KR20080113276A - 대지뢰 장갑차 - Google Patents

Abstract

차량의 바닥부가 대체로 브이(V)자 형상을 갖는 시이트 재료로 제조된 모노코크(monocoque) 차체를 포함하는 내폭 장갑차가 개시된다. 브이(V)의 정점은 차량의 중앙선에 대하여 대체적으로 평행하고, 이때 브이(V)의 정점은 약 1 내지 4인치의 반경을 갖는다. 브이(V)의 각도는 약 115 내지 130°범위를 갖는다. 차량은 30인치 이상의 지상고를 갖는다. 차량은 차체 내에 탈부착 가능하게 부착된 엔진, 상기 엔진에 연결된 변속기, 전방 출력축과 후방 출력축을 갖는 상기 변속기에 연결된 변속기 케이스를 더 포함한다. 변속기 케이스는 차량의 전방과 후방 중심에 대략적으로 위치하며, 상기 변속기 케이스 위에 시이트 재료를 포함하는 내폭 장치 내에 에워싸인다. 구동렬은 엔진에 연결되고 차체에 탈부착 가능하게 부착된다.

장갑차, 대지뢰, 지뢰방호, 폭발, 차량, 내폭, 발사체

Description

대지뢰 장갑차{MINE RESISTANT ARMORED VEHICLE}

본 출원은 2006년 4월 11일자로 출원된 미합중국 특허출원 제 11/401,269 호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 장갑차에 관한 것이며, 특히 차량의 경로에 인접하게 배치된 지뢰와 급조 폭발물 장치에 대항하는 장갑차에 관한 것이다.

종래의 장갑차들은 관통체들, 흙, 바위 등 또는 지뢰나 폭발물 장치의 폭발에 의해 관통되지 않을 일정 두께의 장갑(armor)을 사용함으로써 지뢰와 폭발물 장치들의 영향을 완화시키고자 시도하였다. 그러한 장갑차들은 차량이 주행하는 표면에 대하여 평행한 바닥 면들과, 차량이 주행하는 표면에 대하여 수직하고 비교적 낮은 지상고를 측면들을 갖는다. 또한, 전방과 후방 바퀴칸, 전방과 후방 구동 어셈블리, 그리고 전방과 후방 바퀴는 비-장갑 차량에서와 대체적으로 동일한 위치에서 차량 본체에 대하여 위치한다.

그러한 차량들은 차량 아래의 대 차량 지뢰가 폭발하는 경우에, 지뢰 위의 관통체 및/또는 파편들이 위쪽으로 추진된다. 만일 차량이 비교적 낮은 지상고를 가지면, 차량 아래의 폭발로부터 발생한 에너지를 가두게 되고, 그 결과 지뢰 폭발로부터 발생한 에너지는 차량의 바닥으로 효과적으로 전달된다. 이것은 지뢰가 장 갑을 쳐부수어 관통체, 파편 또는 폭발 에너지가 장갑을 돌파해서 차량으로 들어갈 수 있게 한다. 만일 차량의 바닥이 차량이 주행하는 표면 위로 높아지면(즉, 차량이 높은 지상고를 가지면), 보다 많은 폭발 에너지가 차량의 바닥에 도달하기 전에 지면 위의 공간으로 흩어질 수 있다. 큰 지상고는 차량의 바닥에 충돌하는 에너지의 양을 상당히 줄이며, 지뢰의 폭발지점으로부터 떨어진 위치에서 차량에 전달되는 에너지의 효율을 줄인다.

또한, 폭발 에너지의 일부는 (지뢰의 깊이와 폭발의 양상에 따라서) 측방향 성분으로 배향된다. 차량의 지상고가 커질수록 측방향으로 이동하는 폭발의 일부가 차량과 만나지않을 가능성이 커진다. 심지어 파편의 일부와 측방향으로 이동하는 폭발이 차량의 바닥의 일부와 만날지라도, 이들은 바닥의 표면에 대하여 작은 각도을 이루어 이동한다. 그러므로, 에너지와 파편은 표면으로 에너지를 전달하기 보다는 표면으로부터 편향되기 쉽다.

또한, 만일 차량의 바닥이 평평하고 지면에 대하여 평행하면, 지뢰의 많은 에너지와 그것에 의해서 추진된 소정 재료는 그것의 표면에 대하여 수직한 바닥면에 부딪치게 된다. 그 결과 재료의 에너지와 폭발은 표면에 보다 효과적으로 전달되어 장갑 바닥을 쳐부수어 돌파할 가능성이 최대가 된다.

지뢰가 차량의 장갑을 돌파하는 최대 가능성을 만들어내기 위해서, 폭발은 특정방향으로 집중 및 배향되도록 설계될 것이다. 보통은 대차량지뢰는 그것의 폭발이 상방향의 돌출 원뿔형으로 나타나는데, 원뿔형의 정점은 지면에 있고 원뿔형의 기저부는 차량에 충돌하게 된다. 이것은 폭발 장약의 형상화에 의해서 달성되는 데, 초기 폭발을 일으키도록 지향된 공동을 제공하며, 지뢰로부터 발생하는 폭발은 고유하게 모든 방향으로 안내되지만, 지뢰의 상부면은 흙 덩어리로 파묻혀 있다. 그렇게 함으로써, 정상적인 폭발은 약 60도 각도의 원뿔형으로 가스와 고체 재료를 지뢰 위쪽으로 추진할 것이다. 그러나 만일 지뢰가 차량의 바퀴나 트랙 바로 아래에서 폭발하면, 폭발 에너지가 더욱 측방향으로 편향된다.

