KR101958152B1 - 유도탄 초기 회전 장치 - Google Patents

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KR101958152B1
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최승혁
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국방과학연구소
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Abstract

유도탄 초기 회전 장치가 제공된다. 상기 유도탄 초기 회전 장치는, 다수의 측추력기(602)가 조립된 회전형 측추력기 조립체(511)가 내장되는 유도탄 조립체(410), 유도탄(110)의 발사 직전 상기 회전형 측추력기 조립체(511)를 미리 설정되는 유도탄 축방향 위치로 회전시키는 회전용 모터(523)를 부착한 사출판 조립체(420), 및 상기 유도탄(110)을 사출시키기 위해 발사관(520) 내부에 압력을 발생시키는 가스 발생기(510)를 부착한 발사관 조립체(430)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유도탄 초기 회전 장치{Missile initial turn apparatus}
본 발명은 유도탄 작동 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 콜드런치(Cold Launch)형 수직 발사 유도탄의 발사 후 초기 회전 기능을 부여하는 유도탄 초기 회전 장치 및 방법에 관한 것이다.
발사관에 의한 유도탄의 발사는 추진기관의 연소에 의한 방식(Hot Launch) 및 발사관에서 특정 방식으로 유도탄을 사출발사(Cold Launch) 후에 공중에서 추진
기관을 점화하는 방식이 적용된다. 후자(Cold Launch)의 경우 발사관에 설치된 발사대 인근을 고속 화염에서 보호하거나, 신속한 유도탄의 회전이 필요한 경우 효율적으로 적용된다.
도 1 및 도 2는 일반적으로 적용되는 유도탄 초기회전장치를 보여준다. 유도탄의 초기회전장치는 발사관(130) 내에서 발생된 내압(P)으로 형성된 사출력(F)에 의해 수직으로 사출발사(Cold Launch)된 유도탄(110)의 비행방향을 신속하게 회전하는 데 적용된다.
이를 위해 유도탄(110)은 원주 상으로 배열된 측추력기를 갖는 측추력기(111)와 특정 측추력기를 점화시키는 역할을 수행하는 측추력 제어기(112)를 내장한다. 또한, 유도탄(110)을 발사관으로부터 이탈시키기 위한 사출판(120)과 내압 발생 장치를 포함하는 발사관(130)으로 구성된다.
발사관(130)에서 사출판(120)에 의해 사출된 유도탄(130)은 특정거리 비행 후에 측추력기(111)에 의해 원하는 방향으로 초기 회전을 하게 된다. 측추력기(111)가 유도탄(130)의 초기 회전용으로만 적용될 경우에는 초기 회전에 적용한 특정 측추력기를 제외한 나머지는 작동되지 않는 상태로 비행됨을 알 수 있다.
사출단계를 지난 유도탄은 아직 속도가 낮아 공력에 의한 제어가 어려운 구간이므로, 신속한 방향 제어를 위해 원주 상에 특정한 간격으로 배치된 측추력기(111)의 적용이 필요하다. 방향 제어 정확도는 측추력기의 원주선 배열 수에 의존하게 된다.
대개 발사전 산출된 비행 방향 설정값에 근거하며, 발사관을 이탈한 직후부터 유도탄 내에 설치된 제어장치를 활용하여 원주 상으로 배열된 측추력기를 순차적으로 점화하여 설정된 비행 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 측추력 발생 장치가 순수하게 초기 탄도 유지용으로 적용되는 경우에는 초기 방향 조정 정도에 따라 상당량의 측추력기가 남는 것은 불가피하다. 이처럼 기존의 유도탄 초기 회전 장치는 유도탄 내에 탑재된 장치에 전적으로 의존하는 개념임을 알 수 있다.
해당 부품이 유도탄에 탑재된 상태이므로 비행 전 구간 동안 유도탄의 공간과 무게의 증가 요인으로 작용하며, 다수의 측추력기 및 전용 제어기 탑재에 따른 하드웨어 제작비용의 상승과도 연관이 있게 된다.
