KR102662185B1 - 수평 분산 패턴을 제공하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지표 표적과의 교전에 적합한 서브 발사체(1, 1’)의 수평 분산 패턴을 제공하는 페이로드 컨테이너(10)를 제공한다. 페이로드 컨테이너(10)는 실린더 형태이고, 컨테이너 벽(2)으로 둘러싸인 코어(3) 내에 배치되는 적어도 2개의 서브 발사체(1)를 포함하며, 서브 발사체(1)는 선형 배치된다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10) 또는 순차 배열된 복수 개의 페이로드 컨테이너(10)를 포함하는 발사체(50)와, 이 발사체의 사용을 제공한다. 캐리어 쉘로부터의 기계적인 힘이 소멸되고, 서브 발사체(1, 1’)가 좌측에서 우측으로 퍼져 수평 분산 패턴을 제공하는 시기에 서브 발사체(1, 1’)가 수직방향으로 늘어서도록 하는 방식으로 변위가 미리 정해진다.

Description

수평 분산 패턴을 제공하는 디바이스 및 방법

본 발명은 해제 가능한 페이로드(payload)와 분산 패턴을 포함하는 스핀 안정화 발사체 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지표 표적과의 교전에 적합한 수평 분산 패턴에 관한 것이다.

직접 사격은 발포자의 시정 내에 있는 표적에 직접 발사체를 발사하는 것을 일컫는다. 직접 사격에서 사용되는 발사체는 통상, 지대지, 지대공 및 공대공과 같은 다양한 목적 및 다양한 용도를 위한 다양한 페이로드를 이송한다. Phalanx CIWS(Raytheon)는 대함 미사일에 대한 방어를 위한 근접 무기 시스템이다. 이 시스템은 소형 기동 수상선, 저속 비행 고정 및 회전익 항공기 및 무인 항공기와 같은 비대칭 위협에 대한 추가 기능을 위해 최적화 총신(Optimized Gun Barrel; OGB) 및 강화된 치명적 카트리지(Enhanced Lethality Cartridge; ELC)를 포함하고, 이에 따라 조밀한 분산 및 증가된 “초발 명중(first-hit)” 범위를 제공한다. 라운드(round)는 장갑 천공 텅스텐 관통자 라운드 또는 폐기형 탄저판을 지닌 열화 우라늄이다.

US 4,002,121는 헤비 듀티 탄도 발사체(heavy duty ballistic projectile)를 위한 소이탄 타입 페이로드를 포함하는 탄도 발사체를 개시한다. 페이로드는 발사체의 노우즈 섹션과 테일 섹션 사이에 연속 배치되는 복수 개의 페이로드 컨테이너 내에 포함되며, 페이로드 컨테이너는 표적 지대의 산란형 링형 영역에서 테일로부터 방출되고, 표적 지대와 충돌 시에 손상되지 않은 상태로 유지된다.

US 5,817,969는, 페이로드 챔버가 저부에서 상부(캡)까지 케이싱 라인을 따라 개방될 때에 챔버벽을 통해 배출되는 서브 발사체(sub-projectile)를 포함하는 페이로드 챔버를 포함하는 스핀 안정화 발사체를 개시한다. 분산 패턴은 원형으로, 이는 공중 표적에는 적합하지만, 지면 표적에는 덜 적합하다. 캐리어 쉘의 구성은 복잡하고, 그 목적은 향상된 명중률, 즉 품질을 위해 케이싱을 최대 개수의 서브 발사체로 충전하는 것이다. 종래기술에 의한 결점은, 서브 발사체의 개수가 많아서 발사체가 중량이 되고, 원형 분산 패턴은, 공기 중으로 올라가거나, 빠르게 지면을 하향 타격하는 서브 발사체가 훼손될 때에 지면 또는 수면에 근접해서 매우 낮은 명중률을 제공하고, 부수적인 피해의 우려를 증가시킬 수 있다는 것이다.

배경기술 관점에서, 수평 분산 패턴을 가능하게 하고, 이에 따라 명중률 및 효율을 증가시키고, 주위에 대한 의도치 않은 피해를 감소시키는 개선된 디바이스 및 방법을 개발할 필요가 있다.

본 발명의 첫번째 목적은, 수평 분산 패턴, 즉 특허 청구항 1에 규정된 바와 같은 페이로드 컨테이너를 제공하는 디바이스를 제공하는 것이다. 페이로드 컨테이너는 실린더 형태이다. 페이로드 컨테이너는 코어에 배치되는 적어도 2개의 서브 발사체를 포함한다. 코어는 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 코어와 서브 발사체는 컨테이너 벽으로 둘러싸인다. 컨테이너 벽은 코어의 일부일 수 있으며, 즉 서브 발사체는 코어 재료 내에 매립되어 코어 재료로 둘러싸인다.

적어도 2개의 서브 발사체는 일렬로 배치된다. 서브 발사체는 코드를 따라 선형 배치된다. 서브 발사체는 1개 초과의 라인으로 배치될 수 있다. 서브 발사체는 또한 적어도 2개의 평행한 라인 또는 코드로 배치될 수도 있다. 서브 발사체는 코드를 따라 1개 초과의 라인으로 배치될 수 있다.