비정규전 또는 게릴라전에 있어서, 폭발 장치들은 종종 유용한 폭발재료들로 제조되고, 제조된 대차량지뢰의 트리거장치를 구비하지 않는다. 이러한 비정규전 장치들은 보통은 "매설폭탄(roadside bombs)" 또는 "급조폭발장치(improvised explosive devices)" 또는 "IEDs"로 언급된다. 그러한 장치들을 공격할 차량의 예상경로에 파묻는데는 시간이 소요되므로 실제적이지 못하다. 그러한 장치들은 간단하게 위장하거나 차량의 경로에 인접하여 설치한다. 그 장치들은 표적 차량이 장치에 접근할때 폭발하게 된다. 그 결과, 폭발과 그에 의해서 추진된 재료는 표적 차량의 측면에 대하여 측방향으로 충돌하는 경향이 있다.

만일 폭발장치에 인접한 표적차량의 측면이 바닥이 평평하면, 폭발의 많은 에너지와 그것에 의해서 추진된 소정 재료는 측면에 대하여 수직하게 충돌하게 된다. 그 결과 재료의 에너지와 폭발은 표면에 보다 효과적으로 전달되고 차량의 측면들에 제공된 장갑을 쳐부수고 돌파할 가능성이 증가하게 된다.

소정의 실제 지뢰나 급조폭발물장치는 충분한 강도와 두께의 장갑에 의해서 차단시킬 수 있지만, 잉여 장갑은 무겁고 고비용이어서 차량의 하중을 증가시키고 차량 엔진과 구동렬에 큰 변형을 야기하는 문제점이 있다.

그러므로, 장갑의 초과두께를 요구함이 없이 대차량지뢰와 급조폭발물장치의 폭발에도 견딜 수 있는 장갑차량을 제조할 필요성이 있다. 바람직하게는, 그러한 장갑은 제조가 쉽고 합리적인 가격으로서 차량 설계에 통합될 수 있는 재료로 제조되어야 한다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 지뢰와 급조폭발성장치로부터 발생한 폭발과 재료에 의한 손상에 대하여 저항하는 장갑차가 제공된다. 차량은 엔진과 구동렬(drive train)을 포함할 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 차량은 전륜구동 어셈블리와 후륜구동 어셈블리를 갖는 4×4 구성이다.

차량은 시이트 재료로 제조된 모노코크(monocoque)를 더 포함할 것이다. 엔진과 구동렬은 차체에 작동 가능하고 탈부착 가능하게 부착된다. 전륜구동 어셈블리는 차량의 전방단부 근처에서 실제로 작동하도록 차량에서 전방쪽에 위치하고, 후륜구동 어셈블리는 차량의 후방단부 근처에서 임의로 작동하도록 차량에서 후방쪽에 위치한다. 차체는 바닥과 2개의 서로 마주보는 측면들을 갖는다. 차체의 바닥은 일반적으로 브이(V)자 형상을 가지며, 이때 브이(V)의 정점은 차량의 대략적인 중앙선에 대하여 실질적으로 평행하다. 브이(V)의 끝은 1 내지 4인치의 범위의 반경을 갖는다. 브이(V)의 각도는 약 115°내지 130° 범위를 가질 것이다. 차체는 브이(V)의 정점으로부터 차량이 놓이는 지면까지 측정하였을 때 30인치보다 큰 지상고를 갖는다.

차체의 시이트 장갑은 스틸, 티타늄 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속으로 필수적으로 구성되는 것이 바람직하다.

근접한 브이(V)의 각도는 단일 각도보다 큰 복합 각도가 되는 것이 바람직하고, 차량의 중앙선에 근접한 브이(V)의 각도는 차체의 측면에 인접한 브이(V)의 각도보다 크다. 보다 바람직한 실시 예는 중앙선에 근접한 브이(V)의 각도, 약 120도와 약 90도인 제 2 각도를 갖는다.

차량의 다른 바람직한 실시 예는 약 3피트의 지상고를 갖는다.

다른 바람직한 실시 예는 시중 대형트럭의 엔진과 구동렬이 되는 차량의 엔진과 구동렬을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예의 사시도;

도 2는 차체의 하나의 바람직한 구성을 나타내는 개략적인 배면도;

도 3A는 차체의 바닥을 형성하는 시이트 재료와 차체의 측면을 형성하는 시이트 재료 사이의 조인트의 바람직한 구성의 개략적인 단면도;

도 3B는 내부 에너지 흡수부재와 장갑 연료탱크를 구비한 브이(V)자 형상의 바닥의 실시 예의 개략적인 단면도;

도 3C는 내부 발사체 흡수층을 포함하는 실시 예의 개략적인 단면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예의 배면도;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예의 저면도;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예의 좌측면도;

도 6A는 지평면에 대한 구동축의 각 관계를 보여주는 구동렬의 일부의 개략 적인 확대도;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예의 정면도;

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예의 우측면도; 그리고

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예의 평면도이다.

참조는 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해서 상세하게 이루어질 것이며, 예들은 첨부 도면들에 도시된다.

본 발명에 따르면, 시이트 재료로 제조된 모노코크를 포함하게될 내폭(blast-resistant) 장갑차가 제공된다. 본 발명의 문맥에 있어서, 구 "내폭"은 차량이 차량의 아래에서 폭발하는 지뢰나, 측방향, 일반적으로는 수평방향으로 폭발하는 폭발장치로부터 발생하는 폭발 에너지 또는 폭발 에너지에 의해서 추진되는 재료에 의한 침투에 특히 대항하는 것을 의미한다. 본 발명의 문맥에서, 구 "지상차량(land vehicle)"은 주로 지면에서 추진하도록 의도된 차량을 의미한다. 본 발명의 문맥에 있어서, 용어 "모노코크(monocoque)"는 차체, 엔진 및 구동렬이 보통 부착되는 별도의 화물차 프레임의 필요성을 제거하기에 충분할정도로 구조적으로 강건한 차체를 형성하기 위해서, 용접, 접착제, 패스너 또는 이들의 조합에 의해서 결합된 시이트 재료의 쉘(shell)을 의미한다. 본 발명의 문맥에서, 용어 "접착제(adhesive)"는 2개의 단단한 조각들을 결합시키기 위해서 최초로 적용한 후에 굳어지는 재료를 의미한다. 그러한 재료는 종래의 접착제가 될 수 있거나, 혹은 복합 시이트 장갑의 경우에 있어서 2개의 시이트들을 결합시키도록 배치되는 2개 시이트 의 접합부에 있는 복합물의 유사재료 층이될 수 있다.

