KR101839887B1 - 지능자탄 투하 시스템 - Google Patents

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KR101839887B1
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한승조
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Abstract

본 발명은, 공중에서 표적 정보를 획득하는 무인 비행체; 및 상기 무인 비행체의 내부에 분리 가능하게 장착되는 적어도 하나 이상의 지능자탄을 포함하고, 상기 지능자탄은,날개와 상기 날개를 구동하는 로터를 구비하는 지능자탄 몸체; 및 분리 명령에 의해 상기 지능자탄이 상기 무인 비행체로부터 분리될 때, 상기 지능자탄 몸체로부터 방출시킨 상기 로터를 구동시켜, 표적과 기설정된 거리 이내까지 진입되도록 하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템을 제공한다.

Description

지능자탄 투하 시스템{THE DROPPING SYSTEM OF BRILLIANT ANTITANK MUNITION}
본 발명은 지상의 표적을 향해서 지능자탄을 투하하는 지능자탄 투하 시스템에 관한 것이다.
최근 탄약은 탄두에 자율 기능을 부여하여 목표물을 식별하고, 목표물을 향해 이동할 수 있는 지능형 탄약을 중심으로 발전하고 있다.
지능형 탄약은 종말 유도 포탄, 장갑 감지 파괴탄, 탄도 수정탄 등이 있는데, 장갑 감지 파괴탄은 전차나 장갑차 등의 기갑 장비가 표적일 때, 그 상공에서 자탄으로부터 방출된 폭발 성형 관통자(explosive formed penetrator)에 의해 표적을 기폭시키는 장비이다. 이러한 자탄은 표적 탐지 기능은 있지만, 목표물로 이동을 유도하는 기능이나 탄도 제어 기능은 없다. 다만, 하강시 자세를 유지하기 위해 낙하산을 이용하는 것이 일반적이었다. 장갑 감지 파괴탄이 지상에서 발사되면 내부에 포함된 자탄이 분리되고, 자탄의 내부 공간에 저장된 낙하산이 전개되면 자탄은 낙하산을 이용하여 표적을 향해 서서히 선회 하강하며 표적을 탐지한 후 타격하게 된다.
다만, 자탄이 낙하산을 이용하여 선회 하강하려면, 자탄 내부에 낙하산을 포함되어야 하고, 크기가 작은 자탄 내부에 별도의 수납공간을 가져야 하는 문제점이 있다. 또한, 바람이나 기상의 영향을 받게되는 문제점도 있다.
본 발명은 무인 비행체에서 지능자탄이 발사되어, 지능자탄 자체의 구동수단에 의해 바람이나 기상 상황에 영향을 받지 않으면서 목표물로 이동 후 타격하는 지능자탄 투하 시스템을 제안하기 위한 것이다.
본 발명은 무인 비행체에 지능자탄이 결합된 상태로 표적을 향해 돌진하는 지능자탄 투하 시스템을 제안하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련한 지능자탄 투하 시스템은,공중에서 표적 정보를 획득하는 무인 비행체; 및 상기 무인 비행체의 내부에 분리 가능하게 장착되는 적어도 하나 이상의 지능자탄을 포함하고, 상기 지능자탄은 날개와 상기 날개를 구동하는 로터를 구비하는 지능자탄 몸체; 및 분리 명령에 의해 상기 지능자탄이 상기 무인 비행체로부터 분리될 때, 상기 지능자탄 몸체로부터 방출시킨 상기 로터를 구동시켜, 표적과 기설정된 거리 이내까지 진입되도록 하는 구동부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 무인 비행체는 상기 획득된 표적 정보에 근거하여 상기 지능자탄의 분리 명령 신호 또는 상기 무인 비행체 내부에 상기 지능자탄이 구비된 상태로 상기 표적을 향해 돌진 되도록 하는 관통 명령 신호를 생성하는 무인 비행체 제어부; 및 상기 무인 비행체 제어부가 상기 분리 명령 신호를 생성할 때, 상기 지능자탄이 표적을 향해 순차적으로 투하되도록 하는 분산 장치를 포함한다.
상기 무인 비행체는 상기 지능자탄의 상기 표적으로의 기동을 위해, 상기 표적 정보와 상기 무인 비행체 제어부의 명령 신호를 상기 지능자탄으로 전달하는 무인 비행체 통신부를 포함할 수 있다.