1. 한국등록특허번호 제10-1378846호(등록일자: 2014.03.21) 2. 한국등록특허번호 제10-1338156호(등록일자: 2013.12.02) 3. 한국공개특허번호 제10-2006-0011522호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 유도탄 내부에 설치된 축방향 회전이 가능한 2개의 측추력기가 조립된 측방향 회전기와 발사대 내에 설치된 구동장치를 활용하여 콜드런치된 유도탄이 사출 후에 초기비행방향 설정을 위한 방향 회전 기능이 구현되는 유도탄 초기 회전 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이를 통해 유도탄에 탑재되는 측방향 회전 장치의 구조 및/또는 기능을 단순화하여, 유도탄의 무게를 감소하고 유도탄 초기회전장치의 제작 단가를 절감하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 유도탄 내부에 설치된 축방향 회전이 가능한 2개의 측추력기가 조립된 측방향 회전기와 발사대 내에 설치된 구동장치를 활용하여 콜드런치된 유도탄이 사출 후에 초기비행방향 설정을 위한 방향 회전 기능이 구현되는 유도탄 초기 회전 장치를 제공한다.
상기 유도탄 초기 회전 장치는,
다수의 측추력기가 조립된 회전형 측추력기 조립체가 내장되는 유도탄 조립체;
유도탄의 발사 직전 상기 회전형 측추력기 조립체를 미리 설정되는 유도탄 축방향 위치로 회전시키는 회전용 모터를 부착한 사출판 조립체; 및
상기 유도탄을 사출시키기 위해 발사관 내부에 압력을 발생시키는 가스 발생기를 부착한 발사관 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전형 측추력기 조립체는 상기 유도탄의 전방 동체의 일측 말단 및 상기 유도탄의 후방 동체 사이에 회전 자유도를 갖게 조립되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후방 동체 및 전방 동체는 일체형으로 조립되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전형 측추력기 조립체는, 상기 회전 자유도를 위해 원형 링 형상의 회전 동체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 동체의 외면에 외부 기어가 형성되고 내면에는 내부 기어가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전형 측추력기 조립체는, 상기 외부 기어와 맞물려 상기 회전 동체의 회전을 멈추는 2개의 회전 멈춤 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전형 측추력기 조립체는, 상기 회전 멈춤 유닛의 작동 잠금 또는 작동 이완 상태를 제어하는 안전핀;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2개의 회전 멈춤 유닛은 180°간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사출판 조립체는, 상기 2개의 회전 멈춤 유닛의 작동을 제어하기 위해 상기 회전 동체를 기준으로 서로 대응되게 상기 2개의 회전 멈춤 유닛과 체결 고정되는 2개의 회전 이완 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 이완 유닛은, 상기 발사관내에 형성되는 사출판에 고정되는 몸체; 상기 몸체의 하단에 결합되며 상기 회전 멈춤 유닛을 하방향으로 누르는 누름판; 및 상기 누름판을 반경 방향으로 움직이게 하는 작동 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 이완 유닛은, 상기 누름판이 이탈되지 않게 고정하는 고정판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 이완 유닛은, 상기 누름판이 이탈되지 않게 고정하는 고정판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 측추력기는 회전 동체와 180°간격으로 배치되는 2개의 측추력기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안전핀은 제 1 탄성 밴딩용 노치를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 멈춤 유닛은 상기 제 1 탄성 밴딩용 노치에 대응하게 제 2 탄성 밴딩용 노치를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전용 모터는 상기 회전동체의 외부 기어에 맞물리는 모터 회전 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 유도탄 초기 회전 장치는, 센서와 외부로부터 입력된 초기 회전 방향 정보에 따라 측추력기의 회전 위치를 산출하고, 미리 설정되는 유도탄 목표 회전각 정보를 이용하여 측추력기의 작동 지연 시간을 산출하며, 상기 작동 지연 시간에 따라 초기 측추력기 회전을 실행하는 제어기; 및 상기 초기 측추력기 회전을 위해 상기 회전용 모터를 구동하는 구동기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 발사 전에는 발사대에 설치된 별도의 회전장치를 활용하여 180° 간격을 두고 배치된 유도탄 내부의 2개의 회전형 측추력기 조립체를 정확한 방향으로 회전토록 하고, 사출 후에는 180°로 간격으로 배치된 2개의 측추력기의 점화 시간을 조정하여 유도탄을 원하는 각도로 초기 회전이 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 이를 통해 유도탄에 탑재되는 측추력기의 수효를 최소화하여 유도탄의 구조를 단순하게 하고 무게를 감소시켜, 유도탄 설계의 최적화와 유도탄의 제작 단가 절감에 기여할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 사출 스테이지에서 유도탄 초기 회전 장치를 적용한 유도탄 개념도이다.
