WO2011043501A1 - 간이방탄테스트기 및 충격자 - Google Patents

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WO2011043501A1
WO2011043501A1 PCT/KR2009/005738 KR2009005738W WO2011043501A1 WO 2011043501 A1 WO2011043501 A1 WO 2011043501A1 KR 2009005738 W KR2009005738 W KR 2009005738W WO 2011043501 A1 WO2011043501 A1 WO 2011043501A1
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WO
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impact
tester
impactor
bulletproof
warhead body
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/005738
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English (en)
French (fr)
Inventor
박준호
조영숙
김주혜
유의상
임대영
윤이나
Original Assignee
한국생산기술연구원
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
    • G01G5/003—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action load-cell construction or mountings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/303—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/001—Impulsive

Definitions

  • the present invention relates to a simple bulletproof tester and an impactor, and more specifically, by installing a clay cylinder, a clay shape can be obtained with respect to the amount of impact acting on the human body due to the amount of impact not absorbed by the impact specimen.
  • the present invention relates to a simple ballistic tester and an impactor capable of measuring the amount of impact applied to the warhead body and the amount of impact not absorbed by the impact specimen by installing a load cell inside the head.
  • Material property evaluation is a method of evaluating the impact properties using a specimen of a particular shape in the material and product development stages, using the data obtained here to select materials, determine the shape of the product.
  • Hopkinson bar is used for high strain rate experiments, and Charpy impact tester is mainly used for measuring the amount of impact.
  • Charpy impact tester is mainly used for measuring the amount of impact.
  • the impact test of the actual product is also performed, which is a verification step after the design is completed, and the impact test is performed on the actual product or a part of the product. This is usually done using a drop impact tester or a product specific impact tester. For impact loads, the behavior of the material varies with strain rate and strain.
  • the present invention is to solve the above problems, in the present invention by installing a motor inside the head portion of the impactor by rotating the warhead body to reproduce the situation when the actual bullet hit the impact specimen and NIJ IIIA standard
  • the purpose of the present invention is to provide a simple bullet tester and impactor capable of using a free fall method by converting kinetic energy of a bullet into potential energy.
  • a simple bulletproof tester a guide tube (500) for guiding a moving path of the warhead body (110) falling;
  • a pneumatic compressor 200 for supplying air to the barrel to increase the initial drop speed of the warhead body 110;
  • a barrel (300) for fixing the warhead body (110) and firing the warhead body (110) when pneumatic pressure is applied from the air compressor (200);
  • a clay barrel 400 measuring a clay shape which is a deformation shape due to the amount of impact transmitted to the clay without being absorbed by the impact specimen 600 due to the impact of the warhead body 110;
  • the simple bullet-proof tester the guide tube 500 for guiding the movement path of the impactor 100 falling; Clay cylinder 400 for measuring the deformation shape by the impact load transmitted to the impact specimen by the impact of the warhead body (110); And a free impact bomber 100 is presented.
  • the impactor 100 the outside is formed in a streamlined shape warhead body 110 for impacting the impact specimen (600);
  • the hollow part 122 is formed in the center of the cylindrical shape, and the center bar 170 penetrates and the groove 121 through which the fixing bar 130 penetrates at a position corresponding to each of the plurality of fixing bars 130 is formed.
  • the hollow part 141 is formed in a cylindrical shape, the center bar 170 penetrates, and a plurality of fixing part grooves 142 are formed, so that the fixing bar 130 penetrates the corresponding fixing part grooves 142, respectively.
  • Weight weight 140 is adjustable to increase the impact energy when falling; A head 160 to which the warhead body is coupled; A fixing bar 130 penetrating through the fixing part grooves 142 of the weights 140 corresponding to the elongated cylindrical shapes and penetrating the grooves 121 of the guide bars 120, respectively; And a connecting ring 171 formed in a cylindrical long bar shape to fix the impactor freely falling thereon, and penetrating the hollow portion of the guide bar 120 and the weight 140 and the head below. It is preferable to include a; central bar 170 to which the 160 is coupled.
  • the head 160 may include a motor 161 that is streamlined and rotates the warhead body 110 therein.
  • the simple bulletproof tester further includes an impact specimen (600) installed under the guide tube (500) colliding with the warhead body (110) falling, and the impact specimen (600) includes a polyamide fiber, Composed of PE (polyethylene) fiber, PBO (polybenzoxazole) fiber, carbon fiber, glass fiber, ceramic fiber material, fabric, knitted fabric, UD fabric (unidirectional orientation fabric), nonwoven fabric and It may be in the form of one selected from a crowd of composite materials or in the form of a composite structure thereof.
  • PE polyethylene
  • PBO polybenzoxazole
  • the clay container 400 may include a load cell 410 for measuring the amount of impact transmitted to the clay is not absorbed by the impact specimen due to the impact of the warhead body (110).
  • the simplified bulletproof tester may further include a safety sensor 800 for detecting whether the impact specimen 600 is mounted.
