KR20110031915A - 건 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

체인건 시뮬레이터는 여러 가지 체인건 종류를 사용하는 임의의 무기 발사대를 위한 전기적 통제 시스템 신호의 고정밀 시뮬레이션을 제공한다. 이 시뮬레이터 장치는 외부 장비가 필요없는 독립적인 장치이며, 실제 건과 실제 탄약을 필요로 하지 않고 무기 발사대의 발사 통제 인터페이스가 정상적으로 기능할 수 있도록 실제 건의 전기적 상태, 레벨 및 타이밍을 모사한다. 그 외에도, 시뮬레이터는 건 종류와 모드를 선택하기 위한 사용자 제어를 제공하며, 모드, 피드 선택 및 시뮬레이트된 무기 노리쇠 위치의 시각적 표시를 제공한다. 또한 시뮬레이터가 건 사이클의 정상 셧다운 부분을 통해 진행할 때마다 가청 표시도 있을 수 있다.

Description

건 시뮬레이터{GUN SIMULATOR}

관련 출원들

본 출원은 미국 임시 특허출원 제61/070,233호[출원일: 2008년 5월 16일, 발명의 명칭: "건 시뮬레이터(Gun Simulator)"]의 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 무기 시스템의 고정밀 시뮬레이션을 제공하는 분야에 관한 것이다. 특히 본 발명은 전기 작동(electrically powered) 체인건(chain gun)을 이용하는 무기 발사대(weapons platform)에 대한 전기 제어 시스템 신호의 고정밀 시뮬레이션에 관한 것이다.

무기 발사대는 기지와 미지의 위협으로부터 보호하는데 핵심이 되는 것이다. 최신 무기 발사대는 재산과 생명이 위험에 처해 있는 현장에서 시스템과 요원에게 유리한 입지를 제공할 수 있다. 무기 시스템의 예는 역사적으로도 존재하는데, 예컨대 이미 기원전 3000년경에도 여러 문헌에 전차에 대해 기술되어 있다. 다른 초기의 무기 발사대로는 각종 군비를 실은 워 카트(war-cart)와 각종 항해 선박이 있었다. 세월이 흐름에 따라 무기 발사대도 초기의 간단한 설계에서 현재의 민간과 군사 분야에서 이용되고 있는 시스템으로까지 발전하면서 그 기능과 복잡성이 더해져 갔다. 오늘날의 무기 발사대는 현대의 전쟁과 평화 유지에 가장 중요한 역할 중 일부를 수행하는 고도로 정밀하고 신뢰할 수 있는 기계 조직이다. 이러한 중요성에 따라서 현대적 무기 발사대를 개발하는데 전 세계적으로 수십억 달러를 지출하고 있다.

무기 발사대는 대개는 고도로 통합된 복잡한 무기 제어 시스템 또는 사격 통제 시스템을 포함한다. 이들 시스템은 대개는 계산 장치와 짝을 이룬 센서들을 이용하여 무기 성능, 일관성 및 신뢰성을 향상시킨다. 사격 통제 시스템은 각종 무기 발사대에 설치되어 왔는데, 최근에는 소총과 같은 소규모 사용자 조작 발사대나 Fabrique Nationale사의 F2000과 같은 전술적 무기에도 설치되어 왔다. 통합된 사격 통제 시스템과 함께 무기 발사대는 대개는 각종 구조물이나 군비를 수용할 수 있다. 이들 무기 발사대는 체인건, 미사일 시스템, 대포나 박격포, 각종 장갑 시스템을 포함한다. 이들 무기 발사대 중에는 정밀하고 신뢰성있는 체인건인 25mm M242 체인건이나, 증가적으로 30mm Mark 44 체인건과 같은 전기 작동 체인건이 장착된 것이 많다. 특히 M242는 다년간의 현역 복무시에 검증이 끝난 건 시스템이다.

M242 체인건은 한동안 널리 사용되어 왔으며 BFV(Bradley Fighting Vehicle)의 주요 병기이다. M242는 전기로 작동하며, 체인 구동식이고, 단발, 저속(분당 125발), 고속(분당 225발)을 포함하는 여러 가지 발사속도를 지원한다. 더욱이 M242는 여러 가지 서로 다른 조류의 탄약을 취급할 수 있다. Mark 44는 M242와 동일한 특징들 중 많은 것을 그대로 유지하면서 구경을 30mm로 늘린 관련된 설계이다. Mark 44는 M242와 비교해서 유사한 세트의 병참 컴포넌트를 이용하며 여러 가지 발사 속도가 가능하다. 그러나 Mark 44는 더 큰 장갑 관통과 도시 타겟 중립화(urban target neutralization)가 필요한 상황에서는 40mm 발사로 전환할 수 있다. 35/50mm, 즉 Bushmaster III은 35mm와 50mm 발사를 지원하는 추가적인 변형이다. M242, Mark 44 및 35/50mm는 훈련받은 사격자에게는 매우 정밀한 병기로서 경장갑차와 헬리콥터 및 저속 비행 항공기와 같은 공중 목표물을 파괴할 수 있다. 이들 병기는 노출 지, 참호, 시가지에 있는 부대와 같은 적 진지를 제압할 수도 있다.

이러한 능력을 현장에서 확실하게 발휘하기 위해서 대포는 다단 사격을 통제하고 감시하는 복잡한 사격 기구와 제어 전자 장치에 의존한다. 가스 순환 블로우백 방식(gas-blowback for cycling)을 이용하는 종래의 자동 무기와는 달리, M242와 같은 체인건은 전기 구동 모터를 이용하여 작동한다. 소형 모터가 변속기를 구동하고, 이 변속기는 피드백 기구와 체인 구동 볼트 어셈블리에 토크를 공급한다. 이 건은 원활한 작동을 유지시킬 수 있도록 돕는 각종 센서, 스위치 및 솔레노이드를 포함한 다수의 전기적 서브 어셈블리도 구비하고 있다. 이들 무기는 복잡하면서 극도의 정밀도 및 신뢰성이 요구되므로 정확한 기능을 보장하기 위해서는 반드시 유지 보수가 있어야 하며 지속적인 검사가 이루어져야 한다. 더욱이 효율을 증진시키려면 훈련이 필수적이다.

BFV의 사격 통제 시스템을 완전하게 작동시키거나 검사하기 위해서는 그 무기와 기타 다른 차량 컴포넌트 간에 특정 신호가 교환되어야 한다. 완전하게 기능하는 무장 차량에서는 무기와 BFV의 사격 통제 시스템 또는 GCU(Gun Control Unit)는 무기 상태에 기초하여 전기 신호를 교환한다. 이들 신호가 없으면 무기 시스템은 기능 장애 상태가 되어 시스템을 완전하게 검사하지 못할 것이다. 과거에는 M242를 이용하는 무기 발사대는 올바른 기능을 보장하고 사격 통제 전자 장치를 확인하고 학습시키기 위해 M242 건과 실제 탄약을 이용하여 검사하였다. 그러나 이 방법은 비용면에서 유리하지 못하고 안전에 대한 우려도 커졌다. 더욱이 연구 개발 사이클에서 실제 탄약을 사용하는 것은 M242, Mark 44 및 Bushmaster III 체인건의 새로운 변종과 개량품을 개발하는데 시간과 비용을 증가시켰다.