서브 발사체는 적어도 2개 층으로 배치될 수 있다. 상기 층들은 실질적으로 하나의 평면에 배치된다.

서브 발사체의 배향은, 서브 발사체가 표적을 향해 페이로드 컨테이너로부터 배출될 때에 수직방향이다.

하나의 페이로드 컨테이너 내에 배치되는 서브 발사체의 개수는 발사체의 타입 및 목적에 좌우된다. 상기 서브 발사체의 개수는 2개 내지 1000개 범위일 수 있다.

일양태에서, 서브 발사체는 플레셰트, 로드, 공, 구체, 디스크, 큐브 또는 육각형체 중 임의의 것일 수 있다. 다른 양태에서, 서브 발사체는 상이한 유형의 페이로드, 서브 발사체의 조합일 수 있다.

또 다른 양태에서, 서브 발사체는 초경금속 또는 중금속으로 형성될 수 있다.

일실시예에서, 적어도 하나의 페이로드 컨테이너는 적어도 1개 초과의 페이로드 컨테이너로 구성되어, 컨테이너 적층체를 형성한다. 제1 페이로드 컨테이너(A)는 제2 페이로드 컨테이너(B)에 대해 변위된다. 컨테이너의 변위(φ)로 인해, 제1 컨테이너(A)에 있는 서브 발사체의 방향이, 제2 컨테이너(B)에 있는 서브 발사체의 방향과 동일하지 않다. 변위 각도(φ)로 인해, 각각의 페이로드 컨테이너에 있는 서브 발사체는, 발사체 벽으로부터의 기계적인 힘이 사라질 때에 수직방향으로 위치하여, 수평 분산 패턴을 형성한다. 페이로드 컨테이너들 사이의 각도(φ)는 미리 정해진다.

적층체에 있는 페이로드 컨테이너의 개수는 발사체의 목적에 좌우된다. 일실시예에서, 페이로드 컨테이너의 개수는 2개 내지 1000개 범위이다. 각각의 페이로드 컨테이너는 일실시예에서는, 다음 페이로드 컨테이너에 대해 0도 내지 180도 범위로 변위(φ)된다.

본 발명의 다른 목적은 수평 분산 패턴을 제공하기 위한 스핀 안정화 발사체를 제공하는 것이다. 발사체는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 라인으로 배치되는 적어도 2개의 서브 발사체를 포함하는 적어도 하나의 페이로드 컨테이너를 포함한다. 페이로드 컨테이너는 복수 층의 서브 발사체를 포함할 수 있으며, 상기 층들은 실질적으로 하나의 평면에 배치된다. 페이로드 컨테이너는 전술한 바와 같이 서로에 대해 배열되고 변위된다.

적절한 스핀 안정화 발사체는 세장형 케이싱을 포함하고, 세장형 케이싱은 이 세장형 케이싱 본체의 노우즈부에서 세장형 케이싱 본체의 후방부로 연장되는 종축을 갖고, 노우즈부는 전방부에 배치되고, 뇌관 디바이스 및 센서를 활성화시키는 기폭 장치를 포함한다. 센서는 일실시예에서 자이로(gyro)일 수 있다. 페이로드 챔버가 전방부에 배치되고, 전술한 바와 같이 실질적으로 하나의 평면에 배치되는 적어도 2개의 서브 발사체를 갖는 적어도 하나의 페이로드 컨테이너를 포함한다.

일실시예에서, 발사체의 페이로드 챔버는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 페이로드 컨테이너를 포함한다.

일실시예에서, 페이로드 챔버는 복수 개의 순차 배열된 페이로드 컨테이너를 포함한다. 페이로드 컨테이너의 개수는 2개 내지 1000개 범위일 수 있다.

컨테이너는 서로에 대해 변위된다. 변위 각도(φ)는 0도 내지 180도 범위일 수 있다.

또 다른 목적은 수평 분산 패턴을 제공하기 위해, 전술한 페이로드 챔버 중 적어도 하나를 포함하는 전술한 발사체를 사용하는 것이다.

