KR102345655B1 - 전기 반응 장갑 - Google Patents

Abstract

전기 반응 장갑(10)은 제1 전극(1)과 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극(2)을 포함하고, 이 전극들에 접촉하는 화약를 방해하기 위하여 상기 전극들(1, 2)에 고전압이 인가될 수 있다. 제2 전극(2)은 절연 물질(23) 내에 임베디드된 복수의 표면들(22)을 갖는 전기 전도성 구조(21)를 포함하여, 화약 제트가 전기 전도성 구조의 연속적인 표면을 관통하도록 한다. 전기 전도성 구조(21)는 사행 구조 및/또는 허니콤 구조와 같은, 연결된 공동 구조를 포함한다.

Description

전기 반응 장갑{ELECTRIC REACTIVE ARMOUR}

본 발명은 전기 반응 장갑(electric reactive armour ; ELRA), 이러한 전기 반응 장갑을 포함하는 차량 또는 선박을 보호하기 위한 시스템, 이러한 시스템이 구비된 차량 또는 선박에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량 또는 선박을 보호하는 방법을 제공한다.

전기 반응 장갑은 제1 전극과 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극을 포함하며, 이 전극들에 전기 반응 장갑에 충돌하는 화약(charge)을 와해하기 위하여 고 전압이 인가될 수 있다. 이러한 장갑(armour)은 유럽 특허 EP 1 877 720과 미국 특허 US 8 006 607(프라운호퍼-게젤샤프트(Fraunhofer-Gesellschaft))로 부터 공지되어 있다.

알려진 장갑은 예를 들어, 로켓 추진 소화탄(Rocket Propelled Grenades; RPGs)과 같은 그러한 성형 장약(shaped charges)의 위협으로부터 물체를 보호하도록 설계되어 있다. 충돌시, RPG의 화약은 전형적으로 용융 금속의 고속 제트(jet)를 생성하고, 이는 높은 침투력을 갖는다. 고 전압이 전극에 인가됨에 따라, 제트는 제1 전극을 관통하여 제2 전극에 도달할 때 효과적으로 단락(short circuit)을 생성한다. 단락의 결과로서, 강한 전류가 제트를 통해 흐를 것이고, 이는 차례로 제트에 대해 로렌쯔 힘을 발생시키는 자기장을 발생시킨다. 이것은 제트를 와해하고 제트의 바늘 모양(needle shape)을 일그러뜨려서, 제트의 침투력을 상당히 감소시킨다.

위에서 언급된 유럽 특허 EP 1 877 720은 개방 기공 알루미늄 폼과 같은 공간적으로 불균일한 물질로 제조된 제2 전극을 개시한다. 이 특허는 전극 물질이 매우 우수한 전기 전도성을 가져야 한다고 언급한다. 이러한 공간적으로 불균일한 전극 물질을 사용하는 것은 외관상 전극 물질을 제트의 종축으로부터 멀어지는 방향으로 변위되도록 하여, 제트에 대한 교란을 증가시킨다. 그러나 제트에 대한 이러한 교란은 개선될 수 있고 좀 더 효과적인 교란 방식이 가능하다는 것이 밝혀졌다.

불가리아 실용신안 출원 BG 103643은 두 개의 평행한 벽 및 벽에 대해 10 내지 30 도 사이의 각도로 벽들 사이에 복수의 경사진 전기 전도성 판을 갖는 전기 장갑을 개시한다. 경사 판들은 서로 기계적으로 연결되어 있다. 전압 원(electric voltage source)의 한 극은 양 벽에 연결되고 다른 극은 벽과 평행하게 이어지고 벽들 사이 중간에 이어지는 전도성 요소에 연결된다. 경사 판들은 전도성 요소에 연결된다. 발사체가 외벽을 칠 때, 발사체는 경사 판과 벽 사이에 발생하는 전기 접촉을 발생시킨다. 상기 공보는 기술된 해법이 벽들과 경사 판들 사이의 최소 거리 때문에 관통 또는 변형 후에 즉각적인 전기 접촉을 일으킨다는 것을 개시한다. 접촉은 장갑을 통한 발사체의 통과 동안 계속된다. 또한 판들은 발사체를 막는 역할을 한다.

종래 기술의 이러한 그리고 다른 문제들을 극복하고 성형 장약 제트(jet)의 매우 효과적인 교란을 일으키는 전기 반응 장갑(electric reactive armour)을 제공하는 것이 목적이다.

