KR102268099B1 - rotation axis of directional energy weapon system for energy transfer and directional energy weapon system having the same - Google Patents

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KR102268099B1 KR1020200181837A KR20200181837A KR102268099B1 KR 102268099 B1 KR102268099 B1 KR 102268099B1 KR 1020200181837 A KR1020200181837 A KR 1020200181837A KR 20200181837 A KR20200181837 A KR 20200181837A KR 102268099 B1 KR102268099 B1 KR 102268099B1
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박기영
한정수
배종인
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한화시스템(주)
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Abstract

Disclosed are a rotary center shaft for energy distribution of a directional energy weapon system, having both a hollow hole forming an optical path, and a slip ring type wall structure conducting an electric signal even during rotation, and a directional energy weapon system including the same. Here, the rotary center shaft having a slip ring type wall structure includes a rotation driving part forming an inner wall on the rotary center shaft in at least one partial section, and a fixing part forming an outer wall thereon, and the inner wall and the outer wall can form electric lines for delivering electric power and a signal respectively. According to the present invention, the directional energy weapon system can efficiently deliver a high-energy laser beam, operate an electric device for the operation of a turret system, and deliver a signal through the rotary center shaft constituting the turret system.

Description

지향성 에너지 무기 시스템의 에너지 유통용 회전 중심축 및 이를 구비한 지향성 에너지 무기 시스템{rotation axis of directional energy weapon system for energy transfer and directional energy weapon system having the same }A rotational axis for energy distribution of a directional energy weapon system and a directional energy weapon system having the same {rotation axis of directional energy weapon system for energy transfer and directional energy weapon system having the same }

본 발명은 지향성 에너지 무기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지향성 에너지 무기를 타겟에 정확히 조준하고 에너지를 조사할 수 있는 지향성 에너지 무기 시스템에서 에너지 유통의 경로가 되는 회전 중심축 및 이를 구비한 지향성 에너지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a directional energy weapon system, and more particularly, to a directional energy weapon system capable of accurately aiming a directional energy weapon at a target and irradiating energy with a central axis of rotation serving as a path of energy distribution in a directional energy weapon system and directional energy having the same It's about the system.

일반적으로 레이저 무기와 같은 지향성 에너지 무기는 표적에 레이저 빔과 같은 응축된 에너지를 집속시켜 표적을 빠르게 타격하는 신개념의 무기체계이다.In general, a directional energy weapon such as a laser weapon is a weapon system of a new concept that rapidly strikes a target by focusing condensed energy such as a laser beam on the target.

레이저 무기는 중력장의 영향을 받지 않고 빛의 속도로 에너지를 표적에 전달하는 지향성 에너지 무기의 특성상 비선형 및 소규모 분산형 전투, 비 살상전, 비 접적 및 원격대리전, 그리고 우주전의 특징을 가지는 미래전에서 전쟁의 패러다임을 변화시킬 수 있는 신개념의 무기이다.Laser weapons are non-linear and small-scale distributed battles, non-lethal warfare, non-contact and remote proxy warfare, and space warfare due to the nature of directed energy weapons that deliver energy to the target at the speed of light without being affected by the gravitational field. It is a new concept weapon that can change the paradigm of war.

특히, 레이저 무기는 빛의 속도로 에너지를 표적에 전달하고, 교전시 지연시간이 없기 때문에 비행시간이 짧은 빠른 표적 및 다(多) 표적과의 교전이 가능하다. 이와 같은 특성으로 레이저 무기는 운동성 에너지 무기인 기존 재래식 대공 무기로 방어가 불가능한 RAM(Rocket, Artillery, Mortar) 등과 같은 공중 위협물(표적) 방어 능력이 우수할 것으로 예측된다.In particular, laser weapons deliver energy to the target at the speed of light, and since there is no delay time during engagement, it is possible to engage with multiple targets and fast targets with short flight times. Due to these characteristics, laser weapons are expected to have excellent defense capabilities against air threats (targets) such as RAM (Rocket, Artillery, Mortar), which cannot be defended by conventional anti-aircraft weapons, which are kinetic energy weapons.

운동성 에너지 무기인 기존의 대공무기는 표적을 탐지하고, 탐지된 표적의 속도, 방향, 그리고 거리를 측정하고 이를 기반으로 표적의 향후 위치를 예측하여 포탄을 발사하는데 반해, 레이저무기는 중력장의 영향을 받지 않고 빛의 속도로 에너지를 전달하기 때문에 표적에 레이저 빔을 조사해야 될 위치(타격점)을 확인한 후 바로 레이저 빔을 발사한다. 또한 표적을 파괴 또는 무능화시키기 위하여 레이저 빔을 타격점에 수초 이상 발사해야 한다. 그러므로 레이저 무기에서 사용되는 추적조준장치는 기존의 운동성 에너지 무기의 추적조준장치와 상이한 측면이 있다Existing anti-aircraft weapons, which are kinetic energy weapons, detect the target, measure the speed, direction, and distance of the detected target, and based on this, predict the target's future location and fire the shell, whereas laser weapons take the effect of the gravitational field. Because energy is delivered at the speed of light without receiving it, the laser beam is fired immediately after confirming the position (hitting point) where the laser beam should be irradiated to the target. In addition, in order to destroy or incapacitate the target, the laser beam must be fired at the striking point for more than a few seconds. Therefore, the tracking and sighting device used in laser weapons is different from the tracking and sighting device of existing kinetic energy weapons.

또한 레이저 무기에서는 다발성으로 출몰하는 소형 무인기, 드론 등의 위협표적에 효과적으로 대응하기 위해 소형 기동플랫폼에 탑재하여 시한성 긴급 표적을 지향성 에너지(레이저)로 타격하는 기동형 시스템의 필요성이 대두되고 있으며, 이는 빔집속 터렛시스템의 소형화 및 기동 전장환경에 강인한 시스템 개발이 요구되는 이유이다. In addition, in laser weapons, in order to effectively respond to threat targets such as small unmanned aerial vehicles and drones that appear multiple times, the need for a mobile system that is mounted on a small maneuvering platform to strike a time-limited emergency target with directional energy (laser) is emerging. This is the reason why the miniaturization of the beam focusing turret system and the development of a system that is robust to the maneuvering battlefield environment is required.

터렛시스템에 지향성에너지(레이저)를 접목하여 시스템을 구현하는 방식 혹은 주요 광학구성 기술로 비축시스템과 동축시스템이 구현될 수 있다. 여기서 동축시스템은 고출력에너지가 진행하는 방향에서 광학계가 상하 좌우가 대칭적인 구조를 가지며, 비축시스템은 한쪽 방향은 대칭 형태이지만, 그와 수직인 방향은 비대칭인 구조를 갖는다. A method of realizing a system by grafting directional energy (laser) to a turret system, or an off-axis system and a coaxial system can be implemented with the main optical configuration technology. Here, in the coaxial system, the optical system has a symmetrical structure in the direction in which the high output energy proceeds, and the off-axis system has a symmetrical structure in one direction, but an asymmetrical structure in the direction perpendicular to it.

종래의 지향성 에너지로 표적을 타격하는 광학구성은 전달 광학부와 표적 조준시 물체를 확인 및 조준하는 조준광학부가 대구경 망원경구조를 공통으로 사용하는 경우가 많고, 방위각 및 고각 회전을 위한 김벌(Gimbal)구조를 광학시스템이 통과하는 구조를 가질 수 있으며, 광학경로가 매우 긴 구조로 구성되는 경우가 많다.In the conventional optical configuration that strikes a target with directional energy, the transmission optics and the aiming optics for checking and aiming an object when aiming a target often use a large-diameter telescope structure in common, and a gimbal for azimuth and elevation rotation. The structure may have a structure through which the optical system passes, and in many cases, it is composed of a structure in which the optical path is very long.

에너지 전달 광학계와 조준광학계가 공통광학계로 구성되면서 운용상의 방위각축 및 고각축 회전을 위한 김벌구조를 가지는 경우, 기구적 겹침에 의한 광차단을 방지하기 위해 광학경로 구성이 상당히 긴 광학경로를 지니게 되며, 이는 조준광학계 시스템의 영상품질저하를 발생시킬 수 있다. When the energy transfer optical system and the collimating optical system are composed of a common optical system and have a gimbal structure for rotation of the azimuth and elevation axes in operation, the optical path configuration has a fairly long optical path to prevent light blocking due to mechanical overlap. , this may cause image quality degradation of the collimating optical system.

