KR102277948B1 - 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위협을 가하는 표적에 대한 방어를 수행하기 위한 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 근접 방어 무기 체계는, 표적을 추적하기 위한 표적 추적부; 상기 표적 추적부로부터 입력되는 표적 정보로부터, 상기 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하기 위한 사격 통제부; 및 상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하기 위한 발사부;를 포함하고, 상기 사격 통제부는, 상기 발사부로부터 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 발사된 포탄과 표적 사이의 탄착 오차를 산출하여 상기 예측 명중 위치를 수정한다.

Description

근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법{CLOSED IN WEAPON SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING IMPACT POINT OF THE SAME}
본 발명은 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위협을 가하는 표적에 대한 방어를 수행하기 위한 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법에 관한 것이다.
위협을 가하는 표적에 대한 방어 방법으로는, 소극적으로 표적을 회피하는 유도 교란(Soft-Kill) 방법과, 적극적으로 표적을 탐지 및 추적하여 표적을 격추하는 대응 파괴(Hard-Kill) 방법이 있다.
최근 들어, 함정에는 효과적인 방어를 위하여 위협을 가하는 표적에 적극적으로 대응하기 위한 무장 체계인 근접 방어 무기 체계(CIWS: Closed In Weapon System)가 탑재되고 있다. 이와 같은, 근접 방어 무기 체계는 포탄의 비행 소요 시간(TOF; Time Of Flight)을 고려하여 표적의 예측 명중 위치를 계산하고, 계산된 예측 명중 위치로 포탄을 발사하여 위협을 가하는 표적에 대한 방어를 수행한다.
이와 같은, 표적의 예측 명중 위치는 탐지된 표적의 이동 정보를 기반으로 계산된 것으로, 매우 빠른 이동 속도를 가지는 표적의 특성상 표적의 이동 정보는 정확하게 탐지되지 못할 가능성이 높으며, 이와 같은 표적의 이동 정보를 기반으로 계산된 표적의 예측 명중 위치는 포탄으로 표적을 정확하게 명중시키기 위한 표적의 실제 명중 위치와는 차이가 발생할 수 있다.
이에, 기존의 근접 방어 무기 체계에서는 포탄을 발사한 후, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 시점에서 표적과 포탄 사이의 위치 오차인 탄착 오차를 측정하고, 측정된 탄착 오차를 이용하여 예측 명중 위치를 수정하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이와 같은 기존의 탄착 위치 수정 방법은 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 후에 탄착 오차를 측정하기 때문에, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동하기 전에는 탄착 오차의 측정 및 예측 명중 위치의 수정이 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 후에야 비로소 예측 명중 위치를 수정하여 포탄을 재발사하게 되어, 정확한 위치로 포탄을 재발사하기 위한 충분한 시간을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
KR 10-2102444 B1
본 발명은 오차가 발생한 탄착 위치를 신속하게 수정하여 명중률을 향상시킬 수 있는 근접 방어 무기 체계 및 이의 탄착 위치 수정 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 근접 방어 무기 체계는, 표적을 추적하기 위한 표적 추적부; 상기 표적 추적부로부터 입력되는 표적 정보로부터, 상기 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하기 위한 사격 통제부; 및 상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하기 위한 발사부;를 포함하고, 상기 사격 통제부는, 상기 발사부로부터 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 상기 표적과 발사된 포탄 사이의 탄착 오차를 산출하여 상기 예측 명중 위치를 수정한다.
상기 표적 추적부는, 상기 발사부로부터 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 설정 시점에서 상기 표적이 위치하는 제1 위치를 탐지할 수 있다.
상기 표적 추적부는, 상기 예측 명중 위치를 계산하기 위한 상기 표적의 예측 이동 경로를 산출하고, 상기 사격 통제부는, 상기 제1 위치와, 상기 예측 이동 경로를 따르는 경우 상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치의 차이를 계산하여, 상기 예측 명중 위치를 수정할 수 있다.
