KR101917053B1 - 탄두 스킨 절단용 폭발 장치 - Google Patents

탄두 스킨 절단용 폭발 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄두 스킨 절단용 폭발 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 탄두 스킨 절단용 폭발 장치는, 점화를 위한 전기적 신호를 발생시키는 탄두 신관; 상기 전기적 신호가 전달됨에 따라 장약의 폭발을 통해 폭발에너지를 발생시키기 위한 전기식 기폭관; 상기 발생된 폭발에너지를 증폭시켜 균일하게 전달하기 위한 코드조립체; 및 상기 코드조립체로부터 전달된 폭발에너지에 의해 기폭되어 탄두 스킨을 절개하는 선형 화약으로 상기 탄두 스킨의 절개 방향에 따라 조립된 프레임을 형성하기 위한 선형 화약 조립체;를 포함한다.

Description

탄두 스킨 절단용 폭발 장치{EXPLOSION APPARATUS FOR STRIPPING WARHEAD SKIN}
본 발명은 탄두 스킨 절단용 폭발 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정의 선형 화약을 탄두 스킨의 노치(notch)에 삽입하여 탄두 스킨을 적은 화약량으로 절단함으로써, 파이로테크닉 쇼크를 최소화하면서 모탄 내에 적재되어 있는 많은 수의 자탄을 분산시키기 위한, 탄두 스킨 절단용 폭발 장치에 관한 것이다.
군사용으로 각종 로켓탄이 사용된다. 로켓탄은 발사관 내에 장착되고 발사되어 지고, 구성품으로는 추진기관, 탄두, 신관으로 구성된다.
추진기관은 강철 재질의 연소관에 여러 가지의 화합물로 구성된 혼합형 고체추진제를 충전하여 제조한다. 로켓 1발에 충전되는 추진제 양은 약 113kg이고, 추진제의 연소지간은 1.6~1.8초, 연소관내 최대압력은 약 2,740psi, 최대추력은 41,129blf 정도이다. 이러한 추진은 추진 모터에 의해 이루어지고, 이에 의해 표적까지 탄도식 자유비행을 한다.
신관은 탄두가 표적지점에 도달할 때 또는 미리 정해진 시간에 작동하여 작약을 폭발시키는 점화장치를 말한다.
로켓탄은 탄두 자체만으로는 파열되지 않으며, 탄두에 신관을 결합해야만 파열될 수 있다.
탄두에는 화약이 들어 있어서 폭발에 의해 폭발에너지를 외부로 발산하게 된다. 이러한 탄두에는 다수개의 자탄을 구비하여 공중에서 자탄을 분산함에 의해 대량 살상을 가능하게 하는 분산 탄두가 있다. 즉, 분산 탄두는 모탄 내에 많은 수의 자탄을 적재하여 표적에 접근한 후, 모탄 내에서 자탄을 분산/작동시켜 목표 영역을 파괴하는 것이다.
이러한 분산 탄두는 선상선형장약(Flexible Linear Shaped Charge, FLSC)을 사용하여 탄두 스킨을 절단하는 경우에, 선상선형장약의 화약량이 많아서 발생하는 파이로테크닉 쇼크(pyrotechnic shock)에 의해 자탄 손상이 발생할 수 있다.
특히, 선상성형장약이 서로 교차하는 부분에서는 선상성형장약의 화약이 터져질 때 형성되는 메탈 제트가 선상성성장약 간 상호작용으로 깨져서 몬로 효과(Monroe effect)에 의한 절단 성능을 기대하기 어렵다.
그래서. 이 경우에는 단순히 많은 화약을 사용하여 폭압으로 절단해야 하기 때문에, 선상성형장약이 서로 교차하는 부분에 파이로테크닉 쇼크가 매우 크고 폭발에너지 전달의 신뢰성이 떨어지는 한계가 있다.
따라서, 이러한 분산 탄두는 탄두 스킨 절단의 신뢰성을 확보할 뿐만 아니라, 파이로테크닉 쇼크를 줄일 수 있도록 적은 화약량으로도 탄두 스킨이 절단이 용이한 기술이 제안될 필요가 있다.
미국 공개특허공보 US2004/0055495A1
본 발명의 목적은 소정의 선형 화약을 탄두 스킨의 노치(notch)에 삽입하여 탄두 스킨을 적은 화약량으로 절단함으로써, 파이로테크닉 쇼크를 최소화하면서 모탄 내에 적재되어 있는 많은 수의 자탄을 분산시키기 위한, 탄두 스킨 절단용 폭발 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일면에 따른 탄두 스킨 절단용 폭발 장치는, 점화를 위한 전기적 신호를 발생시키는 탄두 신관; 상기 전기적 신호가 전달됨에 따라 장약의 폭발을 통해 폭발에너지를 발생시키기 위한 전기식 기폭관; 상기 발생된 폭발에너지를 증폭시켜 균일하게 전달하기 위한 코드조립체; 및 상기 코드조립체로부터 전달된 폭발에너지에 의해 기폭되어 탄두 스킨을 절개하는 선형 화약으로 상기 탄두 스킨의 절개 방향에 따라 조립된 프레임을 형성하기 위한 선형 화약 조립체;를 포함할 수 있다.
상기 선형 화약은, 상기 탄두 스킨에 형성된 노치에 삽입되어 밀착되는 것일 수 있다.
상기 탄두 스킨에 형성된 노치에 삽입된 선형 화약은, 소정의 보호커버에 의해 고정 및 보호되는 것일 수 있다.
상기 선형 화약은, 소정의 단면 형상을 갖는 금속외피 내부에 하나 이상의 화약 코어가 충전된 것일 수 있다.
상기 선형 화약은, 점화코드 또는 유연도폭선(Mild Detonating Fuse, MDF)일 수 있다.
상기 선형 화약은, 상기 점화코드인 경우에, 상기 화약 코어에 점화제 조성물이 충전되고, 상기 점화제 조성물은, RDX(cyclotrimethylenetrinitramine) 45~55중량%, 질산칼륨(KNO3) 22~27중량%, 티타늄(Ti) 22~27중량%을 포함하는 것일 수 있다.
상기 선형 화약은, 상기 유연도폭선인 경우에, 상기 화약 코어에 HNS(Hexanitrostilbene) 또는 RDX가 충전되는 것일 수 있다.
상기 탄두 스킨의 절개 방향은, 상기 탄두 스킨의 원주 방향 및 축 방향일 수 있다.