이런 구성에서 최대한 광학경로를 줄이기 위해 김벌구조를 이루는 회전중심축을 이용하여 광학경로를 구성하는 방식을 연구, 개발할 필요가 있다. In this configuration, in order to reduce the optical path as much as possible, it is necessary to research and develop a method of composing the optical path using the rotational axis forming the gimbal structure.

한편 방위각축 및 고각축 회전을 위한 김벌구조에서 각 회전축 중심의 회전은 시계방향 반시계방향 어느 쪽으로든 회전변위 제한 없이 무한정 계속적으로 이루어지는 것이 조준의 신속성을 위해 필요하다. On the other hand, in the gimbal structure for azimuth and elevation axis rotation, it is necessary for the speed of aiming that the rotation of the center of each axis of rotation be continuously performed indefinitely without restriction of rotational displacement in either clockwise or counterclockwise direction.

그런데 기존에 국내에서 많이 개발되고 있는 에너지 지향성 무기에 채용되는 터렛 시스템은 방위각으로 360도를 자유롭게 회전하지 못하는 구조적 한계를 가지고 있어 전장환경에서 다발성으로 출몰하는 위협표적에 신속하게 대응하여 위협표적을 지속적으로 추적 및 요격하는데 한계가 있다.However, the turret system used in energy-oriented weapons, which has been developed a lot in Korea, has a structural limitation in that it cannot freely rotate 360 degrees in azimuth. There is a limit to tracking and intercepting.

또한, 고각축 회전 및 방위각축 회전을 위해서는 수동 조절을 생각하기는 어렵고, 축과 그 주변의 회전되는 부분 사이에 회전을 위한 액츄에이터 등과 회전 조절을 위한 센서 장치, 신호 전달 장치 등이 설치될 필요가 있으며, 이들 장치를 운영할 전기 에너지 공급이 거의 필수적으로 이루어지게 된다. In addition, it is difficult to think of manual adjustment for the high-angle axis rotation and the azimuth axis rotation, and it is necessary to install an actuator for rotation between the shaft and the rotating part around it, a sensor device for rotation control, a signal transmission device, etc. and the supply of electrical energy to operate these devices is almost essential.

이런 상황에서 축을 중심으로 회전되는 부분에 설치되는 액츄에이터나 기타 전기전자장치에 대한 전원 공급을 위해서는 회전부의 회전시에도 회전 변위에 상관없이 끊임없이 전기 접속을 유지하기 위한 구성이 필요하게 된다. In this situation, in order to supply power to an actuator or other electric and electronic device installed in a part rotating about the axis, a configuration for continuously maintaining electrical connection is required regardless of rotational displacement even when the rotating part is rotated.

기계적으로 회전하는 구성에서 회전하는 부분과 회전하지 않는 부분 사이의 전류 전달은 발전기나 모터의 슬립링과 같은 구성에서 이미 개시되고 있으며, 많은 기계적 회전 구동이 이루어지는 많은 전기장치에도 여러 가지 형태로 개시되고 있다. Current transfer between a rotating and non-rotating part in a mechanically rotating configuration has already been initiated in a configuration such as a generator or a slip ring of a motor, and is also disclosed in various forms in many electrical devices with many mechanical rotational drives. have.

대한민국 특허출원 10-2006-0071689에는 이러한 회전중심축을 통한 회전중심축 주변으로의 전기 에너지 공급 구조가 개시된다.Korean Patent Application No. 10-2006-0071689 discloses a structure for supplying electrical energy to the periphery of the central axis of rotation through such a central axis of rotation.

그런데, 이런 회전중심축을 이용한 전기에너지 공급구조는 회전중심축의 중심과 주변이 전기 선로로 사용되어 이 회전중심축 상에 다른 구성요소를 결합시키고 이용하기에는 어려움이 있었다. However, in the electric energy supply structure using such a central axis of rotation, the center and periphery of the central axis of rotation are used as electric lines, so it is difficult to combine and use other components on the central axis of rotation.

가령, 앞서 언급한 바와 같은 지향성 에너지 무기 시스템에서 광경로상의 이점을 얻기 위해 회전중심축을 광경로로 이용하기 위해서는 회전중심축에 전기선로 외의 다른 구성요소로서 광학적 통로를 위한 구성을 설치하는 것이 필요하게 되지만 이런 구성요소를 회전중심축에 설치하는 것은 종래의 구조에서는 어려운 일이 된다. For example, in order to use the central axis of rotation as a light path to obtain an optical path advantage in the directional energy weapon system as described above, it is necessary to install a configuration for an optical path as a component other than an electric line on the central axis of rotation. However, it is difficult to install such a component on the central axis of rotation in the conventional structure.

대한민국 특허출원 10-2010-0081224Korean Patent Application 10-2010-0081224 대한민국 특허출원 10-2006-0071689Korean Patent Application 10-2006-0071689

본 발명은 지향성 에너지 무기 시스템에 있어서 고에너지 레이저광 전달과 터렌 시스템의 구동을 위한 전기장치 구동 및 신호전달의 공통적이고 효율적인 통로가 될 수 있는 회전 중심축과 이를 구비한 지향성 에너지 무기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a central axis of rotation that can be a common and efficient passage for electric device driving and signal transmission for high-energy laser light transmission and turren system driving in a directional energy weapon system and a directional energy weapon system having the same aim to

보다 구체적으로, 본 발명은 지향성 에너지 무기 시스템에 있어서 고에너지 레이저광 전달과 터렛 시스템의 구동을 위한 전기장치 구동 및 신호전달의 효율화를 위해 고에너지 레이저광 및 전기, 신호 전달의 경로를 줄이고, 전달의 정확성을 위한 정렬의 부담을 줄일 수 있으며, 터렛 시스템 상의 회전변위에 관계없이 안정적인 통로를 이룰 수 있는 회전 중심축과 이를 구비한 지향성 에너지 무기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. More specifically, the present invention reduces the path of high-energy laser light, electricity, and signal transmission in order to increase the efficiency of driving and signal transmission of electric devices for transmitting high-energy laser light and driving a turret system in a directional energy weapon system. An object of the present invention is to provide a central axis of rotation that can reduce the burden of alignment for accuracy of the turret system and achieve a stable passage regardless of rotational displacement on the turret system and a directional energy weapon system having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전중심축은 광경로를 이루는 중공과, 회전중에도 전기신호를 통하게 할 수 있는 슬립링 방식의 벽체 구조를 함께 가지는 것을 특징으로 한다. The rotational center shaft of the present invention for achieving the above object is characterized in that it has a hollow forming an optical path, and a slip-ring type wall structure that allows an electric signal to pass through even during rotation.

본 발명의 회전중심축은 슬립링 방식의 벽체구조로서, 적어도 일부 구간에서 회전중심축에서 내측 벽체를 이루는 회전구동부와 외측벽체를 이루는 고정부를 구비하고, 내측벽체와 외측벽체는 각각 전력과 신호를 전달하는 전기선로를 이루는 것을 특징으로 한다.The rotational center shaft of the present invention is a slip ring type wall structure, and at least in some sections, the rotational driving part forming the inner wall and the fixing part forming the outer wall are provided in the rotational center axis, and the inner wall and the outer wall are each provided with power and a signal. It is characterized in that it forms an electric line for transmitting.

본 발명에서 중공에는 광경로로서 진공통로부가 설치될 수 있다. In the present invention, a vacuum passage unit may be installed as an optical path in the hollow.

