KR101594409B1 - 밀폐 원통 용기의 둘레방향 절단 구조를 가지는 포 발사체용 방출 케이스 - Google Patents

Abstract

활공식 특수목적탄 등 정밀 자탄을 수납하는 포 발사체용 방출 케이스가 개시된다. 본 발명은 가혹한 포발사 충격을 견딜 수 있는 얇고 질긴 원통 밀폐용기를 전기점화에 의존하지 않고 폭발 분리시켜 둘레 방향으로 개봉하는 기술에 관한 것으로서, 캡(250)의 내주면 상단에 꽉 차도록 부착 고정되는 원판형의 분리부하우징(260)과 그 테두리 부위에 배치 고정되는 선형 성형작약탄 부재 LSC(280), 내부에 장치된 격침(274)의 타격 운동으로 LSC(280)를 기폭시키는 기폭부하우징(270), 기폭부 격침(274)의 운동을 구속하는 격침고정핀(272) 등으로 구성되며, 드래그슈트 전개 인장력으로 격침이 작동하고 드래그슈트를 통해 최소한의 감속과 감회전이 이루어질 수 있도록 지연기폭관(276)을 통해 LSC가 폭발되며 폭발에 의한 메탈제트로 파편이나 폭풍효과 없이 캡의 두께감소부(251)를 절단시킨다.
본 발명에 따르면 LSC폭발에 의한 절단력은 캡의 둘레방향으로만 발생되며 캡 내주면 케이스체결링(252)에 의해 폭발이 용기(290) 내부로 전파되지 않으므로 내용물이 인출되는 용기의 내주면 쪽으로는 장애물이 전혀 없는 깨끗한 방출 통로를 확보할 수 있다. 그리고 분리부하우징의 설치를 보조하는 케이스체결링에 의해 캡과 용기의 결합도 쉽게 완료되므로 조립신뢰성이 향상되고 수납공간의 손실이 적은 포 발사체용 방출케이스가 구현된다.

Description

밀폐 원통 용기의 둘레방향 절단 구조를 가지는 포 발사체용 방출 케이스{Discharging case for artillery projectile that has cylindrical sealed container of circumferential cutting structure}

본 발명은 포 발사체에 내장되는 방출케이스와 그 폭발분리구조에 관한 것으로서, 상세하게는 활공식 특수목적탄을 수납하는 얇고 질긴 밀폐용기를 전기점화에 의존하지 않고 둘레 방향으로 개봉하여 방출물의 손상이나 방출고도의 손실을 막을 수 있는 지연 기폭식 폭발분리장치에 관한 것이다.

(가) 파일런에 고정된 미사일의 발사, 비상탈출은 위한 전투기 캐노피의 긴급개방, 로켓 노즈의 페어링 분리 등 매우 가혹한 작동조건에서 단 한번에 빠르고 확실하게 급속분리 작용을 수행하는 장치로서 폭발분리장치(pyro technical device)가 있다.

대표적인 폭발분리장치인 리지컷(Ridge cut)타입 폭발볼트는 폭발에 의해 체결부재인 볼트의 중간부분을 끊어내는 기구로서, 절단을 원하는 부위에 단면이 움푹 들어간 리지컷을 만들고 그 부위에 미리 조절된 폭발력을 집중시켜 비교적 예측가능하고 깨끗한 절단이 이루어지도록 한 것이다.

폭발볼트에는 전기로 작동되는 착화장치와 뇌관 및 충전장약이 볼트 내부에 매립되어 있으며 구조물의 중량이나 체결강도에 따라 그 크기와 형태가 다양하다.

폭발볼트와 같이 체결도구를 별도로 사용하지 않고 구조물에 직접 폭약을 설치하여 폭압에 의해 결합부위를 절단 및 분리시키는 폭발분리장치도 자주 사용된다.

아래 선행기술 문헌(1)과 문헌(2)가 그것인데, 문헌(2)는 반으로 쪼갠 원통의 힌지부 반대편 체결고리 부분에 폭발분리장치를 설치한 것이고 문헌(3)은 원통의 둘레를 따라 폭약을 매설하여 폭발압에 의해 원통이 수직과 수평으로 동시에 분리되도록 설계한 것이다.