따라서, 제1 전극과 제1 전극으로부터 전기적으로 절연된 제2 전극을 포함하고, 이 전극들에 전극들에 접촉하는 화약(charge)을 와해하기 위하여 고 전압이 인가될 수 있으며, 이 장갑은 제2 전극이 절연 물질 내에 임베디드된(embedded) 복수의 표면을 갖는 전기 전도성 구조를 포함하여, 화약이 전기 전도성 구조의 연속 표면을 관통하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 반응 장갑이 제공된다. 바람직하게는 전극들은 각각 금속 판을 포함하고, 금속 판은 서로 평행하게 연장되고, 표면은 금속 판들 사이의 적층(stack) 표면의 금속 판과 평행하게 연장된다. 연속 표면들 사이의 거리를 고려해 볼 때, 이러한 방식으로 가장 많은 수의 표면이 금속 판들 사이의 거리(D)에서 실현될 수 있다.

다른 측면에 따르면, 제1 금속 판과 제1 금속 판으로부터 절연된 제2 금속 판을 포함하는 전기 반응 장갑이 제공된다. 바람직하게는 제2 금속 판은 제1 금속 판과 평행하게 연장된다. 절연 물질이 제1 판과 제2 판 사이에 제공되고, 제1 금속 판과 제2 금속 판 사이에 전압을 인가하기 위하여, 제1 금속 판과 제2 금속 판에 각각 연결되는 커넥터가 제공된다. 절연 물질 내에 임베디드된 제1 금속 판과 제2 금속 판 사이에 위치한 전기 전도체 물질의 복수의 층을 포함하는 전기 전도성 구조가 제공되고, 전기 전도체 물질의 층들은 서로 그리고 바람직하게는 제2 금속 판에 전기적으로 연결된다. 전기 전도체 물질의 층들은 제1 금속 판을 관통하는 화약이 연속적으로 전기 전도체 물질의 층들을 관통하도록 배열된다. 바람직하게는 제1 금속 판과 제2 금속 판은 서로 평행하게 연장되고, 전기 전도체 물질의 층들은 제1 금속 판과 제2 금속 판에 평행하게 연장된다. 화약에 기인한 제트가 전기 전도성 구조의 연속 표면을 관통하도록, 절연 물질 내에 임베디드된 복수의 표면을 갖는 전기 전도성 구조를 제공함으로써, 제트 팁의 전기적 접촉 지점이 전류를 차단할 필요없이 단계적 방식으로 갱신되는 것이 달성된다. 접촉 지점의 이러한 단계적 갱신은 제트를 불안정하게 하는 역할을 한다. 초기 바늘 모양의 제트가 일련의 비교적 넓은 디스크를 형성하게 할 수 있다. 즉, 단계적 침투에 의해 야기되는 전류는 제트를 이러한 방식으로 왜곡시켜서(distort), 제트가 둔화되고 효과적으로 파편화된다. 결과적으로, 제트는 더 적은 거리에 대해 관통되는 제2 전극을 관통할 것이고 제트는 완전히 정지될 수 있다. 더 연속적인 표면이 사용될수록 제트의 불안정 효과는 더 강해진다.

또한, 전도성 구조는 전류의 조기 발현을 야기하고, 이는 제트의 일그러짐을 더 돕는다.

일실시예에서 표면들은 전기적으로 직렬로 연결되고, 제1 전극과 제1 전극에 가장 가까운 표면들 중 하나 사이의 단락(short circuit) 경우에, 제1 전극에 가장 가까운 전술한 표면들 중 하나에 대한 단락은 제1 전극에 연속적으로 더 가까운 표면들 중 연속적인 것들을 통해 연속적으로 흐르도록 구성된다. 이것은 접촉이 갱신될 때 전류의 강화와 관련된 지연을 감소시킨다.

일실시예에 있어서, 전기 전도성 구조는 사행 구조(meandering structure)를 포함한다. 이러한 사행 구조는 바람직하게는 서로 실질적으로 평행하게 연장되는 주 표면들을 가지며, 이러한 주 표면들은 곡면에 의해 및/또는 주 표면들에 대해 예를 들어 900의 각도로 배열된 표면들에 의해 연결된다. 사행 구조는 단순하지만 효과적이라는 장점을 갖는다.

일실시예에 있어서, 전기 전도성 구조는 허니콤 구조(honeycomb structure)와 같은, 연결된 공동(linked cavities) 구조를 포함한다. 각각의 공동은 구조의 폭을 통해 실질적으로 연장될 수 있거나, 또는 전술한 폭에 비해 작을 수 있으며, 전도성 표면에 의해 둘러싸인 수 개의 측면 상에 있다.

