KR20050085797A

KR20050085797A - 개인용 라이플총 발사형 정찰 시스템

Info

Publication number: KR20050085797A
Application number: KR1020057011437A
Authority: KR
Inventors: 벤자민 제트. 에덴; 로넨 벤-호린
Original assignee: 라파엘 아마먼트 디벨롭먼트 오쏘리티 엘티디.
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-08-29
Also published as: AU2003288501A1; ATE365308T1; DE60314542D1; US20080196578A1; US7679037B2; EP1573266B1; IL153531A; EP1573266A1; WO2004057263A1; DE60314542T2; IL153531A0; CA2507801A1

Abstract

본 발명은 대상 영역의 화상이 획득될 수 있는 개구부(17)를 구비한 발사체(10)를 포함하는 정찰 시스템에 관한 것이다. 상기 발사체(10)는 휴대용 발사기(3)로부터 대상 영역을 향해 발사되고 개구부(17)를 통해 대상 영역의 화상을 획득하고 그 화상을 원격 스테이션(70)에 송신하기 위한 화상 획득 수단(13, 14)과, 대상 영역 위로 거의 포물선 궤도로 비행하는 동안 화상 획득 수단(13, 14) 및/또는 발사체(10)를 안정화시키기 위한 수단과, 송신된 화상을 디스플레이하기 위한 모니터(71)를 구비하고 송신된 화상을 수신 및 디스플레이하기 위한 원격 스테이션(70)을 포함한다.

Description

개인용 라이플총 발사형 정찰 시스템{A PERSONAL RIFLE-LAUNCHED RECONNAISSANCE SYSTEM}

본 발명은 군사 정보 수집 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개인용 라이플총 발사형 정찰 시스템에 관한 것이다.

전장에서 정보를 수집하는 것은 당해 분야에서 주지의 문제이다. 정보가 전장에서는 필수적인 요소인 반면, 이러한 정보를 수집하는 데에는 장애가 있다. 전장 주변의 정보를 수집하는 전통적 방법에는 정찰대를 파견하는 것이 포함된다. 그러나, 인간에 의한 정찰 방식은 정찰대가 체포되어 적으로부터 심문을 받을 수 있기 때문에 그 정찰 대원뿐만 아니라 전체 분대를 위험하게 한다. 또한, 적대적 행위가 발생하고 있는 장소에 살아있는 인간이 물리적으로 접근할 수 없는 상황도 존재한다.

"전장 정보"라는 용어는 군사 행위에만 제한되는 의미는 아니며, 적대적 행위가 발생하는 모든 종류의 상황을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 이는, 예를 들어 일반 범죄자, 테러리스트, 침입자 등에 대항하는 경찰 행위를 포함한다. 따라서, 정보, 군인, 전장 등에 관한 모든 참조사항은 필요한 변경을 가하여 그와 같은 민간 용도에도 적용할 수 있다.

최근, 기술이 발달함에 따라, 이러한 문제에 대한 보다 우수하고 덜 위험한 해결책이 소개되고 있다. 그 중 하나로는 통신 링크를 통해서 원격 위치로부터 제어되는 무인 차량(일반적으로 무인 차량, 그러나 항공기도 포함)인 원격 조종 차량(RPV)이 있다.

당해 분야에 있어서의 또 다른 연구는 미국 특허 제3,962,537호 및 미국 특허 제5,467,681호에 개시된 바와 같이 포대 튜브(artillery tube)로부터 발사되는 정보 수집 장비 등을 비롯한 발사체에 관한 것이다. 이들 발명의 문제점은 수반되는 사진 방법 및 크기에 관한 문제이다. 크기와 관련하여, 이들 특허에 따르면, 발사체는 포대 튜브로부터 발사되므로, 캐넌 배터리(canon battery)와의 조정 등과 같은 병참 문제들을 야기하며, 따라서 이들 방법은 개인 수준, 즉 개인이 즉각적 정보를 필요로 하기는 하지만 적절한 포 지원을 받지 못하는 상황에는 적절하지 않다. 사진 방법과 관련하여, 카메라는 착륙 낙하산에 배치되므로, 위로부터 사진 촬영되는 원형 영역을 커버하게 되는데, 이는 대상 설정 문제를 수반한다.

상술된 모든 방법들도 여전히 개인 수준에서의 전장 정보 수집 문제에 대한 만족스런 해결책을 제공하지는 않는다.