도 2는 일반적인 사출 스테이지 이후, 초기 회전 스테이지에서 측추력에 의한 초기 회전 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 후방부에 설치된 측추력기 2개를 활용한 유도탄의 초기 회전 제어를 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전 장치의 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 후방부의 부분 확대도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 측추력기 조립체의 부분 확대 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 "B" 부분을 확대한 부분 확대도 개념 사시도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 회전 멈춤 유닛(611)과 안전핀(612)의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.
도 6d는 도 4에 도시된 회전 이완 유닛(522)의 사시도이다.
도 6e는 회전 멈춤 유닛(611)의 돌출핀에 의해 발사후에 눌리는 형태를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 회전 멈춤 유닛의 작동전 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 회전 멈춤 유닛의 작동후 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전을 수행하는 회로 구성 블럭도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 유도탄의 초기비행 방향 설정이 발사 전 확인된 표적 정보에 의하여 유도탄이 아직 발사관 내에 있을 때 이루어진다는 점을 고려한다. 따라서, 원주 상으로 다수 배열된 측추력기 중 특정 측추력기만을 사용하는 기존 개념의 측추력 발생 장치 대신, 유도탄 내에는 2개의 측추력기가 180°간격으로 배치된 측추력 발생 장치를 회전이 가능한 구조로 설계한다.
필요한 측추력기의 축방향 조정은 발사관 내에 설치된 별도의 회전장치를 활용하여 발사 전에 수행토록 한다. 유도탄의 초기 회전량은 180°로 배치된 2개의 측추력기의 작동 시간을 조정함으로써 가능하게 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 후방부에 설치된 측추력기 2개를 활용한 유도탄의 초기 회전 제어를 보여주는 개념도이다. 즉, 도 3은 2개의 측추력기 작동에 의한 유도탄 초기회전 개념을 보여준다. 각 총역적(It)인 측추력기 2개를 작동 지연 시간(td)을 갖고, 작동시켜 원하는 목표 회전각(θR)을 달성하는 개념이다.
작동 지연 시간(td) 제어에 의한 초기 회전이 달성된다. 총역적이 It(연소시간 ti)인 측추력기에 의한 유도탄 횡방향 회전각속도는 다음 수학식과 같다.
Figure 112018107243662-pat00001
여기서, It: 측추력기 1개의 총역적(=∫F(t)dt), F(t): 측추력기 추력,
Figure 112018107243662-pat00002
: 유도탄 횡방향 회전각/회전 각속도, Iy: 유도탄 횡관성 모멘트, d: 측추력기-무게중심 거리
또한, 목표 회전각(θR)에 대해 180°간격으로 2개의 측추력기 작동 지연 시간은 다음과 같다.
Figure 112018107243662-pat00003
회전방향 조정은 회전 가능 측추력기 조립체와 발사관 설치 회전 장치를 활용한다.
한편, 유도탄 내에 회전형 측추력기의 배치와 회전기능 구현을 위한 기구설치는 추진기관 노즐부에 통상 발생되는 공간을 활용할 수 있다. 이 경우엔 측추력기가 유도탄의 무게 중심에서 최대로 이격된 위치에 배치되어 유도탄의 초기 회전을 위한 각가속도의 발생원인 회전모멘트가 최대가 되는 효과도 누릴 수 있다 또한 필요시 유도탄 전방부에도 설치될 수 있는 형태이다.
