KR20010101925A - 자체 파괴형 충격 퓨즈 - Google Patents

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KR20010101925A KR1020017009720A KR20017009720A KR20010101925A KR 20010101925 A KR20010101925 A KR 20010101925A KR 1020017009720 A KR1020017009720 A KR 1020017009720A KR 20017009720 A KR20017009720 A KR 20017009720A KR 20010101925 A KR20010101925 A KR 20010101925A
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Abstract

본 발명은 다수의 구체들(50) 및 챔버가 회전할 때 상기 구체들(50)의 노출부들에 대한 표면상에 다수의 방사상의 개구부들(49)을 보유하기 위한 속이 빈 원심 챔버(48)를 구비하는 원통형의 점화 핀이다. 상기 챔버(48)의 일측 단에는 상기 챔버(48)의 길이축을 따라서 압축력을 가하기 위한 스프링(54)이 있으며 다른측 단에는 상기 뇌관(26)을 치기위한 자체 파괴형(SD: Self Destructing) 점화 핀(52)이 있다. 상기 길이 축으로부터 피벗(pivot)오프셋(offset)을 가지는 원심성 록(lock)(40)은 상기 원심 챔버(48)의 표면상의 홈(groove)(46)과 정합시킴으로써 제자리에 상기 챔버(48)를 보유한다. 상기 원통형의 점화 핀은 프레임(30)내에 동심으로 놓이고 상기 뇌관(26)을 특징짓는 탈착장치 어셈블리(escapement assembly)위에 배치된다. 상기 뇌관(26)은 상기 퓨즈를 통합한 상기 발사체가 최소 전술 거리(minimum tactical distance)를 이동한 후에 상기 자체 파괴형 점화 핀(52)과 일직선이 되도록 회전된다. 상기 프레임(30)은 상기 뇌관(26)을 치기위한 점 폭발(PD: Point Detonation) 점화 핀(36)을 특징짓는 기부(base)(34)와 더 결합된다.

Description

자체 파괴형 충격 퓨즈{Self destructing impact fuse}
자체 파괴형 충격 퓨즈는 탄약이 충격으로 폭발하는데 실패할 때에 발사체들에 의해 전달되는 탄약을 폭발시키기 위해 채용된다. 탄약이 충격으로 폭발하는데 실패하는 이유는 여러가지이다: (1)탄약이 목표물을 빗나가서 늪이나 눈으로 덮인 지역과 같은 부드러운 지면에 떨어지는 경우 및 (2)탄약이 충격 지점에 대하여 부최적(suboptimal) 각도로 떨어지는 경우. 불발된 탄약은 민간인 및 군인에게 똑같이 위험하며 이러한 불발된 탄약을 제거하기 위한 작업은 위험하고, 비용이 많이 들며 노동집약적이다.
종래 기술의 자체 파괴형 충격 퓨즈들은 세 가지 범주들로 일반화될 수 있다: (1) 화학적 (2) 기계적 및 (3) 전자적. 화학적 자체 파괴형 지연 충격의 예는 해드필드(Hadfield)에 발행된 미합중국 특허 번호 3,998,164이다. '164는 뇌관에 점화 핀을 해제하기 위하여 추(weight) 및 관형 스프링 메커니즘과 조합한 액체를 포함하는 타이밍 챔버의 사용을 도해하는 자체 파괴형 퓨즈를 설명하였다.
소탄약(sub-munition)을 위한 기계적 자체 파괴형 퓨즈의 예는 가티(Gatti)에 발행된 미합중국 특허 번호 4,653,401이다. '401은 뇌관에 제2 격철(striker) 부재의 작동(exertion)을 유지하고 지연하는 와이어(wire) 요소의 소성 변형에 의존한다.
최근에 전자 자체 파괴형 퓨즈가 또한 개발되어 발사체가 충격으로 폭발하는데 실패한 후에 전자적 타이밍 회로를 통해 상기 발사체들을 폭발시킨다.
본 발명은 탄약용의 자체 파괴형 충격 퓨즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 심지어 상기 탄약이 충격으로 폭발하지 않을 때에라도 발사체에 의해 전달되는 탄약을 자동적으로 그리고 확실하게 폭발시키기 위한 퓨즈에 관한 것이다.
도 1a는 "안전" 위치에 있고 상기 발사체가 총구를 통해 추진되기 전을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 1b는 도 1a에 따른 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 저면 투시 입면도이다.
