KR20180043099A - 회전그물형 기갑차량 방어장치 및 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비행체를 방어하는 기갑차량 방어장치에 있어서, 상기 비행체가 안착하는 그물형상의 탄착판, 상기 탄착판과 수직되게 형성되어 상기 탄착판에 안착한 비행체의 측면을 타격하여 회전력을 전달하는 타격판, 상기 방어장치의 회전축을 포함하여 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 회전부 조립체를 포함하며 상기 비행체 중심축의 수직방향으로 힘을 가해 상기 비행체의 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치 및 설치방법이다.

Description

회전그물형 기갑차량 방어장치 및 설치방법{ROTATION NET TYPE DEFENSE EQUIPMENT AND INSTALLATION METHOD FOR TANK AND ARMORED VEHICLE}

본 발명은 적이 발사한 포탄, 로켓탄, 유도탄 등을 아군의 전차 및 장갑차 등의 기갑차량에 타격 시 피해를 최소화 할 수 있는 방어장치 및 설치방법에 관한 것이다.

전차 및 장갑차 등의 기갑차량을 보호하는 장갑을 파괴시키기 위한 성형작약탄은 탄체의 중심 방향으로 폭발 위력을 집중시켜 장갑 관통효과를 극대화 시킨다. 이를 위해 도 1과 같이 화약이 충전된 탄체 내부에 꼬깔 모양의 금속(금속라이너, 214)을 위치시킨다.

일반적인 성형작약탄의 작동 개념을 도 2에 나타내었다. 탄두부 앞에 위치한 신관기폭스위치(210)가 작동하면 기폭신호전달선(211)을 통한 작동신호가 탄체 바닥의 신관기폭부(212)를 작동시켜 성형작약(213)을 폭발시킨다. 이러한 탄두 기폭방법은 신관의 종류에 따라 상기 신관기폭부(212) 내부에 상기 신관기폭스위치(210)을 위치시키는 방법도 사용되고 있다. 이러한 경우 표적에 탄착 시 충격력이 탄두외피(216) 및 탄체(215)를 통해 전달돼야 하므로 상기 신관기폭스위치(210)를 전방에 위치시킨 경우보다 더 견고하게 제작해야 된다. 그리고 상기 탄두전방외피(216)는 탄이 고속으로 비행할 때 공기와 마찰에 의한 공력하중, 상기 신관기폭스위치 작동하중 등을 고려하여 충분한 강도를 유지하도록 설계 및 제작한다. 상기 신관기폭부(212)에 장착된 기폭약이 폭발하면, 탄체 내부에 충전된 상기 성형작약(213)이 폭발하게 된다. 상기 성형작약(213)이 탄체 내부에서 폭발하면 이러한 폭발에너지가 상기 금속라이너(214)를 고속의 금속제트로 변형시킨다. 이 고속의 금속제트는 탄체 축방향으로 지향되고 이를 이용하여 장갑을 파괴 또는 관통함으로써 피해를 발생시킨다.

상기와 같은 원리로 작동하는 성형작약탄두를 적용한 비행체에 피격될 때 피해를 최소화 시키는 방법으로 '탄두기폭 차단', '금속제트 생성억제', '금속제트 진행방해 및 금속제트 방향변경' 등이 있다.

상기 첫째 방법인 '탄두기폭 차단' 방법은 도 1에 표현된 상기 신관기폭스위치(210)의 작동을 방해하거나 또는 탄두 기폭 전에 상기 기폭신호전달선(211)을 절단시킴으로써 탄두가 폭발하지 않고 표적에 충돌하여 폭발에너지를 발생시키지 못하도록 하는 방법이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로 그물망을 이용해 날아오는 비행체를 포획하거나, 비행체가 목표와 충돌 전 상기 신관기폭스위치(210) 또는 상기 기폭신호전달선(211)에 손상을 줄 수 있도록 금속망 또는 금속구조물 등 외부 구조물을 활용하는 방법이 사용되고 있다. 그리고 최근 탐지기술이 발달함에 따라 보호대상 외부에 장착된 밀리미터파 레이더를 이용해 접근하는 비행체의 진로와 속도를 탐지하여 접근하는 비행체를 파괴시킬 수 있는 대응탄을 발사함으로써 보호대상을 보호할 수 있는 "능동방호시스템"이 개발되기도 하였다.

