KR20130054284A - 드래그 효과 궤도가 향상된 발사체 - Google Patents

드래그 효과 궤도가 향상된 발사체 Download PDF

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Abstract

발사체는 카트리지와 공동의 총알을 포함한다. 추진제는 발사될 때 총알의 속도를 증가시키기 위해 카트리지와 공동의 총알을 충전한다. 공동의 총알은 편평해진 선두 단부를 가지고, 환형 링은 편평해진 선두 단부에 중심 맞춤되어 고정된다. 총알이 비행 중에 있을 때, 압력 중심이 총알의 무게 중심의 전방에 있도록, 편평해진 선두 단부와 환형 링은 압력 중심을 전방으로 이동시킨다. 제 2 실시형태에서, 복수의 원주방향으로 이격된 슬릿들은 공동의 총알의 후미 단부에 형성되어, 소프트 타깃과의 충돌시에 방사상 외측으로 벌어지는 복수의 원주방향으로 이격된 핀들이 만들어진다.

Description

드래그 효과 궤도가 향상된 발사체{DRAG EFFECT TRAJECTORY ENHANCED PROJECTILE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 본원 발명자가 2010 년 05 월 21 일에 출원한 미국 정규특허출원 제 12/784,664 호 (발명의 명칭 "드래그 효과 궤도가 향상된 발사체") 및 본원 발명자가 2010 년 04 월 22 일에 출원한 미국 가특허출원 제 61/326,823 호 (발명의 명칭 "드래그 효과 궤도가 향상된 발사체") 를 기초로 우선권을 주장하며, 여기서 이들 출원은 본 출원에 참조로 원용된다.
본 발명은 통상적으로 발사체 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 발사체 성능을 향상시키는 전방의 무게 중심을 갖는 발사체에 관한 것이다.
회전 안정화된 (spin-stabilized) 발사체에 대해, 발사체가 비행 동안 압력 중심은 발사체의 무게 중심을 리드해야만 한다. 압력 중심은 비행 동안 무게 중심의 전방에 있고, 증가된 발사체 속도에 기인하여 발사체의 무게 중심을 향하여 후방으로 이동된다. 이는 발사체의 속도를 증가시키기 위해 여분의 추진제가 카트리지에 추가된다면 이로 인해 상기 증가된 추진제를 위한 공간을 확보하기 위한 총알 내의 납의 양을 감소시켜야 하므로 총알과 같은 발사체에 추가될 수 있는 화약의 양을 제한하고, 추진제가 납보다 가볍기 때문에 발사체의 무게 중심은 전방으로 이동되지만, 증가된 발사체 속도에 기인하여 압력 중심은 후방으로 이동된다.
따라서, 보다 큰 속도를 달성할 수 있도록 증가된 추진제의 양을 갖는 발사체가 필요하지만, 이 필요한 발사체는 무게 중심을 리드하는 압력 중심을 가져야만 한다.
그러나, 본 발명이 구성된 당시 전체로서 고려된 기술분야의 관점에서, 통상적인 당업자에게 어떻게 이러한 발사체가 제공될 수 있을지가 자명하지 않았다.
본 발명의 목적은 고속의 이유로 감소되지 않은 정확도 및 착탄 거리 (range) 를 갖는 고속 발사체를 제공하는 것이다.
보다 구체적인 목적은 비행 동안 발사체의 무게 중심을 리드하는 압력 중심을 갖는 고속 발사체를 제공하는 것이다.
본 발명의 이점은, 추진제의 공동내의 부족량을 증가시켜 점화시의 팽창 공간과 따라서 발사시의 보다 제어된 압력을 제공할 수 있다는 것이다.
또한 본 발명의 다른 이점은 보다 낮은 발사체의 중량이 화기에 대한 보다 작은 반동을 포함한다는 것이다. 이는 화기의 마모와 화기 사용자의 피로도를 줄일 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 중요한 목적, 이점 및 특징은 다음의 상세한 설명에 따라 명확해 질 수 있다.
따라서, 본 발명은 이하에 설명된 명세서의 좋은 예가 될 수 있는 부분들의 배열체, 요소들의 조합, 그리고 구성들의 특징들을 포함하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 나타내어질 것이다.
다년간에 걸쳤지만 지금까지 실현되지 않은, 비행 중에 압력 중심이 무게 중심을 리드하는 고속 발사체에 대한 요구는 신규의, 유용한 그리고 비자명한 본 발명에 의해 충족된다.
