KR101930857B1 - 훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템 - Google Patents

훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템 Download PDF

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서상우
염원경
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Abstract

본 발명은 마일즈 장비를 이용하여 피해 여부와 피해 정도를 측정할 수 있는 훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 훈련용 모의 수류탄은 외형을 이루며 일측에 개구가 형성된 하우징, 상기 개구에 대하여 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된 구동 스위치, 상기 구동 스위치와 연결되어 빛을 발생시키는 광원, 상기 구동 스위치와 연결되어 음파를 발생시키는 음파 생성부, 및 상기 구동 스위치와 연결되되 상기 광원 및 상기 음파 생성부에 기 설정된 지연시간을 두고 전류를 공급하는 타이머를 포함한다.

Description

훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템{MOCK HAND GRENADE FOR TRAINING AND SIMULATED COMBAT TRAINING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음파와 빛을 이용하여 피해 정도를 확인할 수 있는 훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템에 관한 것이다.
모의 교전 시스템은 실탄 대신에 레이저 광을 발사하여 피격 여부를 결정짓는 시스템으로서, 군 및 민간에서는 이를 보병의 전투 훈련 시스템으로서 채택하고 있는 것이다.
그 방법을 간단히 설명하면, 훈련에 참가한 병사가 목표물을 조준하여 개인화기나 공용화기의 방아쇠를 당기면, 이때 방아쇠 등에 장착된 센서가 방아쇠 당김을 인식하거나 또는 장착된 공포탄 등이 발사될 때 나는 소리나 빛을 음향 센서 또는 수광 센서가 감지하여, 병사의 화기에 장착된 레이저 발사 장치를 활성화시키고, 이로부터 펄스형 레이저가 조준된 목표에 발사된다.
발사된 레이저가 각 병사의 헬멧 및 몸에 두른 하네스(harness) 또는 전차 등 목표물의 외부에 장착된 감지장치의 다수 개의 감지소자 중 전부 또는 일부를 피격하면, 피격된 감지소자에 입사된 레이저 신호는 전기신호로 전환된 후 이 신호를 피격신호로 인식하여 정해진 로직에 따라 병사의 몸에 장착된 경광등으로 피격 여부를 시각적, 청각적으로 표시하고 이와 동시에 감지장치의 통신모듈을 이용하여 피격되었음을 알리는 신호를 원거리에 위치한 중앙통제시스템에 전송하여 그 피격 여부를 중앙에서 통제할 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 보병 화기의 가장 중요한 요소 중 하나인 수류탄에 대한 모사 시스템이 개발되지 못하고 있다. 따라서 수류탄을 제외한 모의교전 시스템은 제대로 된 전투모사 시스템이라 할 수 없고 따라서 훈련도 불완전한 모습을 보일 수밖에 없는 상황이다.
한편, 수류탄은 일반적인 총기류와 달리 직격에 의한 피해 보다는 유탄에 의한 피해가 큰 편이므로 수류탄과 병사의 거리를 측정하여야만 피해 정도를 측정할 수 있다. 그러나 빛을 수신하는 것은 주간과 야간이 다르고 주변 환경에 따라 달라지므로 수류탄에서 발생된 빛을 수신한 것 만으로는 병사가 피해를 입었는지를 판단하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 목적은 마일즈 장비를 이용하여 피해 여부와 피해 정도를 측정할 수 있는 훈련용 모의 수류탄 및 이를 포함하는 모의 교전 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 훈련용 모의 수류탄은 외형을 이루며 일측에 개구가 형성된 하우징, 상기 개구에 대하여 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된 구동 스위치, 상기 구동 스위치와 연결되어 빛을 발생시키는 광원, 상기 구동 스위치와 연결되어 음파를 발생시키는 음파 생성부, 및 상기 구동 스위치와 연결되되 상기 광원 및 상기 음파 생성부에 기 설정된 지연시간을 두고 전류를 공급하는 타이머를 포함한다.
