KR102225616B1 - 무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법 - Google Patents

무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

무장 제어 시스템은 베이스와, 제1 회전축을 중심으로 회전하도록 베이스에 결합되는 프레임과, 프레임을 회전시키는 제1 액추에이터와, 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전하도록 프레임에 결합되는 제1 무기와, 제1 무기를 회전시키는 제2 액추에이터와, 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제3 회전축을 중심으로 회전하도록 프레임에 결합되는 회전 지지대와, 회전 지지대를 회전시키는 제3 액추에이터와, 제3 회전축을 가로지르는 제4 회전축을 중심으로 회전하도록 회전 지지대에 결합되는 제2 무기와, 제2 무기를 회전시키는 제4 액추에이터와, 액추에이터들을 제어하는 액추에이터 제어기를 구비한다.

Description

무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법{Weapon control system and control method thereof}
실시예들은 무장 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 무장들의 조준 방향을 독립적으로 제어하여 정밀한 사격을 수행할 수 있는 무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
무장 제어 시스템은 군용 전투차량, 전투기, 군함 등에 탑재되어 적에 대한 공격과 방어를 위하여 사용된다. 무장 제어 시스템은 평상시에는 주로 주변 감시의 목적으로 사용되고, 유사시에는 무장을 이용하여 적을 타격하도록 운용된다.
무장 제어 시스템은 목표물과 근접한 위치에서나 원거리에서 전투임무를 수행할 때 사수를 노출시키지 않은 상태에서 무장을 원격으로 조종하여 표적에 정밀하게 사격할 수 있으며, 사수의 인명피해 없이 효과적인 전투임무 수행을 가능하게 한다.
화력의 우위를 확보하기 위하여 2개의 무장을 차량에 설치하여 2개의 무장을 개별적으로 활용하여 사격을 수행할 수 있는 무장 제어 시스템이 사용되기도 한다.
한국 등록특허 1569735는 회전이 가능한 플레이트에 박격포 발사관과 기관총을 함께 설치한 무장 제어 시스템을 설명한다. 이와 같은 무장 제어 시스템에서는 상이한 탄도를 갖는 2개의 무기를 동시에 사용할 수 없는 한계가 있다. 즉 기관총을 사용하여 목표물을 사격하도록 회전 각도가 조정된 상태에서는 박격포를 사용하여 목표물을 사격할 수 없으므로, 기관총의 사격 동작이 종료할 때까지 박격포의 작동이 중지되어야 한다.
미국 등록특허 8,245,624도 2개의 무기를 하나의 회전축에 의해 회전할 수 있도록 설치한 무장 제어 시스템을 설명한다. 이와 같은 무장 제어 시스템은 제1 무기의 회전방향과 제2 무기의 회전방향을 개별적으로 제어하여 제1 무기와 제2 무기의 각각을 목표물에 조준함으로써 제1 무기와 제2 무기의 사격동작을 동시에 수행하기 위한 것이다.
그러나 이러한 무장 제어 시스템에서는 제1 무기와 제2 무기가 차량에 탑재된 플레이트의 동일한 평면 위에 설치되므로, 제1 무기와 제2 무기의 사격 범위가 서로 겹친다. 즉 제1 무기와 제2 무기를 동시에 동일한 목표물에 대해 조준하는 경우, 제1 무기의 사격 범위(탄도 범위)와 제2 무기의 사격 범위가 서로 겹칠 뿐만 아니라 제1 무기의 좌우 방향의 사격 범위가 제2 무기의 설치 위치와 겹치거나 제2 무기의 좌우 방향의 사격 범위가 제1 무기의 설치 위치와 겹치므로 제1 무기와 제2 무기의 사격동작에 제한이 존재한다.
미국 등록특허 8,245,624 (2012.08.21.) 한국 등록특허 1569735 (2015.11.11.)
실시예들의 목적은 복수 개의 무장들의 조준 방향을 독립적으로 제어하여 정밀한 사격을 수행할 수 있는 무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
실시예들의 다른 목적은 탄도가 서로 상이한 복수 개의 무장들을 동시에 활용하여 복수 개의 목표물을 동시에 타격하거나, 하나의 목표물에 화력을 집중할 수 있게 한 무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
실시예들의 또 다른 목적은 복수 개의 무장들의 기계적인 간섭과 탄도 범위(사격 범위)의 간섭을 최소화함으로써 효율적인 사격을 실행할 수 있는 무장 제어 시스템 및 무장 제어 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
일 실시예에 관한 무장 제어 시스템은 베이스와, 제1 회전축을 중심으로 회전하도록 베이스에 회전 가능하게 결합되는 프레임과, 프레임을 베이스에 대하여 회전시키는 제1 액추에이터와, 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전하도록 프레임에 회전 가능하게 결합되는 제1 무기와, 제1 무기를 프레임에 대하여 회전시키는 제2 액추에이터와, 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제3 회전축을 중심으로 회전하도록 프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전 지지대와, 회전 지지대를 프레임에 대하여 회전시키는 제3 액추에이터와, 제3 회전축을 가로지르는 제4 회전축을 중심으로 회전하도록 회전 지지대에 회전 가능하게 결합되는 제2 무기와, 제2 무기를 회전 지지대에 대하여 회전시키는 제4 액추에이터와, 제1 액추에이터와 제2 액추에이터와 제3 액추에이터와 제4 액추에이터를 제어하는 액추에이터 제어기를 구비한다.
제2 회전축과 제3 회전축은 서로 평행할 수 있다.
제3 회전축은 베이스로부터 상측을 향해 멀어지는 방향으로 제2 회전축으로부터 이격될 수 있다.
제1 회전축과 제4 회전축은 서로 평행하며 이격될 수 있다.
제1 회전축과 제4 회전축은 서로 일치할 수 있다.
제1 회전축을 가로지르는 방향의 제5 회전축을 중심으로 회전하도록 프레임에 회전 가능하게 결합하는 촬영장치와, 촬영장치를 프레임에 대하여 회전시키는 제5 액추에이터를 더 구비할 수 있다.
제5 회전축은 베이스에 가까워지는 방향을 향하여 하측으로 제2 회전축으로부터 이격될 수 있다.
무장 제어 시스템은 제1 무기의 격발을 제어하고, 제2 무기의 격발을 제어하는 격발 제어기를 더 구비할 수 있다.
무장 제어 시스템은 액추에이터 제어기 및 격발 제어기와 전기적으로 연결되어 제1 무기 및 제2 무기의 각각의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도를 조정하기 위한 각도 조정 신호와 제1 무기와 제2 무기의 각각의 격발을 위한 격발 제어 신호를 제공하는 운용 컴퓨터를 더 구비할 수 있다.
운용 컴퓨터는 목표물을 탐지하는 탐지장치와, 전술 네트워크와, 인공위성과, 레이더와, 무장 제어 시스템의 촬영장치의 적어도 하나로부터 목표물과 관련된 목표물 정보를 수신하여, 목표물 정보에 기초하여 각도 조정 신호와 격발 제어 신호를 생성할 수 있다.