폭발볼트를 비롯한 폭발분리 구조는 충전장약의 폭발에 의한 충격이나 미소 파편들이 문제를 일으킬 수 있다. 이들은 설사 그 크기가 작다고 하더라도 의도치 않은 방향으로 주위 구조물에 힘을 가할 수 있으며 그로 인해 측정하기 어려운 충격과 손상을 유발할 수 있다. 분리대상 장치가 민감한 센서를 탑재한 정밀장비일수록 그 같은 충격과 미소파편들은 원인을 알 수 없는 고장이나 오작동의 확률을 높이게 된다.

(나) 대형 무인항공기와 소형 무인항공기의 장단점이 적절히 혼합된 형태의 중거리 무인 관측 체계로서 포탄발사 방식의 무인비행체가 있다. 본 발명 출원인의 선출원 발명인 문헌(3)을 참조하면 포발사 무인비행체인 패러글라이딩 방식 관측자탄의 상세한 구조와 작용에 대해 잘 이해할 수 있다.

이것은 포탄의 내부에 탑재되어 원하는 지역 및 원하는 고도까지 포 발사에 의해 급속히 도달한 다음, 장약 기폭에 의해 탄두 후방으로 방출되어 패러포일에 의해 천천히 낙하 및 활공 비행하면서 수집한 관측정보를 무선 전송하는 비행체로서 대형 항공기의 약점인 운용 편의성 문제와 소형항공기의 약점인 관측범위의 한계를 한꺼번에 극복할 수 있다.

종래기술인 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 선출원 발명인 문헌(3) 포 발사체의 자탄결합체 방출 및 초기감속 구조를 나타낸 그림이다. 포발사체(10)는 내부에 장약(14)의 기폭압에 의해 작동하는 기폭압 전달판(15)을 구비하며 완성탄의 탄통(11)에는 전방구조체(21)와, 자탄수납통(22)과, 드래그슈트(27) 및 드래그슈트 커버(26)가 순차적으로 결합 구성되는 자탄결합체(20)가 수납된다. 장약(14)의 기폭력으로 자탄결합체(20)를 외부로 방출하는 구조이다.

기폭압 전달판(15)은 장약의 폭발력을 기폭화염과 차단된 상태로 자탄결합체에 고르게 전달하며 변형 가능한 구조의 전방구조체(21)는 장약이 지나치게 강하게 폭발할 때에도 자탄수납통과 그 내부의 정밀장비(관측자탄 탑재장비)를 보호해 준다.

한편 수납통의 양 끝단면 중 탄저(12)쪽 면에는 방출 시 즉각 분리되어 내장된 드래그슈트(27)를 노출시키는 드래그슈트 커버(26)가 더 결합된다.

본 발명 방출케이스에서는 밀폐 원통 용기(290)로 정의되는 자탄수납통(22)은 가능한 한 얇고 질긴 재료로 만들어져야 한다. 주지하는 바와 같이, 자주 사용되는 155mm 야포탄의 실질 내용적은 작은 편이다. 따라서 적정 탑재공간을 확보하기 위해서는 용기 단면이 두꺼워선 안 되며, 더구나 미사일이나 항공투하 폭탄과는 차원이 다른 고충격과 고회전 상태에 노출되므로 내용물을 최대한 보호할 수 있도록 내충격성이 뛰어나야 한다. 이러한 요구 조건은 자탄수납통의 뚜껑에 해당하는 드래그슈트연결판(25)에서도 마찬가지이다.

도 2는 도 1 이후에 방출케이스로부터 내용물이 추가 감속 및 방출되는 구조를 나타낸 것이다. 자탄수납통(22)의 외주면에는 포 발사체(10)의 탄도안정용 스핀에 의한 고속의 회전상태를 감소시키기 위해 감회전날개(23)가 2~5장 마련될 수 있다. 보통 3장 정도의 감회전 날개가 원심력에 의해 펼쳐지고 회전반대방향으로 강한 공기저항을 유발하여 완성탄의 포구발사시 회전 속도인 최대 18000rpm에서 방출 이후 수 초~십수 초에 걸쳐 약 300~400rpm까지 떨어뜨리게 된다.

