KR102142604B1 - 함포 사격 제어 장치 및 방법 - Google Patents

함포 사격 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 함정의 기준 자세를 이용하여 함포의 사격 허가 조건을 설정하도록 형성되는 설정부, 함정의 현재 자세 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부, 함포의 가용 신호를 입력받을 수 있도록 형성되는 입력부, 기준 자세와 현재 자세 정보와 가용 신호를 이용하여 함포의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부, 판단부의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부를 포함한 함포 사격 제어 장치와, 이에 적용되는 함포 사격 제어 방법으로서, 함포의 발사 시점을 조정함으로써 함포의 사격 정확도를 향상시킬 수 있는 함포 사격 제어 장치 및 방법이 제시된다.

Description

함포 사격 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NAVAL GUN FIRE}
본 발명은 함포 사격 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는함포의 발사 시점을 조정함으로써 함포의 사격 정확도를 향상시킬 수 있는 함포 사격 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
함정에는 해상의 각종 표적을 제압할 수 있도록 하는 함포가 탑재된다. 예컨대 함포는 함정의 함수에 탑재되고, 포탄을 발사하여 표적을 제압한다. 이때, 표적을 빠르게 제압하기 위해서는 함포 조준이 정확하게 이루어져야 한다.
함정은 해수면의 변화에 따라 시시각각 자세가 변할 수 있으므로, 함포 사격 시 함정의 자세 변화에 따라 함포의 포신 각도를 조절해야 한다. 이를테면 표적 탐지 후 함포 조준이 이루어지는 중에, 함수가 하강하거나 상승할 수 있고, 또한, 함수가 하강과 상승을 불규칙하게 반복할 수 있다. 이때, 함수가 하강할 때는 포신의 각도를 키워서 포구를 상승시키고, 함수가 상승할 때는 포신의 각도를 줄여서 포구를 하강시킨다. 즉, 함수의 이동 방향에 따라 포신의 각도를 조절하여 포구를 이동시킨다. 이에, 함포가 표적을 계속해서 지향할 수 있다.
이처럼 포신의 각도를 조절하며 표적을 계속해서 지향하는 중에, 함포가 발사 준비 상태가 되면 함포 사격을 실시하여 표적 제압을 수행한다.
이때, 포신의 각도 조절 중에 생성되는 포신의 가속도 성분에 의하여 함포에서 발사된 포탄의 도달 위치가 예상 명중 위치를 벗어날 수 있다. 즉, 표적 지향을 유지하기 위한 포신의 각도 조절에 의하여 오히려 사격 명중률이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-1866218 B1 KR 10-2018-0077468 A
본 발명은 함정의 자세를 이용하여 함포의 발사 시점을 조정함으로써 함포의 사격 정확도를 향상시킬 수 있는 함포 사격 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 함포 사격 제어 장치는, 함포의 사격 허가 조건을 설정하도록 형성되는 설정부; 함정의 현재 자세 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부; 상기 함포의 가용 신호를 입력받을 수 있도록 형성되는 입력부; 상기 사격 허가 조건과 현재 자세 정보와 가용 신호를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부; 상기 판단부의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부;를 포함한다.
상기 설정부는 상기 함정의 함수 상승 및 함수 하강 중 하나를 상기 사격 허가 조건으로 설정하고, 상기 수신부는 상기 함정의 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 하나를 상기 현재 자세 정보로 수신할 수 있다.
상기 판단부는 상기 가용 신호가 입력되면, 상기 사격 허가 조건과 상기 현재 자세 정보를 대비하고, 대비 결과에 따라 상기 사격 허가 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단부는 상기 사격 허가 조건이 함수 상승이고 상기 현재 자세 정보가 함수 상승 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는 상기 사격 허가 조건이 함수 하강이고 상기 현재 자세 정보가 함수 하강 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 함포 사격 제어 장치는, 함포의 포신 기준 상태를 설정하도록 형성되는 설정부; 상기 함포의 현재 포신 상태 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부; 상기 함포의 가용 여부를 판단하고, 그 결과와 상기 포신 기준 상태와 포신 현재 상태 정보를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부; 상기 판단부의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부;를 포함한다.
상기 설정부는 상기 함포의 포신 각도 증가 및 포신 각도 감소 중 하나를 상기 포신 기준 상태로 설정하고, 상기 수신부는 상기 함포의 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 하나를 상기 현재 포신 상태 정보로 수신할 수 있다.