상기 무인 비행체 제어부가 상기 관통 명령 신호를 생성할 때, 상기 무인 비행체는 상기 지능자탄과 합체된 상태로 상기 표적 근방까지 이동하여 상기 지능자탄을 순차적으로 기폭시켜 상기 표적을 타격할 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 지능자탄은 지능자탄 통신부를 더 포함하고, 상기 지능자탄 통신부는 상기 무인 비행체로부터 상기 표적으로 이동하기 위한 상기 표적 정보를 수신하는 통신 모듈; 및 상기 무인 비행체로부터 분리 명령 신호 또는 관통 명령 신호를 수신하는 외부 신호 단자를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 지능자탄은 상기 무인 비행체로부터 분리되어 상기 표적을 추적하기 위한 지능자탄 센서부를 더 포함하고, 상기 지능자탄 센서부는 열을 탐지하여 표적을 감지하는 적외선 센서; 및 감지된 상기 표적의 거리 및 형상 정보를 얻기 위한 레이저 센서를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 지능자탄은 지능자탄 제어부를 더 포함하고, 상기 지능자탄 제어부는 상기 로터의 방출 신호 및 구동 신호를 생성하여 상기 구동부에 전달하고, 상기 표적과 기설정된 거리 이내일 때 기폭 신호를 상기 구동부에 전달하는 전자 보드; 상기 무인 비행체로부터 방출된 상기 지능자탄의 상기 표적으로의 이동을 위한 구동력을 제공하는 열전지; 및 상기 표적의 위치와 비교하기 위해 상기 지능자탄의 위치 정보를 추출하는 관성항법장치를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 구동부는 상기 지능자탄 몸체에 내장된 접이식 로터를 방출하는 로터 분리부; 상기 지능자탄의 하강시 안정적인 이동을 위해 복수 개의 날개를 방출하는 날개 방출부; 제어 명령을 받아 상기 로터의 회전을 수행하는 서보 모터; 및 상기 표적으로부터 기설정된 거리까지 이동 후, 상기 지능자탄 몸체 내부의 성형작약과 연동하여 상기 표적을 향해 고체형의 관통자를 발사하는 폭발 성형 관통자를 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 표적의 특성에 따라 무인 비행체에서 투하되는 지능 자탄은 표적을 감지하고, 지능 자탄에서 전개되는 날개를 이용하여 표적을 향해 능동적으로 이동 후 기폭이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 표적의 특성에 따라 무인 비행체는 지능 자탄과 결합된 상태로 표적을 향해 돌진하여 위력을 증대시켜 표적을 파괴할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명인 지능자탄 투하 시스템을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명과 관련한 무인 비행체의 개략적인 형상을 나타내는 사시도.
도 3a와 도 3b는 무인 비행체에 지능자탄이 결합된 상태를 나타내는 개념도.
도 3c는 지능자탄과 분산장치의 결합이 보이도록, 도 3b의 A부분을 확대한 확대도.
도 4은 본 발명과 관련한 지능자탄을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명과 관련한 지능자탄의 구조를 나타내는 개념도.
도 6은 본 발명의 각 구성을 보여주는 개념도.
도 7은 무인 비행체와 지능자탄이 결합된 상태로 표적으로 돌진하는 것을 나타내는 개념도.
도 8은 본 발명인 지능자탄 투하 시스템의 작동 과정을 나타내는 순서도.
이하, 본 발명에 관련된 지능자탄 투하 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 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 1은 본 발명과 관련한 지능자탄 투하 시스템(100)을 나타내는 개념도이다.
지능자탄(120)(Brilliant Antitank Munition)이란, 탄체에 장착된 음향 센서나 적외선 센서(151) 등을 사용하여 스스로 유도하는 능력을 가지고 전차 등 기동 중인 표적(10)을 명중시키는 탄두를 의미하는 것으로, 최근에 국방 산업에서 기술 발전이 급속히 이루어지고 있는 분야이다.
본 발명은 공중에서 비행중인 무인 비행체(110)와 지능자탄(120)을 결합하여 표적(10)을 향해 지능자탄(120)을 투하하는 시스템에 대한 것이다.
무인 비행체(110)는 운용자 통제 하에서 표적(10)이 있는 지역 상공을 비행하면서 표적 정보를 수집하여 표적(10)에 따라 지능자탄(120)을 분리시켜 투하하거나, 지능자탄(120)이 결합된 상태로 표적(10)을 향해 돌진 후 기폭하여 표적(10)을 타격하게 된다.
도 1은 무인 비행체(110)가 표적 정보를 분석하여 내부에 결합된 지능자탄(120)을 분리하여 지능자탄(120)을 투하시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
지능자탄(120)을 탑재한 무인 비행체(110)는 비행을 하면서 표적(10)을 탐지하고, 표적 정보를 얻게 된다. 표적 정보를 통해 지능자탄(120)의 투하를 결정하면, 무인 비행체(110)는 내부에 탑재된 지능자탄(120)을 투하하게 된다. 무인 비행체(110)는 지상으로부터 약 5Km 상공을 비행하면서 표적 정보를 수집한다.
