KR101538049B1 - 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치 - Google Patents

균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치에는 자탄(3)방출방향의 뒤쪽에 위치된 신관(18)의 폭발 에너지를 전달받는 1.6g/cm3 이상의 충전밀도 및 6,000m/s 이상의 폭속을 갖는 금속재질 점화코드로 이루어진 점화코드 조립체(6), 분산추진제길이(a)가 중공형 고무 튜브(12)의 전장길이(A)보다 짧게 충전(Loading)된 분산추진제(11), 자탄(3)을 방사형으로 밀어내도록 분산추진제(11)의 가스 압력으로 부풀려지는 중공형 고무튜브(12)가 포함됨으로써 분산탄두(13)의 중심부에 위치된 분산추진제(11)의 연소 특성이 큰 속도편차에 유리하고, 특히 큰 속도편차로 방출된 자탄(3)이 도넛형의 분포패턴을 갖지 않는 균일하고 고른 탄착군 형성이 이루어지는 특징을 갖는다.

Description

균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치{Center core burster type submunition dispersion system of warhead to obtain uiform distribution of sub-munitions}
본 발명은 탄두용 중앙폭발관형 분산장치에 관한 것으로, 특히 방출된 자탄들의 탄착 시 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치에 관한 것이다.
일반적으로 자탄을 분산시키는 분산탄두는 중대형 자탄, 정밀유도 기능이 탑재된 자탄, 중소형 자탄, 방출시 충격에 의해 손상이 없는 자탄으로 구분되고, 에어백형 또는 중앙폭발관형 분산장치를 적용해 자탄을 분산시킨다.
통상, 에어백형 분산장치는 중대형 자탄과 정밀유도 기능이 탑재된 자탄에 적용되는 반면 중앙폭발관형 분산장치는 중소형 자탄과 방출시 충격에 의해 손상이 없는 자탄에 적용된다.
특히, 중앙폭발관형 분산장치는 에어백 방식을 이용한 방식보다 구조가 단순하고 콤팩트한 탑재가 가능함으로써 무기효과 증대를 위하여 많은 수의 자탄을 다층으로 콤팩트하게 탑재하여야 하는 용도에 적합하고, 자탄 분산방식도 저밀도 폭약을 사용하거나 또는 추진제를 사용하는 장점이 있다.
실제적으로 저밀도 폭약을 사용한 중앙폭발관형 분산장치는 강건한 탄체를 적용한 자탄의 방출용으로 사용되며, 추진제를 사용한 중앙폭발관형 분산장치는 DPICM(Dual Purpose Improved Conventional Munition)자탄(이중목적 개량자탄)의 방출용으로 주로 사용된다.
국내특허공개 10-2012-0016543(2012년02월24일)
하지만, 분산추진제가 적용된 중앙폭발관형 분산장치는 중간부분에서 방출되는 자탄의 방출속도가 가장 크며, 후방측 자탄의 방출속도는 가장 작고, 전방측 방출속도는 후방측 방출속도보다 다소 높게 된다. 이는, 분산추진제가 순간적으로 연소하면서 중간부위를 중심으로 가스가 발생되면서 주위의 자탄을 방출시킴으로써 후방측의 최소방출속도와 중간부분의 최대방출속도 간 차이가 커질 수 없음에 기인된다.