이제, 첨부도면을 참고하여 단지 예로써 본 발명을 설명하겠다.
도 1의 a) 내지 c)는 종래기술의 서브 발사체를 포함하는 발사체의 단면[도 1의 a)], 발사체로부터 분리될 때에 각각의 서브 발사체의 속도 탄젠트[도 1의 b)], 및 원형 분산 패턴[도 1의 c)]을 보여준다.
도 2의 a) 내지 e)는 페이로드 컨테이너 내에 배치되는 서브 발사체의 상이한 실시예의 단면[도 2의 a) 및 c)]; 발사체로부터 분리될 때의 각각의 서브 발사체의 속도 탄젠트[도 2의 b) 및 d)], 및 변위 각도(φ)의 예[도 2의 e)]를 보여준다.
도 3의 a) 내지 d)는 라인에 있는 3개의 페이로드 컨테이너의 사시도[도 3의 a) 및 b)], 서로에 대해 변위되는 6개의 페이로드 컨테이너로 이루어진 적층체에 배치된 도 3의 b)의 실시예[도 3의 c)], 및 크기가 상이한 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너의 적층체[도 3의 d)]를 보여준다.
도 4의 a) 및 b)는 동일한 크기의 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너를 사용하는 것에 의해 얻어지는 분산 패턴[도 4의 a)] 및 상이한 크기의 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너를 사용하는 것에 의해 얻어지는 분산 패턴[도 4의 b)]의 예시를 보여준다.
도 5의 a) 및 b)는 페이로드 컨테이너의 측면도[도 5의 a)]와, 라인으로 그리고 2개 층으로 배열된 복수 개의 구형 서브 발사체를 포함하는 도 5의 a)에 도시한 페이로드 컨테이너의 A-B선을 따른 단면[도 5의 b)]을 보여준다.
도 6의 a) 내지 c)는 2개 라인으로 배열되는 소형 직육면체 서브 발사체를 포함하는 페이로드의 단면[도 6의 a)], 대형 직육면체 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너의 적층체[도 6의 b)] 및 얻어진 분산 패턴의 예시[도 6의 c)]를 보여준다.
도 7의 a) 내지 c)는 제1 층에 소형 서브 발사체가 배치[도 7의 a)]되고, 제2 층에 대형 서브 발사체가 배치[도 7의 b)]되는 육각형 단면을 갖는 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너 및 제1 층과 제2 층의 오프셋 각도[도 7의 c)]를 보여준다.
도 8의 a) 및 b)는 직사각형 단면을 지닌 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너의 단면[도 8의 a)] 및 치밀한 분산 패턴을 제공하는 실시예를 보여준다.
도 9는 본 발명의 페이로드 컨테이너를 장착하기 적합한 발사체의 예를 보여준다.

본 발명을 개시하고 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 여기에 개시되는 특정 재료 또는 구성으로 제한되는 것이 아니라는 점을 이해해야만 한다. 여기에서 채용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것이지, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니라는 점도 또한 이해해야만 하는데, 본 발명의 범위는 오로지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되기 때문이다.

본 발명과 관련하여, “분산 패턴”이라는 용어는 무기로부터 발사되는 라운드의 분산을 의미한다.

본 발명과 관련하여, “서브 발사체”라는 용어는 대형 탄두의 일부이고, 충돌 전에 탄두로부터 분리되는 소형 무기 또는 디바이스, 예컨대 로드, 플레셰트, 화살형 다트, 원통형, 직사각형, 육각형, 직육면체, 디스크, 구형이나 볼 형상의 다양한 유형의 탄약뿐만 아니라, 모든 유형의 페이로드를 의미하며, 배출된 후에 정해진 비행 경로로의 고유한 연속 비행이 예상된다.

본 발명과 관련하여, “페이로드 컨테이너”라는 용어는 서브 발사체들, 적어도 2개의 서브 발사체의 조립체를 에워싸는 디바이스를 정의한다.

본 발명과 관련하여, “실질적으로 하나의 평면”이라는 용어는, 동일한 페이로드 컨테이너 내에서 적어도 2개 층으로 배열되는 서브 발사체가 서로에 대해 다소 변위될 수 있다는 것을 의미하며, 예시를 위해 예컨대 도 7의 a) 내지 c)를 참고하라.

본 발명과 관련하여, “적층체”라는 용어는 앞뒤로 배열된 복수 개의 페이로드 컨테이너를 정의한다.

“변위된”이라는 용어는, 제1 페이로드 컨테이너에 있는 서브 발사체의 제1 라인이 제2 페이로드 컨테이너에 있는 서브 발사체의 제2 라인에 대해여 소정 각도(Φ)로 회전된다는 것을 의미한다.

“원의 현”이라는 용어는, 그 엔드포인트 모두가 원 상에 놓여 있는 직선 라인 세그먼트이다. 원의 현의 속성은 다음과 같다: 그 길이가 동일한 경우 또는 단지 그 길이가 동일한 경우에만 현들은 중심으로부터 등거리이다; 동일한 현은 원심으로부터 동일한 각도에 대한 것이다; 원심을 통과하는 현은 직경이라고 하며, 가장 긴 현이다. 모든 직경은 현이지만, 모든 현이 직경인 것은 아니다. 본 출원에서, 현은 발사체가 반경방향으로 배치되지 않은 것을 예시하는 데 사용된다.

이제, 본 발명의 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.

본 발명은 세장형 분산 패턴, 즉 수평 분산 패턴을 제공하기 위한, 서브 발사체를 포함하는 페이로드 컨테이너의 구성을 제공한다. 수평 분산 패턴은 지표 표적, 예컨대 수면 상에 위치하는 수직 크기가 작은 표적, 고속연안공격정(Fast Inshore Attack Craft; FIAC)(수상 차량; 다양한 위치), 해안 표적, 지표 표적, 즉 대체로 2차원으로 움직이는 육상 또는 해양 표적과 교전하기에 적합하다.

