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KR102201170B1 - 수중표적 제거 장치 및 방법 - Google Patents

수중표적 제거 장치 및 방법 Download PDF

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KR102201170B1
KR102201170B1 KR1020200091110A KR20200091110A KR102201170B1 KR 102201170 B1 KR102201170 B1 KR 102201170B1 KR 1020200091110 A KR1020200091110 A KR 1020200091110A KR 20200091110 A KR20200091110 A KR 20200091110A KR 102201170 B1 KR102201170 B1 KR 102201170B1
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KR
South Korea
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underwater
underwater target
shell
explosive
penetrator
Prior art date
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KR1020200091110A
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김세훈
김호성
김동희
변승우
Original Assignee
한화시스템 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체, 수중 운동체로부터 수중표적으로 발사될 수 있도록 수중 운동체에 장착되고, 외피의 적어도 일부가 폭발에 의해 메탈제트를 형성할 수 있도록 이루어진 탄체를 포함하는 수중표적 제거 장치와, 이를 이용한 수중표적 제거 방법으로서, 수중표적의 내부까지 직접 타격하여 수중표적을 원활하게 기폭시킬 수 있는 수중표적 제거 장치 및 방법이 제시된다.

Description

수중표적 제거 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING UNDERWATER TARGET}
본 발명은 수중표적 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중표적의 내부까지 직접 타격하여 수중표적을 원활하게 기폭시킬 수 있는 수중표적 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
기뢰는 적의 함선을 파괴하기 위하여 수중에 설치되는 폭탄이다. 이러한 기뢰를 제거하는 방식은 크게, 기뢰의 주변에서 폭약을 폭발시켜 기뢰를 강제로 기폭시키는 방식과, 기뢰 주변에서 함선의 자기 신호와 유사한 신호를 발생시켜 기뢰의 기폭을 유도하는 방식이 있다.
그중 기뢰를 강제로 기폭시키는 방식은 성공확률이 다소 낮다. 그 이유는 기뢰의 외부 탄체는 통상적으로 두께가 대략 10㎜ 이상이므로, 탄체에 의해 보호되는 내부 화약까지 폭약의 폭발 충격을 가하기 어렵기 때문이다.
기뢰를 강제로 기폭시키는 것에 사용되는 수중 운동체는 가격이 비싸고 재사용이 불가능하며 기뢰 위치까지 이동하는 것에 소정의 시간이 필요하기 때문에, 기뢰의 제거가 실패하는 경우 경제적인 부담이 가중되고 임무수행의 신속함이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-1605112 B1 KR 10-1643193 B1
본 발명은 수중표적의 내부까지 직접 타격하여 수중표적을 원활하게 기폭시킬 수 있는 수중표적 제거 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 수중표적 제거 장치는, 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체; 상기 수중 운동체로부터 수중표적으로 발사될 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착되고, 외피의 적어도 일부가 폭발에 의해 메탈제트를 형성할 수 있도록 이루어진 탄체;를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 수중표적 제거 장치는, 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체; 상기 수중 운동체에 장착되고, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 형성되는 탄체;를 포함한다.
상기 탄체는 외피의 전방판 및 측방판 중 적어도 어느 하나에 폭발성형 관통자가 구비될 수 있다.
상기 수중 운동체는, 전후방향으로 연장형성되고, 상기 탄체를 수납할 수 있도록 중공형으로 형성되는 탄두부; 수평 이동 및 수직 이동과 각도 조절이 가능하도록 상기 탄두부의 후방에 형성되는 추진부; 수중표적의 상태를 식별하는 센서를 수납할 수 있도록 상기 탄두부의 전방에 형성되는 선수부;를 포함할 수 있다.
상기 탄체는, 전후방향으로 연장형성되고, 내부가 후방으로 개방되는 상기 외피; 상기 외피의 내부에 충전되는 장약; 상기 장약의 후방에서 상기 장약에 삽입되는 폭약; 상기 외피의 후방에 구비되는 신관;을 포함할 수 있다.