무인 비행체(110)가 표적(10) 상공을 비행하다 지능자탄(120)을 투하하면, 지능자탄(120)은 예정된 고도까지 자유 낙하하면서 내부의 열전지(162)는 활성화된다. 활성화된 열전지(162)에 의해 지능자탄(120) 내부에 포함된 날개(174)는 전개되면서 하강 및 선회하는 운동을 할 수 있고, 표적(10)을 탐지하여 표적(10)을 향해 이동한 후 타격을 하게 된다. 여기서 날개(174)는 지능자탄(120)이 표적(10)을 향해 비행하여 이동할 수 있도록 하는 것으로, 본 발명에서는 프로펠러와 같은 회전익으로 구성된다.
다만, 날개(174)의 형상이 회전익으로만 제한되지는 않을 것이다. 날개(174)의 갯수 또한 제한되지 않을 것이다. 도 1 및 도 4에 나타난 지능자탄(120)에 포함된 날개(174)의 형상 및 갯수는 하나의 예시에 불과하다.
즉, 도 1에서처럼 지능자탄(120)은 무인 비행체(110)로부터 분리되어 낙하하다 약 1Km 상공에서 지능자탄(120) 내부에 포함된 로터(173, 도 4 참조) 및 로터(173, 도 4 참조)와 연결된 날개(174)를 전개하고, 열전지(162, 도 5 참조)로부터 공급받은 전원을 통해서, 표적(10)을 향하여 이동한 후 폭발 성형 관통자(176)를 기폭시켜 표적(10)을 타격하게 된다.
도 2는 무인 비행체(110)의 형상을 나타낸다.
무인 비행체(110)는 도 2에 나타난 형상과 같이, 일반적인 비행체의 형상을 가지며, 사람이 탑승하여 조종하지 않고, 운용자에 의해 원격으로 조종될 수 있는 비행체이다. 무인 비행체(110)의 형상과 크기는 제한되지 않으며, 형상을 이루는 재질 역시 다양하게 구성될 수 있다. 다만, 무인 비행체(110)는 내부에 지능자탄(120)을 구비하고 있므로 이를 장착할 수 있는 공간이 요구된다.
비교적 소형인 무인 비행체(110)는 상대의 레이더 등의 탐지 기능에 대항하여 은폐하는 스텔스(stealth) 기체로 운용되며, 스스로 전술 정보를 획득하며 외부에서 정찰 정보를 수신할 수도 있다.
도 3a와 도 3b는 무인 비행체에 지능자탄이 결합된 상태를 나타내고, 도 3c는 지능자탄과 분산장치의 결합이 보이도록, 도 3b의 A부분을 확대한 도면이다.
무인 비행체(110)는 공중에서 표적(10)의 정보를 획득한다. 도 3a, 도 3b, 도 3c를 보면, 무인 비행체(110)는 내부에 무인 비행체 제어부(111), 무인 비행체 통신부(112) 및 분산 장치(113)를 포함하고 있다.
무인 비행체 제어부(111)는 무인 비행체(110)에서 획득한 정보를 근거로 지능자탄(120)을 분리시키는 분리 명령 신호나 무인 비행체(110) 내부에 지능자탄(120)을 구비한 채로 지상의 표적(10)을 향해 돌진하는 관통 명령 신호를 생성하게 된다. 무인 비행체 제어부(111)는 무인 비행체(110)를 통해 획득된 표적 정보를 바탕으로 표적(10)의 크기, 갯수, 형태 및 표적(10)이 놓여 있는 그 주변 지형을 고려하여 무인 비행체(110)로부터 지능자탄(120)을 분리하여 표적(10)을 타격해야 할 것인지, 무인 비행체(110)와 지능자탄(120)이 결합된 상태로 표적(10)을 향해 돌진하여 기폭 할 것인지를 판단하여, 분리 명령 신호 또는 관통 명령 신호를 생성하게 된다. 생성된 명령 신호는 무인 비행체 통신부(112)를 통해서 지능자탄(120)의 외부 신호 단자(142)로 전달되게 된다.
