KR940010780B1 - 항공 투하용 폭탄을 위한 팽창식 감속 및 회전방지 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

항공 투하용 폭탄을 위한 팽창식 감속 및 회전방지 장치

제 1 도는 본 발명 구조물의 부분 절개 사시도.

제 2 도는 부분 절개된 제 1 도로부터의 감속장치의 분리도.

제 3 도는 접어진 또는 절첩상태의 감속장치를 갖는 제 1 도에 도시한 구조물의 횡단 정면도.

제 4 도는 로케트내에 내포된 상태로 다수의 폭탄을 보여주는 제 3 도와 유사한 정면도.

제 5 도는 제 1 도에 도시한 구조물의 측면도.

제 6 도는 제 5 도의 구조물의 분리도.

제 7 도는 각도 변위에 기초한 제 1-5 도의 구조물에 있어서의 전투효율의 손실을 나타낸 그래프.

제 8 도는 표적과 충돌하기 직전의 제 1 도의 구조물의 전체도.

본 발명은 고속 운행체로부터 발사되며 초당 2600피이트로 이동하는 기류속도에서 발사를 견딜 수 있는 고항력 안정장치를 제공하도록 고안된 항공 폭탄용의 접을 수 있는 팽창성 감속장치와 감속 및 회전방치장치에 관한 것으로, 감속장치는 중공 팽창성 스타(star)를 포함하고 있으며, 그 최외측 지점은 후드가 형성된 밸브개구를 갖고 있어 그를 통하여 조절기류가 들어가 스타를 팽창시켜 감속장치가 부착되어 있는 탄환을 감속시키고 회전을 방지한다.

감속장치 및 그로부터 현수된 동체가 고속으로 항공기 또는 미사일로부터 발사되는 경우, 감속장치의 전개는 갑작스러운 감속으로 인한 심한 충격을 일으킬 수도 있다. 그와 같은 충격은 때때로 감속장치의 구조적 파괴 또는 감속장치가 부착되는 탄두(payload)의 손상을 일으키기에 충분하다. 공지의 감속장치는 진행단계에서 폭탄을 감속시키고 손상의 영향을 감소시키기 위하여 낙하산, 금속 휜 수직안정판 안정장치 및 벨루트(ballute) 기술을 이용하고 있다.

그와 같은 장치가 갖는 공통적인 난점은 분산시 과도한 속도가 때때로 감속장치에 과도한 응력을 가하여 이를 파괴시킨다는 점이 있다. 예컨대 낙하산은 초당 1500피이트 이하의 속도에서 항력을 제공하나 고속에서 갑자기 개방되면 줄이 엉키어 일정한 방향이 잡히지 않거나 파괴된다. 또한 낙하산은 가지 및 관목에 걸리어 탄약이 표적에 충돌하는 것이 방해되기 때문에 산림지역에 사용하기에 적합하지 않다.

금속 수직안정판 안정장치는 발사속도가 초당 1600피이트 이하에선 허용 가능한 감속을 제공하지만 때때로 그보다 높은 속도에서 구조적으로 파괴되어 회전을 야기하여 불안정한 탄도궤도가 되게하며 광범 위한 산란이 요망되는 분산 패턴이 불충분하게 한다.

본 발명자에게 허여된 미국특허 제 4215836호에 기술된 것과 같은 밸루트 기술로 언급되는 낙하산 및 기구의 조합은 공지 기술보다 많은 이점을 제공하고 있다. 이 경우 본 발명은 상기 특허에 의하여 보호되는 개념보다 상당한 개량을 제공하여 준다.

본 발명은 장치의 적당한 팽창 및 구조적 완전성을 확실하게 하는 공기 수쿠우프(air scoop)에 의하여 초당 2600피이트 이상의 속도에서 성공적인 분산을 가능하게 하는 밸루트 기술에 관한 것이다. 감속 후에, 감속장치는 탄약을 위한 안내 및 안정장치(회전방지장치)로서 계속 작용한다.