상기 둘째 방법인 '금속제트 생성억제' 방법은 탄두 기폭 시 폭발에너지가 상기 금속라이너(214)에 효과적으로 전달되지 못하게 하거나 또는 외부 수단을 이용해 금속제트를 형성시키기 전에 상기 금속라이너(214)를 손상시키는 방법이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로 보호대상 외부에 설치된 원뿔형 등의 날카로운 돌출부를 위치시켜 탄두가 목표에 충돌하여 상기 신관기폭스위치(210)가 작동하기 전에 상기 날카로운 돌출부에 의해 상기 탄두외피(216) 및 상기 금속라이너(214)가 손상을 받을 수 있도록 하는 방법을 적용하기도 한다.

상기 셋째 방법인 '금속제트 진행방해' 방법은 탄두가 정상적으로 기폭 되어 형성된 금속제트가 장갑을 관통할 때 적절한 수단을 동원해 금속제트 효율을 저감시키는 방법이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로 보호대상 외부에 금속제트가 충돌할 때 내부 화약의 폭발력과 구조물 비산을 통해 금속제트 생성을 효과적으로 방해하는 "폭발반응장갑" 또는 금속제트가 충돌할 때 비폭발성 반응을 통해 금속제트 생성을 방해하는 "비활성 반응장갑"이 사용된다.

상기 넷째 방법인 '금속제트 방향변경' 방법은 탄두가 폭발하기 전에 비행체 중심축이 지향하는 방향을 회전시켜 탄두가 폭발하여 정상적인 금속제트를 형성한다고 하더라도 금속제트가 보호대상물을 비켜가거나 또는 맞아도 방호가 가능한 부분으로 유도하는 방법이다.

상기에 나타낸 여러 수단들을 종합적으로 적용하여 적이 발사한 포탄, 로켓탄 및 대전차 유도탄 등의 비행체로부터 아군 전차 및 장갑차 등의 기갑차량이 피격될 때 경제적인 방법으로 피해를 최소화하는 것을 발명의 목표로 한다.

성형작약탄은 속도에 큰 영향을 받지 않으면서도 효과적인 장갑 관통능력을 발휘할 수 있어 대전차 유도탄을 포함한 대전차 탄약 또는 휴대용 로켓탄 및 무반동 총 등의 무기체계에 일반적으로 적용되는 탄약의 일종이다. 성형작약탄을 적용한 대전차유도탄, 대전차로켓탄 등의 직경은 60mm ~ 180mm, 길이 300mm ~ 1800mm까지 아주 다양하다. 상기 직경과 길이는 휴대가능성과 파괴시키고자 하는 표적의 장갑두께 등을 고려하여 선정된 것이다. 일반적으로 성형작약탄두의 관통력은 탄두 직경에 비례하므로 직경이 클수록 더 큰 관통력을 발휘할 수 있지만 탄약의 무게가 증가하게 된다. 그리고 탄약의 무게가 증가됨에 따라 이를 발사하는 발사장치의 무게 또한 증가하게 된다. 그러므로 무기체계 운용 요구조건 및 전장환경을 고려하여 성형 작약탄의 직경이 결정된다.

성형작약탄두를 적용한 탄약을 사용하는 적으로부터 아군 기갑차량을 효과적으로 보호하기 위한 여러 고안 및 발명이 있었다. 이러한 기존 방법들의 일례들로는 '외부 철망 또는 그물망 두르기'(도 3), '반응장갑'(도 4) 및 '능동방호체계'(도 5) 등이 있다.

먼저 도 3의 '외부 철망 또는 그물망 두르기' 방식의 경우 저렴한 비용으로 뾰족한 형태의 탄두에 대해서는 효과를 볼 수 있지만 일반적인 대전차유도탄 같이 둥근 형태의 탄두 앞부분에 크러쉬 스위치를 장착한 비행체에 대해서는 큰 효과를 보지 못한다.

다음으로 도 4의 '반응장갑' 방식은 단일 성형작약탄에 대해서는 뛰어난 효과를 보이지만 선구탄두와 주탄두를 장착한 이중 성형작약탄에 대해서는 그 효과가 반감된다.