무인 비행체 통신부(112)는 무인 비행체(110) 내부에 위치한다. 무인 비행체 통신부(112)는 표적 정보를 지능자탄(120)으로 제공하여 무인 비행체(110)로부터 지능자탄(120)이 분리될 때, 지능자탄(120)이 표적(10) 방향으로 기동할 수 있도록 무인 비행체(110)가 획득한 표적(10)의 위치, 거리 정보를 전달하는 역할을 한다. 표적 정보에는 통상적으로 GPS(global positioning system) 정보가 포함되며, GPS 위치 정보를 지능자탄(120)에 제공하여 무인 비행체(110)로부터 분리된 지능자탄(120)이 표적(10)을 향해 이동할 수 있다. 또한, 무인 비행체 통신부(112)는 무인 비행체(110)가 습득한 표적 정보를 기반으로 무인 비행체 제어부(111)가 판단한 명령 신호를 지능자탄(120)의 외부 신호 단자(142)로 전송하는 역할도 한다.
무인 비행체(110)는 무인 비행체 제어부(111)가 분리 명령 신호를 생성할 때, 지능자탄(120)이 표적(10)을 향해 순차적으로 투하되도록 하는 분산 장치(113)를 포함한다.
도 3에서 보듯이, 무인 비행체(110)는 내부에 적어도 하나 이상의 지능자탄(120)을 포함하고 있다. 지능자탄(120)의 갯수는 수행할 임무에 따라 결정되는 것으로, 그 수에 제한은 없을 것이나, 무인 비행체(110)의 크기와 탑재될 내부 공간을 고려하여 결정될 것이다.
지능자탄(120)은 무인 비행체(110)의 크기를 고려할 때, 복수 개를 적층시켜 배열하는 것보다는 하나의 층으로 지능자탄(120)을 일렬로 배열하는 것이 무인 비행체(110)의 크기를 고려할 때 바람직할 것이다. 다만, 지능자탄(120)의 배열 방법에는 특별한 제한이 없다.
도 3에서는 무인 비행체(110) 내부 공간에 총 6개의 지능자탄(120)이 하나의 층으로 두 개의 열을 이뤄 배열하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 무인 비행체(110)의 내부에서 지능자탄(120)의 배열은 수행하여야 할 임무에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
무인 비행체 제어부(111)가 분리 명령 신호를 생성하면, 분리 명령 신호는 분산 장치(113)에도 전달되고, 분산 장치(113)는 지능자탄(120)을 투하하게 된다. 분산 장치(113)는 도 4에 나타난 바와 같이, 원통형의 지능자탄(120)을 감싸면서 지지하고 있는 분산 장치 덮개(114) 부분이 있으며, 분산 장치 덮개(114)가 개방되면서 지능자탄(120)은 투하된다. 분산 장치 덮개(114)는 평소에는 무인 비행체(110)와 결합되어 있으며, 무인 비행체(110)의 일 측에 고정된 축을 형성하고 있다. 무인 비행체 제어부(111)로부터 분리 명령 신호를 받는 경우, 고정된 축을 제외한 분산 장치 덮개(114)와 무인 비행체(110) 연결된 부분이 서로 이격되면서 지능자탄(120)을 방출하게 된다. 도 4에 나타난 분산 장치(113, 도 3c 참조)는 지능자탄(120)을 투하하는 장치의 일 예를 나타내는 것으로 이와 다른 방식을 통해서도 지능자탄(120)을 투하할 수 있을 것이다.
지능자탄(120)은 좌·우측, 앞·뒤쪽의 일정한 순서에 따라 순차적으로 투하되며, 요구되는 지능자탄(120)의 수를 고려하되 분산 장치 덮개(114)가 개방되는 방식으로 지능자탄(120)을 투하하게 된다. 다만, 지능자탄(120)의 투하가 요구되지 않는 관통 명령을 수행할 경우에는 분산 장치(113)의 구동없이 표적(10)에 충돌할 때까지 지능자탄(120)은 무인 비행체(110)와 결합된 상태를 유지하게 된다.
도 4는 지능자탄(120)이 무인 비행체(110)로부터 분리되고, 로터(173) 및 날개(174)를 방출하면서 표적(10)을 향해 이동할 때의 형상을 나타내고, 도 5은 지능자탄(120)의 내부구조를 나타낸다.
