KR20020093153A - 소구경 변형 발사체 및 그 생산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 톰백(tombac)으로 구성된 2개부의 소구경 발사체에 관한 것이다. 상기 발사체는 기저부재(1)를 구비하며, 상기 기저부재의 구멍으로 캡 코어(2)가 부분적으로 구멍에 도입된다. 선택된 끼워맞춤에 따라, 상기 캡 코어(2)는 발사체의 발사동안 또는 표적에 충돌하는 동안 이동되며, 이런 방식으로 전방에 상기 2개부 사이에 있는 전이영역이 노출되고, 상기 전이영역은 외부로 버섯형태를 형성하며 변형되어, 상기 캡 코어(2)를 향하여 안쪽으로 눕게 되며. 이로써 상기 캡 코어를 고정한다. 이는 어떠한 파편 또는 스쳐날기 위험없이 표적에 큰 에너지 전달을 초래하는 목표로 하는 변형을 달성한다. 발사체는 비용 효과적인 방식으로 딥 드로잉(deep drawing) 공정에 의해 생산될 수 있다.

Description

소구경 변형 발사체 및 그 생산 방법{Small-Calibre Deformation Projectile And A Method For The Production Of The Same}

경찰작전시에 사용되는 탄환의 관통력이 커서 탄환이 대개 깨끗이 바로 관통하게 되어, 저격당한 사람의 저항을 효과적으로 저지하지 못하게거하나 및 그가 도망칠 수 있게 된다는 것이 널리 알려져 있다. 스쳐나는 탄환은 또한 탄환의 분리를 초래하여, 무관한 사람을 자주 위험하게 한다. 게다가, 일반적으로 사용되는 발사체는 납 코어를 가지고 있는데, 상기 납 코어는 저격당한 사람과 환경에 장기간에 걸쳐 용인할 수 없는 악영향을 미친다.

이에 따라, 선단이 첨두아치(ogive)형 또는 원추대형으로 된 금속의 원통형 기저부재 및 상기 기저부재에 삽입되는 내충격성 플라스틱 재료로된 볼(ball) 형태의 탄도추가부재를 구비한 발사체, 특히, 권총용 발사체가 유럽특허 제 EP-B1-0 636 853 호에서 알려졌다. 이 발사체는 특히 2차 발사체를 형성하지 않게 되어있다.

표적내에서 기저부재로부터 분리되는 이러한 소구경 탄환용 볼은 플라스틱 재료에 금속이 첨가된 때에도 X-선에 대한 유효 횡단면이 매우 작으므로, 부상당한사람에게서 찾아내기가 어렵다. 그러므로 상기 기저부재로부터 분리된 이러한 볼은, 특히 뼈 근처에서는, 고분해능 X-선 장치를 이용할 때에도 발견되지 않은채로 있을 수 있고, 인체내에 지속적이며 영구적인 장애를 초래할 수 있다.

서로 다른 재료를 이용한 발사체의 2개부 구성은 또한, 한편으로는 제조상의 문제를 초래하고, 다른 한편으로는 제한된 탄도 최종 에너지로 인해, 5m의 표적거리로 소위 탄도 소우프(ballistic soap)에서 측정했을 때, 9㎜ 탄환의 경우에 경찰집단에서 규정하는 약 60 J/㎝의 에너지 축적(depositon)을 제공하지 못하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 청구항의 전제부에 따른 소구경 탄환에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 권총 탄환용 발사체를 단면도로 도시하고 있다;

도 2는 도 1의 발사체와 유사한 효과를 가지는 발사체의 제 1 변형예를 도시하고 있다;

도 3a와 도 3b는 조립전에 도 1에 도시된 발사체의 2개 부품부를 도시하고 있다;

도 4는 감소된 스쳐날기 작동을 하는 발사체의 제 3 변형예를 도시하고 있다;

도 5는 증가된 관통력을 갖는 발사체의 또 다른 변형예를 도시하고 있다;

도 6은 기저부재를 형성하기 위한 예비단계로서 딥 드로잉에 의해 생성된 컵을 도시하고 있다;

도 7은 슬리브 코어를 형성하기 위한 예비단계로서, 또 다른 컵을 도시하고 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 언급한 단점을 제거하고 발사체의 산란 파편 및/또는 독성이 큰 중금속 때문에 지속적인 상해를 초래함이 없이, 직접적인 가격(加擊)으로 큰 에너지 축적을 가져오는, 즉 저격된 사람을 활동불능으로 만드는 소구경 발사체를 생산하는 것이다. 발사체는 또한 경찰작전 상황에 적합하도록 수정될 수 있어야 하며 높은 신뢰성과 정밀도를 가져야 한다. 게다가, 경제적으로, 특히 복잡한 선반 가공부(turned parts)를 필요로 하지 않고 발사체를 제조하는 것이 가능해야 한다.