본 발명의 구조는 카트리지와 이 카트리지 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 후미 단부 (trailing end) 를 갖는 총알을 포함하는 발사체이다. 총알이 공동이 되도록 납은 총알로부터 제거된다. 추진제가 카트리지와 공동의 총알 내부를 충전하여, 보다 많은 추진제를 갖는 총알을 제공하고, 발사될 때 향상된 속도를 제공한다.
공동의 총알은 편평해진 선두 단부 (leading end) 를 갖는다. 총알이 비행 중에 있을 때 압력 중심이 총알의 무게 중심의 전방에 있게 되도록, 편평해진 선두 단부는 압력 중심을 전방으로 이동시킨다.
심지어 고속으로 비행 동안에도 총알의 압력 중심을 전방으로 이동시키는 효과를 추가로 강화하기 위해, 환형 링은 편평해진 선두 단부에 중심 맞춤되어 고정된다. 환형 링은 편평해진 선두 단부를 리드하는 환형 돌출부를 형성한다. 총알이 고속으로 비행 중에 있을 때, 압력 중심이 총알의 무게 중심의 전방에 있도록, 편평한 선두 단부와 편평한 선두 단부에 중심 맞춤되어 고정된 상기 환형 링은 압력 중심을 전방으로 이동시키도록 협력한다.
제 2 실시형태는 발사체의 후미 단부에 형성된 복수의 원주방향으로 이격된 개구부 또는 슬릿 (slits) 을 포함한다. 이로 인해, 복수의 원주방향으로 이격된 개구부에 의해 발사체의 후미 단부에 복수의 원주방향으로 이격된 핀이 형성된다.
이러한 핀이 직사각형의 형상을 가지도록 개구부 또는 슬릿은 바람직하게 직사각형의 형상을 가진다. 개구부는 바람직하게 총알 또는 다른 발사체의 종방향 부분의 약 3 분의 1 의 종방향 부분을 가진다.
본 발명의 본질과 목적들의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명으로 참조될 수 있다.
도 1 은 카트리지에 설치된 종래 기술의 발사체의 횡단면도이고,
도 2 는 비행 중에 있는 종래 기술 발사체의 횡단면도이고,
도 3 은 카트리지에 설치된 신규 발사체의 횡단면도이고,
도 4 는 비행 중에 있는 신규 발사체의 횡단면도이고,
도 5 는 신규 발사체의 제 1 실시형태의 사시도이고,
도 6a 는 제 2 실시형태의 사시도이고,
도 6b 는 제 3 실시형태의 사시도이고,
도 7 은 소프트 조직 안으로의 충돌 및 회전 후의 제 2 및 제 3 실시형태의 사시도이고,
도 8a 는 비행 중에 있는 제 2 실시형태를 도시하고,
도 8b 는 소프트 타깃과 충돌하는 순간에 있는 제 2 실시형태를 도시하고,
도 8c 는, 제 2 실시형태의 발사체가 비행 중에 있는 그 위치로부터 반대 또는 실질적으로 반대 방향으로 소프트 타깃 안으로 보다 깊게 이동할 때, 어떻게 제 2 실시형태의 발사체가 충돌 이후에 요 (yaw) 운동을 하고 회전하는지를 나타낸다.
도 8d 는, 제 2 실시형태의 발사체가 상기 반대 위치에 위치되면서 소프트 조직 안으로 깊게 들어갈 때, 어떻게 제 2 실시형태의 발사체의 후미 단부가 외측으로 벌어지는가를 나타낸다.
도 9 는, 제 1 실시형태의 발사체가 비행 중에 있는 그 위치로부터 반대 또는 실질적으로 반대 방향으로 소프트 타깃 안으로 보다 깊게 이동할 때, 어떻게 제 1 실시형태의 발사체가 충돌 이후에 요 (yaw) 운동을 하고 회전하는지를 나타낸다.
전체적으로 도 1 의 참조 번호 10 으로 종래 기술의 발사체가 표시된다.
발사체 (12) 는 카트리지 (14) 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 총알 (12) 을 포함한다. 총알 (12) 의 후미 단부에 의해 채워지지 않은 카트리지 (15) 의 일부는 추진제 (16) 로 채워진다. 총알 (12) 은 납 (18) 으로 채워진다.