마지막으로 도 5와 같은 '능동방호체계' 방식은 이제까지 실전 배치된 여러 시스템들 중 가장 효과적인 방법이지만 비용이 비싸고 보병과 같이 작전하는 경우 보병의 피해를 유발하는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-2011-0074575(특허문헌 1) '네트를 이용한 전투차량 방호장치'의 경우 대전차 유도탄 또는 로켓탄 등 전방부가 둥글고 신관작동스위치(크러쉬스위치 등)가 비행체 전방부에 장착된 비행체의 경우 비행체가 네트에 충돌하면서 신관이 작동하여 성형작약탄두가 기폭 되는 문제를 해결할 수 없다.

그리고 상기 국내특허 외에 기존의 네트(그물망)를 이용하는 방법은 비행체의 운동에너지를 고려할 때 보호 대상물 외부 짧은 거리의 공간에서 고속으로 날아오는 비행체를 멈추거나 튕겨 내보내기 위해서는 현실적으로 실현이 어려운 문제가 있다. 기존 네트(그물망)가 효과를 보는 경우는 끝이 뾰족한 RPG-7 같은 로켓탄이 그물망 격자 사이로 빠져나가면서 탄두 기폭장치가 손상되어 기폭을 억제하는 효과가 주요 요인이었다.

또한, 미국특허 US 2011-0067561 A1(특허문헌 2), 'MULTILAYER ARMOR SYSTEM FOR DEFENDING AGAINST MISSILE-BORNE AND STATIONARY SHAPED CHARGES', 미국특허 US 2012-0152101 A1(특허문헌 3), 'APPARATUS FOR EXTENDING AND RETRACTING AN ARMOR SYSTEM FOR DEFEATING HIGH ENERGY PROJECTILES'는 상기 특허문헌 1과 유사한 개념으로 비행체가 네트에 충돌하는 것을 대비하여 고안된 발명이다. 그러므로 탄두부 형상이 둥근 비행체 충돌 시 탄두 폭발에 의한 금속제트의 피해를 입게 된다.

미국특허 US 7900548 B2(특허문헌 4), 'PROTECTION SYSTEM INCLUDING A NET'의 경우 비행체가 날아오는 것을 감지하여 비행체를 포집할 수 있는 그물을 발사하는 방법으로써 기본적으로는 '능동방어체계'와 유사한 개념이다. 이는 탄체 포집 및 비행체 탐지장치의 작동 효율성을 감안할 때 경제적 방법으로 간단하게 설치하기 어려운 문제점이 있다.

KR 10-2011-0074575 US 2011-0067561 A1, 도 3 US 2012-0152101 A1 US 7900548 B2 KR 10-2010-0046958

상술한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 전차 및 장갑차 등의 기갑차량 외부에 장착되는 회전그물 및 타격판으로 구성된 장치로써, 표적을 향해 접근하는 비행체가 본 발명의 탄착판에 도달하면 비행체의 중심축 지향방향을 변경시켜 비행체에 장착된 성형작약탄두가 폭발하더라도 발생된 금속제트가 기갑차량에 피해를 입히는 것을 최소화하고, 상기 비행체 기폭장치를 손상시켜 성형작약탄두의 폭발을 억제시킬 수 있는 수단을 제공하여 전차 및 장갑차 등의 기갑차량을 보호하고자 한다.

본 발명은 비행체를 방어하는 기갑차량 방어장치에 있어서, 상기 비행체가 안착하는 그물형상의 탄착판, 상기 탄착판과 수직되게 형성되어 상기 탄착판에 안착한 비행체의 측면을 타격하여 회전력을 전달하는 타격판, 상기 방어장치의 회전축을 포함하여 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 회전부 조립체를 포함하며 상기 비행체 중심축의 수직방향으로 힘을 가해 상기 비행체의 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치이다.

본 발명은 경제적이고 효과적인 방법으로 적이 발사한 다양한 종류의 대전차로켓 및 대전차 유도탄 등으로부터 아군의 전차 및 장갑차 등의 기갑차량을 보호할 수 있는 수단을 제공한다.

