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 일측에 장착되는 솔레노이드를 더 포함하고,
    상기 타격봉은 상기 솔레노이드의 일측 내부에 삽입되며, 상기 솔레노이드에 의한 자기력으로 가동되는 것을 특징으로 하는 격발장치.
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KR102510437B1 (ko) * 2022-11-09 2023-03-15 국방과학연구소 추진 장약 폭발 환경 특성 평가 장치 및 이를 이용한 포열 내주면 코팅층의 건전성 평가 방법

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US3913483A (en) 1972-08-11 1975-10-21 Us Army Grenade with fuze

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