KR102075854B1 - 점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스, 판독기 모듈, 뇌관, 탄약, 및 탄약을 모니터링 및/또는 회수하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스에 관한 것으로서, 상태 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 안테나를 갖는 적어도 하나의 제 1 트랜스폰더를 갖고, 상기 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태에서의 디스플레이 상황에서, 제 1 트랜스폰더는 접속 엘리먼트를 통해 와이어링되고, 결과적으로 점화 시스템의 상태는 안테나를 갖는 제 1 트랜스폰더에 의해, 할당 가능한 판독 모듈에 비접촉 방식으로 그리고 광학 디스플레이 없이 송신될 수 있다. 본 발명은 또한 판독 모듈, 점화, 탄약, 및 탄약을 모니터링 및/또는 회수하는 방법에 관한 것이다.

Description

점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스, 판독기 모듈, 뇌관, 탄약, 및 탄약을 모니터링 및/또는 회수하는 방법

본 발명은 점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스에 그리고 점화 시스템의 상태를 비접촉식으로 판독하기 위한 판독 모듈에, 탄약을 점화시키기 위한 퓨즈에, 탄약에, 그리고 탄약을 모니터링 및/또는 회수하는 방법에 관한 것이다.

점화 시스템의 상태는 일반적으로 컬러 코딩이 변경되는 광학 디스플레이에 의해 표시된다. 녹색 디스플레이 및/또는 문자 "S" 는 점화 시스템의 안전 상태에 자주 사용되며 적색 디스플레이 및/또는 문자 "A" 는 점화 시스템의 잠금해제 상태에 자주 사용된다. 컬러 마킹된 컴포넌트 또는 다른 LED 또는 LCD 디스플레이가 일반적으로 이 목적으로 사용된다. 종래 기술에 따른 이러한 광학 상태 디스플레이는 일반적으로 퓨즈, 안전 및 무기 유닛 및/또는 탄약의 케이스 외부에 장착된다.

단점은 먼 거리에서의 열악한 가시성 조건의 경우에 또는 은폐된 탄약, 예를 들어, 매장된 지뢰, 또는 해양 퇴적물에 가라앉은 기뢰의 경우에 그러한 광학 상태 디스플레이가 판독하기 어려울 수 있거나 또는 전혀 판독할 수 없다는 것이다. 또한, 광학 판독은 사람이 점화 시스템 및/또는 탄약에 비교적 가깝게 접근할 것을 요구하며, 따라서 이에 대응한 위험을 초래한다.

특히, 광학 상태 디스플레이의 뷰가 완전히 차단되어, 결과적으로 점화 시스템의 상태가 광학적으로 전혀 식별될 수 없는 상황이 있을 수도 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술을 개선하는 것이다.

상기 목적은 점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스에 의해 달성되는데, 상기 상태 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 안테나를 갖는 적어도 하나의 제 1 트랜스폰더를 포함하고, 상기 점화 시스템의 안전 상태 (safe state) 및/또는 잠금해제 상태 (unlocked state) 에서의 디스플레이 상황에서, 상기 제 1 트랜스폰더는 접속 엘리먼트를 통해 와이어링되고, 결과적으로 상기 점화 시스템의 상태는 상기 안테나를 갖는 제 1 트랜스폰더에 의해 할당 가능한 판독 모듈에 광학 디스플레이 없이 그리고 비접촉 방식으로 송신될 수 있다.

점화 시스템의 상태가 디스플레이 상황에서 제 1 트랜스폰더로부터 할당된 판독 모듈로 송신된다는 사실의 결과로서, 점화 시스템의 상태는 또한, 가시성이 나쁜 경우에 및/또는 은폐된 탄약의 경우에 안전 거리로부터 결정될 수 있다.

점화 시스템의 상태가 비접촉 및 무선 방식으로 판독 모듈에 송신되는 것이 특히 유리하며, 결과적으로 송신 범위는 트랜스폰더 및/또는 판독 모듈의 유형 및 일반적인 환경 조건에만 의존한다.

따라서 점화 시스템의 상태는 또한, 특히, 점화 시스템의 뷰가 완전히 차단되거나 및/또는 점화 시스템이 진흙에, 퇴적물에 또는 지중에 완전히 파묻혀있을 때, 결정될 수 있다.

물 표면 또는 수중 부유 탄약 또는 탄약이 실린 잠수정 (underwater vehicle) 의 회수 (retrieval) 가, 물속 또는 물의 표면에서의 잠수정의 배향 (orientation) 에 상관없이 점화 시스템의 상태가 결정되고 디스플레이될 수 있기 때문에, 마찬가지로 가능해진다

상태 디스플레이 디바이스는 또한, 단기적으로 또는 영구적으로 탄약 스토어 및/또는 수송을 모니터링하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 결과적으로 안전이 증대되고 사람에 대한 위험이 감소된다.

본 발명에 따른 상태 디스플레이 디바이스는 일반적으로, 점화 시스템의 상태의 종래의 광학 디스플레이에 추가하여 또는 이를 배제하고 사용될 수 있다.

본 발명의 중요한 개념은 점화 시스템의 상태에 기초하여 접속 엘리먼트를 통해 점화 시스템과 제 1 트랜스폰더 사이에 와이어링 접속이 확립되고, 그 접속은, 특히, 기계적 접속이며, 결과적으로 트랜스폰더가 광학 디스플레이 없이 그리고 비접촉 방식으로 할당 가능한 판독 모듈에 이 상태를 송신할 수 있다는 사실에 기초한다. 그러므로, 더 이상 점화 시스템에 인접하여 점화 시스템의 상태를 광학적으로 판독할 필요가 없다.