상기 발사부는, 상기 사격 통제부로부터 수정된 예측 명중 위치를 입력받아, 수정된 예측 명중 위치로 포탄을 재발사할 수 있다.
상기 발사부는, 상기 발사부로부터 기발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에 포탄을 재발사할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법은, 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하는 과정; 상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하는 과정; 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 발사된 포탄과 상기 표적 사이의 탄착 오차를 산출하는 과정; 및 상기 탄착 오차를 이용하여, 상기 예측 명중 위치를 수정하는 과정;을 포함한다.
상기 탄착 오차를 산출하는 과정은, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 설정 시점에서, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하는 시점의 탄착 오차를 추정할 수 있다.
상기 탄착 오차를 산출하는 과정은, 상기 표적의 초기 오차를 계산하는 과정; 및 상기 초기 오차를 이용하여, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달한 시점에서의 탄착 오차를 추정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 예측 명중 위치를 계산하는 과정은, 상기 표적의 예측 이동 경로를 산출하여 상기 예측 명중 위치를 계산하고, 상기 초기 오차를 계산하는 과정은, 상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치하는 제1 위치를 탐지하는 과정; 상기 예측 이동 경로를 따르는 경우 상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치를 산출하는 과정; 및 상기 제1 위치와 제2 위치의 차이를 계산하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 탄착 오차를 추정하는 과정은, 하기의 수학식 1에 의하여 수행될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021019766905-pat00001
(여기서, ΔPI는 탄착 오차, ΔPS는 초기 오차, TF-T0는 포탄의 발사 시점에서 포탄이 예측 명중 위치에 도달하는 시점까지의 시간, TS-T0는 는 포탄의 발사 시점에서 설정 시점까지의 시간을 의미한다.)
수정된 예측 명중 위치로 포탄을 재발사하는 과정;을 더 포함하고, 상기 재발사하는 과정은, 기발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 기록 매체는 전술한 어느 하나의 탄착 위치 수정 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 표적을 명중시키기 위하여 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에 표적과 발사된 포탄 사이의 탄착 오차를 산출함으로써 잘못 계산된 예측 명중 위치를 신속하게 수정할 수 있다.
또한, 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에 예측 명중 위치를 수정하여 포탄의 재발사를 위한 충분한 시간을 확보할 수 있으며, 이에 의하여 근거리에서 함정에 접근하는 표적을 격추시키기 위한 근접 방어 무기 체계의 명중률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 근접 방어 무기 체계를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 포탄의 발사 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면.
도 4는 설정 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면.
도 5는 포탄이 예측 명중 위치에 도달한 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면.
도 6은 포탄이 수정된 예측 명중 위치에 도달한 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 근접 방어 무기 체계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 근접 방어 무기 체계(100)는, 표적을 추적하기 위한 표적 추적부(10), 상기 표적 추적부(10)로부터 입력되는 표적 정보로부터, 상기 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하기 위한 사격 통제부(20) 및 상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하기 위한 발사부(30)를 포함한다.
여기서, 근접 방어 무기 체계(CIWS: Closed In Weapon System)(100)는 위협을 가하는 표적을 탐지 및 추적하여 표적을 격추하는 대응 파괴(Hard-Kill) 방법으로 방어를 수행하기 위한 방어 무기 장치를 포함할 수 있다. 또한, 이와 같은 근접 방어 무기 체계는 함정에 탑재되어, 함정에 위협을 가하는 유도 무기 등과 같은 표적을 격추하기 위한 예측 명중 위치를 계산하고, 계산된 예측 명중 위치로 포탄을 발사하여 표적에 대한 방어를 수행할 수 있다.
표적 추적부(10)는 표적을 탐지하고, 탐지된 표적을 추적한다. 이와 같은 표적 추적부(10)는 표적의 좌표를 실시간으로 측정하여 표적을 추적하는 추적 레이더(TR; Tracking Radar)를 포함할 수 있다.