유리한 일실시예에 있어서, 전기 전도성 구조는 금속 포일(foil)과 같은, 전도성 포일로 만들어진 복수의 전기 전도성 요소들을 포함한다. 전기 전도성 요소들은 각각 육각형의 실린더(cylinder)나 육각형의 토러스(torus)를 구성할 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 전도성 구조는 실린더와 같은, 3 차원 요소들을 적층함으로써 구성될 수 있다. 전술한 사행 전도성 구조와 같은, 다른 실시예들이 또한 전도성 포일로 제조될 수 있다고 언급된다.

바람직한 실시예들에 있어서, 제2 전극은 전기 전도성 구조가 장착되고 전기적으로 연결되는 베이스 요소를 더 포함하고, 이러한 베이스 요소는 바람직하게는 고체 금속 판을 포함한다. 이러한 실시예들에 있어서, 제2 전극은 화약을 방해하기 위한 임베디드된 전도성 구조와 기계적 보호를 제공하기 위한 금속 판에 의해 구성된다. 임베디드된 전도성 구조는 구조가 제트를 대면하는 그러한 방식으로 베이스 요소에 장착되어, 제트가 베이스 요소에 도달하기 전에 제트가 구조에 도달할 것이라고 이해될 것이다.

화약의 폭을 줄이기 위하여 및/또는 추가적인 기계적 저항을 제공하기 위하여 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 스트리퍼 판(stripper plate)을 더 포함하는 위에서 정의된 바와 같은 장갑이 제공된다. 스트리퍼 판은 예를 들어, 장갑 품질의 금속과 같은, 금속으로 제조될 수 있다.

차량 또는 장갑 보트와 같은 선박을 보호하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 적어도 하나의 고 전압 원과 위에서 정의된 바와 같은 전기 반응 장갑을 포함한다.

차량 또는 선박은 위에서 정의된 바와 같은 시스템이 제공된다.

차량 또는 선박을 보호하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 위에서 정의된 바와 같은 시스템을 적용하는 단계를 포함한다.

장갑은 전기적 절연 물질에 전기적으로 연결되고 임베디드된 전기 전도성 표면들이 전극이 화약에 의해 관통될 때 전극을 통해 전류의 전기적 경로를 단계적으로 단축시킨다는 통찰력에 기반을 두고 있다. 이러한 전기 전도성 표면들은 전기 절연 물질에 의해 지지될 수 있는 구조를 구성한다. 전기 경로의 단계적 단축은 화약의 매우 효과적인 와해를 야기한다.

이러한 그리고 다른 양태들은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하여 이하에서 더 설명될 것이다.
도 1은 전기 반응 장갑의 일실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1a는 차량 또는 선박을 보호하기 위한 장갑 시스템을 도시한다.
도 2는 스트리퍼 판이 제공된 전기 반응 장갑의 다른 일실시예를 개략적으로 도시한다.
도 3a 내지 도 3g는 전기 전도성 구조의 다양한 실시예들을 개략적으로 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 전기 전도성 구조에 사용하기 위한 표면 배열의 다양한 실시예들을 개략적으로 도시한다.

도 1의 비제한적인 예시의 방법으로 단순히 도시된 전기 반응 장갑(electric reactive armour ; ELRA)(10)은 제1 전극(1)과 제2 전극(2)을 포함하며, 이러한 전극들은 거리 (D+d) 만큼 이격되어 있다. 제1 전극(1)과 제2 전극(2)은 각각 제1 금속 판과 제2 금속 판을 포함한다. 또한, 전기 반응 장갑(10)은 제1 금속 판과 제2 금속 판 사이에 위치되며, 바람직하게는 제1 금속 판과 제2 금속 판에 평행하고, 제1 금속 판으로부터 제2 금속 판 방향으로 가로질러 연장되는 복수의 표면들(22), 즉 전기 전도체 물질의 층들을 포함하는 전기 전도성 구조(electrically conductive structure)(21)를 포함한다. 전기 전도성 구조(21)의 복수의 표면들(22)은 제2 금속 판과 전기적으로 접촉하고, 일반적으로 제1 금속 판과 전기적으로 절연되어 있다. 이 때문에, 전기 전도성 구조(21)는 제2 전극(2)의 부분이 되는 것으로 간주될 수 있다. 도시된 바와 같이, 복수의 전기 전도성 구조(21)는 제2 금속 판 상의 다른 위치에서 병렬로(parallel) 제공될 수 있다. 도면들은 하나 또는 그 이상의 전기 전도성 구조(21)가 존재하는 전기 반응 장갑의 하나의 단면 만을 도시하나, 그러나 전기 반응 장갑은 더 연장될 수 있고 더 많은 전기 전도성 구조(21)가 존재할 수 있다는 것이 인정되야 한다.

