KR102364885B1

KR102364885B1 - 발사체 방출시스템 및 그 발사체 방출시스템용 화염차단장치

Info

Publication number: KR102364885B1
Application number: KR1020210106242A
Authority: KR
Inventors: 이원석; 양영록; 신상목; 신재철
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2021-08-11
Filing date: 2021-08-11
Publication date: 2022-02-18

Abstract

본 발명은 탑재물이 탑재되는 방출구조물 및 상기 탑재물의 후단에서 분출되는 후류의 방향을 편향시키기 위해 상기 방출구조물의 후단에 결합되는 화염차단장치를 포함하고, 상기 화염차단장치는 후방으로 하향 경사진 편향판을 포함하고, 상기 편향판은 곡면 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 방출시스템으로서, 본 발명에 의하면, 탑재물로부터의 후류를 원활히 편향시켜 방출구조물을 보호할 수 있다.

Description

발사체 방출시스템 및 그 발사체 방출시스템용 화염차단당치{PROJECTILE EMITTING SYSTEM AND FLAME DEFLECTOR FOR THE SYSTEM}

본 발명은 지상에서 발사체를 방출하기 위한 시스템 및 이에 적용되는 화염차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 지상에서 발사체를 방출하기 위한 시스템은 방출구조물에 탑재된 탑재물로부터 발사체가 방출되게 하고, 탑재물 후단에서 분출되는 추진가스의 추진력에 의해서 발사체를 목표를 향하여 추진되게 한다.

이와 같이 탑재물 방출 과정 중에 지상에 분출되는 고온, 고압의 연소 가스를 탑재물의 후류(後流)라 하며, 주변의 방출기능을 도와주는 방출구조물에는 탑재물로부터 분출되는 후류로부터 보호되도록 화염차단판 등이 적용된다.

화염차단판이 없을 경우에는 탑재물의 후류가 방출구조물로 유입되어 구조물 및 탑재된 구동장치, 전기장비들에 손상을 미치고 방출구조물의 수명 및 정비성에 심각한 영향을 미친다.

방출구조물을 탑재물 후류로부터 보호하기 위하여 단방향 화염차단장치가 후류가 발생하는 위치, 즉 방출구조물 후방에 설치되어 탑재물의 후류를 방출구조물에 침투하지 못하도록 후류를 편향시키는 연구가 주로 이루어져왔으며, 특허공개번호 제10-2012-0044766호를 예로 들 수 있다.

그러나 이 같은 단방향 편향만으로는 후류가 결국 지면과 부딪히고 되튀어 방출구조물과 화염차단장치 틈새 사이로 침투 및 유입되는 문제가 발생하였다.

나아가, 등록특허번호 제10-2068012호에서는 이를 해결하고자 화염차단장치와 지면의 틈새를 막는 틈새 차단판이 개발되었지만, 울퉁불퉁한 지면에서 완전히 지면과 화염차단장치 사이의 틈새를 막지 못하여 여전히 틈새 사이로 화염이 침투 및 유입된다는 문제가 발생하고 있다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2012-0044766호 한국등록특허공보 제10-2068012호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 탑재물로부터의 후류를 원활히 편향시켜 방출구조물을 보호할 수 있는 발사체 방출시스템 및 그 발사체 방출시스템용 화염차단당치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 발사체 방출시스템은, 탑재물이 탑재되는 방출구조물 및 상기 탑재물의 후단에서 분출되는 후류의 방향을 편향시키기 위해 상기 방출구조물의 후단에 결합되는 화염차단장치를 포함하고, 상기 화염차단장치는 후방으로 하향 경사진 편향판을 포함하고, 상기 편향판은 곡면 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 편향판은, 일 단부가 상기 방출구조물에 결합되고, 상기 일 단부로부터 후방으로 하향 경사진 제1 경사부 및 상기 제1 경사부의 타 단부와 연결되며, 곡면 형상의 연결부를 포함한다.

또한, 상기 편향판은, 상기 연결부와 연결되며 후방으로 하향 경사진 제2 경사부를 더 포함한다.