이에 따라서 M242의 여러 양상들을 검사하기 위한 몇 가지 이종 장치가 개발되었다. 이들 검사 장치는 (1) STE-M1/FVS(Simplified Test Equipment for M1 and Bradley Fighting Vehicle gun simulator), (2) MILES(Multiple Integrated Laser Engagement System/Simulated Area Weapon Effects 25mm gun shorting plug), 및 (3) PGS(Precision Gunnery System 25mm shorting plug)를 포함한다. 그러나 이들 검사 장치 각각은 설계와 구현에 있어 여러 가지 단점이 있다. 예컨대 STE는 M242가 없어야 한다. 즉 이것은 설치된 시스템을 유지 보수함으로써 무기 발사대를 신속히 보증하는데 이용될 수 없다. 현재 시뮬레이터에서는 건 타이밍을 추적할 수 없다는 것, 고장 회피나 복구 대책이 없다는 것, 하나의 무기 발사대에 학습과 전문성을 제공할 수 없다는 것, 무기 발사대와 시스템을 상당히 변경하지 않고서는 설치 적합성이 없다는 것을 포함한 다른 여러 가지 제한이 있다. 현재 시뮬레이터들 중 일부는 여러 가지 무기 발사대에 대한 검사와 확인 시에 동작가능하도록 상당히 많이 개편 또는 개조되어야 한다. 따라서 현재 건 시뮬레이션 시스템은 여러 가지 무기 발사대 상의 M242 건의 동작 파라미터를 시뮬레이트할 수가 없다. 더욱이 특정 발사대 상의 M242에 대해서는 이들 이종 건 시뮬레이터가 존재하지만, Mark 44에 대해서는 알려진 건 시뮬레이터가 없다. 따라서 M242에 있는 검사 및 유지 보수 시의 문제들은 Mark 44의 경우에는 더 두드러진다. Mark 44가 해상과 육상 분야에서 더 많이 이용됨에 따라 시뮬레이션 시스템이 없다는 것은 문제가 된다. 더욱이 Mark 44의 경우에는 부시마스터(Bushmaster) III를 위한 시뮬레이터가 없다.

기존 시스템의 여러 가지 제약이나 이용가능성의 부재로, 현재와 장래의 모든 전기 구동 체인건, 무기 발사대, 발사 통제 시스템, 학습 시스템과 제조 및 엔지니어링 시스템에 잘 맞는 매우 정밀한 범용 체인건 시뮬레이터가 요구된다.

<발명의 개요>

본 발명의 여러 가지 실시예는 여러 가지 무기 발사대 상의 발사 통제 인터페이스가 마치 실제 건 및 실제 탄약이 사용되는 것처럼 기능할 수 있도록 건 시퀀스, 건 동작 시퀀스, 건 타이밍, 및 건 동작 전기 레벨을 포함하는 건 시스템 전기 특성들을 신뢰성있게 시뮬레이트한다. 따라서 건 시뮬레이터는 발사 통제 인터페이스의 적합성을 조사하고 이와 동시에 무기 시스템의 조작자에 대하여 정확한 학습을 제공할 수 있다. 여러 가지 실시예에서 조작자는 동작 모드를 선택할 수 있다. 이용가능한 동작 모드는 오발, 건 오동작, 및 피더 오동작을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱이 여러 가지 실시예에서 건 동작의 진행 상태가 무기 발사대에 제공될 뿐만 아니라 조작자에게도 전달된다. 이들 실시예에서 건 동작 상태는 가청 또는 가시 표시기 또는 이들의 조합을 이용하여 조작자에게 전달될 수 있다. 마지막으로 여러 가지 실시예는 조작자가 건 종류를 선택할 수 있게 한다. 이용가능한 건 종류의 예는 25mm와 30mm가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러 식으로 시뮬레이터는 실제 건 발사 탄약이 동일한 조건하에서 어떤 제어 신호를 발생하는가를 반영한다.

여러 가지 실시예는 시어(sear) 솔레노이드 전력, 모터 필드, 모터 전기자(armature), 모터 브레이크, 피더 전력, 장갑 관통 피드 커맨드 및 고성능 폭탄 피드 커맨드를 다루는 입력을 포함하는 복수의 입력 데이터 스트림을 다룬다. 더욱이 여러 가지 실시예는 출력 시어 핀 위치, 시어드, 약실 로크, 정상 셧다운, 장갑 관통 피더 및 고성능 폭탄 정보 피더를 포함하는 복수의 출력 스트림을 다룬다. 이러한 입력과 출력을 다루고 신호의 전압을 조정함으로써 시뮬레이터는 여러 가지 입력 및 출력을 시뮬레이트하고 조정하여 체인건 동작의 상태와 타이밍을 고정밀도로 시뮬레이트한다.

여러 가지 실시예에서 범용 체인건 시뮬레이터는 실제 체인건 신호 모두에 대한 시뮬레이션, 실제 체인건의 인터페이스 제어 명세와 타이밍에의 일치, 결함있는 탄약이나 오발을 시뮬레이트하는 능력, 건 오동작을 시뮬레이트하는 능력, 피더 오동작을 시뮬레이트하는 능력, 건 사이클의 가청 및 가시적 표시를 제공하는 능력, 서로 다른 통제 시스템 전원 장치 및 신호 인터페이스를 가진 복수의 발사대에서 작업할 수 있는 능력, 그리고 실제 건이 설치된 동안에 무기 발사대에 꼭 맞게 할 수 있는 능력을 제공한다.

본 발명의 여러 가지 실시예는 체인건의 동작을 시뮬레이트하는 방법과 장치를 제공한다. 특정 실시예에서 프로그래밍가능한 시뮬레이터는 무기 발사대의 발사 통제 시스템에 연결되며, 체인건 발사 시퀀스 초기화, 체인건 발사 시퀀스 프라이머, 체인건 발사 시퀀스, 체인건 추출 시퀀스 및 체인건 발사 종료 시퀀스를 시뮬레이트할 수 있는 프로그램을 갖고 있다. 여러 가지 실시예에서 체인건 시뮬레이터 동작 모드는 물론 건 종류와 탄약 종류도 선택가능하다.

특정 실시예에서 체인건 시뮬레이션 시스템은 발사 시퀀스 초기화; 피더 검사 시퀀스; 시어 솔레노이드 검사 시퀀스; 시어 핀 철회 시퀀스; 전기자 검사 시퀀스; 기계적 지발 설정 시퀀스; 초기 RAM 시퀀스; 오동작 시퀀스; 정상 시퀀스; 오동작 RAM 시퀀스; 건 오동작 시퀀스; RAM 시퀀스; 오발 검사 시퀀스; 오발 소거 시퀀스; 정상 발사 시퀀스; 추출 시퀀스; 초기 셧다운 시퀀스; 고속 발사 종료 사이클 시퀀스; 저속 발사 종료 시퀀스 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 초기화와 건 종류 선택을 나타낸 플로우 차트.
도 2a는 부분도 2b와 2c의 구성을 나타낸 개략도.
도 2b는 본 발명의 실시예에서 25mm 체인건의 시뮬레이션을 나타낸 플로우 차트의 부분도.
도 2c는 본 발명의 실시예에서 25mm 체인건의 시뮬레이션을 나타낸 플로우 차트의 부분도.
도 3a는 부분도 3b와 3c의 구성을 나타낸 개략도.
도 3b는 본 발명의 실시예에서 25mm 체인건의 시뮬레이션을 나타낸 플로우 차트의 부분도.
도 3c는 본 발명의 실시예에서 25mm 체인건의 시뮬레이션을 나타낸 플로우 차트의 부분도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 건 시뮬레이터의 구현을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에서 도 4의 건 시뮬레이터의 피드 선택 솔레노이드와 피드 위치 출력의 상세를 보여주는 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 도 4의 건 시뮬레이터의 신호 입력 회로의 상세를 보여주는 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에서 도 4의 건 시뮬레이터의 신호 출력 회로의 상세를 보여주는 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에서 건 시뮬레이터의 사용자 디스플레이를 도시한 도.
도 9a는 본 발명의 실시예에서 체인건 아래의 로터 내에 위치되는 건 시뮬레이터의 설치를 보여주는 도.
도 9b는 본 발명의 실시예에서 다른 건 시뮬레이터를 도시한 도.