지능자탄(120)은 탄체에 장착된 센서를 이용하여 스스로 유도하는 기능이 있으며, 전차, 장갑차 등의 표적(10)을 명중시키는 탄두이다. 무인 비행체(110)로부터 분리된 지능자탄(120)은 무인 비행체(110)와 통신하면서 표적(10) 지역의 정보를 수집하며 비행하고, 지능자탄(120)에 탑재된 적외선 센서(151)와 레이저 센서(152)로 표적(10)의 감지 및 표적 정보를 획득, 표적(10)으로 기설정된 거리까지 이동하여 표적(10)을 향해 폭발 성형 관통자(176)(Explosively Formed Penetrator)를 발사하게 된다. 여기서 기설정된 거리란, 표적(10) 상공에서 약 100m 근방으로 폭발 성형 관통자(176)를 발사하여, 기갑 장비인 표적(10)을 타격하여 무력화시킬 수 있는 거리이다. 다만, 이는 설정될 수 있는 값으로 운용자는 지능자탄(120)의 성능에 맞게 설정 거리를 조절할 수 있다.
도 6을 참고하여 지능자탄(120)의 구조를 살펴 보면, 지능자탄(120)은 지능자탄 몸체(130), 지능자탄 센서부(150), 지능자탄 제어부(160), 지능자탄 통신부(140) 및 지능자탄 구동부(170)로 구성되어 있다.
지능자탄 몸체(130)는 지능자탄(120)의 외형을 구성하는 것으로 진행하는 방향 쪽이 유선 형태인 원통형의 형상을 가지는 것이 일반적이다. 도 5 와 도 6 에서 보듯이 지능자탄은 내부에 구성을 포함하는 원통형의 형상을 가진다.
지능자탄 몸체(130)는 내부에 지능자탄 센서부(150), 지능자탄 제어부(160), 지능자탄 통신부(140) 및 지능자탄 구동부(170)를 포함하며 이를 구비할 수 있는 공간을 가진다. 무인 비행체(110)로부터 지능자탄이 분리되고 낙하하다 지능자탄에서 날개(174)가 방출되면, 지능자탄 몸체(130)는 이탈된다. 지능자탄 몸체(130)의 이탈은 분리 장치(132)에 의해서 가능하며, 분리 장치(132)에는 기계식, 점화코드식, 폭발 볼트 등이 있다. 단, 이와 같은 분리 방법에 제한되지 않으며 다양한 방법으로 분리 가능하다. 지능자탄 몸체(130)는 통상적으로 금속으로 이루어지는 것이 일반적이나, 그 재료에만 한정되지 않을 것이다.
지능자탄 센서부(150)는, 무인 비행체(110)로부터 지능자탄(120)이 분리된 후, 지능자탄이 표적(10)을 추적하여 이동하기 위한 이동 방향을 제시하며, 지능자탄 센서부(150)는 적외선 센서(151)와 레이저 센서(152)로 구성되어 있다. 적외선 센서(151)는 표적(10)의 엔진이나 모터의 열을 탐지하여 표적(10)을 감지하는 역할을 한다. 즉, 적외선 센서(151)는 표적(10)의 열원을 추적하여 목표물을 감지한다. 적외선 센서(151)를 이용하면, 수 백 미터 이내의 거리에 있는 표적(10)을 탐지할 수 있게 된다. 레이저 센서(152)는 지능자탄(120)과 표적(10)과의 거리 및 표적(10)의 형상 정보를 얻는 역할을 한다. 지능자탄 센서부(150)로부터 감지된 표적(10)의 거리 및 형상 정보는 연결된 지능자탄 제어부(160)에서 지능자탄 구동부(170)로 신호를 전달하는데 이용된다.
지능자탄 제어부(160)는 전자 보드(161), 열전지(162) 및 관성항법장치(163)로 이루어져 있다.
전자 보드(161)는 지능자탄 제어부(160)의 구성부분으로, 접이식 로터(173)의 방출과 지능자탄(120)의 비행 전반을 제어하는 역할을 한다. 또한, 전자 보드(161)는 지능자탄 센서부(150)와 표적(10)의 위치를 연산하여 표적(10)이 기설정된 거리 이내일 때, 기폭 신호를 지능자탄 구동부(170)에 전달하여 폭발 성형 관통자(176)에 기폭 명령을 전달하는 역할을 한다. 여기서 기설정된 거리란 표적(10)으로부터 약 100m 상공을 의미한다.
열전지(162)(Thermal Battery)는 지능자탄(120)이 무인 비행체(110)로부터 방출되어 로터(173) 및 로터(173)와 연결된 날개(174)를 구동시키기 위한 동력을 제공하는 역할을 한다. 열전지(162)의 전해질은 고체염 상태로서 온도에 상관없이 평소에는 비활성 상태를 유지하다가 점화기에 의해 불꽃이 발생하면 고체염의 전해질이 녹으면서 이온결합을 하면 고출력 에너지를 방전한다. 이를 통해서 열전지(162)는 지능자탄(120)이 무인 비행체(110)로부터 방출될 때, 활성화되어 모터에 구동력을 제공하게 된다.
