KR20170136890A

KR20170136890A - 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170136890A
Application number: KR1020160069014A
Authority: KR
Inventors: 나경석; 김방식; 이영훈
Original assignee: 주식회사 한화
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-12

Abstract

본 발명은 미사일 및 우주 발사체 분리 시 적용되는 절개 방식에 있어서, 유연 도폭선 기폭 시 발생하는 가스의 방출 힘을 이용한다.
기존의 절개 방식이 팽창 튜브에 의한 팽창력을 이용해 덮개의 취약부를 절단시키는데 비해, 본 발명의 경우 방출 가스를 효과적으로 취약부로 유도해 그 압력에 의해 절개시킴으로써 기존 방법보다 기폭 시 발사체에 전달되는 충격이 적고, 그로 인해 내부 장치의 피해를 최소화 할 수 있다.
본 발명에 따른 유연 도폭선을 이용한 절개 장치는 중심부가 관통된 원통형 형상의 튜브, 일정 두께를 가진 U자형 기둥형태의 가스 유도부를 포함하고, 튜브가 가스 유도부에 내접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치 및 그 제조 방법{SEVERING DEVICE USING MILD DETONATING FUSE EXPLOSIONGAS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 미사일 탄두 스킨 절개, 페어링-로켓 단 분리 시 적용되는 절개 장치 방법에 관한 내용으로, 유연 도폭선의 일종인 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치 및 그 설치 방법에 관한 것이다.

종래의 유연 도폭선을 이용한 절개 장치는 유연 도폭선이 기폭 되면 높은 폭발 압력이 발생하고 타원 형태의 튜브를 원형 형태로 부풀려 튜브의 팽창으로 발생된 충격력이 부품의 취약부위인 노치에 힘을 가해 이 부분이 절단 된다.

이러한 튜브 팽창력을 이용한 절단 방식은 면접촉에 의한 충격으로 내부 장치의 피해 우려가 있을 수 있다.

도 1에, 이러한 기존의 유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 구성 단면도가 도시화되어있다.

종래 기술에 따른 유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 구조를 간단하게 살펴보면, 유연 도폭선(70)은 내부 충진물(100)과 함께 스테인리스강 소재의 타원형 튜브(80)의 중심을 따라 위치한다. 상기 튜브가 삽입된 튜브 지지대(40)는 결합 볼트(50)와 너트(60)에 의해 덮개(30)와 체결되며 상기 덮개(30)는 취약부인 노치(31)를 포함한다. 상기 덮개(30)와 상기 튜브 지지대(40)가 체결 후 덮개 외피(10)와 상기 덮개(30), 튜브 지지대 외피(20)와 상기 튜브 지지대(40)가 각각 볼트체결 된다.

도 2는 기존 유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 절단 순간을 도시한 것이다.

점화 후 유연 도폭선이 기폭 되면 상기 튜브 내에 압력이 발생하고 그 압력은 타원 형태의 튜브를 원형형태로 부풀린다. 튜브의 팽창으로 발생된 충격력은 상기 덮개에 전달되고, 상기 덮개의 취약부인 노치(31) 절단된다.

이처럼 튜브의 팽창력에 의한 미사일 탄두 스킨 절개 혹은, 페어링-로켓 단 분리의 경우 면접촉에 의한 충격으로 내부 장치의 피해를 초래할 수 있다.

한화㈜중앙연구소 김선환 외 5인, "우주발사체용 파이로 분리시스템 기술 개발", 2004.05

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 유연 도폭선을 이용한 미사일 탄두 스킨 절개, 페어링-로켓 단 분리 시 기존의 팽창 튜브의 충격력을 이용하지 않고, 유연 도폭선 기폭 시 발생하는 가스 압력을 이용함으로써 발사체 내부에 탑재되는 장치의 피해를 최소화 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미사일 및 우주 발사체 분리 시 적용되는 절개 방식에 있어서, 중심부가 관통된 원통형 형상의 튜브, 일정 두께를 가진 U자형 기둥형태의 가스 유도부를 포함하고, 튜브가 가스 유도부에 내접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 미사일 및 우주 발사체 분리 시 적용되는 절개 방식에 있어서, 유연 도폭선 기폭 시 발생하는 가스의 방출 힘을 이용한다.