여기서, 표적 추적부(10)는 표적의 위치, 이동 방향 및 이동 속도를 감지하여, 표적의 예측 이동 경로를 산출할 수 있다. 즉, 표적 추적부(10)는 표적을 탐지하고, 탐지된 표적의 위치, 이동 방향 및 이동 속도를 감지하여, 탐지된 표적이 이후에 이동할 것으로 예상되는 경로인 예측 이동 경로를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 예측 이동 경로는 후술할 사격 통제부(20)가 예측 명중 위치를 계산하기 위하여 이용될 수 있다. 또한, 표적 추적부(10)는 전술한 바와 같이, 표적의 좌표를 실시간으로 측정할 수 있으므로, 표적의 위치를 실시간으로 탐지할 수 있다. 이와 같이, 표적 추적부(10)로부터 탐지되거나 산출된 표적 정보는 사격 통제부(20)로 전달될 수 있다.
사격 통제부(20)는 표적 추적부(10)로부터 입력되는 표적 정보로부터, 상기 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산한다. 즉, 사격 통제부(20)는 표적 추적부(10)로부터, 표적의 위치, 이동 방향, 이동 속도, 예측 이동 경로 등과 같은 표적 정보를 입력받아 포탄의 예측 명중 위치를 계산한다.
이와 같은, 사격 통제부(20)는 포탄의 비행 소요 시간(TOF; Time Of Flight)을 고려하여 표적의 예측 명중 위치를 계산한다. 발사부(30)는 함포 등을 포함할 수 있으며, 표적을 명중시키기 위한 포탄을 발사하게 되는데, 발사부(30)로부터 포탄이 발사되는 경우, 발사된 포탄은 포탄의 비행 소요 시간(TOF)의 경과 후 표적을 명중시킬 수 있게 된다. 따라서, 사격 통제부(20)는 이와 같은 포탄의 비행 소요 시간(TOF)를 반영하여, 표적을 명중시키기 위한 표적의 예측 명중 위치를 계산하고, 계산된 예측 명중 위치로 포탄이 발사되도록 함포의 고각 및 선회각을 통제하는 등으로 발사부(30)를 제어할 수 있다.
이와 같은, 표적의 예측 명중 위치는 탐지된 표적의 이동 정보를 기반으로 계산된 것으로, 매우 빠른 이동 속도를 가지는 표적의 특성상 표적의 이동 정보는 정확하게 탐지되지 못할 가능성이 높으며, 이와 같은 표적의 이동 정보를 기반으로 계산된 표적의 예측 명중 위치는 포탄으로 표적을 정확하게 명중시키기 위한 표적의 실제 명중 위치와는 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 사격 통제부(20)는 표적과, 발사부(30)로부터 발사된 포탄 사이의 위치 오차인 탄착 오차를 확인하고, 확인된 탄착 오차를 이용하여 예측 명중 위치를 수정할 필요가 있다. 여기서, 탄착 오차는 포탄의 비행 소요 시간(TOF) 경과 후 즉, 포탄이 예측 명중 위치에 도달하는 시점에서 표적과 포탄 사이의 위치 차이를 의미하는 것으로, 포탄이 예측 명중 위치에 도달하는 시점에서 표적과 포탄 사이의 위치 차이인 탄착 오차가 확인되는 경우 사격 통제부(20)는 확인된 탄착 오차를 이용하여 예측 명중 위치를 수정할 수 있다.
