탄 감지 및 발사 겸용 장치

탄 감지 및 발사 겸용 장치{SHELL SENSING AND LAUNCHING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 탄 감지 및 발사 겸용 장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 상기 도1의 각 기능 블록에 대한 구체적인 회로 구성을 보인 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 디지털 제어신호 출력부 101 : 제어신호 변환부

102 : 탄 선택부 103 : 포토커플러

200 : 탄 감지 및 발사부 201 : 탄 감지부

202 : 탄 발사부 203 : 포토커플러

204 : 열선 저항체 300 : 제어부

AMP : 증폭기

본 발명은 탄 감지 및 발사 겸용 장치에 관한 것으로, 특히 능동 방호장치의 하나인 복합 연막탄 발사장치에서 연막탄이 장착되어 있는지 여부의 감지 및 탄 발사도 가능하도록 하는 탄 감지 및 발사 겸용 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 능동 방호장치란 적으로부터 발사된 미사일의 방위각 및 도래 시간을 탐지 센서에 의해서 탐지하여 연막탄을 발사함으로써 미사일로부터 지상무기 체계를 방호하는 역할을 담당하는 장치를 의미한다.

그런데, 종래의 경우 연막탄 발사 전 탄이 발사대에 장착되어 있는지의 여부를 육안 확인이나 적외선 통신을 이용하여 확인할 수 있었다. 따라서, 육안 확인이 어려운 상황에서는 탄이 발사대에 장착되어 있는지 여부를 감지하는데 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 능동 방호장치의 하나인 복합 연막탄 발사장치에 있어서, 연막탄이 장착되어 있는지 여부를 육안 확인이 아닌 전기 신호에 의해서 감지할 수 있도록 하며, 동시에 발사도 가능하도록 하는 탄 감지 및 발사 겸용 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용자가 선택한 탄에 대한 동작 명령을 디지털 제어신호로 출력하는 디지털 제어신호 출력부와; 상기 디지털 제어신호에 따라 탄을 발사하거나 탄의 장착을 감지하여 그 감지신호를 출력하는 탄 감지 및 발사부와; 상기 사용자로부터 탄 선택 명령 및 동작 명령을 입력받아 상기 디지털 제어신호 출력부에 인가하거나, 상기 감지신호를 입력받아 탄의 장착 여부를 표시하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 탄이 발사대에 장착되어 있는지 감지하고 탄이 장착되어 있을 경 우 발사도 가능하도록 하는 장치에 관한 것으로, 동작(감지, 발사) 특성에 따른 별도의 장치로 구성하지 않고, 동일한 장치에서 제어신호만 다르게 입력함으로써 감지 동작 또는 발사 동작을 수행할 수 있도록 하는 장치의 제공을 요지로 한다.

통상적으로, 복합 연막탄의 발사 점화기는 열선 저항체로 구성되어 있으며, 그 열선 저항체에 소정 전류(예:1A)의 전류를 소정 시간(예:50ms) 인가해 주면 발사체가 점화되어 연막탄의 발사가 가능하도록 구성되어 있다.

그런데, 상기 발사체 점화를 위한 전류가 상기 소정 전류(예:1A)보다 작을 경우(예:0.5A)에는 상기 소정 시간(예:50ms)보다 많은 시간(예:100ms)을 인가하더라도 발사체가 점화되지 않는다. 반대로, 상기 발사체 점화를 위해 인가되는 전류가 "1A"라고 하더라도 지정된 소정 시간(예:50ms)보다 매우 작은 시간(예:100ns)을 인가할 경우에도 발사체는 점화되지 않는다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 특성을 감안하여 상기 소정 전류(예:1A)를 지정된 제1시간(예:100ns)동안 인가하여 탄을 감지하고, 상기 동일한 전류(예:1A)를 지정된 제2시간(예:50ms) 동안 인가하여 탄을 발사할 수 있도록 하는 장치를 제공한다.

이때, 상기 제2시간은 열선 저항체가 가열되어 발사체가 점화될 정도의 최소의 시간이며, 상기 제1시간은 상기 제2시간에 비하여 매우 짧은 시간으로써, 열선 저항체의 저항 및 인가 전류에 따라 가변 될 수 있으며, 실험을 통해 충분한 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하 기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 탄 감지 및 발사 겸용 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도1을 참조하면, 본 발명은 디지털 제어신호 출력부(100)와, 탄 감지 및 발사부(200)로 구성된다.

상기 디지털 제어신호 출력부(100)는 사용자가 선택한 탄에 대한 동작 명령을 디지털 제어신호로 출력하고, 상기 탄 감지 및 발사부(200)는 상기 디지털 제어신호에 따라 탄을 발사하거나 탄의 장착을 감지하여 그 감지신호를 출력한다.

상기 디지털 제어신호 출력부(100)와 탄 감지 및 발사부(200)는 전기적으로 분리되도록 구성하여 서로의 노이즈가 영향을 미치지 않도록 한다. 즉, 탄 감지 및 발사부(200)는 수십 볼트(예:28V) 이상의 아날로그 전원을 사용하고, 디지털 제어신호 출력부(100)는 수 볼트(예:5V) 이하의 디지털 전원을 사용하기 때문이다.

상기 디지털 제어신호 출력부(100)와 탄 감지 및 발사부(200)를 전기적으로 분리하기 위하여 광소자(예 : 포토커플러)를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 탄 감지 및 발사 겸용 장치는 사용자로부터 탄 선택 명령 및 동작(감지, 발사) 명령을 입력받기 위한 제어부(300)를 추가로 구성할 수 있다.

상기 동작 명령들은 트리거 신호를 사용하여 입력된다.