상기 외피의 상기 전방판을 전후방향으로 관통하도록 관통공이 형성되고, 상기 폭발성형 관통자는 전후방향으로 발사될 수 있도록 가장자리가 상기 관통공에 체결되며 중심이 후방으로 오목하게 형성될 수 있다.
상기 전방 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축에 정렬될 수 있다.
상기 외피의 상기 전방판에는 적어도 하나의 전방 관통공이 전후방향으로 형성되고, 상기 외피의 상기 측방판에는 복수개의 측방 관통공이 방사상으로 형성되고, 상기 폭발성형 관통자는 복수개 구비되고, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 발사될 수 있도록 각각의 가장자리가 상기 적어도 하나의 전방 관통공 및 복수개의 측방 관통공에 체결되고 각각의 중심이 장약측으로 오목하게 형성될 수 있다.
상기 전방 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축상에 정렬되고, 상기 측방 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축과 나란하도록 이격될 수 있다.
상기 탄체의 각도를 전후방향에 대하여 경사진 각도로 조절할 수 있도록 상기 수중 운동체에 설치되는 각도 조절기;를 더 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체의 외부면에 공기실드를 형성할 수 있도록 상기 수중 운동체에 설치되는 공기 분사기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 수중표적 제거 방법은, 수중표적이 탐지된 위치로 수중 운동체를 접근시키는 과정; 상기 수중 운동체에 대한 상기 수중표적의 위치를 식별하는 과정; 상기 수중 표적을 향하도록 상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정; 메탈제트를 형성할 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정; 상기 메탈제트로 상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 수중표적 제거 방법은, 수중표적이 탐지된 위치로 수중 운동체를 접근시키는 과정; 상기 수중 운동체에 대한 상기 수중표적의 위치를 식별하는 과정; 상기 수중 표적을 향하도록 상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정; 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정; 상기 파편으로 상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정;을 포함한다.
상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정은, 상기 탄체의 발사 경로에 상기 수중 표적이 위치하도록, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향 중 어느 한 방향으로, 상기 수중표적에 상기 수중 운동체를 정렬시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정은, 상기 탄체의 신관을 작동시켜 상기 탄체의 장약을 폭발시키는 과정; 상기 장약의 폭발을 이용하여 상기 탄체의 장약을 기폭시키는 과정; 상기 탄체의 외피를 파열시키고, 상기 외피에 구비된 적어도 하나 이상의 폭발성형 관통자를 고속으로 변형시키며 전후방향 및 전후방향에 교차하는 복수 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 발사하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정은, 변형 및 발사된 폭발성형 관통자로 상기 수중표적을 관통하고, 상기 수중표적 내부의 폭약을 폭발시키는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 폭발성형 관통자를 이용하여 수중표적 예컨대 기뢰를 정확하게 타격할 수 있고, 기뢰의 외부 탄체를 관통하여 그 내부까지 원활하게 직접 타격할 수 있으므로, 기뢰를 원활하게 강제 기폭시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄체의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 외피의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폭발성형 관통자의 단면 형상의 일 예시를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전방 폭발성형 관통자의 일 예시를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전방 폭발성형 관통자의 일 예시를 보여주는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 복수개의 전방 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 정면도이다.
도 11은 본 발명의 변형 예에 따른 수중표적 제거 장치가 탄체의 각도를 조절하는 모습을 보여주는 모식도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치가 수중표적을 제거하는 모습을 보여주는 작동도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치가 장애물 주변의 수중표적을 제거하는 모습을 보여주는 작동도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치 및 방법은 수중에 매설된 각종 수중표적 예컨대 기뢰를 폭발시켜 제거하는 것에 적용될 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치 및 방법은 수상에 부유하는 기뢰를 폭발시켜 제거하는 것을 포함하여 다양한 수중 및 수상 물체를 폭발시키는 것에 적용할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치 및 방법을 다중폭발성형 관통자를 갖는 무인기뢰 처리기 및 이를 이용한 무인기뢰 처리 방법이라고 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄체의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 외피의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폭발성형 관통자의 단면 형상의 일 예시를 보여주는 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전방 폭발성형 관통자의 일 예시를 보여주는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전방 폭발성형 관통자의 일 예시를 보여주는 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치는, 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체(100), 및 수중 운동체(100)에 장착되고, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 형성되는 탄체(200)를 포함한다.
