KR101990926B1 - 수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법 - Google Patents

수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 부력 스위치, 염도 센서 및 수압 센서를 포함하여 수중 환경을 감지하는 감지부와, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부와, 수중 무기의 시한 기폭을 위한 시한 정보를 수신하고, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하며, 상기 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 상기 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호를 제공하는 제어부와, 상기 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시키는 장전부를 포함함으로써, 시한 장입 및 투하 전까지 폭발계열이 정렬되지 않도록 하여 운용 위험성을 제거할 수 있다.

Description

수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법{TIME FUSE FOR UNDERWATER WEAPON AND ITS OPERATING METHOD}
본 발명은 폭뢰 투하 후에 부력, 수압 및 염도를 포함하는 수중 환경을 감지하여 전기식 방식과 기계식 방식으로 구동되어 장전됨으로써, 시한 장입 및 투하 전까지 폭발계열이 정렬되지 않도록 하여 운용 위험성을 제거할 수 있는 수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 함정에서 운용하는 대표적인 수중무기로 폭뢰가 있는데, 이러한 폭뢰는 항만 및 연안의 천수로(즉, 얕은 수심)에 침투하는 적의 소형 잠수함(또는 잠수정)이나 수중 침투조에 대한 공격용으로 제조된 수중무기로서, 주로 연안 경비정(즉, 고속정)에 적재되어 목표 지점에 투하하는 방식으로 운용될 수 있다.
상술한 바와 같은 폭뢰는 종래에 정수압 방식의 기계식 신관 등을 이용하여 투하하기 전에 폭발 수심을 설정하고, 안전막대를 당겨 장전 상태로 전환한 후에 투하할 수 있는데, 함정에서 미리 폭발계열이 정렬된 상태로 전환시킨 후에 투하되어야 하기 때문에, 폭발사고 등과 같은 운용 위험성을 내포하고 있는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-0144116호(1998.04.16.등록) 2. 한국등록특허 제10-1515354호(2015.04.21.등록)
본 발명은 폭뢰 투하 후에 부력, 수압 및 염도를 포함하는 수중 환경을 감지하여 전기식 방식과 기계식 방식으로 구동되어 장전됨으로써, 시한 장입 및 투하 전까지 폭발계열이 정렬되지 않도록 하여 운용 위험성을 제거할 수 있는 수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 부력 스위치의 작동에 따라 전원을 공급하고, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하며, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시킴으로써, 수중 무기의 장전 및 폭발에 따른 운용 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 수중 무기용 시한 신관 및 그 구동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부력 스위치, 염도 센서 및 수압 센서를 포함하여 수중 환경을 감지하는 감지부와, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부와, 수중 무기의 시한 기폭을 위한 시한 정보를 수신하고, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하며, 상기 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 상기 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호를 제공하는 제어부와, 상기 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시키는 장전부 를 포함하는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 장전부는, 상기 장전 제어신호에 따라 솔레노이드를 통해 디텐트를 해제하여 로터를 회전시키는 방식으로 장전되는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 장전부는, 상기 솔레노이드의 플런저가 상기 디텐트와 체결된 상태에서 상기 장전 제어신호에 따라 상기 플런저를 당겨 상기 로터의 구속을 해제한 후에, 구동 모터를 작동시켜 상기 로터를 회전시키는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 장전부는, 장전 확인 스위치를 통해 장전 여부를 확인하고, 상기 장전 확인 스위치가 장전 온인 경우 상기 제어부에 장전 온 신호를 제공하는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 수중 무기용 시한 신관은, 상기 폭발계열이 정렬된 상태에서 상기 기폭 시한이 될 경우 상기 제어부로부터 제공되는 기폭 제어신호에 따라 기폭시키는 기폭부를 더 포함하는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 기폭부는, 상기 장전부가 장전된 후에 미 기폭할 경우 상기 자폭 시한에 따라 상기 제어부로부터 제공되는 자폭 제어신호에 따라 자폭되는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 폭발계열은, 상기 기폭부와, 상기 장전부에 구비된 제 1 연결관 및 제 2 연결관이 정렬되어 폭발되는 수중 무기용 시한 신관을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 수중 무기가 투하될 경우, 상기 수중 무기에 장착된 수중 무기용 시한 신관의 부력 스위치가 작동하여 상기 수중 무기용 시한 신관의 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 