따라서, 본 발명의 목적은 향상된 작동 신뢰성이 제공되도록 탄약에 부착된 신규 고항력 안정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 경제적으로 제작할 수 있으며 초당 2600피이트 이상의 속도에서 작동할 수 있는고항력 안정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 탄약에 부착되며 미리 선정된 최종 속도로 감속시에는 안정장치가 되는 고항력 안정장치를 제공하는데 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

도면을 참조하면, 제 1 도에는 미국특허 제 4,215,836호에 기술된 니트(28)와 하중스템(load stem)(30)과 같은 소정의 편리한 방식으로 작용하는 연결봉 또는 축(16)에 의해 팽창성인 중공의 가요성 침버(14)를 구비한 감속장치에 견고하게 고정된 소폭탄(bomblet), 자공탄(sub-munition), 또는 기타의 동체(12)를 갖는 자공탄조립체(10)가 도시되어 있다.

자공탄 또는 소폭탄(12)은 원통형의 외측 하우징(18)과, 그의 일측 단부에 고정된 챔버(14)를 포함하며, 공간(24,26)에 의해 일정 간격으로 이격된 일련의 장방형 돌기(20,22)를 구비한 하측변부(19)에서 종료된다, 소폭탄(12)의 하우징(18)에는 폭발물을 무장시켜 폭파시키도록 한 화약과 충격뇌관 및 기타의 감지기구를 포함하는 형식의 전쟁장비에 필요한 모든 부품이 들어있다.

또한, 하우징(18)은 대체로 원추형인 내측턱(28)과, 챔버(l4)가 접어졌거나 수축되었을 경우, 챔버의 크기 및 형태를 수용토록한 체적의 형상을 한 동심원의 내측 공동 또는 중공의 저장공간(30)을 포함한다. 이는 제 4 도에 도시한 바와 같이 세장원통형 로켓의 탄두(payload) 부위를 점유하도록 다중 소폭탄 조절체를 종축에 대해 순차적으로 포장하도록 한다.

제 2 도에는 세개의 방사상 외측 로우브(lobe) 또는 날개(32)를 구비한 거의 평평한 별과 유사한 형태인 감속장치(14)가 도시되어 있다. 별 형태인 챔버(14)는 평평한 상부 패널(34)을 약간 원형을 이룬 하부패널(36)에 대해 그들의 각 변부를 연결시켜 모든 패널의 최외측변부와 동일하게 연장된 이음매(38)와 같이 연속적으로 이음(stitching)으로써 형성된다. 하부패널(36)은 챔버(14)가 제 1 도와 같이 완전히 팽창되었을때 약간 원추형을 형성하도록 하기 위한 충분한 재료를 포함하며, 그때, 상부패널(34)은 거의 평평하게 되며, 하부패널(36)은 로우브(32)의 최외측 변부보다는 챔버(14)의 중심에서 깊은 두께를 제공한다. 각각의 로우브(32)는 챔버(14)의 축중심부와 인접한 세장된 팽창성 격실이다. 로우브(32)간의 절단(cutout) 부위는 하기예에 상술한 감속장치의 성능에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.

챔버(14)를 소폭탄(12)에 부착시키는 것은 하부패널(36)의 내측에 접합된 소형의 클린치너트(42)와 하부패널(36)의 외측에 접합된 스페이서링(44)을 구비한 플레이트(40)를 사용하여 수행된다. 또한, 플레이트(40)와 스페이서링(44)은 등간격으로 이격된 4개의 리벳(46)에 의해 상호 고정된다.

본 발명의 개념에 대한 중요한 사항은 각각의 로우브(32)의 최외측변부에 인접한 곳에 제 2 도에 도시한 적어도 하나의 구멍(50)이 추가된다는 것이다. 따라서, 세개의 구멍을 통해 챔버(14)를 팽창시키는데 필요한 기류가 발생하게 된다. 자공탄 조립체(10)의 발사속도는 그로부터 발사된 폭탄 또는 유도탄의 작동 특성에 근거를 두기 때문에, 챔버(14) 안으로 흐르는 기류량(airflow rate)은 로우브에 있는 구멍(50)의 크기에따라 조절될 수 있다.