기존의 절개 방식이 팽창 튜브에 의한 팽창력을 이용해 덮개의 취약부를 절단시키는데 비해, 본 발명의 경우 방출 가스를 효과적으로 취약부로 유도해 그 압력에 의해 절개시킴으로써 기존 방법 보다 기폭 시 발사체에 전달되는 충격이 적고, 그로 인해 내부 장치의 피해를 최소화 할 수 있다

도 1은 기존의 유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 구성 단면도이다.
도 2는 기존 유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 절단 순간의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 구성 단면도이다
도 4는 본 발명에 따른 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 절단 순간의 단면도이다.
도 5는 도 4의 Part-A의 튜브의 입체도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치는, 중심부가 관통된 원통 형상의 튜브(80)와 일정 두께를 가진 U자형 기둥형태의 가스 유도부(90)를 포함하고, 상기 튜브가 상기 가스 유도부에 내접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 튜브는, 단면이 타원형이고 상기 튜브의 길이방향으로 긴 통형(筒形)으로 상기 튜브의 중심을 따라 위치하는 유연 도폭선(70)과 상기 튜브와 동심이며 위가 벌어진 U자형으로 관통된 기둥형태의 내부 충진물(100)을 포함한다.

또, 상기 튜브의 길이 방향으로 균등하게 이격된 장방형의 가스 배출 홀(81)을 3개 포함하며 상기 가스 배출 홀(81)은 점화 후 발생한 상기 튜브 내의 방출 가스의 압력을 효율적으로 증폭시키는 역할을 한다.

소재에 있어서, 상기 튜브(80)는 내부식성 재질인 스테인리스강을, 상기 내부 충진물(100)은 Al계열을, 상기 유연 도폭선(70)은 Al, Ag 중 하나 이상을 피복으로 사용한다.

상기 튜브에 구조에 있어서, 상기 내부 충진물(100)은 그 관통방향이 상기 가스 방출 홀(81)과 마주하도록 상기 튜브(80)와 내접하게 되는데, 이는 상기 내부 충전물(100)의 U자형 공간이 점화 후 발생되는 가스에 방향성을 부여하여 원하는 방향으로 이동시키도록 하기 위함이다.

또한, 상기 유연 도폭선(70)이 점화되면 타원에서 원형으로 부풀기 때문에 상기 유연 도폭선(70)의 장축을 상기 내부 충진물(100)에 내접하도록 하여, 상기 유연 도폭선(70) 점화 시 필요한 최소한의 공간을 확보하면서 안정적으로 안착시키기 위함이다.

유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 제작 방법은, 상기 튜브(80)에 내부 충진물(100)이 삽입되는 단계, 상기 내부 충진물에 내접되게 유연 도폭선(70)이 삽입되는 단계, 상기 튜브를 가스 유도부(90)에 내접하게 장착시키는 단계로 진행된다.

상기 튜브와 상기 가스 유도부의 장착 단계까지 마친 조립체는 튜브 지지대(40)에 안착 되는데 이때 상기 조립체의 방향이 중요하다.

점화 후 발생 된 상기 튜브 내의 가스는 상기 내부 충진물에 의해 이동방향이 결정되고, 상기 튜브의 가스 방출 홀을 통과하면서 가스의 압력이 효율적으로 높아지며 그 압력으로 상기 가스 유도부를 이탈시키게 되므로, 상기 가스 유도부의 최대 돌출부가 상기 노치(31)를 향하게 위치시켜야 한다.

이탈된 상기 가스 유도부는 상기 덮개(30)의 취약부인 노치에 압력을 가해 절단시키게 되고 이로 인해 미사일 탄두의 스킨 절개나 페어링-로켓 단 분리가 진행되는 것이다.

도 4는 본 발명의 절단 순간을 도시한 것으로, 본 발명의 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 절단 단계는, 유연 도폭선이 점화되는 단계, 발생 된 가스가 내부 충진물에 의해 튜브의 일측으로 이동되는 단계, 이동된 가스가 가스 방출 홀을 통과하는 단계, 가스 유도부가 상기 가스 배출 홀에서 통과된 가스에 의해 상기 튜브로부터 이탈되는 단계, 이탈된 상기 가스 유도부에 의해 덮개가 절단 되는 단계로 진행된다.