여기에서 구체화되고 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(10)은 시이트 재료로 형성된 차체(12)를 포함하는데, 차체는 전방단부(14), 후방단부(16), 바닥부(18), 상부(20), 우측부(22), 좌측부(22'), 및 차량(10)의 전방 대 후방 차축을 따라서 차량의 우측과 좌측 사이에서 중간의 중앙선(도 5와 도 9에서 CL로 도시됨)을 구비한다.

바람직한 실시 예에 있어서, 차체(12)를 형성하도록 사용된 시이트 재료는 2개 이상의 다른 시이트재료가 될 것이다. 차체(12)의 일부를 나타낸 실시예에 있어서, 브이(V) 형상부(24), 여기에서는 "이중의 좁고 깊은(double-chined)" 브이(V)형상부는 질긴 시이트 재료로 형성될 것이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "질긴(tough)"은 해당 재료를 통한 균열의 전파에 저항하는 재료로서 높은 파괴인성을 갖는 재료를 지칭한다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 바닥부(18)(브이(v)자 형상부(24)를 포함)는 "ROQ-tuf AM700(인디아나주 이스트 시카고 소재 Mittal Steel사 제품)"로서 알려진 시이트 스틸로 이루어진다. SSAB Weldox (스웨덴 Oxelosunda 소재 SSAB Oxelosund사 제품)로서 알려진 다른 재료는 바닥부(18)에 대한 재료로서 또한 바람직하다. 차체(12)의 상부(20)는 장갑판으로 바람직하게 형성된다. 비록 U.S. MIL-A-46100를 충족하는 장갑이 작용 가능할지라도, 특히 바람직한 재료는 SSAB Aronox(스웨덴 Oxelosunda 소재 SSAB Oxelosund사 제품)로서 알려져 있다. 일반적으로, 시이트재료는 스틸, 스틸 장갑, 티타늄 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속으로 필수적으로 구성되는 것이 바람직하다. 다른 바람직한 실시 예는 섬유 보강된 중합체들 및/또는 금속 기지 복합체로 구성될 시이트 재료를 갖는다. 다른 실시 예에 있어서, 금속, 섬유보강 중합체 및 복합체들의 조합이 사용될 수 있다.

금속판은 침투에 대하여 충분한 저항성을 가지며 비교적 저가이고 고가의 공구를 채용함이 없이 본 발명의 구성 내로 형성될 수 있으며 강한 침투저항 조인트를 형성하도록 용접에 의해서 결합될 수 있기 때문에 바람직하다. 바람직한 실시 예에 있어서, 시이트 재료는 차체의 일부로 형성되어 차체를 형성하도록 용접되는 압연판들의 형태를 취한다.

바람직한 실시 예에 있어서, 경질의 장갑재료가 차체의 상부에 대하여 사용되고 질긴재료가 차체의 바닥부에 대하여 사용되는 경우, 경질의 장갑재료의 외부에 놓이는 질긴재료로 2개의 재료들의 접합부에 랩 조인트가 존재하는 것이 바람직하다. 여기에서 구체화되고 도 3B에 나타낸 바와 같이, 차체(12)의 상부(20)를 형성하는 장갑판의 하부 테두리(23)는 브이(V)자 형상의 하부(24)의 상부 테두리(25)와 결합하는 랩 조인트 내부에 위치한다.

본 발명에 따르면, 차량의 바닥부는 브이(V)자 형상을 가지며, 이때 브이(V)자의 정점은 아래를 향한다. 여기에서 구체화되고 도 2에 나타난 바와 같이, 바닥부(18)는 브이(24)를 한정하는데, 이는 차량(10)의 길이를 따라서 연장되고, 중앙선에 대하여 대체적으로 평행하게 연장되는 정점(브이(V)의 가장 좁은 첨단)을 갖는다. 바람직하게는 브이(V)(26)의 각도(도 2에서 θ로 도시된 바와 같이)는 115° 내지 130°범위, 보다 바람직하게는 120°각도가 될 것이다. 각도가 130°보다 상 당히 큰 경우, 차량 아래에서부터 위쪽을 향하는 폭발 에너지는 차량의 바닥부로 보다 효과적으로 전달될 것이다. 각도가 115°보다 상당히 작은 경우, 차량 외부로부터 측방향을 향하는 폭발 에너지는 차량의 측부로 보다 효과적으로 전달될 것이다. 브이(V)형상의 팁(26)의 정점은 1 내지 4인치의 범위인 반경을 가질 것이다. 팁반경이 1인치 작으면, 브이(V)자 형상(26)의 정점은 브이(V)를 형성하도록 구부리는 동안엔 균열을 일으킬 것이다. 팁 반경이 4인치보다 큰 경우, 차량 아래에서부터 위쪽을 향하는 폭발 에너지 및 그와 연관된 재료는 차량의 바닥부(18)로 보다 효과적으로 전달될 것이다.

본 발명에 따르면, 브이(V)의 정점은 차량이 운행하는 지면으로부터 적어도 30인치 위에 있게될 것이다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 차량(10)은 차량(10)의 브이(V)형상 바닥(18)의 최하부로부터 측정한 바와 같은(도 6에 도시된 바와 같이 차량이 운행하는 지면보다 높은) 지상고를 갖는다. 지상고를 증가시키면 매설된 지뢰로부터 발생하는 수직방향의 폭발 에너지와 재료의 효과는 폭발 양상이 약 60°의 각도로 원뿔형을 이루기 때문에 크게 감소한다. 그러므로, 지상고를 증가시키면, 폭발 에너지와 재료의 분산이 커진다. 또한, 높은 지상고는 특히 차량의 브이(V)자형 하부와의 조합에 의해서 측방향 폭발의 영향을 효과적으로 감소시킨다. 그러나 만일 지상고가 과도하면, 차량은 과도하게 높은 무게중심을 가지게 되고 만일 차량 폭이 증가하지 않으면 차량이 너무 빠른 속도에서 너무 짧은 반경으로 회전하는 경우 전복의 위험성이 있다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 차량(10)은 약 3피트에 달하는 차량에 대한 지상고(h')를 갖는다.

