KR102040923B1 - 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법에 관한 것으로, 선로를 따라 이동하는 슬레드에 장착된 2차 추진기관을 점화시키는 점화유도장치를 포함하며, 점화유도장치는, 선로 일측에 배치된 도전체부와, 슬레드가 선로를 따라 이동하다가 도전체부와 근접하면 도전체부와 선접촉하도록 슬레드에 장착된 도체부를 포함하며, 도전체부와 도체부의 선접촉에 따라 2차 추진기관이 점화되므로, 선로 위 임의의 위치에서 2차 추진기관이 작동할 수 있게 되며, 궁극적으로 슬레드가 아음속으로 가속된 상태에서 작동될 수 있고, 점화유도장치가 제어부에 의해 작동이 제어되므로, 유사시 작동을 멈출 수 있는, 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법을 제공한다.

Description

다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법{ignition device for multi stage propelling and ignition method for multi stage propelling}

본 발명은 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선로를 따라 이동하는 슬레드를 재추진하는 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법에 관한 것이다.

슬레드 시험은 고체 추진기관 등의 추진력을 이용하여 시험체를 고속으로 운동시킨 후, 선로 종말부에서 시험체의 원하는 이벤트를 확인하는 시험이다. 슬레드가 추진력을 얻기 위한 절차로 정지 상태에서의 추진기관 점화 방식은 아음속 구간의 속도의 슬레드 시험 수행에 통상적으로 사용되고 있다.

그러나 정지 상태에서 이루어지는 1단의 추진으로는 초음속을 구현하기 부족한 실정이다. 또한 지연 시간에 따른 2단 추진 등의 방식은 폭발물인 추진기관을 안전하고 신뢰성 있게 점화시켜야 하는 장치가 필요하다.

최종적으로 초음속 슬레드 시험을 수행하기 위해서는 시점부에서 추진 기관을 점화하는 방식이 아닌 슬레드가 이동하는 선로 위 임의의 위치에서 추진 기관을 작동시키는 기술이 요구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1727499호(2017.04.11.)

이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 선로 위 임의의 위치에서 작동할 수 있음으로써, 슬레드가 아음속으로 가속된 상태에서 작동될 수 있는 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치는, 선로를 따라 이동하는 슬레드에 장착된 2차 추진기관을 점화시키는 점화유도장치를 포함하며, 점화유도장치는, 선로 일측에 배치된 도전체부와, 슬레드가 선로를 따라 이동하다가 도전체부와 근접하면 도전체부와 선접촉하도록 슬레드에 장착된 도체부를 포함한다.

또한, 점화유도장치의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하며, 점화유도장치는, 전기가 충전되는 전원공급장치와, 제어부와 전원공급장치를 연결하는 통신 케이블과, 전원공급장치와 도전체부를 연결하고, 도체부와 2차 추진기관을 연결하는 외란 방지 케이블을 포함할 수 있다.

또한, 제어부는, 전원공급장치의 충전을 제어하는 컴퓨터를 포함할 수 있다.

또한, 도전체부는, 선로를 기준으로 대칭되도록 위치된 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하며, 제1 도전체 및 제2 도전체는 금속재질의 플레이트 또는 메쉬 형태로 형성될 수 있다.

또한, 도체부는, 슬레드의 폭방향 양측에 각각 돌출되도록 장착된 제1 도체 블레이드 및 제2 도체 블레이드를 포함할 수 있다.

또한, 2차 추진기관은, 복수개의 추진 로켓을 포함하며, 복수개의 추진 로켓은 병렬을 이루도록, 각각의 플러스 전극은 제1 도체 블레이드와 연결되고, 각각의 마이너스 전극은 제2 도체 블레이드와 연결될 수 있다.

