KR20100042417A - 약실교환형 총열 장치 및 이를 구비하는 탄자파편충격시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 화약조성 개발 시에 필수적으로 행해지는 탄자파편충격시험 및 탄속변화시험에서, 탄속(彈速) 조절에 필요한 3종류의 약실, 예컨대 캘리버 50 약실, 20mm 약실, 30mm 약실을, 20mm 총열에 대해 분해 및 결합시킬 수 있는 형태로 제작하여, 필요에 따라 이들 약실 중 어느 하나의 약실을 선택해서 20mm 총열에 조립하는, 약실교환 방식의 총열 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 예에 따른 약실교환형 총열 장치는, 20mm 이탈피 분리탄(10)을 발사하기 위한 20mm 구경의 총열로서 후단부 외주면에 조립나사부(21)가 형성된 20mm 총열(20)과, 조립나사부(21)에 나사결합하는 대응나사부(41)가 내주면에 형성된 캘리버 50 약실(40), 및 20mm 이탈피 분리탄(10)이 캘리버 50 약실(40)에 장착될 때 20mm 이탈피 분리탄(10)이 20mm 총열(20)의 총강(銃腔) 중심선상에 위치되도록 캘리버 50 약실(40)의 내측단면(內側端面)과 20mm 총열(20)의 후단면(後端面) 사이에 배치되는 환상(環狀) 디스크(52)를 포함하여 구성된다.

약실, 총열, 약실교환, 탄자파편충격시험, 이탈피 분리탄, 탄속조절, 추진제량 조절, 화약조성 개발

Description

약실교환형 총열 장치 및 이를 구비하는 탄자파편충격시험기 {Gunbarrel assembly which is provided with various chambers to be selectively connected, and bullet impact tester having the same}

본 발명은 화약조성 개발 시, 필수적으로 수행하게 되는 탄자파편충격시험 및 탄속변화시험에서, 탄속(彈速: 탄자 발사속도) 조절에 필요한 3종류의 약실(chamber: 추진제가 연소되는 곳)을 20mm 총열과 선택적으로 분해 및 조립할 수 있도록 제작하여, 예컨대 캘리버 50 약실과 20mm 약실과 30mm 약실 중 어느 하나를 필요에 따라 선택하여 20mm 총열에 결합시킬 수 있도록 한, 약실교환 방식의 총열 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 약실교환 방식의 총열 장치가 통상(通常) 구조의 마운트에 장착된 탄자파편충격시험기에 관한 것이다.

고폭화약 조성 개발 시, 화약의 성능이나 특성에 대한 데이터를 얻기 위하여 탄속변화시험과 화약의 탄자파편충격시험 등을 하게 된다. 이러한 시험에는, 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이, 총열 장치를 마운트(90)에 장착시킨 탄자파편충격시험기가 사용되는데, 종래에는 약실과 총열이 일체형으로 된 총열 장치가 사용되 었다.

그런데 약실과 총열이 일체형으로 된 종래의 총열 장치로 탄속변화시험을 하는 경우에, 탄자가 발사되는 각 속도구간별로, 약실의 크기를 다르게 한 여러 개의 총열 장치를 준비하여, 어느 한 속도구간의 시험이 끝나면, 그 다음 속도구간의 시험에 필요한 총열 장치로 교체하여 시험을 계속하였다. 따라서 그 전 시험에서 사용한 총열 장치를 마운트로부터 해체한 후, 새로운 총열 장치를 마운트에 설치하기까지, 또는 새로운 총열 장치에 따라 마운트까지 다른 마운트로 교체하여야 하는데 많은 시간이 소요되어, 전체 시험 시간이 길어지는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로서, 하나의 총열에 대해 교체 가능하게 제작한 다양한 크기의 약실을 총열의 후미에 분해 및 조립함으로써, 종래보다 더 효과적으로 전체 시험범위의 탄속변화시험을 수행할 수 있게 한, 약실교환형 총열 장치 및 이를 구비하는 탄자파편충격시험기를 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 약실교환형 총열 장치는, 이탈피 분리탄을 발사하기 위한 20mm 구경의 총열로서 후단부 외주면에 조립나사부가 형성된 20mm 총열 과, 상기 조립나사부에 나사결합하는 대응나사부가 내주면에 형성된 캘리버 50 약실 , 및 이탈피 분리탄이 상기 캘리버 50 약실에 장착될 때 이탈피 분리탄이 상기 20mm 총열의 총강(銃腔) 중심선상에 위치되도록 상기 캘리버 50 약실의 내측단면(內側端面)과 20mm 총열의 후단면(後端面) 사이에 배치되는 환상(環狀) 디스크 를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치는, 상기 캘리버 50 약실과 교환가능한 약실로서 20mm 총열의 조립나사부에 나사결합하는 대응나사부가 내주면에 형성된 20mm 약실 과, 20mm 이탈피 분리탄이 상기 20mm 약실에 장착될 때 20mm 이탈피 분리탄이 상기 20mm 총열의 총강 중심선상에 위치되도록 상기 20mm 약실의 내측단면과 상기 20mm 총열의 후단면 사이에 배치되는 환상 디스크 를 더 구비할 수 있 다.