본 발명의 각종 실시예는 M242 및 Mark 44 체인건의 전기 신호를 시뮬레이트한다. M242와 Mark 44는 고도로 정밀하고 신뢰할 수 있는 기능을 유지하기 위해 복잡한 사격 기구를 갖고 있다. 본 발명의 각종 실시예들을 더 잘 이해하기 위해서 M242와 Mark 44 체인건의 사격 동작에 대해서 간략하게 검토한다. M242와 Mark 44 체인건의 사격 동작은 몇 단계로 나누어질 수 있는데, 각 단계는 체인건의 올바른 기능을 유지하는데 중요하다. 무기 시스템 사격 통제부는 이 단계들을 피드백 신호를 통해 감시한다. 시어(Sear) 또는 차지(Charge) 사이클에서는 25mm 노리쇠(bolt)가 후방 위치의 앞쪽으로 향한다. 시어(sear)는 그 위치를 고정시키기 위해 마스터 링크와 계합한다. 이 단계 동안에는 공이(firing pin)는 언콕되어(uncocked) 있다. 피드(Feed) 사이클에서는 25mm 또는 30mm 건 피더에 탄약이 장입된다. 탄약들(rounds)이 서로 연결되어 있는 경우에는 이를 연결부로부터 벗겨내고 탄약 포지셔너에 넣는다. 탄약 포지셔너는 탄약을 준비 위치로 밀어 넣는다. 이 사이클 동안에는 노리쇠는 시어 위치의 뒤쪽으로 25mm이다. 피더 로터(rotor)가 회전하고 이에 따라 탄약 포지셔너는 탄약 한 발을 로터에 배치한다. 이어서 지발(hang-fire) 보호 시스템이 작동한다. 챔버(Chamber) 또는 램(Ram) 사이클에서는 그 탄약 한발이 노리쇠 면에 위치되면 로터가 이동을 멈춘다. 노리쇠 조립체와 탄약은 탄약이 그 챔버 내에 완전히 자리를 잡을 때까지 앞쪽으로 이동한다. 로크(Lock) 사이클은 그 노리쇠와 약실을 로크한다. 노리쇠는 완전 전방향 위치에 있고 노리쇠 캐리어(carrier)는 여전히 앞쪽으로 이동한다. 노리쇠의 돌출부들(lug)은 약실의 리세스에서 계합하여 단단한 로크를 만든다. 발사(fire) 사이클에서는 공이가 앞쪽으로 밀어지도록 공이가 튄다. 표시 화살표는 발사를 지시한다. 약실이 반동하지(recoil) 않으면 이 건은 노리쇠가 여전히 약실에 로크된 상태로 사이클링을 멈춘다. 언로크(Unlock) 사이클은 노리쇠 캐리어를 열고 추출(Extract) 사이클은 노리쇠가 후방으로 이동함에 따라 탄창을 제거한다. 더욱이 노리쇠는 시어 위치에 로크될 때까지 계속 후방에 남아 있다. 다 쓴 탄창은 사수가 다른 한 발을 쏘기 위해 방아쇠를 당길 때까지 노리쇠 면에 그대로 유지된다. 그러면 노리쇠는 피드 위치로 이동한다. 마지막으로 노리쇠가 탄약을 장전하기 위해 앞쪽으로 이동함에 따라 노리쇠 캐리어 상의 방출 아암(eject arm)이 그 다 쓴 탄창을 수납 탄창 방출 포트로부터 밀어내어 방출 사이클을 종료한다. M242 발사 사이클에 대해 자세한 것은 「"Bradley Gunnery", Department of the Army, 3-22.1(2003)」에 기재되어 있다. Mark 44는 기본 발사 사이클은 유사하나 Mark 44의 기술적인 세부 사항은 M242와 다르다. M242의 발사 사이클에 대한 기초 지식을 가지면 건 시뮬레이터의 각종 실시예를 충분히 이해할 수 있다.

각종 실시예에서 기본 동작 모드는 정상 발사, 불발, 건 오작동, 및 멈춤쇠 피더 아웃(feeder out of detent)을 포함하는 모드를 시뮬레이트한다. 이들 실시예는 엔지니어링 및 생산, 단위 레벨 유지 보수, 및 전투 교육을 포함한 모든 기존의 건 시뮬레이터의 이용을 포함한다. 그러나 건 시뮬레이터의 각종 실시예는 융통성이 있고 재프로그램이 가능하여 새로운 용도와 새로운 건 모델이 출시되면 그 시뮬레이터를 재프로그래밍할 수 있다. 더욱이 각종 실시예는 노리쇠 위치 표시기, 피드 신호의 소프트웨어 제어, 및 피더 검사 모드를 포함한다. 동작 모드와 지원된 건 종류의 각종 실시예는 표 1에 수록되어 있다.

도 1을 참조로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건 종류의 초기화와 선택이 나타나 있다. 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터는 전력이 공급되면 초기화 단계(100)로 들어간다. 초기화 단계(100)는 여러 가지 건 시뮬레이터 성분(102)의 초기화 및 설정을 포함할 수 있다. 각종 실시예들에서 초기화 단계는 인터럽트 설정(104), 메모리 설정(106), 입출력(I/O) 포트 초기화(108), 타이머 초기화(110), 메모리 초기화(112), 인터럽트 초기화(114), 및 워치독 타이머(watchdog timer: WDT) 초기화(116)를 포함한다. 이 초기화 단계가 완료되면 건 시뮬레이터는 실제 체인건의 동작을 시뮬레이트할 준비가 된다. 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터는 M242 및 Mark 44를 포함하여 여러 가지 체인건을 시뮬레이트할 수 있다. 특정 실시예에서 건 선택은 건 점퍼 체크(116)를 이용하여 수행된다. 그러나 당업자라면 건 선택은 소프트웨어를 포함한 다른 방식으로 또는 유선 또는 무선 통신을 통해 무기 발사대와 통신하여 무기 구성 정보를 얻음으로써 수행될 수 있음을 잘 알 것이다. 더욱이 여러 가지 실시예에서 추가적인 건 점퍼를 추가하거나 소프트웨어 제어 스위치를 구현함으로써 추가적인 체인건 모델이 시뮬레이트된다. 건 시뮬레이터 성분(102)의 설정 후에 건 점퍼(116)는 건 시뮬레이터가 어느 체인건을 시뮬레이트할 것인가를 판단하기 위해 분석될 것이다. 여러 가지 실시예에서 건 선택이 결정되면, 피더 검사가 수행되고, 그 다음에 시뮬레이션 시퀀스가 시작된다. 특정 실시예에서 건 선택은 25mm M242와 30mm Mark 44로 제한된다. 따라서 여러 가지 실시예에서 초기화 단계(100)는 30mm 피더 검사(118)와 30mm 시퀀스 시작(120)으로 끝나고 다른 실시예에서 초기화 단계(100)는 25mm 피더 검사(122)와 25mm 시퀀스 시작(124)으로 끝난다.