이러한 작은 방출속도편차는 유도탄에서 방출된 자탄의 탄착군을 도넛 형상으로 만들게 되고, 이는 자탄의 살상위력이 미치지 못하는 중앙부분으로 인해 무기효과를 저하시켜줄 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 자탄방출방향의 뒤쪽에 위치된 신관의 폭발 에너지를 전달받는 금속재질 점화코드와 분산추진제길이가 중공형 고무 튜브 전장길이보다 짧게 충전(Loading)된 분산추진제가 포함됨으로써 분산탄두의 중심부에 위치된 분산추진제의 연소 특성이 큰 속도편차에 유리하고, 특히 큰 속도편차로 방출된 자탄이 도넛형의 분포패턴을 갖지 않는 탄착군으로 형성되는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치는 자탄을 다층으로 적재하는 분산탄두의 중심축 상에 장착된 중공형 튜브의 앞쪽에서 결합된 전방 튜브마개; 상기 자탄방출방향의 뒤쪽에 위치된 신관의 폭발 에너지를 전달받고, 상기 중공형 튜브의 전장 길이방향으로 배열된 점화코드 조립체; 상기 전방 튜브마개의 뒤쪽에서 상기 튜브의 내부공간에 충전(Loading)되고, 상기 점화코드 조립체가 가로지르는 분산추진제; 상기 튜브의 뒤쪽에서 결합되고, 상기 분산추진제의 분산추진제길이가 상기 튜브의 전장길이보다 짧아지도록 상기 전방 튜브마개의 전장 길이보다 긴 전장 길이로 상기 튜브의 내부공간을 점유하는 후방 튜브마개; 가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 점화코드 조립체는 금속재질 점화코드로 이루어진다.
상기 분산탄두는 전방벌크헤드 및 후방벌크헤드가 각각 나사로 체결되어 구분된 분산탄두외피로 감싸인다.
상기 분산추진제의 폭발로 발생된 가스 압력 세기는 상기 전방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손을 발생시키고, 이어 상기 고무튜브를 부풀리며, 이 후 상기 후방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손을 발생시킨다.
상기 전방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손은 상기 자탄중 전방측 자탄을 방출시키고, 상기 후방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손은 상기 자탄중 후방측 자탄을 방출시킨다.
상기 분산탄두외피의 외주면에는 다수의 노치가 상기 분산탄두외피의 전장길이방향으로 파여진다. 상기 노치의 파열은 상기 전방벌크헤드의 나사의 파열보다 나중에 일어나는 반면 상기 후방벌크헤드의 나사의 파열보다 먼저 일어나도록 설정된다. 상기 노치의 깊이와 형상 및 수량은 상기 분산추진제의 추진제 양, 상기 나사의 강도와 수량, 상기 자탄의 중량과 수량이 고려되어 정해진다.
이러한 본 발명의 탄두용 중앙폭발관형 분산장치는 분산추진제가 큰 속도편차로 자탄들을 방출함으로써 자탄의 살상위력이 미치지 못하는 도넛형의 분포패턴이 발생하지 않게 된다.
또한, 본 발명은 방출된 자탄들이 균일한 탄착군을 형성함으로써 중소형 자탄, 방출시 충격에 의해 손상이 없는 자탄, DPICM(Dual Purpose Improved Conventional Munition)자탄(이중목적 개량자탄)의 자탄 살상위력이 크게 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 균일한 자탄 분산형태를 구현하는 중앙폭발관형 분산장치가 적용된 탄두 구성이고, 도 2는 본 발명에 따른 균일한 자탄 분산형태를 구현하는 중앙폭발관형 분산장치가 적용된 탄두 단면 구성이며, 도 3은 본 발명에 따른 균일한 자탄 분산형태를 구현하는 중앙폭발관형 분산장치에 의한 자탄의 탄도군 예이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 균일한 자탄 분산형태를 구현하는 중앙폭발관형 분산장치가 적용된 탄두 구성의 예이다.
도시된 바와 같이, 탄두는 기폭신호를 받아 전기식기폭관의 폭발에너지로 기폭/점화되는 중앙폭발관형 분산장치(1), 전방벌크헤드(14) 및 후방벌크헤드(15)가 각각 나사(16)로 체결되어 구분된 분산탄두외피(2), 분산탄두외피(2)의 내부에서 다층으로 자탄(3)을 적재한 분산탄두(13), 분산탄두외피(2)의 전장길이방향으로 형성되어 파열을 촉진하는 2개 이상의 노치(17), 전자적으로 제어가 가능한 전기식 기폭관을 내장하여 분산탄두(13)의 중심축 상에 장착되어 기폭신호를 발생시키는 신관(18)으로 구성된다.