본 발명의 목적은 개별 군인, 경찰관 등에 의해 사용하기 적절한 전장 정보 수집용 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개인이 소지하며 독립적으로 작동되는 라이플총으로부터 발사될 수 있는 전장 정보 수집용 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래 기술에 비해 조작 방법이 간단한 전장 정보 수집용 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술에 비해 제조 비용이 훨씬 낮은 전장 정보 수집용 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 "언덕 위(over the hill)"나 도시의 대상체(urban objects)를 대상으로 할 수 있는 전장 정보 수집용 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

기타 본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 상세한 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이플총 발사형 정찰 시스템(이후 "RLRS"라 지칭됨)의 발사체 경로를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 일부를 이루는 발사체를 발사하는 군인을 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 발사 기구를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RLRS의 발사체 부분을 개략적으로 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 작동에 관한 블록도를 개략적으로 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS 상의 전자 부품을 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전형적인 발사체의 등각도(도 7a) 및 측면도(도 7b)를 도시한 도면,

도 8은 도 7의 발사체에 관한, 롤 안정화를 위한 힘을 도시한 도면.

본 발명은 정찰 시스템으로서,

대상 영역의 화상이 획득될 수 있는 개구부를 구비하고 상기 대상 영역을 향해 휴대용 발사기로부터 발사되기 적합하며 상기 개구부를 통해서 상기 대상 영역의 화상을 획득하고 상기 화상을 원격 스테이션으로 송신하기 위한 화상 획득 수단을 포함하는 발사체와,

상기 대상 영역 위로 거의 포물선 궤도로 비행하는 동안 상기 발사체 및/또는 상기 화상 획득 수단을 안정화(stabilizing)시키기 위한 수단과,

상기 송신된 화상을 디스플레이하기 위한 모니터를 구비하며 상기 송신된 화상을 수신하고 디스플레이하기 위한 원격 스테이션을 포함한 정찰 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안정화 수단은 발사체의 후방측에 장착된 배인(vane)이다. 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 안정화 수단은 발사체 및 대상 영역과 관련하여 화상 획득 수단의 방향을 결정하는 회전 수단(gyroscopic means)이다.

화상 획득 수단은 임의의 적절한 타입일 수 있고, 예를 들어 광학 카메라, 적외선 카메라, CCD 및 CMOS 중에서 선택된다.

화상은 바람직하게는 RF 송신을 사용하여 원격 스테이션에 송신된다(단 이로써 제한되는 것은 아니다). 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 발사체는 그 외부면 상에 인쇄된 안테나를 포함하여 상기 발사체의 공기역학적 윤곽을 유지한다.

최상의 작동 모드는 아니지만, 발사체가 독립 추진 수단을 포함하도록 작동하는 것도 가능하다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 발사체는 상기 발사체의 탄도 특성 및 발사 지점에서 대상까지의 거리에 상응하는 양만큼 충전된 카트리지에 의해 추진(pushed)된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 휴대용 발사기는 개인용 무기와 결합된다. 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 휴대용 발사기는 개인용 무기와 독립적이다.

발사체에 의해 송신된 화상을 수신하는 원격 스테이션으로서 사용되는 컴퓨팅 장치는 임의의 적절한 타입일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치는 랩탑 컴퓨터, PDA 및 포켓 PC 중에서 선택된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 화상 획득 수단은 두 개의 분리되고 이격된 렌즈를 포함하여 3차원 화상을 생성한다. 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 두 개의 분리된 카메라가 사용되어 화상 해상도가 감소되는 단점없이 가시 범위를 증가시킨다.

3차원 화상은, 예컨대 입체 화상을 생성할 수 있게 배치된 두 개의 분리 카메라를 사용함으로써 당업자에게 널리 공지된 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 이용되는 방법이 본 출원과 동일 출원인에 의해 2002년 6월 10일 출원된 발명의 명칭이 "Stereoscopic Movie"인 계류중인 이스라엘 특허 출원 제150131호에 개시되어 있다.

상술된 바와 같이, 화상 획득 수단이 사진 촬영될 영역을 향하도록 발사체를 안정화시키는 것이 필요하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 발사체를 안정화시키기 위한 수단으로는 접이식 핀(retractable fin)과 랩 어라운드 높은 날개(wrap-around high wing)가 포함된다.