이를 통해 유도탄에 탑재되는 초기회전장치의 구조와 기능을 단순화하여 유도탄의 무게를 감소하고 초기회전장치의 제작 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전 장치(400)의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 유도탄 초기 회전 장치(400)는 유도탄의 초기 회전을 구현하기 위해, 180°간격으로 2개의 측추력기가 조립된 회전형 측추력기 조립체를 내장한 유도탄 조립체(410), 유도탄 발사 직전 상기 회전형 측추력기 조립체를 원하는 유도탄 축방향 위치로 회전시키는 회전 모터를 부착한 사출판 조립체(420), 및 유도탄을 사출시키기 위해 발사관 내부에 압력을 발생시키는 가스 발생기를 부착한 발사관 조립체(430) 등으로 구성될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 후방부(A)의 부분 확대도이다. 도 5를 참조하면, 유도탄 조립체(410)는 회전형 측추력기 조립체(511)와 후방 동체(512), 전방 동체(513)로 구성된다. 사출판 조립체(420)는 사출발사(Cold Launch)를 위한 사출판(521)과 회전형 측추력기 조립체(511)의 회전을 이완 및 고정 기능을 수행하는 이완 유닛(522)과 회전형 측추력기 조립체(511)를 회전시키는 회전모터(523), 회전용 모터(523)를 제어하는 제어기 등으로 구성될 수 있다. 제어기에 대해서는 도 9 및 도 10에 도시되어 있으므로 후술하기로 한다.
도 5를 계속 참조하면, 발사관 조립체(430)는 가스 발생기(510)와 발사관(520)으로 구성된다. 사출판(521)은 발사관의 내벽 근방에까지 연장 형성되어, 가스 발생기(510)로부터 발생된 가스가 발사관(520)의 일정한 영역에 내압을 유발하게 한다.
전방 동체(513)에는 일정한 간격을 두고 날개(530)가 형성된다. 또한, 후방 동체(512) 및 전방 동체(513)는 일체형으로 조립된다.
도 6a는 도 4에 도시된 측추력기 조립체의 부분 확대 사시도이다. 도 6a를 참조하면, 회전형 측추력기 조립체(511)는 유도탄을 구성하는 후방 동체(512)와 전방 동체(513) 사이에서 회전 자유도를 갖게 조립된다. 또한, 회전 동체(601)와 180°간격으로 조립된 2개의 측추력기(602)로 구성되어 있다.
회전형 측추력기 조립체(511)의 내부 구조물의 회전이 다른 부품과 간섭이 발생되지 않도록 해당 공간 확보는 중요하다. 본 발명의 일실시예에서는 유도탄 후반부(A)에 배치된 노즐(미도시)의 배치에 따른 공간을 활용한다.
회전 동체(601)의 내면 및 외면에는 기어 형태가 가공되어 있으며, 외부 기어(620)의 경우 회전 모터(523)에 부착된 모터 회전 기어(523)와 맞물려서 회전형 측추력기 조립체(511)가 축방향으로 원하는 위치로 회전이 가능토록 한다. 내부 기어(605)는 후방 동체(512)내경에 180도 간격으로 부착된 2개의 회전 멈춤 유닛(611)과 연동된다.
각각의 회전 멈춤 유닛(611)에는 회전 멈춤 유닛(611)의 작동 잠금 또는 작동 이완 상태를 제어하는 안전핀(612)이 조립되어 있다. 안전핀(612)은 회전 멈춤 유닛(611)이 사출판 조립체(420)을 떠난 직후부터는 회전형 측추력기 조립체(511)가 회전하지 않도록 고정하는 역할을 수행한다. 또한, 안전핀(612)은 회전 멈춤 유닛(611)이 안정적으로 작동하도록 보조하는 역할을 수행한다.
