KR102068015B1

KR102068015B1 - 알천공장갑 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR102068015B1
Application number: KR1020180118168A
Authority: KR
Inventors: 김철수; 김창욱; 최준홍; 구만회
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-01-20

Abstract

제안기술은 알천공장갑 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공장갑(구멍이 뚫린 장갑철판)의 구멍에 세라믹 볼을 삽입하여 철갑탄 탄두를 방호하기 위한 알천공장갑 및 이의 제조 방법에 관한 발명이다.

Description

알천공장갑 및 이의 제조 방법{PERFORATED STEEL-BALL ARMOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

일반적으로, 고경도 철강이나 텅스텐 카바이드로 만들어진 소구경 철갑탄의 탄두는 최대 약 44mm 두께의 장갑철판을 관통할 수 있기 때문에 전차 및 장갑차 등의 지상전투차량과 함정의 승무원을 위협할 수 있다.

따라서, 소구경 철갑탄의 위협을 방호하기 위해서는 소구경 철갑탄이 관통할 수 있는 장갑철판의 두께보다 두꺼운 장갑철판을 지상전투차량과 함정 등에 설치하면 된다.

이러한 경우에는 장갑철판의 중량으로 인해 지상전투차량의 기동성을 떨어트리고, 함정의 수상안정성을 위협할 수 있기 때문에 두꺼운 장갑철판을 사용하기에 한계가 있다.

미국등록특허 제4835033호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 장갑철판에 다수 개의 홀을 형성하여 중량을 줄이면서도, 각각의 홀에 세라믹볼을 삽입 및 고정하여 홀의 직경보다 작은 직경의 위협탄을 방호할 수 있는 알천공장갑 및 이의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알천공장갑에 있어서,

복수 개의 홀이 형성되는 일정 두께의 장갑철판;

각각의 홀에 삽입되는 세라믹볼;

세라믹볼을 홀에 고정시키기 위한 고정부재;를 포함한다.

홀이 복수 개 형성될 때,

어느 하나의 홀의 중심축과 어느 하나의 홀과 인접하는 다른 하나의 홀의 중심축 사이의 간격은 13mm~17mm인 것을 특징으로 한다.

홀의 직경은 장갑철판의 두께와 동일한 것을 특징으로 한다.

세라믹볼의 직경은 장갑철판의 두께 보다 작은 것을 특징으로 한다.

고정부재는 세라믹볼과 홀의 내주면 사이에 충진되는 것을 특징으로 한다.

세라믹볼의 재질은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 및 텅스텐카바이드 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 한다.

장갑철판의 재질은 압연균질장갑철판(Rolled Homeogenous Armor), 반경질장갑철판(Semi Hardened Armor) 및 고경도장갑철판(High Hardened Armor) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 한다.

부재의 재질은 우레탄 고무, 발포 우레탄, 에폭시, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알천공장갑의 제조 방법에 있어서,

장갑철판에 홀을 형성하는 단계;

세라믹볼을 제조하는 단계;

홀에 세라믹볼을 삽입하는 단계;

세라믹볼과 홀의 내주면 사이에 고정부재가 충진되는 단계;

고정부재를 경화시키는 단계;를 포함한다.

장갑철판에 홀을 형성하는 단계에서 홀은 복수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.

장갑철판에 홀을 형성하는 단계에서 복수 개의 홀이 형성될 때,

세라믹볼을 제조하는 단계에서,

세라믹볼의 직경은 장갑철판의 두께보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 천공장갑의 홀에 세라믹볼을 삽입하고 부재로 고정함으로써 철갑탄 탄두를 방호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 세라믹볼로 인하여 탄두 파쇄 및 경로교란의 효과를 얻을 수 있어 동일 중량의 천공장갑에 비하여 비교적 높은 방호 성능을 가질 수 있는 효과가 있다.

또한, 홀이 형성되지 않은 천공장갑에 비하여 중량을 줄이면서도, 각각의 홀에 세라믹볼을 삽입 및 고정하여 홀의 직경보다 작은 직경의 위협탄을 방호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 각각의 홀에 세라믹볼을 삽입 및 고정하여 홀의 직경보다 작은 직경의 위협탄을 보다 효과적으로 방호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹볼이 삽입된 알천공장갑의 개념도.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 알천공장갑의 제작 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 알천공장갑의 제작 예시.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 알천공장갑 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공장갑(구멍이 뚫린 장갑철판)의 구멍에 세라믹 볼을 삽입하여 철갑탄(14) 탄두를 방호하기 위한 알천공장갑 및 이의 제조 방법에 관한 발명이다.

도 1에는 본 발명에 따른 세라믹볼이 삽입된 알천공장갑의 개념도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 A-A' 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 알천공장갑(2)은, 복수 개의 홀(6)이 형성되는 일정 두께의 장갑철판(4)과, 각각의 상기 홀(6)에 삽입되는 세라믹볼(8)과, 상기 세라믹볼(8)을 상기 홀(6)에 고정시키기 위한 고정부재(10)를 포함하여 구성된다.