이하의 개념들이 설명된다:

"상태 디스플레이 디바이스"는 특히, 점화 시스템의 상태를 결정 및/또는 송신하기 위한 디바이스이다. 특히, 상태 디스플레이 디바이스는 점화 시스템의 안전 상태 및/또는 잠금해제 상태를 결정하거나 또는 이것/이들을 디스플레이용 판독 모듈로 송신할 수 있다. 상태 디스플레이 디바이스는, 특히, 적어도 하나의 트랜스폰더 및 적어도 하나의 안테나를 포함하며, 결과적으로 점화 시스템의 상태는, 특히, 무선 및/또는 비접촉 방식으로, 송신될 수 있다. 또한, 트랜스폰더는, 특히, 접속 엘리먼트를 위한 하나의 콘택트 또는 복수의 콘택트를 포함한다.

"점화 시스템"은, 특히, 탄약 및/또는 폭발 및/또는 로켓 추진을 트리거 (점화) 시키는데 사용되는 시스템이다. 점화 시스템은, 특히, 활성 화약 (active charge) 및/또는 추진 화약 (propulsion charge) 을 개시시키도록 의도된 탄약 조립체이다. 점화를 위해, 점화 시스템은, 특히, 실제 퓨즈에 추가하여, 초기 퓨즈 및/또는 와딩 (wadding) (부스터 화약) 을 포함한다. 점화 시스템은, 특히, 퓨즈, 부스터 화약 및/또는 활성 화약 또는 추진 화약을 갖는 점화 체인의 모든 스테이지들을 포함한다. 점화 시스템은, 특히, 활성 화약 및/또는 탄약 또는 추진 화약을 개시시킬 수 없는 "안전 상태", 또는 활성 화약 및/또는 탄약 또는 추진 화약이 발화될 수 있는 "잠금해제 상태" 에 있을 수도 있다.

"트랜스폰더 (transponder)" 는, 특히, 착신 신호를 수신하고 자동으로 이에 응답하거나 및/또는 이를 포워딩하는 무선 통신 디바이스이다. 특히, 트랜스폰더는 할당된 메모리로부터 데이터를 판독하여 상기 데이터를 송신하며, 결과적으로 저장된 정보의 아이덴티티 및/또는 추가 항목들이 송신된다. 트랜스폰더는, 특히, 수동 트랜스폰더 또는 능동 트랜스폰더일 수도 있다. 트랜스폰더는, 특히, 위성 트랜스폰더, 레이더 트랜스폰더, 유도 트랜스폰더, RFID 트랜스폰더 및/또는 2차 레이더 트랜스폰더일 수도 있다. 특히, 트랜스폰더 자체는 안테나를 포함할 수도 있고, 별도의 안테나가 트랜스폰더에 할당된다.

"안테나"는, 특히, 전자기파 및/또는 신호를 송신 및/또는 수신하기 위한 기술 장치이다. 안테나는, 특히, 무선 통신에 사용된다. 안테나는, 특히, 전기 필드 및/또는 자기 필드를 생성한다. 안테나는, 특히, 위성 안테나, 레이더 안테나 및/또는 RFID 안테나이다. 안테나는, 특히, 트랜스폰더에 영구적으로 할당되거나 또는 복수의 트랜스폰더로부터 및/또는 복수의 트랜스 폰더로 신호를 송신한다.

"디스플레이 상황" 은, 특히, 점화 시스템 상태를 결정, 송신 및/또는 디스플레이하는 의도적 원인 (deliberate causing) 이다. 디스플레이 상황의 발생에 대해, 판독 모듈은, 특히, 트랜스폰더에 전자기 신호 및/또는 다른 활성화 신호를 전송한다.

"접속 엘리먼트"는, 특히, 점화 시스템과 제 1 트랜스폰더 및/또는 추가 트랜스폰더를 결합하는 엘리먼트이다. 특히, 접속 엘리먼트는 트랜스폰더에 전기적 및/또는 전자적 및/또는 기계적 접속을 구현한다. 특히, 접속 엘리먼트는 트랜스폰더에 기계적으로 접속하며, 결과적으로, 점화 전자장치와 트랜스폰더 전자장치 및/또는 안테나 사이에, 전기 또는 전자기 커플링이 아닌, 기계적 커플링만 존재한다. 기계적 접속은, 예를 들어, 점화 시스템의 상태에 따라, 트랜스폰더에 접속하거나 및/또는 이를 "온" 으로 설정하는 로터에 의해 발생할 수 있으며, 결과적으로 이 트랜스폰더는 점화 시스템의 대응하는 상태를 송신할 수 있다. 예를 들어, 트랜스폰더의 기계적 접속뿐만 아니라 전기적 접속은, 특히 로터의 회전에 기초하여, 로터의 측 표면 상의 콘택트 표면을 통해 일어날 수 있다. 접속 엘리먼트를 통한 전기적 커플링은, 특히, 순수 전기 퓨즈의 경우, 예를 들어, 소위 EFI (폭발 포일 개시제) 점화 엘리먼트와 조합하여, 사용될 수 있는 바와 같이, 점화 커패시터 등의 충전 또는 비충전에 실질적으로 기초한 보호의 경우에 유리하다. 이 경우, 점화 전자장치의 상태 (예를 들어 점화 커패시터가 충전 또는 방전됨) 의 대응하는 접속은, 특히, 트랜스폰더(들)의 활성화 또는 비활성화를 초래한다. 병렬로 2개의 트랜스폰더가 있는 경우, 관련 트랜스폰더의 의도적 작동과 이에 따른 그의 아이덴티티의 결정 및 점화 시스템의 잠금해제 또는 안전 상태를 시그널링하는 목적이, 특히, 접속 엘리먼트를 통한 기계적 및/또는 전기적 접속에 의해 수행된다.