상기 판단부는 상기 함포가 가용한 것으로 판단되면, 상기 포신 기준 상태와 상기 현재 포신 상태 정보를 대비하고, 그 결과에 따라 상기 사격 허가 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단부는 상기 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 증가이고 상기 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 상승 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는 상기 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 감소이고 상기 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 하강 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 함포 사격 제어 방법은, 함포의 사격 허가 조건을 설정하는 과정; 상기 함포의 가용 여부를 판단하는 과정; 함정의 현재 자세 정보를 수신하는 과정; 상기 현재 자세 정보와 상기 사격 허가 조건을 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정; 상기 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정;을 포함한다.
상기 사격 허가 조건을 설정하는 과정은, 상기 함정의 함수 상승 및 함수 하강 중 어느 하나를 상기 사격 허가 조건으로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 현재 자세 정보를 수신하는 과정은, 상기 함정의 함수 움직임을 확인하여 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 어느 하나를 상기 현재 자세 정보로 수신하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 사격 허가 여부를 판단하는 과정은, 상기 현재 자세 정보가 상기 사격 허가 조건을 만족하면 사격 허가를 판단하는 과정; 및 상기 현재 자세 정보가 상기 사격 허가 조건을 만족하지 않으면 사격 불가를 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 함포 사격 신호를 출력하는 과정은, 상기 함포 사격 신호에 따라 상기 함포의 발사 시점을 조정하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 함포 사격 제어 방법은, 함포의 포신 기준 상태를 설정하는 과정; 상기 함포의 가용 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 상기 함포의 현재 포신 상태 정보를 수신하는 과정; 상기 현재 포신 상태 정보 및 상기 포신 기준 상태를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정; 상기 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정;을 포함한다.
상기 포신 기준 상태를 설정하는 과정은, 상기 함포의 포신 각도 증가 또는 상기 함포의 포신 각도 감소를 상기 포신 기준 상태로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 현재 포신 상태 정보를 수신하는 과정은, 상기 포신의 포구 움직임을 확인하여 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 어느 하나를 상기 현재 포신 상태 정보로 수신하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 사격 허가 여부를 판단하는 과정은, 상기 현재 포신 상태 정보가 상기 포신 기준 상태를 만족하면 사격 허가를 판단하는 과정; 및 상기 현재 포신 상태 정보가 상기 포신 기준 상태를 만족하지 않으면 사격 불가를 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 설정부에서 설정된 함포의 사격 허가 조건과 함정으로부터 획득된 현재 자세 정보를 이용하여 소정 시점에 함포 사격 신호를 출력함으로써, 함정의 자세가 변하는 중에 함포의 발사 시점을 조정할 수 있다.
더욱 상세하게는 해수면의 변화에 따라 함정의 자세가 시시각각 변하는 것에 대응하여 포신의 각도가 조절되는 중에 생성된 포신의 가속도 성분이 함포 사격 결과에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있도록 사격 허가 조건과 현재 자세 정보를 이용하여 함정의 자세가 변하는 중의 소정 시점에만 함포 사격을 수행할 수 있다. 이에, 함포의 사격 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 함정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법의 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 비교 예에 따른 함포 사격을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치 및 방법은 각종 함정에 탑재된 무기체계에 적용될 수 있고, 함포 사격 시에 함정의 자세를 이용하여 포탄의 발사 시점을 조정함으로써 함포 사격의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 함정을 도시한 도면이다. 도 2는 해수면의 변화에 의해 함수의 높이가 낮아지는 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 해수면의 변화에 의해 함수의 높이가 높아지는 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 함정(10)에는 예컨대 무기체계로서 레이더(미도시), 항법 장치(미도시), 함포(20), 사격 통제기(미도시) 및 무장 관리 콘솔(미도시)과, 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치(300)가 구비될 수 있다.
함포(20)는 함정(10)의 함수(11)에 탑재될 수 있고, 타겟(T)을 지향할 수 있다. 함포(20)는 내부에 포탄(미도시)이 수급될 수 있는 포탑(21) 및 포탄을 발사할 수 있도록 포탑(21)에 설치되는 포신(22)을 포함할 수 있다.
물론, 함포(20)는 함정(10)의 함미에 탑재될 수도 있고, 함수(11) 및 함미에 모두 탑재될 수도 있다.