여기서, 상기 하우징은 광투과성 소재로 이루어지되 상기 하우징에는 돌출부가 형성되고, 상기 개구는 상기 돌출부를 관통하도록 형성되며, 상기 훈련용 모의 수류탄은 상기 돌출부와 상기 구동 스위치를 관통하도록 설치된 안전 핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 훈련용 모의 수류탄은 로라(LoRa) 통신 기반 GPS 위치 추적기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 훈련용 모의 수류탄은 상기 하우징을 감싸도록 설치되며, 발포 형성된 폼으로 이루어진 보호 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 모의 교전 시스템은, 외형을 이루며 일측에 개구가 형성된 하우징과, 상기 개구에 대하여 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된 구동 스위치와, 상기 구동 스위치와 연결되어 빛을 발생시키는 광원과, 상기 구동 스위치와 연결되어 소리를 발생시키는 음파 생성부와, 상기 구동 스위치와 연결되되 상기 광원 및 상기 음파 생성부에 기 설정된 지연시간을 두고 전류를 공급하는 타이머를 포함하는 훈련용 모의 수류탄, 및 상기 음파 생성부에서 발생된 음향을 수신하는 음파 수신부, 상기 광원에서 발생된 빛을 수신하는 광 수신부, 소리의 수신 시간과 빛의 수신 시간의 차이를 측정하는 비교부, 상기 비교부에서 전달된 정보를 바탕으로 예상 피해를 측정하는 피해 연산부를 포함하는 감지 장치를 포함한다.
삭제
여기서 상기 광 수신부가 감지할 수 있는 빛 감지 가능 거리는 30m 내지 50m로 이루어질 수 있으며, 상기 음파 수신부가 감지할 수 있는 소리 감지 가능 거리는 7m 내지 20m로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 훈련용 모의 수류탄이 소리와 빛을 발생시켜서 소리와 빛을 수신하는 마일즈 장비를 이용하여 피해 여부와 피해 정도를 측정할 수 있으며, 이에 따라 훈련의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 교전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 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.
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 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄(100)은 하우징(10), 구동 스위치(20), 광원(43), 음파 생성부(45), 타이머(42), GPS 위치 추적기(46), 전원(41)를 포함할 수 있다.
하우징(10)은 대략 구 형상으로 이루어지며, 내부에 부품이 수용되는 공간(12)을 갖는다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 하우징(10)은 원통형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 하우징(10)은 폴리머 소재로 이루어질 수 있는데, 빛을 투과할 수 있는 광투과성 소재로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 하우징은 금속 소재로 이루어지고, 하우징에는 빛이 방출될 수 있도록 투명한 창이 설치될 수 있다.
또한, 하우징(10)은 상부와 하부가 일체로 형성된 구조로 이루어질 수 있으며, 상부와 하부가 분리 가능한 구조로 이루어질 수도 있다. 한편, 하우징(10)은 수분이 내부로 침투하지 않도록 방수처리 될 수 있다.
하우징(10)에는 외측으로 돌출된 돌출부(14)가 형성되고, 돌출부(14)를 관통하도록 개구(13)가 형성된다. 개구(13)의 하부에는 지지 플레이트(15)가 설치되며, 지지 플레이트(15)에는 구동 스위치(20)가 관통하는 연결 홀(15a)이 형성된다. 또한, 돌출부(14)에는 안전 핀(30)이 삽입되는 제1 홀(16)이 형성될 수 있다.
구동 스위치(20)는 개구(13)에 대하여 슬라이딩 가능하게 삽입 설치될 수 있다. 구동 스위치(20)는 돌출부(14)에 삽입되는 마개(21)와 마개(21)의 하부에 연결 설치된 접점 제어부(24)를 포함할 수 있다. 또한, 개구(13)에는 마개(21)와 지지 플레이트(15) 사이에 배치되어 마개(21)를 밀어 올리는 탄성부재(25)가 설치될 수 있다. 여기서 탄성부재(25)는 스프링으로 이루어질 수 있다.
마개(21)는 대략 원기둥 형상으로 이루어질 수 있으며, 마개(21)의 하부에는 외측으로 확장된 플랜지(21a)가 형성될 수 있다. 개구(13)의 내면에는 돌출되어 플랜지(21a)를 지지하는 지지턱(17)이 형성될 수 있다. 이에 따라 마개(21)는 하우징(10)에서 이탈되지 않고 안정적으로 결합될 수 있다. 또한 마개(21)에는 안전 핀(30)이 삽입되는 제2 홀(23)이 형성된다.