도 1a는 전기 반응 장갑(10)과 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 연결된 전원(50)과 같은 그러한 것을 포함하는 장갑 시스템을 개략적으로 도시한다. 전기 반응 장갑(10)은 전원(50)을 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 전기적으로 연결하기 위해서 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 연결된 커넥터들(52)을 포함할 수 있다. 전원(50)은 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 연결된 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다. 커패시터와 같은 적절한 전원(50)을 사용함으로써 고 전압이 전극들에 인가될 수 있다. 전형적인 적합한 전압은 장갑(armour)의 응용과 치수에 따라 1000과 5000 V 사이의 범위이다. 전원은 짧은 시간 동안 강한 전류를 공급할 수 있어야 한다 (예를 들어, 100 ㎲ 동안 100 내지 500 KA 또는 50 ㎲ 동안 1000 KA). 전원이 커패시터를 포함할 때, 커패시터는 커넥터(52)의 전극 측에 위치될 수 있다. 이것은 커넥터에 의한 전력 손실을 감소시킨다. 다시 말하면, 공급되는 전류는 장갑의 응용과 치수에 따라 달라질 것이다.

전형적인 응용에 있어서, 제1 전극(1)은 차량, 보트, 탱크 또는 다른 선박의 내부와 같은, 보호되는 물체로부터 멀어지는 반면에, 제2 전극(2)은 전술한 물체를 향하게 될 것이다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 제1 전극(1)은 장갑 품질 금속으로 제조된, 금속 판으로 구성된다. 또한 도 1의 제2 전극(2)은 금속 판(29)을 포함하고, 또한 이 금속 판은 바람직하게는 탄환과 다른 발사체들에 견딜 수 있도록 장갑 품질 금속으로 제조된다. 도시된 바와 같이, 제1 전극(1)과 제2 전극(2)을 형성하는 금속 판은 바람직하게는 서로 평행하다.

그러나, 어떤 발사체들은 충돌시 용융 금속의 제트를 생성할 수 있다. 이러한 발사체들은 로켓 추진 소화탄(RPGs)일 수 있으며, 이것의 화약(charge)은 전형적으로 이러한 제트를 생성한다. 대부분의 장갑 판은 판이 매우 두껍지 않다면, 이러한 화약을 견딜 수 없다. 그러나 두꺼운 장갑 판은 반드시 무거워서, 차량, 보트, 그리고 다른 작은 선박들에 이러한 두꺼운 판을 사용하는 것을 실시하기 어렵게 한다. 전기 반응 장갑(ELRA)은 제트가 장갑을 관통할 때 화약의 제트(jet of a charge)를 불안정하게 하거나 와해시키도록(disrupt) 설계되어 있다. 전기 반응 장갑은 제트를 더욱 와해시키도록 설계되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화약의 제트(7)는 제1 전극(1)을 관통한다. 제2 전극(2)은 절연 물질(23)에 임베디드된(embedded) 복수의 표면들(22)을 갖는 전기 전도성 구조(21)에 의해 각각 구성된 일련의 배열(20, 20', 20'', ...)을 포함한다. 표면(22)은 화약(charge)을 견디도록 설계될 필요는 없다. 대신에, 표면(22)은 제트(7)에 의해 관통되도록 설계된다. 그러나, 제트(7)에 대한 특정 저항이 일부 실시예들에서 바람직할 수 있다. 그러나 바람직한 실시예들에 있어서, 표면들(22, 22', ...)과 전형적인 전체 구조(21)는 비교적 얇은 전기 전도성 포일(foil)로 제조된다.

도시된 바와 같이, 전기 전도성 포일은 표면들(22, 22', ...)(즉, 전기 전도체 물질의 층들) 뿐만 아니라 표면들(22, 22', ...)의 에지(edge)에서 표면들(22, 22', ...)의 연속적인 것들 사이의 전기적 연결을 형성한다. 그러므로, 사행(meandering) 전류 경로는 제1 전극(1)에 가장 가까운 표면(22)과 그 제1 전극(1) 사이에서 단락이 발생할 때 발생할 것이다. 연속적인 표면 (층들)(22, 22', ...)에서, 전류는 제1 전극(1)의 평면에 평행한 반대 방향으로 교대로 흐를 것이고, 표면 (층들)의 교대로 대향하는 측면에서 제1 전극을 향하여 교대로 흐를 것이다.