송신기는 화상을 하나 이상의 원격 스테이션에 송신할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화상은 미리 정해진 스테이션에 의해서만 수신 가능하도록 하는 선택 코드와 함께 송신된다.

본 명세서 전반에 걸쳐 화상 획득 수단과 화상 송신에 대해 설명하지만, 카메라뿐만 아니라 이에 부가하여 또는 이를 대신하여 다른 데이터 획득 장치가 채용될 수도 있다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 화학적 및/또는 생물학적 작용 물질의 존재를 감지하는 센서가, 그 감지된 화학적 또는 생물학적 작용 물질의 수준 또는 그와 같은 물질이 존재하지 않음을 나타내는 신호를 송신하는 신호 발생 수단과 함께 제공될 수 있다. 또 다른 센서 및 용도는 당업자에게 자명할 것이고, 간략함을 위하여 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않을 것이며, 본 발명은 이러한 모든 대안적 또는 등가의 센서 및 시스템을 포함하고자 한다는 점을 알아야 할 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 관한 후속의 예시적이고 비제한적인 상세한 설명을 통해 더욱 잘 이해될 것이다.

본 명세서에서는 "라이플총-발사형 정찰 시스템"(RLRS)이라는 용어가 휴대용 무기에 부착된, 발사기에 의해 발사되는 정보 수집용 시스템을 의미한다.

사진 촬영 영역

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 발사체 경로를 개략적으로 도시한 도면이다. 종래 기술에서는, 낙하산을 사용하기 때문에, 낙하산이 대상 영역 위에서 펼쳐지도록 발사체가 발사되어야 한다. 본 발명에 따를 경우, 대상 영역의 경로가 편평하게 펼쳐지고, 따라서 사진 촬영 영역은 발사체 경로를 따라 연속적(strip)이다.

본 발명에 따르면, 발사체 상에 장착된 카메라는 발사 지점에서부터 사진 촬영을 시작한다. 그러므로, 커버 영역(60)은 전형적으로 200 내지 300미터 폭과 500 내지 1000미터 길이의 연속 영역이다. 발사 지점에서부터 사진 촬영을 함으로써, 종래 기술에 비하여 특정 영역 상에 초점을 맞추는 것이 더 용이하게 이루어질 수 있다. 더욱이, 발사 지점 주변 영역도 커버될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 종래의 장치는 발사된 카메라가 하강하는 낙하산에 부착되도록 작동하기 때문에, 그와 같은 종래의 시스템에 있어서는 원하는 영역 상에 초점을 맞추는데 실제적인 어려움이 있다. 당업자에게 자명하듯이, 본 발명은 이러한 문제를 완전하게 해결한다.

기동성

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 일부를 이루는 발사체를 발사하는 군인을 개략적으로 도시한 도면이다. 발사체(10)는 라이플총(20) 상에 장착된 수류탄 발사체(30)로부터 발사된다.

RLRS의 주요한 장점은 기동성이다. 이는 개별 군인 수준의 표준 장비 및 현재 시중에서 입수할 수 있는 추가적 소형 부품을 구현함으로써 달성될 수 있다.

- 발사 기구는 군인의 표준 장비의 일부인 수류탄 발사기이다.

- 카메라 및 송신 장비가 발사체 상에 장착된다. 따라서, 발사체는 발사 기구에 적절한 발사 가능한 크기 및 구조를 갖는다.

- 모니터는 PDA 등의 팜-파일럿 또는 휴대용 컴퓨터 등과 같은 시중에서 입수할 수 있는 적절한 핸드헬드 컴퓨터이다.

따라서, 전체 시스템이 개별 군인에 의해 쉽게 휴대 가능하고 사용될 수 있을 만큼 충분히 작다.

발사 기구

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 발사 기구를 개략적으로 도시한 도면이다. 발사 기구에는 발사기(30), 예컨대 M-16에 채용된 M-203 발사기 및 발사기가 장착되는 라이플총(20), 예컨대 M-16이 포함된다. 발사되는 물체는 사진 장비를 내장하는 발사체(10)이다.

RLRS의 일부인 발사체를 발사하는 과정은 발사체를 라이플총 발사기에 삽입한 다음, 대상 영역을 향해/위로 발사체를 발사함으로써 수행된다.