본 발명을 통해 보호수단을 제공받는 전차 및 장갑차 등의 기갑차량은 적의 매복 공격으로 피해가 크게 발생하는 시가전 전투 또는 산악지역에서 전투를 수행할 때 전장에 투입되기 전 신속한 장-탈착 또는 장착위치의 재배치가 가능하기 때문에 작전운용의 탄력성을 높일 수 있다. 그리고 아군에 보호수단을 제공함으로써 피해를 최소화시킴은 물론 아군의 사기와 전투력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 성형작약탄의 기본 내부구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 성형작약탄의 작동 개념도이다.
도 3은 종래의 기갑차량 방어방법 중 '외부철망 또는 그물망 두르기' 방식의 예시이다.
도 4는 종래의 기갑차량 방어방법 중 '반응 장갑' 방식의 개념도이다.
도 5는 종래의 기갑차량 방어방법 중 '능동방호체계' 방식의 개념도이다.
도 6은 비행체 중심축 회전방법의 개념도이다.
도 7은 측력 위치와 비행체 무게중심의 관계를 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기갑차량 방어장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 기갑차량 방어장치의 진행 단계별 비행체의 진행방향 및 회전력 방향을 보여주는 개념도이다.
도 10은 본 발명을 기갑차량에 설치한 예시이다.
도 11은 본 발명에 따른 진행 단계별 비행체의 중심축 방향 및 방어장치의 각도 변화를 보여주는 개념도이다.
도 12는 본 발명에 따른 탄착판과 타격판의 정면도 및 측면도이다.

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 제공되는 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.

본 발명은 포탄 또는 유도탄 등의 비행체를 방어하는 기갑차량 방어장치(100)에 있어서, 상기 비행체가 안착하는 그물형상의 탄착판(21), 상기 탄착판과 수직되게 형성되어 상기 탄착판에 안착한 비행체의 측면을 타격하여 회전력을 전달하는 타격판(26), 상기 방어장치의 회전축(36)을 포함하여 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 회전부 조립체(30)를 포함하며 상기 비행체 중심축의 수직방향으로 힘을 가해 상기 비행체의 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치이다.

상기 탄착판(21)은 상기 비행체의 진행방향을 회전시키는 기본망(24), 상기 비행체가 상기 기본망의 격자 안으로 위치하도록 유도하는 인장망(23)을 포함하며 상기 기본망의 인장강도는 상기 인장망의 인장강도 보다 크다. 상기 기본망(24)은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 그물망 형태이고 상기 기본망의 교차 간격은 방어하려는 상기 비행체에 단면적보다 작다. 또, 상기 인장망(23)은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 그물망 형태로 상기 기본망의 하나의 격자 내에 상기 인장망의 교차점이 복수 존재하도록 상기 기본망 보다 촘촘하게 교차되어 매듭지어진다.

상기 타격판(26)은 상기 타격판을 따라 동일하게 이격되어 위치하는 타격봉(27)을 포함하며 상기 타격봉은 상기 탄착판(21)과 상기 방어장치의 회전축(36) 방향으로 돌출된 봉 형상이다.

상기 회전부 조립체(30)는 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)을 연결하는 판형상의 연결판(41), 상기 기갑차량에 고정되어 상기 탄착판과 상기 타격판의 교차점을 중심으로 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 고정용 브라켓(31), 상기 고정용 브라켓의 브라켓 체결구(34)와 상기 연결판의 연결판 체결구(33)에 각각 연결되어 장력에 의해 상기 탄착판과 상기 타격판을 설정한 위치에 고정시키는 용수철(32)을 포함한다.

위에서 설명한 기갑차량 방어장치(100)의 설치방법은 다음과 같다.

도 10은 본 발명을 기갑차량에 설치한 예시이고, 도 11은 본 발명에 따른 기갑차량 방어장치의 진행 단계별 비행체의 중심축 방향 및 장치의 각도 변화를 보여주는 개념도로 참고하면 이해가 쉽다.

먼저 상기 방어장치의 회전축(30)은 상기 기갑차량의 정면을 향하고 상기 탄착판(21)은 중력방향 내지 중력반대방향을 향하며, 상기 타격판(26)은 지면과 평행하며 상기 기갑차량의 바깥을 향하도록 설치된다.

도 10과 같이 상기 기갑차량의 상부에 설치되는 상기 방어장치(100)는 상기 탄착판(21)이 중력방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 상측으로 유도한다. 또, 상기 기갑차량의 하부에 설치되는 상기 방어장치는 상기 기갑차량의 하부의 중심보다 상측에 설치되는 경우, 상기 탄착판이 중력방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 상측으로 유도하고, 상기 기갑차량의 하부의 중심보다 하측에 설치되는 경우, 상기 탄착판이 중력 반대방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 하측으로 유도하여 상기 기갑차량의 중요부의 파손을 최소화 한다. 상기 방어장치(100)는 적용하려는 기갑차량의 중요위치에 맞춰 적절하게 변경하며 설치할 수 있다.

