KR101754061B1 - 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비중이 낮은 금속재로 탄두 전장(L)의 1/2이상의 길이 및 용적을 탄미에 내장함으로써, 탄두 무게중심(cg)이 탄두 헤드부에 있어 탄두의 편주각이 줄고, 이에 따라 비행간 탄두의 세차운동이 줄어들어 비행안정이 탁월하다.
종래의 탄두는 탄두 탄미부(C-100)에 무게중심이 있어서 일정거리 비행은 회전력에 의한 비행안정을 도모하나, 비행속도가 줄어드는 일정거리부터는 점차적으로 탄미부가 전도되게 되어 전면의 저항력이 더욱 증가되고, 이로 인해 사거리가 줄어들고 더욱 더 정확도는 낮아진다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위해서 탄두의 중간체를 비중이 낮은 금속재로 일정용적을 채움으로써 헤드부로 무게중심을 이동시켜 편주각을 줄이고, 세차 회전운동을 현저히 작게하여 비행진행간 전면 저항력을 줄이며 목표물에 최종 접촉되는 최소의 면적으로 파괴력을 증대시키며 비행간 전도되지 않아 정확도 및 파괴력과 사거리가 연장된다.
본 발명의 탄두는 사거리 연장을 비롯한 정확도 향상과 파괴력 증대 및 저지력이 우수한 탄두이며, 탄심체와 중간체, 자켓부로 분리하여 압입, 단조, 드로잉하여 조립하는 것만으로도 탄두를 제조할 수 있기 때문에 제작성이 향상되는 동시에 탄두의 성능은 더욱 증대된다.

Description

무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두 및 그 제조 방법{Flying stable bullets whose center of gravity is at the front of the bullet and its manufacturing method.}

본 발명은 헤드부로 탄두의 무게중심을 이동시킴으로써, 편주각을 줄여 비행진행간 전면 저항력을 줄이고, 최종 목표물에 최소의 면적으로 접촉됨으로 파괴력을 증대시키며, 비행간 전도되는 것을 방지하여, 정확도 및 사거리를 증대하는데 목적에 있다.

이를 위해, 탄두의 헤드부에 비중이 큰 금속합금(초경 합금재)으로 탄심체를 두어 파괴력과 관통력을 높이면서, 탄두 중간체는 비중이 작은 금속합금재를 일정 용적이상으로 구성하여 결합하는 구조를 갖는다.

상기와 같은 헤드부의 탄심체 및 중간체를 중심부에 두고 탄심체와 중간체의 외경보다 큰 자켓부로 외부를 둘러싸는 구성의 탄두이다.

또한, 이를 드로잉, 단조, 압입의 방법으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

총(포)열 같은 발사체로부터 발사되는 탄두와 포탄은 폭발에 의해 발사에너지를 생성하는 화약과 발사에너지에 의해 목표물로 비행하는 탄두로 이루어지며, 이러한 탄두는 보트테일과 같이 최소한의 탄저부로 흐르는 유선형과 같은 흐름을 유도해 와류를 감쇄하려고 노력한다.

그러나, 종래의 탄두는 헤드부의 R(유선형의 외형 기울기 각도) 값에 의한 압력중심은 일정한 위치에 있게 되나, 탄두의 전장(L)은 사용되는 목적에 따라 길이가 달라, 상대적으로 무게중심은 멀어지게 된다. 더욱 이 구성하는 재질의 무게에 따라 탄두의 무게중심은 헤드부에 위치하는 압력 중심과 떨어지게 되어 발사된 탄두은 비행간 편주각이 크게 되며, 이는 비행할수록 더욱 더 큰 세차회전 운동이 심하게 되며, 그에 따라 전면 저항력이 크게 되어 사거리 감소 및 정확도 저하, 파괴력 에너지 감소가 발생되게 된다.

상기와 같은 문제점은 탄두의 질량과 외경이 큰 탄두일수록 더욱 더 크게 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하는 획기적인 탄두 구조체를 갖는다.

탄두 헤드부의 내부나 외부에 위치하는 탄심체는 금속합금 재질의 비중과 강도가 높은 것을 사용하고, 이를 중간체와 편심이 발생되지 않도록 결합하기 위해 탄심체 하단의 중심으로 돌출부를 두며, 상기 돌출부를 압입 결합이 되도록 돌출부를 수용하는 일정형태의 음각형태의 음각수용부를 갖는 중간체를 구비한다.

상기 중간체에는 외경면에 하나 이상의 음각날개단을 두어 파괴력과 저지력을 더욱 증대시키는 비중이 낮고 강성이 높은 합금으로 한다.