이제 도 2a 내지 2c를 참조로 설명하면, 여러 가지 실시예에 따른 25mm 체인건(200)의 시뮬레이터 시뮬레이팅 동작이 제공된다. 25mm 시뮬레이션(200) 중에 건 시뮬레이터는 피더 검사 모드(202)를 체크할 것이다. 여러 가지 실시예에서 피더 검사 모드(202)를 체크하는 것은 건 시뮬레이터 동작 모드를 체크하는 것을 포함한다. 조작자가 피더 검사 모드(202)를 선택했다면 무기는 순환하지(cycle) 않는다. 여러 가지 실시예에서 피더 검사 모드(202)는 워치독 타이머(204)를 스트로크하고(stroking), 피더 출력 신호(206)를 시뮬레이트하고, 피더 모드 검사(208)를 실행하는 것을 포함한다. 피더 검사 모드가 작동하면 이 피더 검사 모드(202)는 루프를 재실행하여 프로세스를 반복하여 계속될 것이다. 피더 검사 모드(202)가 작동하지 않으면 피더 검사 출력이 디폴트값으로 설정되고 피더 출력 신호(210)는 시뮬레이트된다. 그러면 시뮬레이터(200)는 시어(sear) 솔레노이드 작동(212)을 검출한다. 시어 솔레노이드가 작동되지 않으면 시뮬레이터는 WDT(204)를 스트로크하고 반복한다. 그러면 시뮬레이터(200)는 시어 핀 철회 신호(216)를 시뮬레이팅하기 전에 지연한다(214). 여러 가지 실시예에서 이 지연은 구현된 하드웨어의 클록 사이클에 기초한다. 이 클록 사이클은 4.096ms일 수 있지만 이 클록 사이클은 사용된 마이크로프로세서와 타이머에 기초하여 달라질 수 있다. 따라서 여러 가지 실시예에서 시뮬레이터(200)는 체인건의 올바른 시뮬레이션을 보장하기 위하여 클록 사이클의 배수들에 기초하여 대기 또는 지연 사이클을 조정할 수 있다. 따라서 다음 실시예에서 지연은 2 클록 사이클, 5 클록 사이클 또는 7 클록 사이클일 수 있다. 당업자라면 클록 사이클 지연이 시뮬레이터(200)에 사용된 마이크로프로세서와 타이머에 기초하여 조정될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 다음, 시뮬레이터(200)는 무기 시스템의 전기자(armature) 상태(218)를 검사한다. 특정 실시예에서 무기 시스템 통신 및 전기자 작동의 결과 15ms의 지연이 생긴다. 전기자가 작동하지 않으면 시뮬레이터는 그 상태를 다시 체크할 것이다. 그러면 시뮬레이터(200)는 노리쇠 캐리어 이동을 시뮬레이트하기 위해 지연(220)할 것이다. 다음, 시뮬레이터(200)는 기계적 지발(hangfire)(222)의 설정을 시뮬레이트할 것이다. 기계적 지발(222) 시뮬레이션은 시어 핀 신호(224)를 확장하고 시어드(seared) 신호(226) 밖으로 회전하는 시뮬레이션을 포함한다. 그 후 시뮬레이터(200)는 초기 RAM 사이클(228)을 시뮬레이트한다. 초기 RAM 사이클(228)은 클록 지연(230), 시뮬레이트된 RAM 신호(232) 및 추가적인 클록 지연(234)에 의해 시뮬레이트된다. 그러면 시뮬레이터(200)는 건 오동작(236)을 체크한다. 여러 가지 실시예에서 건 오동작(236)을 체크하는 것은 건 시뮬레이터 동작 모드를 체크하는 것을 포함한다. 조작자가 오동작 모드를 선택하였다면 시뮬레이터(200)는 MALF RAM(238) 시뮬레이션으로 들어갈 것이다. 건 오동작 모드가 선택되지 않은 경우에는 시뮬레이터(200)는 정상적인 RAM 모드(240)로 들어갈 것이다.

MALF RAM(238) 시뮬레이션은 시어 핀 신호(242)의 철회와 이에 이어지는 지연(244)을 시뮬레이팅하는 것을 포함한다. 그 후 시뮬레이터(200)는 약실 로크(246)와 클록 지연(248)을 시뮬레이트하고, 불발 신호(250)를 시뮬레이트하고, 클록(252)을 지연시킨다. 그런 다음에 시뮬레이터(200)는 시어 솔레노이드가 오프(254)인지 여부를 체크한다. 시어 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터는 Gun MALF 모드(256)로 들어간다. Gun MALF 모드(256)는 시어 핀 철회 신호(258)를 시뮬레이팅하고 WDT(260)를 작동 중지시키는 것을 포함한다. Gun MALF 모드(256)를 종료하려면 조작자가 전력을 순환시켜 시뮬레이션을 재기동시켜야 한다. 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터(200)는 추출 시뮬레이션(262)으로 들어간다.

정상 RAM 모드(240)는 클록 지연(264)과 신호 시뮬레이팅 약실 로크(266)를 포함한다. 그러면 시뮬레이터(200)는 오발(268)에 대한 시어 솔레노이드를 검사할 것이다. 오발 검사(268)는 클록 지연(270), 오발 신호(272) 시뮬레이팅, 및 추가 클록 지연(274)을 포함한다. 이 시점에서 시뮬레이터(200)는 동작 모드(276)를 체크한다. 동작 모드가 오발 모드이면 시뮬레이터(200)는 오발 소거(clearing) 시뮬레이션으로 들어갈 것이다. 시뮬레이터(200)가 오발 모드에 있지 않으면 이것은 정상적인 발사 시뮬레이션을 계속하여 시어 핀 철회 시뮬레이션(278)과 추출 시뮬레이션(280)을 발생한다.

오발 소거 시뮬레이션은 클록 지연(282)과, 시어 솔레노이드가 온인 것을 확인하기 위해 시어 솔레노이드를 체크하는 스타트 재기동 루프(284)를 포함한다. 시어 솔레노이드가 온이면 오발은 소거되고 시뮬레이션(200)이 진행된다. 시어 솔레노이드가 온이 아니면 WDT(204)가 스트로크되고 루프(284)가 계속된다. 시어 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터(200)는 오발 소거 프로세스가 완료된 것을 나타내는 시어 핀 철회(288)를 시뮬레이트하기 전에 클록 지연한다(286). 오발 소거 시뮬레이션(276)의 완료 후에 시뮬레이터는 추출 시뮬레이션(280)으로 들어간다.

시뮬레이터(200)의 추출 시뮬레이션(280)은 클록 지연(290), 오발 위치 밖으로의 이동을 위한 신호의 시뮬레이션(292), 클록 지연(294), 추출 신호 시뮬레이션(296) 및 클록 지연(298)을 포함한다. 추출 시뮬레이션(280)이 완료되면, 시뮬레이터는 정상 셧다운(shutdown) 시뮬레이션(300)으로 넘어 간다. 정상 셧다운 시뮬레이션(300)은 무기 시스템이 단발 모드 또는 저속 발사 모드에 있는 경우에 시어 솔레노이드를 턴 오프시킬 수 있도록 하는 정상 셧다운 신호 시뮬레이션(302)과 클록 지연(304)을 포함한다. 클록 지연(304) 후에 시뮬레이터는 시어 솔레노이드가 온인지 여부를 체크한다(306). 시어 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터는 고속 발사 종료 사이클 시뮬레이션(308)을 시뮬레이트하도록 이동한다. 시어 시뮬레이션 체크(306) 결과, 시어 솔레노이드가 오프이면, 이것은 단발 또는 저속 발사를 의미하며 단발/저속 발사 종료 사이클이 시작된다(310).

고속 발사 종료 사이클 시뮬레이션(308)은 클록 지연(312), 이에 이어지는 정상 셧다운 신호 시뮬레이션(314), 및 이에 이어지는 클록 지연(316)을 포함한다. 그러면 사이클 시뮬레이션(306)은 시어드 신호 시뮬레이션(318)을 발생하고 WDT(320)를 스트로크한다. 고속 발사 종료 사이클(308)의 완료 전에 지연이 시뮬레이트된다(322). 그런 다음에 시뮬레이터(200)는 다음 번 탄약 연사를 시뮬레이트하기 위해 기계적 지발 시뮬레이션(222)부로 복귀할 것이다.

단발/저속 발사 종료 사이클(310) 시뮬레이션은 시어 핀 철회(324)를 시뮬레이트하고, 그런 다음에 정상 셧다운 신호를 시뮬레이트(328)하기 전에 지연(326)할 것이다. 그러면 종료 사이클 시뮬레이션(308)은 지연하고(330), 발사 사이클이 완료되고 다음번 연사 준비가 된 것을 무기 시스템에 알리는 시어드 신호(332)를 시뮬레이트한다. 무기 시스템 조작자가 다른 발사 시퀀스를 개시하면 시뮬레이터(200)는 피더 검사 모드(202)로 복귀할 것이고 사이클이 반복된다.