감회전 작용과 별도로 방출케이스의 감속작용을 수행하는 드래그슈트(27)는 방출케이스의 고속 스핀상태로부터 격리될 수 있도록 방출케이스의 회전운동으로부터 자유로운 드래그슈트연결판(25)을 통해 간접적으로 결합되며, 보통 가운데가 뚫린 원추형 낙하산으로 만들어져 안정적인 탄도를 유지하면서 방출케이스를 적절히 초기 감속시키는 역할을 한다.

(1) 등록특허 제0758855호 화약식 유도탄 동체 전개장치 (2) 등록특허 제1063843호 우주 발사체 분리체의 수평분리 시스템 (3) 등록특허 제1362855호 포탄발사식 관측자탄의 감속전개 구조 및 방법 (4) 미국특허 US4693181 Linear cutting charge (5) 등록특허 제1368642호 자탄의 화공식 자폭장치

상술한 바와 같이 포 발사체용 자탄결합체에서 자탄을 감싸고 있는 모든 장비, 즉 드래그슈트와 자탄수납통, 드래그슈트연결판 등은 자탄을 효과적으로 초기 감속 및 감회전시키고 나서 자탄으로부터 신속하게 분리되어야 한다.

출원인의 선출원 발명인 문헌(3)에서는 본 발명 방출케이스의 용기(290)에 해당하는 자탄수납통(22)과 본 발명 방출케이스의 캡(250)에 해당하는 드래그슈트연결판(25) 간 결합 부위에 폭발 분리기능을 갖춘 수납통분리부(24)를 두고 있다.

설계 초기에 수납통분리부(24)는 문헌(2)와 유사하게 수납통 테두리 부분에 가는 링 모양의 공간을 만들고 그 속에 분리폭약을 충전한 구조로 형성되었으며 충전된 폭약의 폭발력으로 캡과 용기 간의 용접부위 또는 체결볼트 등을 절단시키는 구조였다.

종래기술인 도 2를 참조하면 상기 수납통분리부(24)로부터의 폭발분리력은 케이스용기의 뚜껑에 해당하는 드래그슈트연결판(25)을 위로 밀어내면서 다른 한편으로는 자탄수납통(22)을 아래로 밀어내어 분리시키고 있음을 알 수 있다.

그러나 위와 같은 구조는 앞서 설명한 바와 같이 분리폭약의 폭발압력이나 파편비산방향을 정확히 제어하기 어렵기 때문에 내용물에 가해지는 충격이 만만치 않음은 물론 용기와 캡 사이의 결합면을 깨끗하게 잘라내기도 어려웠다.

만약 캡이 절단 분리되면서 수납통 테두리의 안쪽이 깨지거나 변형되어 입구가 좁아진다면 내용물은 입구에 걸려 빠져나오지 못하게 되는 것이다.

그리고 전통적인 폭발분리구조는 기폭장치의 부피를 줄이고 원하는 시점에 기폭 시키기 위해 전기 점화식 기폭장치를 주로 사용하지만 수납통분리부에는 포 발사체 특유의 고충격과 고회전이 작용하고, 또한 고립되고 밀폐되었으며 내부 공간도 협소하여 단지 전기점화만을 위한 기폭회로나 배터리의 탑재가 쉽지는 않다.

결국, 드래그슈트 커버(26) 분리용 기폭전원과 기폭회로를 함께 이용하거나 수납통(22) 혹은 연결판(25)의 안쪽에 기폭장치를 탑재하여야 하는데 이때에는 밀봉상태 장기 보관 시 기폭용 배터리의 수명이 문제가 된다.

본 발명은 위와 같은 포발사체용 자탄결합체, 즉 방출케이스의 전반적인 단점을 해결하기 위해 창안된 것으로서 폭발분리장치 및 그 기폭장치의 탑재공간 부족 문제와 폭발 시 깨끗한 절단이 어려운 문제, 전기식 기폭장치의 운용상 단점 등을 명쾌하게 해결하는 것을 주된 기술과제로 한다.

상술한 과제들을 해결하는 유력한 수단 중 하나는 폭발압력에 의한 파괴가 아닌 성형 작약탄 원리에 의한 메탈 제트로 연결부를 급속 용해시켜 절단하는 것이다.

