KR20170079834A - 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치는, 무장을 발사하는 발사관을 갖는 무장 사출 장치로서, 압축수를 제공하는 빌지 펌프; 내측에 멤브레인 러버가 내장되며, 일단부가 상기 빌지 펌프와 연결되어 상기 멤브레인 러버로 압축수를 충수시키는 멤브레인 탱크; 및 상기 멤브레인 탱크의 타단부로 압축공기를 주입 가능하게 형성되는 공기공급부;를 포함한다.

Description

빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LAUNCHING WEAPON USING BILGE PUMP}
본 발명은 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잠수함 내 고압 빌지 펌프를 이용하여 압축수를 멤브레인 러버에 충수시키고, 멤브레인 러버의 탄성력과 압축공기를 이용하여 발사관 내에 무장을 강제 사출할 수 있는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전투용 잠수함은 적 함정 또는 적 잠수함 등에 대한 공격을 위해 어뢰(Torpedo), 미사일(Missile), 기뢰(Mine) 등과 같은 무장을 구비하고 있으며, 이들은 다양한 발사체계에 의해 발사된다.
무장 발사 방식은 크게 무장 자체의 추진력으로 발사관을 이탈하는 자항식(Swim out)과 잠수함에서 무장을 밀어주는 강제발사(Positive Discharge) 방식으로 나눌 수 있다.
현재 소개된 강제발사 방식에는, 압축공기를 이용한 방식과, 압축수를 이용한 방식, 기계적인 힘을 이용한 방식 등이 있다. 이 중에서, 압축수를 이용하는 방식은 에어 터빈 펌프(Air Turbine Pump, ATP)를 이용한 방식과, 워터 램(Water Ram) 방식 크게 두 가지가 주로 이용되고 있으며, 그 외 리니어 펌프(Linear Pump), 로터리 펌프(Rotary Pump)를 이용하는 방식 등이 있다.
에어 터빈 펌프(Air Turbine Pump)의 경우 압축공기를 이용하여 터빈을 돌려 발사관에 압축수를 공급하여 무장을 발사하는 방식이며, 워터 램(Water ram)은 유압 실린더로 함 외 워터 실린더(Water Cylinder) 내의 피스톤을 움직여 발사관에 압축수를 공급하여 무장을 발사하는 방식이다.
그런데 에어 터빈 펌프를 이용하는 방식의 경우 고가의 터빈 기술이 요구되며 유지 보수에 어려움이 있었으며, 워터 램을 이용하는 방식은 고가의 유압구동기술이 요구되었다. 또한, 이들 에어 터빈 펌프 및 워터 램을 이용하는 방식은 고압의 에어와, 유압 실린더 등이 필수적으로 요구되었다.
잠수함의 무장 발사장치(대한민국 공개특허공보 제2010-86295호)
본 발명의 목적은, 강제사출을 위한 별도의 터빈, 유압실린더 등의 구동장치가 불필요하며 간단한 장치구성으로 가격이 저렴하고 유지 보수가 편리한 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치는, 무장을 발사하는 발사관을 갖는 무장 사출 장치로서, 압축수를 제공하는 빌지 펌프; 내측에 멤브레인 러버가 내장되며, 일단부가 상기 빌지 펌프와 연결되어 상기 멤브레인 러버로 압축수를 충수시키는 멤브레인 탱크; 및 상기 멤브레인 탱크의 타단부로 압축공기를 주입 가능하게 형성되는 공기공급부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 빌지 펌프, 상기 멤브레인 탱크 및 상기 발사관 사이에 연결되는 연결배관; 상기 연결배관에 구비되며, 상기 빌지 펌프와 상기 멤브레인 탱크 사이에서 압축수의 유동을 가능하게 해주는 제1 제어 밸브; 및 상기 연결배관에 구비되며, 상기 멤브레인 탱크와 상기 발사관 사이에서 압축수의 유동을 가능하게 해주는 제2 제어 밸브;를 포함한다.
또한, 상기 공기공급부와 상기 멤브레인 탱크 사이에 연결되어, 상기 멤브레인 탱크의 타단부 쪽으로 압축공기를 주입하는 공기공급배관을 더 포함한다.
또한, 상기 발사관을 통해 무장이 발사되기 위해 진행되는 과정을 확인 및 통제하며, 상기 공기공급부를 제어하는 컨트롤부가 더 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 발사관 내부의 압력을 검출하는 제1 압력센서; 및 상기 멤브레인 러버로 충수된 압축수의 압력을 검출하는 제2 압력센서를 포함하며, 상기 컨트롤부는, 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서로부터 검출된 압력 정보를 이용하여 상기 멤브레인 탱크로 제공되는 압축공기를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 무장 사출 방법은 (a) 상기 빌지 펌프를 이용하여 상기 멤브레인 러버에 압축수를 충수하는 단계; (b) 상기 공기공급부를 이용하여 상기 멤브레인 러버의 후방으로 압축공기를 주입하는 단계; (c) 상기 멤브레인 러버의 탄성력과 상기 주입된 압축공기의 압력을 이용하여 상기 발사관 내부로 압축수를 공급하는 단계; 및 (d) 상기 발사관 내부로 공급된 압축수에 의해 무장을 발사시키는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 잠수함 내 고압 빌지 펌프를 이용하여 압축수를 멤브레인 러버에 충수시키고, 멤브레인 러버의 탄성력과 압축공기를 이용하여 발사관 내에 무장을 강제 사출할 수 있다.