본 발명에서 회전중심축은 상대적으로 고정된 본체부와 본체부에서 방위각이 변하도록 회전하는 제1 회전부와, 제1 회전부에서 고각이 변화도록 회전하는 제2 회전부를 구비하여 이루어지는 터렛 시스템을 이루는 본체에 제1 회전부의 회전을 위해 설치되는 제1 회전중심축에 해당되는 것일 수 있다.In the present invention, the central axis of rotation is a body constituting a turret system comprising a relatively fixed main body, a first rotating unit rotating to change an azimuth in the main body, and a second rotating unit rotating to change an elevation angle in the first rotating unit. It may correspond to a first central axis of rotation installed for rotation of the first rotating part.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지향성 에너지 무기 시스템은, 조준카메라, 조준카메라 전방에 설치되는 반사투과면을 가지는 광속분리기, 반사투과면에서 반사된 레이저광(레이저빔)이 조준카메라가 조준하는 방향을 향하도록 설치되는 고에너지 레이저, 레이저광이 통과하도록 구간 일부에 설치되어 통과하는 레이저광을 조절하는 레이저광조절부, 레이저광조절부에서 나온 빛의 경로를 바꾸기 위해 설치된 반사경 어셈블리, 반사경 어셈블리를 통과한 빛을 받아 외부로 보내도록 제1 부경, 제2 부경, 제3 부경 및 주경을 가지는 동축형 쿠데 광학 시스템을 구비하며, 레이저광 조절부는 적어도 레이저광 집속 구간 일부에 레이저광이 통과하는 진공셀을 가지고, The directional energy weapon system of the present invention for achieving the above object is a targeting camera, a beam splitter having a reflective and transparent surface installed in front of the aiming camera, and a laser beam (laser beam) reflected from the reflective and transparent surface is aimed by the aiming camera. A high-energy laser installed to face the direction, a laser light control unit installed in a part of the section to control the passing laser light, a reflector assembly installed to change the path of the light emitted from the laser light control unit, and a reflector assembly and a coaxial coaxial optical system having a first sub-mirror, a second sub-mirror, a third sub-mirror and a main mirror to receive the light passing through and send it to the outside, wherein the laser light control unit includes at least a part of the laser light focusing section through which the laser light passes. with a vacuum cell,

상대적으로 고정된 본체부와 본체부에서 방위각이 변하도록 회전하는 제1 회전부와, 제1 회전부에서 고각이 변화도록 회전하는 제2 회전부를 구비하여 이루어지는 터렛 시스템을 이루며, 본체부와 제1 회전부의 상대적 회전을 위해 설치되는 제1 회전중심축을 가지고, A turret system comprising a relatively fixed main body, a first rotating unit rotating to change an azimuth in the main body, and a second rotating unit rotating to change an elevation angle in the first rotating unit, the main body and the first rotating unit Having a first central axis of rotation installed for relative rotation,

회전중심축은 광경로를 이루는 중공과, 회전중에도 전기신호를 통하게 할 수 있는 슬립링 방식의 벽체 구조를 함께 가지는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. The central axis of rotation may be characterized in that it has a hollow forming an optical path and a slip ring type wall structure that allows an electric signal to pass through even during rotation.

본 발명의 지향성 에너지 무기 시스템에서 조준 카메라, 고에너지 레이저로, 광속분리기, 진공셀을 포함한 레이저광 조절부는 상대적으로 고정된 본체부에 설치되고, 반사경 어셈블리 이후 고에너지 레이저빔이 거치게 되는 구성요소들은 조준 카메라가 바라보는 방향 혹은 레이저광 조절부를 통과하는 레이저빔 방향으로 설치되는 제1 회전중심축을 중심으로 회전할 수 있도록 제1 회전부에 설치되고, 동축형 쿠데 광학 시스템은 제1 회전부에서도 특히 제2 회전중심축을 중심으로 별도로 회전할 수 있는 제2 회전부에 설치되며, In the directional energy weapon system of the present invention, the laser beam control unit including the aiming camera, the high energy laser, the beam splitter, and the vacuum cell is installed in a relatively fixed main body, and the components through which the high energy laser beam passes after the reflector assembly are It is installed in the first rotating part so as to be able to rotate about the first central axis of rotation installed in the direction in which the aiming camera is looking or the laser beam passing through the laser beam control unit, and the coaxial coupe optical system is also in the first rotating part, especially the second It is installed in the second rotating part that can be rotated separately about the central axis of rotation,

상기 레이저광 조절부는 제1 회전중심축의 중심에 설치되고, 상기 제1 회전중심축에는 회전중에도 전기신호를 통하게 할 수 있는 슬립링 방식의 벽체 구조가 구비되고, The laser light control unit is installed at the center of the first central axis of rotation, and the first central axis of rotation is provided with a wall structure of a slip ring type that allows electrical signals to pass through even during rotation,

반사경 어셈블리의 첫번째 반사경은 제1 회전중심축 및 상기 레이저광 조절부의 광축 연장선 상에 설치되어 반사경을 포함한 제1 회전부가 어떤 회전 변위로 회전하여도 상기 레이저광 조절부의 광을 받을 수 있고, The first reflector of the reflector assembly is installed on the optical axis extension line of the first central axis of rotation and the laser light control unit so that the first rotating unit including the reflecting mirror rotates with any rotational displacement to receive the light of the laser light control unit,

상기 반사경 어셈블리의 마지막 반사경에서 반사된 고에너지 레이저광은 제2 회전부의 회전변위에 상관없이 항상 쿠데 광학 시스템을 구성하는 광경로상의 첫번째 부경을 향하도록 이루어질 수 있다. The high-energy laser light reflected from the last reflector of the reflector assembly may always be directed toward the first sub-mirror on the optical path constituting the coupe optical system regardless of the rotational displacement of the second rotating part.

본 발명 시스템에서 방위각 회전축인 제1 회전중심축 및 고각 회전축인 제2 회전중심축과 그 주변에는 조준카메라가 획득한 타겟 위치 정보를 이용하여 조절되는 회전구동수단이 구비되어 타겟추적 구동을 하도록 이루어지는 것일 수 있다. 이때 회전구동수단은 스탭모터나 기타 회전구동장치가 될 수 있다.In the system of the present invention, a rotation driving means controlled by using the target position information obtained by the aiming camera is provided around the first central axis of rotation as the azimuth axis of rotation and the second central axis of rotation as the elevation axis of rotation to drive the target. it could be In this case, the rotation driving means may be a step motor or other rotation driving device.

이때 회전구동수단은 제1 회전중심축의 슬립링 구조를 통해 본체로부터 전력 혹은 전기신호를 전달받는 것일 수 있다. In this case, the rotation driving means may be to receive power or an electric signal from the main body through the slip ring structure of the first central axis of rotation.

본 발명에 따르면, 지향성 에너지 무기 시스템에 있어서 고에너지 레이저광 전달과 터렛 시스템의 구동을 위한 전기장치 구동 및 신호전달을 터렛 시스템을 구성하는 회전 중심축을 통해 효율적으로 행할 수 있다.According to the present invention, in a directional energy weapon system, high-energy laser light transmission and electric device driving and signal transmission for driving the turret system can be efficiently performed through the central axis of rotation constituting the turret system.

본 발명에 따르면, 터렛 시스템의 회전중심축을 통해 고에너지 레이저광 전달과 회전 구동을 위한 전력, 전기신호 전달이 효율적으로 이루어지도록 고에너지 레이저광 및 전기, 신호 전달의 경로를 줄이고, 전달 중의 감쇄를 줄일 수 있으며, 터렛 시스템 상의 회전변위에 관계없이 안정적인 전달을 확보할 수 있는 지향성 에너지 무기 시스템을 제공할 수 있다. According to the present invention, the path of high-energy laser light, electricity, and signal transmission is reduced, and attenuation during transmission is reduced so that the transmission of high-energy laser light and power and electrical signal for rotational driving are efficiently performed through the rotational axis of the turret system. It can be reduced, and it is possible to provide a directional energy weapon system that can ensure stable transmission regardless of rotational displacement on the turret system.