또한, 슬레드가 도전체부에 근접해 도전체부와 도체부가 선접촉하면, 전원공급장치, 외란 방지 케이블, 도전체부, 도체부, 2차 추진기관이 통전되고, 2차 추진기관이 점화될 수 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화방법은, 슬레드 시험을 운영하는 시험통제소와 제어부가 통신하는 단계와, 제어부와 연결된 점화유도장치가 작동 준비 상태가 되는 단계와, 점화유도장치에 구비된 전원공급장치에 전기가 충전되는 단계와, 슬레드가 선로를 따라 이동하며 아음속으로 가속되는 단계와, 슬레드가 전원공급장치와 연결된 도전체부에 도달하고, 슬레드에 장착된 도체부가 도전체부와 선접촉하는 단계와, 전원공급장치에 충전된 전기가 도전체부와 도체부를 통해 슬레드에 장착된 2차 추진기관에 인가되고 2차 추진기관이 점화되는 단계와, 2차 추진기관에 의해 슬레드가 초음속으로 가속되는 단계를 포함한다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법에 따르면, 도전체부와 도체부의 선접촉에 따라 2차 추진기관이 점화되므로, 선로 위 임의의 위치에서 2차 추진기관이 작동할 수 있게 되며, 궁극적으로 슬레드가 아음속으로 가속된 상태에서 2차 추진기관이 작동될 수 있다.

또한, 점화유도장치가 제어부에 의해 작동이 제어되므로, 유사시 2차 추진기관을 작동시키지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치를 보여주는 예시도이다.
도 2는 도 1의 다단 추진기관 점화장치가 적용된 슬레드의 평면도이다.
도 3은 도 1의 다단 추진기관 점화장치가 적용된 슬레드의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화방법을 보여주는 절차도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법을 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치는, 선로(L)를 따라 이동하는 슬레드(S)에 장착된 2차 추진기관(A)을 점화시키는 점화유도장치(100)와, 점화유도장치(100)의 작동을 제어하는 제어부(200)를 포함한다.

점화유도장치(100)는, 선로(L) 일측에 배치된 도전체부(110)와, 슬레드(S)가 선로(L)를 따라 이동하다가 도전체부(110)와 근접하면 도전체부(110)와 선접촉하도록 슬레드(S)에 장착된 도체부(111)와, 전기가 충전되는 전원공급장치(140)와, 제어부(200)와 전원공급장치(140)를 연결하는 통신 케이블(120)과, 전원공급장치(140)와 도전체부(110)를 연결하고, 도체부(111)와 2차 추진기관(A)을 연결하는 외란 방지 케이블(130)을 포함한다.

도전체부(110)는, 선로(L)를 기준으로 대칭되도록 위치된 제1 도전체(110A) 및 제2 도전체(110B)를 포함한다. 제1 도전체(110A) 및 제2 도전체(110B)는 금속재질의 플레이트 또는 메쉬 형태로 형성된다. 도체부(111)는, 슬레드(S)의 폭방향 양측에 각각 돌출되도록 장착된 제1 도체 블레이드(111A) 및 제2 도체 블레이드(111B)를 포함한다. 슬레드(S) 이동에 따라, 도체부(111)가 도전체부(110)를 선접촉하며 이동하면, 2차 추진기관(A)이 점화된다.

제어부(200)는, 전원공급장치(140)의 충전을 제어하는 컴퓨터(210)를 포함한다. 컴퓨터(210)는, 슬레드(S) 시험을 운영하는 시험통제소(C)와 통신할 수 있도록 연결된다. 슬레드(S) 시험 도중에 슬레드(S) 가속이 중지되어야할 이유가 발생하면, 시험통제소(C)에서 제어부(200)로 가속중지 신호를 발신하게 된다. 제어부(200)는 수신된 가속 중지 신호에 따라 점화유도장치(100)에 포함되는 전원공급장치(140)와 도전체부(110)를 연결하는 외란 방지 케이블(130)을 단선시키거나, 전원공급장치(140)의 작동을 정지시킨다. 즉, 유사시에 제어부(200)가 점화유도장치(100)의 작동을 정지시킴으로써, 슬레드(S)의 초음속 가속을 중단시킬 수 있다.

슬레드(S)가 도전체부(110)에 근접해 도전체부(110)와 도체부(111)가 선접촉하면, 전원공급장치(140), 외란 방지 케이블(130), 도전체부(110), 도체부(111), 2차 추진기관(A)이 통전되고, 2차 추진기관(A)이 점화된다.