이제 도 3a 내지 3c를 참조로 설명하면, 여러 가지 실시예에 따른 30mm 체인건(400)의 동작을 시뮬레이트하는 시뮬레이터가 제공된다. 30mm 시뮬레이션(400) 중에 건 시뮬레이터는 피더 검사 모드(402)를 체크할 것이다. 여러 가지 실시예에서 피더 검사 모드(402)를 체크하는 것은 시뮬레이터(400) 동작 모드를 체크하는 것을 포함한다. 조작자가 피더 검사 모드(402)를 선택했다면 무기는 순환하지 않는다. 여러 가지 실시예에서 피더 검사 모드(402)는 워치독 타이머(404)를 스트로크하고, 피더 출력 신호(406)를 시뮬레이트하고, 피더 모드 검사(408)를 실행하는 것을 포함한다. 피더 검사 모드가 작동하면 이 피더 검사 모드(402)는 루프를 재실행하여 프로세스를 계속 반복할 것이다. 피더 검사 모드(402)가 작동하지 않으면 피더 검사 출력이 디폴트값으로 설정되고 피더 출력 신호(410)는 시뮬레이트된다. 그러면 시뮬레이터(400)는 시어 솔레노이드 작동(412)을 검출한다. 시어 솔레노이드가 작동되지 않으면 시뮬레이터는 WDT를 스트로크하고 반복한다. 그 후 시뮬레이터(400)는 시어 핀 철회 신호(416)를 제공하기 전에 지연한다(414). 여러 가지 실시예에서 이 지연은 구현된 하드웨어의 클록 사이클에 기초한다. 특정 실시예에서 이 클록 사이클은 4.096ms이지만, 여러 가지 다른 실시예에서 이 클록 사이클은 사용된 마이크로프로세서와 타이머에 기초하여 달라질 수 있다. 따라서 여러 가지 실시예에서 시뮬레이터(400)는 체인건의 올바른 시뮬레이션을 보장하기 위하여 클록 사이클의 배수들에 기초하여 대기 사이클을 조정할 수 있다. 따라서 다음 실시예에서 지연은 2 클록 사이클, 5 클록 사이클 또는 7 클록 사이클일 수 있다. 당업자라면 클록 사이클 지연이 시뮬레이터(400)에 사용된 마이크로프로세서와 타이머에 기초하여 조정될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 다음, 시뮬레이터(400)는 무기 시스템의 전기자 상태(418)를 검사한다. 특정 실시예에서 무기 시스템 통신 및 전기자 작동의 결과 15ms의 지연이 생긴다. 전기자가 작동하지 않으면 시뮬레이터는 그 상태를 다시 체크할 것이다. 그 후 시뮬레이터(400)는 노리쇠 캐리어 이동을 시뮬레이트하기 위해 지연(420)할 것이다. 다음, 시뮬레이터(400)는 기계적 지발(422)의 설정을 시뮬레이트할 것이다. 기계적 지발(422) 시뮬레이션은 시어 핀 신호(424)와 지연(426)을 확장하고 시어드 신호(428) 밖으로 회전하는 시뮬레이션을 포함한다. 그 후 시뮬레이터(400)는 초기 RAM 사이클(430)을 시뮬레이트한다. 초기 RAM 사이클(430)은 클록 지연(432), 시뮬레이트된 RAM 신호(434) 및 추가적인 클록 지연(436)에 의해 시뮬레이트된다. 그 후 시뮬레이터(400)는 건 오동작(438)을 체크한다. 여러 가지 실시예에서 건 오동작(438)을 체크하는 것은 건 시뮬레이터(400) 동작 모드를 체크하는 것을 포함한다. 조작자가 오동작 모드를 선택하였다면 시뮬레이터(400)는 MALF RAM(440) 시뮬레이션으로 들어갈 것이다. 건 오동작 모드가 선택되지 않은 경우에는 시뮬레이터(400)는 정상적인 30mm 발사 모드(442)로 들어갈 것이다.

MALF RAM(440) 시뮬레이션은 시어 핀 신호의 철회(444)와 이에 이어지는 클록 지연(446)을 시뮬레이팅하는 것을 포함한다. 그 후 시뮬레이터(400)는 약실 로크(448)와 클록 지연(450)을 시뮬레이트하고, 불발 신호(452)를 시뮬레이트하고, 클록(454)을 지연시킨다. 그런 다음에 시뮬레이터(400)는 시어 솔레노이드가 오프(456)인지 여부를 체크한다. 시어 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터는 Gun MALF 모드(458)로 들어간다. Gun MALF 모드(458)는 시어 핀 철회(460)를 시뮬레이팅하고 WDT(462)를 작동 중지시키는 것을 포함한다. Gun MALF 모드를 종료하려면 조작자가 전력을 순환시켜 시뮬레이션을 재기동시켜야 한다. 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터(400)는 추출 시뮬레이션(464)으로 들어간다.

정상 30mm 발사 모드(442)는 클록 지연(466)과 시뮬레이트된 약실 로크 신호(468)를 포함한다. 이 시점에서 시뮬레이터는 건 시뮬레이터의 동작 모드를 체크한다(470). 건 시뮬레이터 동작 모드가 오발 모드이면 건 시뮬레이터는 30mm RAM 사이클(472)로 들어갈 것이다. 시뮬레이터가 오발 모드에 있지 않으면 이것은 30mm 발사 시뮬레이션(474)을 계속할 것이다.

30mm RAM 사이클(472)은 클록 지연(476), 시뮬레이트된 약실 로크 신호(478), 이에 이어지는 클록 지연(480), 시뮬레이트된 오발 신호(482) 및 추가 지연(484)을 포함한다. 그러면 시뮬레이터(400)는 시어 솔레노이드가 작동하는지를 체크하는 스타트 재기동(486) 루프로 들어간다. 시어 솔레노이드가 작동하지 않으면 스타트 재기동 루프는 WDT를 스트로크하고 시어 솔레노이드 작동을 다시 체크한다. 시어 솔레노이드가 작동하면 시뮬레이터는 시어 핀 철회 신호를 시뮬레이트(490)하기 전에 지연한다(488). 그 후 시뮬레이터는 추출 시뮬레이션(464)으로 들어가기 전에 지연(492)할 것이다.

30mm 발사 시뮬레이션은 클록 지연(494), 시어 핀 철회 시뮬레이션 신호(496), 클록 지연(498), 시뮬레이트된 약실 로크 신호(500), 클록 지연(502) 및 시뮬레이트된 오발 신호(504)를 포함한다. 그 후 시뮬레이터는 추출 시뮬레이션(464)으로 들어가기 전에 지연(492)할 것이다.

시뮬레이터(400)의 추출 시뮬레이션(464)은 시뮬레이트된 오발 신호(506), 클록 지연(508), 시뮬레이트된 추출 신호(510) 및 클록 지연(512)을 포함한다. 따라서 추출 시뮬레이션은 30mm Mark 44에 대한 발사 시퀀스의 오발 노리쇠 위치에서 벗어나 회전한 다음에 추출 노리쇠 위치에서 밖으로 회전하는 건을 시뮬레이트한다.

다음, 시뮬레이터(400)는 정상 셧다운 시뮬레이션(514)으로 들어간다. 정상 셧다운 시뮬레이션(514)은 정상 셧다운 모드로의 회전을 시뮬레이트하는 정상 셧다운 시뮬레이션 신호(516), 클록 지연(518) 및 다른 셧다운 시뮬레이션 신호(520)를 포함하며, 다음번 연사 사이클을 예상하여 정상 셧다운 밖으로의 회전을 시뮬레이트한다.