도1은 본 발명의 지향성 에너지 무기 시스템의 일 실시예에서 각 요소들 및 그 배열 관계를 나타내는 구성 개념도,
도2 및 도3은 도1의 제1 회전중심축 내부에 중공이 형성되고 중공에 레이저광 조절기를 이루는 진공셀이 설치되며, 제1 회전중심축의 내부 벽체와 외부 벽체가 서로 접한 상태에서 상대적으로 회전할 수 있도록 구성된 것을 개념적으로 간략하게 도시하는 평면도 및 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에서 제1 회전 중심축 슬립링을 통한 제1 회전부와 본체부 사이의 전력 및 전기 신호 전달이 이루어지는 것을 예시적으로 나타내는 구성 개념도이다.
1 is a conceptual diagram showing each element and its arrangement relationship in an embodiment of the directed energy weapon system of the present invention;
2 and 3 show that a hollow is formed inside the first central axis of rotation of FIG. 1 and a vacuum cell constituting a laser light controller is installed in the hollow, and the inner wall and the outer wall of the first central axis of rotation are in contact with each other. A top view and a perspective view schematically schematically illustrating what is configured to be rotatable;
4 is a conceptual diagram illustrating the configuration of power and electrical signal transmission between the first rotating unit and the main body through the first rotating central axis slip ring in an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 지향성 에너지 무기 시스템의 일 실시예의 각 요소들 및 그 배열 관계를 개념적으로 나타내는 구성 개념도이다. 1 is a configuration conceptual diagram conceptually illustrating each element and its arrangement relationship of an embodiment of the directed energy weapon system of the present invention.

이 실시예에서 에너지 지향성 무기 시스템을 주로 광학계와 관련하여 먼저 살펴보면, 이 실시예의 에너지 지향성 무기 시스템은 조준카메라(120), 조준카메라 전방에 설치되는 반사투과면을 가지는 광속분리기(130), 반사투과면에서 반사된 고에너지 레이저광이 조준카메라(120)가 조준하는 방향을 향하도록 설치되는 고에너지 레이저(110), 반사된 고에너지 레이저광이 통과하도록 반사투과면 전방에 설치되어 통과광을 조절하는 레이저광조절부(140), 레이저광조절부(140)에서 나온 빛의 경로를 바꾸기 위해 설치된 반사경 어셈블리, 반사경 어셈블리를 통과한 빛을 받아 외부로 보내도록 제1 부경(310), 제2 부경(340), 제3 부경(350) 및 주경(360)을 가지는 동축형 쿠데 광학 시스템을 구비하여 이루어진다. First, looking at the energy-directed weapon system in this embodiment with respect to the optical system, the energy-directed weapon system of this embodiment includes an aiming camera 120, a beam splitter 130 having a reflective and transmissive surface installed in front of the aiming camera, and a reflective and transmissive device. The high-energy laser beam reflected from the surface is installed in the direction in which the aiming camera 120 is aimed, and the high-energy laser beam is installed in front of the reflective transmission surface so that the reflected high-energy laser beam passes through to control the passing light. The first sub-mirror 310, the second sub-mirror to receive the light passing through the laser light control unit 140, the reflector assembly installed to change the path of the light emitted from the laser light control unit 140, and the reflector assembly to the outside. 340 , a coaxial coaxial optical system having a third secondary mirror 350 and a main mirror 360 .

한편, 본 발명의 에너지 지향성 무기 시스템이 타겟을 향해 레이저광을 보낼 수 있도록 구성되는 물리적 기계적 터렛시스템을 이루기 위해, 본 실시예는 본체부(10)와, 본체부(10)의 일 축인 방위각축 혹은 제1 회전축을 중심으로 회전하여 방위각을 변화시킬 수 있는 제1 회전부(20)와, 제1 회전부(20)에 탑재된 상태로 제1 회전부의 일 축인 고각축(260)을 중심으로 회전하여 고각을 변화시킬 수 있는 제2 회전부(30)를 구비하여 이루어지는 것으로 할 때, 레이저광이 거쳐가는 경로를 기준으로, 본 실시예에서 레이저광조절부(140)까지의 광학계 구성요소는 본체부(10)에 속하고, 반사경 어셈블리는 제1 회전부(20)에 속하며, 쿠데 광학 시스템은 제2 회전부(30)에 속하게 된다. On the other hand, in order to achieve a physical mechanical turret system configured so that the energy-directed weapon system of the present invention can send a laser light toward a target, the present embodiment has a main body 10 and an azimuth axis that is one axis of the main body 10 . Alternatively, the first rotating part 20 capable of changing the azimuth by rotating about the first rotating shaft, and the high-angle shaft 260, which is one axis of the first rotating part in a state mounted on the first rotating part 20, is rotated around the When the second rotation unit 30 capable of changing the elevation angle is provided, based on the path that the laser light passes, the optical system components up to the laser light control unit 140 in this embodiment are the body unit ( 10), the reflector assembly belongs to the first rotating unit 20 , and the coupe optical system belongs to the second rotating unit 30 .

단, 여기서 본체부(10)와 제1 회전부(20), 제2 회전부(30)의 구성은 개념적인 것으로, 이들 부분은 물리적으로 명확히 구분되는 개념은 아닐 수 있다. 제1 회전중심축을 중심으로 회전하는 구성은 고정된 부분인 고정부(150)와 회전하는 부분인 회전부(250)가 있고, 가령 고정부(150)가 본체부(10)에, 회전부(250)가 제1 회전부(20)에 속한다라고 하면 회전중심축은 일부는 본체부, 일부는 제 1 회전부를 이루는 것일 수 있다. 그리고 전체적 관점에서 본다면 제2 회전부(30)는 제1 회전부(20)의 일부를 이루고, 제1 회전부(20)는 본체부(10)의 일부를 이룬다고 볼 수 있으므로 설명을 위한 편의적 구분의 개념으로 보는 것이 더 적합할 수 있다.However, here, the configuration of the main body portion 10, the first rotation unit 20, and the second rotation unit 30 is conceptual, and these parts may not be physically distinctly distinct. The configuration for rotating about the first central axis of rotation includes a fixed portion 150 that is a fixed portion and a rotary portion 250 that is a rotating portion, for example, the fixed portion 150 is located on the main body 10 and the rotary portion 250 . Assuming that belongs to the first rotation unit 20, the central axis of rotation may be part of the body part, and part of the first rotation part. And when viewed from an overall point of view, the second rotating part 30 forms a part of the first rotating part 20 , and the first rotating part 20 forms a part of the main body part 10 , so the concept of convenient division for explanation It may be more appropriate to look at

또한, 본 실시예에서 방위각축 주변에는 본체부와 제1 회전부에 걸쳐 이들 사이의 회전 구동을 담당하는 방위각 회전구동장치(미도시)가 구비되고, 고각축 주변에는 제1 회전부 제2 회전부에 걸쳐 이들 사이의 회전 구동을 담당하는 고각 회전구동장치가(미도시) 구비되며, 본체부에는 조준카메라를 통해 획득한 정보를 분석하여 타겟(미도시)에 관한 위치 정보를 획득하고, 그 위치 정보를 이용하여 방위각 회전구동장치와 고각 회전구동장치에 구동신호를 주어 제2 회전부의 쿠데 광학 시스템을 이루는 주경이 바라보는 방향이 타겟 방향을 유지할 수 있도록 하는 컴퓨터 장치(미도시)가 구비된다.In addition, around the azimuth axis in this embodiment, an azimuth rotation driving device (not shown) responsible for rotational driving between the main body portion and the first rotation unit is provided, and around the high angle axis, the first rotation unit and the second rotation unit are provided. A high-angle rotational driving device (not shown) in charge of driving rotation between them is provided, and the main body part analyzes the information acquired through the aiming camera to obtain position information about the target (not shown), and collects the position information. A computer device (not shown) is provided so that the direction in which the main mirror constituting the coupe optical system of the second rotation unit maintains the target direction by giving a driving signal to the azimuth rotation driving device and the elevation rotation driving device using the azimuth rotation driving device.

여기서 본체부(10)와 제1 회전부(20) 사이의 방위각 회전을 위한 제1 회전축은 도2 및 도3에 도시된 것과 같이 중앙은 빈 중공 상태이며, 중공의 일부 구간에는 레이저광조절부(140)를 이루는 진공셀이 설치된다. 진공셀 주변의 제1 회전축 벽체는 동심원을 이루면서 내측에 있는 회전부(250)와 이 회전부(250)를 회전 가능하게 지지하는 고정부(150)로 구분된다. Here, the first axis of rotation for azimuth rotation between the main body 10 and the first rotation unit 20 is a hollow hollow state in the center as shown in FIGS. 2 and 3, and a laser light control unit ( 140) forming a vacuum cell is installed. The first rotating shaft wall around the vacuum cell is divided into a rotating part 250 inside and a fixing part 150 that rotatably supports the rotating part 250 while forming a concentric circle.