이하에서는 함포(20)가 함수(11)에 탑재된 것을 기준으로 실시 예를 상세하게 설명하나, 이하에서 설명되는 특징들은 함포(20)가 함미에 탑재되는 경우와, 함포(20)가 함수(11)와 함미에 모두 탑재되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
사격 통제기는 레이더를 이용하여 표적(T)을 인식할 수 있고, 포탄을 발사하여 표적(T)을 제압할 수 있도록 사격 제원을 계산할 수 있다. 또한, 사격 통제기는 사격 제원에 따라 포탑(21)을 작동시켜 포신(22)으로 타겟(T)을 조준시킬 수 있고, 조준이 완료되면 포탄을 발사하여 표적(T)의 제압을 수행할 수 있다. 무장 관리 콘솔은 함정 승무원에게 사격 통제기의 작동 제어를 위한 정보를 제공할 수 있고, 함정 승무원의 조작에 의해 사격 통제기의 운용통제를 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 함정(10)은 해류 및 바람을 포함하는 환경에 의한 해수면(S)의 변화와, 함정(10)의 급속한 기동 및 방향 전환 등의 다양한 이유로, 시시각각 자세가 변할 수 있다. 예컨대 함정(10)은 해수면의 변화에 의하여 함수(11)가 하강하거나 상승할 수 있다. 이러한 함정(10)의 자세 변화에 의해 포신(22)이 타겟(T)을 조준하는 것이 어려울 수 있다.
이에, 사격 통제기는 타겟(T)에 대한 포신(22)의 조준이 원활하게 이루어질 수 있도록, 함수(11)가 하강할 때 포신(22)의 각도를 증가시켜 포구를 상승시킬 수 있고(도 2 참조), 함수(11)가 상승할 때 포신(22)의 각도를 줄여서 포구를 하강시킬 수 있다(도 3 참조). 이때, 각도는 함수(11)의 갑판과 포신(22) 간의 각도를 의미한다. 또한, 포구의 상승을 포신상승이라고 지칭할 수도 있고, 포구의 하강을 포신하강이라고 지칭할 수도 있다.
이처럼 사격 통제기는 함수(11)의 이동 방향에 따라 포신(22)의 각도를 조절할 수 있다. 이에, 포신(22)이 타겟(T)을 계속하여 지향할 수 있다. 사격 통제기에 의해 포신(22)이 각도가 조절되며 표적(T)을 지향하는 동한, 함포(20)의 조준이 이루어지고 발사 준비 상태가 되면 소정의 속도로 함포 사격을 실시하여 표적 제압을 수행할 수 있다. 여기서, 지향은 포신(22)의 포구가 타겟(T) 혹은 그 주변을 바라보는 것을 의미하고, 조준은 함포 사격을 위해 포신(22)이 정확한 각도로 타겟(T)을 향해 정렬되는 것을 의미한다. 지향과 조준은 의미가 그 서로 다르고, 포신(22)이 타겟(T)을 지향하는 상태에서 조준이 이루어질 수 있다.
한편, 포신(22)이 움직일 때 가속도 성분이 발생하나, 이러한 가속도 성분을 사격 제원의 계산에 반영하면 계산 과정이 복잡해질 수 있다. 즉, 포신(22)의 가속도 성분을 사격 제원의 계산에 반영하기 어렵다.
하지만 포신(22)에서 발사되는 포탄은 포신(22)의 가속도 성분에 영향을 받으므로 포신(22)의 가속도 성분을 사격 제원의 계산에 반영하지 않으면 포신(22)의 가속도 성분이 포탄의 비행에 주는 영향을 예측하기 어렵고, 함포(20)에서 발사된 포탄의 도달 위치가 예상 명중 위치를 벗어날 수 있다.
즉, 표적(T)에 대한 포신(22)의 지향을 유지하기 위한 포신(22)의 각도 조절에 의하여 오히려 사격 명중률이 저하될 수 있다.
한편, 포신(22)의 각도가 증가하는 중에 예컨대 포신상승 상태에서 발사되는 포탄들의 도달 위치와 포신(22)의 각도가 감소하는 중에 예컨대 포신하강 상태에서 발사되는 포탄들의 도달 위치는 큰 차이를 가지나, 포신상승 상태에서 발사되는 포탄들 간의 도달 위치 차이는 상대적으로 작고, 포신하강 상태에서 발사되는 포탄들 간의 도달 위치 차이도 상대적으로 작다.
따라서, 함포 사격 제어 장치(300)는 함정(20)의 현재 자세 정보를 이용하여 함정(20)이 미리 정한 특정한 자세를 만족할 때, 혹은, 포신(22)이 미리 정한 특정한 상태를 만족할 때 포탄이 발사되도록 조절함으로써, 함포 사격의 정확도를 향상시킬 수 있다. 즉, 사격 제원의 계산 과정을 복잡하게 만들지 않고, 단지 함정(20)의 현재 자세를 이용하여 포탄의 발사 시점을 조절하는 간단한 방식으로, 포신(22)의 가속도 성분이 함포 사격 결과에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 함포 사격의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. 이를테면 함정(20)의 현재 자세 정보를 이용하여 포탄의 발사 시점을 조절하는 간단한 방식으로, 포신(22)의 가속도 성분을 사격 제원의 계산에 반영한 것과 유사한 효과를 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치의 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치(300)는, 함포(20)의 사격 허가 조건을 설정하도록 형성되는 설정부(310), 함정(10)의 현재 자세 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부(320), 함포(20)의 가용 신호를 입력받을 수 있도록 형성되는 입력부(330), 사격 허가 조건과 현재 자세 정보와 가용 신호를 이용하여 함포(20)의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부(340), 판단부(340)의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 출력부(350)를 포함한다.