도 1의 a) 및 b)는 종래기술의 서브 발사체를 포함하는 발사체(50)의 단면을 보여준다. 서브 발사체(1)는 발사체 내에 원형 패턴으로 균일하게 분포된다[도 1의 a)]. 발사체는 발사되면, 비행방향으로 전방으로 이동하며, 그 종축을 중심으로 회전한다. 예정된 시기에, 분리 장약이 점화되고, 서브 발사체가 쉘로부터 배출된다. 서브 발사체는 캐리어 쉘[도 1의 b)]로부터 접선방향으로 출발하여, 원형 분산 패턴[도 1의 c)]을 형성한다.

도 2의 a)는, 페이로드 컨테이너(10)의 종축을 따라 보았을 때, 페이로드 컨테이너(10) 내에서 서로 거의 선형으로 배열되는 2개의 서브 발사체(1)를 포함하는 페이로드 컨테이너(10)의 2차원 단면을 보여준다. 서브 발사체는 적어도 부분적으로 코어 재료(3)에 의해 배열되거나, 매립되거나, 둘러싸이거나, 또는 고정된다. 코어(3)는 컨테이너 벽(2)으로 둘러싸인 페이로드 컨테이너 내에서 제위치에 서브 발사체(1)를 배치한다. 컨테이너 벽은 코어(3) 재료의 일부일 수 있다. 코어(3) 재료는 당업자가 알고 있을 수 있다. 코어(3)는 또한 페이로드 컨테이너 내에서 서브 발사체(1) 각각을 둘러싸는 유지 디바이스(도시하지 않음)로서 구성될 수도 있다. 유지 디바이스는 페이로드 챔버로서 기능할 수 있다. 유지 디바이스의 구성은 변할 수 있다. 일실시예에서는, 지지 디바이스가 코어(3)로부터 돌출되는 적어도 2개의 레그를 지닌 코어로서 구성된다. 각각의 레그는 하나의 서브 발사체(1) 각각을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 레그의 개수는 서브 발사체의 개수 및 유형, 발사체, 무기 정밀도 및 표적에 좌우된다. 지지 디바이스는 또한, 서브 발사체가 발사체, 예컨대 실린더 또는 캐리어 쉘로부터 분리될 때에 어긋남, 즉 텀블링을 감소시키는 효과를 가질 수 있다. 접촉-충돌 이벤트의 횟수를 줄이는 것에 의해, 서브 발사체의 효과 및/또는 서브 발사체의 표적 내로의 침투가 향상된다. 지지 디바이스는 또한 임의의 코어(3) 재료와 조합되어 사용될 수 있다. 페이로드 컨테이너는 라인(4)을 따라 분할 가능할 수 있다. 본 발명은 2 부분 구성으로 제한되지 않는다. 구성은 2개 또는 다수 부분으로 분할 가능할 수도 있고, 전혀 분할 불가능할 수도 있다.

일실시예에서, 코어(3)의 중심은 연속적인 뇌관 와이어, 예컨대 충격파관 또는 전선의 배치를 위한 보어를 포함할 수 있다.

도 2의 b)는 좌측에서는 (a) 발사체가 회전(곡선형 화살표)하는 동안에 서브 발사체의 속도 탄젠트(직선 화살표)를, 그리고 우측에서는 제2 페이로드 컨테이너(점선원)에 있는 서브 발사체(1)에 대한 제1 페이로드 컨테이너에 있는 서브 발사체(1)를 보여준다.

도 2의 c)는 라인으로 배열된 4개의 서브 발사체(1)를 포함하는 페이로드 컨테이너(10)를 보여주며, 페이로드 컨테이너(10)는 컨테이너 벽(2), 코어(3) 및 라인(4)을 포함한다. 라인(4)은 분할 라인일 수 있다. 페이로드 컨테이너에 관한 이 실시예는 전술한 2개의 서브 발사체(1)를 포함한다.

다른 실시예에서, 코어(3)의 중심은 연속적인 뇌관 와이어, 예컨대 충격파관 또는 전선의 배치를 위한 보어를 포함할 수 있다.

도 2의 d)는 좌측에서는 발사체가 회전(곡선형 화살표)하는 동안에 서브 발사체(1)의 속도 탄젠트(직선 화살표)를, 그리고 우측에서는 제2 페이로드 컨테이너(점선원)에 있는 서브 발사체(1)에 대한 제1 페이로드 컨테이너에 있는 서브 발사체(1)를 보여준다.

서브 발사체(1)의 개수는 여기에 도시한 예로 제한되지 않는다. 하나의 페이로드 챔버(10)에 있는 서브 발사체(1)의 개수는 서브 발사체(1)의 크기, 무기 정밀도, 표적 및/또는 페이로드 컨테이너(10) 및 발사체(50)에 따라 2개 내지 1000개 범위일 수 있다. 다른 실시예에서, 서브 발사체(1)의 개수는 2개 내지 500개 또는 2개 내지 100개 또는 2개 내지 75개 또는 2개 내지 50개의 범위일 수도 있고, 다른 실시예에서는 2개 내지 25개의 범위일 수도 있다. 도 2의 e)는 라인 1B에 배열된 서브 발사체(점선)를 포함하는 다음 페이로드 컨테이너(B)에 대한, 라인 1A(실선)에 배열된 서브 발사체를 포함하는 제1 페이로드 컨테이너(A)의 변위 각도(φ)를 보여준다. 서로에 대한 페이로드 컨테이너(10)의 변위 각도(φ)는 페이로드 컨테이너가 배출되는 캐리어 쉘(50)에 대한 종방향 속도 및 스핀 속도에 좌우된다. 분리 장약은 페이로드 컨테이너(10)에 약간 다른 배출 속도를 부여할 수 있고, 이에 따라 각각의 페이로드 컨테이너의 변위 각도가 달라져야만 할 수 있다.