단계와, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 단계와, 상기 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에, 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 염도 센서를 통해 측정된 염도 측정값이 기준 염도값을 만족하는지 체크하면서 수압 센서를 통해 측정된 수압 측정값이 기준수압값을 만족하는지 체크하는 단계와, 상기 염도 측정값 및 수압 측정값이 각각 기준 염도값 및 기준 수압값을 각각 만족하는 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계와, 상기 수중 무기용 시한 신관이 장전되어 폭발계열이 정렬된 상태에서, 상기 기폭 시한이 될 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 기폭시키는 단계를 포함하는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법은, 상기 기폭 시한이 경과된 후에 상기 수중 무기용 시한 신관이 미기폭할 경우 상기 자폭 시한에 따라 자폭시키는 단계를 더 포함하는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계는, 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 장전부에서 솔레노이드를 통해 디텐트를 해제하여 로터를 회전시키는 방식으로 장전되는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계는, 상기 솔레노이드의 플런저가 상기 디텐트와 체결된 상태에서 상기 플런저를 당겨 상기 로터의 구속을 해제한 후에, 구동 모터를 작동시켜 상기 로터를 회전시키는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계는, 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 장전 확인 스위치를 통해 장전 여부를 확인하는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 폭뢰 투하 후에 부력, 수압 및 염도를 포함하는 수중 환경을 감지하여 전기식 방식과 기계식 방식으로 구동되어 장전됨으로써, 시한 장입 및 투하 전까지 폭발계열이 정렬되지 않도록 하여 운용 위험성을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 부력 스위치의 작동에 따라 전원을 공급하고, 기폭 시한 및 자폭시한을 카운트하며, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시킴으로써, 수중 무기의 장전 및 폭발에 따른 운용 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래에 함정에서 폭뢰가 투하되는 것을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 무기 및 수중 무기용 시한 신관을 예시한 도면이며,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수중 무기용 시한 신관의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 수중 무기용 시한 신관을 동작시키는 과정을 설명하기 위한 도면이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관을 구동시키는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관을 구동시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 무기 및 수중 무기용 시한 신관을 예시한 도면이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수중 무기용 시한 신관의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 수중 무기용 시한 신관을 동작시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관(200)은 폭뢰하우징(110), 고폭화약(120), 전폭관(130), 스포일러(140), 신관덮개(150) 등을 포함하는 수중 무기(100)에 구비될 수 있다.
수중 무기(100)는 폭뢰 등과 같은 것으로 원통형의 폭뢰하우징(110)의 내부에 고폭화약(120)이 구비되고, 고폭화약(120)의 내부에 고폭화약(120)을 폭발시키는 전폭관(130)이 구비되며, 전폭관(130)과 연결되어 전폭관(130)을 폭발시키는 수중 무기용 시한 신관(200)이 구비되고, 폭뢰하우징(110)의 하부에는 수중 무기(100)의 자세 제어를 위해 스포일러(140)가 구비되며, 수중 무기용 시한 신관(200)을 커버하는 신관덮개(150)가 구비될 수 있다.
여기에서, 스포일러(140)는 함정의 투하대에서 자유낙하 방식으로 투하되는 수중 무기(100)가 불특정 각도로 해수면과 충돌한 후 침강하는 중에 작동되어 수직 상태로 위치를 제어하면서 수중 무기(100)의 침강 속도를 유지시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 수중 무기(100)에 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관(200)은 감지부(210), 배터리부(220), 제어부(230), 장전부(240), 기폭부(250), 보조전폭부(260) 등을 포함할 수 있다.
감지부(210)는 부력 스위치(212), 염도 센서(213) 및 수압 센서(214)를 포함하여 부력, 염도, 수압 등을 포함하는 수중 환경을 감지하는 것으로, 원형의 감지부몸체(211)의 상부로 돌출되도록 부력 스위치(212)가 구비됨으로써, 감지부(210)의 부력 스위치(212)에 구비된 안전핀(215)이 탈착되면서 수중 무기(100)가 해수면에 투하될 경우 부력 스위치(212)가 작동되며, 리드 스위치가 내장된 파이프에 구비되는 플로트(float)가 상승하게 되고, 리드 스위치의 중앙부에 자석이 접근하여 배터리 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 배터리부(220)에 제공할 수 있다.