설정부(310)는 함정(10)의 함수 상승 및 함수 하강 중 하나를 사격 허가 조건으로 설정할 수 있다. 이를테면 사격 허가 조건은 함수 상승 시 사격을 허가하는 조건 및 함수 하강 시 하격을 허가하는 조건을 포함할 수 있고, 이들 조건 중 선택되는 하나의 조건이 사격 허가 조건으로 설정될 수 있다.
여기서, 함수 상승은 함정(10)의 함수(11)가 함미보다 높이가 높은 상태를 의미할 수 있고, 함수 하강은 함정(10)의 함수(11)가 함미보다 높이가 낮은 상태를 의미할 수 있다. 혹은, 함수 상승은 함수(11)가 해수면으로부터 상방으로 움직이는 상태를 의미하고, 함수 하강은 함수(11)가 해수면을 향하여 하방으로 움직이는 상태를 의미할 수 있다.
설정부(310)와 연결된 소정의 입력 장치(미도시)를 통한 함정 승무원의 조작에 의하여 상술한 사격 허가 조건이 설정될 수 있고, 설정부(310)에서 설정된 사격 허가 조건은 판단부(340)로 송출될 수 있다.
물론, 함포(20)가 함정(10)의 함미에 설치되는 경우에는, 설정부(310)가 함정(10)의 함미 상승 및 함미 하강 중 하나를 기준 자세로 하여 기준 자세에서 함포(20)의 사격이 수행될 수 있도록 사격 허가 조건을 설정할 수도 있다.
수신부(320)는 항법 장치와 연결될 수 있고, 항법 장치로부터 함정(10)의 움직임을 입력받을 수 있다. 여기서, 함정(10)의 움직임은 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임을 포함할 수 있다. 즉, 수신부(320)는 함정(10)의 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 하나를 함정(10)의 현재 자세 정보로 수신할 수 있다.
한편, 함포(20)가 함정(10)의 함미에 탑재되는 경우에는 수신부(320)는 함미 상승 움직임 및 함미 하강 움직임 중 하나를 함정(10)의 현재 자세 정보로 수신할 수도 있다.
수신부(320)에서 수신된 함정(10)의 현재 자세 정보는 판단부(340)로 송출되어 판단부(340)의 사격 허가 여부의 판단에 사용될 수 있다.
입력부(330)는 사격 통제기와 연결될 수 있고, 사격 통제기로부터 함포(20)의 가용 신호를 입력받을 수 있다. 여기서, 함포(20)의 가용 신호는 포탄을 발사하여 표적(T)을 제압할 수 있도록 포신(22)의 조준이 이루어졌음을 알려주기 위해 사격 통제기가 생성하는 신호이다.
즉, 사격 통제기는 레이더를 통하여 식별된 표적(T)에 대한 사격 제원을 계산하고, 계산된 사격 제원을 이용하여 표적(T)에 대한 포신(22)의 조준이 이루어지면 함포(20)의 가용 신호를 생성할 수 있다. 생성된 가용 신호는 입력부(330)로 입력될 수 있다.
한편, 조준이 이루어지는 동안 및 조준이 이루어진 이후에도 함수(11)의 움직임에 대응하여 포신(22)의 각도가 증감하며 표적(T)에 대한 지향 및 조준을 계속하여 유지할 수 있다.