구체적으로, 상기 중앙폭발관형 분산장치(1)는 다층으로 자탄(3)을 적재하는 분산탄두(13)의 중심축 상에 장착되고, 내부에 충전된 분산추진제(11)가 전방쪽으로 배치되도록 분산추진제길이(a)는 전체 전장길이(A)와 대비해 상대적으로 짧게 형성된다.
이를 위해, 상기 중앙폭발관형 분산장치(1)는 충전(Loading)된 분산추진제(11), 점화코드 조립체(6), 분산추진제(11)로 이루어진 선형구조의 점화계열과 외부구조물인 튜브(7), 분산추진제(11)를 감싼 라이너(8), 점화코드 조립체(6)에 하나 이상으로 결합된 중심디스크(10), 전방용 튜브마개(5) 및 후방용 튜브마개(9), 중공형 고무튜브(12)로 구성된다.
특히, 상기 점화코드 조립체(6)는 금속재질 점화코드로 이루어진다. 상기 점화코드는 RDX/B/KNO3 조성을 베이스로 하고, 점화제를 펠렛으로 압착한 후 이 펠렛을 금속재질의 튜브(7)에 충전 후 스웨징 후 인발 공정을 거침으로써 1.6g/cm3 이상의 충전밀도 및 6,000m/s 이상의 폭속을 갖는다. 그러므로, 상기 점화코드 조립체(6)는 폭속 2000m/s 수준의 ITLX 점화코드와 달리 6,000m/s 이상의 폭속으로 중앙폭발관형 분산장치(1)의 전방측과 및 후방측 추진제 간의 추진제 점화지연시간을 최소화하고, 방출속도 0(영) 시 자탄(3)이 방출되지 못하고 탄두내 적재공간에 남게 되어 유도탄과 함께 탄착됨이 제거되며. 이를 통해 자탄(3)의 탄착군이 도넛형태의 분포패턴이 발생하는 현상 없이 전 분산 면적에 균일하게 분산시켜준다.
또한, 상기 분산추진제(11)가 중앙폭발관형 분산장치(1)의 전방으로 이동된 상태에서 짧은 분산추진제길이(a)를 가짐으로써 중앙폭발관형 분산장치(1)의 중간, 바깥에 있는 자탄(3)의 방출속도가 그 위치에 따라 최대와 최소 방출속도간 차이에 대해 비례관계 영향을 최소화 한다. 즉, 상기 분산추진제(11)는 연소시 발생하는 가스압력이 후방측보다 전방측에서 높아 전방측 자탄(3)이 후방측 자탄(3)보다 빠른 방출속도를 가짐으로써 전방측 자탄(3)의 방출속도가 최대 속도가 되며, 후방측 자탄(3)의 방출속도는 최소속도가 될 수 있다. 이러한 전방측 자탄(3)과 후방측 자탄(3)간 방출속도 차이는 자탄군이 전 분산면적에 균일하게 분산되도록 할 수 있다.
그러므로, 상기 중앙폭발관형 분산장치(1)가 작동되면, 빠른 방출속도를 갖는 전방측 자탄(3)은 탄착군의 중심에서 멀리 분산되며, 느린 방출속도를 갖는 자탄(3)은 탄착군의 중심지역으로 분산되게 된다. 느린 방출속도를 갖는 자탄(3)들이 탄착군의 중심지역으로 탄착되면, 종래의 중앙폭발관형 분산장치의 문제점인 분산면적 중앙에 자탄(3)이 없는 도넛 형태의 분산패턴이 발생하는 현상을 개선하게 된다.