큰 화살표 방향으로 도 2 에 나타낸 대로, 총알 (12) 이 비행 중에 있으면, 그 무게 중심은 20 으로 표시된다. 점선 (22) 은 총알이 잘 공지된 방식으로 회전할 때 상기 총알 (12) 의 회전축 및 종방향 대칭축을 나타낸다. 압력 중심 (24) 은 총알 (12) 의 전방에 있다.
그 속도를 증가시키기 위해 도 1 에 나타낸 종래 기술 구조체에 추가의 추진제가 추가된다면, 도 2 의 압력 중심 (24) 은 무게 중심 (20) 을 향해 이동하고, 발사체 (10) 가 요 (yaw) 운동하거나 또는 다른 흔들림 (wobble) 을 야기하여, 그 착탄 거리 및 정확도에 악영향을 준다.
도 3 및 도 4 는 발사체의 속도 증가를 오랫동안 방해했던 문제점에 대한 매우 신규의 해결책을 도시한다. 도 3 의 발사체 (12a) 는 납으로 채워지는 대신에 비어있다. 이는 추진제 (16) 가 비어진 발사체 (12a) 의 내부뿐만 아니라 카트리지 (14) 를 충전하는 것을 가능하게 한다. 비어진 종래 기술의 발사체가 상기 방법으로 사용된다면, 추가의 추진제는, 압력 중심 (24) 이 무게 중심 (20) 의 후방으로 이동할 수 있을 정도로 발사체 속도를 증가시킬 수 있고, 이로 인해 발사체의 착탄 거리 및 정확도에 악영향을 준다.
상기 도 3 및 도 4 에 도시된 대로, 발사체의 표준 첨두 아치 (ogive) 형상이 제거되도록 발사체 (12a) 의 아치형의 팁은 26 에서와 같이 편평해진다. 이는 압력 중심 (24) 을 편평부가 없다면 증가된 속도에 있을 수 있는 지점의 전방으로 다소 이동시킨다. 게다가, 도 5 및 도 6 에 가장 잘 도시된 대로, 환형 링 (28) 은 상기 편평한 영역 (26) 에 중심 맞춤되어 설치된다. 이는 훨씬 더 멀리 전방으로 압력 중심 (24) 을 이동시킨다. 상기 환형 링의 제공과 편평부의 겸비된 효과는, 납으로 충전된 발사체의 무게 중심에 대해, 도 4 에 도시된 대로, 무게 중심 (20) 이 전방으로 이동될지라도, 압력 중심 (24) 을 무게 중심의 전방으로 이동시키는 것이다.
이러한 방식으로, 발사체 (12a) 의 무게 중심이 전방으로 이동될지라도, 보다 큰 추진제의 용량에 기인하여 증가된 속도가 달성된다. 압력 중심 (24) 은 팁 (12) 의 편평부와 상기 편평해진 영역의 환형 링 (26) 의 중심 맞춤에 의해 전방으로 이동된다.
도 6a 는, 신규 발사체 (12a) 의 측벽 또는 후미 단부에, 집합적으로 30 으로 나타낸, 복수의 종방향으로 신장하는 직사각형 개구부가 형성되는 제 2 실시형태를 나타낸다. 개구부 (30) 는 원주방향으로 그리고 등거리로 서로 이격되어 있어서, 소프트 타깃으로 진입한 후에, 도 7 에 도시한 대로 방사상으로 외측으로 벌어지는 복수의 원주방향으로 그리고 등거리로 이격된 직사각형 핀 (32) 을 만들어 낸다.
도 6b 는, 발사체의 구조체를 약화시키는 선 (30) 을 그음으로써 슬릿 (30) 들이 대체되는 제 3 실시형태를 나타낸다. 도 6b 의 발사체는 도 6a 의 발사체와 실질적으로 동일한 방법으로 행해진다. 보다 상세하게는, 도 6b 의 발사체는 발사체의 후미 단부에 형성된 복수의 원주방향으로 이격된 약화선을 포함한다. 약화선은 복수의 인접한 핀들을 규정하고, 각각의 핀은 한 쌍의 상기 약화선의 측면에 배치된다. 발사체가 소프트 타깃으로 진입하여 인접한 핀들이 약화선을 따라 서로 분리되고 발사체의 종방향 대칭축에 대해 방사상으로 외측으로 전개되기 까지 요 (yaw) 운동할 때에 개개의 핀들이 생성되도록, 발사체가 각각의 상기 약화선들에서 약화되어 있다.