"판독 모듈" (또한 "판독 디바이스") 는, 특히, 하나 이상의 트랜스폰더와의 무선 통신을 위한 송신기 및/또는 수신기이며, 판독 모듈은 특히, 전자기 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 판독 모듈은, 특히, 수신된 전자기 신호를 검출할 수 있고, 그로부터 가변 상태, 데이터 및/또는 정보를 획득할 수 있고, 이것/이들을 시그널링 및/또는 디스플레이할 수 있다. 판독 모듈은 또한, 특히, 특정 신호, 예를 들어, 활성화 신호를 트랜스폰더에 송신할 수 있다. 판독 모듈은, 특히, RFID 판독 모듈이다. 판독 모듈은 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태를, 특히, 트랜스폰더로 방출된 그의 전자기 신호 및/또는 교번 전자기 필드 그리고 다음으로 트랜스폰더에 의해 영향받은 전자기 신호 및/또는 필드에 기초하여, 검출 및/또는 디스플레이할 수 있다. 점화 시스템의 상태에 추가하여, 판독 디바이스는 또한, 특히, 점화 시스템의 및/또는 상태 디스플레이 디바이스의 일련 식별 번호 (serial identification numbe) 를 판독 및/또는 디스플레이할 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 상태 디스플레이 디바이스는 제 2 안테나를 갖는 제 2 트랜스폰더를 포함하고, 결과적으로 디스플레이 상황에서, 점화 시스템의 안전 상태가 2개의 트랜스폰더들 중 하나에 의해 송신되거나 또는 점화 시스템의 잠금해제 상태가 2개의 트랜스폰더들 중 다른 하나에 의해 송신된다.

따라서 2개 상태들의 고유성에 대한 신뢰성이 증가된다.

대안적으로, 제 2 트랜스폰더는 또한, 송신을 위해 제 1 트랜스폰더의 안테나를 사용할 수 있으며, 이 단일 안테나에 대한 대체 접속이 상태에 따라 수행된다.

"제 2 트랜스폰더" 는 그 기능면에서, 특히 위에서 정의된 제 1 트랜스폰더에 대응하지만, 특히, 제 1 트랜스폰더에 대해 점화 시스템의 상이한 아이덴티티, 식별 및/또는 코딩 및/또는 상이한 미리정의된 상태를 갖는다. 제 2 트랜스폰더는 또한, 특히, 기계적 및/또는 전기적 접속의 경우 제 1 트랜스 폰더보다 접속 엘리먼트에 대해 상이한 위치를 갖는다.

"제 2 안테나" 는 그 기능면에서, 위에 정의된 안테나에 대응한다.

상태 디스플레이 디바이스의 신뢰성 및/또는 고유성을 증가시키기 위해, 점화 시스템의 상태에 따라, 안전 상태를 위한 트랜스폰더 또는 잠금해제 상태를 위한 트랜스폰더가 접속 엘리먼트를 통해 와이어링된다.

따라서, 2개의 트랜스폰더 중 오직 하나만이 접속 엘리먼트를 통해 각각 와이어링될 수 있으며, 상태에 따라, 이 상태를 위해 제공된 트랜스폰더만이 콘택트에 와이어링된다.

그러나, 대안적으로, 상태 디스플레이 디바이스는 안전 상태를 위한 단 하나의 트랜스폰더를 포함할 수도 있고, 판독 모듈로부터 방출된 신호에 대한 트랜스폰더의 대응 응답은 점화 시스템의 안전 상태에서만 발생한다. 이것은, 특히, 정찰을 막기 위한 지뢰의 경우에, 유리하다.

또 다른 실시형태에서, 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스폰더는 RFID 트랜스폰더이고, 결과적으로 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스폰더는 전자기 신호를 수신, 변조 및/또는 송신할 수 있다.

결과적으로, 점화 시스템의 상태는 전자기파의 도움으로 각각의 트랜스폰더의 아이덴티티에 의해서만 결정될 수 있거나 및/또는 점화 시스템의 상태에 대한 식별 코드 및/또는 추가 정보가 송신될 수 있다.

RFID 트랜스폰더는 매우 컴팩트한 방식으로, 특히 수 밀리미터의 치수만을 갖도록 구성될 수 있는 것이 특히 유리하다.

"RFID (radio-frequency identification) 트랜스폰더" 는, 특히, 전파 (radio wave) 를 사용하여 물체를 자동으로 그리고 비접촉으로 식별 및/또는 로케이팅 (locating) 하기 위한 무선 통신 디바이스이다. 트랜스폰더는, 특히, 중합체로 제조된 인쇄 회로, 무선 태그, 및/또는 무선 칩일 수도 있다. RFID 트랜스폰더는, 특히, 고주파 전파 또는 비교적 짧은 범위에서의 교번 자기장을 생성하는 판독 모듈 (판독 디바이스) 에 커플링될 수 있으며, 그 결과 데이터 및/또는 에너지가 트랜스폰더에 송신될 수 있다. RFID 트랜스폰더는, 특히, 안테나, 수신 및 송신을 위한 아날로그 회로 (트랜시버), 디지털 회로 및/또는 영구 메모리를 포함한다. 특히, RFID 트랜스폰더에서의 마이크로칩은 판독 모듈의 교번 전자기장에 의해 활성화되며, 이 마이크로칩은 판독 모듈에 의해 송신된 명령들을 디코딩한다. RFID 트랜스폰더는, 특히, 비접촉 단락 회로에서 필드 약화에 의해 또는 판독 모듈에 의해 방출된 필드의 이상 (out-of-phase) 반사에 의해 방사된 전자기 필드로 응답을 코딩하고 변조한다. 따라서, RFID 트랜스폰더는 특히, 그 자신의 아이덴티티, 점화 시스템의 상태, 점화 시스템에 관한 추가 데이터 및/또는 판독 모듈에 의해 요청된 다른 정보를 송신한다. 이 경우, RFID 트랜스폰더는, 특히, 125kHz의 장파 내지 5.8GHz의 초고주파 범위에서 동작한다. 초고주파에서, RFID 트랜스폰더는, 특히, 변조된 후방산란을 사용하여 응답을 송신하기 위해 전자기 파 필드 (electromagnetic far field) 에서 동작한다.