이때, 탄체(200)는 수중 운동체(100)로부터 수중표적으로 발사될 수 있도록, 수중 운동체(100)에 장착될 수 있고, 그 외피의 적어도 일부가 폭발에 의해 메탈제트를 형성할 수 있도록 이루어질 수 있다. 즉, 정해진 방향으로 지향 발사될 수 있는 상술한 파편은 메탈제트를 포함할 수 있다.
이때, 메탈제트는 화약의 폭발에너지의 집중에 의해 형성되는 성형작약탄두의 일종으로, 예컨대 화약 앞에 원뿔 형상의 라이너를 설치하고 화약을 폭발시키면 폭발에너지가 원뿔 형상의 꼭지점에 집중되고, 이때의 압력에 의해 라이너가 슬러그 형태의 운동에너지탄의 관통자와 유사한 모습으로 정형되며 고속으로 발사될 수 있다. 이러한 과정으로 발사되는 발사체를 메탈제트라고 한다. 메탈제트는 일반적인 장갑재료의 항복강도를 초과하는 운동에너지를 가지고 있기 때문에 수중표적의 장갑을 쉽게 관통할 수 있다.
한편, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시키기 위한 탄체(200)의 구성은 다양할 수 있다. 예컨대 탄체(200) 내에 분산자탄(미도시) 혹은 미리 준비된 파편을 장입하고, 탄체(200) 내의 장약을 기폭시켜 분산자탄을 정해진 방향으로 지향 발사시킬 수도 있다.
수중 운동체(100)는 소해함을 포함하는 수상 플랫폼과 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나의 통신 방식으로 연결될 수 있고, 수상 플랫폼에 의하여 작동이 제어될 수 있다.
수중 운동체(100)는 탄두부(110), 추진부(120), 선수부(130), 전장부(140), 선미부(150)을 포함할 수 있다. 탄두부(110)는 전후방향(X)으로 연장형성될 수 있다. 예컨대 탄두부(110)는 원통 형상일 수 있다. 물론, 탄두부(110)의 형상은 다양할 수 있다. 탄두부(110)는 내부에 탄체(200)를 수납할 수 있도록 중공형으로 형성될 수 있다. 추진부(120)는 수평 이동 및 수직 이동과 각도 조절이 가능하도록 탄두부(110)의 후방에 형성될 수 있다.
추진부(120)의 좌우방향(Z)의 양측에 각각 수평추진모터와 수평추진프로펠러가 구비될 수 있다. 추진부(120)를 상하방향(Y)으로 관통하도록 덕트가 형성될 수 있고, 덕트 내에 수직추진모터 및 수직추진프로펠러가 구비될 수 있다. 또한, 추진부(120)의 내부에는 질량부재가 이동 가능하게 구비될 수 있다. 추진부(120)는 수평추진모터로 수평추진프로펠러를 작동시켜 수평 이동할 수 있고, 수직추진모터로 수직추진프로펠러를 작동시켜 수직 이동할 수 있다. 또한, 추진부(120)는 질량부재를 이동시켜 롤(Roll) 각도, 피치(Pitch) 각도 및 요(Yaw) 각도를 조절할 수 있고, 이로부터 수중 운동체(100)의 수중 깊이를 조절할 수 있다.
선수부(130)는 유선형 혹은 반구형으로 형성될 수 있다. 선수부(130)는 수중표적의 상태를 식별하는 센서를 수납할 수 있도록 탄두부(110)의 전방에 형성될 수 있다. 선수부(130)의 내부에는 수중표적을 탐지할 수 있도록 광학 센서와 광원이 구비될 수 있다. 또한, 선수부(130)에는 소나, 심도계, 자기컴퍼스, 관성계측기, 및 제어컴퓨터가 내장될 수 있다. 소나는 수중의 장애물을 감지할 수 있고, 자기컴퍼스는 수중표적으로부터 방사되는 자기의 방위를 측정할 수 있고, 심도계는 수중표적의 심도를 측정할 수 있고, 관성계측기는 수중 운동체(100)의 관성을 계측할 수 있다. 이들의 작동은 제어컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 제어컴퓨터에는 인공지능이 내장될 수 있다.