제1 회전축의 중공은 이미 언급하듯이 지향성 에너지의 통로가 되며, 마찬가지로 외부에서 들어오는 영상, 광정보가 조준카메라로 들어오는 경로의 일부를 이루게 된다. 또한, 이 제1 회전축(방위각축)의 주변에는 본체부(10)와 제1 회전부(20)에 걸쳐 이들 사이의 회전 구동을 담당하는 방위각 회전구동장치(미도시)와 그 조절을 위한 센서장치(미도시)가 구비된다고 할 때, 이들 회전구동장치와 센서장치 가운데 제1 회전부에 설치되는 전기전자장비에 전력을 전달하고 전기신호를 전달하는 것은 제1 회전축을 통해 이루어져야 하므로 그 전력 전달과 전기신호 전달을 위한 전기 선로는 제1 회전축 자체를 이용하여 설치되며, 여기서는 방위각 방향의 어느 방향, 어느 변위의 회전에도 상관없이 안정적으로 전달하기 위해 슬립링 방식을 이용하게 된다. As already mentioned, the hollow of the first rotational shaft becomes a path for directional energy, and likewise forms a part of the path through which images and optical information coming from the outside enter the aiming camera. In addition, around the first rotational shaft (azimuth axis), an azimuth rotational driving device (not shown) responsible for rotational driving between the main body portion 10 and the first rotational portion 20 and a sensor device for adjusting the same When (not shown) is provided, the transmission of power to the electric and electronic equipment installed in the first rotation part among these rotation drive devices and the sensor devices and the transmission of electrical signals must be done through the first rotation shaft, so the power transmission and electricity An electric line for signal transmission is installed using the first rotation shaft itself, and here, a slip ring method is used to stably transmit the signal regardless of any rotation in any direction or displacement in the azimuth direction.

물론, 슬립링 방식도 슬립링에 닿는 단자의 형태에서 따라 브러쉬 형태, 탄성편의 형태, 슬립링을 감싸면서 다른 도전체를 포괄하여 마치 동력을 전달하는 벨트와 같은 도전 와이어의 형태 등 여러 가지 형태가 있을 수 있으며, 본 발명에서도 이미 잘알려진 다양한 이들 형태들 가운데 필요에 따라 선택된 형태가 사용될 수 있다. Of course, the slip ring method also has various forms, such as the shape of a brush, the shape of an elastic piece, and the shape of a conductive wire such as a belt that transmits power by encompassing other conductors while wrapping the slip ring depending on the shape of the terminal touching the slip ring. There may be, and in the present invention, a form selected according to necessity among various well-known forms may be used.

회전부(250)와 고정부(150) 사이의 전기 접속은 가령 도4와 같은 슬립링 구조를 통해 이루어질 수 있다. 여기서 고정부(150)는 본체부에 고정되며, 본체부의 전기 선로로부터 전력 및 전기신호 전달을 위해 연결된 필요한 수의 회선에 해당하는 슬립링용 단자들(151, 152, 153)을 내측벽에 가진다. 회전부(250)는 이 슬립링용 단자들에 접속되는 회전부 전기단자로서 슬립링들(251, 252, 253)을 가지고, 이 회전부 전기단자는 회전부의 축방향으로 뻗는 전기선로들(미도시)과 연결되어 있다. 이 회전부의 전기선로들은 제1 회전부에 전기전자장치(미도시)와 연결된다. 여기서 참조번호 160은 고정부와 회전부 사이의 상대적 회전을 원활하게 해주는 베어링을 개념적으로 표시한다. The electrical connection between the rotating part 250 and the fixed part 150 may be made through, for example, a slip ring structure as shown in FIG. 4 . Here, the fixing unit 150 is fixed to the main body, and has terminals 151 , 152 , 153 for slip rings corresponding to the required number of lines connected for power and electric signal transmission from the electric lines of the main body on the inner wall. The rotating unit 250 has slip rings 251 , 252 , 253 as rotating unit electrical terminals connected to the terminals for the slip ring, and the rotating unit electrical terminal is connected to electrical lines (not shown) extending in the axial direction of the rotating unit has been The electric lines of this rotating part are connected to an electric and electronic device (not shown) in the first rotating part. Here, reference numeral 160 conceptually denotes a bearing that facilitates relative rotation between the fixed part and the rotating part.

물론, 제2 회전부에도 쿠데 시스템 구성을 위한 전기전자장치들이 설치될 수 있고, 이들을 위해 제2 회전축도 회전부와 고정부를 가지고 슬립링 방식으로 전기를 전달할 수 있으며, 이런 경우, 제2 회전축의 전기 단자에도 이 회전부 전기단자를 통해 전기가 연결될 수 있을 것이다. Of course, electrical and electronic devices for configuring the coupe system may also be installed in the second rotating part, and for these purposes, the second rotating shaft may also transmit electricity in a slip ring manner with a rotating part and a fixed part, in this case, the electricity of the second rotating shaft Electricity may also be connected to the terminal through the electrical terminal of the rotating part.

본 실시예의 조준 카메라(120)는 기존의 전자광학장비의 카메라와 비슷한 구성과 기능을 가지는 것으로 제2 회전부의 쿠데 광학시스템의 주경이 향하는 방향에서 주경으로 들어오는 광학 정보를 본 실시예의 광학계를 통해 입수하며, 입수된 정보로 타겟 관련 화상을 구현할 수도 있고, 광학 정보나 화상을 컴퓨터 장치로 제공하여 분석토록 함으로써 더 많은 타겟 관련 정보를 얻도록 할 수 있다. 이를 위해 조준 카메라는 CCD나 CMOS와 같은 촬상소자 혹은 기타 광센서와 광학 렌즈 시스템을 구비할 수 있다. The aiming camera 120 of this embodiment has a configuration and function similar to that of the camera of the existing electro-optical equipment, and the optical information coming into the main mirror from the direction in which the main mirror of the coupe optical system of the second rotating part is directed is obtained through the optical system of this embodiment. In addition, a target-related image may be implemented with the obtained information, and more target-related information may be obtained by providing optical information or an image to a computer device for analysis. To this end, the aiming camera may be equipped with an imaging device such as a CCD or CMOS or other optical sensor and an optical lens system.

본 실시예의 레이저광조절부(140)는 일종의 광학적 릴레이 구조를 이루며, 고에너지 레이저에서 방출되어 광속분리기(130)의 반사면에서 반사되어 나온 평행광을 초점에 집속시키는 제1렌즈계(141)와 제1 렌즈계를 통과한 광을 초점 이후에 다시 평행광으로 바꾸는 제2 렌즈계(143)를 구비하여 이루어지고, 이들 제1 렌즈계 및 제2렌즈계를 포함하여 초점 전후의 광경로를 포함하는 진공셀(142)을 구비하여 이루어진다. 진공셀(142)은 일종의 진공 용기이며 여기서는 양단이 광이 통과할 수 있는 투광성이 우수한 투명 내열 재질의 플레이트로 막힌 원통형 용기로 이루어진다. The laser light control unit 140 of this embodiment forms a kind of optical relay structure, and a first lens system 141 for focusing the parallel light emitted from the high energy laser and reflected from the reflective surface of the beam splitter 130 into a focus. A vacuum cell comprising a second lens system 143 that converts the light passing through the first lens system into parallel light again after focusing, and including the first lens system and the second lens system, and including optical paths before and after the focus ( 142) is provided. The vacuum cell 142 is a kind of vacuum container, and here, it consists of a cylindrical container which is closed with a plate of a transparent heat-resistant material with excellent light transmittance through which light can pass.

고에너지 레이저(110)에서 방출된 레이저빔은 자체로 직진성을 가진 평행광의 속성을 가진 것이나 그 특성을 강화시킬 필요가 있을 수 있고, 빔집속도 혹은 크로스섹션 면적을 조절할 필요가 있어서 레이저빔 경로 중에 레이저광조절부(140)를 두어 조절 기능을 수행하도록 한다. The laser beam emitted from the high-energy laser 110 has the property of parallel light having straightness by itself, but it may be necessary to strengthen the characteristic, and it is necessary to adjust the beam focusing speed or the cross section area. A light control unit 140 is provided to perform an adjustment function.

