KR102822564B1 - 스포터 탄약 발사체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

화기에서 발사되도록 구성된 스포터 탄약 발사체, 스포터 탄약 발사체 제조 방법 및 스포터 탄약 발사체를 포함하는 스포터 탄약 카트리지가 제공된다. 일 실시예에서, 스포터 탄약 발사체는 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 발사체 바디부를 포함한다. 발사체 오자이브는 바디 원위 단부에 결합되고 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가진다. 발사체 오자이브는 숄더에 인접하게 배치되고 그로부터 원위 방향으로 연장되는 포스트를 포함한다. 오자이브 노즈 캡은 숄더에 인접하게 배치되어 포스트를 덮는다. 포스트와 오자이브 노즈 캡은 그 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성된다. 불꽃 스포터 조성물은 캐비티에 배치된다.

Description

스포터 탄약 발사체 및 그 제조 방법
본 기술 분야는 일반적으로 화기용 탄약에 관한 것이며, 보다 상세하게는 화기에서 발사되도록 구성되고, 타겟에 충돌할 때 밝은 빛의 섬광(light flash)을 제공하기 위한 불꽃 스포터 조성물(spotter composition) 및 이러한 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법을 포함하는 스포터 탄약 발사체에 관한 것이다.
화기에서 발사되는 스포터 발사체를 포함하는 타겟 스포팅 카트리지(target spotting cartridges)는 수년 동안 다양한 목적으로 사용되어 왔다. 훈련 목적으로 스포터 발사체는 일반적으로 정해진 범위에서 광학 도구를 사용하지 않고도 볼 수 있는 밝은 빛의 섬광을 통해 긍정적인 타겟 적중을 확인하는 데 사용된다. 스포터 발사체는 공중 폭발 및 지상 폭발 탄약의 시각적 효과를 시뮬레이션 하기 위한 훈련 목적으로도 사용될 수 있다.
스포터 발사체는 대부분 소구경 탄약용으로, 일부는 중구경 및/또는 대구경 탄약용으로 생산되었다. 일반적으로, 소구경 스포터 발사체는 탄환 강철 코어와 구리 재킷 사이에서 압축되고 고체 타겟에 충돌할 때 점화하는 발사체 노즈(nose of the projectile)에 있는 불꽃 스포터 조성물을 포함한다. 일반적으로, 중구경 및/또는 대두경 스포터 발사체는 고체 타겟에 충돌할 때 점화하는 압축된 불꽃 스포터 조성물로 채워진 발사체 오자이브(ogive)에 비교적 큰 캐비티를 포함한다.
또한, 일부 타겟 스포터 발사체는 발사체 노즈 팁에 배치된 격발 뇌관(percussion primer)을 포함하며, 이는 고체 타겟과의 충돌 시 불꽃 스포터 조성물을 점화시키는 데 사용된다. 그러나, 이러한 스포터 발사체 구성들은 충격에 민감한 격발 뇌관으로 인해 탄약의 운송 및 취급 시 안전 문제를 일으킬 수 있다.
예를 들어 두께가 약 3 mm 이하인 강판 타겟과 같은 얇은 강철 타겟에 대한 스포터 발사체를 사용하는 훈련 목적의 경우, 발사체 오자이브 노즈는 타겟을 통과하기 전에 불꽃 스포터 조성물을 가열, 점화 및 방출할 수 있도록 매우 얇은 벽으로 구성되어야 한다. 점화 및 연소 전에 불꽃 스포터 조성물이 타겟을 통과하면, 타겟 앞에서 눈에 띄는 가시광선 섬광이 없으며 사수 승무원은 확실한 명중을 확인할 수 없다. 낮에도 선명하게 볼 수 있는 강렬하고 신속한 스포터 섬광을 보장하기 위해, 분말형 불꽃 스포터 조성물은 사용되는 특정 불꽃 조성물 유형에 비해 적절한 밀도로 발사체 오자이브 노즈에 압축되어야 한다.
규모에 따라, 벽이 얇은 오자이브를 갖는 중구경 및/또는 대구경 발사체는 캐비티를 채우기 위해 상당한 양의 압축된 불꽃 스포터 조성물을 필요로 하는 체적이 큰 캐비티를 초래한다. 안타깝게도, 상대적으로 큰 불꽃 스포터 조성물 화약을 사용하면, 딱딱한 타겟과 충돌할 때 훈련장에서 산불을 일으킬 위험을 증가시키는 상당한 뜨거운 입자의 투사와 함께 거대한 섬광을 일으킨다. 또한, 스포터 발사체에 상대적으로 큰 불꽃 스포터 조성물 화약을 사용하면, 타겟 및/또는 그 기반 시설을 조기에 손상시킬 수 있다. 훈련장에서 화재 사고를 일으킬 위험이 상대적으로 높은 탄약은 범위 통제, 현지 법률 및 규정에 따라 사용이 크게 제한될 수 있다. 결과적으로 상대적으로 얇은 강판 타겟에 사용되는 중구경 및/또는 대구경 탄약의 경우, 소량의 불꽃 스포터 조성물만을 사용하여 반응성과 가시성이 높은 타겟 스포터를 가지는 것이 필요하다.