전장부(140)는 추진부(120)로 전원을 공급할 수 있고, 추진부(120)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 전장부(140)는 정보처리기가 탑재될 수 있다. 정보처리기는 선수부(130)로부터 입력되는 각종 정보를 수상 플랫폼으로 전달할 수 있다. 또한, 정보처리기는 수상 플랫폼으로부터 제어 신호를 입력받아서, 추진부(120)로 제어신호를 송신할 수 있고, 탄체(200)의 신관에 기폭신호를 입력시킬 수 있다. 또한, 전장부(140)에는 GPS 안테나와 원격통신 안테나, 통신 케이블 및 베터리가 구비될 수 있다.
선미부(150)에는 방향타 및 방향타 모터가 구비될 수 있다. 방향타 모터는 전장부(140)에 의해 제어되어 방향타의 방향을 조절할 수 있고, 이에 의해 수중 운동체(100)의 방향이 원활하게 조절될 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 탄체(200)는 탄두부(110)에 수납되고, 외피(210)의 전방판(211) 및 측방판(212) 중 적어도 어느 하나에 폭발성형 관통자(250)가 구비될 수 있다.
더욱 상세하게는, 탄체(200)는 예컨대 전후방향으로 연장형성된 원통체 형상일 수 있다. 탄체(200)는 전후방향으로 연장형성되고, 내부가 후방으로 개방된 외피(210), 외피의(210) 내부에 충전된 장약(220), 장약(220)의 후방에서 장약(220)에 삽입된 폭약(230), 및 외피(210)의 후방에 구비된 신관(240)을 포함할 수 있다.
외피(210)는 예컨대 내부가 후방으로 개방된 원통체일 수 있다. 외피(210)는 장약(220)의 폭발에 의해 파열될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 외피(210)는 원판 형상의 전방판(211)과 전방판(211)의 가장자리에서 중공형으로 연장형성되는 측방판(212)을 포함할 수 있다. 이때, 외피(210)의 전방판(211)을 전후방향으로 관통하도록 적어도 하나의 관통공이 형성될 수 있다. 즉, 전방판(211)에는 하나의 관통공이 형성될 수 있다(도 4 참조). 또한, 전방판(211)에는 복수개의 관통공이 형성될 수 있다(도 6 및 도 7을 참조). 이때, 전방판(211)에 형성된 관통공을 전방 관통공(h1)이라 한다. 또한, 외피(210)의 측방판(212)을 방사상으로 관통하도록 복수개의 관통공이 형성될 수 있다. 측방판(212)에 형성된 관통공을 측방 관통공(h2)이라고 한다. 여기서, 전방 관통공(h1)만 형성될 수도 있고, 측방 관통공(h2)만 형성될 수도 있고, 전방 관통공(h1)과 측방 관통공(h2)이 함께 형성될 수도 있다. 이들 관통공(h)의 개수도 다양할 수 있다. 이들 관통공(h)에 폭발성형 관통자(250)가 장착될 수 있다.
장약(220)은 폭약(230)에 의해 기폭될 수 있도록 형성될 수 있다. 장약(220)을 주장약이라고 지칭할 수 있다. 장약(220)은 외피(210)로 둘러싸인 공간의 내부에 장입될 수 있다. 폭약(230)은 예컨대 전폭약 또는 기폭약일 수 있다. 폭약(230)은 신관(240)에 의해 급격하게 폭발하여 장약(220)을 기폭시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 신관(240)은 전장부(140)의 정보처리기로부터 기폭신호를 입력받아서 폭약(230)을 폭발시킬 수 있다.