대전차 로켓탄 등에 널리 사용되는 전통적인 성형작약탄두(shaped charge warhead)는 탄두뒤쪽 케이스의 내부에 원뿔형태의 라이너(관통자 또는 피복 이라고도 불리우며 급속 용해되기 쉬운 연질의 금속을 주로 사용한다.)가 장착되며, 그 속에 고폭화약이 충전되어 있다. 고폭화약이 폭발하면 라이너가 원뿔의 중심 쪽으로 압축되면서 녹아 고온, 고속의 메탈제트로 되어 원뿔 꼭지점의 반대편(탄두 전방) 쪽으로 분사되면서 표적의 장갑을 녹여 뚫는 원리이다.

성형작약지점(매탈제트 생성지점)과 장갑(관통면)과의 거리를 초점거리라고 하며, 먼로-노이만 효과로 잘 알려진 바와 같이 초점거리가 길수록 폭발력(또는 메탈제트)은 점점 가늘어지면서 가속되므로 관통면적은 작지만 더 깊게 관통된다.

전통적인 성형작약탄을 응용한 기술로서, 판형 부재를 메탈제트로 잘라내는 LSC(Linear shaped charge: 선형 성형작약탄 - 이하 LSC라 한다.)가 있다.

선행기술로 소개한 문헌(4)의 LSC가 그것인데, 케이스를 길다란 선형 부재로 만들고 원뿔형 라이너 대신 길다란 V자형 앵글로 된 라이너를 선형 케이스 부재에 맞추어 결합한 것이다. 메탈제트는 점(spot)형태가 아닌 선(Line)형태로 분사되어 매우 작은 폭발충격과 미미한 양의 파편을 동반하며 메탈제트의 분사방향에 놓인 판형 부재를 절단한다.

로켓이나 위성 등 우주항공 분야에서 박판형 동체의 절단에 자주 이용되는 이 절단은 폭발에 의한 분리로도 볼 수 있고 급속 용해로도 볼 수 있겠다.

그러나 어떠한 관점으로 바라보아도 폭발 그 자체가 전혀 동반되지 않는 것은 아니므로 오직 용해만을 이용한 절단의 개념은 아니다.

그러므로 본 발명이 상기와 같이 정의된 LSC를 이용하거나, 또는 이용하지 않는다고 하여 본 발명의 기술 사상이 폭발분리를 배제하거나 또는 오직 폭발분리만을 따르는 것으로 인식되어서는 안 된다. 즉 본 발명은 포 발사체용 방출케이스가 가지는 특유의 가혹조건에서 기폭과 폭발, 폭발압의 차폐와 전파방향 등에 대한 전반적인 성능을 높이고 부작용을 최소화 하는 기술사상으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에 적용될 또 하나의 해결 수단은 기구적인 트리거 작동을 이용한 화공식 기폭방식을 이용하는 것이다.

포 발사체에 탑재되어 운용 가능한 화공식 기폭장치는 오래 전부터 널리 이용되고 있다. 문헌(5)의 자탄 자폭장치는 포탄회전에 의한 원심력으로 안전장치가 해제되고, 방출 투하 이후 지면 충돌 시 격침을 때리며, 격침 타격 이후 일정 시간을 지연시켜 지면으로부터 되튕기면서 일정 고도를 확보한 상태에서 공중 폭발하는 전형적인 화공식 기폭 구조를 보여준다.

일단 대부분의 포 발사체에서 확실하고 강한 방아쇠힘(trigger force)을 제공할 수 있는 원동력은 전개되는 드래그슈트로부터 얻을 수 있는 인장력(당김힘)이다. 포 발사체를 수 백m/s 이상의 속도에서 수 십m/s 이하의 속도로 초기 감속시키는 드래그슈트는 방출 케이스에 매우 강한 인장력을 제공할 수 있다. 이를 잠깐 동안 이용하여 화공식 기폭장치의 격침을 붙잡고 있는 격침고정핀을 빼낼 수 있다면 그 이후 지연기폭관의 길이에 따라 드래그슈트 방출 이후 원하는 시간만큼 감속과 감회전이 진행되고 나서 방출케이스를 폭발 분리시킬 수 있게 된다.