그런 다음에 시뮬레이터(400)는 시어 솔레노이드를 체크한다(522). 시어 솔레노이드가 온이면 시뮬레이터는 고속 발사 모드(524)로 들어가서 시어 신호(526)를 시뮬레이트한다. 시어 신호(526)는 시어드 위치로 회전하는 발사 기구를 시뮬레이트한다. 그 후 시뮬레이터는 WDT(404)를 스트로크하고, 다음 번 탄약 연사를 시뮬레이트하기 위해 기계적 지발 시뮬레이션(422)으로 복귀하기 전에 지연한다(528). 시어 솔레노이드 체크(522)의 결과, 시어 솔레노이드가 오프인 경우에는 시뮬레이터(400)는 30mm 종료 사이클(530)로 들어간다. 30mm 종료 사이클은 시뮬레이트된 시어 핀 철회 신호(532)와 이에 이어지는 시뮬레이트된 시어드 신호(534)를 포함한다. 이 시점에서 30mm 시뮬레이션 사이클은 완료되고 다음 탄약 연사를 준비한다. 무기 시스템 조작자가 다른 발사 시퀀스를 개시하면 시뮬레이터(400)는 피더 검사 모드(402)로 복귀하고 사이클이 반복된다.

이제 도 4 내지 7을 참조로 설명하면, 건 시뮬레이터(600)의 하드웨어 구현의 계통이 제시된다. 전술한 바와 같이, 건 시뮬레이터는 무기 발사대 무기 시스템과 인터페이스한다. 특정 실시예에서 무기 시스템은 BVFS 및 그 관련 GCU이다. 일 실시예에 따른 건 시뮬레이터의 입력 및 출력은 표 2에 수록되어 있다.

각종 실시예에서 건 시뮬레이터는 Atmel®사의 AVR 8515, ATMega48 프로세서와 같은 하드웨어에 내장된 소프트웨어를 포함한다. 이들 실시예에서 건 시뮬레이터는 8 Kbyte 또는 4 Kbyte 프로그램 플래시 용량과 40핀 또는 28핀 카운트를 각각 이용할 수 있다. 이들 실시예에서 건 시뮬레이터는 부품수, 탄착범위(foot print) 및 비용을 줄이면서 고속 동작과 최대 신뢰성을 보장하기 위해 운영 체제를 이용하지 않는다. 당업자라면 건 시뮬레이터가 Atmel® 8086을 포함하여(이에 한정되지 않음) 다른 여러 가지 프로그램밍가능 마이크로컨트롤러를 이용할 수 있음을 잘 알 것이다. 특정 실시예에서 건 시뮬레이터는 마이크로프로세서에 프로그램되는 소프트웨어를 개발하기 위해 Atmel®사의 AVR 스튜디오를 이용한다. 더욱이 Atmel STK 500이나 Atmel AVR ISP mkII를 이용하여 마이크로프로세서 플래싱(flshing)이 수행될 수 있다. 그러나 당업자라면 건 시뮬레이터가 C, C++, C#, Java 등과 같은 언어로 코딩된 소프트웨어를 실행하도록 구성된 운영 체제를 이용하는 각종 건 시뮬레이터 하드웨어 플랫폼 상에서 실행될 수 있음을 잘 알 것이다. 더욱이 당업자는 건 시뮬레이터가 프로그램 코드를 저장하는 휘발성 또는 불휘발성 메모리를 이용하는 임의의 건 시뮬레이션 하드웨어 플랫폼을 이용할 수 있음을 잘 알 것이다. 이런 식으로 건 시뮬레이터는 체인건 동작의 물리적 전기적 신호를 연산 데이터로 변환할 수 있는 임의의 플랫폼 상에서 실행될 수 있다.

여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터는 무기 발사대의 발사 통제 시스템에 전기적으로 연결된다. 예컨대 특정 실시예에서 건 시뮬레이터는 표준 건 연결 하네스(harness)를 이용하여 BFV의 GCU에 연결된다. 당업자라면 여러 가지 표준 및 비표준 배선 하네스는 물론 802.11x, 블루투스, 적외선, 전파 및 기타 다른 무선 프로토콜을 포함한 다른 여러 가지 통신 기술을 이용하여 무기 발사대의 무기 시스템과 통신할 수 있음을 잘 알 것이다. 도 4는 AVR 8515 600을 이용하는 건 시뮬레이터의 일 구현을 보여준다. AVR 8515의 입력과 출력은 표 3에 수록되어 있다.

여러 가지 실시예에서 피더 위치 스위치 여기 전력은 연속적이면서 모든 플랫폼에 걸쳐 상당한 전류 공급 능력을 갖고 있는 유일한 신호이다. 여러 가지 실시예는 이 공급원인 핀 F(602)로부터 입력 전력을 뽑아낸다. 핀 F(602)로부터 전력을 인출하는 동안에 시뮬레이터는 7 부터 35V까지의 동작 용량을 유지하고 30 내지 45mA의 전류 인출을 표시한다. LM109K 5V 레귤레이터(604)는 밀리터리 클래스(military-class) 온도 범위에 걸쳐 입력을 조정하는데 이용될 수 있다. 여러 가지 실시예에 따른 건 시뮬레이터의 기본 요건과 실제 전압 및 전류 요건은 표 4에 수록되어 있다.

여러 가지 실시예에서 건 종류 선택은 CCA 점퍼(606)가 선택할 수 있는 단일 비트이며, 모드 선택은 단일 모멘터리 푸시버튼(608)에 의해 달성된다. 그러면 이들 입력은 디바운스(debounce)될 수 있다. 이들 실시예에서 디폴트 파워 업 상태는 정상 모드이고 비트와이즈(bitwise) 로직은 이 동작 모드를 결정하는데 이용된다. 푸시버튼(608)을 누를 때마다 모드가 바뀌고, 반복해서 누르면 모드 선택이 스타트로 되돌아 간다. 더욱이 여러 가지 실시예에서 각각의 푸시버튼(608)을 누를 때마다 시스템에게 모드 카운터가 증분되거나 리셋되어 출력 표시기를 트리거하고 소프트웨어 모드를 전환하는 기능을 수행하게 하는 I/O 인터럽트를 시뮬레이트한다. 이 신호는 하드웨어 디바운서(610)에 의해 디바운스되거나 소프트웨어로 구현될 수 있다.

도 4 및 5는 일 실시예에 따른 건 시뮬레이터의 피더 신호 회로(612)를 보여준다. 이 실시예에서 피드 선택 솔레노이드와 피드 위치 출력은 이중 극 이중 쓰로우(double pole, double throw) 접촉부(614)를 가진 28v 듀얼 코일 래칭 릴레이로 시뮬레이트된다. 소프트웨어로 제어되는 고상 릴레이(SSR)(616)는 각 극 공통(common)을 인터럽트할 수 있다. 이 실시예에 따라 건 시뮬레이터는 12v 내지 28v의 전압 범위를 가질 수 있다. 전자 기계 릴레이 코일은 BVCS와 같은 무기 통제 시스템에 의해 바로 구동될 수 있고, 접촉부는 공급된 전압을 선택된 피드 위치를 나타내도록 스위치할 수 있다. 고상 릴레이(616)의 일 극은 통제 시스템 피드백 신호 APP 및 HEP(618)를 스위치할 수 있고, 제2 극은 시뮬레이터(620)의 AP/HE 표시기를 턴 온할 수 있다. 이 실시예에서 각 극의 공통은 통상적으로 닫혀있는 고상 릴레이(SSR)(616)와 직렬로 연결된다. 시뮬레이터(200)는 SSR(616)이 동작의 피더 검사 모드에 대한 신호 세트 모두를 인터럽트하도록 제어한다. 여러 가지 실시예에서 정상 피드 선택 동작에 있어서 SSR(616)은 미구동 상태로 유지되고, 통상적으로 닫혀있는 접촉부는 그 신호에 영향을 미치지 않는다. 게다가 여러 가지 실시예에서 입력 회로는 피더 신호 회로(612)를 스케일링하는 분압기를 구성하는 470과 330 오옴 저항기를 갖고 있다.