예를 들어, 공기 또는 물과 같은 전달 매질에 따라 최적의 송신을 달성하기 위해, 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스폰더는 9 kHz 내지 25 GHz의 범위, 바람직하게는 125 kHz 내지 5.8 GHz 의 범위의 주파수를 갖는다.

예를 들어, 1m 미만의 트랜스폰더 범위는 125kHz의 장파 주파수를 사용하여 바다속 수중에서 달성될 수 있는 반면, 3m 내지 10m의 범위는 데시미터파 또는 마이크로파로 지상에서 사용될 수 있다.

상태 디스플레이 디바이스의 다른 실시 형태에서, 제 1 트랜스폰더 및 제 2 트랜스폰더는 상이한 주파수 및/또는 프로토콜을 갖는다.

판독 모듈에 의해 판독된 송신 신호의 고유성은 각 트랜스 폰더에 대해 상이한 주파수 및/또는 프로토콜을 사용함으로써 증가된다.

사용 장소, 사용 가능한 전원 공급부 및 물리적 크기에 대한 최적의 적응을 위해, 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스 폰더는 능동 전압 공급부 및/또는 수동 전압 공급부를 갖는다.

"능동 전압 공급부" 의 경우, 트랜스폰더는, 특히, 점화 시스템의 및/또는 그의 프로세서용 배터리의 전압 공급부를 이용하여 데이터 전송한다. 능동 전압 공급부를 갖는 트랜스폰더는, 특히, 자신의 송신기를 포함할 수도 있고, 이에 의해, 보다 넓은 범위를 달성한다. 능동 전압 공급부를 갖는 트랜스폰더는, 특히, "능동 트랜스폰더" 라고도 한다.

"수동 전압 공급부" 의 경우, 트랜스폰더는, 특히, 판독 모듈의 전자기 필드로부터 동작 전압을 취하고 그의 응답을 위해 이 전압을 칩내 정전 용량에 저장한다. 따라서, 고에너지 판독 필드가 수동 전압 공급부에 필요하다. 수동 전압 공급부를 갖는 트랜스폰더는, 특히, "수동 트랜스폰더" 라고도 한다. 그러나, 트랜스폰더는, 특히, 수동 및 능동 전압 공급부를 가질 수 있는데, 이는 "반 수동 트랜스폰더" 라고 불린다. 반 수동 트랜스폰더는, 특히, 그 휘발성 메모리 및/또는 접속된 센서들을 동작시키기 위한 배터리를 포함하지만, 데이터 송신은, 특히, 판독 모듈의 전자기 필드로부터 수동적으로 공급된다.

상태 디스플레이 디바이스의 다른 실시 형태에서, 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스폰더는 실드 (shield), 패스워드 보호 및/또는 암호화를 포함한다.

이것은 트랜스폰더에의 무단 액세스 (unauthorized access) 및/또는 트랜스폰더에 무단으로 영향을 주는 것을 방지한다. 특히, 이것은 또한 트랜스폰더가 모든 판독 디바이스에 반응하는 것을 방지할 수 있게 한다.

안테나의 차폐 (Shielding) 및/또는 RFID 트랜스폰더의 또는 RFID 트랜스폰더 내부의 접속해제는 마찬가지로, 판독 모듈로부터의 전자기 신호에 대한 트랜스폰더의 대응하는 반응이 점화 시스템의 안전 상태에 대해서만 주어지는 상황을 달성하는 것을 가능하게 한다.

또한, 차폐의 결과로서, 트랜스폰더의 및/또는 안테나의 전자기 필드는 전체 점화 시스템의 구조 및/또는 특수 차폐 엘리먼트의 도입의 결과로서 트랜스폰더 및/또는 안테나의 영역으로 제한될 수 있으며, 결과적으로 전자기 필드가 점화 시스템의 다른 영역 (특히 점화 전자장치 및 퓨즈) 에 들어갈 수 없다.

신호 및/또는 데이터를 교번하여 송신하는 것을 가능하게 하기 위해, 판독 모듈이 제 1 트랜스폰더 및/또는 제 2 트랜스폰더에 할당된다.

안전을 증가시키고 사람들에 대한 위험을 피하기 위해, 할당된 판독 모듈은 특수 및/또는 보안 판독 모듈인 것이 특히 유리하다. 결과적으로, 트랜스폰더 및 할당된 판독 모듈은 필요한 범위, 데이터 송신의 필요한 범위 및 에너지 공급에 대해 의도적으로 조절될 수 있다.

상태 디스플레이 디바이스의 다른 실시형태에서, 패시브 전압 공급부를 갖는 트랜스폰더의 경우에, 트랜스폰더는 판독 모듈로부터의 활성화 신호를 통해 유휴 상태에서 동작 상태로 활성화될 수 있다.

결과적으로, 트랜스폰더의 동작 상태는 의도적으로 활성화 및/또는 비활성화될 수 있고, 트랜스폰더의 저장된 동작 전압은 유휴 상태 동안 세이브될 수 있다. 특히, 트랜스폰더 및/또는 점화 디바이스의 검출은 트랜스폰더의 유휴 상태에 의해 방지될 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 상태 디스플레이 디바이스는 점화 체인의 2개 이상의 스테이지들을 모니터링한다.