또한, 대부분의 중구경 및/또는 대구경 스포터 발사체는 스포터 오자이브를 조립하기 위해 스포터 노즈 캡에 불꽃 분말을 도입하는 것, 스포터 노즈 캡에 불꽃 분말을 압축하는 것, 그리고 스포터 노즈 캡 및 구성요소를 최종적으로 조립하는 것과 같은 적어도 세 가지의 작업을 필요로 한다. 이것은 비효율적이고 추가적인 제조 개선이 필요하다.
전술한 바와 같이, 소구경 스포터 발사체 구성은 전형적으로 강철 코어와 구리 재킷 사이의 발사체 노즈에서 압축된 불꽃 스포터 조성물을 포함한다. 그러나, 구리는 상대적으로 발화성 거동이 적고 입자가 쉽게 점화하여 연소되지 않으므로, 구리 재킷이 있는 스포터 발사체가 상대적으로 얇은 강철 타겟(예컨대, 두께 약 3 mm 이하)을 타격할 때 발사체가 얇은 강판을 통과하기 전에 불꽃 스포터 조성물이 점화되지 않을 수 있다. 따라서, 타겟 앞에 눈에 보이는 섬광이 나타나지 않는다. 일반적으로, 이러한 스포터 발사체는 판 앞에서 눈에 보이는 섬광의 신뢰성을 보장하기 위해 더 두꺼운 강철 타겟이 필요하다. 다양한 각도로 배치될 수 있는 비교적 얇은 연강판(soft steel plate)과 충돌할 때, 발사체의 오자이브 스포터 구성은 매우 얇은 벽을 가지고 있어 발사체가 통과하기 전에 타겟 앞에서 불꽃 스포터 구성이 빠르게 가열, 파열, 점화 및 방출될 수 있다. 안타깝게도, 얇은 벽의 길이를 신중하게 제한하지 않으면 발사체는 정기적인 취급, 무기 공급, 발사체 발사 및 비행을 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고하지 않을 수 있다. 일반적으로 대부분의 중구경 및/또는 대구경 스포터 오자이브는 벽 구성이 두껍고, 안타깝게도 얇은 강철 타겟 앞에서 항상 점화되지는 않는다.
또한, 열악한 보관 조건 및/또는 사용 시, 발사체 오자이브의 불꽃 스포터 조성물은 습기 및 비에 노출되면 부정적인 영향을 받을 수 있다. 안타깝게도, 습기가 불꽃 스포터 조성물에 스며드는 경우, 이것은 점화 신뢰성과 섬광 강도에 영향을 미친다.
따라서, 상술한 우려 사항 중 하나 이상을 해결하는 스포터 탄약 발사체 및 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들의 다른 바람직한 특징 및 특성은 첨부된 도면 및 본 배경기술과 관련하여 후속하는 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
화기로부터 발사되도록 구성된 스포터 탄약 발사체, 이러한 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법 및 화기에 장착되도록 구성된 스포터 탄약 카트리지가 본 명세서에 제공된다. 예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 발사체는 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 대략 원통 형상을 갖는 발사체 바디부를 포함한다. 발사체 오자이브는 바디 원위 단부에 결합되고, 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면(tapered outer ogive surface)을 가진다. 발사체 오자이브는 숄더에 인접하게 배치되고 그로부터 길이방향 축을 따라 원위 방향으로 원위 단부까지 연장되는 포스트(post)를 포함한다. 오자이브 노즈 캡은 숄더에 인접하게 배치되고 포스트를 덮는 원위 방향으로 연장되는 벽을 가진다. 벽은 포스트를 향하는 내부 노즈 캡 표면 및 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가진다. 포스트와 오자이브 노즈 캡은 포스트의 적어도 일 부분과 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성된다. 불꽃 스포터 조성물은 캐비티에 배치된다.