사출판 조립체(420)는 사출판(521)과 후방 동체(512)에 부착된 회전 멈춤 유닛(611)의 작동을 제어하는 회전 이완 유닛(522), 회전용 모터(523)로 구성된다. 회전 이완 유닛(522)은 작동 볼트(621), 몸체(622), 고정핀(623), 및 누름판(624)으로 구성된다. 이중 몸체(622)는 사출판(521)에 고정된 형태이며, 누름판(624)은 작동볼트(621)와 몸체(622)에 의해 직선운동을 한다.
회전용 모터(523)는 모터 회전 기어(610)를 이용하여 측추력기(602)가 부착된 회전 동체(511)를 원하는 위치로 회전시키는 기능을 수행한다. 이 회전용 모터(523)는 모터의 회전 위치를 감지하는 회전 위치 센서, 모터의 회전량을 제어하는 회전 제어 회로 등을 포함하여 구성될 수 있다.
회전 이완 유닛(522)은 회전 멈춤 유닛(611)과 동일하게 180°간격으로 2개가 배치된다. 이러한 회전 이완 유닛(522)의 구조를 더 이행하기 쉽게 도시한 도면이 도 6b 내지 도 6e이다.
도 6b는 도 6a의 "B" 부분을 확대한 부분 확대도 개념 사시도이고, 도 6c는 도 6b에 도시된 회전 멈춤 유닛(611)과 안전핀(612)의 결합 관계를 보여주는 사시도이고, 도 6d는 도 4에 도시된 회전 이완 유닛(522)의 사시도이고, 도 6e는 회전 멈춤 유닛(611)의 돌출핀에 의해 발사후에 눌리는 형태를 보여주는 사시도이다. 즉 도 6e는 안전핀(612)이 고정된 상태이다. 도 6b 내지 도 6e를 참조하면, 회전 멈춤 유닛(611)의 좌측에 형성되는 제 1 및 제 2 조립 구멍(611-1,611-2)을 통해 후방동체(512)에 조립되어 유도탄 내부에 고정된다. 이는 볼트 너트 방식이 될 수 있다. 또는, 제 1 및 제 2 조립 구멍(611-1,611-2)의 내측에 너트 형상이 형성되어 볼트와 체결되는 것도 가능하다.
조립된 상태에서 회전 이완 유닛(522)이 눌러주기 전에는 후방동체(512)(슬롯이 나와있음)에 회전 멈춤 유닛(611)의 중앙 돌출부가 표피 외부에 돌출되는 구조이다.
사출판(도 2의 210)에 고정된 몸체(622)를 통해 작동 볼트(621)를 이용하여 누름판(624)을 반경 방향(즉, 볼트(621)의 이동 방향)으로 움직이게 하며, 고정핀(623)은 누름판(624)이 이탈되지 않도록 한다. 부연하면, 회전 이완 유닛(522)에 있는 작동 볼트(621)를 돌려주면, 유도탄의 반경방향(즉 볼트 이동 방향)으로 움직이면서 회전 멈춤 유닛(611)의 해당 돌출부를 눌러준다. 이때, 회전 멈춤 유닛(611)의 탄성용 노치가 역할을 하여 변형이 된다.
회전 이완 유닛(522)은 유도탄이 사출판(521)이 떠나기 전에 회전형 측추력기 조립체(511)가 회전용 모터(523)를 통해 자유롭게 회전이 가능하도록 회전 멈춤 유닛(611)을 잡아주는 역할을 수행한다.
누름판(624)은 유도탄 조립체(410)가 사출판 조립체(420)에서 분리되는 과정에 회전 멈춤 유닛(611)의 탄성밴딩용 노치의 역할에 의해 유도탄 조립체(410)에 과다한 구속력을 작용하지 않도록 하는 구조를 갖는다.