상기 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다.

내부 원통부가 논-포지티브(non-positive) 끼워맞춤에 의해 그 전체 길이에 걸쳐 단단히 고정되고 또한 전체 탄도경로 내내 기저부재의 전방위치에서 유지되도록하거나 발사 가속도에 의해 이미 후방 위치로 이동되어 여기서 그 후면이 기저부재와 접촉하도록 하기 위해 본 발명에서는 상기 청구항에서 언급한 억지 끼워맞춤(interference fit)이 선택된다.

이를 위해 필요한 끼워맞춤의 과(過)치수(over-dimension)는 끼워맞춤을 구멍기준으로 하면 유리한 결과를 얻는다.

본 발명의 주제는 단단한 표적에 대한 큰 관통력에도 불구하고 환경에는 최소한의 위협을 가한다. 발사체 변형, 즉 버섯모양화는 일정한 방식으로 초래되며 그 결과를 예측할 수 있다. 즉, 생체 물질내에서의 에너지 방출이 억제된다. 발사체의 외관은 탄피가 완전히 씌워진 발사체의 모습이어서, 이로 인한 잇점은, 즉, 어떠한 습기도 추진장약에 침투될 수 없다는 것이다.

발사체는 표적에서 분리되지 않으며 표적내에서 발견된 발사체는 모든 경우에 본래 중량의 100%를 가지고 있었다. 기저부재와 삽입된 슬리브 코어(sleeve core) 사이에 있는 공기 공간은 부드러운 표적(탄도 소우프)에 충돌할 때 다이나믹 스프링(dynamic spring)처럼 작용한다; 변형은 기저부재의 전방 영역에서만 초래되며, 후면의 환형공간으로 후방 이동되는 슬리브 코어는 그 자체적으로는 실질적으로 어떠한 변형 에너지도 흡수하지 않는다.

변형은 상술한 병진이동에 의해 개시되므로, 이로써 돌출하게 되는 기저부재의 전방 영역은 비교적 쉽게 변형될 수 있으며 단단한 표적에 충돌시 양 측면을 플랜지 모양으로 만드는 식으로 버섯모양화 되게, 즉, 펼쳐지게 된다. 더 부드러운 표적에 대해서는, 전방 횡단면의 확대를 수반하며 부풀게 된다. 2개부를 이런 형태로 빡빡하게 결합하면 매우 단단한 표적에서 조차도 분리가 방지된다.

실험에 의해 알려진 바와 같이, 표적의 전면에 있는 옷 등과 같은 재료가 발사체의 변형에 불리하게 영향을 끼치지 않음을 예상치 않게 알게되었다.

또 다른 잇점은 결과적으로 무기에 기계적 응력(stress)이 최소라는데 있다; 특히 발사체의 후면부의 압축성은 총신내부의 마모를 감소시키므로, 본 발명에 따른 발사체는 또한 교탄(practice ammunition)으로 특히 적합하다. 이와 관련하여, 전체 발사체가 단일의, 재활용이 용이한 재료로 구성되고 환경이 손상되지 않도록 표적 지역으로부터 제거될 수 있다는 것도 또한 잇점이다.

청구항 6에 따른 제조공정은 특히 효율적이며 경제적인 큰 규모의 연속 제조를 가능하게 한다.

본 발명의 유익한 발전은 종속항에 기술되어 있다.

기저부재와 슬리브 코어에 대하여 동일한 재료를 선택하면 제조상의 잇점이 있을 뿐만 아니라; 상기 재료들은 또한 열팽창이 동일하므로, 부분들이 일단 함께 결합되면, 동일한 응력을 받는다.