라이플총 M-16 및 수류탄 발사기는 세계적으로 많은 군대의 표준 군인 장비이다. 그러나, 시중에는 라이플총 없이 독립적으로 조작될 수 있는 몇 가지 수류탄 발사기도 있음을 알아야 한다. 물론, 이러한 임의적 발사기도 본 발명과 함께 이용될 수 있고 본 발명의 범위에 포함된다.

발사체

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 발사체 일부를 개략적으로 도시한 도면이다. 발사체의 목적은 카메라, 예컨대 CCD(13) 또는 비냉각식 IR 검출기를 대상 영역 위로 가져가서 원하는 영역을 촬영하고 의도된 수용자, 예컨대 전장의 군인, 사령부 등에게 그 포착된 화상을 디스플레이해 주는 것이다. 발사체에 의해 송신된 화상이 둘 이상의 수신 장치에 의해 수신될 수도 있고, 또는 필요에 따라 하나의 미리 정해진 장치만이 화상을 수신할 수 있도록 비밀 코드가 제공될 수도 있다. 발사체는 그 발사체가 발사되는 총의 기울기에 따라 상이한 비행 경로를 취할 수 있다. 그러나, 전형적으로 발사체는 거의 포물선 궤도로 비행한다. 그러므로, 카메라는 지면 쪽을 향해야 한다. 따라서, 발사체는 대상 영역 위에서 회전하지 않도록 안정화되어야 한다.

발사체는 회전이 일어나지 않도록 발사 장치에서부터 발사되어야 한다는 것을 알아야 한다. 이는, 예를 들어 참고문헌 [Dynanics 2 ^th Edition(J.L. Meriam 및 L.G. Kraige, John Wiley 및 Sons, 1987)]에 설명된 바와 같이 하위-구경 발사체(under-caliber projectile) 및 디스피너(dispinner)를 사용하여 달성된다.

발사체는 다음과 같은 서브시스템을 포함한다.

- 전자 광학 서브시스템

- 추진 기구

- 안정화 기구

- 송신 서브기구

전자 광학 서브시스템

전자 광학 서브시스템의 목적은 대상 영역을 사진 촬영하고 원격 스테이션으로 송신하기 위해 이를 디지털 형태로 변환시키는 것이다.

카메라는 입력을 샘플링하는 소자이다. 이는 화상을 샘플링하는 비디오 즉, 스틸 카메라이거나, 열을 감지하는 적외선 카메라이거나, 기타 임의의 적절한 화상 획득 장치일 수 있다.

카메라에 포착된 화상을 운반하고 디스플레이하는 가장 간단한 방식은 렌즈를 통해 보여지는 화상을 송신 가능한 디지털 포맷으로 변환하는 것이다. 예를 들어, 이는 렌즈의 상이 반사되는 CCD에 의해 수행될 수 있다. 물론, 가시성이 낮은 조건에 있어서 적절한 적외선 카메라 등의 기타 사진 수단도 있다.

CCD(Charge-Coupled Device)는 화상 데이터를 저장하고 때때로 이를 디스플레이하는 감광 집적 회로이다. 화상에 있어서의 각 화소는, 강도가 컬러 스펙트럼의 컬러와 관련된 전하로 변환된다. CCD는 현재 디지털 스틸 카메라 및 비디오 카메라에 공통적으로 포함된다. 이와 다른 적절한 장치로는, 역시 화상을 획득하는 많은 장치에 사용되는 CMOS이다. 당업자에게 명확하듯이, 채용되는 화상 획득 장치의 구체적 타입은 중요하지 않고, 주어진 발사체에 대해 요구되는 치수에 맞는 임의의 적절한 화상 획득 장치가 본 발명의 장치에 사용될 수 있다.

CCD의 화질은 CCD의 해상도 및 심색도(color depth)에 의존하고, 해상도가 높을수록 더 우수한 화질을 제공하며, 심색도가 깊을수록 더 우수한 화질을 제공한다. 물론, 해상도와 심색도가 클수록 그 가격이 높다. 그러나, 화상 디스플레이보다 더 높은 해상도 및 심색도를 가진 CCD는, 휴대용 화상 수신 장치에 의해 수신된 화상을 이후에 보다 높은 품질의 디스플레이 상에 디스플레이하는 것이 필요한 경우가 아닌 한, 대개는 사용되지 않는다.