전류는 제1 전극(1)의 평면과 평행한 제1 방향으로 표면들 중 제1 표면을 통해 흐를 것이다. 다음으로 전류는 그 평면을 향하는 방향으로 표면들 중 인접한 제2 표면으로 흐르고, 표면의 에지에서 포일은 표면들 중 제1 표면으로부터 표면들 중 제2 표면까지 이어진다. 다음으로 전류는 전술한 평면에 평행하지만 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 표면들 중 제2 표면을 통해 흐른다. 이것은 층들의 연속적인 것들에 대해 반복된다. 대안적으로, 표면의 에지는 제1 전극(1)의 방향으로 제2 전극(2)으로부터 연장되는 전도체들(미도시)을 공급하기 위해 전기적으로 연결될 수 있다. 이것은 표면과 제1 전극(1) 사이에 단락이 발생할 때, 전류를 강화하기 위해 시간이 필요하다는 결과를 갖는다. 표면을 형성하기 위하여 사행하는(meander) 포일의 사용은 일단 단락이 제1 전극(1)에 가장 가까운 표면과 제1 전극(1) 사이에서 발생하면 연속적인 표면에 전류를 강화하기 위하여 더 적은 시간이 필요하다는 장점을 갖는다. 좀 더 일반적으로, 이것은 전류가 연속적으로 제1 전극(1)에 더 가까운 표면들(22)을 통해 연속적으로 흐르도록 구성된 표면들(22)의 직렬 연결에 의해 실현될 수 있다.

이러한 표면 (층들)은 제2 전극(2)의 베이스 판(29)에 실질적으로 평행하다고 언급된다. 전기 전도성 구조(21)는 연결 지점(25)에서 (전기 전도성) 베이스 요소(29)에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결된다고 추가적으로 언급된다. 각각의 표면(22, 22')은 (단면으로 도시된) 전기 전도체 물질의 층을 형성하고, 그 층은 도시된 바와 같이, 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 평행하다. 바람직하게는, 복수의 그러한 층들을 포함하는 적층이 사용된다.

제트가 전기 반응 장갑을 관통하기 시작할 때, 제트는 우선 제1 전극(1)을 관통하고, 다음으로 전기적으로 절연 물질을 관통하며, 그리고 그 뒤에 전기 전도성 구조(21)의 제1 표면(22)에 도달한다. 이 전기 전도성 구조는 제2 전극(2)에 전기적으로 연결되어 있기 때문에, 그것은 전술한 전원(50)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 제트(7)는 전기 전도성 구조(21)와 제트를 통해 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 단락을 생성할 것이고, 따라서 제트는 강한 전류가 제1 전극(1)에서 가장 가까운 표면(20)으로부터 제트를 통해 흐르게 할 것이다. 얼마 후, 강한 전류는 제트와 접촉시에 집중된 전류에 의해 발생된 열로 인해 접촉부에서 제트와 접촉하는 표면(20)(즉, 전기 전도체 층)을 증발하게 할 수 있다. 그러나, 이것이 발생할 때까지 강한 전류가 제트를 통해 흐른다. 이 강한 전류는 제트를 왜곡시키는 강한 전기기계적인 힘을 생성한다. 처음에 왜곡(distortion)은 제트가 배열(20)을 추가적으로 관통하는 것을 막기에 충분하지 않다. 이 추가적인 관통은 제트가 다음 표면(22')에 도달하게 할 것이고, 따라서 또한 다음 표면을 통한 단락을 야기할 것이다. 그 다음에 모든 또는 적어도 대부분의 단락 전류는 그 다음 표면(22')과의 접촉을 통해 제트 속으로 흐를 것이다. 한편, 제1 표면(22) 또는 적어도 제트와 표면의 접촉은 제트(7)에 의해서 적어도 부분적으로 파괴될 것이거나, 파괴된다. 제트(7)와 표면(22) 사이의 접촉 지점은 증발될 수 있다 (그리고 플라즈마가 된다). 그러나 제트(7)에 의해 접촉되는 다음 표면(22') 때문에, 제1 표면(22)은 더 이상 전류를 전도할 필요가 없다. 제트를 통과하는 전류는 표면(22)과의 접촉 지점으로부터 표면(22')과의 다음 접촉 지점까지 정류한다. 따라서 실질적으로 연속적인 전류의 흐름이 보장된다. 한편, 전도성 구조(21)를 통과하는 전류 경로 부분이 감소하고, 따라서 그것의 전기 저항이 감소되고 그것 때문에 전류가 증가한다.