판단부(340)는 사격 통제기로부터 입력부(330)로 가용 신호가 입력되면, 설정부(310)에서 설정된 사격 허가 조건과 항법 장치로부터 수신부(320)로 입력되는 함정(10)의 현재 자세 정보를 대비하고, 대비 결과에 따라 사격 허가 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 판단부(340)는 사격 허가 조건이 함수 상승이면, 함정(10)의 현재 자세 정보가 함수 상승 움직임인 경우에 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 판단부(340)는 사격 허가 조건의 기준 자세가 함수 상승이므로, 함정(10)의 현재 자세 정보가 함수 하강 움직임일 때는 함포(20)의 사격이 불가한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(340)는 사격 허가 조건이 함수 하강이면, 함정(10)의 현재 자세 정보가 함수 하강 움직임인 경우에 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 판단부(340)는 사격 허가 조건의 기준 자세가 함수 하강이므로, 함정(10)의 현재 자세 정보가 함수 상승 움직임이면 사격이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 판단부(340)는 설정부(310)에서 설정되는 사격 허가 조건과 수신부(320)에서 수신되는 함정(10)의 현재 자세 정보가 일치하면 함포(20)의 사격 허가를 판단할 수 있다. 또한, 판단부(340)는 설정부(310)에서 설정되는 사격 허가 조건과 수신부(320)에서 수신되는 함정(10)의 현재 자세 정보가 일치하지 않으면 함포(20)의 사격 불가를 판단할 수 있다. 판단부(340)의 판단은 실시간으로 혹은 소정의 시간 간격을 두고 주기적으로 이루어질 수 있다.
출력부(350)는 판단부(340)가 함포 사격 허가를 판단하면, 함포 사격 신호를 출력할 수 있다. 함포 사격 신호는 사격 통제기로 입력될 수 있다. 그리고 사격 통제기는 함포 사격 신호를 입력받으면 포탑(21)을 제어하여 함포 사격을 소정의 속도로 수행할 수 있다.
출력부(350)는 판단부(340)가 함포 사격 불가를 판단하면, 함포 사격 신호를 출력하지 않을 수 있다. 여기서, 사격 통제기는 출력부(350)로부터 함포 사격 신호가 입력되지 않으면 포탑(21)을 제어하여 함포 사격을 정지할 수 있다.
사격 통제기는 출력부(350)로부터 함포 사격 신호가 출력되는 중에 함포 사격을 수행하고, 함포 사격 신호가 출력되지 않을 때는 대기할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치를 설명한다.
이때, 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간단히 설명하기로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 함포 사격 제어 장치는, 함포(20)의 포신 기준 상태를 설정하도록 형성된 설정부(310), 함포(20)의 현재 포신 상태 정보를 수신할 수 있도록 형성된 수신부(320), 함포(20)의 가용 여부를 판단하고, 그 결과와 포신 기준 상태와 포신 현재 상태 정보를 이용하여 함포(20)의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성된 판단부(340), 판단부(340)의 판단 결과에 따라서 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부(350)를 포함한다.
설정부(310)는 함포(20)의 포신 각도 증가 및 포신 각도 감소 중 하나를 포신 기준 상태로 설정할 수 있다. 즉, 설정부(310)는 포신 각도 증가 상태에서 함포 사격이 수행될 수 있도록 포신 기준 상태를 설정할 수 있다. 또한, 설정부(310)는 포신 각도 감소 상태에서 함포 사격이 수행될 수 있도록 포신 기준 상태를 설정할 수 있다.
수신부(320)는 사격 통제기로부터 함포(20)의 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 하나를 현재 포신 상태 정보로 수신할 수 있다. 이때, 함포(20)의 포구 상승 움직임은 함포(20)가 탑재된 함수(11)의 갑판을 기준으로 한 포구 상승 움직임을 의미할 수 있다. 또한, 함포(20)의 포구 하강 움직임은 상술한 갑판을 기준으로 한 포구 하강 움직임을 의미할 수 있다.
물론, 수신부(320)는 움직임 감지 센서 및 위치 감지 센서 등을 이용하여 포구 움직임을 검출할 수도 있다.
판단부(340)는 사격 통제기와 연결될 수 있고, 이로부터 함포(20)의 가용 신호를 입력받을 수 있다. 판단부(340)는 함포(20)의 가용 신호를 입력받으면 함포가 가용한 것으로 판단할 수 있다. 판단부(340)는 사격 통제기로부터 함포(20)의 가용 신호가 입력되지 않으면 함포가 가용하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(340)는 함포(20)가 가용한 것으로 판단되면, 포신 기준 상태와 현재 포신 상태 정보를 대비하고, 이의 대비 결과에 따라 사격 허가 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 판단부(340)는 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 증가이고 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 상승 움직임이면 함포(20)의 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 판단부(340)는 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 감소이고 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 하강 움직임이면 함포(20)의 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 판단부(340)는 사격 통제기로부터 입력되는 현재 포신 상태 정보가 사격 허가 조건의 설정에 사용된 포신 기준 상태에 부합되면, 함포(20)의 사격이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
출력부(350)는 판단부(340)가 함포 사격 허가를 판단하면, 함포 사격 신호를 출력할 수 있다. 함포 사격 신호는 사격 통제기로 입력될 수 있다. 그리고 사격 통제기는 함포 사격 신호를 입력받으면 포탑(21)을 제어하여 함포 사격을 소정의 속도로 수행할 수 있다.