CCD의 또 다른 특징은 그 높은 감도(degree of sensitivity)이다. 우수한 CCD는 매우 희미한 광에서도 화상을 형성하고, 그 해상도는 통상적 카메라의 경우처럼 조명 강도가 낮을 때 떨어지지 않는다.

신호는 비디오 또는 스틸 픽처일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전자 광학 서브시스템은 소형 CCD(13) 및 대응 렌즈(14)를 포함한다. 발사체의 비행 중에, 렌즈(14)의 시선은 지면 위를 향해야 한다. 발사체는 카메라가 화상을 획득할 수 있는 개구부(17)를 포함한다. 발사체의 공기역학 특징을 유지하기 위해, 렌즈는 발사체 벽의 일부일 수 있다.

적절한 화상 획득 장치는, 예를 들어 상업적으로 입수가능한 PC87XS 컬러 4mm CCD 카메라(Supercircuits, 미국)이고, 이는 Duracell Ultra CR2 리튬/망간 이산화 전지와 같은 소형 전지에 의해 전력 공급될 수 있다.

추진 기구

추진력은 일반적으로 500 내지 1000미터로 발사체를 운반할 수 있어야 한다. 발사체의 공기역학은 당해 분야에서 널리 알려진 주제이므로, 간략화를 위해 본 명세서에서 상세히 설명하지는 않는다.

안정화 기구

발사체의 비행은 카메라 렌즈가 지면 쪽을 향하도록 안정화되어야 한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 안정화는, 예컨대 보통 발사체의 후방 부분에 배치된 배인(11)에 의해 수행될 수 있다. 당업자는 카메라가 회전 수단에 의해 지면 위로 배향될 수 있음을 알 것이다.

안정화 배인은 발사체가 발사기 내측에 삽입되어 있는 동안에는 접혀질 수 있고, 발사 후에 개방된다. 이와 같이, 발사체의 직경은 발사기 직경에 맞춰질 수 있다.

적절한 날개(wing)의 설계는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 따라서 본 명세서에서 상세히 설명하지는 않는다. 많은 공개 문헌들이 본 발명에 적절한 날개의 설계를 다룬다. 예를 들어, 참고문헌[K.R. Crowell 및 C.T. Crowe, "Prediction of the lift and moment on a slender cylinder-segment wing-body combination", Aeronautical Journal, p. 295-298, June 1973]과 참고문헌[D.E.Swanson 및 C.R. Crowe, "Cylindrical Wing-Body Configurations for Space-Limited Application", J. Spacecraft, Vol. 11, No. 1, p. 60-61, January 1974]에서 이러한 문제를 다룬다.

RLRS 의 일반적 작동

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS의 동작에 관한 블록도를 도시한 도면이다.

- 참조번호(101)에서, 발사체는 대상 영역을 향해/위로 발사된다.

- 참조번호(102)에서, 발사체가 공중 부양된 동안, 내부의 카메라가 사진 촬영한다.

- 참조번호(103)에서, 발사체 내부의 회로는 카메라에 의해 사진 촬영된 화상을 포착하고, RF(무선 주파수) 송신에 의해 이를 송신한다.

- 참조번호(104)에서, RF 송신이 전파 방송된다.

- 참조번호(105)에서, RF 송신은 군인측 수신 장비에 의해 수신된다.

- 참조번호(106)에서, 사진 촬영된 화상은 군인의 모니터에 디스플레이된다.

본 발명은 다양한 기존의 복잡한 화상 처리 기술을 이용할 수도 있다는 점에 유의하여야 한다. 일정 거리를 두고 배치된 두 개의 카메라를 사용함으로써, 3차원 화상 또는 영상이 제공될 수 있다. 추가적으로, 연속적으로 촬영된 다수의 사진을 채용함으로써, 넓은 영역을 커버하는 화상을 생성하는 것이 가능하다.

송신 기구

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RLRS 상의 전자 부품을 개략적으로 도시한 도면이다. 발사체(10)(도 4)에서, 렌즈(14)를 통해 CCD(13)에 의해 포착된 화상은 CCD(13)에 의해 RF 송신기(16)로 송신되고, 그 후 RF 송신에 의해 핸드헬드 컴퓨터(70)로 송신된다.

RF 송신기는 임의의 적절한 송신기, 예컨대 미니 비디오 송신기 모델 BA-1119(이스라엘, B.A. Microwaves Ltd.에 의해 제조됨)일 수 있다. 또한, 광학 수단에 의해서와 같이 임의의 다른 타입의 송신이 역시 채용될 수 있고, 본 발명은 임의의 특정한 타입의 송신 또는 송신기로 제한되지 않는다.