운용 컴퓨터는 제1 무기와 제2 무기의 어느 하나를 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 단일 사격모드와, 제1 무기와 제2 무기의 모두를 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 집중 사격모드의 어느 하나를 실행할 수 있으며, 단일 사격모드에서는 목표물에 정렬하도록 타격 무기의 탄도 방향을 보정한 후에 타격 무기의 사격 범위에 대한 기계적인 간섭을 최소화하도록 제1 무기와 제2 무기 중 선택되지 않은 무기의 방향을 조정할 수 있다.
집중 사격모드에서는 제1 무기와 제2 무기의 각각의 탄도 방향을 모두 보정하여 목표물에 대해 정렬할 수 있으며, 사격 시에는 제1 무기와 제2 무기의 사격으로 인한 진동의 영향을 최소화하도록 제1 무기와 제2 무기의 각각의 사격 시각을 순차적으로 조정할 수 있다.
무장 제어 시스템은 운용 컴퓨터와 연결되어 영상을 표시하는 디스플레이를 더 구비할 수 있고, 운용 컴퓨터의 목표물 정보는 복수 개의 목표물들의 정보를 포함할 수 있으며, 운용 컴퓨터는 제1 무기와 제2 무기의 어느 하나를 제1 목표물에 지정하고 제1 목표물을 제외한 복수 개의 목표물들에 대한 우선순위를 부여하여 목표물들 및 우선순위의 정보를 디스플레이에 표시할 수 있다.
무장 제어 시스템은 사용자의 입력을 수신하여 운용 컴퓨터에 신호를 전달하는 사용자 입력장치를 더 구비할 수 있고, 사용자 입력장치를 통해 제1 목표물을 제외한 복수 개의 목표물들 중 하나가 제2 목표물로 선택되면 운용 컴퓨터가 제1 무기와 제2 무기의 다른 하나를 제2 목표물에 지정하고, 제1 무기와 제2 무기의 각각의 탄도 방향을 조정할 수 있다.
목표물들의 하나를 선택하기 위한 사용자 입력장치의 신호가 없는 경우 운용 컴퓨터가 제1 목표물을 제외한 복수 개의 목표물들 중 우선순위의 값이 가장 높은 하나를 제2 목표물로 선택하고, 운용 컴퓨터가 제1 무기와 제2 무기의 다른 하나를 제2 목표물에 지정하여, 제1 무기와 제2 무기의 각각의 탄도 방향을 조정할 수 있다.
다른 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 제어 방법은 프레임 위에 제1 무기와 제2 무기가 장착된 무장 제어 시스템의 제어 방법으로서, 프레임은 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 제1 무기는 프레임에 대하여 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 제2 무기는 프레임에 대하여 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제3 회전축을 중심으로 회전 가능하며 제3 회전축을 가로지르는 제4 회전축을 중심으로 회전 가능하고,
목표물을 향하는 방향으로 프레임을 회전시켜 목표물에 대해 조준하는 조준 단계와, 제1 무기와 제2 무기 중 적어도 하나를 목표물을 사격하기 위한 타격 무기로 선택하는 타격 무기 선택 단계와, 타격 무기의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도의 적어도 하나를 조정함으로써 탄도를 보정하는 탄도 보정 단계와, 타격 무기를 작동시켜 목표물에 대한 사격을 실시하는 격발 단계를 포함한다.
무장 제어 시스템의 제어 방법은 타격 무기 선택 단계에서 제1 무기와 제2 무기 중 어느 하나만이 타격 무기로 선택된 경우, 격발 단계의 실행 전에 타격 무기의 사격 범위에 대한 간섭을 최소화하도록 타격 무기로 선택되지 않은 제1 무기와 제2 무기 중 다른 하나의 방향을 조정하는 간섭 보정 단계를 더 포함할 수 있다.
조준 단계에서는 복수 개의 목표물들 중 제1 목표물에 대해 조준할 수 있으며, 무장 제어 시스템의 제어 방법은 복수 개의 목표물들의 위치와 관련된 목표물 정보를 수신하는 정보 수신 단계와, 목표물들의 목표물 정보에 기초하여 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계를 더 포함할 수 있다.
무장 제어 시스템의 제어 방법은 목표물들이 제1 무기와 제2 무기에 의해 동시에 타격이 가능한 범위 이내에 있는지를 판단하는 타격 가능 범위 판단 단계를 더 포함할 수 있다.
우선순위 부여 단계는 목표물들을 거리의 순서에 따라 정렬하는 정렬 단계와, 목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계와, 목표물들의 우선순위에 관한 정보를 생성하여 전달하는 우선순위 정보 전달 단계를 포함할 수 있고, 무장 제어 시스템의 제어 방법은 목표물들의 우선순위에 관한 정보를 디스플레이에 표시하는 표시 단계와, 목표물들 중 제1 목표물과 함께 타격의 대상이 되는 제2 목표물을 선택하는 제2 목표물 선택 단계를 더 포함할 수 있으며, 타격 무기 선택 단계는 제1 무기와 제2 무기 중 어느 하나를 제1 목표물을 타격하는 제1 타격 무기로 선택하는 단계와, 제1 무기와 제2 무기 중 다른 하나를 제2 목표물을 타격하는 제2 타격 무기로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 무장 제어 시스템에서는 상이한 탄도 범위를 갖거나 동일한 탄도 범위를 갖는 제1, 2 무기를 동시에 사용하거나 제1, 2 무기의 어느 하나를 선택하여 사격을 실시할 수 있다.
또한 제1, 2 무기의 각각의 좌우 방향 각도와 고저 방향 각도가 독립적으로 제어되면서도, 제1, 2 무기의 좌우 방향 각도의 조정범위가 서로 간섭하지 않으므로 제1, 2 무기를 동시에 이용하여 사격을 실시할 때에도 타격의 대상이 되는 목표물들을 자유롭게 선택할 수 있다.
또한 탐지된 목표물들을 분석하여 선택 가능한 목표물들의 우선순위 정보가 제공되므로 무장 제어 시스템이 원격 조종에 의해 제어될 때에도 효과적이면서도 정밀한 사격을 수행할 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 사시도이다.
도 1b는 도 1의 무장 시스템의 베이스와 프레임을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 1c는 도 1의 무장 시스템의 제2 무기와 회전 지지대를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 무장 제어 시스템의 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 사시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 일 작동예를 나타낸 개념도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 작동상태에서 무기들의 각도를 예시적으로 설명한 개념도이다.
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 5에 도시된 작동상태에서 무기들의 각도를 예시적으로 설명한 개념도이다.
도 9는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 또 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 10은 복수 개의 목표물들이 디스플레이에 표시된 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 또 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 12는 도 11의 제어 방법에서 복수 개의 목표물들에 우선순위가 부여되는 단계를 설명한 순서도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 무장 제어 시스템의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1a는 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 사시도이고, 도 1b는 도 1의 무장 시스템의 베이스와 프레임을 분리하여 도시한 사시도이며, 도 1c는 도 1의 무장 시스템의 제2 무기와 회전 지지대를 분리하여 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 무장 제어 시스템의 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 2에 나타난 실시예에 관한 무장 제어 시스템은 베이스(10)와, 베이스(10)에 회전 가능하게 결합되는 프레임(20)과, 프레임(20)에 회전 가능하게 결합되는 제1 무기(31) 및 회전 지지대(23)와, 회전 지지대(23)에 회전 가능하게 결합되는 제2 무기(32)와, 제어기(70)를 구비한다.