  • the simplified bulletproof tester may further include a speed sensor 700 installed on the surface of the guide tube 500 and measuring a falling speed of the warhead body 110.
  • the simplified bulletproof tester 10 may further include a motor 940 for rotating the clay container 400.
  • the guide bar 120 may form a guide groove 122 to minimize friction with air.
  • the warhead body 110 may be made of any one material selected from the group consisting of lead, lead alloy, copper, iron, tungsten, and heat treated steel.
  • the inventors of the present invention have a simple bulletproof tester has the effect of measuring the amount of impact applied to the impact specimen such as the actual body armor by making a warhead body, such as the shape and material of the actual bullet.
  • a simple bulletproof tester has the effect of measuring the amount of impact applied to the impact specimen such as the actual body armor by making a warhead body, such as the shape and material of the actual bullet.
  • a motor inside the head portion of the impactor by rotating the warhead body, there is an effect that can reproduce the situation when the actual bullet hit the impact specimen.
  • the present invention has an effect that many repeated tests are possible while being inexpensive.
  • low-speed, high-speed impact test is possible, and the impact shape (energy) can be adjusted by varying the position and number of weights as well as the shape and material of the bullet.
  • FIG. 1 is a side view of a first embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • Figure 2 is a side view of a second embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • FIG. 3 is a perspective view of an impactor according to the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the impactor of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the impactor of the present invention.
  • FIG. 6 shows a state before the impactor collides with the impacted specimen when the impactor is freely dropped in the first embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • FIG. 7 shows a state after the impactor collides with the impacted specimen when the impactor is freely dropped in the first embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • FIG. 8 shows the state of the clay bucket after the impactor collides with the impacted specimen when the impactor is freely dropped in the first embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • FIG. 1 is a side view of a first embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • the first embodiment is an example of use when the impactor is freely dropped.
  • the first embodiment shown in FIG. 1 includes a guide tube 500, an impact specimen 600, a clay container 400, and an impactor 100.
  • FIG. 2 is a side view of a second embodiment of the present inventors bulletproof tester.
  • the second embodiment is an example of use when the warhead body is coupled to the barrel and fired.
  • the second embodiment shown in FIG. 2 includes a guide tube 500, a pneumatic compressor 200, a barrel 300, an impact specimen 600, a clay container 400, and a warhead body 100.
  • the second embodiment includes a pneumatic compressor 200 and a barrel 300 to launch the warhead body 110.
  • the guide tube 500 guides the movement path of the impactor 100 falling.
  • the guide tube 500 has a cylindrical shape and a hollow portion 510, which is a passage through which the impactor 100 passes, has a cylindrical shape and a hollow cylindrical shape.
  • the air compressor 200 supplies air to the barrel to increase the initial drop speed of the warhead body 110 constituting the impactor 100.
  • the barrel 300 fixes the warhead body 110 and launches the warhead body 110 when pneumatic pressure is applied from the air compressor 200.
  • the impact specimen 600 collides with the warhead body 110 falling and is installed under the guide tube 500.
  • the impact specimen 600 is made of polyaramid fiber, PE (polyethylene) fiber, PBO (polybenzoxazole) fiber, carbon fiber, glass fiber, ceramic fiber material.
  • PE polyethylene
  • PBO polybenzoxazole
  • carbon fiber glass fiber
  • ceramic fiber material Preferably, it can be woven in the form of any one type selected from the group consisting of woven fabric, knitted fabric, UD fabric (unidirectional oriented fabric), non-woven fabric and composite materials using the material. have.
  • the clay container 400 measures the clay shape which is deformed by the amount of impact transmitted to the clay (mud) 420 is not absorbed by the impact specimen 600 due to the impact of the warhead body (110).
  • the clay container 400 may include a load cell 410 for measuring the amount of impact transmitted to the clay (mud) is not absorbed by the impact specimen due to the impact of the warhead body (110).
  • the motor 940 is installed so that when the motor 940 rotates the impact specimen 600 coupled to the clay container 400 and the clay container 400 also rotates do. In this way, the actual impact of the bullet on the impacted specimen can be reproduced closely.
  • the impactor 100 includes a warhead body 110 in the lower portion and collides with the test impact specimen 600 by falling.
  • the simple bulletproof tester is installed on the surface of the safety sensor 800 and the guide tube 500 to detect whether the impact specimen 600 is mounted, the speed sensor for measuring the falling speed of the warhead body 110 ( 700 may be further included.
  • the barrel 300 When constructing a simple ballistic tester using only the warhead body 110 is provided with the pneumatic 200, the barrel 300, the warhead body 110 is inserted into the barrel 300 has an initial state You can also drop in the state. However, when the free drop using the impactor 100, the plate 920 is installed in the upper portion of the support 900, the connection ring 171 in the upper portion of the barrel without the pneumatic 200, the barrel 300 ) To a wire 930 made of a steel-like material.
  • the simplified bulletproof tester 10 may include a support 900 and a support 910 to support the components.
  • the support 900 is installed on the side of the guide tube 500.