기존의 근접 방어 무기 체계에서는 포탄을 발사한 후, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 시점에서 표적과 포탄 사이의 위치 오차인 탄착 오차를 측정하고, 측정된 탄착 오차를 이용하여 예측 명중 위치를 수정하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이와 같은 기존의 탄착 위치 수정 방법은 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 후에 탄착 오차를 측정하기 때문에, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동하기 전에는 탄착 오차의 측정 및 예측 명중 위치의 수정이 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 발사된 포탄이 예측 명중 위치까지 이동한 후에야 비로소 예측 명중 위치를 수정하여 포탄을 재발사하게 되어, 정확한 위치에 포탄을 재발사하기 위한 충분한 시간을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 사격 통제부(20)는 발사부로부터 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 표적과 발사된 포탄 사이의 탄착 오차를 산출한다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 시점으로 정의된 설정 시점에서, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하는 시점의 탄착 오차를 추정할 수 있다. 이를 위하여, 사격 통제부(20)는 설정 시점에서 표적이 실제로 위치하는 제1 위치와, 표적 추적부(10)로부터 산출된 예측 이동 경로를 따르는 경우 설정 시점에서 표적이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치의 차이를 계산하여 탄착 오차를 추정하고, 추정된 탄착 오차를 이용하여 예측 명중 위치를 수정하게 된다. 이와 같이 사격 통제부(20)로부터 예측 명중 위치가 수정되면, 발사부(30)는 수정된 예측 명중 위치를 입력받아, 수정된 예측 명중 위치로 포탄을 재발사할 수 있게 되며, 이에 의하여 표적의 명중률을 급격하게 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 사격 통제부(20)가 발사된 포탄과 표적 사이의 탄착 오차를 산출하여 예측 명중 위치를 수정하는 구체적인 내용에 대하여는, 이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법과 함께 설명하기로 한다.
이하에서 설명되는 탄착 위치 수정 방법은 전술한 근접 방어 무기 체계를 이용하여 탄착 위치를 수정하는 방법일 수 있으며, 이에 근접 방어 무기 체계와 관련하여 전술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 포탄의 발사 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면이고, 도 4는 설정 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면이다. 한편, 도 5는 포탄이 예측 명중 위치에 도달한 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면이고, 도 6은 포탄이 수정된 예측 명중 위치에 도달한 시점에서 포탄과 표적의 위치를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법은 표적(T)을 명중시키기 위한 포탄(S1)의 예측 명중 위치(PI)를 계산하는 과정(S100), 상기 예측 명중 위치(PI)로 포탄(S1)을 발사하는 과정(S200), 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전에, 발사된 포탄(S1)과 상기 표적(T) 사이의 탄착 오차(ΔPI)를 산출하는 과정(S300) 및 상기 탄착 오차(ΔPI)를 이용하여, 상기 예측 명중 위치(PI)를 수정하는 과정(S400)을 포함한다.
예측 명중 위치(PI)를 계산하는 과정(S100)은, 표적(T)을 명중시키기 위한 포탄(S1)의 예측 명중 위치(PI)를 계산한다. 예측 명중 위치(PI)를 계산하는 과정(S100)에서, 표적 추적부(10)는 탐지된 표적(T)의 위치, 이동 방향 및 이동 속도를 감지하여, 표적(T)의 예측 이동 경로(도 3 내지 도 6에서 점선으로 도시된 화살표)를 산출할 수 있다. 이때, 표적(T)의 예측 이동 경로를 포함하는 표적 정보는 사격 통제부(20)로 전달될 수 있다. 사격 통제부(20)는 표적 추적부(10)로부터 입력되는 표적(T)의 예측 이동 경로를 포함하는 표적 정보로부터, 포탄(S1)의 비행 소요 시간(TOF; Time Of Flight)을 반영하여 상기 표적(T)을 명중시키기 위한 포탄(S1)의 예측 명중 위치(PI)를 산출한다.
