둔감 탄약 신관

둔감 탄약 신관{INSENSITIVE MUNITIONS FUSE}

본 발명은 둔감 탄약 신관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포발사 탄약에서 화재로 인해 발생하는 압력을 적기에 배출시켜 둔감 성능을 향상시킬 수 있도록 한 둔감 탄약 신관에 관한 것이다.

전장 환경에서 탄두의 안전성은 사용군의 작전이나 군수지원 측면에서 중요하다. 특히, 열, 충격, 화재 등으로 인한 예기치 못한 폭발사고를 미연에 방지하기 위해 탄두의 둔감화 설계는 매우 중요한 요소이다.

일반적으로 포발사 탄약은 탄체에 신관을 나사 결합하여 탄약을 발사하기 전까지 보관하게 된다. 그런데 기존의 포발사 탄약은 탄체 내부로 이물질 및 습기가 침투하지 않도록 신관을 탄체에 결합하기 위한 신관의 나사부가 금속으로 제작되어 탄체 내부가 완전 밀폐상태를 유지하게 된다.

따라서, 기존의 포발사 탄약은 탄약의 취급 및 보관 중 예기치 못한 화재나 외부 충격 등에 의해 사고가 발생할 경우, 화재로 인해 발생하는 압력을 적기에 배출시킬 수 없어 폭발을 약화시키거나 제거할 수 없고 연쇄 폭발로 이어져 대형사고의 원인이 되는 경우가 발생하고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 포발사 탄약에서 화재로 인해 발생하는 압력을 적기에 배출시켜 둔감 성능을 향상시킬 수 있도록 둔감화 기술을 적용한 둔감 탄약 신관을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 탄체에 결합되는 신관 몸체와 상기 신관 몸체의 외주면에 구비되어 상기 신관 몸체를 상기 탄체에 나사 결합하며, 화재시 상기 탄체에 포함되는 에너지물질의 자동점화 온도보다 낮은 온도에서 상기 신관 몸체가 상기 탄체로부터 분리되도록 플라스틱 재질로 형성되는 나사부를 포함한다.

상기 나사부는 인서트 사출 성형에 의해 상기 신관 몸체와 일체로 형성될 수 있다.

상기 신관 몸체의 외주면에서 상기 나사부가 사출 성형되는 부분은 복수 개의 구멍을 형성하여 상기 나사부를 형성하기 위해 사출되는 재료가 상기 구멍에 배치되게 할 수 있다.

상기 나사부는 고밀도 폴리에틸렌 재질(HDPE)로 형성될 수 있다.

상기 에너지물질은 둔감 화약일 수 있다.

본 발명은 탄체와 결합되는 신관의 나사부가 에너지물질의 자동점화 온도보다 충분히 낮은 온도에서 녹아 신관을 탄체로부터 분리시킬 수 있는 저융점 재료로 이루어지면서도 인서트 사출에 의해 신관 몸체와 일체로 형성됨에 따라 구조적 강도가 확보된다.

따라서, 신관의 정상 운용 중 신관의 용도에 적합한 구조적 강도를 유지함과 아울러 탄약의 수송, 저장 간 외부의 공격이나 열원에 노출되어 예기치 않은 탄두의 기폭이나 2차적 피해 발생을 최소화하여 안정적인 탄약 취급을 가능하게 하는 효과가 있다. 이는 세계적인 탄약 개발 추세에 부합하여 수출 경쟁력 확보에 이바지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 둔감 탄약 신관이 탄체에 결합된 구조를 보인 탄약 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 둔감 탄약 신관을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 신관 몸체의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 신관 몸체에 나사부가 일체로 형성된 모습을 보인 단면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

탄두의 둔감화 설계는 에너지물질(둔감화약 등), 시스템설계(배기기술 등), 포장(충격파 흡수/차단 등)이 있다. 이 중 시스템설계에 해당하는 배기기술은 화재로 인해 발생하는 압력이나 탄약에 저장된 에너지물질이 연소하여 발생하는 압력을 적기에 배출시킴으로써 탄약의 반응 정도를 완화시키는 기술이다.

본 발명에서는 배기기술을 신관에 적용하여 외부 위협 노출시 에너지물질의 자동점화 온도보다 충분히 낮은 온도에서 신관이 탄체에서 분리되도록 설계한다.