출력부(350)는 판단부(340)가 함포 사격 불가를 판단하면, 함포 사격 신호를 출력하지 않을 수 있다. 여기서, 사격 통제기는 출력부(350)로부터 함포 사격 신호가 입력되지 않으면 포탑(21)을 제어하여 함포 사격을 정지할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 사격 허가 조건의 기준 자세 및 포신 기준 상태에 부합하는 함정(20)의 자세 및 포신(22)의 상태에서만 포탄을 발사할 수 있으므로, 함포 사격의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법의 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법은, 함포의 사격 허가 조건을 설정하는 과정, 함포의 가용 여부를 판단하는 과정, 함정의 현재 자세 정보를 수신하는 과정, 현재 자세 정보와 사격 허가 조건을 이용하여 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정, 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정을 포함한다.
여기서, 사격 허가 조건을 설정하는 과정과, 가용 여부를 판단하는 과정과, 현재 자세 정보를 수신하는 과정은 동시에 수행될 수 있고, 소정의 정해진 순서에 따라 순차적으로 수행될 수도 있다. 즉, 이들 과정의 순서는 다양할 수 있다.
우선, 함포의 사격 허가 조건을 설정하는 과정을 수행한다(S100). 구체적으로, 함정(10)의 함수 상승 또는 함정(10)의 함수 하강을 사격 허가 조건으로 설정할 수 있다.
이를테면 함정(10)의 함수(11)가 상승 중일 때 함포 사격을 수행할 수 있도록 함수 상승을 사격 허가 조건으로 설정할 수 있다. 또한, 함정(11)의 함수(11)가 하강 중일 때 함포 사격을 수행할 수 있도록 함수 하강을 사격 허가 조건으로 설정할 수 있다. 이 과정은 설정부(310)에서 수행될 수 있다.
이후, 함포의 가용 여부를 판단하는 과정을 수행한다(S200). 즉, 사격 통제기로부터 입력부(330)로 함포(20)의 가용 신호가 입력되는지를 확인한다. 함포(20)의 가용 신호가 입력되면, 함정의 현재 자세 정보를 수신하는 과정을 수행하고, 그렇지 않으면 함포의 가용 여부를 판단하는 과정으로 돌아간다.
이후, 함정의 현재 자세 정보를 수신하는 과정을 수행한다(S300). 구체적으로, 수신부(320)를 이용하여 함정(10)의 함수 움직임을 확인하여 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 어느 하나를 현재 자세 정보로 수신할 수 있다. 즉, 항법 장치에서 함정(10)의 함수 움직임이 상승 움직임인 것이 확인되면, 수신부(320)가 이를 확인하여 현재 자세 정보를 함수 상승 움직임으로 수신할 수 있다. 그리고 항법 장치에서 함정(10)의 함수 움직임이 하강 움직임인 것이 확인되면, 수신부(320)가 이를 확인하여 현재 자세 정보를 함수 하강 움직임으로 수신할 수 있다.
이후, 설정부(310)에서 설정된 사격 허가 조건을 확인한다. 즉, 판단부(340)가 설정부(310)로부터 사격 허가 조건을 입력받는다.
이후, 사격 허가 조건과 현재 자세 정보를 이용하여 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정을 수행한다(S400). 즉, 수신부(320)로부터 판단부(340)로 입력되는 함정(20)의 현재 자세 정보가 사격 허가 조건의 설정과 일치하면, 현재 자세 정보가 사격 허가 조건을 만족하는 것으로 판단하여 사격 허가를 판단하고, 이어서 함포 사격 신호를 출력하는 과정을 수행한다.
반면, 수신부(320)로부터 판단부(340)로 입력되는 함정(20)의 현재 자세 정보가 사격 허가 조건과 일치하지 않으면, 현재 자세 정보가 사격 허가 조건을 만족하지 않는 것으로 판단하고, 사격 불가를 판단한다. 이 경우에는, 함정 현재 자세 정보를 수신하는 과정으로 돌아간다.