예측 명중 위치(PI)로 포탄(S1)을 발사하는 과정(S200)은 사격 통제부(20)에서 산출된 예측 명중 위치(PI)로 포탄(S1)을 발사한다. 즉, 사격 통제부(20)로부터 포탄(S1)의 예측 명중 위치(PI)가 산출되면, 발사부(30)는 산출된 예측 명중 위치(PI)로 포탄(S1)을 발사하며, 도 3에서는 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에서 포탄(S1)과 표적(T)의 위치를 예시적으로 도시하였다. 이와 같은 예측 명중 위치(PI)를 계산하는 과정(S100) 및 예측 명중 위치(PI)로 포탄(S1)을 발사하는 과정(S200)은 일반적인 근접 방어 무기 체계에서 적용되는 다양한 기술이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
탄착 오차(ΔPI)를 산출하는 과정(S300)은 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전에, 상기 표적(T)과 발사된 포탄(S1) 사이의 탄착 오차(ΔPI)를 산출한다. 이때, 탄착 오차(ΔPI)를 산출하는 과정(S300)은 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전의 설정 시점(TS)에서, 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치에 도달하는 시점(TF1)의 탄착 오차(ΔPI)를 추정할 수 있다. 여기서, 설정 시점(TS)은 포탄(S1)의 발사 시점(T0)과 발사된 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달하는 시점(TF1) 사이의 임의의 시점일 수 있으며, 포탄(S2)의 재발사를 위한 충분한 시간을 확보하기 위하여 설정 시점(TS)은 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달하는 시점(TF1)보다 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에 인접한 시점일 수 있다.
이를 위하여, 탄착 오차(ΔPI)를 산출하는 과정(S300)은 표적(T)의 초기 오차(ΔPS)를 계산하는 과정 및 상기 초기 오차(ΔPS)를 이용하여, 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달한 시점에서의 탄착 오차(ΔPI)를 추정하는 과정을 포함할 수 있다.
표적(T)의 초기 오차(ΔPS)를 계산하는 과정은, 도 4에 도시된 바와 같이 설정 시점(TS)에서 표적(T)이 실제로 위치하는 제1 위치(P'S)와, 예측 이동 경로를 따르는 경우 설정 시점(TS)에서 표적(T)이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치(PS) 사이의 초기 오차(ΔPS)를 계산한다.
이를 위하여, 표적(T)의 초기 오차(ΔPS)를 계산하는 과정은, 상기 설정 시점(TS)에서 상기 표적(T)이 위치하는 제1 위치(P'S)를 탐지하는 과정, 상기 예측 이동 경로를 따르는 경우 상기 설정 시점(TS)에서 상기 표적(T)이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치(PS)를 산출하는 과정 및 상기 제1 위치(P'S)와 제2 위치(PS)의 차이를 계산하는 과정을 포함할 수 있다.
표적(T)의 예측 이동 경로는 탐지된 표적(T)의 이동 정보를 기반으로 계산된 것으로, 다양한 요인에 의하여 표적(T)의 예측 이동 경로는 표적(T)의 실제 이동 경로(도 3 내지 도 6에서 실선으로 도시된 화살표)와는 차이가 발생할 수 있다. 이에, 표적(T)의 초기 오차(ΔPS)를 계산하는 과정에서는 설정 시점(TS)에서 표적(T)이 실제로 위치하는 제1 위치(P'S)와, 예측 이동 경로를 따르는 경우 설정 시점(TS)에서 표적(T)이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치(PS) 사이의 초기 오차(ΔPS)를 계산한다.
이와 같이, 표적(T)의 초기 오차(ΔPS)가 계산되면, 탄착 오차(ΔPI)를 추정하는 과정이 수행된다. 탄착 오차(ΔPI)를 추정하는 과정은 계산된 초기 오차(ΔPS)를 이용하여, 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달한 시점에서의 탄착 오차(ΔPI)를 추정한다.
예측 명중 위치(PI)는 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에서 표적(T)의 위치로부터 표적(T)이 예측 이동 경로를 따라 이동하는 것을 전제로 계산되는 반면, 실제로 표적은 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에서 표적(T)의 위치로부터 실제 이동 경로를 따라 이동하게 된다. 또한, 예측 명중 위치(PI)는 포탄의 비행 소요 시간(TOF) 이후, 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달한 시점에서의 포탄(S1)의 위치에 해당한다. 따라서, 초기 오차(ΔPS)는 설정 시점(TS) 이후로 시간이 경과함에 따라 증가하게 되며, 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달한 시점에서는 도 5에 도시된 바와 같이 탄착 오차(ΔPI)와 동일한 값을 가지게 된다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 이와 같이 계산된 초기 오차(ΔPS)가 설정 시점(TS) 이후로 시간이 경과함에 따라 증가하는 관계를 이용하여 초기 오차(ΔPS)로부터 탄착 오차(ΔPI)를 추정할 수 있다.