상기 탄심체와 중간체를 내부에 두고 외경으로 감싸고 하단부에 와류를 억제하기 위한 공기 유도로가 있도록 합금의 자켓부로 압입(impression) 또는 단조(forging), 드로잉(drawing)과 같은 공정으로 제조하는 방법을 적용하는 기술적 특징을 포함하는 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

KR 2004-0004624 A KR 2001-0035741 A KR 1249770 B1 KR 0139880 B1

본 발명은 종래의 탄두가 가지는 압력중심과 무게중심의 거리차가 커서 발생하는 편주각이 커서 비행간 전도되는 현상으로 인한 파괴력, 명중률, 사거리 저하등과 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 중간체와 탄심체의 적정 비중을 고려한 외경 자켓을 구비함으로써 편주각을 현저히 줄여, 파괴력 및 저지력을 향상시킬 수 있다.

특히, 명중률을 높이고, 유효 사거리를 연장시킬 수 있는 탄두 및 이를 제조할 때의 용이성이 있는 제조 방법을 제공하며, 본 발명의 탄두는 총열의 강선 피치 또는 총열의 길이를 달리하는 모든 종류의 총(포)열에서 사용할 수 있도록 하는데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 탄두는 유선형 또는 일정형태의 탄심체(10), 탄심체의 후단에는 탄두의 전체 무게(질량)을 줄이고 공간을 채우는 중간체(200)를 고정 체결하고 그 외부로 자켓부(30)으로 단조 또는 가공, 드로잉으로 형성된다.

또한, 외부에 형성되는 자켓부의 형태는 유체를 유도하는 3개 이상의 가이드 홈(31)을 형성한다.

그리고, 본 발명은 탄두의 중간체는 저지력과 무게중심을 압력중심으로 근접하기 위해 비중이 낮은 금속합금재로써, 외경단면이 하나 이상의 음각날개단을 갖고, 탄두 전장(길이, L)의 L/2 이상의 용적을 갖도록 한다.

탄심체는 탄두 전장(길이, L)의 1/2 이하의 용적으로 중간체와 상호 중심선을 기준으로 압착 결합하여 탄두의 무게중심이 헤드부로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 유선형의 헤드부, 또는 일정형태로 외부에 노출된 헤드부가 구성될 때는 유체를 유도하는 3개 이상의 가이드 홈(31)이 형성된 외부 자켓부에 중간체를 삽입하고, 상기 중간체에 형성된 음각수용부에 일정형태의 탄심체의 돌출부를 압입시키고 상부가 벌어져 있는 자켓부의 상단 끝단을 코킹으로 탄심체의 외경의 래치부를 압입 고정되게 하는 것을 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 자켓부의 탄저는 보트테일(33)의 각도에 따라 탄저 중심부로 유체를 유도하여 탄저 중심부 외의 영역에서 발생되는 와류를 제거하는 유체를 유도하는 3개 이상의 가이드 홈(31)을 형성하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명은 비중이 다른 금속합금의 부분요소(코어)를 헤드부 일정 길이 및 용적으로 상호 체결 또는 결합 구성하여, 탄두의 압력중심에 무게중심을 근접시킴으로써 편주각을 최소화한다.

상기와 같은 탄두는 편주각이 최소화도는 탄두로써 비행간 발생되는 세차 회전운동을 줄여 탄두 헤드부에 미치는 저항력을 감쇄시키며 탄두 비행의 종단시에 탄두의 무게중심이 후반부에 있에 탄두가 전도되는 것을 방지한다.

이로 인해, 사거리 연장을 비롯한 정확도 향상과 파괴력 증대 및 저지력이 우수하며 제조 시에도 헤드부에 탄심체와 중간체를 자켓부 내부에 두고 압입, 단조, 드로잉으로 조립하는 것만으로도 탄두를 제조할 수 있기 때문에 제작성이 향상되는 동시에 탄두의 다양화를 기할 수 있다.

또한, 본 발명의 무게중심을 이동시키는 중간체에 음각날개단으로 하여금 보다 더 저지력을 증대시키는 형상을 적용하여 탄두의 우수한 저지력을 보장한다.