이후, 판단부(340)에서의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정을 수행한다(S500). 이로부터 함포 사격 신호에 따라 함포(20)의 발사 시점을 조정할 수 있다. 이를테면 판단부(340)에서 사격 허가를 판단하면, 출력부(350)에서 함포 사격 신호를 출력할 수 있다. 판단부(340)에서 사격 불가를 판단하면 출력부(350)는 함포 사격 신호를 출력하지 않는다. 그리고 출력부(350)로부터 함포 사격 신호가 출력되는 동안에만 함포 사격을 수행하도록 함포(20)의 발사 시점을 조정할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 함정(10)의 함수(11)가 상승하는 동안에만 함포 사격을 수행하거나, 함정(10)의 함수(11)가 하강하는 동안에만 함포 사격을 수행함으로써, 포신(22)의 가속도 성분을 반영하여 사격 제원을 복잡하게 계산하지 않더라도, 포신(22)의 가속도 성분에 의한 계산 오류가 함포 사격에 미치는 영향을 줄일 수 있고, 함포 사격의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법을 설명한다. 이때, 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법의 설명과 중복되는 내용은 간단하게 설명하거나, 그 설명을 생략한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 함포 사격 제어 방법은, 함포의 포신 기준 상태를 설정하는 과정, 함포의 가용 여부를 판단하고 그 결과에 따라 함포의 현재 포신 상태 정보를 수신하는 과정, 포신 기준 상태와 현재 포신 상태 정보를 이용하여 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정, 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정을 포함한다.
우선, 함포의 포신 기준 상태를 설정한다. 구체적으로, 함포(20)의 포신 각도 증가 또는 함포(20)의 포신 각도 감소를 포신 기준 상태로 설정한다. 예컨대 함포(20)의 포신 각도가 증가할 때 함포 사격을 수행할 수 있도록 포신 기준 상태를 함포(20)의 포신 각도 증가로 설정할 수 있다. 또한, 함포(20)의 포신 각도가 감소할 때 함포 사격을 수행할 수 있도록 포신 기준 상태를 함포(20)의 포신 각도 감소로 설정할 수 있다. 이러한 과정은 설정부(310)를 이용하여 수행할 수 있다.
이후, 판단부(340)를 이용하여 함포(20)의 가용 여부를 판단하고, 함포(20)가 가용한 것으로 판단되면, 함포(20)의 현재 포신 상태 정보를 수신한다.
이때, 포신(22)의 포구 움직임을 확인하여 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 어느 하나를 현재 포신 상태 정보로 수신할 수 있다. 이 과정은 수신부(320)를 이용하여 수신할 수 있다. 한편, 수신부(320)는 포신(22)의 포구 움직임을 사격 통제기로부터 획득하거나, 별도의 센서로부터 획득할 수 있다.
이후, 포신 기준 상태와 현재 포신 상태 정보를 이용하여 함포의 사격 허가 여부를 판단한다. 즉, 판단부(340)를 이용하여, 현재 포신 상태 정보가 사격 허가 조건의 포신 기준 상태를 대비하고, 대비 결과 현재 포신 상태 정보가 사격 허가 조건의 포신 기준 상태를 만족하면 사격 허가를 판단하고, 현재 포신 상태 정보가 사격 허가 조건의 기준 상태를 만족하지 않으면 사격 불가를 판단한다.
이후, 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하고, 함포 사격 신호에 따라 함포의 발사 시점을 조정할 수 있다. 즉, 판단부(340)에서 사격 허가가 판단되는 경우, 출력부(350)에서 사격 통제기로 함포 사격 신호를 출력하고, 이 신호에 따라 함포를 발사할 수 있다. 그리고 판단부(340)에서 사격 불가가 판단되어, 출력부(350)에서 사격 통제기로 함포 사격 신호가 출력되지 않는 경우, 함포 발사를 정지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 함포 사격을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 포신상승 상태 및 함수하강 상태에서만 발사신호 예컨대 함포 사격 신호가 출력될 수 있고, 이에, 함포 사격이 이루어질 때, 포신(22)의 상태 및 함수(11)의 상태는 모두 같은 상태일 수 있다.
물론, 본 발명의 실시 예에서는 포신하강 상태 및 함수상승 상태에서만 발사신호 예컨대 함포 사격 신호가 출력될 수도 있다, 이 경우에도, 함포 사격이 이루어질 때, 포신(22)의 상태 및 함수(11)의 상태는 모두 같은 상태일 수 있다.