연속적인 표면(22, 22', ...)을 관통하는 제트(7)의 이 과정은 제트가 제2 전극(2)의 금속 베이스에 도달할 때까지 계속된다. 전형적인 실시예들에 있어서, 제트는 제트가 제2 전극에 도달할 때까지 제2 전극(2)의 금속 판 부분(29)을 더 이상 크게 관통할 수 없는 그러한 정도까지 와해될 것이다.

알 수 있는 바와 같이, 화약의 제트(7)는 전기 전도성 구조의 연속적인 표면을 관통하고, 이렇게 하여 단계적 방식으로 단락을 생성한다. 각각의 연속적인 표면이 제트에 의해 손상되거나 파괴될 때, 그 다음 표면이 단락 전류를 전도하기 위하여 사용된다. 이러한 방식으로, 전류를 와해시키는 제트가 비교적 장거리에 걸쳐 존재한다는 것이 보장된다. 따라서, 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 다수의 전기 전도체 물질의 층들을 사용하는 결과로, 전류는 또한 제트의 팁(tip) 근처로부터 제1 전극(1)과의 제트의 접촉까지 제트 길이의 모두 또는 대부분을 통해 계속 흐른다. 제트에 대한 전류의 불안정한 효과가 팁에서 가장 강하기 때문에 이것은 제트에 대한 효과를 향상시킨다. 각각의 표면들 (층)(22)의 두께는 표면과 제트의 접촉이 증발하기 전에 필요한 시간에 영향을 미친다. 바람직하게는, 표면들 (층들)(22)의 두께와 표면들의 상호 거리의 조합은 평균 제트의 팁이 다음 표면까지의 거리를 이동하는데 필요한 대략의 시간 내에 제트와 표면들의 접촉이 각각 증발하도록 선택된다(예를 들어, 그 시간의 50％와 150％ 사이). 예를 들어 약 1 마이크로미터의 두께와 1 밀리미터의 거리의 조합이 사용될 수 있다. 증발을 위해 필요한 시간은 표면 (층)(22)의 두께의 제곱에 따라 조정될 수 있으며, 그리고 이런 이유로 연속 표면들(22) 사이의 거리는 또한 두께의 제곱에 따라 조정될 수 있다. 최상의 조합은 상이한 두께를 시도하고 전류의 시간 의존성을 측정함으로써, 또는 상이한 거리에 대해 그렇게 함으로써 실험적으로 결정될 수 있다.

도 1의 실시예에 있어서, 배열(20, 20', ...)은 높이(D)를 가지며 높이(d)를갖는 임의의 에어 갭에 의해 제1 전극(1)으로부터 분리된다. 그러므로 전극들 사이의 총 거리는 (D+d)와 같다. 에어 갭이 생략되는 경우, 전극들 사이의 거리는 배열(20)의 높이(D)와 동일하다. 에어 갭이 존재할 때, 제1 전극(1)과 배열(20)은 거리(d) 만큼 이격되어 있다. 에어 갭이 존재하지 않을 때, 제1 전극(1)과 배열(20)은 이격되지 않으나 절연 물질(23)의 탑 층에 의해 전기적으로 절연된다. 이러한 실시예들에 있어서 이 탑 층은 원하지 않는 방전을 방지하기 위하여 충분한 두께를 가져야 할 것이라는 것이 이해될 것이다.

도 2의 실시예는 스트리퍼 판(stripper plate)(3)을 제외하고, 도 1의 실시예와 본질적으로 동일하다. 이 판(3)은 제트(7)의 폭을 줄이기 위하여 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 배열된다. 도 2의 예시에 있어서, 스트리퍼 판(3)은 제트(7)에 의해 관통되는 것으로 도시된다. 스트리퍼 판(3)과 제1 전극(1) 어떤 것도 제트(7)에 의해 관통되기 전에 개구를 갖지 않을 것이라는 것이 이해될 것이다.

기계적 저항력을 제공함으로써, 제트는 느려지고 폭이 감소되어, 이렇게 하여 제트의 파괴적인 영향을 완화시킨다. 스트리퍼 판(3)은 바람직하게는 장갑 품질 스틸 또는 유사한 물질로 제조된다.

도 3a 내지 도 3g에서, 전기 전도성 구조(21)의 다양한 실시예들이 측면도로 개략적으로 도시된다.