위와 같은 선제적 해결수단에 더하여 캡(250)과 용기(290)의 체결구조, 상기 체결구조를 이용하여 기폭 및 폭발분리장치를 방출케이스의 용적감소 없이 컴팩트하게 탑재하는 기술, 그리고 기폭 및 폭발분리장치를 탑재한 하우징의 상세 조립 구조 등 추가 보완되는 핵심 수단들을 포함하여 본 발명 청구범위를 구체적으로 뒷받침하는 상세 구조 및 그 구현방법은 아래의 상세한 설명을 참고한다.

본 발명에 의하면 포 발사체 특유의 밀봉 용기 타입 방출케이스를 구성함에 있어서 내부 설치가 어려운 연질(flexible) LSC 부재를 간단한 삽입방법으로 정확한 위치에 쉽게 안착 고정시킬 수 있고, 또한 LSC를 포함한 분리부와 기폭부 하우징의 설치를 보조하는 수나사링 타입의 체결링에 의해 캡과 용기 간의 밀봉 결합상태를 쉽게 확보할 수 있어 조립신뢰성이 높아짐은 물론 케이스 수납공간의 손실을 최소화할 수 있다.

이때 폭발에 의한 절단력은 캡의 둘레방향으로만 발생되며, 캡 내주면에 결합되어 LSC매립 부위를 효과적으로 지지하는 케이스체결링(252)에 의해 폭발력이 용기 쪽으로 전파되는 것을 방지하므로 결과적으로 내용물이 인출되는 용기의 내주면 쪽으로는 장애물이 전혀 없는 깨끗한 방출 통로를 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한 포 발사체로부터 방출되는 방출케이스의 구성에 반드시 필요한 드래그슈트의 전개력을 적절히 활용하여 캡을 기폭시키기 때문에 전원 배터리의 탑재와 유지보수가 필요 없는 완전 밀봉타입의 방출탄을 구성할 수 있다.

도 1 ~ 2는 본 발명이 적용될 수 있는 종래의 자탄결합체를 설명한 그림.
도 3은 본 발명 방출케이스의 전체외형사시도
도 4는 본 발명 방출케이스의 간단 분해도.
도 5는 캡 조립체 분해도 및 사시도.
도 6은 캡 조립체의 부분 절개도.
도 7은 분리부 하우징을 베이스로 한 분리부 조립체의 분해도 및 사시도.
도 8은 분리부 조립체와 핵심 기폭 경로를 도시한 사시도.
도 9는 기폭부에서 격침고정핀이 인출된 상태를 설명한 핵심부 절개도.
도 10은 LSC폭발 후 캡이 절단되어 용기와 분리되는 것을 설명한 측단면도.
도 11은 LSC와 그 주변부의 폭발분리 구조를 설명한 확대 단면도.

상술한 본 발명의 과제 해결수단을 구체적으로 뒷받침하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

참고로 아래에 설명될 실시예에서 특정 전문용어로 표현된 구성요소와 그 결합들이 있다고 하여 그 용어의 통상적 의미가 본 발명의 기술사상을 제한하지는 않음을 미리 밝힌다. 예를 들어 본 발명에서 용기와 내용물(수납물)로 정의되는 대상물은 본 발명의 핵심구조에 결합될 수 있는 모든 포발사체 탑재물을 포함하는 것으로서 선출원 발명과 같이 자탄케이스에서 장약기폭으로 방출된 관측탄의 몸체일 수 있으며, 소형 폭탄이나 그 일부분, 또는 소형의 비폭발성 투사물이나 그 일부분일 수 있다.

도 3 ~ 도 4를 참조하여 본 발명 방출케이스의 전체적인 외형과 결합관계를 살펴본다.

용기(290)와 캡(250)의 재질은 가혹한 포발사 충격을 버티기 위해 강철(SUS) 재질로 만들어 질 수 있으며 포발사 압력, 발사체 탑재가능 중량, 탑재물의 내구성과 임무성격에 따라 알루미늄 합금(aluminium alloy)이나 고장력강(high tension steel)등으로 제조될 수 있다. 어떤 것이든 포 발사체(10) 내부에 수납되고 방출 이후 드래그슈트(27)에 의해 감속되며 원통형 용기(290)와 밀봉 결합되는 캡(250)의 구조를 기본으로 한다.