도 6c 및 도 6d를 참조하면, 회전 멈춤 유닛(611)의 우측에는 기어 형상(즉 나사상)이 형성되며, 이 기어 형상은 내부 기어(605)에 합치되는 구조이다. 따라서, 작동 볼트(621)의 동작에 의해 안전핀(612)이 상방향으로 움직이게 되면, 회전 멈춤 유닛(611)이 상방향으로 이동하면서 내부 기어(605)와 합치되면서 회전 동체(601)의 회전이 멈추게 된다.
도 7은 도 6에 도시된 회전 멈춤 유닛(611)의 작동전 상태를 보여주는 도면이고, 도 8은 도 6에 도시된 회전 멈춤 유닛(611)의 작동후 상태를 보여주는 도면이다. 도 7 및 8을 참조하면, 후방 동체(512)에 부착된 회전 멈춤 유닛(611)과 안전핀(612)은 각 탄성 밴딩용 노치(710)를 지니며, 후방 동체(512)에 조립된다.
회전 멈춤 유닛(611)은 누르판(624)이 조립되지 않은 상태이거나, 유도탄이 이탈된 상태에서는 표시원 내부 형상처럼 후방 동체(512) 외부로 일부 돌출부를 보인다. 회전 멈춤 유닛(611) 및 회전 동체(511)에 가공된 나사산 간섭에 의해 회전형 측추력기 조립체(511)는 고정된 상태를 유지하게 된다.
도 7은 회전 멈춤 유닛(611)이 탄성 밴딩용 노치의 변형에 의해 일부 회전된 상태이며, 이 상태에서는 안전핀(612)도 가공된 탄성 밴딩용 노치(710)에 의해 회전 멈춤 유닛(611)의 운동을 방해하지 않은 상태에 있다.
이는 누름판(624)이 조립되어 회전 멈춤 유닛(611)의 돌출부를 눌렀을때 발생되는 형태이다. 유도탄 조립체(410)의 사출에 의해 사출판(521)에 고정된 회전 이완 유닛(522)에 설치된 누름판(624)이 자연적으로 제거되면 도 8에 도시된 상태가 되어 회전형 측추력기 조립체(511)의 축방향 회전이 고정된다. 아울러 안전핀(612)에 가공된 턱(즉 탄성 밴딩용 노치)에 의해 회전 멈춤 유닛(611)은 안정적인 고정 상태를 유지하게 되고, 유도탄 조립체(410)는 회전형 측추력기 조립체(511)에 부착된 2개의 측추력기(602)를 유도탄 조립체(410)의 내부의 제어기능에 의해 미리 설정되는 시간 간격으로 점화시켜 안정적으로 유도탄 조립체(410)를 초기 회전시켜 준다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 작동 지연 시간 제어를 수행한다(단계 S910). 이후, 측추력기에 의한 유도탄 횡방향 회전 목표각을 산출한다(단계 S920). 각속도는 측추력기 추진제량에 의해 정해지는 총역적 함수이다.
설정된 목표 회전각에 대해 측추력기 작동 지연 시간을 산출한다(단계 S930). 작동 지연 시간에 따라 2개의 측추력기를 점화시켜 유도탄 초기 회전을 실행한다(단계 S940).
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유도탄 초기 회전을 수행하는 회로 구성 블럭도(1000)이다. 도 10을 참조하면, 회로 구성 블럭도(1000)는 회전용 모터(523)에 구성될 수 있다.
회로 구성 블럭도(1000)는 상기 회전용 모터(523)의 회전 위치를 센싱하는 센서(1010), 상기 위치 정보에 따라 유도탄 횡방향 회전 각속도를 산출하고, 상기 유도탄 횡방향 회전 각속도를 이용하여 측추력기(602)의 작동 지연 시간을 산출하며, 상기 작동 지연 시간에 따라 회전을 실행하는 제어기(1020), 및 상기 회전에 따라 상기 회전용 모터(523)를 구동하는 구동기(1030) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
센서(1010)는 모터의 일측에 설치되며, 회전 센서로서, 홀 센서, 엔코더 등이 될 수 있다.