도 3a는 비교적 날카로운 코너들(900의 각도)을 갖는 사행 구조(meandering structure)를 도시하고, 반면에 도 3b는 둥근 코너들을 갖는 유사한 사행 구조를 도시한다. 두 실시예에 있어서, 표면들(22, 22', ...)은 실질적으로 평행하게 배열된다. 두 실시예에 있어서, 표면들(22)은 전기적으로 직렬이고, 각각 코너 부분들에 의해 연결된다.

도 3c의 실시예는 직사각형 그리드를 구성한다. 표면들(22)은 그 측면들에서 연결될 뿐만 아니라, 이러한 측면들 사이의 다양한 위치에서도 연결된다. 이러한 방식으로, 전류는 구조에 대해 분배될 수 있다.

도 3d의 실시예는 도 3c의 실시예와 유사하나, 직사각형 그리드라기 보다 삼각형 그리드를 구성한다. 육각형의 그리드가 도 3e에 도시되어 있고, 반면에 둥근 형태의 배열에 의해 구성된 그리드들이 도 3f와 도 3g에 도시되어 있다.

모든 실시예들에서, 관통 방향으로 두 개의 연속적인 표면들(22, 22') 사이의 거리는 바람직하게는 약 20과 5 ㎜ 사이에 있고 그리고 유리하게는 약 11과 9 ㎜ 사이에 있을 수 있다. 표면들 사이의 약 10 ㎜의 간격은 약 1 ㎲의 두 개의 연속적인 표면 관통 사이의 시간 간격이 된다. 본 발명자들은 이 시간 간격이 제트를 통해 전류를 유지하면서 제트를 와해시키는데 유리하다는 것을 알아냈다. 그러나, 20 ㎜ 보다 더 큰 간격과 같은, 다른 간격들이 또한 사용될 수 있다.

표면(22)의 두께는 바람직하게는 20과 5 ㎛ 사이에 있고, 그리고 유리하게는 11과 9 ㎛ 사이에 있을 수 있다. 약 10 ㎛의 두께는 가열 및/또는 증발로 인해 증가된 전기 임피던스를 야기할 것이고, 그렇게 함으로써 다음 표면으로 전류를 정류하는 것을 도울 것이다.

구조가 배열(20)을 형성하기 위하여 임베디드되는 전기 절연 물질(도 1의 23)은 플라스틱 폼(foam) 또는 임의의 다른 적절한 물질, 예를 들어 (경질) 플라스틱을 포함할 수 있다고 언급된다.

도 3e는 전기 전도성 구조(21)의 일실시예로서, 평면도에서 육각형의 구조를 이미 도시했다. 이러한 육각형의 구조는 도 4a에 사시도로 도시되어 있고, 구성될 수 있는 구조(21)로부터 기본 셀의 유형을 제시한다. 기본 셀의 또 다른 유형이 도 4b에 제시되어 있고, 도 4b는 사시도로 토러스 구조를 도시한다. 이러한 토러스(20) 형태의 요소는 전도성 구조(21)를 형성하기 위해 적층될 수 있다고 이해될 것이다. 유사한 구조가 도 4c에 평면도로 도시되어 있다. 이러한 구조는 배열(20)을 형성하기 위하여 전기 절연 물질에 모두 임베디드될 수 있다.

전기 전도성 구조의 표면은 금속 포일과 같은, 물질의 시트에 의해 구성될 수 있다. 표면은 단일한 전기 전도성 구조를 제공하기 위하여 전기적으로 서로 연결될 것이다.

이 명세서에서 사용된 어떠한 용어도 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안된다고 언급된다. 특히, "포함한다" 그리고 "포함하는"이라는 단어는 특별히 언급되지 않은 어떤 요소들을 배제하는 것을 의미하지 않는다. 단일 (회로) 요소들은 다중 (회로) 요소들 또는 그들의 균등물로 대체될 수 있다.

본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않으며 많은 변경과 추가가 첨부된 청구 범위에서 정의된 바와 같이 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다는 것이 해당 분야의 그러한 숙련된 자들에 의해 이해될 수 있을 것이다.