무엇보다도 중요한 것은 별모양의 챔버(14)에 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 스쿠퍼(scupper) 또는 후드(52,54)가 각각의 구멍(50)위에 사용된다는 것이다. 세개의 후드 또는 포켓(52,54)중 각각의 후드는 각각의 구멍위에 있는 직립커버를 형성하지만, 캠버(14) 주위의 외부기류의 적은 부위를 개합 또는 포착하여 그러한 부위를 포켓안으로 담도록 그로부터 이격되어 있으므로, 기류는 한정되어 흐르거나 포켓에 의해 덮인 구멍(50)안으로 향하게 될 것이다.

따라서, 제 2 도에 도시한 각각의 포켓(52)은 개방단부(56)와, 한쪽이 막힌 폐쇄단부(58), 및 그들 사이로 연장된 측부(60,52)를 구비한다. 이러한 부위는 개방단부(56)인 공기 유입구로부터 한쪽이 막힌 폐쇄단부(58)를 향해 경사진 면을 포함하는데, 그로부터 공기는 빠져나올 수 없으므로 개방단부(56)인 공기유입구에 들어간 기류는 구멍(50)을 통해 가해져 챔버(14)안으로 들어간다.

예컨대, 포켓(52,54)에 의해 성취된 스쿠핑작용(scooping action)은 감속장치의 신뢰성의 효과적인 작동에 특히 중요하다.

제 3 도와 제 4 도에서 알 수 있는 바와 같이, 자공단조립체(10)는 전투에 사용되기 전에 가능한한 가장 적은 공간애에 고밀도 부피를 형성하도록 자체적으로 견고하게 절첩되어 접어진 챔버(14)와 함께 축적 또는 절재된다. 이는 각 소폭탄(12)의 중심에서 동심으로 형성된 공동(30)내에 챔버(14)의 압축되고 탄탄하게 된 부피가 꽉조이고 밀접하고 포개어진 관계로 고정되게 한다. 그러나, 자공탄조립체(10)가 2600ft/sec 이상의 속도에서 이동하는 동안 공간으로 방출될때, 접어진 챔버(14)의 압축된 부피가 비교적 단단한 볼(bal1)로 상호 유지되지 않고, 팽창하여 부풀어 올라 소폭탄(12)에 대한 그의 감속 및 안정 기능이 발생하도록 보장하는 분명하고 강력한 작용이 필수적이다.

펼쳐져서 팽창된 챔버(14)에 대한 상기의 강력한 작용은 전술한 스쿠퍼(52,54)에 의해 성취된다. 따라서, 붕괴되었을 때의 챔버(14)는 한개이상의 스쿠퍼 또는 포켓(52,54)(이하 후드라 한다)이 절첩된 질량의 외부면에 노출되도록 절접된다. 공기의 비교적 고속질량안으로의 전개시에, 후드 (또는 포켓)는 절첩된 부피를 둘러싸는 공기의 부위를 계합 및 포착하여 이 부위를 챔버(14)안으로 향하게 한다음, 낙하산의 작동중에 주캐노피(canopy)를 기류안으로 끌고가는 유도 낙하산과 동일한 방식으로 모든 로우브(32)를 방사상 외측으로 펼쳐져서 팽차되게 할 것이다.

별모양의 챔버(14)는 사각형 또는 원형과 같은 다른 챔버에서 이용할 수 없는 매우 중요한 장점을 제공한다. 따라서, 중심의 종축에 대해 배치된 로우브(32)는 로우브간의 유사하게 배치된 형태내에 공기의 충돌부피를 변위시켜 상기의 축에 대한 균형잡힌 기체역학의 힘을 변화시키지 않도록 한다. 이는 소폭탄(12)의 위치와 운동방향을 자체적으로 교정하여, 다수의 소폭탄을 갖는 로겟트 탄두의 과도한 산발, 표적에서 충돌면에 관한 발사장치의 각도상의 오정렬에 의한 불발을 야기하는 소폭탄의 비행진로에서의 요동, 회전 및 비균일을 최소화시킨다. 세개 이상의 로우브가 전술한 바와 같이 위치되어 만족할 만한 결과를 달성할 수 있다하여도, 적어도 세개의 로우브가 필요로 하는 균형을 제공하는데 필요하므로 단지 세개의 로우브가 바람직하다.