도 2a는 상기 발사체의 초기 론치(launch)동안 상기 세트백(setback) 핀의 수축을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 2b는 멈춤쇠의 수축 및 상기 퓨즈의 타이밍 기능의 시작을 도시하는, 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 저면 투시 입면도이다.
도 3a는 상기 발사체의 최대 가속시에 원심성 록 및 상기 원심성 볼들의 최대 한도를 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 3b는 "무장" 위치로의 로우터(rotor) 어셈블리의 점진적인 정렬을 도시하는, 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 4a는 상기 뇌관과 상기 점 폭발(PD) 점화 핀의 정렬 및 무장 록 핀의 최대 한도를 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 4b는 상기 무장 록 핀의 신장, 그로 인한 상기 "무장" 위치에서 상기 로우터의 록킹을 도시하는, 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 저면 투시 입면도이다.
도 5는 자체 파괴형(SD) 스프링이 원심성 볼들에 작용하는 원심력을 극복할때 상기 뇌관상에 상기 자체 파괴형(SD) 점화 핀을 하락시키는 것을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
도 6은 상기 탈착장치 어셈블리의 뇌관을 치는 상기 자체 파괴형(SD) 점화 핀을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다.
본 발명의 목적은 자체 파괴형 퓨즈의 신뢰성을, 그 단위 생산 비용을 현저히 증가시키지 않고, 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발사체의 비행동안에 상기 탄약에 가해지는 물리적 힘들에 반응하는 핵심 부품들을 자체 파괴형 충격 퓨즈에 통합시키는 것이다.
본 발명은 다수의 구체들 및 챔버가 회전할 때 상기 구체들의 노출부들에 대한 표면상에 다수의 방사상의 개구부들을 보유하기 위한 속이 빈 원심 챔버를 구비하는 원통형의 점화 핀이다. 상기 챔버의 일측 단에는 상기 챔버의 길이축을 따라서 압축력을 가하기 위한 스프링이 있으며 다른측 단에는 상기 뇌관을 치기위한 자체 파괴형(SD: Self Destructing) 점화 핀이 있다. 상기 길이 축으로부터 피벗(pivot)오프셋(offset)을 가지는 원심성 록(lock)은 상기 원심 챔버의 표면상의 홈(groove)과 정합시킴으로써 제자리에 상기 챔버를 보유한다. 상기 원통형의 점화 핀은 프레임내에 동심으로 놓이고 상기 뇌관을 특징짓는 탈착장치 어셈블리(escapement assembly)위에 배치된다. 상기 뇌관은 상기 퓨즈를 통합한 상기 발사체가 최소 전술 거리(minimum tactical distance)를 이동한 후에 상기 자체 파괴형 점화 핀과 일직선이 되도록 회전된다. 상기 프레임은 상기 뇌관을 치기위한 점 폭발(PD: Point Detonation) 점화 핀을 특징짓는 기부(base)와 더 결합된다.
폭발물을 포함하는 발사체를 위한 자체 파괴형 충격 퓨즈가 설명된다. 다음의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 원심 챔버 및 점화 핀과 같은 구체적인 상세사항들이 설명된다. 당업자에게는 본 발명이 이러한 구체적인 상세사항들 없이 실행될 수도 있다. 다른 예들에서, 폭발성 장약(explosive charge) 및 발사체의 외부 구조에 포함되는 것들과 같은 잘 알려진 부분들의 설명은 본 발명의 관념을 모호하지 않게하기 위하여 생략된다.
도 1a는 "안전" 위치에 있고 상기 발사체가 총구를 통해 추진되기 전을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다. 상기 퓨즈(1)는 상기 발사체의 충돌시에 폭발성 장약을 초기화하기 위한 기계적 퓨즈인 본 출원인의 자체 파괴형 충격 퓨즈를 일반적으로 설명한다. 퓨즈(1)는 탈착장치 어셈블리(5) 및 원뿔형 스프링(28)에 의해 분리된 자체 파괴형 퓨즈(10)를 구비한다. 도 1b는 도 1a에 따른 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 저면 투시 입면도이다. 상기 탈착장치 어셈블리(5)는 몸체(12), 멈춤쇠(14), 스프링(16), 피니언 어셈블리(18), 버지(verge)어셈블리(20) 및 소정의 간격 후에 상기 뇌관을 정렬시키기 위한 로우터 어셈블리(22)를 구비한다. 상기 탈착장치 어셈블리(5)는 이전에 사용되어 왔고 본 발명에서 본 출원자에 의해 청구되지 않음이 당 기술분야의 숙련자에 의해 이해되어야 한다. 상기 로우터 어셈블리(22)는 무장 록 핀(arming lock pin)(24) 및 뇌관(26)을 더 구비한다.