상기 장갑철판(4)에 형성되는 상기 홀(6)의 직경은 상기 장갑철판(4)의 두께와 동일한 것으로, 바람직하게는 7mm~12mm일 수 있지만, 이는 일실시예에 불과하며 제작자의 의도에 따라 변경될 수 있다.

상기 홀(6)이 복수 개 형성될 때, 어느 하나의 홀(6)의 중심축과 상기 어느 하나의 홀(6)과 인접하는 다른 하나의 홀(6)의 중심축 사이의 간격은 13mm~17mm 정도이며, 이는 제작자의 의도에 따라 변경될 수 있다.

상기 홀(6)에 삽입되는 상기 세라믹볼(8)의 직경은 상기 장갑철판(4)의 두께보다 작은 것으로, 상기 장갑철판(4)의 두께는 일반적으로 7mm~12mm로 형성된다.

상기 세라믹볼(8)의 직경은 상기 홀(6)의 직경보다 작은 것으로 즉, 상기 세라믹볼(8)이 상기 홀(6)에 삽입되었을 때 상기 세라믹볼(8)은 상기 홀(6)의 외측으로 돌출되지 않는다.

상기 홀(6)에 삽입된 상기 세라믹볼(8)은 상기 홀(6)의 내주면과 상기 세라믹볼(8) 사이에 충진되는 상기 고정부재(10)에 의해 상기 홀(6)의 내측에 고정된다.

도 3에는 본 발명에 따른 알천공장갑의 제작 순서도가 도시되어 있다.

본 발명의 알천공장갑(2)의 제작 방법은,

상기 장갑철판(4)에 상기 홀(6)을 형성하는 단계;

상기 세라믹볼(8)을 제조하는 단계;

상기 홀(6)에 상기 세라믹볼(8)을 삽입하는 단계;

상기 세라믹볼(8)과 상기 홀(6)의 내주면 사이에 고정부재(10)가 충진되는 단계;

상기 고정부재(10)를 경화시키는 단계;

를 포함하여 진행된다.

상기 장갑철판(4)의 재질은 압연균질장갑철판(Rolled Homeogenous Armor), 반경질장갑철판(Semi Hardened Armor, 440HB) 및 고경도장갑철판(High Hardened Armor, 500HB, 600HB, 640HB) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질이 적용된다.

상기 장갑철판(4)에 상기 홀(6)을 형성하는 단계에서 상기 홀(6)은 워터젯(water jet)을 이용하여 형성하였으며, 상기 홀(6)을 형성하는 방법으로는 이외에도 다양한 방법이 적용될 수 있다.

상기 장갑철판(4)에 상기 홀(6)을 형성하는 단계에서 상기 홀(6)은 복수 개 형성되며, 복수 개의 상기 홀(6)은 서로 비균일하게 정렬되도록 형성될 수도 있지만 바람직하게는 균일하게 정렬되도록 형성된다.

상기 장갑철판(4)에 복수 개의 상기 홀(6)이 형성될 때, 어느 하나의 홀(6)의 중심축과 상기 어느 하나의 홀(6)과 인접하는 다른 하나의 홀(6)의 중심축 사이의 간격은 13mm~17mm가 된다.

상기 세라믹볼(8)을 제조하는 단계에서 상기 세라믹볼(8)의 직경은 상기 장갑철판(4)의 두께보다 작게 형성된다.

상기 세라믹볼(8)의 재질로는 85급에서 99급의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 및 텅스텐카바이드 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질이 적용된다.

상기 세라믹볼(8)의 직경은 상기 장갑철판(4)의 두께보다 작게 형성되기 때문에 상기 홀(6)에 상기 세라믹볼(8)을 삽입하는 단계에서 상기 세라믹볼(8)이 상기 홀(6)에 삽입되었을 때, 상기 세라믹볼(8)은 상기 홀(6)의 외측으로 돌출되지 않는다.

상기 세라믹볼(8)과 상기 홀(6)의 내주면 사이에 고정부재(10)가 충진되는 단계에서 상기 고정부재(10)는 상기 홀(6) 내부에서 상기 세라믹볼(8)이 차지하지 않은 부피 영역에 충진된다,

상기 고정부재(10)는 순간접착제일 수 있으며, 상기 고정부재(10)의 재질로는 우레탄 고무, 발포 우레탄, 에폭시, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질이 적용된다.

상기 세라믹볼(8)과 상기 홀(6)의 내주면 사이에 고정부재(10)가 충진되는 단계 이후 일정 시간 동안 상기 고정부재(10)를 경화시키는 단계를 진행하여 상기 세라믹볼(8)을 상기 홀(6)에 고정시키게 된다.