별형태의 챔버(14)는 소폭탄(12)의 형태 또는 구조에 개의치 않고 종래의 감속장치보다 훌륭한 개선을 제공하는 한편, 성모양의 높이가 낮은 한쪽변부(19)와 같은 비균일 평면인 최하측변부를 갖는 소폭탄(12)을 제공하는데 특히 장점이 있음을 발견하였다. 따라서, 제 5 도를 참조하면, 화살표(64)는 미사일 또는 대포탄환으로부터 전채후 소폭탄의 강하동안 소폭탄(12)의 운동경로를 표시한 것이다.

화살표(66)는 소폭탄(12)에 대한 자유기류의 방향을 표시한 것이다. 점선(68,70)은 소폭탄(12)으로부터 공기역학의 간섭에 기인한 다른 특성을 갖는 기류부피간의 분리면적을 도시한 것이다. 따라서, 소폭탄(12)의 하측변부(19)에 대한 자유기류(66)의 지속충돌은 점선(68,70)으로 도시한 이러한 흐름상태에 의해 특성지워지는 공기의 질량 외측에서 발생되는 균일한 흐름이 시작되는 인접면(18)에서 고난류를 야기시킬 것이다.

각각의 점선(63,70)은 수직으로 이격된 위치에서 인접면(13)에 근접되는 것을 볼 수 있는데, 이는 자유기류(66)가 최초로 하측 변부(19)와 접촉하는 곳에서 난류효과가 시작되기 때문이다. 따라서, 점선(70)은 하향으로 돌기된 장방형 돌기(22)의 최하측변부로부터 대체로 상향으로 연장되며 인접면(18)과 폐쇄된 각(72)을 형성한다. 점선(68)은 동일면으로부터 각(74)으로 연장되지만, 공간(24)의 상측에 있는 좀더 높은 위치(25) 로부터 연장된다. 각(72,74)은 동일 하지만, 소폭탄(12)을 축상으로 관통하는 수직 중심선(76)으로부터 그들의 측간거리는 다르다. 거리(78)는 거리(80)보다 현저하게 길다는 것을 알수 있다.

별모양의 챔버(14)는 이 흐름현상의 장점을 갖는데, 이는 챔버(14)가 완전히 팽창되었을 때, 별모양의 챔버상의 각각의 로우브의 최외측단부가 제 5 도의 로우브(32)와 같은 방법으로 난류공간을 지나 돌출되는 크기를 갖기 때문이다. 로우브(32)가 거리(80)를 지나서 축(76)으로부터 방사상거리를 연장시키므로, 후드(54)는 점선(68)과 점선(70)사이의 난류부의 외측의 자유흐름부위에 위치한다.

따라서, 제 5 도에 도시한 흐름형태는 제 5 도의 하측으로부터 화살표(66)방향으로 바라본 제 6 도에 도시되어 있다. 제 6 도에 도시한 접선은 로우브(32)와 동일한 외형 또는 형태로 펼쳐지는 성모양의 외형(20,22,24,26)으로 이루어진 흐름형태를 도시한 것이다. 따라서, 점선(68)은 중심축(76)에 방사상으로 가장 인접한 접선(82)의 부위와 일치한다. 이 형태는 소폭탄(12)의 최하측변부의 성모양 외형으로부터 야기되며, 별모양의 챔버(14)와 조합되어 자공탄 조립체(10)의 회전을 방지하는 안정화작용을 발생한다. 만약 후드(54)가 점선(68,70)에 의해 한정된 난류공간체 또는 절두원추형체작의 내측이라면, 챔버(14)는 팽창되지 않고 효과없이 펄럭일 것이다.