개구부 또는 슬릿 (30) 은 총알 (12a) 의 종방향 부분의 약 3 분의 1 의 종방향 부분을 가진다.
도 8a 는 비행 중에 있는 제 2 실시 실시형태를 나타낸다. 도 8b 는 소프트 타깃과 충돌하는 순간 즈음에서의 제 2 실시형태를 나타낸다. 도 9 및 도 8c 는 제 1 및 제 2 실시형태 각각이 비행 중에 있는 그 위치로부터 반대 또는 실질적으로 반대 방향으로 소프트 타깃 안으로 보다 깊게 이동할 때, 어떻게 제 1 및 제 2 실시형태가 충돌 이후에 요 (yaw) 운동을 하고 회전하는지를 나타낸다. 도 8d 는 제 2 실시형태의 후미 단부가 상기 반대 위치에 위치되면서 소프트 조직 안으로 보다 깊게 들어갈 때, 어떻게 제 2 실시형태의 후미 단부가 외측으로 벌어지는가를 나타낸다. 도 6b 의 제 3 실시형태는 실질적으로 동일한 방법으로 작동한다.
따라서, 위에서 기재된 목적 및 상기한 설명으로부터 드러나는 목적이 유효하게 달성되는 것을 알 수 있고, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 상기한 구성에 어떤 변화를 가할 수 있으므로, 상기한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 내용은 설명을 위한 것일 뿐 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다.
또한, 이하의 청구범위는 여기서 기술된 본 발명의 일반적인 그리고 구체적인 특징 모두를 포함하고 언어의 문제로서 행간에 누락되었을 수도 있는 본 발명의 범위의 모든 설명을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (7)

  1. 카트리지;
    상기 카트리지 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 후미 단부를 갖는 공동 (hollow) 의 발사체;
    상기 카트리지 및, 편평한 선두 단부를 가지는 상기 공동의 발사체를 충전하는 추진제를 포함하는 일발분의 탄약으로서,
    상기 발사체가 비행 중에 있을 때, 압력 중심이 상기 발사체의 무게 중심의 전방에 있도록 상기 편평한 선두 단부는 압력 중심을 전방으로 이동시키는, 일발분의 탄약.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편평한 선두 단부에 중심 맞춤되어 고정된 환형 링을 추가로 포함하고,
    상기 발사체가 비행 중에 있을 때, 압력 중심이 상기 발사체의 무게 중심의 전방에 있도록 상기 편평한 선두 단부 및 상기 편평한 선두 단부에 중심 맞춤되어 고정된 상기 환형 링은 압력 중심을 전방으로 이동시키도록 협력하는, 일발분의 탄약.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발사체의 후미 단부에 형성된 복수의 원주방향으로 이격된 개구부들;
    상기 복수의 원주방향으로 이격된 개구부들에 의해 상기 발사체의 상기 후미 단부에 형성된 복수의 원주방향으로 이격된 핀들을 추가로 포함하는, 일발분의 탄약.
  4. 제 3 항에 있어서,
    추가로, 상기 복수의 개구부들의 상기 개구부들은 상기 핀들이 직사각형 형상을 가지도록 직사각형 형상을 갖는, 일발분의 탄약.
  5. 제 4 항에 있어서,
    추가로, 상기 개구부들은 상기 발사체의 종방향 부분의 약 3 분의 1 의 종방향 부분을 가지는, 일발분의 탄약.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 발사체의 후미 단부에 형성된 복수의 원주방향으로 이격된 약화선;
    각각의 핀이 한 쌍의 상기 약화선의 측면에 위치되는 복수의 인접한 핀을 추가로 포함하고,
    상기 발사체가 소프트 타깃으로 진입하여 인접한 핀들이 상기 약화선을 따라 서로 분리되고 상기 발사체의 종방향 대칭축에 대해 방사상으로 외측으로 전개되기 까지 요 (yaw) 운동할 때에 개개의 핀들이 생성되도록, 상기 발사체가 각각의 상기 약화선들에서 약화되어 있는, 일발분의 탄약.
  7. 제 6 항에 있어서,
    추가로, 상기 약화선들은 상기 발사체의 종방향 부분의 약 3 분의 1 의 종방향 부분을 갖는, 일발분의 탄약.
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