본 발명은 소정의 선형 화약을 탄두 스킨의 노치(notch)에 삽입하여 탄두 스킨을 적은 화약량으로 절단함으로써, 파이로테크닉 쇼크를 최소화하면서 모탄 내에 적재되어 있는 많은 수의 자탄을 분산시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 점화코드 혹은 유연도폭선을 탄두 스킨의 노치에 삽입한 특수 설계로 탄두 스킨을 적은 화약량으로 절단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄두 스킨 절단용 폭발 장치에 대한 도면,
도 2는 선형 화약이 노치에 삽입된 상태를 설명하는 도면
도 3은 선형 화약의 단면을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄두 스킨 절단용 폭발 장치에 대한 도면이고, 도 2는 선형 화약이 노치에 삽입된 상태를 설명하는 도면이며, 도 3은 선형 화약의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 탄두 스킨 절단용 폭발 장치(100)는, 소정의 선형 화약을 탄두 스킨의 노치(notch)에 삽입하여 탄두 스킨을 적은 화약량으로 절단함으로써, 파이로테크닉 쇼크를 최소화하면서 모탄 내에 적재되어 있는 많은 수의 자탄을 분산시킬 수 있다.
탄두 스킨 절단용 폭발 장치(100)는 탄두 신관(10), 전기식 기폭관(Explosive Bridge Wire, EBW)(20), 코드조립체(Flexible Confined Detonating Code, FCDC)(30), 선형 화약 조립체(40)를 포함한다.
탄두 신관(10)은 탄두가 표적지점에 도달할 때 또는 미리 정해진 시간에 작동하여 장약을 폭발시키기 위한 전기적 신호(즉, 기폭신호)를 발생시키는 점화장치이다. 이때, 탄두 신관(10)은 전기적 신호를 전달하기 위한 전선(11)이 전기식 기폭관(20)에 연결된다.
전기식 기폭관(20)은 탄두 신관(10)으로부터 전기적 신호가 전달됨에 따라 장약이 폭발되면서 폭발에너지를 발생시킨다. 이러한 전기식 기폭관(20)은 전자적으로 기폭시간 제어가 가능하다.
코드조립체(30)는 전기식 기폭관(20)에 의해 발생된 폭발에너지를 증폭시켜 선형 화약 조립체(40)로 균일하게 전달한다.
선형 화약 조립체(40)는 코드조립체(30)로부터 전달된 폭발에너지에 의해 기폭되어 탄두 스킨을 절개하는 선형 화약으로 탄두 스킨의 절개 방향에 따라 조립된 프레임을 형성한다. 이때, 탄두 스킨의 절개 방향은 탄두 스킨의 축방향 및 원주방향으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태 예를 들어, 지그재그형, 나선형 등으로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 선형 화약 조립체(40)를 구성하는 선형 화약(41)은 탄두 스킨(51)에 형성된 삼각형 형상의 노치(52)에 삽입되어 밀착된다. 이때, 보호커버(53)는 탄두 스킨(51)에 형성된 노치(52)에 삽입된 선형 화약(41)을 고정 및 보호하기 위해 사용될 수 있다. 보호커버(53)는 접착용 테이프일 수 있다.
아울러, 탄두 스킨(51)에 형성된 노치(52)는 선형 화약(41)의 외주면에 대응되는 형상으로 구현되어 선형 화약(41)의 외주면이 삽입되어 그대로 고정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 선형 화약(41)은 파이프 형태의 금속외피(metal sheath)(41a) 내부에 화약 코어(explosive core)(41b)가 충전된 형태를 나타낸다. 여기서, 금속외피(41a)의 단면은 원형 뿐만 아니라 다각형 형태로 제작될 수 있으며, 화약 코어(41b)는 금속외피(41a)의 내부에 형성되는 복수의 공간에 충전되는 형태일 수 있다.
그리고, 선형 화약(41)은 점화코드일 수 있다. 점화코드는 주석(Sn) 재질의 금속외피(41a) 내부에 화약 코어(41b)가 소정의 점화제 조성물로 충전된다. 이러한 점화제 조성물은 RDX(cyclotrimethylenetrinitramine) 45~55중량%, 질산칼륨(KNO3) 22~27중량%, 티타늄(Ti) 22~27중량%을 포함하며, 바람직하게, RDX 50중량%, 질산칼륨 25중량%, 티타늄 25중량%일 수 있다.
질산칼륨은 저성능 폭약으로서 연쇄반응을 통해 고성능 폭약인 RDX를 기폭시키는 용도로 사용된다. 그런데, RDX가 45중량% 미만인 경우에 탄두 스킨을 절단하는데 필요한 폭발력을 발생하기 어렵고, RDX가 55중량% 초과인 경우에 파이로테크닉 쇼크에 의해 자탄이 파손될 수 있다.
또한, 선형 화약(41)은 유연도폭선(Mild Detonating Fuse, MDF)일 수 있다. 이 경우, 유연도폭선은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 재질의 금속외피(41a) 내부에 화약 코어(41b)가 HNS(Hexanitrostilbene) 또는 RDX로 충전된다.
아울러, 점화코드 또는 유연도폭선의 크기(grain size)는 탄두 스킨의 노치 두께에 따라 조정될 수 있다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
10 : 탄두 신관 11 : 전선
20 : 전기식 기폭관 30 : 코드조립체
40 : 선형 화약 조립체 41 : 선형 화약
41a : 금속외피 41b : 화약코어
51 : 탄두 스킨 52 : 노치
53 : 보호커버