이에 따라, 강제사출을 위한 별도의 터빈, 유압실린더 등의 구동장치가 불필요하며 간단한 장치구성으로 가격이 저렴하고 유지 보수가 편리한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치의 동작을 단계별로 보여주는 개념도들이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치(100)는 빌지 펌프(130), 멤브레인 탱크(110), 그리고 공기공급부(140)를 포함한다.
일반적으로 전투용 잠수함은 적 함정 또는 적 잠수함 등에 대한 공격을 위해 어뢰(Torpedo) 등과 같은 무장을 구비하고 있으며, 이들은 다양한 발사체계에 의해 발사된다.
본 발명은 무장의 강제사출을 위한 별도의 터빈, 유압실린더 등의 구동장치 없이 빌지 펌프를 이용하여 간단하게 무장 사출 장치를 구성할 수 있으며, 이에 따라 비용적인 측면에서 경제적이며 유지 보수가 쉬운 장점이 있다.
상기 빌지 펌프(130)는 상기 멤브레인 탱크(110)를 충수하는 역할을 담당한다.
구체적으로는, 상기 빌지 펌프(130)는 설정된 고압으로 압축된 압축수를 상기 멤브레인 탱크(110) 내에 설치된 멤브레인 러버(111) 쪽으로 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 멤브레인 탱크(110)는 내측에 도시된 형상과 같은 멤브레인 러버(111)가 압축수의 공급에 따라 팽창 가능하게 구성되며, 일단부는 상기 빌지 펌프(130)와 연결되고 타단부는 상기 공기공급부(140)와 연결되는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 빌지 펌프(130)의 작동에 의해 상기 멤브레인 러버(111) 쪽으로 압축수가 충수되면 상기 멤브레인 러버(111)는 도 2에 도시된 것과 같이 압축수에 의해 팽창될 수 있다.
또한, 상기 공기공급부(140)로부터 상기 멤브레인 탱크(110)의 타단부로 압축공기가 주입될 수 있도록 소정의 공간이 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 멤브레인 탱크(110)의 구조에 따라, 멤브레인 러버(111)의 탄성력, 즉 탄성복원력과 공기공급부(140)로부터 주입된 압축공기의 공기압을 이용하여 무장(10)의 발사에 필요한 작용력을 생성해 낼 수 있다.
상기 공기공급부(140)는 이와 같이 상기 멤브레인 탱크(110)의 타단부, 즉 상기 빌지 펌프(130)를 통해 압축수가 공급되는 반대 편으로 압축공기를 주입하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 빌지 펌프(130), 상기 멤브레인 탱크(110) 및 상기 발사관(1) 사이에는 압축수의 충수(또는 배수)를 위한 연결배관(135)이 구비될 수 있다. 그리고 상기 연결배관(135)에는 제1 제어 밸브(131)와 제2 제어 밸브(133)가 구비될 수 있다.
상기 제1 제어 밸브(131)는 상기 연결배관(135)에 구비되며, 상기 빌지 펌프(130)와 상기 멤브레인 탱크(110) 사이에서의 압축수의 유동을 개폐 조절한다.
또한, 상기 제2 제어 밸브(133)는 상기 연결배관(135)에 구비되는데, 상기 제1 제어 밸브(131)의 설치 위치와 달리 상기 멤브레인 탱크(110)와 상기 발사관(1) 사이의 압축수의 유동 경로 상에 설치되어 압축수의 유동을 개폐 조절한다.
이와 함께, 상기 공기공급부(140)와 상기 멤브레인 탱크(110) 사이에는 압축공기의 주입을 위한 공기공급배관(145)이 구비될 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 공기공급배관(145)은 상기 공기공급부(140)와 상기 멤브레인 탱크(110)의 타단부 사이로 연결될 수 있다.