또한, 감지부(210)는 감지부몸체(211)의 내부에 염도 센서(213)가 구비됨으로써, 수중 무기(100)가 해수면에 투하될 경우 해수의 염도(염도 측정값)를 감지하여 제어부(230)로 제공할 수 있고, 감지부몸체(211)의 내부에 수압 센서(214)가 구비됨으로써, 수중 무기(100)가 해수면에 투하된 후, 수중에서 침강할 경우 수압(수압 측정값)을 감지하여 제어부(230)로 제공할 수 있다.
배터리부(220)는 부력 스위치(212)의 작동에 따라 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 것으로, 수중 무기용 시한 신관(200)에 구비되며, 감지부(210)의 부력 스위치(212)의 동작에 따라 전기적으로 연결된 스위칭 회로를 통해 스위칭 신호가 제공될 경우 배터리 전원을 각 구성부(예를 들면, 제어부(230), 장전부(240), 기폭부(250) 등)에 공급할 수 있다.
상술한 바와 같은 배터리부(220)는 부력 스위치(212)가 작동된 후에 릴레이를 이용한 자기유지 회로를 통해 안정적으로 각 구성부에 배터리 전원을 공급할 수 있으며, 외부에서 장착 또는 탈착 가능하게 조립될 수 있고, 장착된 상태에서 부력 스위치(212)의 작동에 따라 각 구성부와 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(230)는 기폭 제어부 및 자폭 제어부를 포함하고, 수중 무기(100)의 시한 기폭 및 자폭을 위한 시한 정보를 수신(즉, 기폭 제어부 및 자폭 제어부에서 기폭 시한 데이터를 수신하고, 자폭 제어부에서 이 기폭 시한 데이터를 기준으로 기 설정된 시간(예를 들면, 1초, 2초 등)이 경과된 자폭 시한을 설정한 후에, 자폭 시간에 따라 자폭 제어함)하며, 기폭 제어부 및 자폭 제어부에서 부력 스위치(212)의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하고, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에 염도 센서(213)를 통해 측정된 염도 측정값이 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 센서(214)를 통해 측정된 수압 측정값이 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 수압기준값을 만족할 경우 장전 제어신호를 제공하는 것으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)의 제어 모듈 형태로 기폭 제어부와 자폭 제어부가 각각 조립될 수 있고, 함정에서 비접촉 시한장입기를 통해 무선 통신 방식으로 전송된 시한 정보를 수신하여 내부 메모리에 저장할 수 있다.
이러한 제어부(230)는 염도 센서(213)로부터 제공되는 염도 측정값이 해수의 저염분 현상을 고려한 기 설정된 기준염도값(예를 들면, 20 PSU 이상)을 만족하는지 체크할 수 있다. 이러한 기준염도값은 수중 무기(100)의 사용 해역에 따라 그 수치를 변경하여 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 제어부(230)는 수압 센서(214)로부터 제공되는 수압 측정값이 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값(예를 들면, 해수면으로부터 15 ft의 수심에 대응하는 수압값 등)을 만족하는지 체크한 후에, 기 설정된 기준염도값과 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전부(240)에 장전 제어신호를 제공할 수 있다. 이러한 수압 범위는 수중 무기(100)를 투하하는 함정의 안전을 위해 함정의 이동속도와 수심을 고려하여 설정될 수 있는데, 해수면으로부터 대략 15 ft의 수심을 최소 안전 수심으로 하고, 그 최소 안전 수심에 대응하는 수압값으로 설정할 수 있다.
상술한 바와 같은 제어부(230)는 염도 측정값이 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 측정값이 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우에만 장전부(240)에 장전 제어신호를 제공하게 되는데, 염도 측정값의 판별 및 수압 측정값의 판별이 완료되지 않을 경우 장전 제어신호를 발생 및 제공하지 않기 때문에, 수중 무기(100)의 안정적인 운용을 가능하게 할 수 있다.
한편, 제어부(230)는 기폭 시한을 카운트하는 중에 장전부(240)의 장전 확인 스위치(247)에서 장전 온 신호가 제공되고, 기폭 시한에 도달할 경우 기폭 제어신호를 발생하여 기폭부(250)에 제공할 수 있다.
아울러, 제어부(230)는 자폭 제어부에서 부력 스위치(212)의 작동에 따라 자폭 시한을 카운트하고, 자폭 시한을 카운트하는 중에 기폭부(250)에 기폭 제어신호를 발생하여 제공한 후에도 폭발하지 않고 일정 시간이 경과될 경우(즉, 기폭 시한에서 기 설정된 시간이 경과된 자폭 시한이 될 경우) 자폭 제어신호를 발생하여 기폭부(250)에 제공할 수 있다.