  • the support 900 may be a rectangular pillar or may be configured as a thin plate.
  • the support 910 serves to support and support the support 900.
  • the support 900 is coupled using thin plates and long cylindrical rods.
  • the support body 900 may be variously modified as long as it supports the support body 900.
  • the impactor 100 includes a warhead body 110, a guide bar 120, a weight 140, a fixed bar 130, a head 160, a center bar ( 170).
  • the warhead body 110 is formed in a streamlined shape outside and impacts the impact specimen 600.
  • the warhead body 110 is installed below the head 160.
  • the warhead body 110 is preferably manufactured in the shape of a bullet that impacts a material such as a body armor which is the actual impact specimen 600.
  • the material of the warhead body 110 may be made of any one selected from the group consisting of lead, lead alloy, copper, iron, tungsten, and heat-treated steel, which are frequently used in bullets to reproduce an actual situation such as a bullet.
  • the guide bar 120 has a hollow portion 122 formed in the center of the cylindrical shape through which the center bar 170 penetrates and the fixing bar 130 passes through positions corresponding to the plurality of fixing bars 130, respectively. Groove 121 is formed.
  • the guide bar 120 is preferably a plurality of installed.
  • the shape of the guide bar 120 is to make a plurality of guide grooves 122 in the cylindrical shape in order to minimize the friction of air.
  • the weight 140 has a hollow portion 141 is formed in a cylindrical shape, the center bar 170 penetrates and a plurality of fixing portion grooves 142 are formed to be fixed to the corresponding fixing portion grooves 142, respectively. Bar 130 penetrates.
  • the weight 140 serves to adjust the weight in order to increase the impact energy when falling.
  • the head 160 is streamlined and the warhead body 110 is coupled to the bottom.
  • the head 160 may include a motor 161 for rotating the warhead body 110 therein.
  • the warhead body 110 is rotated by the rotation of the motor 161, so that bullets can be blown onto the material such as the body armor corresponding to the impact specimen 600, and the conditions can be made and tested. have.
  • a groove 162 to which the fixing bar 130 is coupled is formed on the top surface of the head 160.
  • the fixing bar 130 penetrates the fixing part grooves 142 of the weights 140 respectively corresponding to the elongated cylindrical shape.
  • the fixing bars 130 penetrate the grooves 121 of the guide bars 120, respectively.
  • the center bar 170 is formed in a cylindrical long bar shape is formed with a connecting ring 171 for fixing the impactor to freely drop the impactor on the top.
  • the center bar 170 penetrates through the hollow portion of the guide bar 120 and the weight 140 and the head 160 is coupled to the lower portion.
  • FIGS. 6 to 8 show a state of use of the experiment using the simplified bulletproof tester.
  • the simple bulletproof tester freely drops the impactor to measure the amount of impact applied to the impacted specimen and the amount of impact not absorbed by the impacted specimen 600 through the load cell.
  • a motor 161 is installed inside the head 160 to rotate the warhead body 110 or the motor 940 under the clay barrel 400.
  • a motor 161 To rotate the impact specimen (600) and clay container (400).
  • deformation is applied to the impacted specimen.
  • the degree of deformation of the impacted specimen is measured using height (h) and width (w). The smaller the height and width measured here, the smaller the impact delivered to the human body.
  • the inventors of the present bulletproof tester can measure the impact amount applied to the impact specimen such as the actual body armor by making a warhead body like the shape and material of the bullet, and also install a motor inside the head of the impactor. By rotating it can reproduce the situation when the actual bullet hits the impacted specimen and can be used industrially.

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Abstract

본 발명은 클레이통을 설치하여 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량으로 인한 인체에 작용하는 충격량에 대해서 클레이형상을 통해 얻을 수 있고, 클레이통 내부와 헤드의 내부에 로드셀을 설치하여 탄두체에 가해지는 충격량과 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량을 측정할 수 있으며, 측정하고자 하는 탄두의 형태와 재질로 시험가능한 간이방탄테스트기 및 충격자에 관한 것이다. 외부가 유선형모양으로 형성되고 피충격시편(600)에 충격을 가하는 탄두체(110); 원통형의 형상의 가운데에 중공부(122)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정바(130)에 각각 대응하는 위치에 상기 고정바(130)가 관통하는 홈(121)이 형성된 복수의 가이드바(120); 원통형의 형상에 중공부(141)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정부홈(142)이 형성되어 각각 대응하는 상기 고정부홈(142)에 고정바(130)가 관통하고 낙하시 충격에너지를 증가시키기 위해서 무게 조절이 가능한 무게추(140); 상기 탄두체가 결합하는 헤드(160); 긴원통형의 형상으로 각각 대응하는 상기 무게추(140)의 상기 고정부홈(142)을 관통하고 각각 대응하는 상기 가이드바(120)의 홈(121)을 관통하는 고정바(130); 및 원통형의 긴바 형태로 형성되어 상부에 상기 충격자를 자유낙하시키기 위해 고정하기 위한 연결고리(171)가 형성되어 있고 상기 가이드바(120)와 무게추(140)의 중공부를 관통하고 하부에 상기 헤드(160)가 결합하는 중심바(170);를 포함하는 충격자가 제시된다. 또한, 상기 충격자를 사용하여 탄두체가 피충격시편에 충돌할때 피충격시편에 가해지는 충격량을 측정할 수 있는 간이방탄테스트기가 제시된다.