2차 추진기관(A)은, 복수개의 추진 로켓(R)을 포함한다. 복수개의 추진 로켓(R)은 병렬을 이루도록, 각각의 플러스 전극은 제1 도체 블레이드(111A)와 연결되고, 각각의 마이너스 전극은 제2 도체 블레이드(111B)와 연결된다. 2차 추진기관(A) 일측에 3차 추진기관, 4차 추진기관이 장착될 수도 있다. 추진기관이 복수개 구비됨에 따라, 폐구조의 선로(L)에서 반복적으로 슬레드(S)를 가속할 수 있게 된다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화방법은 도 4에 도시된 절차도에 따라 작동된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화방법은, 슬레드(S) 시험을 운영하는 시험통제소(C)와 제어부(200)가 통신하는 단계(S100)와, 제어부(200)와 연결된 점화유도장치(100)가 작동 준비 상태가 되는 단계(S200)와, 점화유도장치(100)에 구비된 전원공급장치(140)에 전기가 충전되는 단계(S300)와, 슬레드(S)가 선로(L)를 따라 이동하며 아음속으로 가속되는 단계(S400)와, 슬레드(S)가 전원공급장치(140)와 연결된 도전체부(110)에 도달하고, 슬레드(S)에 장착된 도체부(111)가 도전체부(110)와 선접촉하는 단계(S500)와, 전원공급장치(140)에 충전된 전기가 도전체부(110)와 도체부(111)를 통해 슬레드(S)에 장착된 2차 추진기관(A)에 인가되고 2차 추진기관(A)이 점화되는 단계(S600)와, 2차 추진기관(A)에 의해 슬레드(S)가 초음속으로 가속되는 단계(S700)를 포함한다.

슬레드(S) 시험을 운영하는 시험통제소(C)와 제어부(200)가 통신하는 단계(S100)에서는, 시험통제소(C)에서 제어부(200)에 포함되는 컴퓨터(210)에 작동신호를 송신한다. 컴퓨터(210)는 전원공급장치(140)에 전기가 충전되는 것을 모니터링할 수 있는 프로그램을 포함한다. 점화유도장치(100)의 작동은 컴퓨터(210)를 통해 제어된다.

제어부(200)와 연결된 점화유도장치(100)가 작동 준비 상태가 되는 단계(S200)에서는, 컴퓨터(210)가 점화유도장치(100)에 포함되는 전원공급장치(140)를 가동상태로 전환시킨다. 전원공급장치(140)에는, 슈퍼캐패시터가 구비된다. 전원공급장치(140)는, 슈퍼캐패시터를 통해 미리 계산된 용량이 되도록 전기를 충전한다. 전원공급장치(140)는, 슈퍼캐패시터 외에도, 특정 전압이 되도록 외부 전압을 승압시키는 승압기와, 인가된 전기를 교류에서 직류로 전환하거나, 내부 전기를 직류에서 교류로 전환하는 컨버터(인버터)가 구비될 수 있다.

점화유도장치(100)에 구비된 전원공급장치(140)에 전기가 충전되는 단계(S300)에서는, 컴퓨터(210)에 의해 작동 준비 상태가된 전원공급장치(140)에 외부전력이 인가된다. 전원공급장치(140)는 인가된 외부전력을 승압하거나, 전환한 뒤, 미리 계산된 상태가 되도록 전기를 충전한다.

슬레드(S)가 선로(L)를 따라 이동하며 아음속으로 가속되는 단계(S400)에서는, 슬레드(S)를 후방에서 추진하는 추진구절의 작동에 의해 시작점에서 정지 상태인 슬레드(S)가 아음속 상태로 가속된다.

슬레드(S)가 전원공급장치(140)와 연결된 도전체부(110)에 도달하고, 슬레드(S)에 장착된 도체부(111)가 도전체부(110)와 선접촉하는 단계(S500)에서는, 아음속 상태로 선로(L)를 따라 이동하던 슬레드(S)가 도전체부(110)에 도달한다. 그리고 도전체부(110)와 도체부(111)가 선접촉하게 된다.