도 1a를 참조하면, 상기 자체 파괴형 퓨즈(10)는 밀폐함(enclosure)(32)을 가지는 프레임(30), 기부(34), 자체 파괴형(SD: Self destructing) 점화 핀 서브어셈블리(38), 원심성 록(40), 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42) 및 지지 링(60)을 구비한다. 상기 프레임(30) 및 상기 밀폐함(32)은 상기 자체 파괴형 퓨즈의 상단부를 구성하고 상기 기부(34)는 하단부를 구성한다. 점 폭발(PD: Point Detonation) 점화 핀(36)은 상기 발사체가 상기 목표물에 부딪히면 상기 폭발성 장약을 초기화하기 위하여 상기 기부(34)의 중심 부근에 배치된다. 동시에, 상기 핀(36)의 자체 파괴형 점화 핀 개구부(37)는 상기 발사체가 충격으로 폭발하는데 실패할 때 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38)가 거기를 통해 하락하도록 허용한다(도 5 및 도 6 각각에서 상세히 설명될 것임).
도 1a를 다시 참조하면, 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38)는 자체 파괴형 스프링(54), 자체 파괴형 헤드(44), 자체 파괴형 홈(46), 자체 파괴형 원심 챔버(48) 및 자체 파괴형 점화 핀(52)을 구비한다. 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38)는 만약 상기 발사체가 상기 배경기술 부분에서 주어진 이유들로 인하여 폭발하는데 실패한다면 상기 발사체의 상기 폭발성 장약의 비상안전(fail-safe)폭발을 제공하기 위하여 상기 프레임(30)의 개구부(31)내에 배치된다. 상기 자체 파괴형 원심 챔버(48)는 속이 비어있으며 복수의 구체들(50)을 보유한다; 상기 챔버는 상기 챔버(48)의 표면상에 배치된 복수의 방사상의 개구부들(49)과 더 교통한다. 상기 발사체 및 상기 챔버가 원심력을 받게되면, 상기 구체들(50)은 바깥으로 밀리고 그 부위는 상기 방사상의 개구부들(49)을 통해 드러난다. 상기 자체 파괴형 홈(46)은 상기 원심성 록(40)을 받아들일 목적으로 상기 자체 파괴형 헤드(44) 및 상기 자체 파괴형 원심 챔버(48)사이에 배치된다. 상기 원심성 록(40)은 상기 프레임(30)의 길이축으로부터 피벗(pivot) 오프셋(offset)을 가진다; 상기 원심성 록(40)은 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42)의 도움으로 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38)를 제자리에 고착시킨다. 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42)는 자체 파괴형 세트백 핀(58) 및 스프링(62)(도면들에는 미도시)을 구비한다.
도 1a 및 도 1b는 상기 발사체가 아직 론치되지 않았을 때 상기 자체 파괴형 퓨즈(10)의 미정렬된 "안전" 위치를 설명한다. 여기서, 상기 멈춤쇠(14)는 상기 로우터 어셈블리(22)를 제자리에 고착시키는 반면, 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42)는 또한 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리에 대하여 상기 원심성 록(40)을 고착시킨다.
도 2a는 상기 발사체의 초기 론치동안 상기 세트백(setback) 핀의 수축을 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다. 일단 상기 발사체가 세트백 힘을 받으면, 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42)의 스프링(62)(미도시)은 상기 자체 파괴형 세트백 핀(58')이 수축되도록 하면서 비껴나게 된다. 동시에 (총신을 통해 총구 밖으로 나오면서 궤적을 그리는 상기 발사체의 결과로) 원심력이 상기 자체 파괴형 원심성 록(40) 및 상기 자체 파괴형 구체들(50')상에 가해진다. 상기 자체 파괴형 원심 챔버내의 상기 구체들(50')이 도면에 도시된 상기 방사상의 개구부들(49)내부에서 바깥쪽으로 움직이는 동안, 원심성 록(40)은 자체 파괴형 홈(46)과 떨어지고 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리(42)로 움직인다. 상기 구체들(50')은 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38)가 그 자리에서 변하지 않고 남아있도록 상기 지지 링(60)에 의해 압박된다; 그러므로, 상기 퓨즈는 안전하게 남게되고 총신 안전이 보장된다. 상기 원심력은 또한 상기 멈춤쇠(14') 및 상기 스프링(16')에 작용하여, 그것들이 수축되고 도 2a 및 도 2b에서 상기 탈착장치 어셈블리의 로우터 어셈블리(22)가 상기 무장 시퀀스(arming sequence)를 시작하도록 허용한다.