장전부(240)는 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시키는 것으로, 제어부(230)로부터 장전 제어신호가 제공될 경우 솔레노이드(241)를 통해 디텐트(242)를 해제하여 로터(244)를 회전시키는 방식으로 장전될 수 있는데, 솔레노이드(241)의 플런저(241a)가 디텐트(242)와 체결된 상태에서 제어부(230)로부터 장전 제어신호가 제공될 경우 이에 따라 플런저(241a)를 당겨 로터(244)의 구속을 해제한 후에, 구동 모터(243)를 작동시켜 로터(244)를 회전시킬 수 있다.
이러한 장전부(240)는 디텐트(242)가 솔레노이드(241)의 작동에 따라 해제될 경우 제 1 연결관(245)이 구비된 로터(244)가 회전 가능한 상태로 전환되고, 구동 모터(243)의 동작에 따라 하부에 구비된 제 2 연결관(246)과 제 1 연결관(245)이 정렬되는 위치까지 로터(244)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 내부에 구비된 기폭부(250)의 전기식 기폭관과 제 1 연결관(245) 및 제 2 연결관(246)이 정렬될 수 있다.
또한, 장전부(240)는 장전 확인 스위치(247)를 통해 장전 여부를 확인할 수 있는데, 상술한 바와 같은 장전 동작이 완료될 경우에 장전 확인 스위치(247)가 장전 온되며, 이러한 장전 확인 스위치(247)의 장전 온 신호를 제어부(230)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 로터(244)가 기폭부(250)의 전기식 기폭관과 제 1 연결관(245) 및 제 2 연결관(246)이 정렬되는 위치까지 회전될 경우 장전 확인 스위치(247)의 접점이 눌려져(open→closed) 그 장전 온 신호가 제어부(230)로 제공될 수 있다.
기폭부(250)는 폭발계열이 정렬된 상태에서 제어부(230)로부터 제공되는 기폭 제어신호에 따라 기폭시키는 것으로, 장전부(240)의 내부에 구비되어 장전부(240)의 구성(예를 들면, 제 1 연결관(245) 및 제 2 연결관(246))과 수직으로 정렬 가능한 전기식 기폭관을 포함하며, 제어부(230)로부터 제공되는 기폭 제어신호에 따라 전기식 기폭관을 통해 기폭시킬 수 있다.
또한, 기폭부(250)는 장전부(240)가 장전된 후에 미기폭될 경우 자폭시킬 수 있는데, 장전부(240)가 장전된 후에 기폭 시한이 경과된 후에도 기폭하지 않을 경우 제어부(230)로부터 제공되는 자폭 제어신호에 따라 기 설정된 시간(즉, 자폭 시한, 예를 들면, 1초, 3초 등)이 경과될 경우 자동으로 폭발하여 자폭시킬 수 있다.
보조전폭부(260)는 장전부(240)의 하단부에 구비되어 폭발계열이 연결될 경우 기폭 성능을 향상시키기 위해 수중 무기(100)의 전폭관(130)과 연결되는 것으로, 상술한 바와 같은 기폭부(250)의 전기식 기폭관을 통한 기폭에 따라 정렬된 폭발계열(즉, 기폭부(250)와, 장전부(240)에 구비되어 정렬된 제 1 연결관(245) 및 제 2 연결관(246)과, 보조전폭부(260))의 차례로 폭발될 수 있다.
상술한 바와 같은 수중 무기용 시한 신관(200)의 동작 과정을 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이 수중 무기(100)가 장착된 함정에서 적의 소형 잠수함(또는 잠수정)이 탐지될 경우 잠수함 방향으로 이동하면서 시한 정보를 비접촉 시한장입기를 통해 무선 통신 방식으로 수중 무기(100)에 장입하고, 잠수함 위치에서 수중 무기(100)를 투하한 후에 안전지역으로 이동할 수 있다.
그리고, 투하된 수중 무기(100)에 장착된 수중 무기용 시한 신관(200)은 안전핀(215)이 제거되면서 해수면으로 투하되면 부력 스위치(212)가 작동하고, 이에 따라 배터리부(220)가 작동하여 각 구성부에 배터리 전원을 공급함으로써, 각 구성부가 작동(입수시)할 수 있다.