베이스(10)는 차량에 탑재되어 무장 제어 시스템이 차량에 의해 이동할 수도 있고, 특정한 위치에 고정적으로 설치될 수 있다. 베이스(10)는 제1 무기(31)와, 제2 무기(32)와, 촬영장치(33) 등의 여러 가지 구성요소들을 지지하는 플랫폼(platform)의 기능을 한다.
베이스(10)의 상부에는 프레임(20)이 회전 가능하게 결합된다. 프레임(20)은 제1 회전축(C1)을 중심으로 회전하도록 베이스(10)에 회전 가능하게 결합되는 하부 프레임(21)과, 하부 프레임(21)의 양측 단부에서 상측을 향하여 연장하는 측부 프레임(22)을 구비한다.
도 1b를 참조하면, 하부 프레임(21)은 외주면에 기어면(10g)을 갖는 링 기어(10r)에 의해 베이스(10)에 대해 제1 회전축(C1)을 중심으로 하여 회전 가능하게 설치된다.
베이스(10)에는 프레임(20)을 베이스(10)에 대해 제1 회전축(C1)을 중심으로 회전시키는 제1 액추에이터(41)가 설치된다. 프레임(20)의 회전중심인 제1 회전축(C1)은 도 1에서 수직방향의 Z축에 평행한 방향에 해당한다. 프레임(20)이 제1 회전축(C1)을 중심으로 회전함으로써 제1 무기(31)와 제2 무기(32)가 목표물을 향할 때의 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 좌우방향의 각도가 조정될 수 있다.
제1 액추에이터(41)는 예를 들어 전기신호에 의해 작동하는 전기모터나, 유압에 의해 작동하는 유압모터나 유압 실린더나, 공압에 의해 작동하는 공압 실린더 등에 의해 구현될 수 있다.
제1 액추에이터(41)가 전기모터로 구현되는 경우, 제1 액추에이터(41)의 출력축은 감속기와 동력전달장치를 통해 프레임(20)에 연결된다. 도 1b에서 제1 액추에이터(41)의 동력을 프레임(20)에 전달하는 동력전달장치는 기어(41g; gear)로 구현되었으며, 동력전달장치는 예를 들어 체인, 스프로켓 등에 의해 구현될 수 있다. 제1 액추에이터(41)의 동력은 기어(41g)를 통해 링기어(10r)에 전달되므로, 제1 액추에이터(41)가 작동함에 따라 프레임(20)이 베이스(10)에 대하여 회전할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 프레임(20)의 측부 프레임(22)에는 제1 무기(31)와, 제2 무기(32)와, 촬영장치(33)와, 제2 액추에이터(42)와, 제3 액추에이터(43)와, 제5 액추에이터(45) 등이 설치된다.
제1 무기(31)를 지지하는 중간 지지대(24)는 제1 회전축(C1)을 가로지르는 방향의 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전하도록 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합한다. 제1 무기(31)는 볼트나 브라켓 등의 체결수단에 의해 중간 지지대(24)에 고정되므로, 제1 무기(31)는 중간 지지대(24)와 함께 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전할 수 있다. 제2 회전축(C2)은 제1 회전축(C1)을 수직하게 가로지르는 방향일 수 있으며, 도 1에서 수평한 X축 방향에 평행할 수 있다.
도 1에서 제1 무기(31)가 중간 지지대(24)에 의해 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합되지만, 실시예는 이러한 구성에 의해 한정되지 않으며 제1 무기(31)가 직접 측부 프레임(22)에 대해 회전 가능하게 결합할 수도 있다. 예를 들어, 제1 무기(31)가 측면으로 돌출되는 로드(rod)를 구비하고, 이 로드가 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합할 수 있다.
측부 프레임(22)에는 제1 무기(31)와 중간 지지대(24)를 회전시키는 제2 액추에이터(42)가 설치된다. 제2 액추에이터(42)의 출력축이 측부 프레임(22)을 관통하여 중간 지지대(24)의 단부에 결합하므로, 제2 액추에이터(42)의 출력축이 회전하면 중간 지지대(24)가 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전할 수 있다.
제1 무기(31)가 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전함으로써, 제1 무기(31)가 목표물을 향할 때의 제1 무기(31)의 상하방향의 각도가 조정될 수 있다.
제2 무기(32)도 제1 회전축(C1)을 가로지르는 방향의 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전하도록 프레임(20)에 결합된다. 도 1c를 참조하면, 제2 무기(32)는 회전 지지대(23)에 결합되며, 회전 지지대(23)가 제1 회전축(C1)을 가로지르는 방향의 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전하도록 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서 회전 지지대(23)가 회전하면 제2 무기(32)도 회전 지지대(23)와 함께 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전할 수 있다.
제3 회전축(C3)은 제1 회전축(C1)을 수직하게 가로지르는 방향일 수 있으며, 도 1에서 수평한 X축 방향에 평행하므로 제3 회전축(C3)은 제2 회전축(C2)에 대해 평행할 수 있다. 제3 회전축(C3)은 베이스(10)로부터 상측을 향해 멀어지는 방향으로 제2 회전축(C2)으로부터 이격되게 배치된다.
이와 같이 제2 회전축(C2)과 제3 회전축(C3)이 베이스(10)로부터 상측을 향해 차례로 서로 이격되게 배치됨으로써, 프레임(20)에 대한 제1 무기(31)와 제2 무기(32)의 상하방향의 각도 조정을 위한 공간이 확보될 수 있다.
측부 프레임(22)에는 제2 무기(32)와 회전 지지대(23)를 회전시키는 제3 액추에이터(43)가 설치된다. 제3 액추에이터(43)의 출력축이 측부 프레임(22)을 관통하여 회전 지지대(23)의 단부에 결합하므로, 제3 액추에이터(43)의 출력축이 회전하면 회전 지지대(23)와 제2 무기(32)가 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 제2 무기(32)는 제3 회전축을 가로지르는 방향의 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전하도록 회전 지지대(23)에 회전 가능하게 결합된다. 제2 무기(32)의 후단부는 볼트나 브라켓 등의 체결수단에 의해 회전 브라켓(26r)에 의해 고정된다. 제2 무기(32)의 전단부는 회전 지지대(23)에 고정된 지지 브라켓(26)에 의해 지지된다. 제2 무기(32)의 전단부는 지지 브라켓(26)에 고정되는 것은 아니며, 제2 무기(32)의 후단부가 회전 브라켓(26r)과 함께 회전하는 동안 제2 무기(32)의 전단부가 미리 정해진 범위에서 각도가 조정될 수 있도록 제2 무기(32)의 전단부의 하면에 지지 브라켓(26)이 접촉한 상태를 유지한다.