여기서, 상기 제2 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도가 상기 제1 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도보다 완만한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 화염차단장치는, 상기 제2 경사부 하면에 장착되는 지지 브라켓 및 지면에 안착되는 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 브라켓과 상기 지지 플레이트는 볼 베어링에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 단부는 상기 방출구조물의 후단에 결합되고 타 단부는 상기 화염차단장치의 후면에 결합되어, 상기 화염차단장치를 동작시키는 구동장치를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 구동장치는 유압에 의해 구동되고, 상기 제1 경사부의 일 단부는 상기 방출구조물의 후단에 힌지 브라켓을 매개로 결합되어, 상기 구동장치의 작동에 의해 상기 화염차단장치는 상기 힌지 브라켓을 기준으로 회전 동작하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 발사체 방출시스템용 화염차단장치는, 탑재물이 탑재되는 방출구조물의 후단에 결합되며, 후방으로 하향 경사진 편향판을 포함하고, 상기 편향판은 곡면 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 경사부 하면에 장착되는 지지 브라켓 및 지면에 안착되는 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 브라켓과 상기 지지 플레이트는 볼 베어링에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 화염차단장치는 탑재물로부터의 후류를 이중 편향시킴으로써 기존의 단방향 화염차단장치가 가지는 화염(후류)의 역류 및 침투 문제를 해결할 수 있다. 이를 통해 역류에 의한 화염침투를 완전히 막을 수 있으며, 원활한 화염 편향을 통해 방출구조물 및 방출구조물에 장착되어 있는 구동장치 및 전기장비 등을 안전하게 보호할 수가 있다.

도 1 및 도2는 본 발명의 화염차단장치의 원리를 개념적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 발사체 방출시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 상태에서 화염차단장치의 동작 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 화염차단장치를 도시한 것이며, 도 6은 도 5의 측면 형상을 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 1 및 도2는 본 발명의 화염차단장치의 원리를 개념적으로 도시한 것이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 발사체 방출시스템을 개략적으로 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 상태에서 화염차단장치의 동작 상태를 도시한 것이다.

다음, 도 5는 본 발명의 화염차단장치를 도시한 것이며, 도 6은 도 5의 측면 형상을 도시한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 발사체 방출시스템 및 그 발사체 방출시스템용 화염차단당치를 설명하기로 한다.

본 발명의 발사체 방출시스템은 도 3에서 참조되는 바와 같이, 지상에서 발사체 등을 방출하기 위해 탑재물(P)이 탑재되는 방출구조물(200), 탑재물(P)의 후단에서 후방으로 분출되는 추진가스의 후류가 방출구조물(200) 측으로 발생하는 것을 차단시키기 위한 화염차단장치(100) 및 화염차단장치(100)를 동작시키기 위한 구동장치(220)를 포함한다.

방출구조물(200)은 이동 가능하며, 도시와 같이 상면의 탑재공간에 탑재물(P)이 탑재 가능하다. 그리고, 상면에 장착된 탑재물 지지장치(210)에 의해 탑재물(P) 내의 발사체를 방출시키기 위해 탑재물(P)을 도시와 같이 수직 또는 경사지도록 유압 등에 의해 구동시키고, 기립된 탑재물(P)을 지지한다.

이후 탑재물(P)을 도 3과 같이 상방향을 향하도록 동작시킨 후 발사체의 발사시 탑재물(P)의 후단으로부터는 추진가스가 분출되어 후류(w)가 발생하게 되며, 본 발명은 이와 같이 발생하는 후류(w)가 방출구조물(200) 측으로 발생되지 않도록 화염차단장치(100)를 포함하며, 화염차단장치(100)의 상단부가 방출구조물(200) 후단에 장착된 힌지 브라켓(150)에 회전 가능하도록 결합됨으로써 도 4와 같이 동작 가능하며, 이와 같은 동작은 방출구조물(200)의 후단과 화염차단장치(100)의 후면 간에 결합되는 구동장치(220)에 의해 동작되게 된다.

이를 위해 본 발명의 화염차단장치(100)는 후류를 원활하게 편향시키기 위해, 이중편향 화염차단장치로 구성되도록 한다.