예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 카트리지는 내부 체적을 둘러싸고 길이방향 축 주위에 원위 방향으로 케이스 입구부(case mouth portion)까지 연장되는 쉘 벽(shell wall)을 갖는 대략 원통 형상의 쉘을 포함하는 카트리지 케이스를 포함한다. 스포터 탄약 발사체는 케이스 입구부에 배치되고 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 대략 원통 형상을 갖는 발사체 바디부를 포함한다. 발사체 오자이브는 바디 원위 단부에 결합되고 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가진다. 발사체 오자이브는 숄더에 인접하게 배치되고 그로부터 원위 방향으로 길이방향 축을 따라 원위 단부까지 연장되는 포스트를 포함한다. 오자이브 노즈 캡은 숄더에 인접하게 배치되고 포스트를 덮는 원위 방향으로 연장되는 벽을 가진다. 벽은 포스트를 향하는 내부 노즈 캡 및 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가진다. 포스트와 오자이브 노즈 캡은 포스트의 적어도 일 부분과 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성된다. 불꽃 스포터 조성물은 캐비티에 배치된다. 추진제는 내부 체적에 배치되고 케이스 입구로부터 원위 방향으로 스포터 탄약 발사체를 추진하도록 점화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 방법은 발사체 바디부 및 발사체 오자이를 획득하는 단계를 포함한다. 발사체 바디부는 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 대략 원통 형상을 가진다. 발사체 오자이브는 바디 원위 단부에 결합하도록 구성되고 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가진다. 발사체 오자이브는 숄더에 인접하게 배치되고 그로부터 길이방향 축을 따라 원위 방향으로 원위 단부까지 연장되는 포스트를 포함한다. 불꽃 스포터 조성물은 오자이브 노즈 캡의 벽의 내부 노즈 캡 표면에 인접하게 증착된다. 오자이브 노즈 캡은 벽이 기둥을 덮고 내부 노즈 캡 표면이 포스트를 향하도록 숄더에 인접하게 배치된다. 벽은 내부 노즈 캡의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가진다. 포스트와 오자이브 노즈 캡은 포스트의 적어도 일 부분과 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성된다. 불꽃 스포터 조성물은 캐비티에 배치된다.
다양한 실시예들은 이하의 도면과 관련하여 이하에서 설명될 것이며, 동일한 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체를 포함하는 스포터 탄약 카트리지의 일 부분에 대한 측면도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체의 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체의 측면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체의 분해 사시도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따라 타겟에 충돌하기 전에 화기로부터 발사된 후방 추적기를 갖는 스포터 탄약 발사체의 측면 사시도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따라 타겟에 충돌하는 화기로부터 발사되는 스포터 탄약 발사체의 측면 사시도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따라 타겟에 충돌하는 더 진행된 단계에서 화기로부터 발사되는 스포터 탄약 발사체의 측면 사시도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따라 타겟에 충돌하는 더 진행된 단계에서 화기로부터 발사되는 스포터 탄약 발사체의 측면 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체의 단면도이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체의 단면도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 제조 단계 동안의 스포터 탄약 발사체의 단면도이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법의 플로우 차트이다.
다음의 상세한 설명은 단지 예시일 뿐이며, 다양한 실시예들 또는 그 적용 및 사용을 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 전술한 배경 또는 다음의 상세한 설명에 제시된 이론에 구속되지 않는다.
본 명세서에서 고려되는 다양한 실시예들은 스포터 탄약 발사체 및 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 개시된 예시적인 실시예는 화기로부터 발사되도록 구성된 스포터 탄약 발사체를 제공한다. 스포터 탄약 발사체는 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 대략 원통 형상을 갖는 발사체 바디부를 포함한다. 발사체 오자이브는 바디 원위 단부에 결합된다. 본 명세서에서 사용되는 “오자이브(ogive)”라는 용어는 테이퍼진 3D 단부를 갖는 물체, 예를 들어 실질적으로 선형, 약간 둥근 및/또는 둥근 3D 테이퍼진 단부를 갖는 물체를 의미하는 것으로 이해된다. 예시적인 실시예에서, 발사체 오자이브는 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가진다. 발사체 오자이브는 숄더형 포스트(shouldered post) 구성을 형성하는 숄더에 인접하게 배치되고, 그로부터 원위 방향으로 길이방향 축을 따라 포스트 원위 단부까지 연장되는 포스트를 포함한다.
오자이브 노즈 캡은 숄더에 인접하게 배치되고, 포스트를 덮는 원위 방향으로 연장되는 벽을 가진다. 벽은 포스트를 향하는 내부 노즈 캡 표면 및 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가진다. 포스트와 오자이브 노즈 캡은 포스트의 적어도 일 부분과 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성된다. 불꽃 스포터 조성물은 캐비티에 배치된다.
예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 발사체는 소구경, 중구경 또는 대구경 스포터 발사체로서 크기가 지정되거나 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서 바람직하게, 스포터 탄약 발사체는 상대적으로 얇은 강철 타겟(예컨대, 두께가 약 3 mm 이하)에 충돌할 때, 광학 도구가 없는 주간 조건에서 약 1000 미터(m) 내지 약 1500 미터 이상에서 볼 수 있는 밝은 빛의 섬광을 제공하는 비교적 소량(예컨대, 약 1.5 그램(g) 이하)의 불꽃 스포터 조성물만을 사용한다.