전원공급장치(140)에 충전된 전기가 도전체부(110)와 도체부(111)를 통해 슬레드(S)에 장착된 2차 추진기관(A)에 인가되고 2차 추진기관(A)이 점화되는 단계(S600)에서는, 도전체부(110)와 도체부(111)가 선접촉됨에 따라, 전원공급장치(140), 외란 방지 케이블(130), 도전체부(110), 도체부(111), 2차 추진기관(A)이 통전되고, 2차 추진기관(A)이 점화된다.

2차 추진기관(A)에 의해 슬레드(S)가 초음속으로 가속되는 단계(S700)에서는, 2차 추진기관(A)에서 발생된 추력에 의해 슬레드(S)가 초음속에 도달하도록 가속된다.

한편, 슬레드(S)가 전원공급장치(140)와 연결된 도전체부(110)에 도달하고, 슬레드(S)에 장착된 도체부(111)가 도전체부(110)와 선접촉하는 단계(S500) 수행 전에, 시험통제소(C)에서 제어부(200)로 가속중지 신호를 발신하게 된다. 제어부(200)는 수신된 가속 중지 신호에 따라 점화유도장치(100)에 포함되는 전원공급장치(140)와 도전체부(110)를 연결하는 외란 방지 케이블(130)을 단선시키거나, 전원공급장치(140)의 작동을 정지시킨다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 다단 추진기관 점화장치 및 다단 추진기관 점화방법에 따르면, 도전체부(110)와 도체부(111)의 선접촉에 따라 2차 추진기관(A)이 점화되므로, 선로(L) 위 임의의 위치에서 작동할 수 있게 되며, 궁극적으로 슬레드(S)가 아음속으로 가속된 상태에서 작동될 수 있다.

또한, 점화유도장치(100)가 제어부(200)에 의해 작동이 제어되므로, 유사시 작동을 멈출 수 있다.

100: 점화유도장치 110: 도전체부
110A: 제1 도전체 110B: 제2 도전체
111: 도체부 111A: 제1 도체 블레이드
111B: 제2 도체 블레이드 120: 통신 케이블
130: 외란 방지 케이블 140: 전원공급장치
200: 제어부 210: 컴퓨터
A: 2차 추진기관 R: 로켓
L: 선로 S: 슬레드
C: 시험통제소

Claims (8)

1. 선로를 따라 이동하는 슬레드에 장착된 2차 추진기관을 점화시키는 점화유도장치;
   상기 점화유도장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 점화유도장치는,
   상기 선로 일측에 배치된 도전체부;
   상기 슬레드가 상기 선로를 따라 이동하다가 상기 도전체부와 근접하면 상기 도전체부와 선접촉하도록 상기 슬레드에 장착된 도체부;
   전기가 충전되는 전원공급장치;
   상기 제어부와 상기 전원공급장치를 연결하는 통신 케이블;
   상기 전원공급장치와 상기 도전체부를 연결하고, 상기 도체부와 상기 2차 추진기관을 연결하는 외란 방지 케이블을 포함하는 다단 추진기관 점화장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 전원공급장치의 충전을 제어하는 컴퓨터를 포함하는 다단 추진기관 점화장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 도전체부는,
   상기 선로를 기준으로 대칭되도록 위치된 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하며,
   상기 제1 도전체 및 상기 제2 도전체는 금속재질의 플레이트 또는 메쉬 형태로 형성된 다단 추진기관 점화장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 도체부는,
   상기 슬레드의 폭방향 양측에 각각 돌출되도록 장착된 제1 도체 블레이드 및 제2 도체 블레이드를 포함하는 다단 추진기관 점화장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 2차 추진기관은,
   복수개의 추진 로켓을 포함하며,
   상기 복수개의 추진 로켓은 병렬을 이루도록, 각각의 플러스 전극은 상기 제1 도체 블레이드와 연결되고, 각각의 마이너스 전극은 상기 제2 도체 블레이드와 연결된 다단 추진기관 점화장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 슬레드가 상기 도전체부에 근접해 상기 도전체부와 상기 도체부가 선접촉하면, 상기 전원공급장치, 상기 외란 방지 케이블, 상기 도전체부, 상기 도체부, 상기 2차 추진기관이 통전되고, 상기 2차 추진기관이 점화되는 다단 추진기관 점화장치.
   
8. 삭제

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