회전 브라켓(26r)은 회전 지지대(23)에 대하여 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전하도록 회전 지지대(23)의 회전 가이드(23g)에 회전 가능하게 결합된다. 회전 가이드(23g)는 회전 지지대(23)의 표면에서 제4 회전축(C4)을 중심으로 한 원호 형상으로 연장되도록 형성되며, 회전 브라켓(26r)이 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전하도록 지지하는 기능을 수행한다. 따라서 회전 브라켓(26r)이 회전 지지대(23)에 대하여 회전하면, 제2 무기(32)가 회전 브라켓(26r)과 함께 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전 지지대(23)에 대하여 회전 운동을 한다.
회전 지지대(23)에는 회전 브라켓(26r)을 회전 지지대(23)에 대하여 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전시키는 제4 액추에이터(44)가 설치된다. 회전 브라켓(26r)과 제2 무기(32)의 회전 중심인 제4 회전축(C4)은 도 1에서 수직방향의 Z축 및 제1 회전축(C1)에 대하여 평행하며, 제4 회전축(C4)은 제1 회전축(C1)으로부터 후방을 향하여 이격되게 배치된다.
제4 액추에이터(44)는 예를 들어 전기신호에 의해 작동하는 전기모터나, 유압에 의해 작동하는 유압모터나 유압 실린더나, 공압에 의해 작동하는 공압 실린더 등에 의해 구현될 수 있다.
제4 액추에이터(44)가 전기모터로 구현되는 경우, 제4 액추에이터(44)의 출력축은 감속기와 동력전달장치를 통해 회전 브라켓(26r)에 연결된다. 도 1c에서 제4 액추에이터(44)의 동력을 회전 브라켓(26r)에 전달하는 동력전달장치는 기어(44g; gear)에 구현되었으나, 이를 변형하여 예를 들어 동력전달장치가 체인, 스프로켓 등에 의해 구현될 수 있다.
제4 액추에이터(44)의 동력은 기어(44g)를 통해 회전 브라켓(26r)의 기어(44g)에 전달되므로, 제4 액추에이터(44)가 작동함에 따라 회전 브라켓(26r)과 제2 무기(32)가 회전 지지대(23)에 대하여 회전 운동을 한다.
측부 프레임(22)의 제1 무기(31)보다 하부의 위치에 촬영장치(33)가 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합된다. 촬영장치(33)는 촬영장치 지지대(25)에 의해 지지되며, 촬영장치 지지대(25)가 측부 프레임(22)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서 촬영장치(33)와 촬영장치 지지대(25)가 제1 회전축(C1)을 가로지르는 방향의 제5 회전축(C5)을 중심으로 회전할 수 있다.
측부 프레임(22)에는 촬영장치(33)를 회전시키는 제5 액추에이터(45)가 설치된다. 제5 회전축(C5)은 제1 회전축(C1)을 수직하게 가로지르는 방향일 수 있으며, 제2 회전축(C2) 및 제3 회전축(C3)에 대해 평행하다. 또한 제5 회전축(C5)은 베이스(10)에 가까워지는 방향을 향하여 하측으로 제2 회전축(C2)으로부터 이격되도록 배치된다.
또한 촬영장치(33)는 촬영장치 지지대(25)에 대하여 제1 회전축(C1)에 대해 평행한 축을 중심으로 좌우방향으로 회전하도록 설치된다. 촬영장치 지지대(25)에는 촬영장치(33)를 좌우방향으로 회전시키는 제6 액추에이터(46)가 설치된다.
도 2를 참조하면, 제어기(70)가 제1 액추에이터(41)와, 제2 액추에이터(42)와, 제3 액추에이터(43)와, 제4 액추에이터(44)와 전기적으로 연결되어 액추에이터들을 제어한다.
제어기(70)는 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 각각에 연결되어 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 격발을 제어하는 격발 제어기(71)와, 액추에이터들의 각각을 제어하는 액추에이터 제어기(72)와, 촬영장치(33)에 연결되어 촬영장치(33)를 제어하고 영상을 처리하는 영상 처리기(73)와, 입력 및 출력 신호를 제어하는 입출력 제어기(74)를 구비한다.
제어기(70)는 무장 제어 시스템이나 무장 제어 시스템이 장착되는 차량에 설치되는 제어용 컴퓨터나, 컴퓨터에 내장되는 회로기판이나, 회로기판에 탑재되는 반도체칩이나, 반도체칩이나 컴퓨터에 포함되는 제어용 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
액추에이터 제어기(72)는 제1 액추에이터(41)와 제2 액추에이터(42)와 제3 액추에이터(43)와 제4 액추에이터(44)와 제5 액추에이터(45)의 각각을 제어하는 제1 드라이버(72a)와 제2 드라이버(72b)와, 제3 드라이버(72c)와, 제4 드라이버(72d)와, 제5 드라이버(72e)를 구비한다. 액추에이터들의 각각에는 구동축의 위치를 감지하는 인코더가 설치될 수 있으며, 인코더의 신호가 액추에이터들의 각각에 연결된 드라이버들의 각각으로 전달될 수 있다.
무장 제어 시스템은 제어기(70)의 격발 제어기(71) 및 액추에이터 제어기(72)와 전기적으로 연결되어, 제1 무기(31)와 제2 무기(32)의 각각의 선회 방향 각도(방위각, azimuth angle)와 고저 방향 각도(고도각, elevation angle)를 조정하기 위한 각도 조정 신호와 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 각각의 격발을 제어하기 위한 격발 제어 신호를 제공하는 운용 컴퓨터(81)를 구비한다.
운용 컴퓨터(81)는 무장 제어 시스템의 베이스(10)에 장착되거나 무장 제어 시스템이 탑재되는 차량에 설치되어 제어기(70)와 유선통신으로 연결될 수 있다. 또는 운용 컴퓨터(81)가 차량 및 무장 제어 시스템의 베이스(10)로부터 멀리 떨어진 위치에 설치되어 무장 제어 시스템의 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 각도조정 동작 및 격발과 촬영장치(33)의 촬영 동작 등을 원격으로 제어할 수도 있다.
무장 제어 시스템은 운용 컴퓨터(81)와 전기적으로 연결되어 영상을 표시하는 디스플레이(82)를 구비한다. 디스플레이(82)는 무장 제어 시스템이 타격하기 위한 목표물에 관한 정보, 즉 목표물의 위치정보나 거리정보나 격발 시 목표물들의 타격 우선순위에 관한 정보를 표시할 수 있다. 또한 디스플레이(82)는 제1 무기(31) 및 제2 무기(32)의 좌우 방향 각도와 고저 방향 각도에 관한 정보를 표시할 수 있다.
또한 디스플레이(82)는 표면을 사용자가 터치조작 함으로써 메뉴나 정보를 선택하거나 입력할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 무장 제어 시스템의 사용자는 디스플레이(82)에 의해 표시된 정보를 확인할 수 있으며, 디스플레이(82)에 표시된 목표물들을 선택할 수 있다.
무장 제어 시스템은 운용 컴퓨터(81)와 전기적으로 연결되어 사용자의 입력조작을 수신하여 운용 컴퓨터(81)에 사용자의 입력조작에 관한 신호를 전달하는 사용자 입력장치(83)를 구비한다. 사용자 입력장치(83)는 조이스틱이나 마우스나 키보드 등이나, 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
운용 컴퓨터(81)는 레이더로부터 정보를 수신하여 운용 컴퓨터(81)에 전달하는 레이더 정보 처리기(84)와, GPS(Global positioning system) 위성으로부터 지리적 위치 정보를 수신하여 운용 컴퓨터(81)에 전달하는 GPS 정보 처리기(85)를 포함하는 정보 네트워크(86)에 연결될 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 사시도이다.