바람직한 실시 예들에 있어서, 에너지 흡수 버퍼가 브이(V)자의 정점에 부착될 수 있다. 여기에서 구체화되고 도 3B에 나타낸 바와 같이, 정점(26)은 브이(V)(24)의 정점(26)의 종방향 내부로 연장되는 금속 파이프(28)를 포함할 것이다. 파이프(28)는 바람직하게는 용접에 의해서 브이(V)자(24)의 내부에 고정되고, 바람직하게는 비교적 중금속으로 구성된다. 보다 바람직하게는, 금속은 비용적인 이유 그리고 용접에 의해서 스틸 본체에 쉽게 결합될 수 있기 때문에, 스틸로 이루어진다. 브이(V)의 정점에서 금속 파이프의 존재는 차량 아래의 폭발로부터 발생하는 대부분의 에너지를 수용하고 차체에서 소정 위치에서 많은 양의 에너지를 흡수하는 매체를 제공함으로써, 브이(V)의 정점에서 침투에 대한 차체의 저항성을 실질적으로 증가시키게 된다.

차량의 바닥부(18)는 재료의 단일 시이트로 바람직하게 형성되고, 도 2에 도시된 실시 예에서 참조부호 24로 도시된 바와 같이 복합 각도 "이중의 좁고 깊은(double-chined)" 브이(V)를 형성하도록 구부러진다. 차량(10)의 중앙선에 가까운 각도는 차량(10)의 측부(22)에 인접한 각도보다 크다. 중앙선에 근접한 브이(V)형상부(32)의 각도는 115°내지 130°범위, 보다 바람직하게는 120°각도이고, 반면에 차량(10)의 측부(20)에 인접한 외부 각도는 약 90°각도이다. 복합 각도는 차체(12)의 유용한 내부 체적을 증가시키며, 반면에 그것을 자발적으로 측방향이나 수직방향 지뢰 폭발을 상당히 증가시키지는 않는다.

도 1에 구체화된 바와 같이, 차량(10)은 각각 한쌍의 전륜(38)과 후륜(40)을 더 포함할 것이다. 도시된 실시 예는 4×4(4륜 전체×4륜 구동)이고, 본 발명은 그 것으로서 제한되지는 않는다. 본 발명은 구동 및/또는 비-구동 바퀴들의 6×6 배열, 또는 개수 또는 조합으로 사용될 수 있다. 본 발명은 트랙들, 또는 바퀴와 트랙들의 조합에 의해서 구동되는 차량에 대하여 사용될 것이다.

여기에서 설명하는 바람직한 실시 예에 있어서, 전륜(38)은 차체(12)의 전방단부(14)에 근접하여 위치하고, 후륜(40)은 차량 후방단부(16)에 근접하여 위치하는데, 이는 각각 전방으로 진행하고 후방으로 진행함에 따라서 작동가능하게 실행될 수 있다. 바퀴들을 차량의 최전방과 최후방에 가깝게 위치시키는 것은 여러가지 장점들을 갖는다. 첫째로, 전방 차축의 전방에서 차량의 소정 부분의 하중은 단지 전방 차축에만 작용하는데, 왜냐하면 조향 및 구동장치들이(전륜들이 구동되는 실시 예들에 있어서) 조향설비가 없는 축 어셈블리만큼 구조적으로 강건하지 않기 때문이다. 전방 차축의 전방 하중을 최소화하게 되면 전방 구동장치에 작용하는 부하를 줄이게 된다. 둘째로, 후방 차축의 후방 하중을 최소화하게 되면 전방 차축의 전방 하중은 차량의 견인력에 영향을 줄 수 있다. 셋째로, 바퀴들을 차량의 최전방 과 최후방에 가깝게 위치시키는 것은 차량 아래에서 폭발하는 지뢰로부터 발생하는 에너지 및 그와 연관된 재료가 차량으로부터 벗어나는 것을 가능하게 한다. 이것은 폭발 에너지가 차량의 차체에 전달되는 전달의 효과를 더욱 최소화시키고 폭발에 의해서 추진된 재료에 의해 차량에 손상을 끼치는 정도를 줄이게 된다.

여기에서 구체화되고 도 5 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 차량(10)은 차체(12)의 전방부(14) 내에서 차량(10)에 탈부착 가능하게 연결된 엔진(42)(도 6에 개략적으로 도시됨)을 갖는 4×4 차륜 차량이다. 엔진(42)은 발사체들을 편향시키 도록 배치된 슬레이트(slats)(46)의 배열에 의해서 전방에서 시이트 장갑(44)에 의해 측면이 보호되고, 장갑 후드(48)에 의해서 상부에서 냉각 공기가 방사체(45)를 통과할 수 있으며, 후방에서는 방화벽에 의해서 엔진(42)을 차량 본체(12)의 내부와 분리시킨다. 방화벽에 충돌하는 발사체나 폭발 에너지는 먼저 엔진 컴파트먼트의 장갑 측(44)이나 슬레이트(46), 라이에이터(45) 및 엔진(42)을 통과해야만 하기 때문에, 방화벽을 포함하는 재료는 본체의 나머지 또는 단순히 금속판보다 작은 두께의 시이트 재료가 될 것이다.