일 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물은 약 0.5 g 이하의 양으로 캐비티 내에 제공된다. 다른 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물은 약 0.5 g 내지 1.5 g의 양으로 캐비티 내에 제공된다. 또 다른 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물은 약 1.5 g의 양으로 캐비티 내에 제공되어 비교적 얇은 강철 타겟에 충돌할 때 광학 도구 없이 주간 조건에서 약 1500 m 이상까지 볼 수 있는 밝은 빛의 섬광을 제공한다. 또 다른 실시에에서, 불꽃 스포터 조성물은 비교적 얇은 강철 타겟에 충돌할 때 광학 도구 없이 주간 조건에서 약 1000 m까지 볼 수 있는 밝은 빛의 섬광을 제공하기 위해 약 1 g의 양으로 캐비티 내에 제공된다.
예시적인 실시예에서 그리고 이하에서 상세히 논의되는 바와 같이, 바람직하게 숄더형 포스트 구성은 발사체 오자이브 및 오자이브 노즈 캡을 한 번의 작업으로 함께 조립하면서 캐비티에서 불꽃 스포터 조성물을 압축할 수 있게 한다. 이것은 내부에 배치된 압축된 불꽃 스포터 조성물과 함께 스포터 오자이브의 효율적인 조립을 가능하게 하는 이점이 있다.
또한, 예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡은 발화성 거동이 좋은 금속으로 제조되며, 그 입자는 예를 들어 알루미늄, 마그네슘 또는 티타늄과 같이 쉽게 점화되고 연소된다. 또한, 예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡은 불꽃 스포터 조성물에 인접하고 발사체 바디부의 직경보다 작은 비교적 짧고 얇은 벽부를 가진다. 일 실시예에서, 오자이브 노즈 캡의 얇은 벽부는 중구경 발사체 직경의 약 50% 미만(예컨대 30 mm의 약 50% 미만, 예컨대 25 mm의 약 50% 미만, 예컨대 20 mm의 약 50% 미만)의 길이와 약 0.76 mm(예컨대, 0.030 인치)의 최소 두께를 가지므로, 취급, 무기 공급, 발사체 발사 및 비행(예컨대, 발포)을 위한 충분한 구조적 강도를 보장한다. 이와 같이, 스포터 탄약 발사체가 예를 들어 약 마하 1의 비교적 빠른 속도로 비교적 얇은 강판에 충돌하면 오자이브 노즈 캡이 급속히 변형 및 파열되어 강렬한 발열 및 스파크가 발생하므로, 스포터 탄약 발사체가 타겟을 통과하기 전에 타겟의 전방에서 불꽃 스포터 조성물을 안정적으로 점화시킬 수 있는 것이 유리하다.
또한, 예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 발사체는 발사체 오자이브의 숄더와 오자이브 노즈 캡 사이를 밀봉적으로 접속하는 오링 또는 래커(lacquer) 중 하나를 포함한다. 이는 불꽃 스포터 조성물이 습한 보관 조건으로부터 완전히 밀봉되어 신뢰할 수 있는 점화 및 섬광 강도를 보장할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 스포터 탄약 발사체(12)를 포함하는 스포터 탄약 카트리지(10)의 일 부분에 대한 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 스포터 탄약 발사체(12)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 카트리지(10)는 총열(barrel)(13)을 가지는 화기(11)에 장전되도록 제공되고, 카트리지 케이스(14)를 포함한다. 카트리지 케이스(14)는 쉘 벽(18)을 가지는 대략 원통형인 쉘(16)을 포함하고, 쉘 벽(18)은 추진제(21)를 포함하는 내부 체적(20)을 둘러싸고 있다. 쉘 벽(18)은 스포터 탄약 발사체(12)를 유지하도록 크기가 결정되거나 다른 방식으로 구성되는 케이스 입구부(26)까지 길이방향 축(24) 주위의 원위 방향(22)으로 연장된다. 카트리지 케이스(14)의 근위 단부(28)에는 환형 추출 그루브(30), 프라미어 포켓(32) 및 내부 체적(20) 사이에 유체 연통을 제공하기 위한 플래시 홀(34)이 있다. 프라이머(36)는 프라이머 포켓(32)에 배치된다. 프라이머(36)는 화기(11)가 발사될 때 추진제(21)를 점화시켜 추진 가스를 생성하고, 추진 가스는 케이스 입구부(26)로부터 화기(11)의 총열(13)을 통해 원위 방향(22)으로 스포터 탄약 발사체(12)를 구동한다.
스포터 탄약 발사체(12)는 소구경 발사체, 중구경 발사체 또는 대구경 발사체일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 발사체(12)는 중구경 발사체이다. 중구경 발사체의 비제한적인 예로는 20 mm 구경 발사체, 25 mm 구경 발사체, 30 mm 구경 발사체, 35 mm 구경 발사체 및 40 mm 구경 발사체를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 스포터 탄약 발사체(12)는 대구경 발사체이다. 대구경 발사체의 비제한적인 예로는 57 mm 구경 발사체, 76 mm 구경 발사체, 105 mm 구경 발사체, 120 mm 구경 발사체 및 155 mm 구경 발사체를 포함한다.