도 3에 나타난 실시예에 관한 무장 제어 시스템은 베이스(10)와, 측부 프레임(22)과 하부 프레임(21)을 구비하여 베이스(10)에 대하여 제1 회전축(C1)을 중심으로 회전 가능하게 결합된 프레임(20)과, 프레임(20)에 대하여 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전 가능하게 결합된 제1 무기(31)와, 프레임(20)에 대하여 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전 가능하게 결합된 회전 지지대(23)와, 회전 지지대(23)에 대하여 제4 회전축(C4)을 중심으로 회전 가능하게 결합된 제2 무기(32)를 구비한다. 도 3에서는 도 1 및 도 2에 도시된 제어기, 촬영장치 등의 구성요소의 도시가 생략되었다.
도 3에 나타난 실시예에 관한 무장 제어 시스템에서는 제1 무기(31)와 제2 무기(32)가 동일하다. 즉 도 1, 2에 나타난 실시예에 관한 무장 제어 시스템에서는 제1 무기와 제2 무기의 탄도 범위가 상이하지만, 도 3의 제1 무기(31)와 제2 무기(32)는 탄도 범위가 동일하다.
또한 도 1에 나타난 실시예에 관한 무장 제어 시스템에서는 제1 회전축(C1)과 제4 회전축(C4)이 서로 평행하며 이격되게 배치되지만, 도 3의 실시예에 관한 무장 제어 시스템에서 제1 회전축(C1)과 제4 회전축(C4)이 서로 일치하도록 정렬된다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 일 작동예를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들에 관한 무장 제어 시스템의 베이스(10)와, 프레임(20)과, 제1 무기(31), 및 제2 무기(32) 등이 장착된 전투차량들(101, 102, 103, 104)을 포함한 전술그룹(100)이 도시되었다. 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 각각은 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 외부에 위치하는 운용 컴퓨터(81)와 무선 통신에 의해 통신이 가능하게 연결되며, 전투차량들(101, 102, 103, 104)도 서로 무선 통신으로 연결될 수 있다.
운용 컴퓨터(81)는 전술 데이터링크 시스템에 의해 전술 네트워크(110)와, 목표물을 탐지하는 탐지장치(140)와, GPS 정보를 제공하는 인공위성(120)과, 레이더(130)와, 전투차량들(101, 102, 103, 104)에 장착된 무장 제어 시스템의 촬영장치와 통신이 가능하게 연결된다.
운용 컴퓨터(81)는 탐지장치(140)와, 전술 네트워크(110)와, 인공위성(120)과, 레이더(130)와, 무장 제어 시스템의 촬영장치의 적어도 하나로부터 목표물과 관련된 목표물 정보를 수신할 수 있다. 운용 컴퓨터(81)가 수신하는 목표물 정보는 복수 개의 목표물들의 위치 정보와, 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 위치 정보와, 거리 정보와, 기상 정보와, 목표물들의 타격을 위한 전술과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
운용 컴퓨터(81)는 목표물 정보에 기초하여 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 무기들의 각도를 조정하기 위한 각도 조정 신호와, 무기들의 격발을 지시하기 위한 격발 제어 신호를 생성하여, 전투차량들(101, 102, 103, 104)에 전달할 수 있다.
운용 컴퓨터(81)는 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 무장 제어 시스템을 이용하여 타격을 수행하기 위하여 단일 사격모드와 집중 사격모드의 어느 하나를 선택하여 실행할 수 있다.
단일 사격모드는 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 각각에 장착된 무장 제어 시스템의 제1 무기와 제2 무기 중 어느 하나를 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 모드이다. '타격 무기'는 목표물에 격발을 할 수 있도록 선택된 무기를 지칭하는 용어이다. 예를 들어 단일 사격모드에서 제1 무기가 타격 무기로 선택된 경우, 제1 무기가 격발 동작을 실행하는 동안 제2 무기는 사격을 정지하도록 제어된다.
집중 사격모드는 전투차량들(101, 102, 103, 104)의 각각에 장착된 무장 제어 시스템의 제1 무기와 제2 무기를 모두 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 모드이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이며, 도 5에서는 무장 제어 시스템의 제1 무기를 타격 무기로 선택하여 실시되는 단일 사격모드의 각 단계들이 설명된다.
제1 무기를 타격 무기로 선택한 단일 사격모드에서는 무장 제어 시스템의 프레임을 회전시켜 표적(목표물)을 조준하는 단계(S100)가 실행된 이후에, 제1 무기를 타격 무기로 선택하는 단계(S110)가 실행된다. 그 이후, 타격 무기로 선택된 제1 무기의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도의 적어도 하나를 조정함으로써 제1 무기의 탄도를 보정하는 단계(S120)가 실행된다. 제1 무기의 탄도를 보정하는 단계(S120)에서는 목표물의 위치와 제1 무기의 탄도 범위를 고려하여 타격의 정밀도를 높이도록 제1 무기의 탄도를 보정한다.
제1 무기의 탄도를 보정하는 단계(S120)와 동시에, 또는 그 이후에 제2 무기의 간섭을 보정하는 단계(S130)가 실행되고, 제2 무기의 간섭을 보정한 이후에 제1 무기를 격발하는 단계(S140)가 실행된다.
도 6은 도 5에 도시된 작동상태에서 무기들의 각도를 예시적으로 설명한 개념도이다.
도 6에 도시된 것과 같이, 제1 무기(31)가 타격 무기로 선택된 단일 사격모드에서는, 제1 무기(31)가 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전함으로써 목표물(7)에 정렬하도록 제1 무기(31)의 탄도 방향, 즉 고저 방향 각도가 조정된다. 이때 타격 무기인 제1 무기(31)의 사격 범위에 대하여 제2 무기(32)가 기계적인 간섭을 일으키지 않도록, 제2 무기(32)도 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전함으로써 제2 무기(32)의 고정 방향이 제1 무기(31)의 고저 방향에 대하여 평행하도록 조정된다. 제1 무기(31)의 사격 범위는 제1 무기(31)가 작동하여 사격을 실시할 때 제1 무기(31)로부터 발사되는 탄이 이동할 수 있는 좌우 방향의 범위 및 고저 방향의 범위를 포함한다.
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이고, 도 7에서는 무장 제어 시스템의 제2 무기를 타격 무기로 선택하여 실시되는 단일 사격모드의 각 단계들이 설명된다.
제2 무기를 타격 무기로 선택한 단일 사격모드에서는 무장 제어 시스템의 프레임을 회전시켜 표적(목표물)을 조준하는 단계(S200)가 실행된 이후에, 제2 무기를 타격 무기로 선택하는 단계(S210)가 실행된다. 그 이후, 타격 무기로 선택된 제2 무기의 선회 방향 각도와 고저 방향의 각도의 적어도 하나를 조정함으로써 제2 무기의 탄도를 보정하는 단계(S220)가 실행된다. 제2 무기의 탄도를 보정하는 단계(S220)에서는 목표물의 위치와 제2 무기의 탄도 범위를 고려하여 타격의 정밀도를 높이도록 제2 무기의 탄도를 보정한다.