결과적으로, 점화 체인의 개별 스테이지들의 각각의 상태가 모니터링되고 판독 모듈에 송신될 수 있다. 점화 체인의 단일 스테이지 내의 개별 조립체의 상태는 마찬가지로 병렬 방식으로 결정될 수 있다.

따라서, 상태 디스플레이 장치는 점화 시스템 자체에 사용될 수 있을뿐만 아니라 탄약에 이르기까지 그리고 탄약을 포함하는 점화 체인의 복수의 스테이지에 대해 사용될 수 있다. 탄두 (warhead) 의 다단 점화 체인 "퓨즈 - 부스터 화약 - 활성 화약" 에 대해, 예를 들어, 로켓의 로켓 모터의 상태 및 관련 탄두의 활성 화약의 상태가 서로 독립적으로 평가될 수 있다. 이 경우, 로켓 모터가 잠금해제되었지만 탄두 자체는 여전히 안전한 상황이 또한, 발생할 수도 있다.

결과적으로, 점화 체인의 상태에 관한 상세한 정보를 얻을 수 있으며 보다 높은 정도의 안전성을 달성할 수 있다.

"점화 체인" 은 특히, 점화 엘리먼트 및/또는 연속적으로 배열된 점화 엘리먼트들이며, 활성 화약을 폭파하거나 및/또는 추진 화약을 개시하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 양태에서, 상기 목적은 점화 시스템의 상태를 비접촉식으로 판독하기 위한 판독 모듈에 의해 달성되는데, 상기 판독 모듈은 전자기 신호를 송신 및/또는 수신하고, 적어도 하나의 전술한 상태 디스플레이 디바이스가 판독 모듈에 할당되고, 상기 판독 모듈은 점화 시스템의 상태의 디스플레이를 갖는다.

이것은 점화 시스템의 상태를 비접촉식으로 그리고 점화 시스템으로부터 비교적 큰 거리에서 판독하고 디스플레이하는데 사용될 수 있는 판독 모듈을 제공한다. 따라서 안전이 증가하고 사람에 대한 즉각적인 위험을 피할 수 있다.

미지의 또는 보이지 않는 점화 시스템 및/또는 탄약의 대략적인 위치를 결정하기 위해, 판독 모듈은 위치 결정 유닛을 포함하고, 그 결과 상태 디스플레이 디바이스에 대한 판독 모듈의 상대적인 위치가 디스플레이된다.

이로써 분실, 은폐 및/또는 미지의 탄약의 회복 (recovery), 회수 및/또는 클리어링이 상당히 단순화된다.

"위치 결정 유닛"은 특히, 트랜스폰더의 판독된 아이덴티티, 영향받은 전자기 신호 및/또는 필드를 이용하여 및/또는 보간을 사용하여 트랜스폰더의 위치를 결정하는 유닛이다. 위치 결정 유닛은 특히 절대 위치를 좌표로 결정하는 것이 아니라, 판독 모듈로부터 트랜스폰더의 배향 및/또는 거리를 결정한다.

본 발명의 추가의 양태에서, 상기 목적은 탄약을 점화하기 위한 퓨즈 (fuze) 에 의해 달성되는데, 상기 퓨즈는 적어도 하나의 이전에 설명된 상태 디스플레이 디바이스를 포함한다.

따라서 상태 디스플레이 디바이스는 직접적으로 퓨즈 내에 또는 퓨즈에 인접하게 배열될 수 있다. 인접 (immediate vicinity) 의 결과로, 퓨즈 및/또는 점화 시스템의 상태를 신속하게 결정하고 고장에 대한 취약성을 낮추는 것이 가능하다.

"퓨즈"는 위에 정의된 점화 시스템이나 퓨즈의 실제 컴포넌트에 대응한다.

본 발명의 다른 양태에서, 상기 목적은 전술된 퓨즈 또는 전술된 상태 디스플레이 디바이스를 포함하는 탄약에 의해 달성된다.

이것은, 특히 미지의, 분실된 및/또는 접근할 수 없는 탄약의 경우, 점화 시스템의 상태 및/또는 상태 디스플레이 디바이스의 그리고 따라서 탄약의 상대적인 위치를 결정하는 것을 가능하게 한다.

결과적으로, 탄약의 발견, 클리어링 및/또는 회수가 용이해지고 보다 목표 지향적인 방식으로 수행될 수 있다.

"탄약 (munition)" 은 무기 또는 도구에 영구적으로 접속되지 않고, 보통 재장전될 수 있고 실제 무기 운반체를 구성하는 무기 또는 도구의 일부를 의미하는 것으로 이해된다. 탄약 자체가 또한, 특히 무기를 구성할 수 있다. 탄약은 특히, 폭발성 물질, 폭발물 및 기타 위험 물질 및/또는 무기로부터 발사되거나 및/또는 무기로 사용될 수 있는 그러한 물질 및/또는 재료로 이루어지는 물체 및 컴포넌트들을 포함한다. 탄약은 특히, 카트리지 탄약 (cartridged munition), 탄두, 수류탄, 지뢰 (mine), 폭탄, 수뢰 (torpedo) 및/또는 로켓을 포함한다. 탄약은 또한 특히, 사용되고 유효하지 않은 탄약 및/또는 무기 (소위 "불발탄") 을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명의 추가의 양태에서, 상기 목적은 탄약, 특히 분실 및/또는 이전에 활성화된 탄약을 모니터링 및/또는 회수하는 방법에 의해 달성되고, 탄약은 전술된 탄약이거나 또는 전술된 퓨즈 및/또는 전술된 상태 디스플레이 디바이스를 포함하거나 및/또는 전술한 판독 모듈에 할당되며, 상기 방법은:

- 상기 판독 모듈에 의해 전자기 신호를 방출하는 단계,

- 상기 트랜스폰더의 안테나에 의해 상기 판독 모듈에 의해 방출된 전자기 신호를 수신하는 단계,

- 상기 탄약의 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태에 기초하여 상기 트랜스폰더에 의해 상기 판독 모듈에 의해 방출된 전자기 신호에 영향을 주는 단계,

- 상기 판독 모듈에 의해 영향을 받은 전자기 신호를 검출하는 단계로서, 결과적으로 상기 탄약의 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태가 디스플레이되는, 상기 전자기 신호를 검출하는 단계, 및

- 상기 탄약을 의도적으로 비활성화, 상기 탄약을 회수 및/또는 상기 탄약의 상기 점화 시스템의 상태를 다시 모니터링하는 단계를 포함한다.