또한, 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치는, 상기 캘리버 50 약실과 교환가능한 약실로서 20mm 총열의 조립나사부에 나사결합하는 대응나사부가 내주면에 형성된 30mm 약실 과, 20mm 이탈피 분리탄이 상기 30mm 약실에 장착될 때 20mm 이탈피 분리탄이 상기 20mm 총열의 총강 중심선상에 위치되도록 20mm 이탈피 분리탄의 이탈피를 감싼 상태로 상기 30mm 약실의 장탄구멍에 삽입되는 부싱 을 더 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 약실교환형 총열 장치는, 캘리버 50 약실과 20mm 약실에 사용되는 환상 디스크의 양 측면에, 상기 환상 디스크의 중앙구멍과 동심원을 이루는 환형 홈 을 더 형성함과 아울러, 상기 환형 홈에 대해, 일부는 환형 홈 안으로 삽입되면서 나머지 부분은 경우에 따라 환형 홈 바깥으로 돌출 가능한 한 쌍의 이중 금속링을 설치함으로써, 서로 마주하는 두 면이 경사(傾斜)를 이루도록 제작한 상기 이중 금속링이 환상 디스크와 20mm 총열의 후단면 사이, 및 약실의 내측면 사이에서 개스킷(gasket)의 역할을 충실히 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄자파편충격시험기는, 상술한 약실교환형 총열 장치를 종래 구성의 마운트에 탑재함으로써 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 국내에서 생산되는 캘리버 50 약실, 20mm 약실, 30mm 약실 중 어느 한 약실(chamber)이 20mm 구경의 총열에 대해, 필요에 따라, 교체 가능한 형태로 결합된다. 그 결과, 마운트에 고정된 20mm 구경의 총열에, 적당한 약실 을 결합시키기만 하면 20mm 이탈피 분리탄을 원하는 속도로 발사할 수 있으므로, 종래처럼 여러 개의 총열 장치를 준비할 필요가 없고, 또한 총열 장치 전체를 마운트로부터 해체할 필요가 없다. 따라서, 하나의 총열로 전체 시험범위의 탄자 속도를 시험할 수 있어 시험 운영을 보다 효과적으로 진행할 수 있고, 시험시간도 단축할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치 및 이를 구비한 탄자파편충격시험기에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는 동일 또는 유사한 구성요소에 대해 동일 또는 유사한 도면부호를 부여하였는데, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 또한, 이하의 설명은 예시적인 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

먼저, 본 발명의 총열 장치로 발사하는 이탈피 분리탄에 대해 간략히 설명한다.

20mm 구경의 총열을 통해, 목표물을 향해 발사하게 되는 20mm 이탈피 분리탄(10)은, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 탄자(11)와 이탈피(sabot)(12)로 구성되어 있다. 이탈피 분리탄(10)은 총열을 벗어난 직후 탄자(11)와 이탈피(12)로 각각 분리되어, 이탈피(12)는 두 부분으로 나뉘어 지면으로 떨어지고, 탄자(11)만이 목표물을 향해 날아가게 된다.

도 2 및 도 3은 상술한 이탈피 분리탄(10)이 발사되는 20mm 총열(20)을 개략 적으로 나타낸 사시도 및 A-A선 단면도로서, 상기 총열(20)의 선단부(先端部)에는 총구 보호 캡(30)이 탈부착 가능하게 장착되며, 이 총열(20)의 후단부 외주면에는 조립나사부(21)가 형성되어 있다.