본 발명의 구성 및 작용에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 아군의 기갑차량이 성형작약탄두를 적용한 포탄, 로켓탄 및 대전차 유도탄 등의 비행체에 피격될 때 기갑차량 외부 일정거리에서 비행체 축방향을 의도적으로 회전시켜 탄두 폭발로 형성된 금속제트가 목표에 효과적으로 작용하는 것을 방해하여 아군 기갑차량의 피해를 최소화시키는 것을 목적으로 한다. 목표를 향해 다가오는 비행체를 회전시키기 위해서는 도 6과 같이 비행체 축 중심의 직각방향으로 힘(F)을 가해 비행체를 회전시키는 것이 가장 효과적이다.

사람이 휴대할 수 있는 휴대형 대전차로켓탄 및 대전차 유도탄 등은 효과적이고 치명적인 기갑차량 파괴수단이다. 이러한 휴대형로켓탄 및 대전차 유도탄이 목표를 향해 발사될 때의 일반적인 비행속도는 100 ~ 250m/s 정도 범위에 있으며, 무게는 로켓탄의 경우 2 ~ 10kg, 대전차유도탄의 경우 6 ~ 50kg 범위에 있다.

상기 예시 범위의 비행속도와 무게를 갖는 비행체가 목표와 충돌 후 폭발하여 금속제트를 형성하기 전에 비행체를 회전시키기 위해서는 비행체 무게중심에서 일정거리 필요한 측방향 힘을 산출하는 것은 아주 중요하다. 우선 탄체 비행속도(v), 회전 목표각(θ), 힘작용 지점부터 회전 목표각 도달거리(x), 탄체 무게중심과 작용점까지 거리(L), 탄체 길이(l) 및 무게(m)에 대한 정보가 필요하다. 그리고 비행체에 측방향 힘이 작용할 경우 작용점을 중심으로 회전한다는 가정을 적용하면, 도 6과 같이 비행중인 탄체 축방향에 수직방향으로 외력이 가해질 경우 아래와 같은 수식을 통해 비행체 중심축 회전에 필요한 힘이 어느 정도 필요한지 예상할 수 있다.

1) 작동시간(sec) : t = x/v

2) 발생 각속도(rad/sec) : ω= θ/t

3) 발생 각가속도(rad/sec^2) : α= ω/t

4) 탄체 관성모멘트(kg*m^2) : M = (1/12)*m*l^2

5) 필요 토크(N*m) : τ= α* M

6) 필요 측방향 힘(kgf) : F = τ/L/g, g : 중력가속도

상기 식을 적용한 일례를 살펴보면, 일반적인 탄 길이 0.5m, 무게중심과 작용점과의 거리 0.2m, 무게 2.5kg의 대전차유도탄이 150m/s속도로 날아올 때 보호해야 할 목표로부터 0.5m 거리에서 유도탄 탄체를 30도 회전시키기 위해서는 0.005sec 작동시간에 약 2,453Nm의 토크가 필요하다. 즉, 대전차 유도탄에 상기 작용점에서 탄체 수직방향으로 약 1.25톤의 측력이 작용해야 한다.

상기와 같은 조건에서 비행체를 짧은 시간에 효과적으로 회전시키기 위해서는 무게가 가볍고 강도가 좋은 재료를 사용하는 것이 필수적이다. 이를 위해 적용 가능한 소재로 고강도섬유를 플라스틱 수지에 보강재로 적용한 복합소재를 적용할 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 복합소재에 적용 가능한 고강도 섬유로는 탄소섬유, 아라미드섬유 및 고강도유리섬유(S-Glass)를 적용할 수 있다. 일반적으로 저렴한 가격에 수급이 용이한 범용 탄소섬유의 인장강도는 약 10톤(1,000GPa) 정도이고, 고강도형 탄소섬유의 경우 약 30톤, PAN 계열의 초고강도형 탄소섬유는 약 60톤 정도의 인장강도를 보유한다. 그리고 아라미드섬유의 인장강도는 약 30톤 정도이고, 유리섬유의 경우 인장강도가 약 30~40톤급이다.