바람직한 실시 예에 있어서, 엔진(42)을 에워싸는 차체(12)는 틈새들을 포함하지 않고 따라서 차체는 후드(48) 보다는 엔진에 대한 접근을 제공한다. 그러한 틈새들은 엔진이 지뢰나 IEDs로부터 손상되기 쉽다. 바람직한 실시 예에 있어서, 차량은 엔진과 변속기 장착부를 포함하는데, 이것은 보수를 위해서 차량의 전방으로부터 엔진과 변속기가 차량으로부터 제거될 수 있게 하고, 반면에 엔진과 변속기의 틀에 박힌 서비스는 후드(48)를 올려서 수행할 수 있다.

디젤 연료는 연료탱크를 관통하는 폭발장치에 의해서 점화되기에 비교적 어렵다는 사실 이외에 비교적 무거운 차량에 대한 디젤 파워의 보통 장점들 때문에 엔진은 디젤-사이클 엔진이 바람직하다. 바람직한 실시 예에 있어서, 비록 차량에 대하여 특별히 개발된 엔진이 작동 가능할 지라도, 엔진은 상업적으로 유용한 디젤 엔진이될 것이다. 보조엔진 부품들(즉, 엔진 모터 마운트들, 도시되지 않음)의 크기와 위치는 상업적인 응용 및 엔진 제조업자로부터 유용한 엔진설치 간행물로부터 쉽게 확인될 수 있기 때문에, 상업적으로 유용한 엔진의 사용은 차량의 가격을 감 소시키고 설계와 제조공정을 단순화시킨다.

여기에서 구체화된 바와 같이, 차량(10)은 추가적인 7,000파운드의 유효 탑재량과 함께 약 17,000파운드(크루(crew)와 연료를 구비함)의 적재 전체중량을 갖는다. 이것은 약 750마일의 순항범위를 가지며 시간당 65마일의 최고 순항속도를 갖는다. 본 바람직한 실시 예는 미쉬간주 디트로이트 소재의 General Motors사에 의해서 제조된 분당 300마력 @3,000 회전을 발휘하는 6.6 Duramax V8 Turbo-Diesel로 지정된 6.6 리터 디젤엔진에 의해서 동력을 전달받는다. 다른 실시 예들에 있어서, 다소의 마력을 갖는 엔진들은 차량의 의도된 총중량, 드라이브의 형식(구동 바퀴들 및/또는 트랙들의 수와 형식), 의도된 용도 및 차량의 원하는 성능(범위, 최고 속도 및 가속)에 의존하여 사용될 수 있다.

여기에서 구체화된 바와 같이, 차량(10)은 제 1 구동축(도시되지 않음)에 의해서 변환 케이스(36)에 연결된 자동 변속기(도시되지 않음)를 포함할 것이다. 실시 예에 잇어서, 변속기는 General Motors사의 Allison division에 의해서 제조된 Allison 2500 자동 변속기이다. 엔진과 변속기는 차체(10) 내에 바람직하게 장착된다. 바람직하게는 변환 케이스는 가능한한 차량의 전방과 후방 중앙에 근접하여 배치된다. 바람직한 예에 있어서, 변환 케이스(36)는 질긴 시이트 재료로 구성된 상측, 우측과 좌측 및 후방부를 가지며, 바닥이 열려있는 부분 밀폐부 내에 위치할 것이다. 밀폐부는 제 1 구동축이 밀폐부로 들어갈 수 있게 하고, 차량의 바닥으로부터 변환 케이스에 접근할 수 있게 하고 하기에서 설명하는 바와 같이 구동렬을 구동축에 연결할 수 있도록 하부가 열려 있다. 밀폐부는 변환 케이스에 의해서 대 체적으로 채워지고 상측과 후방이 시이트 재료로 제조됨에 따라서, 상부를 향하는 폭발 에너지와 폭발 추진재료가 차량의 내부로 들어가는 것을 방지한다. 여기에서 구체화된 바와 같이 그리고 도 5, 6 및 8에 명백하게 도시된 바와 같이, 변환 케이스(36)는 위에서 언급한 밀폐부 내에서 차체(12)의 바닥(18)에 장착될 수 있고, 변환 케이스 장갑 어셈블리(34)로 보호될 것이다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 변환 케이스는 켄터키주 Louisville 소재의 Marmon Herrington사에 의해서 제조된 모델명 MVG-750 변환 케이스이다.

바람직하게는, 변환 케이스의 위치는 전륜 구동축과 후륜 구동축이 각각 전방과 후방 차이의 전방 출력축과 후방 출력축에 대하여 서로 2 내지 7도 각도의 범위로를 이루도록 설정된다. 도 6A에 도시된 바와 같이, 전방 구동축(50)은 차량 본체의 하부 테두리로부터 약 6도의 각도로 개략적으로 도시되어 있는데, 그것은 수평방향과 전방 차동장치(52)의 입력축의 회전축에 대하여 평행하다. 도시되지 않았지만, 변환 케이스의 출력축은 보통은 수평이고, 그러므로 구동축들은 변환 케이스의 출력축에 대하여 2 내지 7도의 각도이다. 차동장치의 입력과 변환 케이스의 출력에 대한 구동축의 각 관계는 중요하며, 구동축은 차량 본체나 수평선에 대하여 어느 특정한 각도를 이루지는 않는다.

차량이 작동하는 표면과 변환 케이스의 적어도 일부를 에워싸는 조립체의 바닥 사이의 거리는 17인치보다 큰 것이 바람직하다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 변환 케이스 장갑 어셈블리(34)는 차량이 작동하는 표면으로부터 약 17인치 떨어져 있다. 거리가 17인치보다 작은 경우, 변환 케이스 장갑 어셈블리(34)는 차량이 리 지를 넘어서 구동바퀴들이 지면과 접촉하지 않는 지점으로 이동하는 경우에 지면과 접촉하게 된다. 만일 거리가 17인치보다 상당히 크면, 변환 케이스는 차동장치에 대하여 높고, 과도하게 큰 바퀴들을 사용함이 없이 대략적인 각도로 구동축들을 배령하는 것은 어렵다.