폭발성형 관통자(250)는 전방 폭발성형 관통자(251) 및 측방 폭발성형 관통자(252)를 포함할 수 있다. 물론, 외피(210)에 형성된 관통공(h)의 위치 및 개수에 따라 폭발성형 관통자(250)는 전방 폭발성형 관통자(251)만 포함하거나, 측방 폭발성형 관통자(252)만 포함할 수도 있다.
전방 폭발성형 관통자(251)는 전후방향으로 발사될 수 있도록 가장자리가 전방판(211)의 전방 관통공에 체결되며 그 중심이 후방으로 오목하게 형성될 수 있다. 이때, 전방 관통공에 장착된 전방 폭발성형 관통자(251)의 중심은 외피(210)의 전후방향의 중심축상에 정렬될 수 있다.
측방 폭발성형 관통자(252)는 전후방향에 교차하는 복수 방향으로 발사될 수 있도록 각각의 가장자리가 측방 관통공에 체결되고, 각가의 중심이 장약(220)측으로 오목하게 형성될 수 있다. 여기서, 복수 방향은 상하방향 및 좌우방향과 이들 방향에 다양한 각도로 교차하는 경사방향을 의미할 수 있다. 한편, 측방 폭발성형 관통자(252)의 중심은 외피(210)의 전후방향의 중심축과 나란하도록 이격될 수 있다.
여기서, 오목하게 형성된다는 것은 폭발성형 관통자(250)의 가장자리보다 중심이 장약(220) 내에 더 깊게 위치하도록 형성되는 것을 의미한다. 이러한 폭발성형 관통자(250)의 단면 형상은 예컨대 쐐기 형상, 반구 형상 및 포물선 형상을 포함하여 다양할 수 있다(도 4 및 도 5를 참조). 이때, 반구 형상을 돔 형상이라 할 수 있고, 쐐기 형상을 깔대기 형상이라고 할 수 있다.
한편, 폭발성형 관통자(250)를 관통자 라이너라고 지칭할 수도 있다. 관통자 라이너는 연신율이 좋은 구리 재질을 포함할 수 있다. 물론, 관통자 라이너의 재질은 다양할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 복수개의 전방 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 측면도이며, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 탄체가 폭발성형 관통자를 발사하는 모습을 보여주는 정면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하여, 탄체(200)가 폭발성형 관통자(250)를 정해진 방향으로 발사하는 방식을 설명한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 신관(240)에 기폭신호를 입력하여 폭약(230)을 폭발시키고, 폭약(230)의 폭발을 장약(220)에 전달하여 장약(220)을 기폭시킬 수 있다. 장약(220)이 기폭되면, 폭발 에너지에 의해 외피(210)가 팽창 및 파열되고, 계속해서 장약(220)의 폭발 에너지가 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 전달되고, 폭발성형 관통자(250)의 오목한 중심에 도달할 수 있다. 이에, 폭발성형 관통자(250)가 붕괴되어 메탈제트(251', 252')로 변형되고, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 각각 발사될 수 있다. 이후, 폭발성형 관통자(250)가 발사되는 중에 수중에서 자가단조되어 고속의 관통자 형태로 변화되고, 발사 경로에 위치하는 수중표적의 표면을 관통하여 내부를 직접 타격할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치는 폭발성형 관통자를 발사하여 수중표적을 관통시켜서, 수중표적 내의 폭약을 직접 타격할 수 있고, 수중표적 내의 폭약을 폭발시킴으로써 원활하게 제거할 수 있다.
더욱이, 폭발성형 관통자는 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 발사될 수 있기 때문에, 수중표적의 전방 또는 후방에 장애물이 위치하더라도, 수중표적의 상측에 수중표적 제거 장치를 위치시킨 후 폭발성형 관통자를 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 발사하여 장애물의 방해 없이, 수중표적에 폭발성형 관통자를 관통시킬 수 있다. 따라서, 해저 지형과 장애물 여부에 상관없이 수중표적을 원활하게 타격하여 제거할 수 있다.