상기 내용을 반영하여 회전축을 중심으로 수직으로 조립된 한 쌍의 조립체가 탄체에 작용하는 작동 개요를 도 7에 나타내었다. 도 7의 (a)는 측력의 작용점이 비행체 무게중심 후방에 작용하는 경우이고, 도 7의 (b)는 측력의 작용점이 비행체 무게중심 전방에 작용하는 경우이다. 측력의 작용점 즉, 방호장치의 길이를 어떻게 선정하느냐에 따라 동일 방향에서 날아오는 비행체의 회전방향이 달라지는 결과가 나타난다. 성형작약탄을 적용한 대전차 유도탄, 대전차로켓탄 등의 직경은 60mm ~ 180mm, 길이 300mm ~ 1800mm까지 아주 다양하다. 이러한 점을 고려할 때 비행체에 측력을 제공하는 것은, 상기와 같이 측력의 작용점을 고려했을 때 방호장치 크기를 결정하기 위해서는 위협이 되는 비행체의 크기, 전차 및 장갑차 방호면적, 방호장치 재질 등을 고려해야 한다.

도 8은 본 발명의 따른 방어장치의 구성을 나타내고 있다.

본 발명에 의한 방어장치(100)는 전차 및 장갑차 등 기갑차량 기동 중에도 정해진 위치에 고정되어 있다가, 비행속도 100 ~ 250m/s 정도 범위에 있는 2 ~ 10kg 무게의 대전차로켓탄 또는 6 ~ 50kg 무게의 대전차 유도탄이 상기 방어장치의 탄착판(21)에 충돌하면서 발생되는 회전력을 이용해 탄착판(21)과 일정 각도로 체결되어있고 동일한 회전축을 갖는 상기 타격판(26)을 이용해 대전차로켓 및 대전차 유도탄 등의 비행체 전방부에 측력을 발생시켜 비행체의 진행방향을 회전시키거나 탄두 기폭장치를 파괴하여 전차 및 장갑차 등의 기갑차량을 보호할 수 있는 수단을 제공한다.

본 발명에 의한 방어장치(100)는 상기 목적을 달성하기 위해 상기 고정용브라켓(31)에 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)을 45도 ~ 90도 각도로 동일 회전축에 배치하고, 상기 연결판(41)으로 체결한다. 그리고 상기 탄착판(26)의 길이는 100mm ~ 300mm 범위로 제작하고 상기 타격판(26)은 각종 길이의 비행체 전방부를 타격하기 위해 100mm ~ 300mm 길이로 제작한다. 또한, 기동 중 방어장치가 의도된 위치에 있도록 하기 위해 회전축 역할을 수행하는 상기 고정용 브라켓(31)에 상기 용수철(32)로 연결된다.

도 9에 본 발명의 일례로 구성된 방어장치가 작동하는 동작원리를 나타내었다. 비행체와 충돌 전 고정상태에서는 기갑차량이 기동 중에도 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)이 일정 위치에 고정되도록 상기 고정용 브라켓(31)의 하단부에 설치된 상기 브라켓 체결구(33)와 상기 연결판(41)에 설치된 연결판 체결구(34)에 설치된 상기 용수철 (32)의 장력이 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)의 회전축 선상을 벗어난 상태에서 작용하기 때문에 상기 탄착판과 상기 타격판이 기갑차량 이동에 따른 진동이 발생해도 정해진 위치에 고정되어 있다. 만약 상기 탄착판(21)에 비행체가 충돌하여 발생된 충돌력에 의한 회전력이 방어장치의 회전축과 용수철장치의 기하학적 고정력을 상회하면 도 9와 같은 순서로 방어장치가 작동하게 된다.

도 8의 본 발명의 일례에 따른 방어장치는 비행체가 상기 탄착판(21)과 충돌할 때 비행체가 회전하기 전에 탄두가 기폭되지 않도록 비행체에 충돌 충격을 최소화 시키기 위해 상기 탄착판을 그물형으로 고안하였다.

상기 탄착판(21)에 적용하는 그물망 제작 시 각 줄에 걸리는 힘이 다른 두 종류의 줄로 그물망을 제작한다. 본 발명의 일례에 의해 그물망을 제작할 때 강한 힘으로 감아 탄체 입사시 줄의 늘어나는 변위가 적어지도록 제작된 그물망을 상기 기본망(23)이라 한다. 그리고 상기 기본망(23) 사이에 상기 기본망(23) 보다 약한 힘으로 줄을 감아 탄체 입사시 늘어나는 변위가 더 큰 그물망이 상기 인장망(22)이다.