Description

간이방탄테스트기 및 충격자
본 발명은 간이방탄테스트기 및 충격자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클레이통을 설치하여 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량으로 인한 인체에 작용하는 충격량에 대해서 클레이형상을 얻을 수 있고, 클레이통 내부와 헤드의 내부에 로드셀을 설치하여 탄두체에 가해지는 충격량과 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량을 측정할 수 있는 간이방탄테스트기 및 충격자에 관한 것이다.
통상적으로 시행되는 충격시험으로는 재료 물성 평가용과 실제 제품의 평가용으로 나눌 수 있다. 재료 물성 평가용은 재료 및 제품 개발 단계에서, 특정한 형상의 시편을 이용하여 충격물성을 평가하는 방법으로, 여기에서 얻어진 데이터를 활용하여 재료의 선택, 제품의 형상 결정 등을 행하게 된다. 일반적으로 고변형률속도 실험을 위해선 홉킨슨바(Hopkinson bar)를, 충격량 측정을 위해서는 샤피(Charpy) 충격시험기를 주로 사용하며, 그 외에 중량물을 낙하시키거나 가스건(gas gun) 등을 이용한 충격시험기가 있다. 이들 시험 방법에 대한 자세한 설명은 KS 시험규격이나 ASTM(American Society for Testing and Materials) 핸드북에 자세히 나와 있다.
또한, 실제 제품의 충격시험도 수행되고 있는데 이는 설계가 끝난 후에 검증의 단계로써, 실제 제품 또는 제품의 일부 부품에 대해서 충격시험을 시행하게 된다. 이는 보통 낙하 충격시험기를 사용하거나 제품에 특화된 충격시험기를 이용하여 행하게 된다. 충격하중에 대해 재료의 거동은 변형률속도, 변형률에 따라서 변화하게 된다.
방탄복설계에 있어 종래의 충격시험기를 사용할 경우에는 총알과 같은 물체를 사용하여 총알에 작용하는 충격량이나 피충격시편(방탄복) 및 인체에 작용하는 충격량을 측정하기에는 부적합하였다. 또한 일반적으로 사용되는 방탄시험방법은 MIL-STD-662, NATO STANAG 2920, NIJ 규격이 주로 사용되고 있다. 이 실험에 사용되는 장치는 탄두발사장치, 탄두속도 측정장치, 시험장치지지대 등 3부분으로 구성된다. 그러나 실제탄환을 이용하기 때문에 시험시설면에서 높은 비용과 무엇보다도 안전이 요구되기 때문에 손쉽게 설치하여 방탄성능을 테스트하기 어려운 실정이였다. 한편 방탄직물자체의 인장, 압축, 마찰특성등을 연구하여 방탄성능과의 관계를 규명하는 실험도 시도되고 있으나 실제 총탄으로 받는 충격에 대한 분석은 종래의 시험장치를 이용하여서는 측정하기 어려운 실정이였다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 충격자의 헤드부분의 내부에 모터를 설치하여 탄두체를 회전시킴으로써 실체 총알이 피충격시편에 명중했을 때의 상황을 재현하고 NIJ ⅢA 규격에서 탄환이 가지는 운동에너지를 위치에너지로 환산하여 자유낙하방식을 이용할 수 있는 간이방탄테스트기 및 충격자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명에서는 간이방탄테스트기에 있어서, 낙하하는 탄두체(110)의 이동경로를 안내하는 가이드튜브(500); 총신에 공기를 공급하여 탄두체(110)의 초기 낙하속도를 증가시키는 공압기(200); 상기 탄두체(110)를 고정하고 상기 공압기(200)로부터 공압이 가해졌을 때 상기 탄두체(110)를 발사하는 총신(300); 상기 탄두체(110)의 충돌로 피충격시편(600)에 흡수되지 않고 클레이에 전달되는 충격량에 의한 변형형상인 클레이형상을 측정하는 클레이통(400); 및 외부가 유선형모양으로 형성되고 초기속도가 있는 상태에서 낙하하여 피충격시편(600)에 충격을 가하는 탄두체(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 간이방탄테스트기가 제시된다.
또한 다른 실시형태로써, 간이방탄테스트기에 있어서, 낙하하는 충격자(100)의 이동경로를 안내하는 가이드튜브(500); 상기 탄두체(110)의 충돌로 상기 피충격시편으로 전달되는 충격하중에 의한 변형형상을 측정하는 클레이통(400); 및 자유낙하하는 충격자(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 간이방탄테스트기가 제시된다.