전방 구동축(50)은 리프 스프링(54,54') 상에 장착되어 차량(12)의 바닥(18)에 장착되는 전방 차동장치(52)로 동력을 전달한다. 마찬가지로, 후방 구동축(56)은 리프 스프링(60,60') 상에 장착되어 차체(12)의 바닥에 장착되는 후방 차동장치(58)로 동력을 전달한다. 여기에서 발표한 바람직한 실시 예의 축은 미쉬간주 소재의 Axel Tech of Troy사에 의해서 제조된 300시리즈 차축들이다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 구동렬이 한쌍의 리프 스프링(54와 54', 60과 60')에 의해서 외부 브라켓(62) 상에서 장갑 차체(12)에 장착된다. 구동 부품들이 모노코크 차체의 외부에 탈부착 가능하게 부착되기 때문에, 만일 폭발이 구동 부품들에 충돌하면, 부품들은 차량의 차체가 부서짐없이 차량에 손상을 입히거나 차량을 폭발하게 된다. 구동 부품들이 외부에 장착되기 때문에, 손상된 부품들은 손상된 차량의 외부에 교체 부품들을 부착하여 쉽게 교체될 것이다.

여기에서 구체화된 바와 같이, 차량은 무거운 대형트럭을 위한 구동렬을 포함한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 구동렬은 엔진을 변속기에 연결하는 구동축, 변속기 그자체, 변속기를 변환 케이스(변환 케이스가 사용되는 경우)에 연결하는 축, 변속기나 변환 케이스를 차동장치에 연결하는 구동축, 차동장치들, 거기에 장착된 바퀴들(타이어들과 물품들을 포함)을 포함한다. 여기에서 구체화된 바와 같 이, 차량은 각각 약 1000파운드 중량의 차동장치(52,58)를 포함한다. 또한, 바퀴와 타이어는 각각 약 500파운드에 달한다. 엔진, 변속기, 변환 케이스 및 구동축의 장착과 조합하여 이러한 부품들의 하중은 차량에 놀랄정도로 낮은 무게중심을 부여하도록 차량에서 낮다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 차량은 약 35인치의 차량의 플로어 수준 이하의 무게중심을 갖는다. 낮은 무게중심은 장갑차가 진행방향에서 비교적 높은 안정성을 갖게 하고, 실시 예에 있어서 차량은 45°의 측방향 경사에서 직립한 상태(정적인 상태)로 유지할 수 있다. 구동렬의 하중은 차량의 (크루와 연료를 구비한) 적재 전체하중의 30% 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 차량은 높은 프로파일 트럭 방사상 타이어들, 바람직하게는 18인치 이상의 작경을 갖는큰 직경의 트럭 바퀴들을 사용한다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 차량은 뉴저지 소재의 Hutchinson Industries of Trenton사에 의해서 제조된 주행 플랫(림상에서 타이어 비드를 유지하고 타이어가 공기압을 상실하는 경우에 트레드에 대한 지지를 제공하는 타이어 내부 바퀴에 부착된 원심성 인서트)을 갖는 20인치 알루미늄 2개 바퀴들을 사용한다. 타이어들은 높은 프로파일의 대형 트럭 타이어인 Michelin XZL 타이어이고, 타이어 크기는 365/80R20이다. 비교적 낮은 팽창압력에서 그러한 바퀴와 타이어 크기들은 모래와 진흙과 같은 느슨한 표면에서 놀라운 견인력을 제공한다. 차량의 탄력이 없는 하중을 타이어 트레드와 타이어의 측벽의 일부의 하중으로 효과적으로 감소시킴으로서 낮은 팽창압력을 사용하여 차량의 주행 특성들을 개선한다.

엔진 냉각장치, 배기장치 및 전기장치는 통상적인 장치이다. 여기에서 구체 화한 바와 같이, 라디에이터(45)는 공기가 라디에이터를 통과하는 동안에 라디에이터를 발사체로부터 보호하기 위해서 배치된 장갑 그릴(46) 뒤에 위치한다. 설명한 실시 예에 있어서, 차량은 후드(48)의 일측에서 엔진 컴파트먼트 벤트(66)를 더 포함한다. 배기장치는 엔진 컴파트먼트를 빠져나가며, 여기에서 구체화된 바와 같이, 배기파이트(68), 머플러(70) 및 후방 배기파이프(72) 쪽으로 이동함에 따라서 차량 본체의 좌측을 따라서 위치한다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 외부은 제외하고, 예를 들어 헤드라이트(74,74')와 후미등(76,76')와 같은 전기장치가 차량(10)의 차체(12) 내에 위치한다.

도 3B에 도시된 바와 같은 본 실시 예에 있어서, 적어도 하나의 연료탱크(78)가 차체 내에 장착될 것이다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 연료탱크(78)는 차체의 브이(V)자형 하부 내에 장착된 유연한 부레-타입의 탱크이고, 차량(10)의 연료 탱크(78)와 바닥(18) 사이에서 시이트 장갑(80)으로 그것의 바닥을 보호한다. 여분의 시이트나 장갑(80)은 바람직하게는 알루미늄 합금으로 필수적으로 구성된다. 차량은 차량(10)의 연료탱크(78)와 내부 사이에 시이트 장갑(도시되지 않음)을 포함하는 것이 바람직하다. 연료탱크와 연관된 장갑의 시이트는 알루미늄 합금으로 필수적으로 구성된다.

바람직한 실시 예에 있어서, 차체의 측부는 길가 매설폭탄의 폭발을 편향시키도록 구성될 것이다. 여기에서 구체화되고 도 2, 4 및 7에 분명하게 도시된 바와 같이, 차체(12)의 상부(82)는 수직에 대하여 횡와각(recumbent angle; Ω)을 이루는 표면을 갖는다. 각도(Ω)가 커질수록 폭발을 측방향으로 편향시키는 것이 덜 효 과적이고, 재료는 차량의 상부(82)에 충돌하게될 것이다. 그러나 각도(Ω)가 커질수록 작은 내부 체적이 유용하다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 각도(Ω)는 z이다. 바람직하게는, 각도(Ω)는 z 내지 z의 범위이다. 도 4와 6에 도시된 바와 같이, 차체(12)의 후방단부(16)는 수직에 대하여 횡와각을 이루는 상부(82')를 포함할 것이다.