또한, 수중 무기용 시한 신관(200)은 부력 스위치(212)의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에, 수중 무기(100)의 침강에 따라 염도 센서(213) 및 수압 센서(214)를 통해 기 설정된 기준염도값 및 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전시켜 폭발계열을 정렬(SAD 장전)시킨 후에, 그 폭발계열의 정렬에 대응하는 장전 온 신호가 제공되고, 기폭 시한이 될 경우 전기식 기폭관을 기폭(시한 기폭)시킬 수 있다.
만약, 기폭 시한이 경과된 후에도 수중 무기(100)가 폭발하지 않을 경우(즉, 수중 무기용 시한 신관(200)이 미기폭할 경우)에는 기 설정된 시간이 경과된 후 기폭부(250)를 이용하여 자폭(미 기폭시)시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 작전 과정에 대해 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이 수중 무기용 시한 신관(200)의 안전 상태에서는 솔레노이드(241), 플런저(241a), 구동 모터(243) 등이 동작하지 않기 때문에, 로터(244)의 회전을 디텐트(242)가 구속하고 있으며, 로터(244)에 구비된 제 1 연결관(245)이 로터(244)의 중심축을 기준으로 솔레노이드(241)와 플런저(241a)의 위치에 대응하여 일측으로 편향된 위치에 위치하고 있고, 로터(244)의 중심축과 플런저(241a) 사이의 연장선상 하부에 구비된 제 2 연결관(246)과 정렬되지 않은 상태로 유지될 수 있다.
여기에서, 장전 확인 스위치(247)는 로터(244)의 중심축을 기준으로 제 1 연결관(245)와 대향되는 위치에 구비될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시한 바와 같이 수중 무기용 시한 신관(200)의 디텐트 해제 상태에서는 염도 센서(213) 및 수압 센서(214)를 통한 측정값 판별을 통해 제어부(230)로부터 장전 제어신호가 장전부(240)에 제공될 경우 솔레노이드(241)가 작동되고, 이에 따라 플런저(241a)가 당겨져 디텐트(242)가 로터(244)의 구속을 해제함으로써, 로터(244)가 중심축을 기준으로 회전 가능(장전 가능)하게 전환될 수 있다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이 수중 무기용 시한 신관(200)의 장전 중 상태에서는 구동 모터(243)가 작동하여 로터(244)의 중심축을 기준으로 로터(244)가 회전하게 되고, 로터(244)에 구비된 제 1 연결관(245)이 제 2 연결관(246)의 위치로 이동할 수 있다. 여기에서, 장전 확인 스위치(247)는 오프된 상태로서, 폭발계열이 정렬되지 않은 상태이다.
이어서, 도 10에 도시한 바와 같이 수중 무기용 시한 신관(200)의 장전 완료 상태에서는 로터(244)가 회전되어 제 1 연결관(245)이 제 2 연결관(246)의 위치로의 이동이 완료될 경우 제 1 연결관(245)을 통해 상부에 위치하는 기폭부(250)의 전기식 기폭관과 하부에 위치하는 제 2 연결관(246)이 서로 정렬됨으로써, 장전이 완료될 수 있다.
이에 따라, 장전 확인 스위치(247)에서는 로터(244)의 회전 이동에 따라 장전 온 신호를 발생하여 제어부(230)로 제공할 수 있다.