안전 핀(30)은 고리(31)와 고리(31)에 연결된 핀(32)으로 이루어지며, 핀(32)은 돌출부(14)에 형성된 제1 홀(16)과 마개에 형성된 제2 홀(23)에 삽입될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 홀(16) 및 제2 홀(23)에서 안전 핀(30)이 이탈된 상태에서 사용자가 구동 스위치(20)를 손가락으로 누르고 있다가 떼면 구동 스위치(20)가 상부로 이동하면서 훈련용 모의 수류탄(100)이 작동될 수 있다.
하우징(10) 내에는 광원(43), 음파 생성부(45), 타이머(42), 전원(41), GPS 위치 추적기(46)가 설치된다. 전원(41)은 충전과 방전이 가능한 이차 전지로 이루어질 수 있으며, 전원(41)에는 충전 단자(47)가 연결 설치될 수 있다. 충전 단자(47)는 하우징(10)의 바닥에 형성된 충전용 홈(18)을 통해서 외측으로 노출될 수 있으며, 충전 트레이(50)에 훈련용 모의 수류탄(100)이 거치되면 충전 단자(47)를 통해서 충전이 이루어질 수 있다.
타이머(42)와 GPS 위치 추적기(46)는 구동 스위치(20)와 연결된 회로기판(48)에 설치될 수 있다. 회로기판(48)은 구동 스위치(20)를 매개로 전원(41)과 연결되는데, 이에 따라 안전 핀(30)이 제거되고, 구동 스위치(20)가 상승하여야만 회로기판(48)에 전류가 공급될 수 있다.
타이머(42)는 기 설정된 시간 동안 전류의 공급을 연기시킨다. 이에 따라서 구동 스위치(20)가 작동된 후에도 광원(43)과 음파 생성부(45)에는 기 설정된 지연 시간 이후에 전류가 공급된다. 여기서 기 설정된 지연 시간은 4초 내지 7초로 이루어질 수 있다. 또한 타이머(42)는 기 설정된 작동 시간 동안만 광원(43) 및 음파 생성부(45)에 전류를 공급할 수 있다. 여기서, 기 설정된 작동 시간은 0.1초 내지 2초로 이루어질 수 있다.
GPS 위치 추적기(46)는 로라(LoRa) 통신 기반으로 위치 정보를 송수신하는 장치로 이루어질 수 있다. GPS 위치 추적기(46)는 원할 때만 전원이 인가될 수 있는 바, 광원(43) 및 음파 생성부(45)가 전류가 인가될 때, GPS 위치 추적기(46)에도 전원이 인가되며 회수하여 전류를 차단할 때까지 GPS 위치 추적기(46)에는 계속 전류가 공급될 수 있다.
GPS 위치 추적기(46)는 사용된 훈련용 모의 수류탄(100)을 용이하게 회수할 수 있도록 현재 위치를 수신하고 이에 대한 정보를 송신한다. 로라 통신을 이용하여 위치 정보를 송수신하면 전력의 소비를 최소화하면서 훈련용 모의 수류탄(100)을 용이하게 회수할 수 있다. 이에 따라 GPS 위치 추적기(46)는 보다 오랜 시간 동안 GPS 위치 정보를 전송할 수 있다.
한편, 훈련용 모의 수류탄은 주변의 신호가 인가될 때, 소리 또는 빛을 발생시킬 수 있다. 이에 따라 무선으로 신호가 수신되면 소리 또는 빛을 발생시켜서 보다 용이하게 훈련용 모의 수류탄(100)을 찾을 수 있다.
광원(43)은 LED 전구 또는 레이저 광원체를 포함할 수 있으며, 일반적으로 자연계에서 발생되지 않는 빛을 발생시킬 수 있다. 하우징(10) 내에는 복수의 레이저 광원체가 설치될 수 있으며, 레이저 광원체에는 굴절률을 계산한 굴절 렌즈가 설치되어 넓은 범위에서 레이저를 수신할 수 있다. 이러한 빛은 햇빛과 구분되는 파장의 빛으로 이루어질 수 있는데, 청색광 또는 적색광으로 이루어질 수 있다. 여기서 빛의 밝기는 30m 내지 50m 거리 이내에서 감지 가능하도록 이루어질 수 있다.