제2 무기의 탄도를 보정하는 단계(S220)와 동시에, 또는 그 이후에 제1 무기의 간섭을 보정하는 단계(S230)가 실행되고, 제1 무기의 간섭을 보정한 이후에 제2 무기를 격발하는 단계(S240)가 실행된다.
도 8은 도 5에 도시된 작동상태에서 무기들의 각도를 예시적으로 설명한 개념도이다.
도 8에 도시된 것과 같이, 제2 무기(32)가 타격 무기로 선택된 단일 사격모드에서는, 제2 무기(32)가 제3 회전축(C3)을 중심으로 회전함으로써 목표물(7)에 정렬하도록 제2 무기(32)의 탄도 방향, 즉 고저 방향 각도가 조정된다. 이때 타격 무기인 제2 무기(32)의 사격 범위에 대하여 제1 무기(31)가 기계적인 간섭을 일으키지 않도록, 제1 무기(31)도 제2 회전축(C2)을 중심으로 회전함으로써 제1 무기(31)의 고정 방향 각도가 조정된다. 제1 무기(31)는 제2 무기(32)의 방향에 대해 평행한 방향을 향하거나, 제2 무기(32)의 방향으로부터 멀어지는 방향을 향하도록 조정될 수 있다.
도 9는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 또 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이다. 도 9에서는 무장 제어 시스템의 제1 무기와 제2 무기의 모두를 타격 무기로 선택하여 실시되는 집중 사격모드의 각 단계들이 설명된다.
집중 사격모드에서는 프레임을 회전시켜 표적(목표물)을 조준하는 단계(S300)가 실행된 이후에, 제1 무기와 제2 무기의 모두를 타격 무기로 선택하는 단계(S310)가 실행된다. 그 이후, 타격 무기로 선택된 제1 무기와 제2 무기의 각각의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도의 적어도 하나를 조정함으로써 제1 무기와 제2 무기의 각각의 탄도를 보정하는 단계(S320)가 실행된다. 제1, 2 무기의 탄도를 보정하는 단계(S320)에서는 목표물의 위치와 제1 무기의 탄도 범위를 고려함과 동시에 목표물의 위치와 제2 무기의 탄도 범위를 고려하여 타격의 정밀도를 높이도록 제1, 2 무기의 각각의 탄도를 보정한다.
제1, 2 무기의 탄도를 보정하는 단계(S320)의 이후에는 제1, 2 무기의 각각을 격발하는 단계(S330)가 실행된다. 이와 같이 제1, 2 무기를 함께 이용하여 사격을 실시하면 하나의 목표물에 제1, 2 무기의 화력을 동시에 집중할 수 있으므로, 사격의 목적을 확실히 달성할 수 있다.
제1, 2 무기의 각각을 격발하는 단계(S330)에서는 제1 무기와 제2 무기의 각각의 격발동작에 의해 발생하는 진동의 영향을 최소화하도록 제1 무기와 제2 무기의 각각의 사격이 순차적으로 이루어지도록 제1 무기와 제2 무기의 각각의 사격 시각을 순차적으로 조정할 수 있다.
예를 들어, 제1 무기와 제2 무기를 동시에 사격할 수도 있지만, 무장 제어 시스템의 기계적인 특성 상 제1 무기와 제2 무기가 동시에 사격을 할 때에 제1 무기의 격발로 인한 진동이 제2 무기에 크게 작용할 수 있다. 따라서 제1 무기와 제2 무기의 사이의 진동의 영향을 최소화하도록 제1 무기를 먼저 작동시켜 사격을 실시하고, 제1 무기의 사격이 종료한 후 제1 무기의 격발동작에 의한 진동이 종료되는 시각에 제2 무기를 작동시켜 사격을 실시할 수 있다.
도 10은 복수 개의 목표물들이 디스플레이에 표시된 예를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 무장 제어 시스템의 또 다른 제어 방법의 단계들을 도시한 순서도이며, 도 12는 도 11의 제어 방법에서 복수 개의 목표물들에 우선순위가 부여되는 단계를 설명한 순서도이다. 도 10 내지 도 12에서는 무장 제어 시스템을 이용하여 서로 이격된 위치에 있는 복수 개의 목표물들에 대한 사격을 실시하는 작동상태가 도시된다.
도 11을 참조하면 사용자가 무장 제어 시스템을 조작하거나 무장 제어 시스템에 명령을 전달하는 운용 컴퓨터의 신호에 의해 사격의 목적이 되는 제1 목표물에 대해 무장 제어 시스템을 조준하는 조준 단계(S400)가 실행된다. 조준 단계(S400)는 조준이 되는 제1 목표물을 선택하는 제1 목표물 선택 단계와 함께 실행되거나, 제1 목표물 선택 단계의 이후에 실행될 수 있다. 제1 목표물 선택 단계는 예를 들어 사용자에 의해 수동으로 실행되거나, 무장 제어 시스템에 의해 자동적으로 실행될 수 있다.
제1 목표물에 대해 무장 제어 시스템을 조준하는 조준 단계(S400)의 이전이나, 제1 목표물에 대해 무장 제어 시스템을 조준하는 조준 단계(S400)와 동시에 또는 그 이후에 타격 무기를 선택하는 타격 무기 선택 단계가 실행될 수 있다. 타격 무기 선택 단계는 제1 무기와 제2 무기 중 하나를 제1 목표물을 사격하기 위한 첫 번째 타격 무기인 제1 타격 무기로 선택하고, 제1 무기와 제2 무기 중 다른 하나를 제2 목표물을 사격하기 위한 두 번째 타격 무기인 제2 타격 무기로 선택하는 단계를 포함한다.
이하에서는 제1 무기가 제1 타격 무기로 선택되고 제2 무기가 제2 목표물을 사격하기 위한 제2 타격 무기로 선택된 것으로 가정하여 설명이 이루어졌으나, 이를 변경하여 제2 무기가 제1 타격 무기로 선택되고 제1 무기가 제2 타격 무기로 선택될 수도 있다. 제1 타격 무기와 제2 타격 무기의 선택은 무장 제어 시스템에 의해 자동적으로 이루어지거나, 사용자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있다.
무장 제어 시스템을 제1 목표물에 대해 조준하는 조준 단계(S400)의 이후에 또는 동시에 무장 제어 시스템이 탐지장치와, 전술 네트워크와, 인공위성과, 레이더와, 무장 제어 시스템의 촬영장치의 적어도 하나로부터 목표물의 위치와 관련된 목표물 정보를 수신하는 정보 수신 단계(S410)가 실행된다.
목표물 정보를 수신하는 정보 수신 단계(S410)의 이후에 운용 컴퓨터가 목표물들의 정보에 기초하여 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)가 실행된다.