관성항법장치(163)(Inertial Navigation System)는 비행기, 선박, 유도탄 등의 이동체(vehicle)의 위치와 자세에 관한 정보를 제공하는 장치이다. 관성항법장치(163)의 핵심을 이루는 관성측정기는 3차원 관성공간에서 각속도를 측정하는 자이로스코프와 선형 가속도를 측정하는 가속도계로 구성되며 위성 측위 시스템(Global Positioning System)이나 별 추적기(Star tracker) 등을 보조 기기로 사용하여 항법성능을 향상시킬 수 있다. 항법장치의 내부의 연산장치와 데이터 처리 회로는 각속도와 가속도 정보를 적분하여 항체의 각 변위와 이동 거리 및 자세를 계산할 수 있다.
관성항법장치(163)는 외부의 도움 없이도 스스로의 위치를 결정할 수 있는 특성이 있어, 지형·기상 등에 영향을 받지 않으며, GPS로 구현하기 어려운 자세 정보까지 얻을 수 있어, 위치 및 자세 정보를 필요로 하는 무기 체계에서 필수적이다. 또한, 전파 방해 없이 위치 및 자세를 감지할 수 있어 GPS보다 더 유용하다는 장점이 있다. 관성항법장치(163)를 통해 지능자탄(120)은 스스로의 위치 정보를 얻을 수 있으므로 표적(10)이 있는 위치로 이동할 수 있게 된다.
지능자탄 통신부(140)는 통신 모듈(141) 및 외부 신호 단자(142)로 이루어졌으며, 통신 모듈(141)은 지능자탄(120)이 표적(10) 방향으로 이동하기 위해 무인 비행체(110)로부터 표적(10)의 위치 정보를 수신하게 된다.
외부 신호 단자(142)는 무인 비행체(110)가 획득한 표적 정보를 바탕으로 무인 비행체 제어부(111)가 생성한 지능자탄(120) 분리 명령 신호 또는 관통 명령 신호를 무인 비행체 통신부(112)를 통해서 수신하게 된다. 즉, 외부 신호 단자(142)는 무인 비행체(110)에 조립된 상태에서 명령 신호를 수신한다.
수신된 명령 신호와 표적 정보를 바탕으로 지능자탄(120)은 지능자탄 구동부(170)를 통해서 표적(10)을 향해서 기설정된 거리까지 이동하게 된다.
도 5을 참고하면, 지능자탄 구동부(170)는 로터 분리부(171), 날개 방출부(172), 서보 모터(175) 및 폭발 성형 관통자(176)등으로 구성되어 있다.
로터 분리부(171)는 지능자탄 몸체(130)에 내장된 접이식 로터(173)를 지능자탄 몸체(130)로부터 방출하는 부분이다. 무인 비행체(110)로부터 투하되는 지능자탄(120)이 표적(10)과 기설정된 거리가 되면, 지능자탄(120)은 날개(174)를 구동시키기 위해서 로터(173)를 외부로 방출하게 된다. 로터(173)는 모터와 회전력을 날개(174)로 전달하는 역할을 하는 축을 의미한다.
날개 방출부(172)는 지능자탄(120)의 비행 안정화를 위해 복수 개의 날개(174)를 방출하도록 유도하는 부분이다. 방출된 날개(174)는 도 4와 같이 두 개 혹은 그 이상일 수 있다. 날개(174)는 열전지(162)로부터 전원을 공급받는 서보 모터(175)와 로터(173)에 의해 회전을 하는 회전익(回轉翼)으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 날개(174)는 프로펠러(propeller)의 형상을 가질 수 있다.
서보 모터(175)는 로터(173)를 회전시켜 날개(174)를 구동하는 역할을 하는 것으로, 열전지(162)로부터 전원을 공급받으면서, 지능자탄(120)의 전자 보드(161)로부터 제어 명령을 받아 회전을 하게 되고, 연결된 로터(173)에 의해서 날개(174)를 회전시키는 역할을 한다. 서보 모터(175)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 그 구동력 역시 표적(10)으로 이동이 가능하다면 특별한 제한은 없을 것이다.
폭발 성형 관통자(176)(Explosively Formed Penetrator) 탄두는 기갑 장비의 장갑을 파괴하는 것으로, 성형작약탄두(Shaped Charge Warhead)의 일종이다. 폭발 성형 관통자(176)는 다양한 무기 체계에 파괴기구로 사용되며, 비교적 원거리에서 전차 등의 상부 표적(10)에서 기폭하여 관통자(178)를 발사하여 표적(10)을 관통시켜 장비를 무력화 시키는 역할을 한다.