음파 생성부(45)는 가청 주파수 대역보다 더 큰 주파수의 음파를 발생시킬 수 있다. 음파 생성부(45)는 자연계에서 일반적으로 발생되지 않는 인위적인 음파를 발생시키되, 높은 주파수를 갖는 음파를 발생시킬 수 있다. 여기서 음파의 세기는 7m 내지 20m 이내에서 감지 가능하도록 설정될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄(100)은 빛과 소리를 발생시켜서 마일즈 장비를 착용한 병사들에게 피해 사실을 알려서 효율적인 훈련 상황을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모의 교전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 모의 교전 시스템(1000)은 훈련용 모의 수류탄(100)과 감지 장치(110)를 포함한다. 감지 장치(110)는 음파 생성부(45)에서 발생된 음향을 수신하는 음파 수신부(126), 광원(43)에서 발생된 빛을 수신하는 광 수신부(125), 음파의 수신 시간과 빛의 수신 시간의 차이를 측정하는 비교부(133), 비교부(133)에서 전달된 정보를 바탕으로 예상 피해를 측정하는 피해 연산부(135)를 포함할 수 있다.
음파 수신부(126)와 광 수신부(125)는 장병들이 작용하는 마일스 훈련용 조끼(121)에 설치될 수 있다. 광 수신부(125)는 기 설정된 파장의 빛을 감지하는 수광 소자로 이루어지며, 조끼(121)에는 복수의 광 수신부(125)가 설치될 수 있다. 광 수신부(125)가 감지할 수 있는 빛 감지 가능 거리는 30m 내지 50m로 이루어질 수 있다. 광 수신부(125)는 종래의 마일즈 장비에 설치된 광 감지 소자로 이루어질 수 있다.
음파 수신부(126)는 마이크로폰(microphone)으로 이루어질 수 있는데, 기 설정된 주파수를 갖는 음파를 수신하여 전기신호를 발생시킨다. 조끼(121)에는 하나 또는 복수의 음파 수신부(126)가 설치될 수 있다. 음파 수신부(126)는 상대적으로 높은 주파수를 갖는 음파를 수신할 수 있다. 또한 음파 수신부(126)가 감지할 수 있는 소리 감지 가능 거리는 7m 내지 20m로 이루어질 수 있다.
또한, 하우징(10) 내에는 소리를 발생시키는 폭음제가 설치될 수 있다. 폭음제는 화약 카트리지로 이루어질 수 있으며, 소리를 발생시켜서 훈련용 모의 수류탄이 폭발하였음을 투척된 장소 부근에 있는 장병에게 알릴 수 있다.
또한, 하우징(10) 내에는 식별장치가 더 설치될 수 있는데, 식별장치(49)에는 안전 핀(30)이 제거될 때 전류가 공급될 수 있다. 식별장치는 블루투스 통신 또는 NFC 통신으로 주변에 있는 마일즈 장비의 감지 장치(110)와 통신할 수 있다. 사용자가 안전 핀(30)을 제거하면 식별장치(49)에 전류가 공급된다. 또한 훈련용 모의 수류탄이 투척된 이후에는 식별장치(49)가 피해지역에 위치하는 병사들의 감지 장치(110)와 통신하여 피해를 입은 병사들을 특정할 수 있다.
비교부(133)와 피해 연산부(135)는 제어 상자(131) 내부에 설치될 수 있으며, 제어 상자(131)는 조끼에 설치된 보관 주머니에 삽입될 수 있다. 제어 상자(131)에는 비교부(133), 피해 연산부(135), 음파 수신부(126)와 광 수신부(125)에 전력을 공급하는 감지용 전원(132)이 설치될 수 있다.