제 7 도는 소폭탄(12)의 살상율에서의 적은 충동각의 효과에 대한 그래프이며, 제 8 도는 제 7 도 그래프를 참조한 각(角) 매개변수를 도시한 것이다.

제 8 도에서 참조번호(94)는 지변 또는 탱크의 장갑면일 수도 있는 표적면이다. 소폭탄(12)에는 장갑판을 뚫기 위한 성형장약과, 대칭형인 다수의 안테나를 구비한 신호감지 또는 계전 장치와 같은 대인 또는 기타의 탄두형의 폭발 파편장치가 들어 있다. 대인살상용 파편소폭탄에 있어서, 폭발파편은 소폭탄(12)이 수직으로 폭발하는 순간에 최대효과를 갖도록 광범위하게 분산되어 폭풍효과가 수평적으로 이루어지도록 한다. 소폭탄이 어떤 각도로 경사져 폭발된 경우, 다량의 폭풍효과 및 파편은 하늘을 향해 어떤 각도로 상향으로 분산되어 지상에 있는 사람에게 손상을 주지않을 것이다. 따라서, 소폭탄(12)을 통과하는 수직축이 기준면으로부터 15°각도일때 폭발의 살상율은 수직축에서 얻을 수 있는 최대살상율의 단지 60%에 지나지 않을 것이다. 이와 유사하게, 소폭탄(12)의 동체상에 안테나의 적당한 배치를 위해서, 소폭탄은 중심축에 대해 지면에 수직이어야만 한다. 도면에는 어떠한 안테나로 도시되어 있지 않았을지라도, 종래기술에 공지된 적당한 안테나시스템이 소폭탄(12)의 동체에 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 마찬가지로, 어떠한 성형 장약도 도시되지 않았을 지라도, 본 발명은 종래기술에 공지된 소정의 특별한 관통시스템을 자유로이 선택할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.

그러나, 그러한 시스템에 있어서, 성형장약에 의해 형성된 후 정형 금속열(amorphous metal train)이 그러한 장갑판을 효과적으로 관통하여 파괴시키지 않기때문에, 성형장약을 내장한 소폭탄(12)의 동체는 거의 수직인 장갑판면을 관통하도록 작용할때 수직인 중심축을 가져야만 한다. 또한, 파편기구의 경우에 있어서 특히 중요한 것은 소폭탄(12)의 동체가 충돌시에 회전되지 않아야 한다는 것이다. 챔버(14)의 회전방지기능은 로우브(32)가 수직안정휜(fin)과 유사한 공기역학의 성질을 갖기 때문에 매우 효과적이므로, 이격된 로우브간의 자유기류는 제 6 도에 도시한 중심축(76)에 대한 그들의 회전을 방지한다.

비록 본 발명에 따른 장치의 일실시예만을 도시하였을지라도, 본 발명의 범위안에서 많은 변겅이 가능할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 기술된 실시예에 의해 제한되는 것이 아니라, 다음의 특허청구의 범위에 의해 제한된다.

Claims (12)