한편, 로터(244)에는 중심축과 플런저(241a)의 연장선상에 잠금핀(P)이 구비됨으로써, 로터(244)의 회전이 완료될 경우 잠금핀(P)를 통해 해당 위치에 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명은 폭뢰 투하 후에 부력, 수압 및 염도를 포함하는 수중 환경을 감지하여 전기식 방식과 기계식 방식으로 구동되어 장전됨으로써, 시한 장입 및 투하 전까지 폭발계열이 정렬되지 않도록 하여 운용 위험성을 제거할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 수중 무기용 시한 신관을 이용하여 수중 무기를 기폭시키기 위한 구동 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관을 구동시키는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관을 구동시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법은 수중 무기가 투하될 경우, 상기 수중 무기에 장착된 수중 무기용 시한 신관의 부력 스위치가 작동하여 상기 수중 무기용 시한 신관의 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 단계와, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 상기 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 단계와, 상기 기폭 시한을 카운트하는 중에, 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 염도 센서를 통해 측정된 염도 측정값이 기준 염도값을 만족하는지 체크하면서 상기 수압 센서를 통해 측정된 수압 측정값이 기준수압값을 만족하는지 체크하는 단계와, 상기 염도 측정값 및 수압 측정값이 각각 기준 염도값 및 기준 수압값을 각각 만족하는 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계와, 상기 수중 무기용 시한 신관이 장전되어 폭발계열이 정렬된 상태에서, 상기 기폭 시한이 될 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 기폭시키는 단계를 포함할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법은 상기 기폭 시한이 경과된 후에 상기 수중 무기용 시한 신관이 미기폭할 경우 상기 자폭 시한에 따라 자폭시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 구동 과정에 대해 상세히 설명하면, 수중 무기(100)가 장착된 함정에서 적의 소형 잠수함(또는 잠수정)이 탐지될 경우 잠수함 방향으로 이동하면서 시한 정보를 비접촉 시한장입기를 통해 무선 통신 방식으로 수중 무기(100)에 장입하고, 잠수함 위치에서 수중 무기(100)를 투하할 수 있다(단계1102, 도 12의 시한 장입/점검, 부력스위치 안전핀 제거, 투하).
그리고, 수중 무기(100)가 수중에 투하될 경우 수중 무기(100)에 장착된 수중 무기용 시한 신관(200)의 부력 스위치(212)가 작동하여 수중 무기용 시한 신관(200)의 각 구성부에 배터리 전원을 공급할 수 있다(단계1104, 도 12의 부력스위치 작동, 전원 공급). 이러한 부력 스위치(212)는 수중 무기용 시한 신관(200)에 구비된 감지부(210)의 감지부몸체(211)에 돌출 구비될 수 있고, 부력 스위치(212)에 구비된 안전핀(215)이 탈착되면서 수중 무기(100)가 해수면에 투하될 경우 부력 스위치(212)가 작동되어 배터리 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 배터리부(220)에 제공할 수 있으며, 이에 따라 배터리부(220)에서 각 구성부에 배터리 전원을 공급할 수 있다.
다음에, 제어부(230)에서는 부력 스위치(212)의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트할 수 있다(단계1106, 도 12의 기폭/자폭 카운트 작동). 예를 들면, 제어부(230)에서는 함정에서 장입한 기폭을 위한 시한 정보를 수신할 수 있는데, 제어부(230)에 구비된 기폭 제어부 및 자폭 제어부에서 기폭 시한 데이터를 수신하고, 기폭 제어부 및 자폭 제어부에서 부력 스위치(212)의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 각각 카운트할 수 있다.
그리고, 수중 무기용 시한 신관(200)에 구비된 제어부(230)에서는 염도 센서(213)를 통해 측정된 염도 측정값이 기 설정된 기준 염도값을 만족하는지를 체크할 수 있다(단계1108, 도 12의 염도 센서 작동, 염도 감지, 해수 확인). 여기에서, 기 설정된 기준 염도값은 수중 무기(100)의 사용 해역에 따라 그 수치를 변경하여 다양하게 설정될 수 있는데, 저염분 현상을 고려하여 예를 들면, 20 PSU로 하여 설정될 수 있다.
한편, 제어부(230)에서는 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 단계1106이 수행되는 중에 제어부(230)에서는 수중 무기용 시한 신관(200)에 구비된 수압 센서(214)를 통해 측정된 수압 측정값이 기 설정된 기준수압값을 만족하는지를 체크할 수 있다(단계1110, 도 12의 수압 센서 작동, 수압 감지, 최소 안저수심 도달). 여기에서, 기준수압값은 최소 안전 수심에 대응하는 수압값으로 설정될 수 있는데, 예를 들면, 최소 안전 수심인 해수면으로부터 15 ft의 수심에 대응하는 수압값으로 설정될 수 있다.
상기 단계(1108)에서의 체크 결과, 염도 측정값이 기 설정된 기준 염도값을 만족하면서 상기 단계(1110)에서의 체크 결과, 수압 측정값이 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 제어부(230)의 제어에 따라 수중 무기용 시한 신관(200)을 장전시킬 수 있다(단계1112, 도 12의 AND, 솔레노이드 작동, SAD로터 구속 해제, 구동모터 작동, SAD 로터 회전, SAD 장전 완료).