고에너지 레이저에서 방출된 레이저광은 자체로 매우 에너지 밀도가 높은 상태이며, 레이저광조절부를 거치면서 더 집속된 상태가 되면 광경로 상의 공기, 먼지 등과 만나 마치 번개칠 때와 같은 에어브레이크다운(airbreakdown) 현상을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 레이저광의 에너지 상태나 속성, 에너지 전달효율에 악영향을 끼칠 수 있다.The laser light emitted from the high-energy laser is in a state of very high energy density by itself, and when it becomes more focused while passing through the laser light control unit, it meets air and dust on the optical path and causes air breakdown like lightning. ) phenomenon, which may adversely affect the energy state, properties, and energy transfer efficiency of laser light.

따라서 본 발명에서는 레이저광의 집속도가 높은 광경로 상의 구간을 진공셀을 이용하여 진공상태로 만들고 공기 입자나 먼지와 레이저광 사이의 간섭, 작용이 일어나지 않도록 한다. 여기서는 레이저광조절부를 이루는 렌즈계 전체를 진공셀이 포괄하는 것으로 하지만 렌즈계 사이에 있는 초점 위치 주변의 레이저광 집속 구간만을 진공셀이 감싸도록 하는 것도 가능하다.Therefore, in the present invention, a section on the optical path having a high focusing velocity of laser light is made into a vacuum state by using a vacuum cell, and interference or action between air particles or dust and the laser light does not occur. Here, it is assumed that the vacuum cell covers the entire lens system constituting the laser light control unit, but it is also possible for the vacuum cell to cover only the laser light focusing section around the focal point between the lens systems.

한편으로, 진공셀(142)은 조준카메라(120)로 들어오는 영상 신호의 경로에서 수광 광학계를 구성하기도 한다. 이때, 진공셀이 없다면, 조준카메라로 수광되는 표적의 영상의 에너지 감소가 많이 발생할 것이며, 또한 조준카메라 소형화도 구현하기 어렵다. 따라서 본 발명에서는 광학경로에 진공셀을 적용하여 조준카메라 영상 품질 성능 향상을 구현하는 효과도 누릴 수 있다.On the other hand, the vacuum cell 142 also constitutes a light receiving optical system in the path of the image signal coming into the aiming camera (120). At this time, if there is no vacuum cell, energy reduction of the image of the target received by the aiming camera will occur a lot, and it is also difficult to implement miniaturization of the aiming camera. Therefore, in the present invention, by applying a vacuum cell to the optical path, it is possible to enjoy the effect of realizing the improvement of the image quality performance of the aiming camera.

진공셀(142)을 벗어난 레이저광은 반사경 어셈블리를 통해 동축형 쿠데 광학 시스템으로 투입된다. The laser light leaving the vacuum cell 142 is input to the coaxial coupé optical system through the reflector assembly.

여기서 본체부(10)의 진공셀(1402)과 광속분리기(130)와 조준카메라(120)는 같은 광축상에 설치되며, 이 광축은 제1 회전축(방위각축)에 겹치도록 위치하게 된다. 또한, 진공셀은 제1 회전축에 설치된다. Here, the vacuum cell 1402 of the main body 10, the beam splitter 130, and the aiming camera 120 are installed on the same optical axis, and the optical axis is positioned to overlap the first rotational axis (azimuth axis). In addition, the vacuum cell is installed on the first rotating shaft.

도1의 실시예에서 본체부와 떨어져 제1 회전부에 설치되는 반사경 어셈블리의 제1반사경(210)은 어떤 방위각 위치에 있는 경우에도 진공셀(142)을 통과하는 레이저광을 받도록 본체부 광축상에 놓이며 광축과 45도 각도를 이루는 제1 반사면을 형성하여 광축이 있는 중심에서 외각측으로 레이저광 진행 방향을 90도 전환시킨다. In the embodiment of Fig. 1, the first reflector 210 of the reflector assembly installed on the first rotating part apart from the main body part is on the optical axis of the main body part so as to receive the laser light passing through the vacuum cell 142 at any azimuth position. The first reflective surface is formed at an angle of 45 degrees to the optical axis, and the laser beam propagation direction is changed by 90 degrees from the center of the optical axis to the outer side.

제2 반사경(220)은 제1 반사경(210)에서 오는 레이저광을 받아 본체부의 광축과 평행한 광축을 따라 진행되도록 하는 제2 반사면을 가지고, 제3 반사경(230)은 제2 반사경(220)에서 오는 레이저광을 받아 진행방향을 외각측에서 중심쪽으로 90도 전환시키는 제3 반사면을 가진다. The second reflective mirror 220 has a second reflective surface that receives the laser light from the first reflective mirror 210 and travels along an optical axis parallel to the optical axis of the body portion, and the third reflective mirror 230 includes the second reflective mirror 220 . ) has a third reflective surface that receives the laser light and changes the traveling direction from the outer side to the center by 90 degrees.

여기서 제1 회전부에 설치되어 레이저광 조절기(140)를 통과한 레이저광을 쿠데 광학 시스템으로 전달하는 반사경 어셈블리의 배치는, 제2 회전부(30)가 고각축(제2 회전중심축: 260)을 중심으로 회전하지 않은 기준 상태일 경우에, 본체부의 광축과 제2 회전부의 쿠데 광학시스템의 광축이 일치하거나 평행하도록 하기 위해 이루지는 것이며, 제1 회전부의 물리적 형태를 반영하여 이루어진 것이다. Here, the arrangement of the reflector assembly that is installed in the first rotating unit and transmits the laser light passing through the laser light controller 140 to the coupe optical system is that the second rotating unit 30 has a high angle axis (second rotational center axis: 260). In the case of a reference state that is not rotated about the center, the optical axis of the main body and the optical axis of the coupe optical system of the second rotation unit coincide or are parallel to each other, and it is made by reflecting the physical shape of the first rotation unit.

따라서, 제1 회전부(20)의 형태에 따라 반사경 어셈블리는 다른 배치를 가지는 다른 수의 반사경으로 이루어질 수도 있으며, 본 실시예에서 쿠데 광학 시스템의 광축과 본체부 광축이 일치하거나 평행한 것은 편의적인 것일 뿐 본 발명이 이렇게 한정될 필요는 없는 것이다. Accordingly, depending on the shape of the first rotating part 20, the reflector assembly may be formed of a different number of reflectors having different arrangements, and it is convenient that the optical axis of the coupe optical system and the optical axis of the body part coincide or be parallel in this embodiment. However, the present invention is not necessarily limited in this way.

제3 반사경(230)에서 반사된 레이저광은 쿠데 광학시스템의 제1 부경(310)의 반사면으로 전달된다. 제2 회전축인 고각축은 제2 회전부가 어떤 고각상의 변위에 있는 경우에도 제3 반사경(230)의 레이저광이 제1 부경(310)의 반사면에 도달할 수 있도록 제3 반사경(230)과 제1 부경(310)을 잇는 광축상에 존재하며 이때 제3 반사경은 제1 회전부(20)에 위치하므로 고각축을 중심으로 하는 제2 회전부의 회전이 있어도 회전되지 않는 상태에 있다.The laser light reflected from the third reflector 230 is transmitted to the reflective surface of the first sub-mirror 310 of the coupe optical system. The high angle axis, which is the second rotation axis, includes the third reflection mirror 230 and the third reflection mirror 230 so that the laser light of the third reflection mirror 230 can reach the reflection surface of the first sub mirror 310 even when the second rotation portion is at any high angle displacement. It is present on the optical axis connecting the first sub-mirror 310, and in this case, since the third reflecting mirror is located in the first rotating part 20, it is in a state in which it does not rotate even if the second rotating part rotates about the high-angle axis.

제1 부경(310)은 레이저광이 반사하여 쿠데 광학 시스템의 광축 상에 위치하는 제2 부경(340)으로 보내는 역할을 한다. The first sub-mirror 310 serves to reflect the laser light and send it to the second sub-mirror 340 positioned on the optical axis of the coupe optical system.