특히, 상기 후방 튜브마개(9)는 중공형 고무 튜브(12)의 앞쪽에서 결합된 전방 튜브마개(5)에 이어진 분산추진제(11)의 뒤쪽에서 결합되고, 상기 분산추진제(11)의 분산추진제길이(a)가 상기 중공형 고무 튜브(12)의 전장길이(A)보다 짧아지도록 상기 전방 튜브마개(5)의 전장 길이보다 긴 전장 길이로 상기 중공형 고무 튜브(12)의 내부공간을 점유한다. 일예로, 상기 분산추진제길이(a)는 상기 전장길이(A)의 1/2로 설정될 수 있고, 이러한 길이 설정은 후방 튜브마개(9)의 전장길이 조정으로 구현된다.
구체적으로, 상기 노치(17)의 파열은 전방벌크헤드(14)측 나사(16)의 파열보다 나중에 일어나고, 반면 후방벌크헤드(15)측 나사(16)의 파열보다 먼저 일어나는 파열 조건을 충족한다. 이를 위해, 상기 노치(17)의 깊이와 형상 및 수량은 분산추진제(11)의 추진제양, 나사(16)의 강도와 수량, 개별적인 자탄(3)의 중량과 수량 등을 모두 고려되어 설계된다.
한편, 도 2는 중앙폭발관형 분산장치(1)와 탄두의 내부 조립상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 중앙폭발관형 분산장치(1)는 분산탄두외피(2)의 내부에서 다층으로 자탄(3)을 적재하는 분산탄두(13)의 중심축 상에 배열되고, 신관(18)에 의한 기폭 시그널로 점화코드조립체(6)가 점화되어 분산추진제(11)를 연소된다.
신관(18)은 전자적으로 제어가 가능한 전기식 기폭관을 내장하고, 중앙폭발관형 분산장치(1)의 점화코드 조립체(6)인 금속재질 점화코드와 연결된다. 그러므로, 상기 신관(18)이 작동되면, 전기식기폭관의 폭발에너지를 점화코드의 6,000m/s 이상의 폭속으로 전달받은 점화코드조립체(6)의 기폭/점화가 일어나고, 점화코드 주위를 싸고 있는 분산추진제(11)의 점화로 발생되는 고압 가스가 고무튜브(12)를 풍선 모양으로 부풀려서 주위에 적재되어 있는 자탄(3)을 방사형으로 밀어낼 수 있다.
상기 분산추진제(11)의 점화로 가스의 팽창력은 압력 상승을 가져오고, 압력 상승은 튜브(7)와 라이너(8)의 구조적 강도범위를 초과해 상승됨으로써 튜브(7)와 라이너(8)를 고무튜브(12)보다 먼저 파열시켜준다. 그러면, 아직 파손되지 않은 고무튜브(12)는 탄두의 중심축으로부터 반경방향으로 발생하는 가스의 팽창력을 전달함으로써 자탄(3)과 폼팩(4)이 밀려나게 된다.
이어, 가스의 팽창력에 의한 압력상승은 전방벌크헤드(14)와 후방벌크헤드(15)를 체결한 나사(16)의 체결력이 보다 더욱 커짐으로써 분산탄두외피(2)가 파열되고, 자탄(3)은 분산추진제(11)의 100% 연소 전 분산탄두외피(2)의 파열로 방출된다. 이때, 상기 분산탄두외피(3)의 외주면에 2개소 이상으로 파여진 노치(17)는 분산탄두외피(2)의 파열을 촉진함으로써 방출지역에서 분산탄두외피(2)가 원활하게 이탈된다.