도시된 바와 같이, 스포터 탄약 발사체(12)는 케이스 입구부(26)에 배치되는 발사체 바디부(38)를 포함한다. 발사체 바디부(38)는 바디 근위 단부(39)로부터 바디 원위 단부(40)까지 길이방향 축(24)을 중심으로 원위 방향(22)으로 연장되는 대략 원통 형상을 가진다. 바디 근위 단부(39) 및 바디 원위 단부(40) 사이에는 환형 그루브(42, 44) 및 구동 밴드(46)가 배치된다. 구동 밴드(46)는 화기(11)가 발사될 때 추진체의 시선을 막고 회전을 전달하고 및/또는 총열(13)을 통한 스포터 탄약 발사체(12)의 안정적인 이동을 용이하게 한다. 구동 밴드(46)는 일체로 형성되어 발사체 바디부(38)의 일부이거나, 대안적으로 발사체 바디부(38) 주위에 배치되고 이에 결합되는 별도의 구성요소일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 발사체 오자이브(48)는 바디 원위 단부(40)에 고정되거나(예컨대, 나사 결합부(50) 등을 통해), 다른 방식으로 결합된다. 도시된 바와 같이, 발사체 오자이브(48)는 길이방향 축(24) 주위에 배치된 숄더(54)를 향해 원위 방향(22)으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면(52)을 구비한다. 예시적인 실시예에서, 숄더(54)는 길이방향 축(24) 주위에 배치되고, 길이방향 축(24)으로부터 이격된 환형 숄더이다.
발사체 오자이브(48)는 숄더(54)에 인접하게 배치되는 포스트(56)를 포함한다. 포스트(56)는 포스트 근위 단부(58)로부터 포스트 근위 단부(58)의 반대 측에 배치된 포스트 원위 단부(60)까지 원위 방향으로 길이방향 축(24)을 따라 연장된다. 도시된 바와 같이, 환형 숄더(54)는 포스트 근위 단부(58)의 근위 최끝단(proximal-most end)으로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 일 실시예에서, 포스트 원위 단부(60)는 원추형 단부로 구성된다. 일 실시예에서, 포스트(56)는 노즈 캡 길이의 약 75%의 길이를 갖거나, 필요에 따라 더 많은 불꽃 스포터 조성물을 도입하기 위해 더 짧게 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노즈 캡 길이는 포스트(56)와 적절한 끼워맞춤(press fit)을 형성할 수 있도록 충분해야 하며, 압축 전에 증착된 스포터 벌크 파워(spotter bulk power)를 위한 충분한 내부 체적을 가져야 한다.
예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡(62)은 숄더(54)에 인접하게 배치되고 숄더(54)에 인접한 것으로부터 팁 단부(66)까지 원위 방향(22)으로 연장되어 포스트(56)를 덮는 벽(64)(예컨대, 원추형 벽 등)을 가진다. 도시된 바와 같이, 오자이브 노즈 캡(62)의 벽(64)은 포스트(56)를 향하는 내부 노즈 캡 표면(68) 및 내부 노즈 캡 표면(68)의 반대 측에 배치된 외부 노즈 캡 표면(70)을 가진다. 외부 노즈 캡 표면(70)은 길이방향 축(24)을 향하여 원위 방향(22)에서 팁 단부(66)로 갈수록 테이퍼진다. 예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡(62)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 형성된다. 일 실시예에서, 오자이브 노즈 캡(62)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다.
예시적인 실시예에서, 포스트(56) 및 오자이브 노즈 캡(62)은 포스트(56)의 적어도 일부와 내부 노즈 캡 표면(68) 사이에 캐비티(72)를 형성하도록 함께 구성된다. 도시된 바와 같이, 캐비티(72)는 포스트 원위 단부(60)와 내부 노즈 캡 표면(68) 사이에 배치된다.
불꽃 스포터 조성물(74)은 캐비티(72)에 배치된다. 불꽃 스포터 조성물(74)은 스포터 탄약 발사체(12)가 타겟에 충돌할 때 밝은 빛의 섬광을 제공한다. 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 불꽃 스포터 조성물(74)은 압축된 분말의 형태이다. 예시적인 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물(74)은 마그네슘, 마그네슘의 연소를 촉진하는 촉진제 및 결합제(binder)를 포함하는 마그네슘 기반 분말 조성물이다. 일 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물(74)은 약 60 wt. %의 양으로 제공되어 섬광을 제공하는 마그네슘 분말, 약 35 wt. %의 양으로 제공되어 연소를 촉진하는 질산 칼륨, 그리고 불꽃 스포터 조성물(74)의 총 중량에 기초하여 약 5 wt. %의 양으로 제공되는 분말 결합제를 포함한다. 또는, 불꽃 스포터 조성물(74)은 당업자에게 공지된 임의의 다른 불꽃 스포터 조성물일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 불꽃 스포터 조성물(74)은 약 0.5 g 내지 1.5 g의 양으로 캐비티(72)에 제공된다.