예를 들면, 제어부(230)에서는 염도 측정값이 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 측정값이 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우(즉, 단계1108과 단계1110의 과정을 모두 만족할 경우)에만 장전부(240)에 장전 제어신호를 제공할 수 있고, 장전부(240)에서는 솔레노이드(241)를 통해 디텐트(242)를 해제하여 로터(244)를 회전시키는 방식으로 장전될 수 있다.
예를 들면, 장전부(240)에서는 솔레노이드(241)의 플런저(241a)가 디텐트(242)와 체결된 상태에서 플런저(241a)를 당겨 로터(244)의 구속을 해제한 후에, 구동 모터(243)를 작동시켜 로터(244)를 회전시킴으로써, 폭발계열이 정렬될 수 있다. 이러한 장전 여부는 수중 무기용 시한 신관(200)에 구비된 장전 확인 스위치(247)를 통해 확인할 수 있다.
다음에, 제어부(230)에서는 수중 무기용 시한 신관(200)이 장전되어 폭발계열이 정렬된 상태에서, 기폭 시한이 되는지를 체크한다(단계1114, 도 12의 기폭 시한 카운팅, 기폭 커패시터 충전, 기폭 시한 도달).
상기 단계(1114)에서의 체크 결과, 기폭 시한에 도달할 경우 제어부(230)에서는 기폭 제어신호를 발생하여 기폭부(250)에 제공하고, 기폭부(250)를 통해 상기 수중 무기용 시한 신관(200)을 기폭시킬 수 있다(단계1116, 도 12의 기폭 명령, 기폭 에너지 방출, 전기식기폭관 기폭, 연결관1&2 기폭, 보조 전폭관 기폭).
한편, 제어부(230)에서는 기폭 시한이 경과된 후에 수중 무기용 시한 신관(200)이 미기폭한 상태에서 자폭 시한이 되는지를 체크한다(단계1118, 도 12의 자폭 시한 카운팅, 자폭 커패시터 충전, 자폭 시한 도달). 이러한 자폭 시한은 기폭 시한에서 대략 1초, 3초 등 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
상기 단계(1118)에서의 체크 결과 자폭 시한이 될 경우 제어부(230)에서는 자폭 제어신호를 기폭부(250)에 제공하고, 기폭부(250)를 통해 수중 무기용 시한 신관(200)을 자폭시킬 수 있다(단계1120, 도 12의 자폭 명령, 자폭에너지 방출, 전기식기폭관 기폭, 연결관1&2 기폭, 보조 전폭관 기폭).
상술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에서는 기폭 단계(1116) 이후에 자폭 단계(1118 및 1120)를 수행하는 것으로 하여 도시 및 설명하였지만, 기폭 단계(1116)에서 수중 무기용 시한 신관(200)이 기폭된 경우에는 후속 자폭 단계(1118 및 1120)는 수행되지 않는 것은 당연하므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명은 부력 스위치의 작동에 따라 전원을 공급하고, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하며, 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 중에 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시킴으로써, 수중 무기의 장전 및 폭발에 따른 운용 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 수중 무기 110 : 폭뢰하우징
120 : 고폭화약 130 : 전폭관
140 : 스포일러 150 : 신관덮개
200 : 수중 무기용 시한 신관
210 : 감지부 211 : 감지부몸체
212 : 부력스위치 213 : 염도 센서
214 : 수압 센서 215 : 안전핀
220 : 배터리부 230 : 제어부
240 : 장전부 241 : 솔레노이드
241a : 플런저 242 : 디텐트
243 : 구동 모터 244 : 로터
245 : 제 1 연결관 246 : 제 2 연결관
247 : 장전 확인 스위치 250 : 기폭부
260 : 보조전폭부

Claims (12)

  1. 부력 스위치, 염도 센서 및 수압 센서를 포함하여 수중 환경을 감지하는 감지부와,
    상기 부력 스위치의 작동에 따라 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 배터리부와,
    수중 무기의 시한 기폭을 위한 시한 정보를 수신하고, 상기 부력 스위치의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하며, 상기 염도 센서를 통해 기 설정된 기준염도값을 만족하면서 상기 수압 센서를 통해 최소 안전 수심에 대응하는 기 설정된 기준수압값을 만족할 경우 장전 제어신호를 제공하는 제어부와,