도 4 및 도 5는 상기 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 캘리버 50 약실(40)이 나사결합되는 경우를 나타낸 것으로서, 도 4는 조립 전 상태를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 조립 후 상태를 나타낸 단면도이다. 이들 도면에 나타나 있는 바와 같이, 캘리버 50 약실(40)의 내주면에는, 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 결합하는 대응나사부(41)가 형성되어 있다. 또한, 캘리버 50 약실(40)의 내측단면(內側端面)과 20mm 총열(20)의 후단면(後端面) 사이에는, 환상(環狀) 디스크(52)가 배치되어 있다. 또한, 환상 디스크(52)의 양 측면에는 상기 디스크(52)의 중앙구멍과 동심원을 이루는 환형 홈(54)이 각각 형성되어 있고, 20mm 총열(20)과 약실 사이에서 개스킷(gasket) 역할을 하는 한 쌍의 이중 금속링(50)이 환형 홈(54)에 끼워져 있다. 이 디스크(52)는, 예컨대 20mm 이탈피 분리탄(10)이 이 디스크(52)의 중앙에 형성된 20mm 구경(口徑)의 중앙구멍을 통해 약실에서 총열 쪽으로 삽입될 때, 이탈피 분리탄(10)의 중심이 총강(銃腔) 중심선(C)에 일치되도록 위치시킨다. 이탈피 분리탄(10)이 총강 중심선(C)에 일치될 수 있는 이유는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중앙구멍이 디스크(52)의 두께방향으로 경사져 있고, 이 중앙구멍에 끼워져 지지되는 이탈피 분리탄(10)의 후미도 비슷한 각도로 경사져 있어, 이탈피 분리탄(10)의 후미가 디스크(52)의 중앙구멍에 끼워져 밀착되기만 하면, 자동적으로 총 강 중심선과 일치되도록 되어 있기 때문이다. 이와 같이 하여, 환상 디스크(52)와 이중 금속링(51)이 끼워진 상태로 20mm 총열(20)과 캘리버 50 약실(40)이 조립되면, 추진제를 충전한 탄피(미도시)가 이탈피 분리탄(10)의 뒤쪽에 위치하도록 약실에 장착되고, 추진제를 점화할 수 있는 격발장치(미도시)가 탄피 뒤쪽에 조립됨으로써, 이탈피 분리탄의 발사시험 준비가 완료한다.

본 발명의 총열 장치로부터 이탈피 분리탄(10)이 발사되는 메커니즘은 종래의 총열 장치에서 이탈피 분리탄이 발사되는 메커니즘과 동일한데, 여기서 이 메커니즘에 대해 간략하게 소개하면 다음과 같다.

먼저, 도시하지 않은 격발장치의 공이에 의해 탄피의 뇌관에 타격이 가해지면, 탄피 내에 충전된 추진제가 점화되어 약실 내부에 큰 가스압력이 발생하게 되고, 이 가스압력에 의해 이탈피 분리탄이 총열의 총강(銃腔)을 통해 발사된다. 총열에서 발사된 이탈피 분리탄은 매우 큰 공기저항을 받으므로, 이탈피 분리탄이 일정거리 비행한 후에는 플라스틱 재질의 이탈피와 탄자가 저절로 분리되어, 탄자만이 목표물을 향해 날아가 충돌한다.

여기서, 본 발명의 총열 장치처럼 약실과 총열을 분해 및 조립할 수 있는 형태로 제작하는 경우, 약실과 총열의 조립부분을 통해 약실 내부의 가스압력이 빠져 나가 이탈피 분리탄의 발사속도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있고, 또한 총열로부터 발사된 이탈피 분리탄의 비행 궤도가 어느 한 방향으로 휘어지는 요(yaw) 현 상이 발생할 수 있으며, 이탈피 분리탄의 형상에 따른 총열과 약실 사이의 조립문제가 발생할 수 있다. 그러나 이러한 예상 문제들은, 본 발명에서 사용하는 한 쌍의 이중 금속링과 환상 디스크 또는 후술하는 부싱에 의해 해소될 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 이중 금속링은 가스압력의 누출을 방지하기 위해 사용되었는데, 도 10에 나타낸 바와 같이, 가스에 대한 내부식성이 우수한 SUS 630 재질의 이중 금속링은 서로 마주하는 면이 경사면으로 되어 있는 2개의 링으로 이루어져 있어, 총열과 약실의 조립 시, 이 경사면을 따라 2개의 링이 서로 조여 들어가 사각형 형태를 이룸으로써 기밀(氣密) 상태를 유지할 수 있도록 하였다. 또한, 이탈피 분리탄의 형상에 따른 조립문제와 관련하여, 상술한 캘리버 50 약실(40)과 후술하는 20mm 약실에 대해서는 환상 디스크를 사용하고, 30mm 약실에 대해서는 부싱을 사용함으로써 해결하였다. 한편, 요(yaw) 현상은, 조립나사부(21)와 대응나사부의 가공정밀도를 0.01mm로 높임으로써 해결 가능함을 알게 되었다.