바람직한 실시 예에 있어서, 차체의 후방은 길가 매설폭탄의 폭발을 편향시키도록 구성될 것이다. 여기에서 구체화되고 도 6 및 8에 분명하게 도시된 바와 같이, 차체(12)의 상부(82')는 수직에 대하여 횡와각(Ψ)을 이루는 표면을 갖는다. 각도(Ψ)가 커질수록 폭발을 측방향으로 편향시키는 것이 덜 효과적이고, 재료는 차량의 후방의 상부(82')에 충돌하게될 것이다. 그러나 각도(Ψ)가 커질수록 작은 내부 체적이 유용하다. 여기에서 구체화된 바와 같이, 각도(Ψ)는 z이다. 바람직하게는, 각도(Ψ)는 z 내지 z의 범위이다.

여기에서 구체화된 바와 같이, 차량은 차량의 측면에 장갑 창문(84)을 포함하고 장갑 앞유리(86)를 포함할 것이다. 장갑, 바람직하게는 중합체 매트릭스 복합체로 이루어진 내부층은, 차체의 내부로 쪼개지도록 유도된 외부 차체의 일부나 외부 차체(12)를 침투하는 발사체로부터 개별적인 내부차량(10)을 보호하기 위해서, 예를 들어 차체(10)의 내부면에 제공된 Kevla®와 같은 아라미드 섬유인 고강도 섬유를 포함한다. 다른 바람직한 실시예는 차체의 내면에 인접한 (예를 들어 직조된 블랭킷의 형태로 장갑이나 고강도 폴리에틸렌 섬유들과 같은)고강도 섬유의 층이다. 블랭킷은 후크와 루프(Velcro®) 패스너들을 사용하여 차량의 내부에 탈부착 가능하게 부착될 수 있다. 여기에서 구체화되고 도 3C에 도시된 바와 같이, (장갑판으로 구성된) 차체(12)는 발사체 침투에 대한 추가적인 보호를 위해서 차체(12)와 장갑(90)의 내부층 사이에 특히 측부(22)에 대하여 에어 스페이스(88)를 포함할 것이다.

바람직한 실시 예에 있어서, 고강도 섬유(직조된 섬유층(90)으로서 구체화된 바와 같이)로 이루어진 층으로 구성된 장갑의 내부층은 섬유 장갑층에 포켓들에 부착되거나 위치하는 세라믹 장갑판(도시되지 않음)을 더 포함한다.

하기의 첨부된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 명백하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 하기의 특허청구범위의 범위 내에서 본 발명의 다양한 변형과 수정 그리고 그 등가물을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (36)

1. 내폭 장갑차로서,

   시이트 재료로 구성된 모노코크(monocoque) 본체로서, 상기 본체는 중앙선, 바닥부, 서로 마주보는 측부들을 구비하고, 상기 바닥부는 하나 이상의 브이(V)를 한정하고, 상기 브이(V)의 정점은 차량의 종방향 중앙선에 대하여 대체로 평행하며, 상기 브이(V)의 끝은 약 1 내지 4인치 범위의 반경을 가지며, 상기 브이(V)의 각도는 약 115°내지 130°의 범위이고, 차량이 주행하는 표면과 상기 브이(V)의 끝 사이의 거리는 30인치보다 큰, 본체;

   상기 본체 내에 탈부착 가능하게 부착된 엔진;

   상기 엔진에 연결된 변속기;