핸드헬드 컴퓨터(70)에서, 송신 사항은 안테나(76)를 통해 RF 수신기(72)에 의해 수신된다. RF 수신기로부터, 핸드헬드 컴퓨터(70)의 디스플레이(71)에 의해 화상이 표시될 수 있고, 추후의 디스플레이를 위해 저장 매체(73)에 저장될 수 있다.

안테나(76)와 RF 수신기가 전형적인 핸드헬드 컴퓨터의 필수적 부품이 아니므로, 이들 부품은 컴퓨터에 추가되어야 하고 적절한 소프트웨어에 의해 컴퓨터화된 기구로 내장되어야 한다.

핸드헬드 수신 장치는 임의의 적절한 타입일 수 있다. 이와 같은 장치는 계속적으로 발전되고 있으므로, 본 발명의 목적을 위하여 사용될 수 있는 이와 같은 임의의 장치는 본 발명의 일부가 되도록 의도된다. 예를 들어, 현재 광범위하게 개발 중인 셀룰러 폰과 결합된 PDA 또는 라디오 수신 성능을 갖춘 포켓 컴퓨터도 일단 상용화되면 본 발명의 목적을 위하여 사용될 수 있다. 현재 시중의 적절한 수신 장치의 예시적이고 비제한적 예로는 Compaq에 의해 제조된 iPAQ H3970과 Tadiran Ltd.(이스라엘)에서 제조된 군사용 PDA가 있다. 물론, 랩탑 컴퓨터와 같은 임의의 적절한 휴대용 컴퓨터가 본 발명의 목적을 위하여 채용될 수도 있다.

당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 시스템 및 장치는 몇 가지 중요한 장점을 제시한다.

- 발사체는 기존 무기와 함께 사용하기에 적절하다.

- 발사체는 회전없이 무기에서 발사된다.

- 독립적 추진 시스템을 요구하지 않는다.

- 롤링에 대해 소극적으로 안정화되어 있다.

- 한 명의 조작자에 의해 조작될 수 있다.

- 조작을 위하여 장기간 교육을 필요로 하지 않는다.

- 조작자의 이동을 방해하지 않는다.

- 휴대할 수 있고 비교적 저가이다.

- 안정기에 고정된 안테나(인쇄 안테나)를 채용한다.

- 종래의 휴대용 컴퓨터 장치로 송신한다.

- 3차원 픽처와 비디오를 디스플레이할 수 있다.

- 많은 수의 후속 화상을 사용하여 크고 결합된 화상을 제공할 수 있다.

- 궤도 지식을 기초로 지도 상 위치에 접근할 수 있다.

- CCD, CMOS, IR 또는 유사한 화상 획득 장치를 보유할 수 있다.

전형적 RLRS 의 예

이제 도 7a 및 도 7b를 참조하여 전형적 RLRS에 관하여 설명한다. 이후 설명되는 다양한 치수는 단지 예시적으로 주어지는 것이고, 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 당업자라면 알 수 있듯이, 실제 치수 및 파라미터는 채용된 발사 장치 및 발사체에 요구되는 성능에 따라 각 경우 별로 결정될 것이다.

본 예에 있어서의 물리적 사양은,

L=155mm(장치의 전체 길이)

Dmax=38mm(최대 직경)

Dbase=10mm(기부 직경)

m=150gr(중량)

XCG=노즈(nose)(중력 중심 위치)로부터 69mm

본 예에서의 발사체는 표준 M-203 수류탄 발사기(M-16 라이플총)로부터 접혀진 형상으로 발사된다. 로켓은 거의 포물선 궤도를 따라 약 30도의 기울기로 발사된다. 이 궤도는 수직 대칭 평면이 수직 방향에 있는 것을 보장하기 위해 0.5 내지 1"mg"의 부양력(lifting force)이 바람직할 수 있으므로 탄도학적이지 않다.

다음은 바람직한 조작 사양이다.