도 11은 본 발명의 변형 예에 따른 수중표적 제거 장치가 탄체의 각도를 조절하는 모습을 보여주는 모식도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 수중표적 제거 장치는 전후방향에 대하여 경사진 각도로 탄체(200)의 각도를 조절할 수 있도록 탄두부(110)에 설치되는 각도 조절기(300)를 더 포함할 수 있다.
각도 조절기(300)는 예컨대 탄체(200)를 파지할 수 있는 클램프와, 클램프를 회전시킬 수 있는 복수의 회전축을 포함할 수 있다. 물론, 각도 조절기(300)의 구성은 다양할 수 있다. 각도 조절기(300)는 탄체(200)의 중심축을 전후방향에 대하여 경사진 방향으로 경동시킬 수 있고, 이에, 수중표적 제거 장치와 수중표적이 대각선으로 위치하는 경우에도 탄체(200)를 경동시켜, 폭발성형 관통자의 발사 경로를 수중표적에 맞게 조준시킬 수 있다. 따라서, 수중표적의 주변에 복잡한 구조의 장애물이 있더라도 원활하게 수중표적을 제거할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 변형 예에 따른 수중표적 제거 장치는, 수중 운동체(100)의 외부면에 공기실드를 형성할 수 있도록 수중 운동체(100)에 설치되는 공기 분사기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 공기 분사기는 공기 발사관과 압력탱크를 포함할 수 있다. 공기 발사관은 압력탱크로부터 압축 공기를 공급받아서 선수부 및 탄두부의 표면에 공기를 분사할 수 있고, 이에, 선수부 및 탄두부의 표면에 공기실드 예컨대 공기막이 일시적으로 형성될 수 있다. 공기막은 버블의 형태일 수 있고, 폭발성형 관통자를 발사시킬 때, 물에 의한 저항을 줄여주는 역할을 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치가 수중표적을 제거하는 모습을 보여주는 작동도이다. 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 장치가 장애물 주변의 수중표적을 제거하는 모습을 보여주는 작동도이다. 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 방법의 순서도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 수중표적 제거 방법은, 수중표적(T)이 탐지된 위치로 수중 운동체(100)를 접근시키는 과정(S100), 수중 운동체(100)에 대한 수중표적(T)의 위치를 식별하는 과정(S200), 수중표적(T)을 향하도록 수중 운동체(100)의 자세를 조절하는 과정(S300), 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 수중 운동체(100)에 장착된 탄체(200)를 폭발시키는 과정 및 파편으로 수중표적(T)을 타격하여 폭발시키는 과정을 포함한다.
이때, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 수중 운동체(100)에 장착된 탄체(200)를 폭발시키는 과정은, 메탈제트를 형성할 수 있도록 수중 운동체(100)에 장착된 탄체(200)를 폭발시키는 과정일 수 있다.
물론, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 수중 운동체(100)에 장착된 탄체(200)를 폭발시키는 과정은, 탄체(200) 내에 분산자탄(미도시) 혹은 미리 준비된 파편을 장입하고, 탄체(200) 내의 장약을 기폭시켜 분산자탄을 정해진 방향으로 지향 발사시키는 과정일 수도 있다.
우선, 수중표적(T)이 탐지된 위치로 수중 운동체(100)를 접근(S100)시킬 수 있다. 예컨대 수중 운동체(100)와 유선 통신 혹은 무선 통신으로 연결된 수상 플랫폼이 수중표적(T)을 탐지하고, 추진부(120)의 작동을 제어하여, 수중표적이 탐지된 위치로 수중 운동체(100)를 접근시킨다.
이후, 선수부(130)에 구비된 각종 센서들을 이용하여 수중 운동체(100)에 대한 수중표적(T)의 위치를 식별(S200)할 수 있다. 예컨대 수중 운동체(100)로부터의 수중표적(T)의 거리 및 각도를 식별할 수 있다. 여기서, 상술한 거리 및 각도를 식별하는 방식은 다양할 수 있다.
이후, 수중표적(T)을 향하도록 수중 운동체(100)의 자세를 조절(S300)한다. 즉, 탄체(200)의 폭발성형 관통자의 발사 경로에 수중표적(T)이 위치하도록, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향 중 어느 한 방향으로, 수중표적(T)에 수중 운동체(100)를 정렬시킬 수 있다.