제2 부경(340)에 도달한 레이저광은 역시 광축상에 위치하는 제3 부경으로 전달된다. 이런 역할을 하기 위해 제2 부경(340)의 반사면과 수직인 제2 부경의 광축은 이 쿠데 광학시스템의 광축, 즉, 주경(360) 및 제3 부경(350)의 광축과는 다른 방향을 향하게 된다. The laser light reaching the second sub-mirror 340 is transmitted to the third sub-mirror also located on the optical axis. In order to play this role, the optical axis of the second sub-mirror perpendicular to the reflective surface of the second sub-mirror 340 is the optical axis of this coupe optical system, that is, the optical axis of the main mirror 360 and the third sub-mirror 350 are in a different direction. will be headed

제3 부경(350)은 반사면이 볼록면으로 이루어져 확산되는 상태로 레이저광을 손실빔 부분을 제외하고 주경(360)의 전체 면적에 걸쳐 이르도록 한다. 주경(360)은 볼록면과 대향하는 오목면을 반사면으로 가져 광축과 평행하게 제3 부경(350)에 입사하여 제3 부경의 볼록면으로부터 오는 레이저광을 전체 면적에 걸쳐 광축과 평행하도록 반사시켜 외부로 광축과 평행한 평행광 형태의 레이저광이 방출되도록 한다. The third sub-mirror 350 allows the laser light to reach over the entire area of the main mirror 360 excluding the loss beam portion in a state where the reflective surface is made of a convex surface and is diffused. The main mirror 360 has a concave surface opposite to the convex surface as a reflective surface, is incident on the third sub mirror 350 parallel to the optical axis, and reflects the laser beam coming from the convex surface of the third sub mirror so as to be parallel to the optical axis over the entire area. This causes the laser beam in the form of parallel light parallel to the optical axis to be emitted to the outside.

이렇게 방출되는 레이저광은 엄밀한 의미에서는 평행광이 아닐 수 있으며, 바람직하게는 타겟에서의 집속도를 높이기 위해 예정된 일정 거리에 위치한 타겟 표면에 레이저광이 더욱 집속될 수 있도록 주경에서 반사된 광 가운데 외각 주변부의 광은 중심쪽으로 약간 기울어진 경사각을 가질 수 있다. The laser light emitted in this way may not be parallel light in a strict sense, and preferably, the outer angle among the light reflected from the main mirror so that the laser light can be further focused on the target surface located at a predetermined distance in order to increase the focusing speed at the target. The light at the periphery may have an inclination angle slightly inclined toward the center.

여기서, 주경은 광축을 중심으로 대략 대칭의 형태를 가진 대구경 오목 반사면을 구비하며, 반사된 레이저광은 크로스섹션이 확대된 상태로 제2 회전부의 열린 개구를 통해 외부 타겟으로 향하여 방출된다. Here, the main mirror has a large-diameter concave reflective surface having a substantially symmetrical shape with respect to the optical axis, and the reflected laser light is emitted toward an external target through the open opening of the second rotating part in a state in which the cross section is enlarged.

이상과 같은 구성의 실시예는 항공기 등에 설치하여 다른 항전장비와 결합시켜 전체적 항공용 전자광학장비를 이루도록 하고 이 시스템을 가동하면, 이 시스템과 연관된 레이더 시스템 등의 정보를 통해 터렛 시스템 구성 운용으로 고각축 구동장치와 방위각축 구동장치를 이용하여 주경이 원하는 타겟을 지향하도록 하고, 타겟에서의 영상 정보가 본 발명 시스템의 광학계의 구성을 통해, 주경, 제3 부경, 제 2 부경, 제1 부경, 반사경 어셈블리, 레이저광조절부, 광속분리기(spliter), 조준카메라로 입력되고, 입력된 정보를 바탕으로 한 조준카메라 영상이나 다른 형태의 타겟 위치 정보가 이 시스템의 컴퓨터로 입력되고, 컴퓨터는 입력된 정보가 정해진 일정 조건에 맞으면 고각축 구동장치 및 방위각축 구동장치를 정밀하게 조절하면서 고에너지 레이저를 구동하여 레이저광을 발출하여 이 시스템의 광학계를 통해 주경으로부터 레이저광이 타겟의 일정 부위를 지속적으로 조사하도록 할 수 있게 된다. The embodiment of the configuration as described above is installed on an aircraft, etc. and combined with other avionics equipment to form an overall electro-optical equipment for aviation, and when this system is operated, the turret system configuration operation is determined through information such as a radar system related to this system. The main mirror is directed to the desired target by using the angular axis drive device and the azimuth axis drive device, and the image information from the target is transmitted through the optical system of the system of the present invention, the main mirror, the third auxiliary mirror, the second auxiliary mirror, the first auxiliary mirror, The reflector assembly, laser beam control unit, beam splitter, and aiming camera are inputted, and the aiming camera image or other type of target location information based on the inputted information is inputted to the computer of this system, and the computer If the information meets certain conditions, the high-angle axis drive device and the azimuth axis drive device are precisely controlled, and the high-energy laser is driven to emit laser light. Through the optical system of this system, the laser light continuously strikes a certain area of the target. be able to investigate.

이 과정 혹은 광경로에서 레이저광조절기를 통과하면서 집속된 레이저광 구간에는 진공셀이 설치되어 에어블레이크다운과 같은 문제를 방지하여 집속 정도를 보다 높여 고에너지 영역에서 운용할 수 있으므로 더 작은 부피 및 무게, 에너지 용량을 가진 시스템으로 더 큰 영역의 지향성 에너지 운용이 가능하게 된다. A vacuum cell is installed in the laser beam section that is focused while passing through the laser beam controller in this process or optical path to prevent problems such as air breakdown. , it is possible to operate a larger area of directional energy with a system with energy capacity.

종래 기술에서는 회전축에 전기 선로를 형성하는 슬립링은 있지만, 본 실시예의 쿠데 시스템의 제1 회전축에 설치되는 광경로와 이 광경로에 놓이는 레이저광 조절기와 같은 광학적 릴레이 구조가 없어, 광경로가 복잡하고 길어지기 쉽고, 후단광학계의 구조의 크기가 커지고, 광량이 줄어는 단점이 있다. 기존의 릴레이 구조가 없었던 이유는 진공구조를 채택하지 않아, 릴레이 구조로 레이저광이 입사되며, 공기 입자들의 파괴가 일어나 레이저 전송에 손실이 발생하여 적용하지 못하였다. 본 발명에 적용된 제1 회전축을 통한 광경로 및 전기전달이 동시에 가능한 구성과, 릴레이 구조로서 진공구조의 적용은 고에너지 레이저 및 전기 신호 전송의 손실을 최소하였다. 그에 따라 후단광학계쪽의 크기가 줄어들며, 광량 손실이 줄어들어 조준카메라의 광학성능의 향상을 이룰 수 있다. In the prior art, although there is a slip ring for forming an electric line on the rotating shaft, there is no optical relay structure such as a light path installed on the first rotating shaft of the coupe system of this embodiment and a laser light controller placed on this light path, so the optical path is complicated And it is easy to lengthen, the size of the structure of the rear end optical system becomes large, and there are disadvantages in that the amount of light is reduced. The reason that there was no existing relay structure was that the vacuum structure was not adopted, so the laser light was incident on the relay structure, and air particles were destroyed, which caused a loss in the laser transmission. The configuration capable of simultaneously transmitting light and electricity through the first rotating shaft applied to the present invention and the application of a vacuum structure as a relay structure minimized loss of high energy laser and electric signal transmission. Accordingly, the size of the rear end optical system is reduced, and the loss of light quantity is reduced, so that the optical performance of the aiming camera can be improved.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다.In the above, the present invention has been described through limited examples, but these are only illustratively described to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples.

따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes or application examples based on the present invention, and it is natural that such modifications or application examples belong to the appended claims.