즉, 사용자가 상기 제어부(300)에 구비된 소정의 명령 버튼(미도시)을 누르면 해당하는 트리거 신호가 디지털 제어신호 출력부(100)로 입력되는 것이다.

이에 따라, 상기 디지털 제어신호 출력부(100)는 상기 명령에 해당하는 트리거 신호를 입력받아 지정된 동작(감지, 발사) 제어신호로 변환한 후, 사용자가 선 택한 탄 감지 및 발사부(200)에 출력한다. 상기와 같이 디지털 제어신호 출력부(100)는 사용자의 명령을 지정된 동작 제어신호로 변환하는 제어신호 변환부(101)와, 사용자가 원하는 특정 탄에 대해서만 상기 동작 제어신호를 출력하기 위한 탄 선택부(102)를 구비한다.

또한, 상기 탄 감지 및 발사부(200)는 사용자로부터 받은 명령이 탄 감지 명령일 경우 탄의 장착 여부를 감지하여 출력하기 위한 탄 감지부(201)와, 사용자로부터 받은 명령이 탄 발사 명령일 경우 탄을 발사하는 탄 발사부(202)로 구성된다.

도2는 상기 도1의 각 기능 블록에 대한 구체적인 회로 구성을 보인 예시도이다. 이하, 상기 각 기능 블록을 참조하여 본 발명에 대한 동작을 보다 상세하게 설명한다.

우선, 상기 제어신호 변환부(101)는 사용자가 입력한 명령에 해당하는 트리거 신호를 소정의 펄스 폭을 갖는 제어신호로 변환하는 것으로, 일 실시예로서 도2에 도시된 바와 같이 멀티바이브레이터 회로를 이용하여 구성할 수 있다.

상기 제어신호 변환부(101)에서는 제1시간(예:100ns)의 펄스 폭을 갖는 제어신호를 출력하기 위해서 멀티바이브레이터 칩(예:74LS123)의 해당하는 단자에 'R=2㏀', 'C=7.43㎊'을 접속하고, 제2시간(예:50ms)의 펄스 폭을 갖는 제어신호를 출력하기 위해서 멀티바이브레이터 칩의 해당하는 단자에 'R=760㏀', 'C=0.1㎌'을 접속한다.

참고로, 상기 100ns와 50ms를 만들기 위한 저항(R)과 커패시터(C)는 다음 수학식1에 의해서 결정할 수 있다.

따라서, 사용자가 감지 명령을 내리면 해당하는 트리거 신호가 단자2 에 인가되어 단자13을 통해 제1시간(100ns)을 갖는 제어신호가 출력되고, 사용자가 발사 명령을 내리면 해당하는 트리거 신호가 단자10에 인가되어 단자12를 통해 제2시간(50ms)을 갖는 제어신호가 출력되는 것이다.

다음, 상기 탄 선택부(102)는 발사대(미도시)에 장치된 다수의 탄 중에서 사용자가 원하는 탄을 선택하기 위한 것으로, 일 실시예로서 복수의 앤드게이트 소자를 이용하여 구성할 수 있다.

상기 앤드게이트 소자의 일측 입력 단자에는 상기 제어신호 변환부(101)에서 출력된 제어신호를 입력받고, 다른 입력 단자에는 사용자로부터 탄 선택신호를 입력받는다. 따라서, 사용자가 탄 선택신호를 입력한 탄에 해당하는 N번째 앤드게이트 소자에서만 상기 제어신호가 출력된다.

상기 N번째 앤드게이트 소자에서 출력된 제어신호는 포토커플러(103)를 통해 탄 감지 및 발사부(200)로 입력된다.

다음, 상기 탄 감지 및 발사부(200)는 상기 포토커플러(103)를 통해 인가되는 제어신호에 의해 소정 전압(예:28V)을 복수의 저항을 통해 분압하여 열선 저항체(204)를 가열하도록 구성된다.

상기 탄 감지 및 발사부(200)의 각 위치(A, B, C)에서의 각각의 조건에 의해 발생되는 전압 및 논리 결과를 표1에 정리하였으며, 이 각 위치의 전압으로 증폭 기(AMP)에서 출력되는 값에 따라 탄의 감지신호를 얻을 수 있다.

다음 표1에서 감지 결과가 'H'인 경우(탄이 장착된 것으로 감지된 경우)에 탄 발사 명령에 의해 탄의 발사가 가능하다.

상기 표1에서 포토커플러(103)가 오프되어 있을 경우는 '감지 검사를 수행하지 않는 경우'로서, 탄이 장착되어 있는지 여부에 관계없이 증폭기(AMP)를 구동할 수 있는 전압이 출력되지 않는다. 따라서, 포토커플러(203)를 통해 출력되는 탄 감지신호는 항상 'L'이 된다.

또한, 상기 표1에서 포토커플러(103)가 온 될 경우는 감지 검사를 수행하는 경우로서, 탄이 장착되어 있을 경우에는 증폭기의 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 전압 Vc 가 반전 단자(-)에 인가되는 전압 V _B 보다 커 증폭기(AMP)를 구동하여 포토커플러(203)를 턴 온 시킴으로써, 포토커플러(203)를 통해 출력되는 탄 감지신호는 'H'가 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 탄 감지와 발사 겸용 장치는 실시간 비접촉식으로 탄의 장착 유무에 대한 감지가 가능하여, 안정적이고, 초소형, 초저가, 초경량 시스템으로 설계가 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 방산 분야로는 각종 전기식 점화기를 가진 탄의 유무 확인에 응용 가능하고, 민수 분야로는 위치에 따라 저항 값이 바뀌는 위치 감지 장치 설계 개발에 응용할 수 있는 효과가 있다.