여러 가지 실시예에서 전자 기계 릴레이는, 실제 건 피드 선택 솔레노이드가 구동되는 것과 똑 같이, 통제 시스템의 모멘터리 HE(622) 및 AP(624)에 의해 직접 구동된다. 솔레노이드는 12V를 이용하여 검사되고 문제없이 스위치되었다. 따라서 여러 가지 실시예는 ICD(interface control drawings) 요건을 충족할 것이다. SSR(616)은 AVR 마이크로컨트롤러(600)에 의해 직접 구동될 수 있다. 더욱이 SSR(616)의 제어 회로는 통상의 LED와 같이 직렬 전류 제한 저항기를 가진, AVR 마이크로컨트롤러(600) 포트에 의해 구동될 수 있는 적외선 발광 다이오드(LED)를 이용할 수 있다. 여러 가지 실시예에서 피더 검사 회로(612)는 통제 시스템에 접촉 신호 닫힘을 다시 제공해야만 한다.

도 4와 6은 시어 솔레노이드(626)와 모터 전기자(628) 입력의 여러 가지 실시예를 제공한다. 여러 가지 실시예는 모든 발사 통제 시스템과 작업하기 위해서 비교적 큰 부하 저항기를 이용한다. 이들 2개의 28V 신호도 체인건의 동작에 상당한 부하이다. 더욱이 여러 가지 실시예에서 부하 저항기(630)는 접촉부를 제거하거나 고상 스위치가 더욱 예측가능하게 행동할 수 있도록 와이핑(wiping) 전류를 제공한다. 그러나 일부 실시예에서 큰 시어 솔레노이드 부하 저항기는 회로 카드 트레이스 또는 작은 내부 배선 하네스에 과도한 부담을 줄 수 있다. 따라서 박스 에지(box edge) 신호를 회로 카드 어셈블리(CCA)에 보내는 30 게이지 와이어의 작은 리본 케이블이 이용될 수 있다. 여러 가지 실시예에서 511Ω 5 와트 저항기(632)이면 시어 솔레노이드(632) 입력에 충분하다. 이 실시예는 최악의 경우에 30/511=59mA, V2/R=30＊30/511=1.76W를 소모한다. 그 외에도, 여러 가지 실시예는 모터 전기자(628) 입력에 2.2K 0.5W 부하 저항기(634)를 이용하고, 그 결과, 와트량은 최악의 경우 30＊30/2.2K=0.41와트이고, 전류는 최악의 경우 30/2.2K=13.6mA이다.

시어 솔레노이드(626)와 전기자 신호(628)는 건 시뮬레이터의 상태와 타이밍을 구동하는 주 통제 시스템 입력이다. 따라서 여러 가지 실시예에서 28V 신호는 산발적인 트리거링을 제거하기 위해 AVR 임계치로 감쇠되어 AVR 마이크로컨트롤러(600)에 맞게 조정되어 디바운스된다. 여러 가지 실시예에서 Supertex TN0606N3와 같은 FET 드라이버(636)는 그러한 신호를 더 조정하는데 이용된다. 더욱이 입력마다 12K 및 (2.2+2.2)K 분압기(638)를 이용하여 입력 전압에 0.2683 척도 계수를 제공할 수 있다. 이들 실시예에 따른 입력 전압과 이에 대응하는 게이트 전압은 아래의 표 5에 나타나 있고, 이 표는 절대 최대/최소, 명목 및 게이트-소스 임계치의 키 값을 갖는다. FET는 매우 낮은 박스-에지 전압에서 턴 온될 수 있지만 부하 저항기는 의사(spurious) 전압 트리거링을 방지할 것이다.

시어 솔레노이드(626)와 전기자 신호(628)를 디바운스하기 위해 하드웨어 디바운서(610)가 이용될 수 있다. 몇 개의 하드웨어 디바운서는 단일의 외부 커패시터를 가지고 공통 시간을 설정하는 것에 대비하여 복수의 디바운싱 회로를 갖고 있다. 여러 가지 실시예에서 초기 디바운스 시간은 C<in ㎌>/1.5의 디바운스 시간 = 3.13의 <ms> 단위 시간을 산출하는 0.0047㎌ 커패시터에 의해 설정되었다. 다른 실시예에서 공통 시간은 0.022㎌, 0.001㎌ 또는 220㎊ 커패시터(640)를 가지고 설정될 수 있다.

도 4와 7은 일 실시예에 따른 건 시뮬레이터의 출력 신호 회로(700)를 보여준다. 여러 가지 실시예에서 시어드(702), 약실 로크(704) 및 정상 셧다운(706) 건 마이크로스위치는 차량 플랫폼에 따라서 5V 또는 28V로 동작하는데 필요하다. 따라서 이들 실시예에서 60V BV_DSS/BV_DGS의 정격을 가진 N-채널 인핸스먼트 모드 TN0606N3 FET(708)가 이용된다. 더욱이 신뢰할 수 있는 동작을 더 보장하기 의해 12k 풀다운 저항기(710)가 게이트 상에 놓이고, 0.11JF와 직렬 연결된 2.2k의 출력 필터(712)는 그 출력을 소거한다. 여러 가지 실시예에서 FET(708)는 통제 시스템과 LED 구동 요건에 따라, 3A를 스위치할 수 있다. 이들 실시예에서 FET는 정상 셧다운 출력(706)의 압전 버저(714)도 구동할 수 있는 AVR 마이크로프로세서(600)에 의해 직접 구동될 수 있다.

여러 가지 실시예에서 시어 핀 신호 출력(716)은 고상 릴레이(718)를 이용한다. 선택된 SSR(718)은 별도의 IR LED(720)에 의해 구동되는 한번은 정상적으로 열리고 한번은 정상적으로 닫히는 출력을 갖고, 예외적인 절연 특성인 170mA 정격의 접촉부는 빠르고 깨끗하게 스위치하고 직렬 전류 제한 저항기(722)만을 가지고 AVR 마이크로프로세서(600)에 의해 구동될 수 있다. 여러 가지 실시예에서 직렬 전류 제한 저항기(722)는 1.21Vf@5.08mA를 발생하는 680Ω 저항기이다. SSR(718)과 LED(720)는 모두 그들 자신의 AVR 마이크로프로세서(600) 출력 핀으로부터 구동될 수 있다. 이들 3개의 출력의 조합된 전류 인출은 단일 AVR 출력 핀에 의해 직접 구동될 수 있을 정도로 낮다. 여러 가지 실시예에서 별개의 820Ω 직렬 전류 제한 저항기는 건 종류 표시기에 이용될 수 있다. 일 실시예에 따른 나머지 출력 LED(724)는 표 6에 수록되어 있다. 마지막으로 여러 가지 실시예에서 인터럽트 0은 4MHz로 동작하는 네거티브 에지 트리거(726)를 이용한다.

이제 도 8 내지 9b를 참조로 설명하면, 여러 가지 실시예에 따른 건 시뮬레이터 장치(800)가 제시된다. 푸시버튼 스위치(802)는 주조작자 입력과 모드 선택에 이용될 수 있다. 디폴트 파워 업 상태는 푸시버튼 스위치(802)를 누를 때마다 시뮬레이터 모드를 반영하는 동작 표시기(804)의 모드를 통해 진행하게 되는 정상 모드일 수 있다. 동작 표시기(804)는 정상 발사(806), 오발(808), 오동작(MALF)(810) 및 피더 검사(812)일 수 있다. 여러 가지 실시예에서 건 종류 선택 점퍼는 부주의한 조작을 방지하기 위해 회전 포탑(turret) 조작자에게 접근할 수 없는 조작자 입력이다. 더욱이 실시예들은 원형 패턴(814)으로 배열된 6개의 LED를 통해 사이클 진행의 명료한 표시를 제공하며, 램프들은 사이클이 진행함에 따라 스위프(sweep)한다. 이 6개의 LED(814)는 기계적 체인건 물리적 상태, 즉 시어드(816), ram(818), 약실 로크(820), 오발(822), 추출(824) 및 정상 셧다운(826)에 대응하는 시뮬레이트된 체인건 상태를 표시할 수 있다. 따라서 사용자는 "건"이 원하는 대로 작동하고 있다는 표시를 얻는다. 시뮬레이트된 체인건 상태에 대응하는 LED(814)의 조명은 도 2a 내지 2c와 3a 내지 3b에 나타낸 바와 같이 여러 단계로 작동된다. 오발과 오동작 모드에 있어서는 램프(804)는 스위프하지만 "실제" 건이 종료하는 적당한 노리쇠 위치에서 중지한다. 더욱이 여러 가지 실시예는 AP(828)와 HE(830) 모드에 대한 피드 제어 표시기를 포함한다. 더욱이 여러 가지 실시예는 표준 발사 통제 시스템 상호접속부(834)가 건 시뮬레이터에 직접 연결될 수 있도록 하는 표준 건 하네스 커넥터(832)를 이용한다.