   상기 차량의 전방 중앙과 후방 중앙에 근접하고, 전방 출력축과 후방 출력축을 갖는 상기 변속기에 연결된 변환 케이스; 그리고

   상기 엔진에 연결되고 상기 차체에 탈부착 가능하게 부착되는 구동렬(drive train) 어셈블리;를 포함하는 내폭 장갑차.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 차체의 시이트 재료는 스틸 장갑 판으로 필수적으로 구성되는 내폭 장갑차.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 차체의 시이트 재료는 고 파괴인성을 갖는 스 틸 판으로 필수적으로 구성되는 내폭 장갑차.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 차체의 시이트 재료는 스틸, 티타늄 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속으로 필수적으로 구성되는 내폭 장갑차.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 시이트 재료는 섬유 보강된 중합체 및 금속 기지 복합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 내폭 장갑차.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 브이(V)의 각도는 단일 각도보다 큰 복합 각도인 내폭 장갑차.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 차량의 중앙선에 근접한 브이(V)의 각도가 차체의 측면에 인접한 브이(V)의 각도보다 큰 내폭 장갑차.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 브이(V)의 각도는 약 120도인 내폭 장갑차.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동렬은 전륜 구동축과 후륜 구동축을 포함하고, 상기 구동축의 각각은 전방 출력축과 후방 출력축에 대하여 2 내지 7도 각도의 범위를 이루는 내폭 장갑차.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 구동렬은 상기 차량의 전체 중량의 30% 이상을 차지하는 내폭 장갑차.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 구동렬은 20인치 이상의 직경을 갖는 바퀴를 포함하는 내폭 장갑차.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 구동렬은 높은 프로파일 스틸-벨트 방사상 트럭 타이어를 포함하는 내폭 장갑차.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 구동렬은 제 1 위치에 제공된 전륜 어셈블리, 후방 위치에 제공된 후륜 어셈블리를 포함하며, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치는 실제로는 멀리 이격된 내폭 장갑차.
14. 제 13 항에 있어서, 차량이 주행하는 표면과 브이(V)의 끝 까지의 거리가 약 3피트인 내폭 장갑차.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 차량은 상기 차체 내에 연료탱크를 포함하는 내폭 장갑차.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 차량은 상기 연료탱크와 상기 브이(V)형상 차체의 정점 사이에 시이트 장갑을 포함하는 포함하는 내폭 장갑차.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 차량은 상기 연료탱크와 상기 차체의 내부 사이에 시이트 장갑을 포함하는 포함하는 내폭 장갑차.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 연료탱크와 상기 차체 사이의 추가적인 시이트 장갑은 알루미늄 합금으로 필수적으로 구성되는 내폭 장갑차.
19. 제 13 항에 있어서, 상기 구동렬은 변환 케이스를 포함하고, 상기 차량은 상기 변환 케이스의 적어도 일부를 에워싸는 장갑 어셈블리를 더 포함하며, 상기 변환 케이스는 상기 변환 케이스 위에서 내폭 시이트재료를 갖는 밀폐부 내에 위치하는 내폭 장갑차.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 브이(V) 내에 장착된 하나 이상의 에너지 흡수부재를 더 포함하는 내폭 장갑차.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 브이(V) 내에 장착된 상기 에너지 흡수부재는 상기 브이(V)의 내부에서 상기 브이(V)의 정점에 부착된 금속 파이프를 포함하는 내폭 장갑차.
22. 제 1 항에 있어서, 상기 차체의 측면들은 수직에 대하여 리컴번트 각도를 이루는 표면들을 갖는 상부 측부를 구비하는 내폭 장갑차.
23. 제 1 항에 있어서, 상기 차체는 상기 차체의 상기 내부면에 인접한 시이트 장갑의 층을 포함하는 내폭 장갑차.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 차체의 상기 내부면에 인접한 시이트 장갑은 단단한 중합체/섬유 복합물을 포함하는 내폭 장갑차.
25. 제 23 항에 있어서, 상기 차체의 상기 내부면에 인접한 시이트 장갑은 섬유로 구성된 직조 직물을 포함하는 내폭 장갑차.
26. 제 23 항에 있어서, 상기 차체의 상기 내부면에 인접한 시이트 장갑은 섬유로 구성된 직조 직물과 다수의 세라믹판을 포함하는 내폭 장갑차.
27. 제 23 항에 있어서, 상기 차체의 상기 내부면에 인접한 시이트 장갑은 간격을 형성하도록 내부면으로부터 이격된 내폭 장갑차.
28. 제 1 항에 있어서, 상기 차량은 45°이상으로 경사진 면에서 정적인 측방향 롤 안정성을 갖는 내폭 장갑차.
29. 4륜구동 내폭 장갑차로서,

    시이트 재료로 구성된 모노코크 본체로서, 상기 본체는 중앙선, 바닥부, 마주보는 측부들을 구비하고, 상기 바닥부는 하나 이상의 브이(V)를 한정하고, 상기 브이(V)의 정점은 차량의 중앙선에 대하여 대체로 평행하며, 상기 브이(V)의 각도는 약 115°내지 130°의 범위이고, 차량이 작동하는 표면과 상기 브이(V)의 끝 사이의 거리는 30인치보다 큰, 본체;

    상기 본체 내에 탈부착 가능하게 부착된 엔진;

    전방 출력축과 후방 출력축을 갖는 상기 변속기에 연결된 변속기 케이스로서, 상기 변속기 케이스는 상기 차량의 전방 중앙과 후방 중앙에 근접하고, 상기 변속기 케이스는 상기 변속기 케이스의 적어도 일부를 에워싸는 장갑 어셈블리를 이용하여 상기 변속기 케이스 위로 내폭 시이트 재료를 갖는 밀폐부 내에 위치하는, 변속기 케이스; 그리고

    상기 엔진에 연결되고 상기 차체에 탈부착 가능하게 부착되는 구동렬 어셈블리로서, 상기 구동렬은 제 1 위치에 제공된 전륜 어셈블리 및 후방 위치에 제공된 후륜 어셈블리를 포함하며, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치는 실제로 상기 차체에서 서로 이격되고, 상기 구동렬은 전륜 구동축과 후륜 구동축을 포함하며, 각각의 구동축은 상기 전방 출력축과 상기 후방 출력축에 대하여 각각 2도 내지 7도 범위의 각을 이루는, 구동렬;을 포함하는 4륜 구동 내폭 장갑차.
30. 제 29 항에 있어서, 상기 구동렬은 상기 차량의 전체 중량의 30% 이상을 차지하는 4륜 구동 내폭 장갑차.
31. 제 29 항에 있어서, 상기 상부 차체의 시이트 재료는 스틸 장갑 판으로 필수적으로 구성되는 4륜 구동 내폭 장갑차.
32. 제 29 항에 있어서, 상기 하부 차체의 시이트 재료는 고 파괴인성을 갖는 스틸 판으로 필수적으로 구성되는 4륜 구동 내폭 장갑차.
33. 제 29 항에 있어서, 상기 변속기 케이스는 질긴 시이트 재료로 구성된 상부로 폐쇄된 상측을 갖는 밀폐부 내에 위치하고, 상기 밀폐부는 바닥이 개방된 4륜 구동 내폭 장갑차.
34. 제 33 항에 있어서, 상기 차량은 상기 변속기 케이스의 적어도 일부를 에워싸는 어셈블리를 더 포함하며, 상기 어셈블리는 상당한 폭발 에너지나 폭발에 의해서 추진된 재료가 상기 개방된 바닥으로부터 상기 변속기 케이스 밀폐부로 들어가는 것을 방지하기 위하여 배치되는 4륜 구동 내폭 장갑차.
35. 제 29 항에 있어서, 상기 차량이 주행하는 표면과 상기 변속기 케이스의 적 어도 일부를 에워싸는 조립체의 바닥 사이의 거리는 17인치 이상인 4륜 구동 내폭 장갑차.
36. 제 29 항에 있어서, 상기 차량은 상기 브이(V)의 내부에서 상기 브이(V)의 정점에 부착된 금속 파이프로 구성된 상기 브이(V) 내에 장착된 에너지 흡수부재를 더 포함하는 4륜 구동 내폭 장갑차.

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