상기와 같은 구성으로 고안된 방어장치(100)의 일례가 입사되는 비행체의 중심축을 회전시키는 개요를 도 7에 나타내었다. 도 7은 상기 탄착판(21)에 탄착한 비행체는 상기 탄착판의 회전과 상기 타격판(26)의 회전력에 의해 비행체 자체가 외력을 받아 중심축이 회전하는 개요를 보여주고 있다. 확률적으로 아주 작지만, 만약 비행체 중심이 상기 타격판(26) 끝에 정통으로 충돌한다면 상기 타격판에 의해 비행체가 손상되어 불발되도록 상기 타격판의 형상 및 재료를 선정한다.

도 11은 본 발명에 따른 진행단계별 비행체의 중심축 방향 및 방어장치의 각도변화를 보여주고 있다.

도 12는 본 발명에 의한 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)의 정면도 및 측면도를 보여주고 있다. 상기 탄착판(21), 상기 타격판(26) 및 회전부(30) 등이 조립된 발명의 구성품을 나타내었다. 상기 탄착판(21)은 비행체 직경에 따라 효율적인 대응이 가능하도록 인장강도가 다른 두 종류의 줄로 그물망을 형성한다. 본 발명의 일례에 의해 그물망을 제작할 때 강한 힘으로 감아 비행체 탄착 시 비행체중심축의 회전을 원활히 시킬 수 있도록 배치한 그물이 상기 기본망(24)이고 상기 기본망(24) 사이에 상기 기본망 보다 약한 힘으로 줄을 감아 비행체 탄착 시 더 큰 변위로 뒤로 밀려 비행체가 상기 기본망(24)의 격자 안에 위치할 수 있도록 유도하는 그물이 상기 인장망(23)이다.

탄착하는 비행체가 상기 인장망(23)에 탄착하면 상기 인장망의 격자(매듭)에 비행체의 탄두가 접촉함에 따라 비행체는 감속되면서 느슨했던 줄이 팽팽해진다. 이러한 원리로 비행체의 탄두가 받는 충격을 완화시키면서 탄두가 폭발하지 않고 회전할 수 있도록 한다. 그리고 이러한 효과는 상기 탄착판(21)에 가해지는 충격을 완화시키는 기능과 상기 기본망(24) 사이의 공간 내에 비행체를 안착시키는 기능을 병행한다. 상기 인장망(23)이 팽팽해지면서 상기 기본망(24)까지 탄두가 들어 오면 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)이 상기 고정용 브라켓(31)과 한 몸체로 조립된 회전부의 회전축(36)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 탄착판(21)과 상기 타격판(26)이 회전할 때 이미 팽팽하게 설치한 상기 기본망(24)이 비행체를 가두게 되고 이러한 효과로 비행체는 초기부터 탄착한 상기 기본망(24) 격자 안에서 비행체 중심축의 회전운동을 진행하게 된다. 그리고 상기 인장망(23)이 탄두의 미끄러짐을 잡아줄 때 상기 타격판(26)이 비행체 측면을 회전력으로 타격하여 회전에 필요한 측방향 힘을 전달한다. 상기 타격판(26)이 비행체 측면을 타격할 때 비행체에 효과적인 손상을 발생시킬 수 있도록 상기 타격판(26)에 경량이면서 강성이 큰 복합재 또는 세라믹 재질로 일정 길이와 형태를 갖도록 상기 타격봉(27)을 제작하여 상기 타격판과 한 몸체로 조립한다. 상기 탄착판(21)에 비행체가 탄착하면 상기 인장망(23)과 상기 기본망(24)에 의해 상기 탄착판이 회전하게 되고 이때 한 몸체로 제작된 상기 타격판(26)도 같이 회전하면서 비행체 측면을 상기 타격봉(27)이 타격하여 비행체의 비행 중심축을 회전시키게 된다.

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.