지능자탄(120)은 로터(173) 및 날개(174)를 통해서 표적(10)으로부터 기설정된 거리까지 이동하면, 폭발 성형 관통자(176)는 지능자탄 몸체(130) 내부에 있는 성형 작약(177)과 연동하여 지상의 표적(10)을 향해 고체형의 관통자(178)를 발사하여 표적(10)을 파괴한다. 여기서 기설정된 거리는 표적(10)과 약 100m 이내로서 폭발 성형 관통자(176)의 기폭에 의해 표적(10)에 타격을 줄 수 있는 유효 거리이다. 기폭시 관통자(178)는 두꺼운 철로 이루어진 기갑 장비에 충분한 타격을 줄 수 있으며 그 발사 속도는 성형 작약(177)의 양이나 종류에 의해 다르게 설정될 수 있다.
도 7은 무인 비행체(110)와 지능자탄(120)이 결합된 상태로 표적(10)을 향해서 돌진하는 모습을 나타낸다. 무인 비행체(110) 자체가 주요 표적(10)을 공격해야 하는 상황일 때, 무인 비행체 제어부(111)는 획득된 표적 정보를 근거로 관통명령 신호를 발생시킨다. 무인 비행체 제어부(111)가 관통 명령 신호를 생성하게 되면, 무인 비행체(110)는 지능자탄(120)과 합체된 상태로 표적(10)을 향해 이동한 후 표적(10)과 접촉할 때, 무인 비행체(110) 내부에 포함된 지능자탄(120)을 순차적으로 기폭시켜 표적(10)을 타격하게 된다. 지능자탄(120)을 분리시키지 않고, 선형으로 배열된 지능자탄(120) 결합체가 무인 비행체(110)와 함께 표적(10)을 향해 돌진하면, 지능자탄(120)의 폭발 성형 관통자(176)들은 순차적으로 기폭되어 표적(10)을 관통하거나 폭발시키는 효과를 더욱 상승시킬 수 있다.
도 8은 지능자탄 투하 시스템(100)의 작동 과정을 나타내는 순서도이다.
우선, 무인 비행체(110)는 운용자에 의해 표적(10) 상공을 비행하도록 조종되면서 표적(10)의 위치, 주변 지형, 표적(10)의 크기 등의 표적 정보를 수집하게 된다. 수집된 표적 정보를 바탕으로 무인 비행체 제어부(111)는 지능자탄(120)을 분리시켜 표적(10)을 타격할 것인지, 무인 비행체(110)에 지능자탄(120)이 결합된 상태로 표적(10)을 타격할 것인지 판단하여, 그 명령 신호를 무인 비행체 통신부(112)를 이용하여 지능자탄(120)의 외부 신호 단자(142)에 전송하게 된다.
표적(10)이 하나이면서 비교적 큰 경우에는 지능자탄(120)을 한 번에 기폭시키는 것이 효과적이므로 무인 비행체(110)는 지능자탄(120)이 결합된 상태로 표적(10)을 향해서 돌진하게 된다. 무인 비행체(110)가 표적(10)에 충돌되면, 지능자탄(120)의 폭발 성형 관통자(176)들은 순차적으로 기폭하게 되고, 표적을 관통시켜 기갑 장비인 표적을 무력화시킬 수 있게 된다.
무인 비행체 제어부(111)가 지능자탄(120)의 분리 명령 신호를 발생하는 경우에는 지능자탄(120)은 무인 비행체(110)로부터 표적 정보를 수신하고, 무인 비행체(110)의 분산 장치(113)를 통해서 지능자탄(120)은 무인 비행체(110)로부터 분리되어 표적을 향해 이동하게 된다. 무인 비행체(110)에서 분리된 지능자탄(120)은 일정 거리 자유 낙하 후, 지능자탄 몸체(130)로부터 로터(173) 및 날개(174)를 전개하고 지능 자탄 센서부를 통해 획득된 표적 정보를 바탕으로 표적을 향해 이동하게 된다. 지능자탄(120)이 표적을 향해 이동한 후, 표적과 기설정된 거리 이내가 되면, 폭발 성형 관통자(176)를 기폭시키고 표적을 타격하게 된다.