일반적으로, 변위 각도(φ)는, 발사체가 시간 t(s) 동안 회전하는 도 단위의 각도이다. Φ(°)는, 페이로드 컨테이너(10)가 수평 분산 패턴을 제공하기 위해 변위되는 변위 각도에 상응한다. Φ는 다음 공식에 의해 산출된다.

[수학식 1]

상기 공식에서,

ω는 발사체(50)의 각속도(rad/s)이고;

v는 발사체(50)에 대한 페이로드 컨테이너(10)의 속도(m/s)이며;

L은 페이로드 챔버(80)의 길이(m)이고;

t는 페이로드 컨테이너(10)가 발사체(50)를 빠져나가는 데 걸리는 시간(s)이다.

변위 각도(Φ)(°)는 이에 따라 적층체(100)에 있는 컨테이너(10)들마다 변할 수 있고, 조건은 발사체(50)와 페이로드 컨테이너(10)를 떠날 때에 서브 발사체(1)의 라인이 수직 위치인 것이고, 이에 따라 수평 분산 패턴이 형성된다.

도 3의 a) 및 b)는 라인에서 앞뒤로 배치되는 3개(A, B, C)의 페이로드 컨테이너(10)의 사시도를 보여주며, 각각의 페이로드 컨테이너는 2개[도 3의 a)] 또는 4개[도 3의 b)]의 서브 발사체(1)를 포함한다. 제2 페이로드 컨테이너(B)는 제1 페이로드 컨테이너에 대해 각도(Φ)로 변위되고, 제3 페이로드 컨테이너(C)는 제2 페이로드 컨테이너(B)와 제1 페이로드 컨테이너(A) 등에 대해 변위된다.

도 3의 c)는 이 실시예에서는 각각 4개의 서브 발사체를 포함하고, 적층체(100)에 배치된 6개의 페이로드 컨테이너(10)의 사시도를 보여준다. 각각의 페이로드 컨테이너(10)는 도 3의 a) 및 b)에 각각 도시된 바와 같이 다음 컨테이너에 대해 각도 변위된다. 도 3의 d)에 도시한 적층체(100)의 실시예는 4개(A, C, E) 또는 2개(B, D, F)의 서브 발사체(1)를 각각 포함하는 페이로드 컨테이너(10)를 포함한다. 페이로드 컨테이너(10)의 변위 각도(Φ)는 발사체의 회전을 보상하여, 서브 발사체(1)의 수평 분산 패턴을 형성한다.

본 발명은 서브 발사체의 특정 크기 또는 개수로 제한되지 않는다. 서브 발사체(1)는 동일한 페이로드 컨테이너(10)에서 반드시 동일한 크기일 필요는 없다. 앞뒤로 배치되는 페이로드 컨테이너(10), 즉 제1, 제2, 제3 페이로드 컨테이너 등은 상이한 타입의 서브 발사체(1)를 포함할 수 있다. 페이로드 컨테이너(10)는 또한 1개보다 많은 서브 발사체(1, 1’) 층을 포함할 수 있다.

도 4의 a) 및 b)는 동일한 크기를 갖는 서브 발사체(1)[도 4의 a)] 또는 상이한 크기를 갖는 서브 발사체(1)[도 4의 b)]를 사용함으로써 얻어진 분산 패턴의 예를 보여준다. 57 mm의 발사체(50)가 사용되었고, 각각의 페이로드 컨테이너(10)는 다음 페이로드 컨테이너(10)에 대해 약 15도의 각도(Φ)로 변위되었다.

본 발명을 수행하기에 적절한 발사체(50)는 30 내지 155 mm 범위이다.

도면의 중앙에는 빈 발사체(50)가 도시되어 있으며, 컨테이너 벽(2)의 일부가 최외측에 도시되어 있다. 배출된 서브 발사체(1)는 수평 방향으로 정렬되고, 최종적으로 예정된 표적을 타격하도록 그 경로를 계속한다. 분산 패턴은 양자 모두의 경우에 수평 방향이다. 페이로드 컨테이너(10) 내의 서브 발사체(1)의 배치와 페이로드 컨테이너(10)들의 서로에 대한 변위 각도(Φ)의 크기는 분산 패턴에 영향을 주기 위해 이용된다. 페이로드 컨테이너(10)들 사이의 변위 각도(Φ)는, 발사체 벽(2)으로부터의 기계적인 힘이 소멸되고 서브 발사체(1)가 배출될 때에 서브 발사체(1)가 도 2의 b) 및 d)에 도시된 바와 같은 위치를 갖도록 하는 방식으로 구성된다. 서브 발사체(1, 1’)는 캐리어 쉘로부터의 기계적인 힘이 소멸되는 시기에 수직방향으로 늘어선다.