예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡(62)이 타겟에 충돌할 때 빠르게 변형되어 타겟 전방에 있는 불꽃 스포터 조성물(74)을 확실하게 점화시키고, 취급, 발사 등을 위한 충분한 구조적 무결성을 갖도록 하기 위해 오자이브 노즈 캡(62)의 벽(64)은 두꺼운 벽부(76) 및 얇은 벽부(78)를 가지는 원추형 노즈 캡을 형성한다. 얇은 벽부(78)는 두꺼운 벽부(76)보다 얇고, 두꺼운 벽부(76)로부터 원위에 배치된다. 도시된 바와 같이, 불꽃 스포터 조성물(74)은 얇은 벽부(78)에 인접한 캐비티(72)에 배치된다.
예시적인 실시예에서, 얇은 벽부(78)의 내부 노즈 캡 표면(68)은 외부 노즈 캡 표면(70)에 공간적으로 정합되고, 이에 따라 마찬가지로 길이방향 축(24)을 향해 원위 방향(22)으로 테이퍼진다. 예시적인 실시예에서, 얇은 벽부(78)는 약 0.7 mm 내지 약 0.8 mm, 예를 들어 약 0.76 mm의 두께 및 스포터 탄약 발사체(12)의 구경 발사체 직경(예컨대, 발사체 바디부(38)의 직경)의 약 50 % 미만의 길이를 가진다. 길이에 대한 일부 비제한적인 예로는 20 mm 발사체의 경우 약 7 내지 10 mm, 30 mm 발사체의 경우 약 10 내지 15 mm, 57 mm 발사체의 경우 약 20 내지 27 mm를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 두꺼운 벽부(76)의 내부 노즈 캡 표면(68)은 길이방향 축(24)에 실질적으로 평행하다. 따라서, 두꺼운 벽부(76)의 내부 및 외부 노즈 캡 표면(68, 70) 사이에 형성된 벽(64)의 단면은 길이방향 축(24)의 길이를 따라 달라진다. 도시된 바와 같이, 두꺼운 벽부(76)의 벽(64)의 가변 단면은 길이방향 축(24)의 길이를 따라 근위 방향(원위 방향(22)의 반대 방향)으로 벌어진다(flare). 후술하는 바와 같이, 두꺼운 벽부(76)의 내부 노즈 캡 표면(68)은 포스트 원위 단부(60)에 근접한 포스트(56)의 외부 표면과 직접 접촉하여 끼워맞춤을 형성하여 오자이브 노즈 캡(62)을 발사체 오자이브(48)에 고정한다.
도 4를 참조하면, 두꺼운 벽부(76)는 발사체 오자이브(48)의 환형 숄더(54)와 접속하는 오자이브 노즈 캡(62)의 근위 최끝단에서 내부 및 외부 노즈 캡 표면(68, 70) 사이에서 연장되는 환형 근위 단부 표면(80)을 구비한다.
예시적인 실시예에서, 그리고 도시된 바와 같이, 환형 근위 단부 표면(80)은 외부 습기 또는 수분이 캐비티(72)로 스며들어 불꽃 스포터 조성물(74)로 흡수되는 것을 방지하기 위해, 환형 숄더(54) 및 환형 근위 단부 표면(80)과 밀봉적으로 접속하는 오링(84)을 포함하는 환형 그루브(82)를 형성한다. 또는, 래커(86)는 외부 습기 또는 수분이 캐비티(72)로 스며드는 것을 방지하기 위해 환형 숄더(54) 및 환형 근위 단부 표면(80) 사이에 배치되고 이 것들과 밀봉적으로 접속할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 바와 같이, 스포터 탄약 발사체(12)는 발사체 바디부(38)의 바디 근위 단부(39)에 결합되고 그로부터 근위로 연장되는 후방 핀(88)들을 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 후방 핀(88)은 스포터 탄약 발사체(12)의 회전을 불안정한 상태로 감속시켜 스포터 탄약 발사체(12)의 최대 사거리를 감소시키는 것을 돕는다.
도 2 및 도 9 내지 도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이, 포스트 원위 단부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 원추형 단부로 구성될 수 있다. 또는, 포스트 원위 단부(60)는 도 9에 도시된 바와 같이 계단형 원위 단부, 도 10에 도시된 바와 같이 평평한 원위 단부, 또는 도 10의 점선으로 도시된 바와 같이 둥근 원위 단부로 구성될 수 있다.
도 5는 타겟(90)에 충돌하기 전에 후방 추적기를 갖는 스포터 탄약 발사체(12)를 도시하고, 도 6 내지 도 8은 예시적인 실시예에 따라 타겟에 충돌하는 다양한 진행 단계 동안의 스포터 탄약 발사체(12)를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 타겟(90)은 비교적 얇은 강판 타겟이다. 도시된 바와 같이, 바람직하게는 스포터 탄약 발사체(12)가 예를 들어 약 마하 1의 비교적 빠른 속도로 타겟(90)에 충돌할 때, 오자이브 노즈 캡(62)은 급속히 변형 및 파열되어 강렬한 발열 및 스파크가 발생하므로, 불꽃 스포터 조성물(74)을 확실하게 점화시키고 타겟(90) 전방에서 밝은 빛의 섬광(92)을 발생시킨다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 스포터 탄약 발사체(12)를 제조하는 방법(100)이 제공된다. 방법(100)은 도 1 내지 4 및 도 9 내지 10과 관련하여 전술한 바와 같이, 발사체 바디부(38) 및 발사체 오자이브(48)를 획득하는 단계(단계 102)를 포함한다.