이것은, 점화 시스템의 상태가 탄약에 인접하여 점화 시스템의 외부에서 광학적으로 판독될 필요가 없고, 오히려 점화 시스템의 상태가, 더 멀리 떨어져 있고 탄약의 점화 시스템의 상태를 디스플레이하는 판독 모듈에 비접촉식으로 송신되는 방법을 제공한다.

결과적으로, 탄약을 보다 안전한 방식으로 모니터링, 회수 및/또는 클리어링하는 것이 가능하다. 또한, 판독 디바이스를 사용하여 복수의 탄약들을 모니터링할 수 있기 때문에, 클리어링 및/또는 회수가 또한 더 신속하게 수행될 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시 형태들에 기초하여 이하에서 더 상세히 설명된다. 도면들에서:
도 1은 잠금해제 상태에 있는 퓨즈 및 상태 디스플레이 디바이스를 갖는 안전 및 점화 디바이스의 매우 개략적인 도면이며,
도 2는 안전 상태에 있는 퓨즈 및 상태 디스플레이 디바이스를 갖는 안전 및 점화 디바이스의 매우 개략적인 도면이며,
도 3은 부스터 화약 및 안전 상태에 있는 퓨즈 및 상태 디스플레이 디바이스를 갖는 안전 및 점화 디바이스의 매우 개략적인 도면이며, 그리고
도 4는 부스터 화약 및 안전 상태에 있는 퓨즈 및 상태 디스플레이 디바이스를 갖는 안전 및 점화 디바이스의 매우 개략적인 단면을 평면도로 보여준다.

안전 및 점화 디바이스 (101) 는 하우징 (105), 상태 디스플레이 디바이스 (103), 퓨즈 (115) 및 로터 (119) 를 포함한다. 로터 (119) 는 그 2개의 단부들 각각에 둥근 로드 (round rod) 및 중앙에 평평한 넓은 웹 (120) 을 포함한다. 또한, 하우징 (105) 의 외측에는 제 1 RFID 안테나 (111), 제 2 RFID 안테나 (113) 및 뷰잉 윈도우 (131) 가 배열되어 있다.

상태 디스플레이 디바이스 (103) 는 제 1 RFID 안테나 (111), 제 2 RFID 안테나 (113), 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107), 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스 폰더 (109), 잠금해제 상태를 위한 2개의 콘택트 (125) 및 잠금해제 상태를 위한 2개의 콘택트 표면들 (123) 그리고 안전 상태를 위한 2개의 콘택트 (129) 및 안전 상태를 위한 2개의 콘택트 표면 (127) 을 포함한다. 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 및 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 는 수동 RFID 트랜스폰더이다.

점화 전자장치 (117) 는 리던던트 (redundant) 이중 배열의 형태인 퓨즈 (115) 에 접속된다. 점화 전자장치 (117) 는 또한 로터 (119) 의 모터 (121) 에 접속된다.

안전 상태 "S" ( "SAFE") 의 광학 녹색 디스플레이 (135) 또는 잠금해제 상태 "A" ("ARMED", 잠금해제됨) 의 광학 적색 디스플레이 (137) 또는 종래 기술에 따른 중간 위치가 뷰잉 윈도우 (131) 에 추가적으로 위치된다. 이 목적을 위해, 종래 기술에 따른 로터 (119) 의 대응 단부 면은 안전 상태용 광학 디스플레이 (135) 의 녹색 마킹 "S" 을 갖는 2 개의 영역을 제외하고는, 뷰잉 윈도우 (131) 의 측면에 적색으로 페인팅된다.

점화 전자장치 (117) 는, 로터 (119) 를 구동하는, 모터 (121), 및 불꽃 퓨즈 (pyrotechnic; 115) 의 전기적 작동 (점화 펄스) 을 제어한다.

잠금해제 상태에서, 퓨즈 (115) 를 폭발시킴으로써, 로터 (119) 의 상류에 배열되고 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 추가의 불꽃 엘리먼트로서, 부스터 화약 (139) 이 폭발되어야 한다.

종래 기술에 따르면, 로터 (119) 의 단부 면 상에 잠금해제 상태의 광학 디스플레이 (137) 의 "A" 와 함께 적색 마킹의 외관에 의해 잠금해제 상태가 뷰잉 윈도우 (131) 에 디스플레이된다.

본 발명에 따르면, 잠금해제 상태를 위한 2개의 콘택트 (125) 는 로터 (119) 의 측 표면 상에서 잠금해제 상태를 위한 2개의 콘택트 표면 (123) 중 하나를 통해 로터 위치에 의해 무장 상태에서 와이어링되고, 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 에 전기적으로 접속된다. 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 의 안전 상태에 대한 대응하는 콘택트 (129) 들은 잠금해제 상태를 위한 로터 위치에서 개방된다. 결과적으로, 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 는 RFID 판독 디바이스 (도시되지 않음) 를 사용하여 판독되고, 따라서 잠금해제 상태가 검출 및 디스플레이된다.