전단부에 있는 외부 환형 홈은 또한 표적에 들어갈 때 압축되어지는 슬리브 코어를 부분적으로 수용하기 위해 공간을 기저부재에 생성한다.

유사하게, 외부 환형 홈이 기저부재에 제공된다는 점에서 추가 변형영역이 슬리브 코어에 생성될 수 있다.

발사체가 표적에 이르러서야 비로소 슬리브 코어가 이동되게 하려는 것일 때의 억지 끼워맞춤, 예를 들면 H7/n6,과 상기 슬리브 코어가 심지어 낮은 발사 가속도에서도 이동되게 하려는 것일 때의 홀딩 끼워맞춤에 대한 통상적인 끼워맞춤과는별개로, 상기 슬리브 코어는 결합 효과를 갖는 억지 끼워맞춤을 달성하기 위해 구멍에 비하면 원추형으로 구성될 수 있다. 반대 선택도 마찬가지로 가능하다; 즉, 상기 구멍은 상기 슬리브 코어에 비하면 원추형일 수 있다.

기저부재와 슬리브 코어의 2개브 제조는 공지된 기술인 공지된 딥 드로잉(deep drawing) 공정을 사용하므로 특히 경제적이다.

롤러에 의하여 통해 연관된 스탬핑 프레스(stamping press)로 이송되는 평평한 스트립 스톡(strip stock)을 사용하면 제조 효율을 더욱더 증가시킬 수 있다.

상기 2개부의 정밀한 결합은 포지티브 끼워맞춤으로 슬리브 코어를 그 끝단면에서 밀어서 기저부재에 압착하는 셰이핑 다이(shaping die)에 의하여 달성된다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 하기에 설명한다.

도 1에서, 원통형 기저부재가 참조번호 1로 표시되어 있다. 이 기저부재는 권총 탄환용 카트리지의 외피(10)에 공지된 방식으로 압착된다.

슬리브 부재(1)에는 슬리브 코어(2) 형태의 추가부재가 있으며, 상기 슬리브 코어(2)는 상기 슬리브 부재와 함께 어떤 변화없이 발사체 팁(tip)을 형성한다. 발사체의 하부 영역에는 원형 디스크 형태의 환형공간(3a)이 있으며, 상기 환형공간(3a)은 상기 슬리브 코어(2)내에서 상기 환형공간(3a) 위에 있는 앞이 막힌 구멍(blind bore)(3b)과 함께, 밀폐된 공기공간(air space)을 형성한다.

문자 S로 표시된 원형 기호인 발사체의 무게중심이 또한 도 1에 나타나 있다.

기저부재의 바닥(4)으로부터 이격된 슬리브 코어(2)의 단면(2')은 발사체가 표적을 맞추고 바닥(4)에 향하여 타격할 때 병진운동으로 이동된다. 따라서 특정방식으로 발사체 팁을 변형하는 것이 가능하다; 발사체 팁은 버섯모양이 되고 동시에 엣지에서 플랜지로 슬리브 코어(2)의 팁을 둘러싼다.

기저부재와 슬리브 코어 사이의 선택된 질량비로 인해 병진운동이 약간의 정도로만 발생한다할지라도, 상기 기저부재와 상기 슬리브 코어는 서로 꽉 고정되어, 질량측정이 수반된 실제적인 실험에 의해 검증된 바와 같이, 발사된 발사체의 전체질량이 온전하게 표적내에 보존된다.

한편으로는 이는 에너지보존을 생성하며, 다른 한편으로는 발사체의 전단 외경이 확대되어, 표적으로의 에너지 전달이 더 큰 표면적을 기초로 증강된다.

리벳팅(riveting) 방식으로 되는 2개부의 포지티브 맞물림은 큰 기계적 강도를 발사체에 축적한다; 단단한 표적일 경우 속이 찬 발사체 처럼 작동하되, 속이 찬 발사체의 단점을 갖지 않는다.

발사체의 변형은 공지된 수단 및 특징에 의해 폭넓은 범위로 기설정될 수 있으며; 특히, 이들은 재료의 경도와 연성 및 대응하는 발사체부의 치수를 포함한다.

연이은 도면에서, 동일한 기능부는 동일한 참조번호가 주어진다.