특히, 본 발명의 탄두는 총열의 길이, 회전 피치각이 다른 여러 종류의 총열에도 사용할 수 있으며 여러 종류의 탄두에도 적용이 될 수 있어 탄두의 구성이 이루는 다양한 사용 탄두를 경제적 제조가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 탄심체, 중간체, 자켓부의 구성과 탄두의 사용 예를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 탄두 사용 예를 도시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 편주각, 세차 회전 운동의 예를 도시한 단면도
도 4는 기존 탄두가 발사되어 이루는 비행간 탄두가 전도되는 예(a)와 본발명의 탄두가 이루는 비행 예(b)를 나타낸 도면
도 5은 본 발명에 따른 탄두(a) 및 종래 탄두(b)이 최종 목표물에 접촉되는 정도를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 탄두(a)의 제조를 위한 중심선을 기준으로 압입, 단조되어 제조되는 것을 나타낸 도면.
도 7은 편주각에 없는 본 발명의 탄두와 종래 탄두(무게, 길이, 방탄재료 동일)의 총구 발사시 총구 앞 가스 방출 및 파괴력 실험결과를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 탄두의 제조를 위한 방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발병의 탄심체별(a, b) 실시한 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 종래 탄두의 구성은 자켓부(30-1)내에 대부분을 차지하는 탄심체(10-1)를 두고 그 외주의 일정 두께로 감싼 자켓피복이나, 헤드부에 탄심체를 두고 그 후방으로 연장하여 내부재(20-1)로 납 또는 구리 재질의 비중이 높은 금속재로 채워 탄두의 질량을 높게하여 탄두의 무게중심은 모두 후면에 있게된다.

이로인해 도 3에 도시된 탄두의 압력중심와 무게중심의 간격이 멀어져 있어 편주각(B-300)이 커지고 비행간 큰 편주각에 의해 세차 회전운동(B-200)이 증가되어 전면 저항력(B-100)은 더욱 더 증가되고, 이러한 원인으로 정확도가 떨어지며 파괴력 및 사거리가 현저히 줄어들게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 탄두의 문제점을 개선하는 것으로 무게중심(CG)이 헤드부(A-100)에 있는 비행안정 탄두 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 탄두는 도 1에 도시된 바와 같이 헤드부(A-100)의 탄두 전체 전장(L)의 L/2 이하의 용적인 탄심체를 헤드부에 있게 함으로써 탄두 무게중심(CG)을 이동하게 하며 L/2 이상의 용적의 비중이 자켓부 또는 탄심체 보다 낮은 금속합금의 중간체와 이를 감싼 금속합금 재질의 공기유도로(31)로 이루어진다.

본 발명의 도 1에서와 같이 비중이 높은 금속 합금재로 탄심체(10), 탄심체 후방 중심선으로 연장된 돌출부(12)를 음각수용단(21)을 구비하고 외경측면단에는 하나 이상의 음각날개단(22)을 갖는 중간체(20)를 구비한다.

상기 중간체(20)는 비중이 자켓부 및 탄심체보다 낮은 금속재로써 최종 탄착점에서의 탄심체 관통과 더불어 형성된 홀(Hole)내부로 파편화되어 침투하고, 침투된 내부에서 파편의 효과를 더욱 증대시키고 중간체와 탄심체를 외경 표피로 탄저부(A-300)의 보트테일단(32)과 아울러 유체를 유도하는 3개 이상의 공기유도로(31)가 형성된 자켓부(30)로 구성한다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 무게중심에서 일어나는 편주각(B-300), 세차 회전 운동(B-200)의 예를 도시한 것으로 상기와 같은 중간체는 자켓부 및 탄심체보다 비중이 낮은 금속재를 사용함으로써 탄두의 전체 무게중심은 탄심체가 위치한 헤드부(A-100)에 있게 한다.

이를 통해 도 4에 도시된 탄두 비행궤적 도면과 같이 일정 비행구간을 지나도 탄두가 전도되어 비행하는 것을 방지되며, 임팩트 되는 접촉부에 에너지를 집중할 수 있어 보다 더 강력한 파괴력을 나타낸다.

도 3에서와 같이 탄두 구조에서 종래의 탄두는 파괴력 증대와 정확도를 위해서 총구(열)에서 이탈할 순간에 회전력을 증가시키거나 총구 속도를 증가시켜 비행하는데 일정거리 이상에 도달하면 탄두의 무게중심이 압력 중심과의 간격이 너무 큰 구조적 결함으로 인해 탄두는 편주각이 크게 되고, 이로 인해 세차 회전운동과 지구의 중력(g)과 아울러 탄두 전면의 저항력이 점차 증대되어 정확도가 상당히 저하되고 급기야 전도되어 비행하는 도 4-a 의 도면과 같이 비행간 탄두가 전도된다.

또한, 탄두의 속도는 전면의 저항력이 증대되어 현저하게 줄어들게 된다.

아울러 탄두 전장이 다른 여러 종류의 탄두는 총열 강선 회전 피치각에 따라 사용되어지는 특정 탄두가 정해지는 종속성이 있게 된다.