RFID 판독 디바이스로의 송신의 경우, 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 및 제 1 RFID 안테나 (111) 또는 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 및 제 2 RFID 안테나 (113) 의 전자기 필드들은 특수 차폐 엘리먼트 (도시하지 않음) 에 의해 제 1 RFID 트랜스 폰더 (107) 및 제 1 RFID 안테나 (111) 또는 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 및 제 2 RFID 안테나 (113) 의 영역으로 제한되며, 결과적으로 전자기 필드는 퓨즈 (115) 및 점화 전자장치 (117) 에 들어가지 않는다.

안전 상태의 대안적인 경우에, 퓨즈 (115) 의 출구 개구는, 부스터 화약 (139) 이 퓨즈 (115) 의 점화의 경우에도 폭발하지 않는 방식으로, 로터 (119) 의 중심에서 평평한 넓은 웹 (120) 에 의해 차단된다. 이 목적을 위해, 로터 (119) 는 그의 고체 재료에 의해 안전 상태에서 퓨즈 (115) 의 폭발 방향 (141) 을 차단한다. 이것은 퓨즈 (115) 와 부스터 화약 (139) 사이의 점화 체인을 신뢰성 있게 인터럽트한다.

퓨즈 (115) 의 안전 상태는 안전 상태의 광학 디스플레이 (135) 의 "S" 와 함께 녹색 마킹에 의해 종래 기술에 따라 뷰잉 윈도우 (131) 에 디스플레이된다.

본 발명에 따르면, 안전 상태를 위한 로터 위치에서, 로터 (119) 의 측 표면 상의 안전 상태를 위한 2개의 콘택트 표면 (127) 중 하나는, 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 에 접속된 안전 상태를 위한 2개의 콘택트들 (129) 과 닫힌다. 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 의 잠금해제 상태에 대한 대응하는 콘택트 (125) 들은 이 로터 위치에서 개방된다. 따라서, RFID 판독 디바이스는 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 를 판독하고, 퓨즈 (115) 의 안전 상태를 검출 및 디스플레이한다.

하나의 대안으로, 로터 (119) 의 단부 위치들 사이에 있는 위치의 경우, 종래 기술에 따라 잠금해제 상태의 광학 디스플레이 (137) 의 배열 및 따라서 로터 (119) 의 단부 면의 적색에 기초하여 그리고 본 발명에 따라, 콘택트 표면 (123 및 125) 의 배열에 기초하여 잠금해제 상태가 결정되고, 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 로부터 송신되며, 결과적으로 정의되지 않은 상태가 발생하지 않고 최대 안전과 최소 위험이 달성된다.

하나의 대안에서, 불발탄 (도시되지 않음) 은 안전 및 점화 디바이스 (101) 및 상태 디스플레이 디바이스 (103) 를 포함한다. 불발탄은 부분적으로 지중에 가라 앉고 그의 시야 (131) 은 보이지 않는다. 이하의 동작은 안전 및 점화 디바이스 (101) 및 상태 디스플레이 디바이스 (103) 로 구현된다.

불발탄을 회수하기 위해, 먼저 5m의 거리에 있는 판독 디바이스는 915MHz의 주파수에서 전자기 신호를 방출한다. 판독 디바이스에 의해 방출된 전자기 신호는 제 1 RFID 안테나 (111) 에 의해 수신되고, 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 는 변조에 의해 판독 모듈에 의해 방출된 전자기 신호에 영향을 준다. 판독 디바이스는 잠금해제 상태를 위한 제 1 트랜스폰더 (107) 에 의해 영향을 받는 전자기 신호를 검출하고 판독 디바이스 상에 잠금해제 상태를 디스플레이한다. 다음으로, 불발탄 주위 환경에서 사람들이 클리어링되고 불발탄은 의도적으로 폭발된다. 결과적으로, 불발탄의 상태는 안전하게 결정되고 클리어링된다.

하나의 대안으로, 빈 배터리 때문에 운전 실패한, 기뢰를 파괴하기 위한 자율 수중 잠수정 (AUV) 이 50m 깊이 해저에 떨어졌다. AUV는 기뢰를 파괴하기 위한 폭발 화약을 포함하지만, 이 화약이 운전 실패 전에 잠금해제되었는지 여부는 알려지지 않았다. 폭발 화약은 안전 및 점화 디바이스 (101) 및 상태 디스플레이 디바이스 (103) 에 접속된다.

잠수부는 방수 RFID 판독 디바이스를 가지고, 해저에 있는 AUV 로 잠수한다. AUV 로부터 0.8m 거리에서, 잠수부는 방수 RFID 판독 디바이스를 손에서 활성화시키고 RFID 판독 디바이스를 사용하여 125kHz의 주파수에서 활성화 신호 및 교번 전자기 필드를 방출한다. 활성화 신호는 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더 (107) 및 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스폰더 (109) 를 유휴 상태로부터 동작 상태로 변경한다.

로터 (119) 의 위치로 인해, 안전한 상태를 위한 RFID 트랜스 폰더 (109) 가 와이어링된다. RFID 트랜스폰더 (109) 는 RFID 판독 디바이스의 교번 전자기 필드에 영향을 미치고, 결과적으로, 제 2 RFID 안테나 (113) 에 의해 RFID 판독 디바이스로 폭발 화약의 퓨즈 (115) 의 안전 상태를 위한 코드를 송신한다. 다음으로, 잠수부는 RFID 판독 디바이스의 디스플레이상에서 폭발 화약의 안전 상태를 판독하고, 떠오른 후에, 모선의 회수 디바이스를 사용하여 AUV의 안전한 회수를 개시한다.