도 7은 본 발명의 비교 예에 따른 함포 사격을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 비교 예에 따른 함포 사격은 포신상태 및 함수상태의 구분없이 함포가 가용하게 되면, 소정의 시간동일 함포 사격을 수행하는 방식이다. 이러한 방식에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 포신상승 상태와 포신하강 상태가 반복되는 동안 상태의 구분 없이 계속해서 함포 사격이 수행될 수 있다. 이에, 함포에서 발사된 포탄의 도달 위치가 예상 명중 위치를 크게 벗어날 수 있고, 따라서, 사격 명중률이 저하될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 함정
20: 함포
21: 포탑
22: 포신
300: 함포 사격 제어 장치
T: 타겟

Claims (19)

  1. 함포의 사격 허가 조건을 설정하도록 형성되는 설정부;
    함정의 현재 자세 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부;
    상기 함포의 가용 신호를 입력받을 수 있도록 형성되는 입력부;
    상기 사격 허가 조건과 현재 자세 정보와 가용 신호를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부;
    상기 판단부의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부;를 포함하는 함포 사격 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 설정부는 상기 함정의 함수 상승 및 함수 하강 중 하나를 상기 사격 허가 조건으로 설정하고,
    상기 수신부는 상기 함정의 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 하나를 상기 현재 자세 정보로 수신하는 함포 사격 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 판단부는 상기 가용 신호가 입력되면, 상기 사격 허가 조건과 상기 현재 자세 정보를 대비하고, 대비 결과에 따라 상기 사격 허가 여부를 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 판단부는 상기 사격 허가 조건이 함수 상승이고 상기 현재 자세 정보가 함수 상승 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 판단부는 상기 사격 허가 조건이 함수 하강이고 상기 현재 자세 정보가 함수 하강 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  6. 함포의 포신 기준 상태를 설정하도록 형성되는 설정부;
    상기 함포의 현재 포신 상태 정보를 수신할 수 있도록 형성되는 수신부;
    상기 함포의 가용 여부를 판단하고, 그 결과와 상기 포신 기준 상태와 포신 현재 상태 정보를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단할 수 있도록 형성되는 판단부;
    상기 판단부의 판단 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력할 수 있도록 형성되는 출력부;를 포함하는 함포 사격 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 설정부는 상기 함포의 포신 각도 증가 및 포신 각도 감소 중 하나를 상기 포신 기준 상태로 설정하고,
    상기 수신부는 상기 함포의 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 하나를 상기 현재 포신 상태 정보로 수신하는 함포 사격 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 판단부는 상기 함포가 가용한 것으로 판단되면, 상기 포신 기준 상태와 상기 현재 포신 상태 정보를 대비하고, 그 결과에 따라 상기 사격 허가 여부를 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 판단부는 상기 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 증가이고 상기 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 상승 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 판단부는 상기 포신 기준 상태가 함포의 포신 각도 감소이고 상기 현재 포신 상태 정보가 함포의 포구 하강 움직임이면 사격이 가능한 것으로 판단하는 함포 사격 제어 장치.
  11. 함포의 사격 허가 조건을 설정하는 과정;
    상기 함포의 가용 여부를 판단하는 과정;
    함정의 현재 자세 정보를 수신하는 과정;
    상기 현재 자세 정보와 상기 사격 허가 조건을 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정;
    상기 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 사격 허가 조건을 설정하는 과정은,
    상기 함정의 함수 상승 및 함수 하강 중 어느 하나를 상기 사격 허가 조건으로 설정하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 현재 자세 정보를 수신하는 과정은,
    상기 함정의 함수 움직임을 확인하여 함수 상승 움직임 및 함수 하강 움직임 중 어느 하나를 상기 현재 자세 정보로 수신하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 사격 허가 여부를 판단하는 과정은,
    상기 현재 자세 정보가 상기 사격 허가 조건을 만족하면 사격 허가를 판단하는 과정; 및
    상기 현재 자세 정보가 상기 사격 허가 조건을 만족하지 않으면 사격 불가를 판단하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 함포 사격 신호를 출력하는 과정은,
    상기 함포 사격 신호에 따라 상기 함포의 발사 시점을 조정하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  16. 함포의 포신 기준 상태를 설정하는 과정;
    상기 함포의 가용 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 상기 함포의 현재 포신 상태 정보를 수신하는 과정;
    상기 현재 포신 상태 정보 및 상기 포신 기준 상태를 이용하여 상기 함포의 사격 허가 여부를 판단하는 과정;
    상기 판단의 결과에 따라 함포 사격 신호를 출력하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 포신 기준 상태를 설정하는 과정은,
    상기 함포의 포신 각도 증가 또는 상기 함포의 포신 각도 감소를 상기 포신 기준 상태로 설정하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 현재 포신 상태 정보를 수신하는 과정은,
    상기 포신의 포구 움직임을 확인하여 포구 상승 움직임 및 포구 하강 움직임 중 어느 하나를 상기 현재 포신 상태 정보로 수신하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 사격 허가 여부를 판단하는 과정은,
    상기 현재 포신 상태 정보가 상기 포신 기준 상태를 만족하면 사격 허가를 판단하는 과정; 및
    상기 현재 포신 상태 정보가 상기 포신 기준 상태를 만족하지 않으면 사격 불가를 판단하는 과정;을 포함하는 함포 사격 제어 방법.
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