도 3a는 상기 발사체가 최대 가속에 도달할 때의 상기 퓨즈를 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다. 여기서, 상기 원심성 록(40')은 완전히 수축되고 상기 구체들(50'')은 상기 방사상의 개구부들(49)을 통해 완전히 신장된다. 상기 지지 링(60)과의 접촉과의 조합으로, 상기 구체들(50'')은 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리상의 상기 자체 파괴형 스프링(54')에 의해 축상으로 가해지는 압축력을 극복할 수 있다. 도 3b는 "무장" 위치로의 로우터(rotor) 어셈블리의 점진적인 정렬을 도시하는, 상기 발사체의 탈착장치 어셈블리의 부분 절단 투시 입면도이다. 방사상으로 작용하는 원심력의 영향하에서, 상기 멈춤쇠(14') 및스프링(16')은 수축되는 것을 지속하고 상기 로우터 어셈블리(22')는 그 위치로 회전한다. 상기 피니언 어셈블리(18') 및 상기 버지(verge) 어셈블리(20')는 상술된 무장 지연 시각에 도달할 때까지 상기 로우터 어셈블리(22')가 "무장" 위치로 회전하는 것을 방지한다.
도 4a는 상기 뇌관(26')과 상기 점 폭발(PD) 점화 핀(36)의 정렬 및 무장 록 핀(24')의 최대 한도를 도시하는, 본 발명의 부분 절단 투시 입면도이다. 상기 로우터 어셈블리(22'')는 상기 뇌관(26')을 상기 점 폭발 점화 핀(36)상에 직접 정렬시킨 것으로 도시된다. 도 4b에서, 상기 발사체의 상기 탈착장치 어셈블리는 무장 록 핀(24')의 신장을 도시한다. 여기서, 상기 발사체는 총구 안전거리를 지나서 전술 거리 전까지를 이동하였다. 목표물을 맞추는데 실패하고 부드러운 지면에 떨어질 때 상기 무장 록 핀(24')은 상기 로우터 어셈블리(22'')가 자신을 무장해제하는 것을 방지한다. 즉, 상기 자체 파괴형 퓨즈(10)는 무장된다. 상기 발사체가 상기 목표물을 맞추었다면, 상기 탈착장치 어셈블리(5)는 상기 프레임쪽으로 가속한다. 상기 뇌관(26')이 상기 점 폭발 점화 핀(36)과 정렬되므로, 상기 뇌관(26')은 상기 폭발성 장약을 폭발시킨다.
도 5 및 도 6은 상기 발사체가 충격으로 폭발하는데 실패하고 최대 전술 거리에 도달했을 때 본 발명의 폭발의 순서를 설명한다. 공기의 저항으로 인하여, 상기 발사체의 회전 속도는 비행하는 동안 계속 지속적으로 감소한다. 동시에 상기 퓨즈(10)에 작용하는 원심력은 지속적으로 감소한다. 일정한 비행 시간 후에, 도 5 및 도 6에서의 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리상의 자체 파괴형스프링(54')에 의해 가해지는 힘이 상기 구체들(50'')에 작용하는 원심력보다 더 커진다. 상기 구체들(50'')은 상기 방사상의 개구부들(49)을 통해 상기 지지 링(60)으로부터 수축한다. 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리(38'') 및 자체 파괴형 점화 핀(52'')은 상기 뇌관(26'')상으로 하락하고 상기 폭발성 장약을 폭발시킨다.