도 5의 a)는 페이로드 컨테이너(10)의 측면도(좌측)이다. 페이로드 컨테이너는 실린더 형태이다. 라인 A-B를 따른 페이로드 컨테이너(10)의 단면이 우측에 도시되어 있다.

원 내부의 직선 세그먼트(, C1, C2)는 현이며, 직경()은 가장 긴 현이고, C1, C2는 더 짧다. 본 발명은 3개 라인의 서브 발사체로 제한되지 않고, 이 예는 단지, 서브 발사체(1)가 페이로드 컨테이너(10)에서 현을 따라 배치되는 것을 예시하기 위한 것이다. 서브 발사체(1)는 벽(2)까지 완전히 연장될 필요는 없다. 상기와 같은 동일한 방향에서의 발사체(50)의 단면은 도 5의 b)(좌측)에 도시되어 있다. 발사체(50)는 페이로드 컨테이너(10)를 포함하고, 서브 발사체(1)는 이 예에서 구형이고, 복수 개의 라인으로 배치된다. 발사체(50)의 직경()은 이 경우에 155 mm이다. 우측의 섹션은, 페이로드 컨테이너(10)가 2개층으로 배치된 서브 발사체를 포함하는 것을 보여주며; 서브 발사체(1)는 제1 층에 상응하고, 서브 발사체(1’)은 제2 층에 상응한다. 층들은 하나의 평면에 위치한다. 이 예에서, 2개 층에 배치되는 서브 발사체의 총 개수는 246개이다. 123개의 구형 서브 발사체(1)는 제1 층에 배치되고, 123개의 구형 서브 발사체(1’)는 제2 층에 배치된다. 층의 개수는 1개 이상일 수 있다. 페이로드 컨테이너(10)에 있는 층의 개수의 상한은 단지 무기 정밀도, 발사체(50) 및 페이로드(1, 1’)에 의해서만 제한된다.

도 6의 a) 내지 c)는 직육면체 서브 발사체(1)를 사용하는 예를 보여준다. 제1 예는 페이로드 컨테이너(10) 내에 2개 라인으로 배치된 소형 직육면체 서브 발사체(1)의 사용을 보여준다[도 5의 a)]. 하나의 라인으로 배치된 보다 큰 직육면체 서브 발사체를 포함하는 6개의 페이로드 컨테이너(10)로 이루어진 적층체(100)가 도 6의 b)에 도시되어 있다. 페이로드 컨테이너(10)들은 전술한 바와 같이 서로에 대해 예정된 각도(Φ)로 각도 변위된다. 직육면체 서브 발사체(1)에 의해 얻어진 수평 분산 패턴이 도 6의 c)에 도시되어 있다.

육각형 단면을 지닌 서브 발사체(1)를 사용하는 예가 도 7에 도시되어 있다. 소형 서브 발사체(1)가 페이로드 컨테이너(10)의 제1 층에 배치되고[도 7의 a)], 대형 서브 발사체(1’)가 페이로드 컨테이너(10)의 제2 층에 배치된다[도 7의 b)]. 층들은 실질적으로 하나의 평면에 그러나 서브 발사체(1)의 제1 층과 제2 층 사이에 오프셋각을 갖도록 배치된다. 서브 발사체(1)의 층들 사이의 오프셋각의 작은 변화에 의해 수직방향으로는 더 많이 퍼지지만, 여전히 수평 분산 패턴을 제공한다.

도 8의 a)는 일렬로 배치되고 직사각형 단면을 지니며, 분할 라인(4)의 각 측부에 대칭 배치되는 서브 발사체(1)를 포함하는 페이로드 컨테이너(10)를 예시한다. 도 8의 b)는 더 치밀한 분산 패턴을 제공하기 위한 실시예를 보여준다. 페이로드 컨테이너(10)에 있는 2개의 서브 발사체는 끝이 절단되어, 상이한 크기(1)의 서브 발사체를 형성한다. 각각의 무게중심이 분할 라인(4)으로부터 거리 x만큼 이동된다. 서브 발사체(1)의 각 층에서 거리 x를 변경하는 것에 의해, 보다 치밀한 확산 패턴이 얻어진다. 각각의 서브 발사체를 위한 분산 속도는 페이로드 컨테이너(10)의 중심에 대한 거리를 변경하는 것에 의해 변할 수 있다.

도 9는 본 발명의 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10)를 포함하기에 적합한, 캐리어 쉘 형태의 스핀 안정화 발사체(50)를 보여준다. 발사체(50)는 전방 발사체 본체(20) 및 후방 발사체 본체(30)와 회전 밴드(40)를 포함한다. 전방 발사체 본체와 후방 발사체 본체는, 예컨대 나사형 결합부 또는 소정 형태의 축방향 로킹부와 조합된 스프라인에 의해 결합된다. 후방 발사체 본체(30)는 분리 장약(130)과 분리 장약을 점화시키는 화공품 뇌관 디바이스(60)를 포함한다. 뇌관 디바이스(60)는 페이로드 챔버(80)와 전방 발사체 본체(20)의 후방 단부에 인접하게 구동 플레이트(70) 뒤에서 분리 장약(130) 전방에 배치된다. 분리 장약(130)은 종래 타입의 추진 장약, 예컨대 무연 니트로셀룰로오스 추진제를 포함하거나 변형예에서는 복합 추진제를 포함하는 추진 장약으로 이루어질 수 있다.