상기 충격자(100)는, 외부가 유선형모양으로 형성되고 상기 피충격시편(600)에 충격을 가하는 탄두체(110); 원통형의 형상의 가운데에 중공부(122)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정바(130)에 각각 대응하는 위치에 상기 고정바(130)가 관통하는 홈(121)이 형성된 복수의 가이드바(120); 원통형의 형상에 중공부(141)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정부홈(142)이 형성되어 각각 대응하는 상기 고정부홈(142)에 고정바(130)가 관통하고 낙하시 충격에너지를 증가시키기 위해서 무게조절이 가능한 무게추(140); 상기 탄두체가 결합하는 헤드(160); 긴원통형의 형상으로 각각 대응하는 상기 무게추(140)의 상기 고정부홈(142)을 관통하고 각각 대응하는 상기 가이드바(120)의 홈(121)을 관통하는 고정바(130); 및 원통형의 긴바 형태로 형성되어 상부에 상기 충격자를 자유낙하시키기 위해 고정하기 위한 연결고리(171)가 형성되어 있고 상기 가이드바(120)와 무게추(140)의 중공부를 관통하고 하부에 상기 헤드(160)가 결합하는 중심바(170);를 포함하는게 바람직하다.
상기 헤드(160)는, 유선형형상이고 내부에 상기 탄두체(110)를 회전시키는 모터(161)를 포함할 수도 있다.
상기 간이방탄테스트기는 낙하하는 상기 탄두체(110)와 충돌하는 상기 가이드튜브(500)의 밑에 설치되는 피충격시편(600);을 더 포함하고 상기 피충격시편(600)은, 폴리아라미드섬유, PE(폴리에틸렌)섬유, PBO(폴리벤즈옥사졸)섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹섬유 소재로 구성되고, 상기 소재를 이용한 직물, 편물, UD직물(유니디렉셔너리 오리엔티드 직물), 부직포 및 복합재료로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 형태이거나 또는 이들의 복합구조체 형태일수도 있다.
상기 클레이통(400)은, 상기 탄두체(110)의 충돌로 피충격시편에 흡수되지 않고 클레이에 전달되는 충격량을 측정하는 로드셀(410)을 포함할 수도 있다.
상기 간이방탄테스트기는, 피충격시편(600)의 장착여부를 감지하는 안전센서(800)를 더 포함할 수도 있다.
상기 간이방탄테스트기는, 상기 가이드튜브(500)의 표면에 설치되고 상기 탄두체(110)의 낙하속도를 측정하는 속도센서(700)을 더 포함할 수도 있다.
상기 간이방탄테스트기(10)는 상기 클레이통(400)을 회전시키는 모터(940)를 더 포함할 수도 있다.
상기 가이드바(120)는 공기와의 마찰을 최소화 하기 위해서 가이드홈(122)을 형성할 수도 있다.
상기 탄두체(110)는 납, 납합금, 구리, 철, 텅스텐 , 열처리 강철로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 만들어질 수 있다.
본 발명인 간이방탄테스트기는 실제 총알의 형상과 재질과 같은 탄두체를 만들어 실제 방탄복과 같은 피충격시편에 가해지는 충격량을 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한 충격자의 헤드부분의 내부에 모터를 설치하여 탄두체를 회전시킴으로써 실체 총알이 피충격시편에 명중했을 때의 상황을 재현할 수 있는 효과가 있다.
또한 클레이통을 설치하여 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량으로 인한 인체에 작용하는 충격량에 대해서 클레이형상을 얻을수 있는 효과가 있다.
또한 클레이통 내부와 헤드의 내부에 로드셀을 설치하여 탄두체에 가해지는 충격량과 피충격시편에 흡수되지 않는 충격량을 측정할 수 있는 효과가 있다.
종래에는 실제 총탄실험에서 드는 높은 비용 때문에 많은 실험을 할 수 없었으나 본 발명에 의하여 저렴하면서도 많은 반복테스트가 가능하다는 효과가 있다. 또한 저속, 고속 충격테스트가 가능하고 탄환형태 및 재질은 물론 무게추의 위치와 갯수를 달리하여 충격정도(에너지)를 조절을 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예의 측면도이다.
도 2는 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 2 실시예의 측면도이다.
도 3은 본 발명인 충격자의 사시도이다.
도 4는 본 발명인 충격자의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명인 충격자의 단면도이다.
도 6은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자가 피충격시편에 충돌하기 전의 상태를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자가 피충격시편에 충돌한 후의 상태를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자가 피충격시편에 충돌한 후의 클레이통의 상태를 도시하고 있다.
< 도면의 주요부호에 대한 설명 >
10 : 간이방탄테스트기
100 : 충격자
110 : 탄두체
120 : 가이드바
122 : 가이드홈
130 : 고정바
140 : 무게추
142 : 고정바홈
160 : 헤드
170 : 중심바
171 : 연결고리
200 : 공압기
300 : 총신
400 : 클레이통
420 : 클레이
500 : 가이드튜브
600 : 피충격시편
700 : 속도센서
800 : 안전센서
900 : 지지대
910 : 지지체
920 : 플레이트
930 : 와이어
123, 141, 510 : 중공부
111, 410 : 로드셀
121, 162 : 홈
161, 940 : 모터
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예의 측면도이다. 제 1 실시예는 충격자를 자유낙하시켰을 때의 사용예이다. 도 1에 도시된 제 1 실시예는 가이드튜브(500), 피충격시편(600), 클레이통(400) 및 충격자(100)를 포함한다.