도 12에 도 11의 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)에 포함될 수 있는 구체적인 단계들이 도시되었다. 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)에서는 탐지된 복수 개의 목표물들 중에서 타격 무기가 사격할 예정인 제1 목표물을 제외한 나머지 목표물들에 대하여 우선순위를 부여한다. 목표물들에 부여되는 우선순위는 두 번째 타격 무기인 제2 무기가 사격할 대상(제2 목표물)과 관련된 우선순위에 해당한다.
도 12를 참조하면, 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)는 목표물들의 방위각과 고각과 크기 등의 정보를 포함한 레이더 정보(451)와, 목표물들이나 무장 제어 시스템의 현재 위치와 관련된 위치 정보를 포함하는 GPS 정보(452)와, 운용 컴퓨터에 연결된 전술네트워크로부터 전달된 전술네트워크 정보(453; 목표물들의 위치 정보나, 최우선 타격의 대상이 되는 목표물을 지정하는 명령이나, 사격 시각이나 사격 방법 등의 전술명령 정보), 무장 제어 시스템의 촬영장치에 의해 촬영된 영상정보로부터 무장 제어 시스템이 자체적으로 탐지한 목표물들의 크기나 거리 정보를 포함하는 자체영상탐지 정보(454)를 비교 및 분석하여 탐지된 목표물들이 제1 무기와 제2 무기에 의해 동시에 타격이 가능한 방위각, 고각, 또는 거리의 범위의 이내에 있는지를 판단하는 타격 가능 범위 판단 단계(S421)를 포함한다.
타격 가능 범위 판단 단계(S421)는 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)와 독립적으로 실행될 수도 있다. 즉 타격 가능 범위 판단 단계(S421)의 결과에 기초하여 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)가 실행되거나 실행되지 않을 수도 있다.
타격 가능 범위 판단 단계(S421)에 의해 제1 무기와 제2 무기에 의해 동시에 타격이 가능한 목표물들이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 목표물들에 우선순위를 부여하지 않고 종료하지만, 동시에 타격이 가능한 목표물들이 존재한다면 입력된 목표물들을 거리의 순서에 따라 정렬하는 정렬 단계(S422)와, 목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계(S423)와, 부여된 가중치에 기초하여 목표물들 재정렬하는 재정렬 단계(S424)와, 목표물들의 우선순위에 관한 정보를 생성하여 전달하는 정보 전달 단계(S425)가 실행된다.
목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계(S423)가 실행되는 일 예로서, 전술 네트워크로부터 전달된 전술명령 정보와 목표물들의 거리의 정보를 조합하여 최우선적으로 타격 대상이 되는 목표물들에 가중치를 부여할 수 있다.
목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계(S423)가 실행되는 다른 예로서, 제1 무기와 제2 무기의 각각의 탄도 범위를 고려하여, 제1 무기와 제2 무기가 동시에 격발동작을 할 때 서로의 탄도 범위가 겹치지 않는 범위에 위치하는 목표물에 높은 가중치를 부여할 수 있다.
목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계(S423)가 실행되는 또 다른 예로서, 목표물들의 크기나 분포를 고려하여 타격의 명중률이 높은 순서대로 목표물들에 가중치를 부여할 수 있다.
목표물들에 가중치를 부여하는 가중치 부여 단계(S423)가 실행되는 또 다른 예로서, 전술 네트워크 정보(453)에서 최우선순위의 목표물을 지정하는 명령이 포함된 경우, 최우선순위의 목표물에 가장 높은 가중치를 부여할 수 있다.
도 11을 참조하면, 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계(S420)의 이후에 목표물들의 위치 정보를 이용하여 탐지된 복수 개의 목표물들(3, 4, 5, 7)의 위치와 우선순위에 관한 정보를 도 10에 도시된 것과 같이 디스플레이에 표시하는 표시 단계(S430)가 실행된다.
도 10을 참조하면, 제1 타격 무기인 제1 무기가 타격할 대상인 제1 목표물(7)과 함께 탐지된 복수 개의 목표물들(3, 4, 5)이 디스플레이에 표시된다. 디스플레이에는 목표물들(7, 3, 4, 5)이 작은 동그라미로 표시되며, 목표물들(7, 3, 4, 5)의 위치를 나타내는 작은 동그라미와 함께 목표물들(7, 3, 4, 5)에 관한 우선순위의 정보가 디스플레이에 표시될 수 있다.
목표물들(7, 3, 4, 5)에 관한 우선순위의 정보는 예를 들어, 숫자나 문자나 화살표와 같은 기호나 이미지로 표시될 수도 있고 목표물들(7, 3, 4, 5)의 위치를 나타내는 작은 동그라미의 색상을 변경하거나 동그라미의 크기를 변경하거나 선의 두께나 선의 종류를 변경할 수도 있다.
도 10에서는 제1 목표물(7)을 향하는 제1 무기의 방향으로부터 좌측 및 우측으로 θ도의 좌우 방향의 각도 범위에 위치하는 목표물들(3, 4)이 제2 타격 무기인 제2 무기에 의해 타격이 가능한 목표물들, 즉 제2 목표물 후보로 표시된다.
예를 들어, 제2 무기는 좌우 방향 각도가 중심으로부터 좌측 및 우측으로 21도까지 회전하도록 설계된다. 그런데 제2 무기의 좌우 방향의 최대 탄도각이 3도이므로, 이러한 제2 무기의 좌우 방향의 최대 탄도각을 고려하여 제2 무기가 타격 가능한 목표물들(3, 4)을 지정하기 위한 좌우 방향의 각도 범위인 θ도를 18도로 지정하였다.
도 11을 참조하면, 제2 목표물을 선택하는 제2 목표물 선택 단계는 입력 수신 단계(S440)와, 자동 선택 단계(S460)를 포함한다.
입력 수신 단계(S440)는 사용자가 제2 목표물을 선택하는 사용자의 입력조작을 수신하는 단계이다. 예를 들어서, 사용자가 도 10에서 제1 목표물(7)의 우측의 목표물(3)을 제2 목표물로 선택한 경우에는, 운용 컴퓨터는 제2 무기를 제2 목표물로 선택된 목표물(3)을 타격하는 제2 타격 무기로 선택한다.
사용자가 제2 목표물을 선택하는 사용자의 입력조작이 수신되지 않았다면, 목표물들(3, 4, 5) 중에 부여된 우선순위들에서 최우선순위에 있는 목표물을 제2 목표물로 선택하는 자동 선택 단계(S460)가 실행된다.
제2 목표물이 지정된 이후에, 제1 무기를 제1 목표물(7)에 정렬하도록 제1 무기의 선회 방향 각도 및 고저 방향의 각도를 조정하여 제1 무기의 탄도 방향을 보정하고, 제2 무기를 제2 목표물(3)에 정렬하도록 제2 무기의 선회 방향 각도 및 고저 방향의 각도를 조정하여 제2 무기의 탄도 방향을 보정하는 탄도 보정 단계(S450)가 실행된다.
제1, 2 무기의 탄도 방향을 보정하는 탄도 보정 단계(S450)의 이후에는 제1, 2 무기를 격발하는 격발 단계(S470)가 실행된다. 제1, 2 무기를 격발하는 격발 단계(S470)에서는 제1, 2 무기를 동시에 격발할 수도 있고, 제1, 2 무기의 사이의 탄도 범위의 간섭을 고려하거나 제1, 2 무기의 사이의 진동의 영향을 최소화하도록 제1, 2 무기의 각각의 격발동작이 시간 간격을 가지고 순차적으로 이루어지게 할 수도 있다.