    상기 장전 제어신호에 따라 장전되어 폭발계열을 정렬시키는 장전부를 포함하며,
    상기 장전부는,
    상기 장전 제어신호에 따라 솔레노이드를 통해 디텐트를 해제하여 로터를 회전시키는 방식으로 장전되고, 상기 솔레노이드의 플런저가 상기 디텐트와 체결된 상태에서 상기 장전 제어신호에 따라 상기 플런저를 당겨 상기 로터의 구속을 해제한 후에, 구동 모터를 작동시켜 상기 로터를 회전시키되,
    상기 디텐트가 상기 솔레노이드의 작동에 따라 해제될 경우 제 1 연결관이 구비된 상기 로터가 회전 가능한 상태로 전환되고, 상기 구동 모터의 동작에 따라 하부에 구비된 제 2 연결관과 상기 제 1 연결관이 정렬되는 위치까지 상기 로터를 회전시켜, 내부에 구비된 기폭부의 전기식 기폭관과 상기 제 1 연결관 및 제 2 연결관이 정렬되며,
    상기 전기식 기폭관과 상기 제 1 연결관 및 제 2 연결관을 정렬시키는 상기 로터의 회전에 따라 장전 확인 스위치를 통해 장전 여부를 확인하고, 상기 장전 확인 스위치가 장전 온인 경우 상기 제어부에 장전 온 신호를 제공하는 수중 무기용 시한 신관.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수중 무기용 시한 신관은,
    상기 폭발계열이 정렬된 상태에서 상기 기폭 시한이 될 경우 상기 제어부로부터 제공되는 기폭 제어신호에 따라 기폭시키는 기폭부
    를 더 포함하는 수중 무기용 시한 신관.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기폭부는, 상기 장전부가 장전된 후에 미 기폭할 경우 상기 자폭 시한에 따라 상기 제어부로부터 제공되는 자폭 제어신호에 따라 자폭되는 수중 무기용 시한 신관.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 폭발계열은, 상기 기폭부와, 상기 장전부에 구비된 제 1 연결관 및 제 2 연결관이 정렬되어 폭발되는 수중 무기용 시한 신관.
  8. 수중 무기가 투하될 경우, 상기 수중 무기에 장착된 수중 무기용 시한 신관의 부력 스위치가 작동하여 상기 수중 무기용 시한 신관의 각 구성부에 배터리 전원을 공급하는 단계와,
    상기 부력 스위치의 작동에 따라 기폭 시한 및 자폭 시한을 카운트하는 단계와,
    상기 기폭 시한을 카운트하는 중에, 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 염도 센서를 통해 측정된 염도 측정값이 기준 염도값을 만족하는지 체크하면서 수압 센서를 통해 측정된 수압 측정값이 기준수압값을 만족하는지 체크하는 단계와,
    상기 염도 측정값 및 수압 측정값이 각각 기준 염도값 및 기준 수압값을 각각 만족하는 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계와,
    상기 수중 무기용 시한 신관이 장전되어 폭발계열이 정렬된 상태에서, 상기 기폭 시한이 될 경우 상기 수중 무기용 시한 신관을 기폭시키는 단계를 포함하며,
    상기 수중 무기용 시한 신관을 장전시키는 단계는, 장전 제어신호에 따라 솔레노이드를 통해 디텐트를 해제하여 로터를 회전시키는 방식으로 장전되고, 상기 솔레노이드의 플런저가 상기 디텐트와 체결된 상태에서 상기 장전 제어신호에 따라 상기 플런저를 당겨 상기 로터의 구속을 해제한 후에, 구동 모터를 작동시켜 상기 로터를 회전시키되,
    상기 디텐트가 상기 솔레노이드의 작동에 따라 해제될 경우 제 1 연결관이 구비된 상기 로터가 회전 가능한 상태로 전환되고, 상기 구동 모터의 동작에 따라 하부에 구비된 제 2 연결관과 상기 제 1 연결관이 정렬되는 위치까지 상기 로터를 회전시켜, 내부에 구비된 기폭부의 전기식 기폭관과 상기 제 1 연결관 및 제 2 연결관이 정렬되며,
    상기 전기식 기폭관과 상기 제 1 연결관 및 제 2 연결관을 정렬시키는 상기 로터의 회전에 따라 상기 수중 무기용 시한 신관에 구비된 장전 확인 스위치를 통해 장전 여부를 확인하는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법은,
    상기 기폭 시한이 경과된 후에 상기 수중 무기용 시한 신관이 미기폭할 경우 상기 자폭 시한에 따라 자폭시키는 단계
    를 더 포함하는 수중 무기용 시한 신관의 구동 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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