1 : 제1 전극 2 : 제2 전극
10 : 전기 반응 장갑 21 : 전기 전도성 구조
22 : 표면들

Claims (19)

1. 제1 전극(1)과 상기 제1 전극으로부터 전기적으로 절연된 제2 전극(2)을 포함하고,
   상기 전극들(1, 2) 사이에 상기 전극들과 접촉하는 화약(7)을 와해하기 위하여 고 전압이 인가될 수 있는 전기 반응 장갑(electric reactive armour)(10)으로서,
   상기 제2 전극(2)은 상기 화약이 전기 전도성 구조의 연속적인 복수의 평행한 표면들을 관통하도록, 절연 물질(23)에 임베디드된(embedded) 복수의 평행한 표면들(22)을 갖는 전기 전도성 구조(21)를 포함하고,
   상기 표면들(22)은 전기적으로 직렬로 연결되고,
   상기 표면들(22)을 따른 직렬 연결에서,
   상기 제1 전극과 상기 제1 전극(1)에 가장 가까운 상기 표면들(22) 중 하나 사이의 단락의 경우에, 상기 제1 전극(1)에 가장 가까운 상기 표면들(22) 중 하나에 대한 단락 전류는 상기 제1 전극(1)에 연속적으로 더 가까운 표면들(22) 중 연속적인 것들을 통해 연속적으로 흐르도록 구성된 장갑(armour).
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전기 전도성 구조(21)의 상기 복수의 표면들(22)은 상기 제1 전극(1)에 연속적으로 더 가까운 상기 표면들(22) 중 연속적인 것들을 통해 연속적으로 연장되는 단일 금속 포일(foil)로 제조된 장갑.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 전기 전도성 구조(21)는 사행 구조(meandering structure)를 포함하는 장갑.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 전기 전도성 구조(21)는 허니콤 구조(honeycomb structure)와 같은, 연결된 공동(cavities) 구조를 포함하는 장갑.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 전기 전도성 구조(21)는 금속 포일과 같은, 전기 전도성 포일로 제조된 복수의 전기 전도성 요소들을 포함하는 장갑.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 전기 전도성 요소들은 각각 육각형 실린더(cylinder) 또는 육각형 토러스(torus)를 구성하는 장갑.
   
8. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 제2 전극(2)은 상기 전기 전도성 구조(21)가 장착되고 전기적으로 연결되는 베이스 요소(29)를 더 포함하는 장갑.
   
9. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 복수의 두 개의 연속적인 표면들(22, 22') 사이의 상기 관통 방향으로의 거리는 5와 20 ㎜ 사이에 있는 장갑.
   
10. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 각각의 쌍의 연속적인 표면들(22, 22') 사이의 상기 관통 방향으로의 거리는 5와 20 ㎜ 사이에 있는 장갑.
    
11. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 표면(22)의 두께는 5와 20 ㎛ 사이에 있는 장갑.
    
12. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전극(1)은 고체 금속 판에 의해 구성된 장갑.
    
13. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전극(1)은 제1 고체 금속 판으로 구성되고,
    상기 제2 전극(2)은 상기 제1 고체 금속 판과 평행하게 연장되는 제2 고체 금속 판(29)을 포함하며,
    상기 표면들(22)은 각각 상기 제1 고체 금속 판 및 제2 고체 금속 판에 평행하게 연장되는 장갑.
    
14. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    화약의 폭을 감소시키기 위하여 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에 배열되는 스트리퍼 판(stripper plate)(3)을 더 포함하는 장갑.
    
15. 차량 또는 선박을 보호하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 청구항 1 또는 청구항 3에 따른 적어도 하나의 고 전압 원(source)과 전기 반응 장갑을 포함하는 시스템.
    
16. 청구항 15에 따른 시스템이 구비된 차량
    
17. 청구항 15에 따른 시스템이 구비된 선박.
    
18. 청구항 15에 따른 시스템을 적용하는 단계를 포함하는, 차량 또는 선박을 보호하는 방법.
    
19. - 제1 금속 판과 상기 제1 금속 판과 평행하게 연장되고 상기 제1 금속 판과 전기적으로 절연된 제2 금속 판,
    - 상기 제1 판과 제2 판 사이의 절연 물질,
    - 상기 제1 금속 판과 제2 금속 판 사이에 전압을 인가하기 위하여, 상기 제1 금속 판과 제2 금속 판에 각각 연결되는 커넥터들, 및
    - 상기 제1 금속 판과 제2 금속 판 사이에 위치되며 절연 물질에 임베디드된, 전기 전도체 물질의 복수 층들의 적층을 포함하는 전기 전도성 구조를 포함하며,
    각각의 상기 복수의 층들은 상기 제1 금속 판과 제2 금속 판에 평행하게 연장되고,
    상기 복수의 층들은 서로 그리고 상기 제2 금속 판에 전기적으로 연결되는 전기 반응 장갑.
    

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