도 2에 도시된 변형예는 도 1에 도시된 구조에 비하면 큰 질량을 가지며, 표적에서의 변형은 버섯모양화만을 야기하는데, 버섯모양화는 주변 환형공간(3c)에 의해 용이해진다. 중공의 공간(3a)은 도 1에서와 같이 근사적으로 동일한 체적을 가지고 있으나, 더 작은 직경을 가지고 있으므로, 상기 슬리브코어(2)에 대한 축상 이격 경로가 더 길다.

조립전에 2개부 발사체의 구성부가 도 3a와 도 3b에 도시되어 있다.

도 3a와 도 3b를 함께 보면, 첨두아치의 반경(R₁)이 상기 슬리브 코어(2)와 상기 기저부재의 전이영역(transition region)에서 동일하다는 것이 분명하다.

게다가, 상기 슬리브 코어(2)의 원통부의 길이(L)가 표시되어 있는데, 상기 길이는 기저부재(1)에서 대응하는 오목부보다 항상 짧다.

상기 기저부재(1)와 상기 슬리브 코어(2)에서 서로 활주되는 부분들의 직경들은 소위 압력 끼워맞춤(press fit, force fit) 방식으로 서로 맞추어 지는데, 0.06㎜의 원추성(conicity)은 상온에서 조립을 용이하게 하면서도, 서로 활주되는 부분들이 그 부분들 사이의 온도 기울기가 있는 경우에 조차도 전체 탄도경로 내내 및 표적에서 함께 붙어있도록 보장한다.

도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 동일한 원리에 기초한다.

도 1과 비교하면, 2개의 발사체는 각각 선단 및 후단쪽으로 옮겨진 무게중심(S)을 가진다. 도 4에 도시된 발사체는 도 1과 비교하면 더 얇은 벽으로 구성되어 있으며 이에 따라 더 용이하게 변형될 수 있고; 더 줄어든 스쳐날기 특징을 가진다.

도 5에 도시된 구성은 더 큰 질량을 가지므로 더 큰 관통력을 갖는다. 다른 잇점들이 유지되므로, 여전히 표적에서 큰 에너지 축적이 이루어지며; 마찬가지로, 표적내에서 분리되지 않는다. 길이(L)는 발사체의 전체 탄도경로를 통해 발사체 자체내에서 같은 상태를 유지한다.

그러나, 대응적으로 선택된 끼워맞춤으로 인해 도 1에 도시된 원통형 슬리브 코어(2)가 발사시 환형공간(3a)으로 이미 이동되어질 때 특별한 잇점이 있게 되어, 기저부재(1)의 전단부가 노출되어 지고 증가된 표면 압력으로 인해 매우 강하게 버섯모양이 된다.

실제로는, 발사시에 이동되는 변형예는 표적에 이르러서야 비로소 이동되는 변형예보다, 특히 경찰작전에서, 더 우수한 것으로 증명되었는데, 왜냐하면 더 뚜렷한 버섯모양 전단부는 상당량의 운동에너지를 표면(옷 등)에 전달하므로 발사체의 관통 깊이가 감소되고 동시에 증강된 충격효과를 생성하여 결과적으로 덜 저항적이게 하기 때문이다. 그러므로 발사체 팁이 발사전에 상해를 야기하지 않게 하거나 및 발사체 팁이 기계적 손상을 쉽게 받지 않게 하고도 회전탄도(wound ballastics)가 더 향상된다.

특히 스트립 스톡의 형태인, 연성이 있는 톰백(tombac)(D-54296 트라이어에 위치한 트라이어 발쯔베르케 게엠베하(Trier Walzwerke GmbH) 회사의 상업적으로 이용가능한 놋쇠합금)은 상기 발사체를 제조하는데 성공적임을 입증하였다. 통상적인 딥 드로잉 공정에서와 같이, 무엇보다도 먼저 원형 디스크(둥근 반제품)가 도 6에 도시된 종류의 기저부재(1)용 컵(100)과, 도 7에 도시된 종류의 슬리브 코어용 컵(200)을 제조하는데 사용되었다.

발사체의 형상으로 인해 선반 가공부를 완전한 배제하고 종래의 딥 드로잉 및 몰딩 공정을 사용할 수 있게 되어, 발사체의 개선된 끝단 탄도 속성에도 불구하고, 경제적인 제조가 가능해진다.