이상에서 설명한 지능자탄 투하 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 표적 100: 지능자탄 투하 시스템
110: 무인 비행체 111: 무인 비행체 제어부
112: 무인 비행체 통신부 113: 분산 장치
114: 분산 장치 덮개 120: 지능자탄
130: 지능자탄 몸체 140: 지능자탄 통신부
141: 통신 모듈 142: 외부 신호 단자
150: 지능자탄 센서 160: 지능자탄 제어부
161: 전자 보드 162: 열전지
170: 지능자탄 구동부 171: 로터 분리부
172: 날개 방출부 173: 로터
174: 날개 175: 서보 모터
176: 폭발 성형 관통자 177: 성형 작약

Claims (9)

  1. 공중에서 표적 정보를 획득하는 무인 비행체; 및
    상기 무인 비행체의 내부에 설치되어 일 측에 고정된 축을 형성하는 분산 장치 덮개와 결합되며, 상기 고정된 축을 기준으로 상기 분산 장치 덮개와 상기 무인 비행체의 연결부분이 서로 이격되면서 분리 가능하도록 장착되는 적어도 하나 이상의 지능자탄을 포함하고,
    상기 지능자탄은,
    날개와 상기 날개를 구동하는 로터를 구비하며, 상기 날개가 방출되면서 분리 장치에 의해 이탈이 이루어지는 지능자탄 몸체;
    분리 명령에 의해 상기 지능자탄이 상기 무인 비행체로부터 분리될 때, 상기 지능자탄 몸체로부터 방출시킨 상기 로터를 구동시켜, 표적과 기설정된 거리 이내까지 진입되도록 하는 구동부;
    상기 무인 비행체와의 통신을 위한 지능자탄 통신부; 및
    상기 무인 비행체로부터 분리된 후 상기 표적을 추적하기 위한 지능자탄 센서부를 포함하며,
    상기 구동부는,
    상기 지능자탄 몸체에 내장된 접이식 로터를 방출하는 로터 분리부;
    상기 지능자탄의 하강시 안정적인 이동을 위해 복수 개의 날개를 방출하는 날개 방출부;
    제어 명령을 받아 상기 로터의 회전을 수행하는 서보 모터; 및
    상기 표적으로부터 기설정된 거리까지 이동 후, 상기 지능자탄 몸체 내부의 성형작약과 연동하여 상기 표적을 향해 고체형의 관통자를 발사하는 폭발 성형 관통자를 포함하며,
    상기 지능자탄 통신부는,
    상기 무인 비행체로부터 상기 표적으로 이동하기 위한 상기 표적 정보를 수신하는 통신 모듈; 및
    상기 무인 비행체로부터 분리 명령 신호 또는 관통 명령 신호를 수신하는 외부 신호 단자를 포함하고,
    상기 지능자탄 센서부는,
    열을 탐지하여 표적을 감지하는 적외선 센서; 및
    감지된 상기 표적의 거리 및 형상 정보를 얻기 위한 레이저 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체는,
    상기 획득된 표적 정보에 근거하여 상기 지능자탄의 분리 명령 신호 또는 상기 무인 비행체 내부에 상기 지능자탄이 구비된 상태로 상기 표적을 향해 돌진 되도록 하는 관통 명령 신호를 생성하는 무인 비행체 제어부; 및
    상기 무인 비행체 제어부가 상기 분리 명령 신호를 생성할 때, 상기 지능자탄이 표적을 향해 순차적으로 투하되도록 하는 분산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무인 비행체는,
    상기 지능자탄의 상기 표적으로의 기동을 위해, 상기 표적 정보와 상기 무인 비행체 제어부의 명령 신호를 상기 지능자탄으로 전달하는 무인 비행체 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 무인 비행체 제어부가 상기 관통 명령 신호를 생성할 때, 상기 무인 비행체는 상기 지능자탄과 합체된 상태로 상기 표적 근방까지 이동하여 상기 지능자탄을 순차적으로 기폭시켜 상기 표적을 타격하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지능자탄은 지능자탄 제어부를 더 포함하고,
    상기 지능자탄 제어부는,
    상기 로터의 방출 신호 및 구동 신호를 생성하여 상기 구동부에 전달하고, 상기 표적과 기설정된 거리 이내일 때 기폭 신호를 상기 구동부에 전달하는 전자 보드;
    상기 무인 비행체로부터 방출된 상기 지능자탄의 상기 표적으로의 이동을 위한 구동력을 제공하는 열전지; 및
    상기 표적의 위치와 비교하기 위해 상기 지능자탄의 위치 정보를 추출하는 관성항법장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지능자탄 몸체는, 상기 지능자탄 센서부, 지능자탄 제어부, 지능자탄 구동부 및 지능자탄 통신부를 수용하도록 공간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 분리 장치는, 기계식, 점화코드식 및 폭발 볼트 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능자탄 투하 시스템.
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