상기 고정부재(10)를 경화시키는 단계 종료 후 상기 알천공장갑(2)은 구조물(12)의 전면으로부터 일정한 간격을 두고 볼트 등을 이용하여 상기 구조물(12)의 전면에 장착된다.

도 4에는 본 발명에 따른 알천공장갑의 제작 예시가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 알천공장갑(2)은, 두께 10mm의 고경도장갑철판(600HB)(4)에 워터젯 방식을 적용하여 직경 10mm의 상기 홀(6)을 형성하였다.

상기 홀(6)에는 85%급 알루미나 재질의 직경 9.5mm인 세라믹볼(8)을 삽입하고, 우레탄 고무 재질의 상기 고정부재(10)를 충진하여 상기 홀(6)과 상기 세라믹볼(8)을 서로 고정하였다.

하기에서는 상기와 같이 형성된 알천공장갑(2)의 방탄 시험에 대해 설명하도록 한다.

소구경 철갑탄(14)은 고경도강 또는 텅스텐카바이드 재질로서, 소구경 화기로부터 발사된 철갑탄(14) 탄두는 최대 약 970m/s의 속도로 상기 알천공장갑(2)을 공격한다.

시험 결과는 하기의 표 1과 같다.

상기 세라믹볼(8)이 적용되지 않은 천공장갑의 면밀도는 약 5.4g/cm2로, 상기 세라믹볼(8)이 적용된 알천공장갑(2)의 면밀도는 상기 천공장갑의 면밀도에 비해 높지만, 세라믹볼(8)이 적용된 알천공장갑(2)의 방탄효율이 상기 세라믹볼(8)이 적용되지 않은 천공장갑의 방탄효율 보다 높은 것을 확인할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

2 : 알천공장갑
4 : 장갑철판
6 : 홀
8 : 세라믹볼
10 : 고정부재
12 : 구조물
14 : 철갑탄

Claims

복수 개의 홀이 형성되는 일정 두께의 장갑철판;
각각의 상기 홀에 삽입되는 세라믹볼;
상기 세라믹볼을 상기 홀에 고정시키기 위한 고정부재;를 포함하며,
상기 장갑철판의 재질은 압연균질장갑철판(Rolled Homeogenous Armor), 반경질장갑철판(Semi Hardened Armor) 및 고경도장갑철판(High Hardened Armor) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질이고,
상기 고정부재는 상기 세라믹볼과 상기 홀의 내주면 사이에 충진되고,
상기 홀은 워터젯(water jet)을 이용하여 형성되는 알천공장갑.
제1항에 있어서,
상기 홀이 복수 개 형성될 때,
어느 하나의 홀의 중심축과 상기 어느 하나의 홀과 인접하는 다른 하나의 홀의 중심축 사이의 간격은 13mm~17mm인 것을 특징으로 하는 알천공장갑.
제1항에 있어서,
상기 세라믹볼의 직경은 상기 장갑철판의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 알천공장갑.
삭제
제1항에 있어서,
상기 세라믹볼의 재질은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 및 텅스텐카바이드 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 하는 알천공장갑.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정 부재의 재질은 우레탄 고무, 발포 우레탄, 에폭시, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 하는 알천공장갑.
장갑철판에 홀을 형성하는 단계;
세라믹볼을 제조하는 단계;
상기 홀에 세라믹볼을 삽입하는 단계;
상기 세라믹볼과 상기 홀의 내주면 사이에 고정부재가 충진되는 단계;
상기 고정부재를 경화시키는 단계;를 포함하며,
상기 장갑철판의 재질은 압연균질장갑철판(Rolled Homeogenous Armor), 반경질장갑철판(Semi Hardened Armor) 및 고경도장갑철판(High Hardened Armor) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질이고,
상기 고정부재는 상기 세라믹볼과 상기 홀의 내주면 사이에 충진되고,
상기 홀은 워터젯(water jet)을 이용하여 형성되는 알천공장갑의 제조 방법.
제8항에 있어서,
상기 장갑철판에 홀을 형성하는 단계에서 상기 홀은 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 알천공장갑의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 장갑철판에 홀을 형성하는 단계에서 복수 개의 상기 홀이 형성될 때,
어느 하나의 홀의 중심축과 상기 어느 하나의 홀과 인접하는 다른 하나의 홀의 중심축 사이의 간격은 13mm~17mm인 것을 특징으로 하는 알천공장갑의 제조 방법.
제8항에 있어서,
상기 세라믹볼을 제조하는 단계에서,
상기 세라믹볼의 직경은 상기 장갑철판의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 알천공장갑의 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 세라믹볼의 재질은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 및 텅스텐카바이드 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 하는 알천공장갑의 제조 방법.
삭제
제8항에 있어서,
상기 고정 부재의 재질은 우레탄 고무, 발포 우레탄, 에폭시, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 어느 하나이거나 둘 이상이 혼합된 재질인 것을 특징으로 하는 알천공장갑의 제조 방법.