도 2는 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 2 실시예의 측면도이다. 제 2 실시예는 탄두체를 총신에 결합하여 발사했을 때의 사용예이다. 도 2에 도시된 제 2 실시예는 가이드튜브(500), 공압기(200), 총신(300), 피충격시편(600), 클레이통(400) 및 탄두체(100)를 포함한다. 제 2 실시예는 탄두체(110)를 발사하기 위해서 공압기(200), 총신(300)를 포함하게 된다.
이하에서는 제 1 실시예와 제 2 실시예의 구성에 대해서 자세히 설명한다. 상기 가이드튜브(500)는 낙하하는 충격자(100)의 이동경로를 안내한다. 상기 가이드튜브(500)는 원통형의 형상으로 내부는 상기 충격자(100)가 지나가는 통로인 중공부(510)가 형성되어 있어 원통형이면서 속이 빈 얇은 원통형의 형상이다.
상기 공압기(200)는 총신에 공기를 공급하여 상기 충격자(100)를 구성하는 탄두체(110)의 초기 낙하속도를 증가시킨다. 상기 총신(300)은 상기 탄두체(110)를 고정하고 상기 공압기(200)로부터 공압이 가해졌을때 상기 탄두체(110)을 발사한다. 상기 피충격시편(600)은 낙하하는 상기 탄두체(110)와 충돌하고 상기 가이드튜브(500)의 밑에 설치된다. 상기 피충격시편(600)은 폴리아라미드섬유, PE(폴리에틸렌)섬유, PBO(폴리벤즈옥사졸)섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹섬유 소재로 구성된다. 바람직하게는, 상기 소재를 이용한 직물, 편물, UD직물(유니디렉셔너리 오리엔티드 직물), 부직포 및 복합재료로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 형태이거나 또는 이들의 복합구조체의 형태로 직조될 수 있다.
상기 클레이통(400)은 상기 탄두체(110)의 충돌로 상기 피충격시편(600)에 흡수되지 않고 클레이(진흙)(420)에 전달되는 충격량에 의한 변형형상인 클레이형상을 측정한다. 바람직하게는, 상기 클레이통(400)은 상기 탄두체(110)의 충돌로 피충격시편에 흡수되지 않고 클레이(진흙)에 전달되는 충격량을 측정하는 로드셀(410)을 포함할 수도 있다. 또한 상기 클레이통(400)의 하부에는 모터(940)가 설치되어 상기 모터(940)가 회전하면 상기 클레이통(400) 및 상기 클레이통(400)과 결합된 피충격시편(600)도 회전하게 된다. 이렇게 함에 의해서 실제로 총알이 피충격시편에 충돌하는 현상을 실제와 가깝게 재현할 수 있다. 상기 충격자(100)는 하부에 탄두체(110)를 포함하고 낙하하여 상기 시충격시편(600)과 충돌한다.
또한 상기 간이방탄테스트기는 피충격시편(600)의 장착여부를 감지하는 안전센서(800) 및 상기 가이드튜브(500)의 표면에 설치되고 상기 탄두체(110)의 낙하속도를 측정하는 속도센서(700)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.
상기 탄두체(110)만을 사용하여 간이방탄테스트기를 구성할 때는 상기 공압기(200), 총신(300)를 구비하여 상기 탄두체(110)를 상기 총신(300)에 삽입하여 초기상태를 가지고 있는 상태에서 낙하시킬수도 있다. 그러나 상기 충격자(100)를 사용하여 자유낙하시킬 때는 상기 공압기(200), 총신(300)이 없이 총신의 상부에 있는 연결고리(171)를 지지대(900)의 상부에 설치되는 플레이트(920)에 강철같은 재질로 만들어진 와이어(930)에 연결한다.