1. 공기 흐름내에 전개시키기 위한 장약장치가 부착된 팽창성 감속 및 회전방지장치에 있어서 장치는, 서로 일정간격 이격된 관계로 방사상 외측으로 돌출하는 다수의 로우브(32)로 구성되는 스타아 형상의 팽창식의 가요성의 접을 수 있는 챔버(14), 상기 각 로우브(32)의 외측 말단부 가까이에 최소한 하나의 공기 통로(50)를 포함하는 공기 입구(50,56) 및 상기 각 공기 입구에 작동적으로 연결되어 있으며 상기 챔버(14)둘레로 외부 공기 흐름의 일부를 포획하여 이를 상기 입구속(50,56)속으로 향하게 하여 상기 챔버를 팽창시키도록 상기 입구를 덮으며 그로부터 일정 간격 이격되어 직립한 후드(52,54)를 포함하는 공기 스크우프수단을 포함하되, 상기 챔버는 팽창 상태에서 평평한 상측면(34)과 원추형 하측면(36)을 갖도록 형성시켜서된 팽창식 감속 및 회전 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 세장형태의 페이로우드 동체, 및 상기 동체에 상기 챔버(14)를 고정시키기 위하여 상기 동체의 일측단부에 형성된 부속수단(40,42,44,46)을 또한 포함시키되, 상기 동체에는 상기 일측단부로부터 대향하는 하측단부를 형성시키고, 상기 하측단부에는 일정간격 이격된 돌기(20,22)사이에 절단부(24,26)를 갖는 골진형상을 형성시키고, 상기 돌기(20,22)의 하나는 상기 각 로우브(32)의 아래에 수직정렬시킨것을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 로우브(32)의 수를 세개로 하고 상기 돌기(20,22)를 세개로 구성시키되, 하나를 각 로우브의 아래에 형성시키고, 상기 각 로우브의 최외측 단부를 자유기류와 상기 하측단부의 접촉으로부터 생기는 난류흐름이 미치지 않게 외측으로 돌출시킨 것을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 동체는 지상 표적에 대하여 파편을 형성하기 위한 원통형 소폭탄(12)을 포함함을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 동체는 신호 감지 안테나 배열을 포함함을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 페이로우드 동체는 장갑을 관통시키기 위한 성형장약을 포함함을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
7. 자공란에 부착시키기 위한 감속 및 회전방지 장치에 있어서, 최소한 세개의 방사상으로 연장하는 로우브(32)를 가지며 팽창상태에서 평평한 상측면(34)과 원추형 하측면(36)을 갖는 팽창식 스타아형 챔버(14), 최외측 단부에 가까이 상기 로우브의 각각에 형성된 공기 입구수단(50,56), 및 상기 각 공기입구수단에 자동적으로 연결되어 있으며 상기 챔버(14) 둘레로 외부 공기흐름의 일부를 포획하여 이를 상기 입구(50,56)속으로 향하게 하여 상기 챔버를 팽창시키도록 상기 입구수단둘레에서 그로부터 일정간격 이격되어 직립한 후드(52,54)를 포함하는 공기 수쿠우프로 구성되는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
8. 제 7 항에 있어서, 팽창식 스타아형 챔버(14)를 기류에서 전개되기전 로우브(32)가 자체적으로 단단히 절첩되어 찌그러들어 가능한한 가장 작은 공간의 외피내에서 고밀도로 압축된 소형부분을 형성하도록 구성 및 배치시킨 것을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 고도로 압축된 소형부분을 각 자공탄의 중앙에서 동심으로 형성된 공동(30)과 단단하고 아주 밀접하게 안착된 관계로 끼워맞추어지도록 구성 및 배치시킨 것을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지 장치.
10. 제 9향에 있어서, 기류속으로 감속 및 회전방지 장치의 방출시 자공탄을 안정화시키기 위해 압축된 소형 부분이 부풀어 챔버가 팽창되게 하는 것이 특징인 팽창식 감속 및 회전방지장치.
11. 제 10 항에 있어시, 챔버(14)를 하나 이상의 후드(52,54)가 절첩된 부분의 외면에 노출되도록 접어서 절첩시키므로서 기류속으로 전개시, 후드가 챔버 주위의 공기의 일부를 계합 및 포획하여 이러한 공기의 일부를 전개되기 시작하는 챔버안으로 향하게 하여 모든 로우브(32)를 방사상 외측으로 확산시켜 챔버를 팽창시키도록 함을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.
12. 제 7 항에 있어서, 상기의 로우브를 중심수직축(76)에 대해 구성되도록 배치시켜, 공기가 상기의 로우브에 충돌할때 상기축에 대한 균형잡힌 공기역학의 힘을 야기시켜서, 상기 로우브(32)가 비행경로시의 요동, 전도 또는 비균일성을 감소 및 최소화하도록 자공탄의 위치 및 운동방향을 자체적으로 보정토록함을 특징으로 하는 팽창식 감속 및 회전방지장치.

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