구체적으로, 도 12를 참조하면, 탄체(200)의 폭발성형 관통자의 발사 경로에 수중표적(T)이 위치하도록, 전후방향으로 수중표적(T)에 수중 운동체(100)를 정렬시킬 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 탄체(200)의 폭발성형 관통자의 발사 경로에 수중표적(T)이 위치하도록, 전후방향과 교차하는 복수 방향 중 어느 한 방향 예컨대 상하방향으로, 수중표적(T)에 수중 운동체(100)를 정렬시킬 수 있다. 이에 의해, 수중에 위치하는 장애물(R)을 피하여 수중표적(T)을 조준할 수 있다.
이후, 수중 운동체(100)에 장착된 탄체(200)를 폭발시킬 수 있다. 구체적으로, 탄체(200)의 신관을 작동시켜 장약을 폭발시키고, 장약의 폭발을 이용하여 장약을 기폭시킬 수 있다. 이어서, 탄체(200)의 외피를 파열시키고, 외피에 구비된 적어도 하나 이상의 폭발성형 관통자를 고속으로 변형시키며 메탈제트를 형성하고, 전후방향 및 전후방향에 교차하는 복수 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 발사(S400)할 수 있다.
이때, 탄체(200)를 전후방향에 대하여 경사지게 기울이는 경우, 메탈제트를 대각선 방향으로 발사할 수도 있다. 또한, 선수부(130) 및 탄두부(110)의 표면에 공기실드를 형성하여, 메탈제트의 발사 시 물(S)에 의해 메탈제트의 움직임이 저하되는 것을 줄여줄 수 있다.
이후, 파편 예컨대 메탈제트로 수중표적을 타격하여 폭발시킬 수 있다. 구체적으로, 메탈제트로 변형 및 발사된 폭발성형 관통자를 발사 경로를 따라 수중에서 계속 이동시키며 수중표적(T)을 관통하고, 수중표적(T) 내부의 폭약을 직접 타격하여 폭발시킬 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시 예에 따르면, 수중표적 즉, 기뢰의 위치 상황에 따라 기뢰의 주변에 장애물이 있더라도, 수중표적 제거 장치를 수평 및 수직과 대각선을 포함한 다양한 방향으로 위치시키고, 폭발성형 관통자를 발사하여 기뢰의 내부까지 직접 타격할 수 있다. 이에, 기뢰 제거 작전을 성공적으로 수행할 수 있고, 기뢰를 빠르게 무력화시킬 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 수중 운동체
200: 탄체
250: 폭발성형 관통자

Claims (16)

  1. 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체;
    상기 수중 운동체로부터 수중표적으로 발사될 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착되고, 외피의 적어도 일부가 폭발에 의해 메탈제트를 형성할 수 있도록 이루어진 탄체;를 포함하는 수중표적 제거 장치.