101 안전 및 점화 디바이스
103 상태 디스플레이 디바이스
105 하우징
107 잠금해제 상태를 위한 제 1 RFID 트랜스폰더
109 안전 상태를 위한 제 2 RFID 트랜스폰더
111 제 1 RFID 안테나
113 제 2 RFID 안테나
115 퓨즈
117 퓨즈 전자장치
119 로터
120 로터의 웹
121 로터의 모터
123 잠금해제 상태를 위한 콘택트 표면
125 잠금해제 상태를 위한 콘택트
127 안전 상태를 위한 콘택트 표면
129 안전 상태를 위한 콘택트
131 뷰잉 윈도우
135 안전 상태의 광학 디스플레이
137 잠금해제 상태의 광학 디스플레이
139 부스터 화약
141 퓨즈의 폭발 방향

Claims (16)

1. 점화 시스템의 상태 디스플레이 디바이스 (103) 로서,
   상기 상태 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 안테나 (111, 113) 를 갖는 적어도 하나의 제 1 트랜스폰더 (107, 109) 를 포함하고, 상기 점화 시스템의 안전 상태 및 잠금해제 상태 중 하나 이상에서의 디스플레이 상황에서, 상기 제 1 트랜스폰더는 접속 엘리먼트 (119) 를 통해 와이어링되고, 결과적으로 상기 점화 시스템의 상태는 상기 안테나를 갖는 상기 제 1 트랜스폰더에 의해 할당 가능한 판독 모듈에 비접촉 방식으로 그리고 광학 디스플레이 없이 송신될 수 있고,
   상기 상태 디스플레이 디바이스는 제 2 안테나를 갖는 제 2 트랜스폰더를 포함하고, 결과적으로 상기 디스플레이 상황에서, 상기 점화 시스템의 안전 상태가 2개의 트랜스폰더들 중 하나에 의해 송신되거나 또는 상기 점화 시스템의 잠금해제 상태가 상기 2개의 트랜스폰더들 중 다른 하나에 의해 송신되며,
   상기 점화 시스템의 상태에 따라, 상기 안전 상태를 위한 상기 제 2 트랜스폰더 또는 상기 잠금해제 상태를 위한 상기 제 1 트랜스폰더는 상기 접속 엘리먼트를 통해 와이어링되는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상은 RFID 트랜스폰더이고, 결과적으로 상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상은 전자기 신호를 수신, 변조 및 송신하는 것 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상은 9 kHz 내지 25 GHz의 범위의 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더는 상이한 주파수 및 프로토콜 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상은 능동 전압 공급부 및 수동 전압 공급부 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상은 실드, 패스워드 보호 및 암호화 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
7. 제 1 항에 있어서,
   판독 모듈이 상기 제 1 트랜스폰더 및 상기 제 2 트랜스폰더 중 하나 이상에 할당되는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
8. 제 7 항에 있어서,
   수동 전압 공급부를 갖는 트랜스폰더의 경우, 상기 트랜스폰더는 상기 판독 모듈로부터의 활성화 신호를 통해 유휴 상태에서 동작 상태로 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 상태 디스플레이 디바이스는 점화 체인의 2개 이상의 스테이지들을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 상태 디스플레이 디바이스 (103).
10. 탄약 점화를 위한 퓨즈로서,
    상기 퓨즈는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 상태 디스플레이 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈.
11. 제 10 항에 기재된 퓨즈를 특징으로 하는 탄약.
12. 제 11 항에 기재된 탄약을 모니터링하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    - 상기 판독 모듈에 의해 전자기 신호를 방출하는 단계,
    - 제 1 트랜스폰더의 안테나 및 제 2 트랜스폰더의 안테나에 의해 상기 판독 모듈에 의해 방출된 상기 전자기 신호를 수신하는 단계,
    - 상기 점화 시스템의 상태에 따라, 상기 점화 시스템의 안전 상태를 위한 상기 제 2 트랜스폰더 또는 상기 점화 시스템의 잠금해제 상태를 위한 상기 제 1 트랜스폰더를, 접속 엘리먼트를 사용하여 활성화시키는 단계,
    - 상기 활성화된 트랜스폰더에 의해, 상기 판독 모듈에 의해 방출된 상기 전자기 신호에 영향을 주는 단계,
    - 상기 판독 모듈에 의해, 영향을 받은 상기 전자기 신호를 검출하는 단계로서, 결과적으로 상기 탄약의 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태가 디스플레이되는, 상기 전자기 신호를 검출하는 단계, 및
    - 상기 탄약을 의도적으로 비활성화하고, 상기 탄약의 상기 점화 시스템의 상태를 다시 모니터링하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄약을 모니터링하는 방법.
13. 제 11 항에 기재된 탄약을 회수하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    - 상기 판독 모듈에 의해 전자기 신호를 방출하는 단계,
    - 제 1 트랜스폰더의 안테나 및 제 2 트랜스폰더의 안테나에 의해 상기 판독 모듈에 의해 방출된 상기 전자기 신호를 수신하는 단계,
    - 상기 점화 시스템의 상태에 따라, 상기 점화 시스템의 안전 상태를 위한 상기 제 2 트랜스폰더 또는 상기 점화 시스템의 잠금해제 상태를 위한 상기 제 1 트랜스폰더를, 접속 엘리먼트를 사용하여 활성화시키는 단계,
    - 상기 활성화된 트랜스폰더에 의해, 상기 판독 모듈에 의해 방출된 상기 전자기 신호에 영향을 주는 단계,
    - 상기 판독 모듈에 의해, 영향을 받은 상기 전자기 신호를 검출하는 단계로서, 결과적으로 상기 탄약의 점화 시스템의 안전 상태 또는 잠금해제 상태가 디스플레이되는, 상기 전자기 신호를 검출하는 단계, 및
    - 상기 탄약을 의도적으로 비활성화하고, 상기 탄약을 회수하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄약을 회수하는 방법.
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