본 발명의 이중편향 화염차단장치(100)는 후류(w)가 편향되면서 지면에 부딪히지 않게 한번 더 편향을 시키는 것으로, 기존에 후류를 편향시키면서 발생했던 지면에 부딪히는 문제를 해결할 수 있다. 이를 통해 결과적으로 방출구조물 방향으로 후류의 역류를 안전하게 막을 수 있다.

즉, 도 1(a)와 같이 발생된 후류(w1)는 이중편향 화염차단장치(100)에 의해 도 1(b)와 같이 1차 편향된 후류(w2)를 발생시키고, 다시 도 1(c)와 같이 한번 더 방향 전환되어 2차 편향이 된 후류(w3)를 발생시키게 하는 것이다.

여기서 후류의 유동은 너무나 역동적이기 때문에 기존에 개발된 단방향 화염차단장치에서 이중 편향으로 방향을 간단히 전환시키는 것은 대단히 위험하다. 후류 배출시스템의 분사 노즐의 직경에 따라 배출구의 형상과 크기, 최초 방향 전환부까지의 높이, 방향이 전환되는 위치의 편향기 설치 각도, 유동단면의 크기 변화 등 여러 가지 변수들의 조합에 따라 분출가스와 비산파편들의 유동이 다양하게 변화될 수 있으므로 예상 변수들의 다양한 설계조합에 대한 유동해석을 수행하여 도 2와 같이 화염차단장치(100)에 곡률을 적용함으로써 원활한 편향이 가능하도록 최적의 설계조합을 구현할 수 있다.

따라서, 후류의 역류 영향 없이 방출구조물(200)로 화염이 침투 및 유입되지 않게 할 수 있다. 그래서 본 발명의 화염차단장치(100)는 이상과 같이 M&S(modeling and simulation)를 통한 최적화된 설계와 실제 실물로 제작하여 시험으로 검증 가능하다.

본 발명의 화염차단장치(100)는 방출구조물(200)의 후단과 화염차단장치(100)의 후면 간에 결합되는 구동장치(220)에 의해 동작되게 된다.

구동장치(220)는 유압실린더가 적용될 수 있으며, 유압실린더의 수축동작으로 이중편향 화염차단장치(100)가 회전하여 도 3과 같이 지면에 안착되고, 도 4와 같이 화염 편향이 필요 없는 작동 전에는 구동장치(220)인 유압실린더의 확장 동작으로 힌지 브라켓(150)을 기준으로 이중편향 화염차단장치(100)를 상승 회전시켜 고정시키고, 방출구조물(200)의 이동 시 문제가 되지 않도록 한다.

본 발명의 화염차단장치(100)를 보다 자세히 살펴보면, 본 발명의 화염차단장치(100)는 후류(w)의 이중 편향을 위해 제1 경사부(110), 제2 경사부(120), 연결부(130)가 하나의 편향판을 형성하고, 제2 경사부(120)의 하면에 결합되는 지지수단에 의해 도 3과 같이 동작 후 화염차단장치(100)가 지면에 지지되고, 화염차단장치의 이중편향으로 탑재물(P)에서 발생하는 후류(w)를 지면에 되튀는 형상을 방지하여 방출구조물(200)로 화염의 역류 및 침투를 방지해준다.

지지수단은 지면에 안착되는 지지 플레이트(141)를 포함하고, 지지 플레이트(141)와 화염차단장치(100) 하면의 지지 브라켓이 볼 베어링(142)에 의해 결합된다. 볼 베어링(142)에 의해서 지지 플레이트(141)가 지면에 면 접촉이 되어 후류를 방지할 수 있도록 한다.

제1 경사부(110)는 일 단부에 장착된 힌지 브라켓(150)에 의해 방출구조물(200)에 결합되며, 일 단부로부터 후방으로 하향 경사지도록 형성된다. 제2 경사부(120) 또한 원활한 후류(w)의 배출을 위해 지면을 기준으로 평행하지 않고 후방으로 하향 경사진 형태로 구성된다.

그리고, 제2 경사부(120)의 하면에 지지 브라켓에 의해 지지 플레이트(141)와 결합된다.