불꽃 스포터 조성물(74)은 오자이브 노즈 캡(62)의 벽(64)의 내부 노즈 캡 표면(68)에 인접하게 증착된다(단계 104). 오자이브 노즈 캡(62)은 벽(64)이 포스트(56)를 덮고, 내부 노즈 캡 표면(68)이 포스트(56)를 향하도록 숄더(54)에 인접하게 배치된다(단계 106). 예시적인 실시예에서, 포스트(56) 및 오자이브 노즈 캡(62)은 그 사이에 캐비티(72)를 형성하도록 함께 구성되고, 불꽃 스포터 조성물(74)은 캐비티(72)에 배치된다.
예시적인 실시예에서, 오자이브 노즈 캡(62)의 벽(64)은 두꺼운 벽부(76)를 가진다. 배치하는 단계(단계 106)는 발사체 오자이브(48)와 오자이브 노즈 캡(62)을 함께 압입하는 것을 포함한다. 이때, 두꺼운 벽부(76)의 내부 노즈 캡 표면(68)이 포스트(56)의 외부 표면과 직접 접촉하도록 하여 끼워맞춤을 형성하고, 이를 통해 오자이브 노즈 캡(62)을 발사체 오자이브(48)에 고정시킨다.
적어도 하나의 예시적인 실시예가 본 발명의 전술한 상세한 설명에서 제시되었으나, 방대한 수의 변형이 존재한다는 것을 이해해야 한다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 어떠한 방식으로든 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 당업자에게 본 개시의 예시적인 실시예를 구현하기 위한 편리한 로드맵을 제공할 것이다. 첨부된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 예시적인 실시예에 기술된 구성요소들의 기능 및 배열에 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 화기로부터 발사되도록 구성된 스포터 탄약 발사체로서,
    길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 원통 형상을 가지는 발사체 바디부;
    상기 바디 원위 단부에 결합되고 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가지는 발사체 오자이브;
    상기 숄더에 인접하게 배치되고 상기 숄더로부터 원위 방향으로 연장되어 포스트를 덮는 벽을 가지는 오자이브 노즈 캡; 및
    불꽃 스포터 조성물을 포함하고,
    상기 발사체 오자이브는, 상기 숄더에 인접하게 배치되고, 상기 숄더로부터 길이방향 축을 따라 원위 방향으로 포스트 원위 단부까지 연장되는 포스트를 포함하며,
    상기 벽은 상기 포스트를 향하는 내부 노즈 캡 표면과, 상기 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가지고,
    상기 포스트 및 상기 오자이브 노즈 캡은 상기 포스트의 적어도 일 부분과 상기 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성되고,
    상기 불꽃 스포터 조성물은 상기 캐비티에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 포스트 원위 단부와 상기 내부 노즈 캡 표면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 포스트 원위 단부는,
    원추형 원위 단부, 계단형 원위 단부, 평평한 원위 단부, 및 둥근 원위 단부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오자이브 노즈 캡의 상기 벽은,
    두꺼운 벽부와, 상기 두꺼운 벽부보다 얇고 상기 두꺼운 벽부로부터 원위에 배치된 얇은 벽부를 가지는 원추형 노즈 캡을 형성하는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불꽃 스포터 조성물은 상기 얇은 벽부에 인접한 캐비티에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 얇은 벽부의 내부 노즈 캡 표면은 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발사체 바디부는 직경을 가지고,
    상기 얇은 벽부는 상기 발사체 바디부의 직경보다 작은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 두꺼운 벽부의 상기 내부 노즈 캡 표면은 길이방향 축에 평행한 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 두꺼운 벽부의 상기 내부 노즈 캡 표면은,
    상기 포스트의 외부 표면과 직접 접촉하여 상기 포스트와 끼워맞춤을 형성하여 상기 오자이브 노즈 캡을 상기 발사체 오자이브에 고정하는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 포스트는 상기 포스트의 원위 단부 반대 측에 포스트 근위 단부를 가지고,
    상기 숄더는 상기 포스트 근위 단부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 길이방향 축 주위에 배치된 환형 숄더인 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 두꺼운 벽부는,
    상기 내부 노즈 캡 표면과 상기 외부 노즈 캡 표면 사이에서 연장되고 상기 환형 숄더와 접속하는 환형 근위 단부 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스포터 탄약 발사체는 상기 환형 숄더 및 상기 환형 근위 단부 표면과 밀봉적으로 접속하는 오링을 더 포함하는 스포터 탄약 발사체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스포터 탄약 발사체는 상기 환형 숄더 및 상기 환형 근위 단부 표면과 밀봉적으로 접속하는 래커를 더 포함하는 스포터 탄약 발사체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 오자이브 노즈 캡은 알루미늄, 마그네슘, 또는 티타늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 불꽃 스포터 조성물은 0.5 g 내지 1.5 g의 양으로 캐비티에 제공되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체.