도 1 내지 도 6에서 설명된 바와 같은 본 발명은 소수의 부품들을 사용하고 이로인해 자체 파괴형 충격 퓨즈에 대한 컴팩트한 디자인을 초래한다. 더욱이, 상기 자체 파괴형 세트백 핀 서브어셈블리와 조합하여 사용된 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리는 각각의 부품들이 상기 퓨즈에 가해지는 물리적 힘들(그것이 가속, 감속 및 원심력이든 간에)에 반응적으로 상호작용하는 것을 보증한다. 이처럼, 본 발명의 자체 파괴형 퓨즈는 신뢰할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 각 부품들은 기계적이고 폭넓게 사용된다. 그러므로, 본 발명의 생산의 단위 비용은 최소화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 속이 빈 원심 챔버 및 복수의 구체들을 가지는 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리를 도시하였지만, 다른 균등한 구성들이 가능함이 이해되어야 한다. 예컨대, 상기 자체 파괴형 점화 핀 서브어셈블리가 뇌관상으로 하락하는 것을 방지하기 위하여 상기 원심 챔버상에 배치된 복수의 방사 플랩들(flaps)이 상기 구체들 대신에 사용될 수 있다.
본 발명은 그 정신 및 본질적 특징들을 벗어나지 않고 다른 특정한 형태들로 구현될 수도 있다. 그러므로, 지금 개시된 구현들은 모든 면에서 설명적인 것이지한정적인 것으로 간주되어서는 안되며, 그러므로, 첨부된 청구항들에 의해 나타나는 본 발명의 영역 및 상기 청구항들의 균등물의 의미와 범위내에서 나오는 모든 변경들은 거기에 포함된다.

Claims (5)

  1. 결합된 폭발성 장약을 폭발시키고 적어도 하나의 로우터 어셈블리와 뇌관을 더 포함하여 상기 뇌관을 점 폭발(PD: Point Detonation) 점화 핀과 정렬시키기 위한 탈착장치 어셈블리를 구비한 발사체를 위한 자체 파괴형 충격 퓨즈에 있어서,
    프레임;
    상기 점 폭발 점화 핀이 상기 뇌관을 폭발시키는데 실패한 후에 상기 뇌관을 확실하게 폭발시키기 위해 상기 프레임내에 동심으로 배치되고, 자체 파괴형 스프링을 받아들이기 위한 일측단 상의 자체 파괴형 헤드, 상기 뇌관을 치기위한 반대측단 상의 자체 파괴형 점화 핀, 및 복수의 구체들을 보유하고 상기 퓨즈가 회전할 때 복수의 방사상의 개구부들 및 상기 구체들의 노출부와 더 교통하기 위한 원심 챔버를 더 포함하는 자체 파괴형(SD: Self Destructing) 점화 핀 어셈블리;
    상기 프레임의 길이 축으로부터 피벗 오프셋(pivot offset)을 가지는 원심성 록을 받아들이기 위한 상기 자체 파괴형 점화 핀 어셈블리의 표면상에 배치된 홈;
    상기 자체 파괴형 점화 핀 어셈블리로부터 상기 원심성 록의 해제를 제어하고, 상기 발사체의 가속을 겪으면 수축할 수 있는 세트백 핀을 구비하는 세트백 핀 어셈블리; 및
    상기 원심 챔버상에 방사형으로 가해지는 힘들과 상기 자체 파괴형 스프링에 의해 상기 자체 파괴형 점화 핀 어셈블리상에 축상으로 가해지는 힘들을 균형잡기 위해 상기 프레임내에서 동심으로 배치된 지지 링을 포함하며,
    상기 지지 링은 상기 발사체상의 원심력들이 상기 구체들을 상기 링에 대항하여 밀때 상기 자체 파괴형 점화 핀 어셈블리가 상기 뇌관상으로 하락하는 것을 방지하고 상기 자체 파괴형 스프링은 상기 압축력들이 상기 구체들상의 원심력들을 극복할 때 상기 자체 파괴형 점화 핀 어셈블리를 상기 뇌관상으로 하락시키는 것을 특징으로 하는 자체 파괴형 충격 퓨즈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원심 챔버는 속이 비었으며 원통형임을 특징으로 하는 자체 파괴형 충격 퓨즈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구체들은 방사형 플랩들(flaps)임을 특징으로 하는 자체 파괴형 충격 퓨즈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구체들의 개수는 상기 방사상의 개구부들의 개수와 동일함을 특징으로 하는 자체 파괴형 충격 퓨즈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 홈은 상기 자체 파괴형 헤드 및 상기 원심 챔버 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자체 파괴형 충격 퓨즈.
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