상술한 구성의 무장 제어 시스템에 의하면, 제1, 2 무기의 어느 하나를 선택하여 사격을 실시할 수도 있고, 제1, 2 무기를 동시에 이용하여 사격을 실시할 수도 있다. 또한 제1, 2 무기를 동시에 이용하여 사격을 실시할 때에는 타격의 대상이 되는 목표물들을 자유롭게 선택할 수 있으며, 제1, 2 무기의 사이의 간섭이나 진동의 영향을 최소화할 수 있어서 무장 제어 시스템의 사용이 편리함과 동시에 사격의 효과와 정밀도가 향상된다. 또한 탐지된 목표물들을 분석하여 선택 가능한 목표물들의 우선순위 정보가 제공되므로 무장 제어 시스템이 원격 조종에 의해 제어될 때에도 효과적이면서도 정밀한 사격을 수행할 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
C1: 제1 회전축 72: 액추에이터 제어기
C2: 제2 회전축 72a: 제1 드라이버
C3: 제3 회전축 72b: 제2 드라이버
C4: 제4 회전축 72c: 제3 드라이버
C5: 제5 회전축 72d: 제4 드라이버
10: 베이스 72e: 제5 드라이버
20: 프레임 73: 영상 처리기
21: 하부 프레임 74: 입출력 제어기
22: 측부 프레임 81: 운용 컴퓨터
23: 회전 지지대 82: 디스플레이
24: 중간 지지대 83: 사용자 입력장치
25: 촬영장치 지지대 84: 레이더 정보 처리기
26: 회전 브라켓 85: GPS 정보 처리기
3, 4, 5, 7: 목표물들 86: 정보 네트워크
31: 제1 무기 100: 전술그룹
32: 제2 무기 110: 전술 네트워크
33: 촬영장치 120: 인공위성
41: 제1 액추에이터 130: 레이더
42: 제2 액추에이터 140: 탐지장치
43: 제3 액추에이터 101, 102, 103, 104: 전투차량들
44: 제4 액추에이터 451: 레이더 정보
45: 제5 액추에이터 452: GPS 정보
70: 제어기 453: 전술네트워크 정보
71: 격발 제어기 454: 자체영상탐지 정보

Claims (20)

  1. 베이스;
    제1 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 프레임;
    상기 프레임을 상기 베이스에 대하여 회전시키는 제1 액추에이터;
    상기 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 제1 무기;
    상기 제1 무기를 상기 프레임에 대하여 회전시키는 제2 액추에이터;
    상기 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제3 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전 지지대;
    상기 회전 지지대를 상기 프레임에 대하여 회전시키는 제3 액추에이터;
    상기 제3 회전축을 가로지르는 제4 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 지지대에 회전 가능하게 결합되는 제2 무기;
    상기 제2 무기를 상기 회전 지지대에 대하여 회전시키는 제4 액추에이터;
    상기 제1 액추에이터와 상기 제2 액추에이터와 상기 제3 액추에이터와 상기 제4 액추에이터를 제어하는 액추에이터 제어기; 및
    상기 제1 무기와 상기 제2 무기의 어느 하나를 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 단일 사격모드와 상기 제1 무기와 상기 제2 무기의 모두를 타격 무기로 선택하여 사격을 실시하는 집중 사격모드의 어느 하나를 실행할 수 있으며, 상기 단일 사격모드에서는 목표물에 정렬하도록 상기 타격 무기의 탄도 방향을 보정한 후에 상기 타격 무기의 사격 범위에 대한 기계적인 간섭을 최소화하도록 상기 제1 무기와 상기 제2 무기 중 선택되지 않은 무기의 방향을 조정하는 운용 컴퓨터를 구비하고,
    상기 프레임이 상기 베이스에 대해 회전할 때 상기 프레임에 결합된 상기 제1 무기, 상기 회전 지지대, 및 상기 제2 무기가 상기 프레임과 함께 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는, 무장 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기의 격발을 제어하고, 상기 제2 무기의 격발을 제어하는 격발 제어기를 더 구비하는, 무장 제어 시스템.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서,
    상기 운용 컴퓨터는 상기 액추에이터 제어기 및 상기 격발 제어기와 전기적으로 연결되어, 상기 제1 무기 및 상기 제2 무기의 각각의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도를 조정하기 위한 각도 조정 신호와 상기 제1 무기와 상기 제2 무기의 각각의 격발을 위한 격발 제어 신호를 제공하는, 무장 제어 시스템.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 운용 컴퓨터는 목표물을 탐지하는 탐지장치와, 전술 네트워크와, 인공위성과, 레이더와, 상기 무장 제어 시스템의 촬영장치의 적어도 하나로부터 목표물과 관련된 목표물 정보를 수신하여, 상기 목표물 정보에 기초하여 상기 각도 조정 신호와 상기 격발 제어 신호를 생성하는, 무장 제어 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 프레임 위에 제1 무기와 제2 무기가 장착된 무장 제어 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 프레임은 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제1 무기는 상기 프레임에 대하여 상기 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제2 무기는 상기 프레임에 대하여 상기 제1 회전축을 가로지르는 방향의 제3 회전축을 중심으로 회전 가능하며 상기 제3 회전축을 가로지르는 제4 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 프레임이 회전할 때 상기 프레임에 결합된 상기 제1 무기와 상기 제2 무기가 상기 프레임과 함께 상기 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하고,
    목표물을 향하는 방향으로 상기 프레임을 회전시켜 상기 목표물에 대해 조준하는 조준 단계;
    상기 제1 무기와 상기 제2 무기 중 적어도 하나를 상기 목표물을 사격하기 위한 타격 무기로 선택하는 타격 무기 선택 단계;
    상기 타격 무기의 선회 방향 각도와 고저 방향 각도의 적어도 하나를 조정함으로써 탄도를 보정하는 탄도 보정 단계:
    상기 타격 무기를 작동시켜 상기 목표물에 대한 사격을 실시하는 격발 단계; 및
    상기 타격 무기 선택 단계에서 상기 제1 무기와 상기 제2 무기 중 어느 하나만이 상기 타격 무기로 선택된 경우, 상기 격발 단계의 실행 전에 상기 타격 무기의 사격 범위에 대한 간섭을 최소화하도록 상기 타격 무기로 선택되지 않은 상기 제1 무기와 상기 제2 무기 중 다른 하나의 방향을 조정하는 간섭 보정 단계;를 포함하는, 무장 제어 시스템의 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 조준 단계에서는 복수 개의 목표물들 중 제1 목표물에 대해 조준하며,
    복수 개의 상기 목표물들의 위치와 관련된 목표물 정보를 수신하는 정보 수신 단계; 및
    상기 목표물들의 상기 목표물 정보에 기초하여 상기 목표물들에 우선순위를 부여하는 우선순위 부여 단계;를 더 포함하는, 무장 제어 시스템의 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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