제어기(1020)는 마이크로프로세서, IC(Integrated Circuit) 회로, 메모리 등을 포함하여 구성될 수 있다.
구동기(1020)는 구동 회로, 컨버터, 스위칭 회로 등으로 구성될 수 있다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 주로 유도탄의 유도 조종 장치내에 포함될 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
400: 유도탄 초기 회전 장치
410: 유도탄 조립체
420: 사출판 조립체
430: 발사관 조립체
511: 회전형 측추력기 조립체
512: 후방 동체
513: 전방 동체
522: 회전 이완 유닛
611: 회전 멈춤 유닛

Claims (16)

  1. 다수의 측추력기(602)가 조립된 회전형 측추력기 조립체(511)가 내장되는 유도탄 조립체(410);
    유도탄(110)의 발사 직전 상기 회전형 측추력기 조립체(511)를 미리 설정되는 유도탄 축방향 위치로 회전시키는 회전용 모터(523)를 부착한 사출판 조립체(420); 및
    상기 유도탄(110)을 사출시키기 위해 발사관(520) 내부에 압력을 발생시키는 가스 발생기(510)를 부착한 발사관 조립체(430);를 포함하며,
    상기 회전형 측추력기 조립체(511)는 상기 유도탄(110)의 전방 동체(513)의 일측 말단 및 상기 유도탄(110)의 후방 동체(512) 사이에 회전 자유도를 갖게 조립되며,
    상기 후방 동체(512) 및 전방 동체(513)는 일체형으로 조립되고,
    상기 회전형 측추력기 조립체(511)는, 상기 회전 자유도를 위해 원형 링 형상의 회전 동체(601)를 포함하고,
    상기 회전 동체(601)의 외면에 외부 기어(620)가 형성되고 내면에는 내부 기어(605)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전형 측추력기 조립체(511)는, 상기 외부 기어(620)와 맞물려 상기 회전 동체(601)의 회전을 멈추는 2개의 회전 멈춤 유닛(611);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형 측추력기 조립체(511)는, 상기 회전 멈춤 유닛(611)의 작동 잠금 또는 작동 이완 상태를 제어하는 안전핀(612);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 2개의 회전 멈춤 유닛(611)은 180°간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 사출판 조립체(420)는, 상기 2개의 회전 멈춤 유닛(611)의 작동을 제어하기 위해 상기 회전 동체(601)를 기준으로 서로 대응되게 상기 2개의 회전 멈춤 유닛(611)과 체결 고정되는 2개의 회전 이완 유닛(522);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전 이완 유닛(522)은,
    상기 발사관(520)내에 형성되는 사출판(521)에 고정되는 몸체(622);
    상기 몸체(622)의 하단에 결합되며 상기 회전 멈춤 유닛(611)을 하방향으로 누르는 누름판(624); 및
    상기 누름판(624)을 반경 방향으로 움직이게 하는 작동 볼트(621);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 이완 유닛(522)은, 상기 누름판(624)이 이탈되지 않게 고정하는 고정판(623);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 측추력기(602)는 회전 동체(601)와 180°간격으로 배치되는 2개의 측추력기인 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 안전핀(612)은 제 1 탄성 밴딩용 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 멈춤 유닛(611)은 상기 제 1 탄성 밴딩용 노치에 대응하게 제 2 탄성 밴딩용 노치(710)를 갖는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전용 모터(523)는 상기 회전동체(601)의 외부 기어(620)에 맞물리는 모터 회전 기어(610)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    센서(1010)와 외부로부터 입력된 초기 회전 방향 정보에 따라 측추력기의 회전 위치를 산출하고, 미리 설정되는 유도탄 목표 회전각 정보를 이용하여 측추력기의 작동 지연 시간을 산출하며, 상기 작동 지연 시간에 따라 초기 측추력기 회전을 실행하는 제어기(1020); 및
    상기 초기 측추력기 회전을 위해 상기 회전용 모터(523)를 구동하는 구동기(1030);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄 초기 회전 장치.

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