100 : 방어장치
21 : 탄착판
22 : 망 고정구
23 : 인장망
24 : 기본망
26 : 타격판
27 : 타격봉
30 : 회전부 조립체
31 : 고정용 브라켓
32 : 용수철
33 : 브라켓 체결구
34 : 연결판 체결구
36 : 회전축
41 : 연결판
210 : 신관시폭스위치
211 : 기폭신호전달선
212 : 신관기폭부
213 : 성형작약
214 : 금속라이너
215 : 탄체
216 : 탄두외피

Claims (15)

1. 비행체를 방어하는 기갑차량 방어장치에 있어서,
   상기 비행체가 안착하는 그물형상의 탄착판;
   상기 탄착판과 수직되게 형성되어 상기 탄착판에 안착한 비행체의 측면을 타격하여 회전력을 전달하는 타격판;
   상기 방어장치의 회전축을 포함하여 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 회전부 조립체; 를 포함하며
   상기 비행체 중심축의 수직방향으로 힘을 가해 상기 비행체의 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄착판은 상기 비행체의 진행방향을 회전시키는 기본망;
   상기 비행체가 상기 기본망의 격자 안으로 위치하도록 유도하는 인장망; 을 포함하며
   상기 기본망의 인장강도는 상기 인장망의 인장강도 보다 큰 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기본망은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 형태로
   상기 기본망의 교차 간격은 방어하려는 상기 비행체에 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 인장망은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 형태로
   상기 기본망의 하나의 격자 내에 상기 인장망의 교차점이 복수 존재하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 타격판은 상기 타격판을 따라 동일하게 이격되어 위치하는 타격봉을 포함하며
   상기 타격봉은 상기 탄착판과 상기 방어장치의 회전축 방향으로 돌출된 봉 형상인 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 회전부 조립체는 상기 탄착판과 상기 타격판을 연결하는 판형상의 연결판;
   상기 기갑차량에 고정되어 상기 탄착판과 상기 타격판의 교차점을 중심으로 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 고정용 브라켓;
   상기 고정용 브라켓의 브라켓 체결구와 상기 연결판의 연결판 체결구에 각각 연결되어 장력에 의해 상기 탄착판과 상기 타격판을 설정한 위치에 고정시키는 용수철; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치.
7. 비행체를 방어하는 기갑차량 방어장치의 설치방법에 있어서,
   상기 방어장치의 회전축은 상기 기갑차량의 정면을 향하며
   탄착판은 중력방향 내지 중력반대방향을 향하고
   타격판은 지면과 평행하며 상기 기갑차량의 바깥을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 기갑차량의 상부에 설치되는 상기 방어장치는
   상기 탄착판이 중력방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 상측으로 유도하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 기갑차량의 하부에 설치되는 상기 방어장치는
   상기 기갑차량의 하부의 중심보다 상측에 설치되는 경우,
   상기 탄착판이 중력방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 상측으로 유도하고,
   상기 기갑차량의 하부의 중심보다 하측에 설치되는 경우,
   상기 탄착판이 중력 반대방향을 향하도록 설치하여 상기 비행체의 진행방향을 상기 기갑차량의 하측으로 유도하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 비행체가 안착하는 그물형상의 상기 탄착판;
    상기 탄착판과 수직되게 형성되어 상기 탄착판에 안착한 비행체의 측면을 타격하여 회전력을 전달하는 상기 타격판;
    상기 방어장치의 회전축을 포함하여 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 회전부 조립체; 를 포함하며
    상기 비행체 중심축의 수직방향으로 힘을 가해 상기 비행체의 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 탄착판은 상기 비행체의 진행방향을 회전시키는 기본망;
    상기 비행체가 상기 기본망의 격자 안으로 위치하도록 유도하는 인장망; 을 포함하며
    상기 기본망의 인장강도는 상기 인장망의 인장강도 보다 큰 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 기본망은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 형태로
    상기 기본망의 교차 간격은 방어하려는 상기 비행체에 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 인장망은 서로 수직하게 설치되어 교차점이 매듭지어진 형태로
    상기 기본망의 하나의 격자 내에 상기 인장망의 교차점이 복수 존재하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 타격판은 상기 타격판을 따라 동일하게 이격되어 위치하는 타격봉을 포함하며
    상기 타격봉은 상기 탄착판과 상기 방어장치의 회전축 방향으로 돌출된 봉 형상인 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.
15. 제10항에 있어서,
    상기 회전부 조립체는 상기 탄착판과 상기 타격판을 연결하는 판형상의 연결판;
    상기 기갑차량에 고정되어 상기 탄착판과 상기 타격판의 교차점을 중심으로 상기 탄착판과 상기 타격판을 회전시키는 고정용 브라켓;
    상기 고정용 브라켓의 브라켓 체결구와 상기 연결판의 연결판 체결구에 각각 연결되어 장력에 의해 상기 탄착판과 상기 타격판을 설정한 위치에 고정시키는 용수철; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 기갑차량 방어장치의 설치방법.

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