이때, 탄착 오차(ΔPI)를 추정하는 과정은, 초기 오차(ΔPS)가 설정 시점(TS) 이후로 시간이 경과함에 따라 증가하는 관계를 이용하여 하기의 수학식 1에 의하여 수행될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021019766905-pat00002
여기서, ΔPI는 탄착 오차, ΔPS는 초기 오차, TF-T0는 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에서 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달하는 시점(TF)까지의 시간, TS-T0는 포탄(S1)의 발사 시점(T0)에서 설정 시점(TS)까지의 시간을 의미한다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전의 설정 시점(TS)에서, 발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하는 시점(TF1)의 탄착 오차(ΔPI)를 추정함으로써, 포탄의 재발사를 위한 충분한 시간을 확보하고, 오차가 발생한 탄착 위치를 신속하게 수정하여 명중률을 향상시킬 수 있게 된다.
예측 명중 위치(PI)를 수정하는 과정(S400)은 전술한 과정에 의하여 산출된 탄착 오차(ΔPI)를 이용하여 계산된 예측 명중 위치(PI)를 수정한다. 수정된 예측 명중 위치는 기발사된 포탄(S1)의 탄착 오차(ΔPI) 및 설정 시점(TS) 이후에 재발사되는 포탄(S2)의 비행 소요 시간(TOF)을 반영하여 새롭게 산출될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 표적(T)의 실제 이동 경로 상에 형성될 수 있다.
예측 명중 위치(PI)가 수정되면, 수정된 예측 명중 위치로 포탄(S2)을 재발사하는 과정이 수행될 수 있다. 여기서, 포탄(S2)을 재발사하는 과정은 기발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전에 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 포탄(S1)이 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전의 설정 시점(TS)에서 기발사된 포탄(S1)과 표적(T) 사이의 탄착 오차(ΔPI)를 미리 추정할 수 있으므로, 포탄(S2)을 재발사하는 과정 또한, 기발사된 포탄(S1)이 상기 예측 명중 위치(PI)에 도달하기 전에 수행될 수 있다.
또한, 수정된 예측 명중 위치에 포탄(S2)을 재발사한 이후에도 재발사한 포탄이 수정된 예측 명중 위치에 도달하는 시점(TF2) 전에, 재발사된 포탄(S2)과 표적(T) 사이의 탄착 오차 산출 및 수정된 예측 명중 위치를 재수정하는 과정이 반복적으로 수행될 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법은 상기의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체에도 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 탄착 위치 수정 방법은 기록 매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터 간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면, 표적을 명중시키기 위하여 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에 표적과 발사된 포탄 사이의 탄착 오차를 산출함으로써 잘못 계산된 예측 명중 위치를 신속하게 수정할 수 있다.
또한, 발사된 포탄이 예측 명중 위치에 도달하기 전에 예측 명중 위치를 수정하여 포탄의 재발사를 위한 충분한 시간을 확보할 수 있으며, 이에 의하여 근거리에서 함정에 위협을 가하는 표적을 격추시키기 위한 근접 방어 무기 체계의 명중률을 향상시킬 수 있다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10: 표적 추적부 20: 사격 통제부
30: 발사부 100: 근접 방어 무기 체계

Claims (12)

  1. 표적을 추적하기 위한 표적 추적부;
    상기 표적 추적부로부터 입력되는 표적 정보로부터, 상기 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하기 위한 사격 통제부; 및
    상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하기 위한 발사부;를 포함하고,
    상기 사격 통제부는,
    상기 발사부로부터 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 설정 시점에서 상기 표적의 초기 오차를 계산한 후, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하는 시점의 상기 표적과 발사된 포탄 사이의 탄착 오차를 산출하여 상기 예측 명중 위치를 수정하고,
    상기 사격 통제부는,
    하기의 수학식 1에 의하여 탄착 오차를 산출하는 근접 방어 무기 체계.