10: 본체부 20: 제1 회전부
30: 제2 회전부 110: 고에너지 레이저
120: 조준카메라 130: 광속분리기
140: 레이저광조절부 142: 진공셀
150: 고정부(제1 회전중심축의 고정부)
151, 152, 153: 슬립링용 단자 160: 베어링
210: 제1 반사경 220: 제2 반사경
230: 제3 반사경 250: 회전부(제1 회전중심축의 회전부)
252, 252, 253: 슬립링 260: 제2 회전중심축(고각축)
310: 제1 부경 340: 제2 부경
350: 제3 부경 360: 주경
10: main body 20: first rotating part
30: second rotating part 110: high energy laser
120: aiming camera 130: beam splitter
140: laser light control unit 142: vacuum cell
150: fixed portion (fixing portion of the first central axis of rotation)
151, 152, 153: terminal for slip ring 160: bearing
210: first reflector 220: second reflector
230: third reflector 250: rotating part (rotation part of the first central axis of rotation)
252, 252, 253: slip ring 260: second central axis of rotation (high angle axis)
310: first sub-mirror 340: second sub-mirror
350: third minor mirror 360: major mirror

Claims (6)

광경로를 이루는 중공과, 회전중에도 전기신호를 통하게 할 수 있는 슬립링 방식의 벽체 구조를 함께 가지는 것을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템의 에너지 유통용 회전중심축.A rotational axis for energy distribution of a directional energy weapon system, characterized in that it has a hollow forming an optical path and a slip-ring type wall structure that allows electrical signals to pass through even during rotation. 제 1 항에 있어서,
상기 슬립링 방식의 벽체구조로서, 적어도 일부 구간에서 회전중심축에서 내측벽체를 이루는 구동부와 외측벽체를 이루는 고정부를 구비하고, 상기 내측벽체와 상기 외측벽체는 각각 전력과 신호를 전달하는 전기선로를 이루고, 상기 중공에는 광경로로서 진공통로부가 설치되는 것을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템의 에너지 유통용 회전중심축.
The method of claim 1,
As the slip ring type wall structure, a driving unit forming an inner wall and a fixing unit forming an outer wall are provided in at least a portion of the rotational center axis, and the inner wall and the outer wall are electric lines for transmitting power and signals, respectively. and a central axis of rotation for energy distribution of a directional energy weapon system, characterized in that a vacuum passage is installed as an optical path in the hollow.
제 2 항에 있어서,
상기 지향성 에너지 무기 시스템은 상대적으로 고정된 본체부와 상기 본체부에서 방위각이 변하도록 회전하는 제1 회전부와, 상기 제1 회전부에서 고각이 변화도록 회전하는 제2 회전부를 구비하여 이루어지는 터렛 시스템을 구비하고,
상기 본체부와 상기 제1 회전부 사이의 상대적 회전을 위해 설치되는 제1 회전중심축에 해당되는 것임을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템의 에너지 유통용 회전중심축.
3. The method of claim 2,
The directional energy weapon system includes a turret system comprising a relatively fixed main body, a first rotating unit rotating to change an azimuth in the main body, and a second rotating unit rotating to change an elevation angle in the first rotating unit and,
The central axis of rotation for energy distribution of a directional energy weapon system, characterized in that it corresponds to a first central axis of rotation installed for relative rotation between the main body and the first rotating unit.
조준카메라, 상기 조준카메라 전방에 설치되는 반사투과면을 가지는 광속분리기, 상기 반사투과면에서 반사된 레이저광(레이저빔)이 상기 조준카메라가 조준하는 방향을 향하도록 설치되는 고에너지 레이저, 상기 고에너지 레이저의 레이저광이 통과하도록 구간 일부에 설치되어 통과하는 레이저광을 조절하는 레이저광조절부, 상기 레이저광조절부에서 나온 빛의 경로를 바꾸기 위해 설치된 반사경 어셈블리, 상기 반사경 어셈블리를 통과한 빛을 받아 외부로 보내도록 제1 부경, 제2 부경, 제3 부경 및 주경을 가지는 동축형 쿠데 광학 시스템을 구비하며, 상기 레이저광조절부는 적어도 레이저광 집속 구간 일부에 레이저광이 통과하는 진공셀을 가지고,
상대적으로 고정된 본체부와 상기 본체부에서 방위각이 변하도록 회전하는 제1 회전부와, 상기 제1 회전부에서 고각이 변화도록 회전하는 제2 회전부를 구비하여 이루어지는 터렛 시스템을 구비하며, 상기 본체부와 상기 제1 회전부의 상대적 회전을 위해 설치되는 제1 회전중심축을 가지고,
상기 제1 회전중심축은 광경로를 이루는 중공과, 회전중에도 전기신호를 통하게 할 수 있는 슬립링 방식의 벽체 구조를 함께 가지는 것을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템.
Aiming camera, a beam splitter having a reflective and transmissive surface installed in front of the aiming camera, a high energy laser installed so that the laser beam (laser beam) reflected from the reflective and transmissive surface is directed in the direction in which the aiming camera is aimed, the high-energy laser A laser light control unit installed in a part of the section so that the laser light of the energy laser passes and controls the passing laser light, a reflector assembly installed to change the path of the light emitted from the laser light control unit, and the light passing through the reflector assembly and a coaxial coaxial optical system having a first sub-mirror, a second sub-mirror, a third sub-mirror and a main mirror to receive and send to the outside, wherein the laser light control unit has a vacuum cell through which the laser light passes at least in a part of the laser light focusing section ,
A turret system comprising a relatively fixed main body, a first rotating unit rotating to change an azimuth in the main body, and a second rotating unit rotating to change an elevation angle in the first rotating unit, the body unit and Having a first central axis of rotation that is installed for relative rotation of the first rotating part,
The first central axis of rotation is a directional energy weapon system, characterized in that it has a hollow forming an optical path, and a slip ring type wall structure that allows an electric signal to pass through even during rotation.
제 4 항에 있어서,
상기 조준 카메라, 상기 고에너지 레이저, 상기 광속분리기, 상기 진공셀을 포함한 레이저광 조절부는 상기 본체부에 설치되고,
상기 반사경 어셈블리 이후 고에너지 레이저빔이 거치게 되는 구성요소들은 상기 조준 카메라가 바라보는 방향 혹은 상기 레이저광조절부를 통과하는 레이저빔 방향으로 설치되는 상기 제1 회전중심축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 제1 회전부에 설치되고, 상기 동축형 쿠데 광학 시스템은 상기 제1 회전부에서 제2 회전중심축을 중심으로 회전할 수 있는 제2 회전부에 설치되며,
상기 반사경 어셈블리의 광경로상의 첫번째 반사경은 상기 제1 회전중심축 및 상기 레이저광조절부의 광축 연장선 상에 설치되어 상기 첫번째 반사경을 포함한 상기 제1 회전부가 어떤 회전 변위로 회전하여도 상기 레이저광조절부의 광을 받을 수 있고, 상기 반사경 어셈블리의 마지막 반사경에서 반사된 고에너지 레이저광은 상기 제2 회전부의 회전변위에 상관없이 항상 상기 쿠데 광학 시스템을 구성하는 광경로상의 첫번째 부경을 향하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템.
5. The method of claim 4,
The aiming camera, the high-energy laser, the beam splitter, and the laser beam control unit including the vacuum cell are installed in the main body,
The components through which the high-energy laser beam passes after the reflector assembly may be rotated about the first central axis of rotation installed in the direction in which the aiming camera sees or the laser beam passing through the laser beam control unit. Installed in the rotating unit, the coaxial coupe optical system is installed in the second rotating unit that can rotate about the second central axis of rotation in the first rotating unit,
The first reflector on the optical path of the reflector assembly is installed on the optical axis extension line of the first central axis of rotation and the laser light control unit, so that the first rotating unit including the first reflecting mirror rotates with any rotational displacement, the laser light control unit The high-energy laser light that can receive the light and reflected from the last reflector of the reflector assembly is always directed toward the first sub-mirror on the optical path constituting the coupe optical system regardless of the rotational displacement of the second rotating part. A directional energy weapon system.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 회전중심축과 주변 및 상기 제2 회전중심축 주변에는 상기 조준카메라가 획득한 타겟 위치 정보를 이용하여 조절되는 회전구동수단이 구비되어 타겟추적 구동을 하도록 이루어지고, 상기 회전구동수단은 상기 제1 회전중심축의 슬립링 구조를 통해 상기 본체부로부터 전력 혹은 전기신호를 전달받는 것을 특징으로 하는 지향성 에너지 무기 시스템.
6. The method of claim 5,
A rotation driving means controlled using the target position information obtained by the aiming camera is provided around the first central axis of rotation and the periphery of the second central axis to perform target tracking driving, and the rotation driving means includes: The directional energy weapon system, characterized in that receiving power or an electrical signal from the main body through the slip ring structure of the first rotational center shaft.
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