한편, 도 3은 균일한 자탄 분산형태를 구현하는 중앙폭발관형 분산장치(1)에 의한 자탄의 탄도군 예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 중앙폭발관형 분산장치(1)의 작용으로 유도탄에서 방출된 자탄(3)의 탄착군을 중앙 탄착군과 주변 탄착군으로 구분할 때, 중앙 탄착군과 주변 탄착군의 모두에 자탄(3)이 고르게 분포함으로써 기존의 중앙폭발관형 자탄 분산장치 결합체가 보여주던 도넛형태의 분산패턴이 발생되지 않게 된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치에는 자탄(3)방출방향의 뒤쪽에 위치된 신관(18)의 폭발 에너지를 전달받는 1.6g/cm3 이상의 충전밀도 및 6,000m/s 이상의 폭속을 갖는 금속재질 점화코드로 이루어진 점화코드 조립체(6), 분산추진제길이(a)가 중공형 고무 튜브(12)의 전장길이(A)보다 짧게 충전(Loading)된 분산추진제(11), 자탄(3)을 방사형으로 밀어내도록 분산추진제(11)의 가스 압력으로 부풀려지는 중공형 고무튜브(12)가 포함됨으로써 분산탄두(13)의 중심부에 위치된 분산추진제(11)의 연소 특성이 큰 속도편차에 유리하고, 특히 큰 속도편차로 방출된 자탄(3)이 도넛형의 분포패턴을 갖지 않는 탄착군으로 형성된다.
1 : 중앙폭발관형 분산장치 2 : 분산탄두 외피
3 : 자탄 4 : 폼팩(Form Pack)
5 : 전방용 튜브마개 6 : 점화코드 조립체
7 : 튜브 8 : 라이너
9 : 후방용 튜브마개 10 : 중심디스크
11 : 분산추진제 12 : 고무튜브
13 : 분산탄두 14 : 전방 벌크헤드
15 : 후방 벌크헤드 16 : 나사
17 : 노치 18 : 신관

Claims (9)

  1. 자탄을 다층으로 적재하는 분산탄두의 중심축 상에 장착된 중공형 고무 튜브의 앞쪽에서 결합된 전방 튜브마개;
    상기 자탄 방출방향의 뒤쪽에 위치된 신관의 폭발 에너지를 전달받고, 상기 중공형 고무 튜브의 전장 길이방향으로 배열된 점화코드 조립체;
    상기 전방 튜브마개의 뒤쪽에서 상기 중공형 고무 튜브의 내부공간에 충전되고, 상기 점화코드 조립체가 가로지르는 분산추진제;
    상기 중공형 고무 튜브의 뒤쪽에서 결합되고, 상기 분산추진제의 분산추진제길이가 상기 중공형 고무 튜브의 전장길이보다 짧아지도록 상기 전방 튜브마개의 전장 길이보다 긴 전장 길이로 상기 중공형 고무 튜브의 내부공간을 점유하는 후방 튜브마개;가 포함되고,
    상기 분산탄두는 전방벌크헤드 및 후방벌크헤드가 각각 나사로 체결되어 구분된 분산탄두외피로 감싸이며, 상기 분산탄두외피의 외주면에는 다수의 노치가 상기 분산탄두외피의 전장길이방향으로 파여지고, 상기 노치의 파열은 상기 전방벌크헤드의 나사의 파열보다 나중에 일어나는 반면 상기 후방벌크헤드의 나사의 파열보다 먼저 일어나도록 설정된 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 점화코드 조립체는 금속재질 점화코드로 이루어진 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.

  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 분산추진제의 폭발로 발생된 가스 압력 세기는 상기 전방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손을 발생시키고, 이어 상기 중공형 고무튜브를 부풀리며, 이 후 상기 후방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손을 발생시키는 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 전방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손은 상기 자탄중 전방측 자탄을 방출시키고, 상기 후방벌크헤드와 상기 분산탄두외피를 고정한 나사의 파손은 상기 자탄중 후방측 자탄을 방출시키는 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 노치의 깊이와 형상 및 수량은 상기 분산추진제의 추진제 양, 상기 나사의 강도와 수량, 상기 자탄의 중량과 수량이 고려되어 정해지는 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 분산추진제는 라이너로 감싸이고, 상기 점화코드 조립체에는 하나 이상의 중심디스크가 결합된 것을 특징으로 하는 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치.
KR1020140106217A 2014-08-14 2014-08-14 균일한 자탄 분산형태를 구현하기 위한 탄두용 중앙폭발관형 분산장치 KR101538049B1 (ko)

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