그러나 본 발명의 탄두는 무게중심이 압력 중심으로 근접함으로써 도 4-b에서 보는 바와 같이 도 4-a의 종래의 탄두와 다르게 비행안정을 나타낸다.

도 5은 본 발명에 따른 탄두(a) 및 종래 탄두(b)이 최종 목표물에 접촉되는 정도를 나타낸 도면을 통해, 본 발명의 탄두는 파괴력을 증대시키는데 최종 탄착점에 도달시, 탄두의 헤드부가 정확하게 접촉함과 달리 종래 탄두는 편주각에 따른 세차 회전운동이 있어 헤드부의 접촉과 아울러 탄두의 외주면이 탄착됨에 따라 관통할 수 있는 에너지를 모두 발휘하지 못해 현저히 파괴력이 떨어진다.

도 7에서는 상기와 같은 본 발명의 탄두 및 종래의 탄두를 동일한 조건(총열, 탄두질량)에서 실사격을 한 결과를 통해서 그 효과를 확인 할 수 있다.

종래의 탄두보다 본 발명의 탄두가 동일한 장갑철판을 200m/s 작은 속도의 탄두에도 관통되는 것을 확인했다.

이는 도 5에 의한 탄두의 접촉되는 목표물에 접촉되는 면적에 의한 에너지 집중도가 달라서 나오는 효과이다.

따라서, 탄두의 편주각은 탄두의 특성을 좌우하는 큰 요소이다.

본 발명의 탄두의 제조를 위해서는 도 6에서와 같이 탄심체의 중심선(2-a)을 기준으로 중간체를 압입하고, 그 외부를 금속합금과 같은 합금재로 그 외부로 자켓부를 형성하여 단조, 드로잉, 코킹한다.

본 발명의 제조방법에서는 기존의 공정수를 획기적으로 줄이는 방법으로 도 8과 같은 과정으로써,

드로잉으로 구성한 유체를 유도하는 3개 이상의 공기 유도로(31)이 있는 자켓부(30)를 프레스 금형 아랫단에 장착하는 준비단계(100) 및 압착 프레스 금형 아랫단에 장착된 자켓부 내부로 드로잉으로 구성한 중간체의 음각수용부를 상부로 해서 밀어넣는 인입단계(200), 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)의 중심 돌출단(11)을 상기 인입단계에서 장착된 중간체(20)의 음각수용부(21)에 밀어넣어 결합하는 고정 결합단계(300), 상기 중간체 및 탄심체가 내부에 구성된 자켓부 윗단을 프레스 금형 윗단으로 압입하여 탄두의 외형의 형상을 구성하는 코킹단계(400)와 같이 할 수 있으며,

또 다른 구성의 제조 방법으로 헤드부(100)에 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)에 맞는 형상으로 구성된 압착 프레스 아랫단에 드로잉으로 구성한 볼(Bowl)의 자켓부를 장착하는 준비단계(100) 및 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)의 중심 돌출단(11)을 상부로 하여 인입하고, 드로잉으로 구성한 중간체의 음각수용부를 하부로 해서 밀어넣는 인입단계;로 중간체 및 탄심체를 인입하는 순서를 달리하며, 상기 중간체 및 탄심체가 내부에 구성된 자켓부 윗단을 유체를 유도하는 3개 이상의 공기 유도로(31)의 형상으로 이루어진 압착 프레스 윗단으로 압입하여 탄두의 외형의 형상을 구성하는 코킹단계(400)으로 방법으로 제조 할 수 있다.

상기와 같은 돌출부를 음각 수용부에 끼움식은 제조간 탄심체 및 중간체의 결합으로 발생될 수 있는 편심을 방지하고 중간체는 자켓내부의 압축변형이 일어나는 공간을 없게 하고, 채워진 공간의 재질은 비중이 낮은 금속재로 하여금 탄두 전체의 무게중심을 비중이 큰 금속재로 이루어진 탄두부로 이동시키기 위함이다.

또한, 중간체의 외주 단면에 음각날개부와 같이 날까로운 음각홈을 하나 이상을 둔 것은 무게를 줄이는 방안과 저지력을 크게 하는 구조적 형상이다.

탄심체가 목표물로 관통되어 들어가면 그 후방에 있는 중간체가 탄심체가 구멍을 낸 홀로 급속히 따라 들어가면서 그 내부에서 구심력과 회전력이 동반되어 저지력이 상당히 높은 파편으로써의 작용을 하게 한다.