여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 먼저 건 시뮬레이터(800)를 회전 포탑(860)의 보호판(862) 내에 배치함으로써 동작 상태로 들어간다. 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 정상적인 동작 과정을 방해하지 않고 여러 가지 무기 발사대의 회전 포탑(860)의 보호판(862) 내에 꼭 맞을 정도로 충분히 작다. 다음, 발사 통제 시스템의 상호 접속부(834)는 건 회전 포탑의 건 하네스 커넥터(864)로부터 분리된다. 그런 다음에 발사 통제 시스템 상호 접속부(834)는 건 시뮬레이터(800)의 건 하네스 커넥터(832)에 삽입된다. 그러면 여러 가지 실시예에서 조작자는 발사 통제 시스템에 주기적으로 전력을 공급하여(power cycle) 건 시뮬레이터(800)가 확실하게 작동하게 할 것이다. 그 다음에, 조작자는 푸시버튼(802)을 이용하여 동작의 건 시뮬레이터(800) 모드를 선택할 것이다. 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 건 시뮬레이터(800)가 현재 온되어 있는 모드(804), 발사 단계(814) 및 AP(828) 또는 HE(830) 피드 모드를 조작자에게 표시할 것이다. 검사가 완료되면 발사 통제 시스템은 셧다운되고, 건 시뮬레이터(800)가 분리된다. 그런 다음에 발사 통제 시스템 상호 접속부(834)는 건 회전 포탑의 건 하네스 커넥터(864)에 다시 연결될 것이다.

도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 차량 공간 제약 때문에 소형으로 설계되었다. 예컨대 브래들리 회전 포탑은 치사율과 방호성을 최대화하면서 무게는 최소화하도록 설계되어 있다. 결과적으로 장비를 추가할 여유가 거의 없는 공간 제약이 있다. 여러 가지 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 BFV의 건 로터 보호판(862) 내에 배치된다. 더욱이 이 실시예에서 건 시뮬레이터(800)는 BFV 건 로터(860)를 둘러싸는 가스 주머니(866)에 꼭 맞을 수 있다.

예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 실례로서 든 것으로 본 발명의 범위, 적용 또는 구성을 한정하려는 것이 아님을 알아야 한다. 오히려 당업자는 전술한 상세한 설명을 통해 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 청구범위와 그 등가물에 기재된 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 구성 요소의 기능과 배치를 여러 가지로 변경할 수 있음은 물론이다.

Claims (17)

1. 체인건(chain gun)의 동작을 시뮬레이트하는 체인건 시뮬레이터로서,
   상기 체인건 시뮬레이터를 무기 발사대의 발사 통제 시스템에 연결하기 위한 연결 부재;
   체인 동작을 시뮬레이트하기 위한 프로그래밍가능한 마이크로프로세서;
   탄약 종류를 선택하기 위한 기구;
   건 종류를 선택하기 위한 기구;
   동작 모드들을 선택하기 위한 기구;
   동작 모드들을 표시하는 복수의 표시기;
   동작 단계를 표시하는 복수의 표시기; 및
   탄약 종류를 표시하는 복수의 표시기
   를 포함하고,
   상기 프로그래밍가능한 마이크로프로세서는,
   체인건 발사 시퀀스 초기화를 시뮬레이트하고;
   체인건 발사 시퀀스 프라이머를 시뮬레이트하고;
   체인건 발사 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   체인건 추출 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
   체인건 발사 종료 시퀀스를 시뮬레이트하는 로직을 포함하는 체인건 시뮬레이터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄약 종류 선택 기구는 탄약을 대인 살상용과 고성능 폭탄을 포함하는 그룹에서 선택하는 체인건 시뮬레이터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 건 종류 선택 기구는 건들을 M242 체인건과 Mark 44 체인건을 포함하는 그룹에서 선택하는 체인건 시뮬레이터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 동작 모드 선택 기구는 정상 발사, 오발, 건 오동작 및 피더(feeder) 검사를 포함하는 그룹에서 선택하는 체인건 시뮬레이터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 동작을 표시하는 복수의 표시기는 정상 발사, 오발, 건 오동작 및 피더 검사를 포함하는 그룹 중의 모드들을 표시하는 체인건 시뮬레이터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 동작 단계를 표시하는 복수의 표시기는 약실 로크(breech lock), 오발, 추출, 정상 셧다운, 시어드(seared) 및 RAM을 포함하는 그룹에서 선택되는 동작 단계들을 표시하는 체인건 시뮬레이터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 탄약 종류를 표시하는 복수의 표시기는 대인 살상용과 고성능 폭탄을 포함하는 그룹에서 선택되는 탄약을 표시하는 체인건 시뮬레이터.
8. 체인건의 동작을 시뮬레이트하는 방법으로서,
   프로그래밍가능한 시뮬레이터를 무기 발사대의 발사 통제 시스템에 연결하는 단계를 포함하고,
   상기 프로그래밍가능한 시뮬레이터는,
   체인건 발사 시퀀스 초기화를 시뮬레이트하고;
   체인건 발사 시퀀스 프라이머를 시뮬레이트하고;
   체인건 발사 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   체인건 추출 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   체인건 발사 종료 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   체인건 시뮬레이터 동작 모드를 선택하고;
   건 종류를 선택하고; 그리고
   탄약 종류를 선택하는 것을 포함하는 프로그램을 갖는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 체인건 발사 시퀀스 초기화를 시뮬레이트하는 것은,
   피더 검사 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   시어 솔레노이드 검사 시퀀스를 시뮬레이트하고;
   시어 핀 철회 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
   전기자 검사 시퀀스를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 체인건 발사 시퀀스 프라이머를 시뮬레이트하는 것은,
    기계적 지발(hangfire) 설정 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
    초기 RAM 시퀀스를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 체인건 발사 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은 오동작 시퀀스와 정상 시퀀스를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하고,
    상기 오동작 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은 상기 선택된 동작 모드에 의해 결정되는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 오동작 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은,
    오동작 RAM 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
    상기 발사 통제 시스템에 의해 결정된 건 오동작 시퀀스를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 정상 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은,
    RAM 시퀀스를 시뮬레이트하고;
    오발 검사 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
    상기 선택된 동작 모드에 의해 결정된 오발 소거 시퀀스 또는 정상 발사 시퀀스 중 하나를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
14. 제8항에 있어서,
    상기 체인건 추출 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은,
    추출 시퀀스를 시뮬레이트하고; 그리고
    초기 셧다운 시퀀스를 시뮬레이트하는 것을 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
15. 제8항에 있어서,
    상기 체인건 발사 종료 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은 상기 발사 통제 시스템에 의해 결정되는 고속 발사 종료 사이클 시퀀스 또는 저속 발사 종료 시퀀스를 더 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
16. 제8항에 있어서,
    상기 피더 검사 시퀀스를 시뮬레이트하는 것은 대인 살상용과 고성능 폭탄을 포함하는 그룹에서 선택되는 탄약을 피딩(feeding)하는 것을 시뮬레이트하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.
17. 제8항에 있어서,
    상기 건 종류를 선택하는 것은 M242 체인건과 Mark 44 체인건을 포함하는 그룹에서 선택되는 체인건을 포함하는, 체인건 동작 시뮬레이션 방법.

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