첨부된 도 6 및 도 7은, 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 20mm 약실(60)이 조립되는 경우를 나타낸 것으로서, 도 6은 조립 전 상태를 나타낸 분해 사시도이고, 도 7은 조립 후 상태를 나타낸 단면도이다. 이들 도면에 나타나 있듯이, 20mm 약실(60)의 내주면에, 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 결합하는 대응나사부(61)가 형성되어 있다. 또한, 20mm 약실(60)의 내측단면과 20mm 총열(20)의 후단면 사이에는 환상 디스크(53)가 배치되어 있다. 이 환상 디스크(53)의 양 측면에도 환형 홈(55)이 각각 형성되어 있고, 20mm 총열(20)과 약실 사이에서 개스킷 역할을 하는 한 쌍의 이중 금속링(51)이 상기 환형 홈(55)에 끼워져 있다. 이 디스크(53) 또한 이탈피 분리탄(10)의 중심이 총강(銃腔) 중심선(C)에 일치되도록 위치시킨다.

여기서, 상술한 20mm 약실(60)과 캘리버 50 약실(40)은 탄피에 충전되는 추진제의 양과 약실 크기에만 차이가 있을 뿐 그 외 부분은 구성이 동일하다고 볼 수 있으므로, 도 4 및 도 5의 설명 부분을 참조할 것이라는 전제 하에, 일부 중복되는 구성요소에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

도 8 및 도 9는 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 30mm 약실(80)이 조립된 경우를 나타낸 것으로서, 도 8은 조립 전 상태의 분해 사시도이고, 도 9는 조립 후 상태의 단면도이다. 이들 도면에 나타나 있듯이, 30mm 약실(80)의 내주면에도 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 결합하는 대응나사부(81)가 형성되어 있다. 또한, 개스킷 역할을 하는 이중 금속링(56)이 30mm 약실(80)의 내측단면과 20mm 총열(20)의 후단면 사이에 위치되어 있는데, 상기 이중 금속링(56)은 20mm 총열(20)의 후단면에 형성된 환형 홈(57)과 30mm 약실(80)의 내측단면에 형성된 환형 홈(미도시) 사이에 끼워져서 고정된다. 또한, 20mm 총열(20)의 총강 중심선(C)상에 이탈피 분리탄(10)이 위치되도록 부싱(70)이 제공되는데, 상기 부싱(70)은 이탈피 분리탄을 감싼 상태로 30mm 약실(80)의 장탄구멍(82)에 삽입된다. 이에 대해, 더 구체적으로 설명하면, 30mm 약실(80)이 20mm 총열(20)의 후단부에 결합된 후, 이탈피 분리탄(10)과 부싱(70)은 30mm 탄피와 결합되어, 장탄구멍(82)을 통해 30mm 약실에 삽입된다. 상기 부싱(70)의 내부 공간은, 예컨대 이탈피 분리탄의 경사진 후미 부분 이 부싱(70)의 내면에 밀착될 수 있도록 경사져 있어, 상술한 환상 디스크(52,53)와 동일한 역할을 수행한다. 즉, 이탈피 분리탄(10)을 총강 중심선(C)상에 위치시키는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 약실이 없는 20mm 총열(20)과 이 총열(20)의 후단부에 결합 가능한 3종류의 약실, 즉 캘리버 50 약실(40)과 20mm 약실(60)과 30mm 약실(80)을 각각 제작하여, 이탈피 분리탄의 발사속도에 따라, 적당한 약실을 선택해서 20mm 총열(20)에 결합시킬 수 있도록 하였다. 또한, 각 약실(40,60,80)의 후단부에 결합나사부(43,63,83)를 형성하여, 이 결합나사부를 통해 격발장치(미도시)가 장착될 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명의 총열 장치에 따르면, 이탈피 분리탄(10)의 발사속도를 3개의 속도구간으로 나누어 시험을 진행할 수 있다. 예컨대, 상대적으로 낮은 속도구간에서의 시험은 캘리버 50 약실(40)에 의해, 중간 속도구간에서의 시험은 20mm 약실(60)에 의해, 높은 속도구간에서의 시험은 30mm 약실(80)에 의해 각각 수행될 수 있다.