본 발명의 주제는 실용상의 이유로 인해 (직경 0.5" 까지의) 소구경 발사체용을 의도하였고 그 목적으로 고안하였으나; 더 큰 발사체에 대해서도 또한 동일하거나 유사한 형태로 개조될 수 있다.

본 발명의 상세한 내용에 포함됨.

Claims (10)

1. 후면 기저 및 첨단아치형 또는 원추형 전방영역을 갖는 외부 중공-원통형의 기저부재와 상기 기저부재에 삽입되고 그 외부로 돌출되는 추가부재로 구성되는 구리/아연 합금으로 이루어진 소구경 변형 발사체로서,

   상기 추가부재는 적어도 부분적으로는 원통형 슬리브 코어(2)이고, 상기 추가부재의 원통부는 논-포지티브(non-positive) 끼워맞춤으로 및 활주가능하게 상기 기저부재(1)의 전방 위치에 고정 유지되며, 상기 기저부재(1)와 상기 슬리브 코어(2) 사이에 적어도 하나의 중공 공간이 형성되고, 상기 중공 공간은 적어도 후면 단부의 디스크 형태의 공간(3a)과 부가적으로 앞이 막힌 홀 형태의 구멍(3b) 및/또는 또 다른 주변 환형공간(3c)으로 구성되며, 상기 디스크 형태의 공간(3a)은 상기 슬리브 코어(2)의 전체 횡단면 영역으로 연장되어 있고, 적어도 표적상에 또는 표적내에 발사체(1)의 충돌시, 상기 슬리브 코어(2)가 후방 위치의 상기 환형공간(3a)으로 축상 이동되어, 상기 슬리브 코어(2)의 후방 단면(2')이 상기 기저부재와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기저부재(1)와 상기 슬리브 코어(2)는 동일한 구리/아연 합금으로 이루어진 소구경 변형 발사체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   내부 환형 홈(3c)이 상기 기저부재(1)의 전방쪽으로 제공된 소구경 변형 발사체.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   외부 환형 홈이 상기 슬리브 코어(2)에 제공된 소구경 변형 발사체.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 앞이 막힌 홀 형태의 구멍(3b) 또는 상기 슬리브 코어(2)의 원통부가 원추성(conicity)을 갖는 소구경 변형 발사체.
6. 후면 기저 및 첨단아치형 또는 원추형 전방영역을 갖는 외부 중공-원통형의 기저부재와 상기 기저부재에 삽입되고 그 외부로 돌출되는, 상기 기저부재에 삽입된, 추가부재로 구성되는 연성의 중금속 합금, 특히 구리/아연 합금에 의한 소구경 변형 발사체 제조방법으로서,

   슬리브 코어는 중공 공간이 적어도 상기 기저와 상기 슬리브 코어 사이에 형성되게 하는 방식으로 후면 기저를 가지는 상기 중공-원통형 기저부재에 압착되며, 상기 중공 공간은 상기 기저부재의 전체 내부 직경을 가로질러 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 기저부재는 원형 디스크가 평평한 재료로부터 천공되고, 상기 원형 디스크는 딥 드로잉 공정에서 중공-원통형 기저부재로 형성되며 연이은 교정후 상기 기저부재의 기설정된 길이로 압착(squeeze)되어 제조되는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 슬리브 코어는 원형 디스크가 평평한 재료로부터 천공되고, 상기 원형 디스크는 딥 드로잉 공정에서 중공-원통형 본체로 형성되며 연이은 교정후 상기 기저부재의 기설정된 길이로 압착되어 제조되는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체 제조방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 평평한 재료는 스트립 스톡(strip stock)이며, 롤러로부터 스탬핑 프레스(stamping press)로 또는 스탬핑 및 드로잉 프레스로 이송되는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체 제조방법.
10. 제 6 항에 있어서,

    슬리브 코어가 기저부재에 삽입되고, 상기 슬리브 코어와 상기 기저부재 양쪽이 포지티브 끼워맞춤으로 및 변형없이 그 단부에서 셰이핑 다이(shaping die)에의해 함께 압착되는 것을 특징으로 하는 소구경 변형 발사체 제조방법.