이때 제2 경사부(120)의 지면을 기준으로 한 경사도가 제1 경사부(110)의 지면을 기준으로 한 경사도보다 완만하여야 후류(w)를 원활하게 2차 편향시킬 수가 있다.

또한, 후류(w)의 충돌을 최소화하며 원활한 편향을 위하여 제1 경사부(110)와 제2 경사부(120) 간을 연결하는 연결부(130)는 해석 결과에 따른 곡률을 적용한 곡면 형태를 가지는 것이 바람직하고, 제1 경사부(110) 및 제2 경사부(120)와 연결 지점에 절곡 없이 이어지는 형태로 연결되는 것이 바람직하다.

나아가, 제1 경사부(110), 제2 경사부(120), 연결부(130)가 하나의 편향판으로 형성되는 대신 화염차단장치(100)가 일체로 곡면으로 형성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 방출시스템 및 화염차단장치는 후류를 원활하게 2차 편향시킴으로써 후류로부터 방출시스템을 안전하게 보호하는 것이 가능하게 한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

100 : 화염차단장치
110 : 제1 경사부
120 : 제2 경사부
130 : 연결부
141 : 지지 플레이트 142 : 볼 베어링
150 : 힌지 브라켓
200 : 방출구조물
210 : 탑재물 지지장치
220 : 구동장치

Claims

탑재물이 탑재되는 방출구조물; 및
상기 탑재물의 후단에서 분출되는 후류의 방향을 편향시키기 위해 상기 방출구조물의 후단부에 결합되는 화염차단장치를 포함하고,
상기 화염차단장치는 후방으로 하향 경사진 편향판을 포함하고, 상기 편향판은 곡면 부분을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 편향판은,
일 단부가 상기 방출구조물에 결합되고, 상기 일 단부로부터 후방으로 하향 경사진 제1 경사부;
상기 제1 경사부의 타 단부와 연결되는 곡면 형상의 연결부; 및
상기 연결부와 연결되며 후방으로 하향 경사진 제2 경사부를 포함하며,
상기 화염차단장치는,
상기 제2 경사부 하면에 장착되는 지지 브라켓; 및
지면에 안착되는 지지 플레이트를 더 포함하고,
상기 지지 브라켓과 상기 지지 플레이트는 볼 베어링에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는,
발사체 방출시스템.
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청구항 1에 있어서,
상기 제2 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도가 상기 제1 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도보다 완만한 것을 특징으로 하는,
발사체 방출시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
일 단부는 상기 방출구조물의 후단에 결합되고 타 단부는 상기 화염차단장치의 후면에 결합되어, 상기 화염차단장치를 동작시키는 구동장치를 더 포함하는,
발사체 방출시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 구동장치는 유압에 의해 구동되고,
상기 제1 경사부의 일 단부는 상기 방출구조물의 후단부에 힌지 브라켓을 매개로 결합되어,
상기 구동장치의 작동에 의해 상기 화염차단장치는 상기 힌지 브라켓을 기준으로 회전 동작하는 것을 특징으로 하는,
발사체 방출시스템.
탑재물이 탑재되는 방출구조물의 후단부에 결합되며,
후방으로 하향 경사진 편향판을 포함하고, 상기 편향판은 곡면 부분을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 편향판은,
일 단부가 상기 방출구조물에 결합되고, 상기 일 단부로부터 후방으로 하향 경사진 제1 경사부;
상기 제1 경사부의 타 단부와 연결되는 곡면 형상의 연결부; 및
상기 연결부와 연결되며 후방으로 하향 경사진 제2 경사부를 포함하며,
상기 제2 경사부 하면에 장착되는 지지 브라켓; 및
지면에 안착되는 지지 플레이트를 더 포함하고,
상기 지지 브라켓과 상기 지지 플레이트는 볼 베어링에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는,
발사체 방출시스템용 화염차단장치.
삭제
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 제2 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도가 상기 제1 경사부의 지면을 기준으로 한 경사도보다 완만한 것을 특징으로 하는,
발사체 방출시스템용 화염차단장치.
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