참고로 본 발명 방출케이스는 용기와 캡(250)을 포함하는 개념이지만, 용기의 경우에는 단지 나사결합 가능한 원통형에다 케이스체결링(252)의 내주면과 매끈하게 이어지는 내주면을 가지면 만족하므로 도 10과 도 11의 일부 도시 상태를 제외하고는 도면 도시 대상에서 제외하였다. 즉 본 발명의 핵심 작용은 캡(250)과 케이스체결링(252)을 비롯한 그 주변 조립체 구성에 집중되어 있다.

캡(250)의 상단에는 드래그슈트(27)을 연결하기 위한 슈트커플링(31)과 슈트베이스(30)가 결합된다. 드래그슈트의 전개시에 강한 인장력은 물론 회전속도 차이도 상당하게 되므로 낙하산과 슈트로프의 꼬임을 방지하기 위해 슈트커플링(30) 및 슈트베이스(31)는 아이들축(262: idle shaft)과 아이들베어링(263: idle bearings)에 의해 캡(250)과 서로 자유롭게 회전하게 된다.

캡(250)의 상단 내주면에는 원판형의 분리부하우징(260)이 삽입된다. 분리부하우징은 캡(252)의 내주면 상단에 꽉 차도록 부착된 상태에서 아래쪽 케이스체결링(252)에 의해 지지된다. 즉, 분리부하우징(260)은 뇌관 등 민감한 부품들이 모두 결합되고 격침고정핀(272)과 안전핀(271)이 캡을 관통한 상태에서 일단 케이스체결링(252)에 의해 단단히 지지된 다음, 캡 위쪽에서 박히는 4개의 체결볼트에 의해 최종적으로 단단히 고정된다.

분리부하우징(250)의 외곽테두리 아래쪽을 구속 지지하는 케이스체결링(252)은 수나사링 타입의 체결링으로서 캡(250)의 내주면 암나사산에 일부분이 나사 체결되며 나머지 수나사 부분은 용기(290)을 체결하게 된다.

도 5 ~ 도 8을 참조하여 각 조립체(assembly)와 조립체간 결합구조를 살펴본다.

분리부하우징(260)의 테두리 부위에는 LSC(280)가 배치 고정되며 중앙부 내부에는 내부에 장치된 격침(274)의 타격 운동으로 상기 LSC(280)를 기폭시키는 기폭부하우징(270)이 수납 고정된다.

상기 LSC(280)는 상기 분리부하우징(260)의 테두리 부위에 형성된 LSC안착홈(261)이 그리는 원의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 굽어질 수 있는 유연재질의 선형 부재이다. 작은 곡률반경으로 굽어진 상태에서 LSC안착홈(261)에 안착 완료되면 분리부하우징(260)의 최외곽부 내측에 위치하게 되며 캡(250)의 내주면으로 어렵지 않게 삽입될 수 있다.

LSC는 분리부하우징의 테두리를 감싼 상태에서 가속기폭관(277)까지 연결되며 분리부하우징 테두리 내측으로 인입되는 부분은 LSC매립덮개(278)을 이용하여 마감한다. 또한 가속기폭관(277)과 접촉간격이 벌어지지 않으면서 정확한 길이만큼 삽입될 수 있도록 LSC(280)의 꼬리부분은 LSC돌출차단봉(279)으로 구속 지지된다.(도 8 참조)

한편 앞서 설명한 격침고정핀(272)은 상기 기폭부하우징(270) 내부로 삽입되어 격침(274)의 운동을 구속한다.

격침고정핀(272)은 삽입된 상태에서 캡(250)의 상단 바깥쪽으로 노출되어 상기 드래그슈트(27)의 전개 시 발생되는 견인력에 의해 기폭부하우징(270)에서 인출되어 상기 격침(274)의 구속상태를 해제시킨다.

한편 기폭부하우징(270) 내부에는 뇌관(275)과 지연기폭관(276)이 직렬 연결되어 배치되며, 상기 지연기폭관(276)은 뇌관(275)의 기폭력을 상기 드래그슈트(27)의 감속작용에 필요한 최소시간 보다 같거나 큰 시간만큼 지연시켜 확산관(277: booster)을 거쳐 LSC(280)에 전달한다.

위와 같은 구성으로 포 발사체에 작용하는 강력한 후퇴관성력과 원심력을 견디면서도 드래그슈트와 감회전날개에 의해 감속되는 초기 감속량을 충분히 받을 만큼의 지연되어 기폭되는 비전기식, 즉 화공식의 기폭수단이 얻어진다.