도 1은 탄자와 이탈피로 분리된 상태에서의 20mm 이탈피 분리탄의 모형도.

도 2는 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치를 구성하는 20mm 총열의 총구 부분에 총구 보호 캡을 결합시킨 상태의 사시도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치를 캘리버 50 약실과 20mm 총열로 구성하는 경우에, 캘리버 50 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄의 조립상태를 나타내는 분해 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 캘리버 50 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄을 조립한 상태에서의 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치를 20mm 약실과 20mm 총열로 구성하는 경우에, 20mm 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄의 조립상태를 나타내는 분해 사시도.

도 7은 도 6에 도시된 20mm 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄을 조립한 상태에서의 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치를 30mm 약실과 20mm 총열로 구성하는 경우에, 30mm 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄의 조립상태를 나타내는 분해 사시도.

도 9는 도 8에 도시된 30mm 약실과 20mm 총열 및 이탈피 분리탄을 조립한 상태에서의 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치에서 사용하는 이중 금속링의 사시도.

도 11은 본 발명에 따른 약실교환형 총열 장치를 마운트에 고정한 탄자파편충격시험기의 예시도.

[도면 부호의 설명]

10: 이탈피 분리탄 11: 탄자

12: 이탈피(sabot) 20: 20mm 총열

21: 조립나사부 30: 총구 보호 캡

40: 캘리버 50 약실 41,61,81: 대응나사부

43,63,83: 결합나사부 50,51,56: 이중 금속링

52,53: 환상 디스크 54,55,57: 환형 홈

60: 20mm 약실 70: 부싱

80: 30mm 약실 82: 장탄 구멍

90: 마운트(mount)

Claims (5)

1. 20mm 이탈피 분리탄(10)을 발사하기 위한 20mm 구경의 총열로서, 후단부 외주면에 조립나사부(21)가 형성된 20mm 총열(20);

   상기 조립나사부(21)에 나사결합하는 대응나사부(41)가 내주면에 형성된 캘리버 50 약실(40); 및

   20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 캘리버 50 약실(40)에 장착될 때, 20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 20mm 총열(20)의 총강(銃腔) 중심선상에 위치되도록, 상기 캘리버 50 약실(40)의 내측단면(內側端面)과 상기 20mm 총열(20)의 후단면(後端面) 사이에 배치되는 환상(環狀) 디스크(52);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 약실교환형 총열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 약실교환형 총열 장치는,

   상기 캘리버 50 약실(40)과 교환가능한 약실로서, 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 나사결합하는 대응나사부(61)가 내주면에 형성된 20mm 약실(60); 및

   20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 20mm 약실(60)에 장착될 때, 20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 20mm 총열(20)의 총강 중심선상에 위치되도록 상기 20mm 약실(60)의 내측단면과 상기 20mm 총열(20)의 후단면 사이에 배치되는 환상 디스크(53);

   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 약실교환형 총열 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 약실교환형 총열 장치는,

   상기 캘리버 50 약실(40)과 교환가능한 약실로서, 20mm 총열(20)의 조립나사부(21)에 나사결합하는 대응나사부(81)가 내주면에 형성된 30mm 약실(80); 및

   20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 30mm 약실(80)에 장착될 때, 20mm 이탈피 분리탄(10)이 상기 20mm 총열(20)의 총강 중심선상에 위치되도록 20mm 이탈피 분리탄(10)의 이탈피(12)를 감싼 상태로 상기 30mm 약실(80)의 장탄구멍(82)에 삽입되는 부싱(70);

   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 약실교환형 총열 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 환상 디스크(52) 또는 환상 디스크(53)의 양 측면에, 상기 환상 디스크(52) 또는 환상 디스크(53)의 중앙구멍과 동심원을 이루는 환형 홈(54,55)이 더 형성되며,

   서로 마주하는 두 면이 경사면(傾斜面)으로 된 한 쌍의 이중 금속링(50,51)이 상기 환형 홈(54,55)에 각각 설치되어 개스킷(gasket) 역할을 하는 것을 특징으로 하는 약실교환형 총열 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 약실교환형 총열 장치; 및

   상기 약실교환형 총열 장치가 탑재되는 마운트(90); 로 구성된 것을 특징으로 하는 탄자파편충격시험기.

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