100m/s의 초기 속도

1000m의 범위

수직 방향(카메라의 하향 위치-최소의 롤링 및 피칭 진동) 유지

측풍(side wind)에 대한 최대 감도- 13m/s 옆바람에 의한 30m의 최대 드리프트

공기역학적 구성

본 예에 대한 공기역학적 구성은 도 7b에 도시되어 있다(날개는 실제 아크 형상의 날개에 대한 컴퓨터 모델 표현임). 이 구성은 다음과 같이 구성된다.

- 원뿔형 노즈와 보트테일(boat tail)을 가진 동체

- 본체 상에 높이 장착된 원형 아크 형상의 날개. 접히면, 랩 어라운드 표면이 본체와 일치한다.

- 후방으로 기울어진 세 개의 테일 핀(tail fin)(Y-축에서 75, 180 및 285도의 각으로 배열). 핀은 동체 쪽을 향하여 접힌다.

모든 표면이 접혀진 상태의 예비 발사 구성은 동체 구성만에 상응한다.

높은 날개는 그 구성에 효율적 공격 각도를 제공할 목적이 있고, 따라서 지정된 부양력을 제공한다. 더욱이, 높은 날개는 측(피치) 평면의 압력 중심이 중력 중심 위치 위에 놓이는 것을 보증한다. 이는, 부양력과 함께, 발생할 수 있는 임의의 롤링 운동을 감소시키도록 작용하는 복원 모멘트(중력 구동형)를 야기한다. 이러한 롤링 운동의 원인으로 가능한 것에는 측풍, 선회(yaw) 각 및 속도, 그리고 발사 유도 조건이 있을 수 있다.

테일 표면은 피치와 선회 평면 모두에서 고정된 공기역학적 안정성을 보장하도록 특정 원주각으로 배치되고 크기가 정해진다. 수직 바닥 핀(vertical bottom fin) 또한 그 구성이 선회각이거나 또는 측풍을 받을 때 높은 날개에 의해 유도된 롤링 모멘트를 약화시키도록 작용한다. 필요한 경우, (마이너스 델타 각도의 장착에 의하여) 경사진 핀 쌍이 또한 이용되어 공격 각도를 증가시킬 수 있다. 이 구성은 각각 -0.31 및 -0.1D의 정적 안정성 마진을 갖추며, 피치와 선회 평면 모두에서 공기역학적으로 균형을 이룬다. 피치 평면에서의 정적 안정성은 안정적 궤도를 보장하기 위해 필수적이다. 현재 수치는 과도하지 않은 수치로서, 제조 공차를 고려하여 충분히 크다. 좁은 범위의 마하 수(Mach number)(0.2<M<0.3)로 인해, 압력 중심이 변하지 않기 때문에 더 큰 안정성을 추구할 확실한 이유가 없다. 더 큰 안정성 마진의 추구는 그와 관련된 중량, 항력 및 패키지 페널티와 함께 더 큰 핀을 수반한다.

선회 평면 내에서는 작은 정적 안정성이 전술한 것과 유사한 이유로 인해 바람직하다. 제로 안정성(로켓은 측풍을 받을 때 그 원래 관성 각도를 유지시킨다)은 원하는 카메라 각도를 유지시키는 장점이 있지만, 그 결과적 횡전 각도는 롤링 및 그에 따른 더 큰 측 편향을 유도할 수 있다. 그러나, 선회 평면에서 제로 안정성 마진의 주요 이점은 동력을 갖춘 구성이 바람쪽을 향해 지향되고 결국 측면 편향을 증가시키는 것을 방지한다. 이러한 구성은 동력을 갖추지 않으므로, 정적 안정성에 있어서 작은 마진을 제공하는 것이 바람직하다.

측 평면 내에서, 압력의 중심은 동체 축 위 4mm가 되는 것으로 추정된다. 즉, 그 구성은 횡전 상태(옆 바람)에 놓일 때 이 위치 주위로 제로 롤링 모멘트를 경험한다. 롤링 모멘트를 유도하거나 진폭을 감소시키도록 작용하는 공기역학적 파라미터에 더하여, 중력은 간접적으로 회전을 방지하고 그에 따라 수직 배향을 유지하도록 작용한다. 이러한 복원 모멘트가 존재하는 조건은 중력 반대 방향으로 제한된 공기역학적 성분이 존재하고 수직 대칭 평면 내에 중력 중심과 압력 사이의 오프셋이 존재하는 상태이다.

복원 모멘트의 힘 벡터 표시는 도 8에 도시되어 있다. 중력 중심 주위에서 얻어진 복원 모멘트는 다음과 같다.