이에 더하여, 상기 발사관(1)을 통해 무장이 발사되기 위해 진행되는 과정을 확인 및 통제하며, 상기 공기공급부(140)를 제어하는 컨트롤부(141)가 더 구비될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 발사관(1) 내부의 압력을 검출하는 제1 압력센서(151)와 상기 멤브레인 러버(111)로 충수된 압축수의 압력을 검출하는 제2 압력센서(153)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 컨트롤부(141)는 상기 제1 압력센서(151) 및 상기 제2 압력센서(153)로부터 검출된 압력 정보를 이용하여 상기 공기공급부(150)의 동작을 제어하여 압축공기의 공급을 제어할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 무장 사출 방법에 관하여 단계별 동작을 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, 상기 빌지 펌프(140)로부터 상기 멤브레인 러버(111)로 압축수가 충수된다. 이를 위해 제1 제어 밸브(131)는 개방되고, 제2 제어 밸브(133)는 차단될 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 상기 멤브레인 러버(111)에 압축수의 충수가 완료되면, 상기 제1 제어 밸브(131), 제2 제어 밸브(133)는 차단되고, 상기 공기공급부(140)로부터 제공된 압축공기가 상기 멤브레인 탱크(110)에 주입된다.
그 다음으로, 도 3을 참조하면, 발사관(1) 내에서 무장(10)의 발사를 위해 압축수를 공급하는 과정으로서, 제1 제어 밸브(131)가 차단된 상태에서 제2 제어 밸브(133)만을 개방시켜 상기 멤브레인 러버(111)에 충수된 압축수를 상기 발사관(1)으로 공급할 수 있다.
그 다음으로, 도 4를 참조하면, 상기 멤브레인 러버(111)로부터 공급된 압축수의 강한 압력에 의해 상기 발사관(1) 내의 무장(10)이 발사되는 모습을 확인할 수 있다. 이와 같이, 상기 멤브레인 러버(111)의 탄성복원력과 함께 상기 압축공기의 공기압을 이용하여 상기 무장(10)을 강제사출 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 잠수함 내 고압 빌지 펌프를 이용하여 압축수를 멤브레인 러버에 충수시키고, 멤브레인 러버의 탄성력과 압축공기를 이용하여 발사관 내에 무장을 강제 사출할 수 있다.
이에 따라, 강제사출을 위한 별도의 터빈, 유압실린더 등의 구동장치가 불필요하며 간단한 장치구성으로 가격이 저렴하고 유지 보수가 편리한 장점이 있다.
지금까지 본 발명인 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치 및 방법에 관하여 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 발사관
10: 무장
100: 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치
110: 멤브레인 탱크
111: 멤브레인 러버
130: 빌지 펌프
131, 133: 제어 밸브
135: 연결배관
140: 공기공급부
141: 컨트롤부
145: 공기공급배관
151, 153: 압력센서

Claims (6)

  1. 무장을 발사하는 발사관을 갖는 무장 사출 장치로서,
    압축수를 제공하는 빌지 펌프;
    내측에 멤브레인 러버가 내장되며, 일단부가 상기 빌지 펌프와 연결되어 상기 멤브레인 러버로 압축수를 충수시키는 멤브레인 탱크; 및
    상기 멤브레인 탱크의 타단부로 압축공기를 주입 가능하게 형성되는 공기공급부;를 포함하는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빌지 펌프, 상기 멤브레인 탱크 및 상기 발사관 사이에 연결되는 연결배관;
    상기 연결배관에 구비되며, 상기 빌지 펌프와 상기 멤브레인 탱크 사이에서 압축수의 유동을 가능하게 해주는 제1 제어 밸브; 및
    상기 연결배관에 구비되며, 상기 멤브레인 탱크와 상기 발사관 사이에서 압축수의 유동을 가능하게 해주는 제2 제어 밸브;를 포함하는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기공급부와 상기 멤브레인 탱크 사이에 연결되어, 상기 멤브레인 탱크의 타단부 쪽으로 압축공기를 주입하는 공기공급배관을 더 포함하는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발사관을 통해 무장이 발사되기 위해 진행되는 과정을 확인 및 통제하며, 상기 공기공급부를 제어하는 컨트롤부가 더 구비되는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발사관 내부의 압력을 검출하는 제1 압력센서; 및
    상기 멤브레인 러버로 충수된 압축수의 압력을 검출하는 제2 압력센서를 포함하며,
    상기 컨트롤부는, 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서로부터 검출된 압력 정보를 이용하여 상기 멤브레인 탱크로 제공되는 압축공기를 제어하는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 무장 사출 장치를 이용한 무장 사출 방법으로서,
    (a) 상기 빌지 펌프를 이용하여 상기 멤브레인 러버에 압축수를 충수하는 단계;
    (b) 상기 공기공급부를 이용하여 상기 멤브레인 러버의 후방으로 압축공기를 주입하는 단계;
    (c) 상기 멤브레인 러버의 탄성력과 상기 주입된 압축공기의 압력을 이용하여 상기 발사관 내부로 압축수를 공급하는 단계; 및
    (d) 상기 발사관 내부로 공급된 압축수에 의해 무장을 발사시키는 단계;를 포함하는 빌지 펌프를 이용한 무장 사출 방법.
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