    [수학식 1]
    Figure 112021053154252-pat00010

    (여기서, ΔPI는 탄착 오차, ΔPS는 초기 오차, TF-T0는 포탄의 발사 시점에서 포탄이 예측 명중 위치에 도달하는 시점까지의 시간, TS-T0는 는 포탄의 발사 시점에서 설정 시점까지의 시간을 의미한다.)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 표적 추적부는,
    상기 발사부로부터 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 설정 시점에서 상기 표적이 위치하는 제1 위치를 탐지하는 근접 방어 무기 체계.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 표적 추적부는,
    상기 예측 명중 위치를 계산하기 위한 상기 표적의 예측 이동 경로를 산출하고,
    상기 사격 통제부는,
    상기 제1 위치와, 상기 예측 이동 경로를 따르는 경우 상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치의 차이로부터 상기 초기 오차를 계산하여, 상기 예측 명중 위치를 수정하는 근접 방어 무기 체계.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 발사부는,
    상기 사격 통제부로부터 수정된 예측 명중 위치를 입력받아, 수정된 예측 명중 위치로 포탄을 재발사하는 근접 방어 무기 체계.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 발사부는,
    상기 발사부로부터 기발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에 포탄을 재발사하는 근접 방어 무기 체계.
  6. 표적을 명중시키기 위한 포탄의 예측 명중 위치를 계산하는 과정;
    상기 예측 명중 위치로 포탄을 발사하는 과정;
    발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에, 발사된 포탄과 상기 표적 사이의 탄착 오차를 산출하는 과정; 및
    상기 탄착 오차를 이용하여, 상기 예측 명중 위치를 수정하는 과정;을 포함하고,
    상기 탄착 오차를 산출하는 과정은,
    발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전의 설정 시점에서, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하는 시점의 탄착 오차를 추정하며,
    상기 탄착 오차를 산출하는 과정은,
    상기 표적의 초기 오차를 계산하는 과정; 및
    상기 초기 오차를 이용하여, 발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달한 시점에서의 탄착 오차를 추정하는 과정;을 포함하고,
    상기 탄착 오차를 추정하는 과정은, 하기의 수학식 1에 의하여 수행되는 탄착 위치 수정 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112021053154252-pat00011

    (여기서, ΔPI는 탄착 오차, ΔPS는 초기 오차, TF-T0는 포탄의 발사 시점에서 포탄이 예측 명중 위치에 도달하는 시점까지의 시간, TS-T0는 는 포탄의 발사 시점에서 설정 시점까지의 시간을 의미한다.)
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 예측 명중 위치를 계산하는 과정은,
    상기 표적의 예측 이동 경로를 산출하여 상기 예측 명중 위치를 계산하고,
    상기 초기 오차를 계산하는 과정은,
    상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치하는 제1 위치를 탐지하는 과정;
    상기 예측 이동 경로를 따르는 경우 상기 설정 시점에서 상기 표적이 위치할 것으로 예측되는 제2 위치를 산출하는 과정; 및
    상기 제1 위치와 제2 위치의 차이를 계산하는 과정;을 포함하는 탄착 위치 수정 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 6에 있어서,
    수정된 예측 명중 위치로 포탄을 재발사하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 재발사하는 과정은, 기발사된 포탄이 상기 예측 명중 위치에 도달하기 전에 수행되는 탄착 위치 수정 방법.
  12. 청구항 6, 청구항 9 및 청구항 11 중 어느 한 청구항에 기재된 탄착 위치 수정 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체.
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