  2. 수중에서 이동 가능하도록 형성되는 수중 운동체;
    상기 수중 운동체에 장착되고, 정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 형성되는 탄체;를 포함하고,
    상기 탄체는 외피의 전방판 및 측방판 중 적어도 어느 하나에 폭발성형 관통자를 구비하는 수중표적 제거 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄체는 외피의 전방판 및 측방판 중 적어도 어느 하나에 폭발성형 관통자가 구비되는 수중표적 제거 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수중 운동체는,
    전후방향으로 연장형성되고, 상기 탄체를 수납할 수 있도록 중공형으로 형성되는 탄두부;
    수평 이동 및 수직 이동과 각도 조절이 가능하도록 상기 탄두부의 후방에 형성되는 추진부;
    수중표적의 상태를 식별하는 센서를 수납할 수 있도록 상기 탄두부의 전방에 형성되는 선수부;를 포함하는 수중표적 제거 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 탄체는,
    전후방향으로 연장형성되고, 내부가 후방으로 개방되는 상기 외피;
    상기 외피의 내부에 충전되는 장약;
    상기 장약의 후방에서 상기 장약에 삽입되는 폭약;
    상기 외피의 후방에 구비되는 신관;을 포함하는 수중표적 제거 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 외피의 상기 전방판을 전후방향으로 관통하도록 관통공이 형성되고,
    상기 폭발성형 관통자는 전후방향으로 발사될 수 있도록 가장자리가 상기 관통공에 체결되며 중심이 후방으로 오목하게 형성되는 수중표적 제거 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축에 정렬되는 수중표적 제거 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 외피의 상기 전방판에는 적어도 하나의 전방 관통공이 전후방향으로 형성되고,
    상기 외피의 상기 측방판에는 복수개의 측방 관통공이 방사상으로 형성되고,
    상기 폭발성형 관통자는 복수개 구비되고, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향으로 발사될 수 있도록 각각의 가장자리가 상기 적어도 하나의 전방 관통공 및 복수개의 측방 관통공에 체결되고 각각의 중심이 장약측으로 오목하게 형성되는 수중표적 제거 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전방 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축상에 정렬되고,
    상기 측방 관통공에 장착된 폭발성형 관통자의 중심은 상기 외피의 중심축과 나란하도록 이격되는 수중표적 제거 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 탄체의 각도를 전후방향에 대하여 경사진 각도로 조절할 수 있도록 상기 수중 운동체에 설치되는 각도 조절기;를 더 포함하는 수중표적 제거 장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수중 운동체의 외부면에 공기실드를 형성할 수 있도록 상기 수중 운동체에 설치되는 공기 분사기;를 더 포함하는 수중표적 제거 장치.
  12. 수중표적이 탐지된 위치로 수중 운동체를 접근시키는 과정;
    상기 수중 운동체에 대한 상기 수중표적의 위치를 식별하는 과정;
    상기 수중 표적을 향하도록 상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정;
    메탈제트를 형성할 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정;
    상기 메탈제트로 상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정;을 포함하는 수중표적 제거 방법.
  13. 수중표적이 탐지된 위치로 수중 운동체를 접근시키는 과정;
    상기 수중 운동체에 대한 상기 수중표적의 위치를 식별하는 과정;
    상기 수중 표적을 향하도록 상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정;
    정해진 방향으로 파편을 지향 발사시킬 수 있도록 상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정;
    상기 파편으로 상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정;을 포함하고,
    상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정은,
    상기 탄체의 신관을 작동시켜 상기 탄체의 장약을 폭발시키는 과정;
    상기 장약의 폭발을 이용하여 상기 탄체의 장약을 기폭시키는 과정;
    상기 탄체의 외피를 파열시키고, 상기 외피에 구비된 적어도 하나 이상의 폭발성형 관통자를 고속으로 변형시키며 전후방향 및 전후방향에 교차하는 복수 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 발사하는 과정;을 포함하는 수중표적 제거 방법.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 수중 운동체의 자세를 조절하는 과정은,
    상기 탄체의 발사 경로에 상기 수중 표적이 위치하도록, 전후방향 및 전후방향과 교차하는 복수 방향 중 어느 한 방향으로, 상기 수중표적에 상기 수중 운동체를 정렬시키는 과정;을 포함하는 수중표적 제거 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 수중 운동체에 장착된 탄체를 폭발시키는 과정은,
    상기 탄체의 신관을 작동시켜 상기 탄체의 장약을 폭발시키는 과정;
    상기 장약의 폭발을 이용하여 상기 탄체의 장약을 기폭시키는 과정;
    상기 탄체의 외피를 파열시키고, 상기 외피에 구비된 적어도 하나 이상의 폭발성형 관통자를 고속으로 변형시키며 전후방향 및 전후방향에 교차하는 복수 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 발사하는 과정;을 포함하는 수중표적 제거 방법.
  16. 청구항 13 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 수중표적을 타격하여 폭발시키는 과정은,
    변형 및 발사된 폭발성형 관통자로 상기 수중표적을 관통하고, 상기 수중표적 내부의 폭약을 폭발시키는 과정;을 포함하는 수중표적 제거 방법.
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