또한 상기 간이방탄테스트기(10)는 상기 구성요소들을 지지하기 위해서 지지대(900)와 지지체(910)를 포함할 수도 있다. 상기 지지대(900)는 상기 가이드튜브(500)의 측면에 설치된다. 상기 지지대(900)는 사각형 기둥일 수도 있고, 얇은 플레이트로 구성할 수도 있다. 상기 지지체(910)는 상기 지지대(900)를 기초를 제공해 지지해주는 역할을 한다. 상기 지지체(900)는 얇은 플레이트들와 긴 원통형의 봉들을 사용하여 결합한다. 상기 지지체(900)는 상기 지지대(900)를 지지하는 형상이라면 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이하에서 상기 충격자(100)에 대하여 자세히 설명한다. 도 3은 본 발명인 충격자의 사시도이다. 도 4는 본 발명인 충격자의 분해사시도이다. 도 5는 본 발명인 충격자의 단면도이다. 상기 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 충격자(100)는 탄두체(110), 가이드바(120), 무게추(140), 고정바(130), 헤드(160), 중심바(170)로 구성된다. 상기 탄두체(110)는 외부가 유선형모양으로 형성되고 상기 피충격시편(600)에 충격을 가한다. 상기 탄두체(110)는 상기 헤드(160)의 하부에 설치된다. 상기 탄두체(110)는 실제 피충격시편(600)인 방탄복과 같은 재질에 충격을 가하게 되는 총알과 같은 형상으로 제작하는게 바람직하다. 탄두체(110)의 재질은 실제로 총탄과 같은 실제 상황을 재현하기 위해서 총탄에서 많이 사용하고 있는 납, 납합금, 구리, 철, 텅스텐 , 열처리 강철로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 가이드바(120)는 원통형의 형상의 가운데에 중공부(122)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정바(130)에 각각 대응하는 위치에 상기 고정바(130)가 관통하는 홈(121)이 형성된다. 상기 가이드바(120)는 복수개가 설치되는게 바람직하다. 상기 가이드바(120)의 형상은 공기의 마찰과 최소가 되기 위해서 원통형의 형상에 복수개의 가이드홈(122)을 만들게 된다.
상기 무게추(140)는 원통형의 형상에 중공부(141)가 형성되어 중심바(170)가 관통하고 복수의 고정부홈(142)이 형성되어 각각 대응하는 상기 고정부홈(142)에 고정바(130)가 관통한다. 상기 무게추(140)는 낙하시 충격에너지를 증가시키기 위해서 무게를 조절하는 역할을 한다. 상기 헤드(160)는 유선형형상이고 하부에 상기 탄두체(110)가 결합한다. 바람직하게는, 상기 헤드(160)는 내부에 상기 탄두체(110)를 회전시키는 모터(161)를 포함할 수도 있다. 상기 모터(161)의 회전에 의해서 상기 탄두체(110)가 회전하게 되어 피충격시편(600)에 해당하는 방탄복과 같은 재질에 총알이 날라와 박히게 되는 실제 상황과 같은 조건을 만들고 실험을 할 수 있다. 상기 헤드(160)의 상면에는 상기 고정바(130)가 결합하는 홈(162)이 형성되어 있다.
상기 고정바(130)는 긴원통형의 형상으로 각각 대응하는 상기 무게추(140)의 상기 고정부홈(142)을 관통한다. 상기 고정바(130)는 각각 대응하는 상기 가이드바(120)의 홈(121)을 관통한다. 상기 중심바(170)는 원통형의 긴바 형태로 형성되어 상부에 상기 충격자를 자유낙하시키기 위해 충격자를 고정하기 위한 연결고리(171)가 형성되어 있다. 상기 중심바(170)는 상기 가이드바(120)와 무게추(140)의 중공부를 관통하고 하부에 상기 헤드(160)가 결합한다.
이하에서는 상기 간이방탄테스트기를 사용하여 실험을 진행하는 사용상태를 설명한다. 도 6은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자(100)가 피충격시편(600)에 충돌하기 전의 상태를 도시하고 있다. 도 7은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자가 피충격시편에 충돌한 후의 상태를 도시하고 있다. 도 8은 본 발명인 간이방탄테스트기의 제 1 실시예에서 충격자를 자유낙하시켰을 때 충격자가 피충격시편에 충돌한 후의 클레이통의 상태를 도시하고 있다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 간이방탄테스트기는 충격자를 자유낙하시켜 피충격시편에 가해지는 충격량과 피충격시편(600)에 흡수되지 않는 충격량을 로드셀을 통하여 측정하게 된다. 또한 실제 총알이 피충격시편(600)에 충돌했을 때를 재현하기 위해서 헤드(160) 내부에 모터(161)를 설치하여 탄두체(110)를 회전시키거나 클레이통(400) 아래에 모터(940)를 설치하여 피충격시편(600)과 클레이통(400)을 회전시킨다. 도 8에 도시된 바와 같이 피충격시편에 충돌후에는 피충격시편에 변형이 가해지는데 이때 피충격시편이 변형된 정도를 높이(h)와 폭(w)을 사용하여 측정하게 된다. 여기에서 측정된 높이와 폭이 작을 수록 실제 인체에 전달되는 충격량이 작아진다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
본 발명인 간이방탄테스트기는 실제 총알의 형상과 재질과 같은 탄두체를 만들어 실제 방탄복과 같은 피충격시편에 가해지는 충격량을 측정할 수 있고, 또한 충격자의 헤드부분의 내부에 모터를 설치하여 탄두체를 회전시킴으로써 실체 총알이 피충격시편에 명중했을 때의 상황을 재현할 수 있어 산업상 이용가능하다.