Claims (8)

  1. 점화를 위한 전기적 신호를 발생시키는 탄두 신관;
    상기 전기적 신호가 전달됨에 따라 장약의 폭발을 통해 폭발에너지를 발생시키기 위한 전기식 기폭관;
    상기 발생된 폭발에너지를 증폭시켜 균일하게 전달하기 위한 코드조립체; 및
    상기 코드조립체로부터 전달된 폭발에너지에 의해 기폭되어 탄두 스킨을 절개하는 선형 화약으로 상기 탄두 스킨의 절개 방향에 따라 조립된 프레임을 형성하기 위한 선형 화약 조립체;
    상기 탄두 스킨의 절개 방향은 상기 탄두 스킨의 원주 방향 및 축 방향이고,
    상기 선형 화약은 유연도폭선(MDF)으로, 상기 탄두 스킨에 형성된 삼각형 형상의 노치 안에 삽입되어 밀착되고, 소정의 보호커버에 의해 고정 및 보호되는 것을 특징으로 하는 탄두 스킨 절단용 폭발 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형 화약은,
    소정의 단면 형상을 갖는 금속외피 내부에 하나 이상의 화약 코어가 충전된 것인 탄두 스킨 절단용 폭발 장치.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 선형 화약은,
    점화코드인 경우에, 상기 화약 코어에 점화제 조성물이 충전되고,
    상기 점화제 조성물은, RDX(cyclotrimethylenetrinitramine) 45~55중량%, 질산칼륨(KNO3) 22~27중량%, 티타늄(Ti) 22~27중량%을 포함하는 것인 탄두 스킨 절단용 폭발 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 선형 화약은 상기 화약 코어에 HNS(Hexanitrostilbene) 또는 RDX가 충전되는 것인 탄두 스킨 절단용 폭발 장치.
  8. 삭제
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