전방 발사체 본체(20)에 배치되는 페이로드 챔버(80)는 서브 발사체(1)를 포함하는 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10)를 포함한다. 뇌관 디바이스(60)를 활성화시키는 활성화 유닛을 포함하는 시한 신관(145)이 페이로드 챔버(80) 전방에서 전방 발사체 본체(20)의 노우즈부(140)에 배치된다. 노우즈부(140)는 제2 구동 플레이트(110)에 의해, 예컨대 전단 핀(90) - 발사체(50)로부터 페이로드 챔버(80)가 분리될 때의 압력의 영향을 받아 파단되도록 구성됨 - 에 의해 전방 발사체 본체(20)에 장착된다. 변형예에서, 발사체(50)로부터 노우즈부(140)를 분리하기 위해 충격파관(120)에서의 반응을 개시하도록 연속적인 뇌관 와이어(120), 예컨대 충격파관이 후방부(30)의 추진 장약(130)을 위한 화공품 뇌관 디바이스와 노우즈부(140)의 뇌관 디바이스에 연결된다.

발사체(50)로부터의 분리는 시한 신관(145)에서 나온 신호에 의해 개시된다.

노우즈부(140)에 배치되는 센서(150)(예컨대, 자이로, 측방 레이저/레이더)가 지면/수면 신호에 대한 발사체(50)의 회전 위치를 기록하고, 발사체(50)의 후방 단부(30)의 분리 장약(130)을 기동시킨다. 페이로드 챔버(80) 뒤에 압력이 조성되고, 페이로드 컨테이너(10)가 회전 발사체(50)로부터 하나씩 삐져 나온다. 다음 페이로드 컨테이너(10)에 대한 각각의 페이로드 컨테이너(10)의 변위 각도(φ)는, 캐리어 쉘로부터의 기계적인 힘이 소멸되고 서브 발사체(1)가 배출될 때에 페이로드 컨테이너(10) 내의 서브 발사체(1)가 수직방향으로 늘어서도록[도 2의 b) 및 d) 참조] 하는 방식으로 구성된다. 서브 발사체(1)는 좌측으로 그리고 우측으로 퍼지고, 빈 발사체(50)는 계속해서 전방으로 직진한다. 다수의 발사체(50)가 바람직하게는 연속하여 발사된다.

다른 실시예는, 예컨대 작동 중에 발사체 본체(50)의 상대 배향을 검출하는 것에 의해 비행 위치 데이터를 제공하도록 복수 개의 센서를 가질 수 있다. 센서의 출력은 유도 관제 시스템에 제공되어, 필요한 경우에 비행 교정을 가능하게 한다. 유도 관제 시스템은 비행 중에 스핀 안정화 발사체를 안내하기에 적합한 임의의 시스템일 수 있다.

페이로드 컨테이너(10)는, 예컨대 별도로 제작되고; 적절한 서브 발사체(1)가 페이로드 컨테이너(10)에서 코어(3) 재료 내에 실질적으로 하나의 평면에 배치된다. 서브 발사체(1)를 포함하는 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10)가 그 후 적절한 발사체/캐리어 쉘(50)에 배치된다. 복수 개의 페이로드 컨테이너(10)[예컨대, 적층체(100)]가 발사체(50)에 배치되는 경우, 페이로드 컨테이너들은 이들이 표적을 향해 배출될 때에 수평 분산 패턴이 얻어지도록 하는 방식으로 서로에 대해 각도 변위된다.

서브 발사체(1)는 초경금속 또는 중금속으로 형성될 수 있다.

본 발명의 페이로드 컨테이너(10)는 직접 사격에서 그리고 상용 발사체에서 사용되도록 의도된다. 본 발명의 유지 디바이스(10)에 적합한 서브 발사체는, 예컨대 로드, 플레셰트, 장갑 천공 텅스텐 카바이드 발사체, 텅스턴 구체, 텅스텐 디스크, 텅스텐 큐브, 텅스텐 육각형체 등이다.

본 발명의 다른 피쳐(feature) 및 용도와 관련 장점은 설명과 예를 읽어보면 당업자에게 자명할 것이다.

요약하자면, 본 발명은 페이로드 컨테이너 형태의 본 발명의 디바이스와, 지표 표적에 대한 직접 사격에 최적화된 수평 분산 패턴을 제공하는 방법을 제공한다. 본 발명은, 명중률 및 효율 모두를 증가시키고, 부수적 피해의 우려를 감소시키며, 이들은 본 발명의 경제적 장점에 기여하는 중요한 요인이다. 서브 발사체는 캐리어 쉘 자체의 중량을 증가시키지 않으면서 보다 크고 보다 무겁게 형성될 수 있는데, 이것은 표적 내로의 서브 발사체의 관통 능력을 증가시킨다. 본 발명은 또한, 분리 장약을 제외하고는 더욱 “불활성”인 캐리어 쉘을 제공하며, 이는 IM 관점에서 유리하다.