본 발명의 이러한 절단 방식은, 기존의 튜브 파열압에 의한 파단 방식과 다르게 덮개의 취약부인 노치에 직접 압력을 가해 포인트 파단 시킴으로써 내부 장치의 피해를 최소화 할 수 있는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 덮개 외피
20 : 튜브 지지대 외피
30 : 덮개
31 : 노치
40 : 튜브 지지대
50 : 결합 볼트
60 : 결합 너트
70 : 유연 도폭선
80 : 튜브
81 : 가스 배출 홀
90 : 가스 유도부
100 : 내부 충진물

Claims

유연 도폭선을 이용한 절개 장치에 있어서,
중심부가 관통된 원통 형상의 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브는
단면이 타원형이고 상기 튜브의 길이방향으로 긴 통형(筒形)으로 상기 튜브의 중심을 따라 위치하는 유연 도폭선;
상기 튜브와 동심이며 위가 벌어진U자형으로 관통된 기둥형태의 내부 충진물;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선을 이용한 절개 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브는
길이 방향으로 균등하게 이격된 장방형의 가스 배출 홀을 3개 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브는
내부식성 재질인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제4항에 있어서,
상기 튜브는
스테인리스강인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부 충진물의 관통방향이 상기 튜브의 가스 방출 홀과 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치
제2항에 있어서,
상기 유연 도폭선의 단면의 장폭이 상기 내부 충진물의 관통방향을 향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부 충진물은
Al계열의 재질인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제2항에 있어서,
상기 유연 도폭선은
Al, Ag 중 하나 이상을 피복으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
유연 도폭선을 이용한 절개 장치에 있어서,
일정 두께를 가진 U자형 기둥형태의 가스 유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
유연 도폭선을 이용한 절개 장치에 있어서,
중심부가 관통된 원통형 형상의 튜브;
일정 두께를 가진 U자형 기둥형태의 가스 유도부; 를 포함하고,
상기 튜브가 상기 가스 유도부에 내접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제11항에 있어서,
상기 튜브는
길이 방향으로 균등하게 이격된 장방형의 가스 배출 홀을 3개 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제11항에 있어서,
상기 튜브는
단면이 타원형이고 상기 튜브의 길이방향으로 긴 통형(筒形)으로 상기 튜브의 중심을 따라 위치하는 유연 도폭선;
상기 튜브와 동심이며 위가 벌어진U자형으로 관통된 기둥형태의 내부 충진물;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제11항에 있어서,
상기 튜브는
내부식성 재질인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제14항에 있어서,
상기 튜브는
스테인리스강인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제13항에 있어서,
상기 내부 충진물의 관통방향이 상기 튜브의 가스 방출 홀과 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치
제13항에 있어서,
상기 유연 도폭선의 단면의 장폭이 상기 내부 충진물의 관통방향을 향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제13항에 있어서,
상기 내부 충진물은
Al계열의 재질인 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제13항에 있어서,
상기 유연 도폭선은,
Al, Ag 중 하나 이상을 피복으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
제11항에 있어서,
상기 튜브의 상기 가스 배출 홀이 상기 가스 유도부의 최대 돌출부를 향하도록 내접하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치.
유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 제작 방법에 있어서,
튜브의 안쪽에 내부 충진물이 삽입되는 단계;
상기 내부 충진물에 내접되게 유연 도폭선이 삽입되는 단계;
상기 튜브를 가스 유도부에 내접하게 장착시키는 단계;
를 포함하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 제작 방법.
제21항에 있어서,
상기 내부 충진물의 관통방향이 상기 튜브의 가스 방출 홀과 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 제작 방법.
제21항에 있어서,
상기 유연 도폭선의 단면의 장폭이 상기 내부 충진물의 관통방향을 향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 제작 방법.
제21항에 있어서,
상기 튜브를 가스 유도부에 내접하게 장착시키는 단계에 있어서,
상기 튜브의 상기 가스 배출 홀이 상기 가스 유도부의 최대 돌출부를 향하도록 내접하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 제작 방법.
유연 도폭선을 이용한 절개 장치의 절단 단계에 있어서,
유연 도폭선이 점화되는 단계;
발생된 가스가 내부 충진물에 의해 튜브의 일측으로 이동되는 단계;
상기 이동된 가스가 가스 방출 홀을 통과하는 단계;
상기 가스 배출 홀에서 통과된 가스에 의해 가스 유도부가 상기 튜브로부터 이탈되는 단계;
상기 이탈된 가스 유도부에 의해 덮개가 절단 되는 단계;
를 포함하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 절단 단계.
제25항에 있어서,
상기 덮개는
튜브 지지대와 체결되는 반대측에 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 도폭선 폭발 가스를 이용한 절개 장치의 절단 단계.