비교부(133)는 소리가 도달된 시간과 빛이 도달된 시간의 차이를 계산하여 피해 연산부(135)로 전달할 수 있다. 피해 연산부(135)는 비교부(133)에서 전달된 정보를 바탕으로 훈련용 모의 수류탄(100)과 사용자의 거리를 도출하고 거리에 따른 피해 정도를 연산한다. 훈련용 모의 수류탄(100)과 사용자의 거리는 소리의 속도와 도달 시간 차이를 곱한 값으로 도출될 수 있다. 이는 빛의 속도와 소리의 속도 차이가 매우 크기 때문에 빛은 발생한 즉시 도달한 것으로 간주될 수 있기 때문이다.
예를 들어 빛이 감지된 후 0.04초 후에 소리가 감지된 경우, 훈련용 모의 수류탄과 사용자의 거리는 13.6m로 도출된다. 13.6m는 수류탄의 살상반경 이내이므로 사용자는 사망한 것으로 연산될 수 있다. 한편, 피해 연산부(135)는 소리만 감지된 경우에는 폭압으로 부상당한 것으로 판단하며, 빛만 감지된 경우에는 소리가 도달할 수 있는 범위 밖에 사용자가 있는 것으로 판단하여 부상으로 연산할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 제1 실시예에 따르면 소리와 빛의 도달 시간 차이를 이용하여 사용자의 피해 정도를 정확하게 도출할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄(200)은 보호 커버(210)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 훈련용 모의 수류탄과 동일한 구조로 이루어지므로, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다. 보호 커버(210)는 하우징(10)을 감싸도록 설치되며, 빛을 투과시킬 수 있는 광투과성 소재로 이루어진다. 또한, 또한 보호 커버(210)는 그물 형태로 이루어져서 그물 사이로 빛이 통과할 수 있는 구조로 이루어질 수도 있다.
충격을 완화시킬 수 있도록 탄성을 갖는 소재로 이루어지는데, 보호 커버(210)는 발포 성형된 폴리머 폼으로 이루어질 수 있다. 보호 커버(210)는 메모리 폼, 폴리에틸렌계 폼, 폴리우레탄계 폼 등으로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이 제2 실시예에 따르면 하우징을 감싸는 보호 커버(210)가 설치되면 훈련용 모의 수류탄(200)을 반복적으로 사용하더라도 충격으로 인하여 내부에 설치된 기기들의 접촉이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: 모의 교전 시스템
100: 훈련용 모의 수류탄
13: 개구
14: 돌출부
15: 지지 플레이트
15a: 연결 홀
16: 제1 홀
18: 충전용 홈
10: 하우징
20: 구동 스위치
21: 마개
21a: 플랜지
23: 제2 홀
25: 탄성부재
30: 안전 핀
31: 고리
32: 핀
41: 전원
42: 타이머
43: 광원
45: 음파 생성부
46: GPS 위치 추적기
47: 충전 단자
49: 식별장치
50: 충전 트레이
110: 감지 장치
121: 조끼
126: 음파 수신부
125: 광 수신부
131: 제어 상자
132: 감지용 전원
133: 비교부
135: 피해 연산부
210: 보호 커버

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 외형을 이루며 일측에 개구가 형성된 하우징과, 상기 개구에 대하여 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된 구동 스위치와, 상기 구동 스위치와 연결되어 빛을 발생시키는 광원과, 상기 구동 스위치와 연결되어 소리를 발생시키는 음파 생성부와, 상기 구동 스위치와 연결되되 상기 광원 및 상기 음파 생성부에 기 설정된 지연시간을 두고 전류를 공급하는 타이머를 포함하는 훈련용 모의 수류탄;
    상기 음파 생성부에서 발생된 음향을 수신하는 음파 수신부, 상기 광원에서 발생된 빛을 수신하는 광 수신부, 소리의 수신 시간과 빛의 수신 시간의 차이를 측정하여 전달하는 비교부, 상기 비교부에서 전달된 정보를 바탕으로 상기 훈련용 모의 수류탄과 사용자의 거리를 도출하여 예상 피해를 측정하는 피해 연산부를 포함하는 감지 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모의 교전 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광 수신부가 감지할 수 있는 빛 감지 가능 거리는 30m 내지 50m로 이루어질 수 있으며, 상기 음파 수신부가 감지할 수 있는 소리 감지 가능 거리는 7m 내지 20m로 이루어진 것을 특징으로 하는 모의 교전 시스템.
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