도 9 ~ 도 11을 통해 본 발명 방출케이스를 기능 및 작용 측면에서 살펴본다.

포 발사체에서 방출케이스가 분리되면 먼저 드래그슈트(27)는 낙하산 전개시 발생하는 인장력(전개력)을 이용해 슈트로프(도 4참조)를 당기게 된다. 이때 슈트로프에 연결된 슈트커플링(31)이 당겨지며 그에 따라 슈트베이스(30)도 자연스럽게 당겨지면서 자신에게 연결된 격침고정핀(272)를 기폭부하우징(270)으로부터 인출시키고 기폭된 캡을 자연스럽게 들어올린다.

도 11을 참고하면 캡(250)의 내주면에는 환형 홈 모양의 두께감소부(251)가 더 형성되는데 상기 두께감소부(251)는 상기 LSC안착홈(261)과 마주보는 대응 지점에 위치한다.

도면에 지시된 바와 같이 상기 두께감소부(251)의 최대 깊이와 상기 LSC안착홈(261)의 최대 깊이의 합은 상기 LSC(280)의 초점거리보다 같거나 크게 설정된다.

또한 LSC(280)는 포 발사체의 탄도안정 회전에 의한 원심력 발생 시에 상기 두께감소부(251)속으로 파고들지 않도록 상기 두께감소부(251)의 최대폭보다 같거나 큰 폭으로 형성되며 지연기폭관(276)을 통해 정확히 캡의 바깥쪽(도면상 수평방향)으로 폭발하므로 방출케이스의 낙하방향 또는 낙하 반대방향으로 원치 않게 작용하는 힘(반력)이 발생하지 않는다.

따라서 캡(250)과 용기의 분리과정에서 용기가 아래쪽으로 눌리거나 캡이 위쪽으로 들리는 현상이 없어 드래그 슈트에 의한 초기 감속효과를 손실 없이 보존할 수 있다. 이는 방출탄의 초기 고도손실을 최소화하는 데에 기여한다.

도 10, 11을 참고하면 원통형 용기(290)는 케이스체결링(252)의 하단 수나사산에 나사 체결되어 캡(250)과 밀봉 결합되는 구조를 볼 수 있다.

케이스체결링(252)은 캡(250)과 용기(290)를 동시에 결합 밀봉함과 동시에 분리부하우징(260)의 테두리 하단부를 단단히 지지하여 폭발력에 의해 분리부하우징(260) 최외곽부이 얇은 부분이 깨지거나 휘는 것을 방지한다.

이때 케이스체결링(252) 내주면과 용기(290)의 내주면은 매끈한 면이며, 케이스체결링(252)은 LSC(280)의 폭발을 구조적으로 차폐하여 내용물(예를 들면 관측자탄)이 신속하게 빠져나오는 데에 방해되는 장애물(예를 들면 분리부하우징 테두리의 변형이나 파편 등)의 생성을 미연에 차단하고 있음을 알 수 있다.

이상 본 발명의 기술사상을 구체적인 실시예를 통해 설명하였다. 덧붙여 본 실시예에서 미처 포함되지 않은 단순 변경 또는 간단 확장 사례가 있을 수 있겠으나, 본 발명의 기술사상은 실시예의 기술적 해석범주보다는 이하의 청구범위에서 기재되는 내용을 바탕으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 가혹한 포 발사환경을 토대로 군사적인 모든 소형 투하무기에 활용될 수 있으나 한편으로는 산업용 무인항공기의 원거리 투사나 비행 중 고장발생시 파손 방지상태로의 기체회수목적으로 효과적으로 사용될 수 있다.

예를 들어 극히 가느다란 LSC와 알루미늄 박판으로 만들어진 캡과 용기에 의해 군용 포 대신 민간용 총기로 발사 가능한 소형 방출탄을 만들고 그 속에 상용 무선인터넷 망으로 통신 가능한 곤충 크기의 드론을 적재한다면 마이크로 유닛의 기존 행동반경을 뛰어넘는 활용도를 보일 수 있다. 이는 비록 본 발명의 청구항에서 한정하고 있는 적용 대상물(포 발사체)과 차이가 있다 하여도 본질적으로는 본 발명의 기술적 사상을 그대로 이용하는 것이다.