Claims (12)

1. 스핀 안정화 발사체(50)에 배치되는 페이로드(payload) 컨테이너(10)로서, 페이로드 컨테이너(10)는 실린더 형태이고, 컨테이너 벽(2)으로 둘러싸인 코어(3) 내에 배치된 적어도 2개의 서브 발사체(1, 1’)를 포함하며,
   서브 발사체(1, 1’)는, 페이로드 컨테이너(10)의 종축(longitudinal axis)을 따라 보았을 때, 페이로드 컨테이너(10)의 단면에 위치하는 직선 세그먼트를 따라 선형 배치되고,
   서브 발사체(1, 1’)는 수평 분산 패턴을 제공하기 위하여 상기 스핀 안정화 발사체(50)로부터 접선 방향으로 배출되도록 구성되는 것인 페이로드 컨테이너.
2. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 평행한 라인의 서브 발사체(1, 1’)를 포함하는 페이로드 컨테이너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나의 평면에 배치되는 적어도 2개 층의 서브 발사체(1, 1’)를 포함하는 페이로드 컨테이너.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서브 발사체(1, 1’)는 플레셰트(flechette), 로드, 구체, 디스크, 큐브 또는 육각형체인 것인 페이로드 컨테이너.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서브 발사체(1, 1’)는 초경합금 또는 중금속으로 형성되는 것인 페이로드 컨테이너.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1개 초과의 페이로드 컨테이너(10)로 구성되어, 컨테이너(10)의 적층체(100)를 형성하고, 제1 페이로드 컨테이너(10, A)는 제2 페이로드 컨테이너(10, B)에 대해 각도 변위(φ)되는 것인 페이로드 컨테이너.
7. 제6항에 있어서, 적어도 1개 초과의 페이로드 컨테이너(10)로 구성되고, 각각의 페이로드 컨테이너(10)는 다음 페이로드 컨테이너(10)에 대해 0도 내지 180도 범위로 각도 변위(φ)되는 것인 페이로드 컨테이너.
8. 수평 분산 패턴의 페이로드를 제공하는 스핀 안정화 발사체(50)로서,
   상기 스핀 안정화 발사체(50)는 제2 구동 플레이트(110)에 의해 전방 발사체 본체(20)에 끼워지는 노우즈부(140)로부터 회전 밴드(40)에 의해 결합되는 후방 발사체 부분(30)으로 연장되는 종축을 갖는 세장형 케이싱을 포함하고,
   전방부는 노우즈부(140), 화공품 뇌관 디바이스(60)를 활성화시키도록 미리 프로그래밍된 신관(145), 지면/수면에 대한 발사체(50)의 회전 위치를 기록하는 센서(150) 및 페이로드 챔버(80)를 포함하고,
   후방 발사체 부분(30)은 분리 장약(130)을 포함하고, 화공품 뇌관 디바이스(60)는 분리 장약(130)을 점화하기 위해 페이로드 챔버(80)의 후방 단부에 인접하게 구동 플레이트(70) 뒤에서 분리 장약(130) 전방에 배치되며,
   상기 페이로드 챔버(80)는 제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10)를 포함하고, 서브 발사체(1, 1’)는 페이로드 컨테이너(10)의 종축을 따라 보았을 때 페이로드 컨테이너(10)의 단면에 위치하는 직선 세그먼트를 따라 선형 배치되는 것인 스핀 안정화 발사체.
9. 제8항에 있어서, 센서(150)는 자이로(gyro)인 것인 스핀 안정화 발사체.
10. 제8항에 있어서, 페이로드 챔버(80)는, 서로 각도 변위(Φ)되고 순차 배열되는 복수 개의 페이로드 컨테이너(10)를 포함하는 것인 스핀 안정화 발사체.
11. 제10항에 있어서, 변위 각도(φ)는 0도 내지 180도 범위인 것인 스핀 안정화 발사체.
12. 페이로드의 수평 분산 패턴 제공 방법으로서,
    - 제1항 또는 제2항에 따른 페이로드 컨테이너(10)를 제공하는 단계;
    - 서브 발사체(1, 1’)의 수평 분산 패턴을 제공하기 위해 필요한 페이로드 컨테이너(10)의 각도 변위를 산출하는 단계;
    - 스핀 안정화 발사체(50) 내에 적어도 하나의 페이로드 컨테이너(10)를 배치하는 단계;
    - 스핀 안정화 발사체(50)를 발사하는 단계; 및
    - 예정된 시간 또는 높이에서 발사체의 분리를 개시하는 단계
    를 포함하고, 서브 발사체(1, 1’)는 수평 분산 패턴을 형성하도록 스핀 안정화 발사체(50)로부터 접선 방향으로 배출되는 것인 페이로드의 수평 분산 패턴 제공 방법.

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