Mx=(h sinφ)(h cosΨ)-(F cosφ)(F sinΨ)

여기서,

h=｜ZCPㆍZCG｜

F=축에 대해 수직인 전체 공기 합력; Fz+Fy

φ=본체의 롤링 각도

Ψ=힘 F와 중력 방향 사이의 각도

따라서, 상술된 전형적 RLRS는 다음의 부품들을 포함할 수 있다.

- 발사기, 예컨대 M-203 수류탄 발사기

- 송신 안테나(바람직하게는 인쇄형 안테나)

- RF 송신기

- 화상 획득 장치, 예컨대 CCD

- 렌즈

- 핸드헬드 컴퓨터

- RF 수신기

전술한 예와 설명은 단지 예시적 목적으로 제공된 것이며 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명이 본 발명의 범위 내에서 상술된 것들로부터 하나 이상의 기술을 채용하여 매우 다양한 방식으로 수행될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

정찰 시스템(reconnaissance system)으로서,

대상 영역(target area)의 화상이 획득될 수 있는 개구부(opening)를 구비하고, 상기 대상 영역을 행해 휴대용 발사기(portable launcher)로부터 발사되기 적합하며, 상기 개구부를 통해서 상기 대상 영역의 화상을 획득하고 상기 화상을 원격 스테이션(remote station)으로 송신하기 위한 화상 획득 수단을 포함하는 발사체(projectile)와,

상기 대상 영역 위로 거의 포물선 궤도(nearly-parabolic trajectory)로 비행하는 동안 상기 발사체 및/또는 상기 화상 획득 수단을 안정화(stabilizing)시키기 위한 수단과,

상기 송신된 화상을 디스플레이하기 위한 모니터를 구비하며 상기 송신된 화상을 수신하고 디스플레이하기 위한 원격 스테이션

을 포함하는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 안정화 수단은 상기 발사체의 후방측에 장착된 배인(vane)인 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 안정화 수단은 상기 발사체 및 상기 대상 영역과 관련하여 상기 화상 획득 수단의 방향을 결정하는 회전 수단(gyroscopic means)인 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화상 획득 수단은 광학 카메라, 적외선 카메라, CCD 및 CMOS 중에서 선택되는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 발사체는 그 외부면 상에 인쇄된 안테나를 포함하여 상기 발사체의 공기역학적 윤곽을 유지하는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 발사체는 상기 발사체의 탄도 특성(ballistic properties) 및 발사 지점(launching point)에서 상기 대상까지의 거리에 상응하는 양만큼 충전(containing charge)된 카트리지에 의해 추진되는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 휴대용 발사기가 개인용 무기에 결합되는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 휴대용 발사기가 개인용 무기와 독립적인 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 원격 스테이션은 휴대용 컴퓨팅 장치인 정찰 시스템.
제9항에 있어서,

상기 컴퓨팅 장치는 랩탑 컴퓨터, PDA 및 포켓 PC 중에서 선택되는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화상 획득 수단은 두 개의 분리되고 이격된 렌즈를 포함하여 3차원 화상을 생성하는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 발사체를 안정화시키기 위한 수단에는 접이식 핀들(retractable fins)이 포함되는 정찰 시스템.
제1항에 있어서,

상기 송신기가 상기 화상을 하나 이상의 원격 스테이션으로 송신하는 정찰 시스템.
제13항에 있어서,

상기 화상은 미리 정해진 스테이션에 의해서만 수신 가능하도록 하는 선택 코드(selection code)와 함께 송신되는 정찰 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 화상 획득 수단에 부가하여 또는 그와 같은 화상 획득 수단을 대신하여, 감지 가능한 상태의 존재 또는 부재를 검출하기에 적절한 하나 이상의 센서 및 감지된 상태를 나타내는 신호를 발생시키고 상기 감지된 상태에 상응하는 신호를 사용자의 수신기로 송신하기 위한 수단을 포함하는 정찰 시스템.
제15항에 있어서,

상기 감지된 상태가 화학적 작용 물질의 존재 또는 부재인 정찰 시스템.
제15항에 있어서,

상기 감지된 상태가 생물학적 작용 물질의 존재 또는 부재인 정찰 시스템.
실질적으로 설명되고 도시된 라이플총 발사형 정찰 시스템(rifle-launched reconnaissance system).