10:포발사체 11:탄통 12:탄저부 13:신관
14:기폭장약 15:기폭압 전달판
20:자탄결합체 21:전방구조체 22:자탄수납통
23:감회전날개 24:수납통분리부 25:드래그슈트연결판
26:드래그슈트커버 27:드래그슈트
30:슈트베이스 31:슈트커플링
250: 캡 251: 두께감소부 252: 케이스체결링
260: 분리부하우징
261: LSC안착홈 262: 아이들축 263: 아이들베어링
270: 기폭부하우징
271: 안전핀 272: 격침고정핀 273: 격침스프링
274: 격침 275: 뇌관 276: 지연기폭관
277: 확산관 278: LSC 매립덮개 279: LSC돌출차단봉
280: LSC (Linear shaped charge)
281: 라이너(관통자피복) 282: 충전장약
290: 용기 A: 슈트베이스(또는 격침고정핀)의 인출높이

Claims (6)

1. 포 발사체(10) 내부에 수납되고, 방출 이후 드래그슈트(27)에 의해 감속되며 원통형 용기(290)와 밀봉 결합되는 캡(250);
   상기 캡(250)의 내주면 상단에 꽉 차도록 부착 고정되는 원판형의 분리부하우징(260);
   상기 분리부하우징(260)의 테두리 부위에 배치 고정되는 선형 성형작약탄(: Linear shaped charge - 이하 LSC(280));
   상기 분리부하우징(260)의 중앙부 내부에 수납 고정되는 기폭부하우징(270);
   상기 기폭부하우징(270) 내부로 삽입되어 격침(274)의 운동을 구속하는 격침고정핀(272);을 포함하여 구성되고,
   상기 격침고정핀(272)은 상기 캡(250)의 상단 바깥쪽으로 노출되어 상기 드래그슈트(27)의 전개 시 발생되는 견인력에 의해 상기 기폭부하우징(270)에서 인출되어 상기 격침(274)의 구속상태를 해제시키는 것을 특징으로 하는 포 발사체용 방출 케이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기폭부하우징(270) 내부에는 뇌관(275)과 지연기폭관(276)이 직렬 연결되어 배치되며, 상기 지연기폭관(276)은 상기 뇌관(275)의 기폭력을 상기 드래그슈트(27)의 감속작용에 필요한 최소시간 보다 같거나 큰 시간만큼 지연시켜 상기 LSC(280)에 전달하는 것을 특징으로 하는 포 발사체용 방출케이스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 LSC(280)는 상기 분리부하우징(260)의 테두리 부위에 형성된 LSC안착홈(261)이 그리는 원의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 굽어질 수 있는 유연재질의 선형 부재인 것을 특징으로 하는 포 발사체용 방출케이스.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 분리부하우징(260)이 상기 캡(250)의 상단 내주면에 부착된 상태에서 상기 캡(250)의 내주면 암나사산에 나사 체결되어 상기 분리부하우징(260)을 구속 지지하는 수나사링 타입의 케이스체결링(252);을 더 포함하여 구성되고,
   또한 상기 용기(290)는 상기 케이스체결링(252)의 하단 수나사산에 나사 체결되어 상기 캡(250)과 밀봉 결합되는 포 발사체용 방출 케이스.
5. 제4항에 있어서,
   상기 캡(250)의 내주면에는 환형 홈 모양의 두께감소부(251)가 더 형성되고,
   상기 두께감소부(251)는 상기 분리부하우징(260)의 테두리 부위에 형성된 LSC안착홈(261)과 마주보는 대응 지점에 위치하며,
   상기 두께감소부(251)의 최대 깊이와 상기 LSC안착홈(261)의 최대 깊이의 합은 상기 LSC(280)의 초점거리보다 같거나 크게 설정되는 포 발사체용 방출 케이스.
6. 제5항에 있어서,
   상기 LSC(280)는 포 발사체의 탄도안정 회전에 의한 원심력 발생 시에 상기 두께감소부(251)속으로 파고들지 않도록 상기 두께감소부(251)의 최대폭보다 같거나 큰 폭으로 형성되는 포 발사체용 방출 케이스.

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