Claims (15)

  1. 간이방탄테스트기에 있어서,
    낙하하는 탄두체의 이동경로를 안내하는 가이드튜브;
    총신에 공기를 공급하여 탄두체의 초기 낙하속도를 증가시키는 공압기;
    상기 탄두체를 고정하고 상기 공압기로부터 공압이 가해졌을때 상기 탄두체를 발사하는 총신;
    상기 탄두체의 충돌로 피충격시편에 흡수되지 않고 클레이에 전달되는 충격량에 의한 변형형상인 클레이형상을 측정하는 클레이통; 및
    외부가 유선형모양으로 형성되고 초기속도가 있는 상태에서 낙하하여 피충격시편에 충격을 가하는 탄두체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간이방탄테스트기.
  2. 간이방탄테스트기에 있어서,
    낙하하는 충격자의 이동경로를 안내하는 가이드튜브;
    상기 탄두체의 충돌로 피충격시편으로 전달되는 충격하중에 의한 변형형상을 측정하는 클레이통; 및
    자유낙하하는 충격자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간이방탄테스트기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 충격자는,
    외부가 유선형모양으로 형성되고 상기 피충격시편에 충격을 가하는 탄두체;
    원통형의 형상의 가운데에 중공부가 형성되어 중심바가 관통하고 복수의 고정바에 각각 대응하는 위치에 상기 고정바가 관통하는 홈이 형성된 복수의 가이드바;
    원통형의 형상에 중공부가 형성되어 중심바가 관통하고 복수의 고정부홈이 형성되어 각각 대응하는 상기 고정부홈에 고정바가 관통하고 낙하시 충격에너지를 증가시키기 위해서 무게 조절이 가능한 무게추;
    상기 탄두체가 결합하는 헤드;
    긴원통형의 형상으로 각각 대응하는 상기 무게추의 상기 고정부홈을 관통하고 각각 대응하는 상기 가이드바의 홈을 관통하는 고정바; 및
    원통형의 긴바 형태로 형성되어 상부에 상기 충격자를 자유낙하시키기 위해 고정하기 위한 연결고리가 형성되어 있고 상기 가이드바와 무게추의 중공부를 관통하고 하부에 상기 헤드가 결합하는 중심바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 헤드는,
    유선형형상이고 내부에 상기 탄두체를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간이방탄테스트기는,
    낙하하는 상기 탄두체와 충돌하는 상기 가이드튜브의 밑에 설치되는 피충격시편;을 더 포함하고,
    상기 피충격시편은,
    폴리아라미드섬유, PE(폴리에틸렌)섬유, PBO(폴리벤즈옥사졸)섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹섬유 소재로 구성되고,
    상기 소재를 이용한 직물, 편물, UD직물(유니디렉셔너리 오리엔티드 직물), 부직포 및 복합재료로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 형태이거나 또는 이들의 복합구조체인 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  6. 제 1항,제 3항, 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클레이통은,
    상기 탄두체의 충돌로 피충격시편에 흡수되지 않고 클레이에 전달되는 충격량을 측정하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  7. 제 1항,제 3항, 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간이방탄테스트기는,
    피충격시편의 장착여부를 감지하는 안전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  8. 제 1항,제 3항, 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간이방탄테스트기는,
    상기 가이드튜브의 표면에 설치되고 상기 탄두체의 낙하속도를 측정하는 속도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  9. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간이방탄테스트기는,
    상기 클레이통을 회전시키는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 가이드바는,
    공기와의 마찰을 최소화 하기 위해서 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  11. 제 1항, 제 3항 또는 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄두체는,
    납, 납합금, 구리, 철, 텅스텐 , 열처리 강철로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 간이방탄테스트기.
  12. 간이방탄테스트기에 설치되는 충격자에 있어서,
    외부가 유선형모양으로 형성되고 상기 피충격시편에 충격을 가하는 탄두체;
    원통형의 형상의 가운데에 중공부가 형성되어 중심바가 관통하고 복수의 고정바에 각각 대응하는 위치에 상기 고정바가 관통하는 홈이 형성된 복수의 가이드바;
    원통형의 형상에 중공부가 형성되어 중심바가 관통하고 복수의 고정부홈이 형성되어 각각 대응하는 상기 고정부홈에 고정바가 관통하고 낙하시 공기의 저항을 줄이기 위해 무게를 증가시키는 무게추;
    상기 탄두체가 결합하는 헤드;
    긴원통형의 형상으로 각각 대응하는 상기 무게추의 상기 고정부홈을 관통하고 각각 대응하는 상기 가이드바의 홈을 관통하는 고정바; 및
    원통형의 긴바 형태로 형성되어 상부에 상기 충격자를 자유낙하시키기 위해 고정하기 위한 연결고리가 형성되어 있고 상기 가이드바와 무게추의 중공부를 관통하고 하부에 상기 헤드가 결합하는 중심바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격자.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 헤드는, 유선형형상이고 내부에 상기 탄두체를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 충격자.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 탄두체는,
    상기 헤드의 내부에 설치되고 탄두체에 가해지는 충격을 측정하는 로드셀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 충격자.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 탄두체는,
    납, 납합금, 구리, 철, 텅스텐 , 열처리 강철로 이루어지는 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 충격자.
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