특히, 본 발명의 도 1, 도 9과 같이 제조된 탄두는 총열의 길이, 회전 피치각이 다른 여러 종류의 총열에 사용해도 초기 탄두 비행을 안정되게 하고 더욱이 해당 강선의 피치각에 의한 회전력에 상관없이 전도되지 않고 진행됨에 따라 종래의 어떠한 총열에도 사용성이 우수하게 된다.

1 : 본 발명의 탄두
2 : 종래의 탄두
10 : 탄심체 10-1 : 종래탄두의 탄심체
11 : 코어
12 : 중심 돌출단
20 : 중간체 20-1 : 종래 탄두의 내부체
21 : 음각수용단
22 : 음각날개단
30 : 자켓부 30-1 : 종래 탄두의 자켓부
31 : 공기 유도로
32 : 보트테일단
A-100 : 헤드부
A-200 : 중심부
A-300 : 탄저부
B-100 : 전면 저항력
B-200 : 회전 세차운동
B-300 : 편주각
B-400 : 탄저부에 발생되는 와류에 의한 저항력
L : 탄두 전장
R : 유선형의 외부 기울기 각도

Claims (5)

1. 탄두의 코어 비중과 용적비 및 이를 감싸는 자켓의 탄저부의 일정 형상으로 비행안정 및 정확도, 파괴력, 사거리연장이 되는 자켓부와 탄심체 및 중간체의 2개 이상의 코어를 갖춘 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두에 있어서,
   헤드부(A-100)에 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 코어(11), 상기 코어 하단의 중심선(2-a)으로 코어(11) 아래 최단 직경보다 작은 직경으로 돌출되어 중간체와 결합간 편심발생을 제거하고, 탄착점에 접촉시 에너지를 집중하여 관통력이 증대되는 중심 돌출단(11)이 있는 탄심체(10);
   상기 탄심체의 중심 돌출단(11)을 중심선(2-a)에 맞게 음각수용단(21)으로 수용할 수 있는 중간체(20);
   결합된 상기 탄심부와 중간체를 내부 중심선에 두고 감싸며 탄저부(A-300)에 유체를 유도하는 보트테일단(32), 3개 이상의 공기 유도로(31)이 있는 자켓부(30);를 구비하는 특징의 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄심체(10)는 비중이 높은 금속합금재로 탄두 전장(L)의 2/3 이하의 길이 및 1/2이하의 용적과 상기 중간체(20)는 비중이 낮은 금속재로 탄두 전장(L)의 1/2이상의 길이 및 용적을 갖도록 하는 특징을 더 포함하는 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 중간체(20)는 저지력과 파괴력을 증대시키는 하나 이상의 음각날개단(22)이 있는 특징을 더 포함하는 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두.
4. 탄두의 코어 비중과 용적비 및 이를 감싸는 자켓의 탄저부의 일정 형상으로 비행안정 및 정확도, 파괴력, 사거리연장이 되는 자켓부와 탄심체 및 중간체의 2개 이상의 코어를 갖춘 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두의 제조방법에 있어서,
   드로잉으로 구성한 유체를 유도하는 3개 이상의 공기 유도로(31)이 있는 자켓부(30)를 프레스 금형 아랫단에 장착하는 준비단계(100); 및
   압착 프레스 금형 아랫단에 장착된 자켓부 내부로 드로잉으로 구성한 중간체의 음각수용부를 상부로 해서 밀어넣는 인입단계(200);
   유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)의 중심 돌출단(11)을 상기 인입단계에서 장착된 중간체(20)의 음각수용부(21)에 밀어넣어 결합하는 고정 결합단계(300);
   상기 중간체 및 탄심체가 내부에 구성된 자켓부 윗단을 프레스 금형 윗단으로 압입하여 탄두의 외형의 형상을 구성하는 코킹단계(400);를 특징으로 하는 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   헤드부(100)에 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)에 맞는 형상으로 구성된 압착 프레스 아랫단에 드로잉으로 구성한 볼(Bowl)의 자켓부를 장착하는 준비단계(100); 및 유선형의 형상 또는 일정한 형태의 탄심체(10)의 중심 돌출단(11)을 상부로 하여 인입하고, 드로잉으로 구성한 중간체의 음각수용부를 하부로 해서 밀어넣는 인입단계;로 중간체 및 탄심체를 인입하는 순서를 달리하며, 상기 중간체 및 탄심체가 내부에 구성된 자켓부 윗단을 유체를 유도하는 3개 이상의 공기 유도로(31)의 형상으로 이루어진 압착 프레스 윗단으로 압입하여 탄두의 외형의 형상을 구성하는 코킹단계(400);의 특징을 더 포함하는 무게중심이 헤드부에 있는 비행안정 탄두의 제조방법.

Images