  16. 화기에 장착되도록 구성된 스포터 탄약 카트리지로서,
    내부 체적을 둘러싸고 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 케이스 입구부까지 연장되는 쉘 벽을 갖는 원통형인 쉘을 포함하는 카트리지 케이스;
    발사체 바디부, 발사체 오자이브 및 오자이브 노즈 캡을 포함하는 스포터 탄약 발사체;
    불꽃 스포터 조성물; 및
    상기 내부 체적에 배치되고 상기 케이스 입구부로부터 원위 방향으로 상기 스포터 탄약 발사체를 추진하도록 점화되는 추진제를 포함하고,
    상기 발사체 바디부는 상기 케이스 입구부에 배치되고, 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 원통 형상을 가지고,
    상기 발사체 오자이브는 상기 바디 원위 단부에 결합되고, 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가지고,
    상기 발사체 오자이브는 상기 숄더에 인접하게 배치되고 상기 숄더로부터 길이방향 축을 따라 원위 방향으로 포스트 원위 단부까지 연장되는 포스트를 포함하고,
    상기 오자이브 노즈 캡은 상기 숄더에 인접하게 배치되고 상기 숄더로부터 원위 방향으로 연장되어 상기 포스트를 덮는 벽을 가지고,
    상기 벽은 상기 포스트를 향하는 내부 노즈 캡 표면 및 상기 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가지고,
    상기 포스트 및 상기 오자이브 노즈 캡은, 상기 포스트의 적어도 일 부분과 상기 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성되고,
    상기 불꽃 스포터 조성물은 상기 캐비티에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 카트리지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스포터 탄약 발사체는,
    20 mm 구경 발사체, 25 mm 구경 발사체, 30 mm 구경 발사체, 35 mm 구경 발사체, 및 40 mm 구경 발사체 중에서 선택되는 중구경 발사체인 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 카트리지.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스포터 탄약 발사체는,
    57 mm 구경 발사체, 76 mm 구경 발사체, 105 mm 구경 발사체, 120 mm 구경 발사체, 및 155 mm 구경 발사체 중에서 선택되는 대구경 발사체인 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 카트리지.
  19. 화기에서 발사되도록 구성된 스포터 탄약 발사체를 제조하는 방법으로서,
    발사체 바디부 및 발사체 오자이브를 획득하는 단계;
    불꽃 스포터 조성물을 오자이브 노즈 캡의 벽의 내부 노즈 캡 표면에 인접하게 증착하는 단계; 및
    상기 벽이 포스트를 덮고 상기 내부 노즈 캡 표면이 상기 포스트를 향하도록 상기 오자이브 노즈 캡을 숄더에 인접하게 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 발사체 바디부는 길이방향 축으로부터 원위 방향으로 바디 원위 단부까지 연장되는 원통 형상을 가지고,
    상기 발사체 오자이브는 상기 바디 원위 단부에 결합하도록 구성되고 길이방향 축 주위에 배치된 숄더를 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 오자이브 표면을 가지고,
    상기 발사체 오자이브는 상기 숄더에 인접하게 배치되고 상기 숄더로부터 길이방향 축을 따라 원위 방향으로 포스트 원위 단부까지 연장되는 상기 포스트를 포함하고,
    상기 벽은 상기 내부 노즈 캡 표면의 반대 측에 배치되고 길이방향 축을 향해 원위 방향으로 테이퍼진 외부 노즈 캡 표면을 가지고,
    상기 포스트 및 상기 오자이브 노즈 캡은 상기 포스트의 적어도 일 부분과 상기 내부 노즈 캡 표면 사이에 캐비티를 형성하도록 함께 구성되고,
    상기 불꽃 스포터 조성물은 상기 캐비티에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 오자이브 노즈 캡의 벽은 두꺼운 벽부를 가지고,
    상기 배치하는 단계는, 상기 두꺼운 벽부의 상기 내부 노즈 캡 표면이 상기 포스트의 외부 표면과 직접 접촉하도록 위로 전진하여 상기 오자이브 노즈 캡을 상기 발사체 오자이브에 고정시키는 끼워맞춤을 형성하도록 발사체 오자이브와 상기 오자이브 노즈 캡을 합께 압입하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스포터 탄약 발사체 제조 방법.
KR1020237009941A 2020-08-25 2021-08-16 스포터 탄약 발사체 및 그 제조 방법 Active KR102822564B1 (ko)

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