도 1은 포발사 탄약 중 분리장전식 탄약의 예로, 둔감 탄약 신관이 탄체에 결합된 구조를 보인 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 둔감 탄약 신관(이하, '신관'이라 칭함)(1)은 신관 몸체(21)와 나사부(25)를 포함한다. 신관 몸체(21)는 나사부(25)를 매개로 탄체(10)에 결합된다.

탄체(10)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 탄체(10)는 내부에 다량의 화약(작약)(11)이 충전되어 있어 탄두가 목표물에 명중할 때 대량의 폭발력을 발생시킬 수 있도록 된다.

탄체(10) 끝에는 신관(20)을 결합할 수 있도록 신관공(13)이 설치된다. 신관공(13)의 내주면에는 나사산이 형성되어 신관(20)을 나사 결합할 수 있다.

화약(11)은 둔감화약을 사용한다. 둔감화약은 신관(20)의 나사부(25)와 더불어 탄약(1)의 취급 또는 보관 중 화재나 외부의 충격 등에 의해 사고가 발생시 피해를 최소화하기 위해 적용된다.

신관(20)은 탄두가 목표물과 접촉하였을 때 발생하는 충격에 의해 작동이 이루어지고, 탄체(10) 내부의 화약(11)을 연결하여 동시에 폭발하도록 내부에 뇌관, 화약 성분 등을 포함할 수 있다.

이러한, 분리장전식 탄약(1)은 발사지에서 탄체(10)에 신관(20)을 결합하여 탄약(1)을 발사하기 전까지 보관하게 된다. 탄체(10)에 신관(20)이 결합되면 탄체(10) 내부의 화약이 활성화되는 조건이 갖추어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 신관(20)은 신관 몸체(21)의 외주면에 나사부(25)가 구비되어 신관(20)을 탄체(10)에 결합할 수 있도록 된다.

신관 몸체(21)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 신관 몸체(21)는 내부에 뇌관, 화약 성분 등이 포함될 수 있다. 신관 몸체(21)는 내주면에 뇌관 및 커버 등을 결합하기 위한 나사산이 형성되어 있다. 신관 몸체(21) 내에 포함되는 뇌관 및 커버 등은 본 발명의 중요한 요지가 아니므로 자세한 설명을 생략한다.

신관(20)의 외주면 나사부(25)는 둔감화 기술을 적용하기 위해 저융점의 플라스틱 재질로 된다. 나사부(25)는 사출 성형에 의해 신관 몸체(21)의 외주면에 결합된다. 구체적으로, 나사부(25)는 인서트 사출 성형에 의해 신관 몸체(21)와 일체로 형성된다.

나사부(25)를 인서트 사출 성형에 의해 신관 몸체(21)와 일체로 형성하는 것은 화재시 탄체(10)에 포함되는 에너지물질의 자동점화 온도보다 충분히 낮은 온도에서 신관(20)이 탄체(10)로부터 분리될 수 있고, 정상 운용 중에는 신관(20)의 용도에 적합한 구조적 강도를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

나사부(25)는 탄약(1)의 정상 운용 중에는 습기와 같은 외부 오염물이 탄체(10) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 강한 밀폐력을 갖고, 탄약(1)의 내부 온도가 상승하여 압력이 발생하면 용융되어 신관(20)이 탄체(10)로부터 분리되게 함으로써 내부 압력을 배출시켜 폭발이 일어나지 않도록 한다.

나사부(25)는 고밀도 폴리에틸렌 재질(HDPE)로 형성된다. 고밀도 폴리에틸렌은 융점이 대략 105~110℃인 저융점 소재로 에너지물질의 자동점화 온도보다 낮은 온도에서 용융될 수 있으며, 고밀도로 인해 우수한 밀폐력을 갖고, 인서트 사출에 의해 신관 몸체(21)와 일체로 형성시 구조적 강도를 유지할 수 있다.

고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.94 이상인 것을 의미하며, 경도 및 기계적 강도가 우수하다.

에너지물질(둔감 화약)의 자동점화 온도는 대략 300℃ 이상일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 신관 몸체(21)의 외주면에서 나사부(25)가 사출 성형되는 부분은 복수 개의 구멍(23)이 형성된다.

구멍(23)은 나사부(25)를 신관 몸체(21)의 외주면에 인서트 사출 성형시 고밀도 폴리에틸렌 재질 일부(27)가 구멍(23)에 밀착 배치되어 신관 몸체(21)와 나사부(25)의 구조적 강도를 더 강하게 유지하기 위한 것이다.

본 실시예에서는 신관 몸체(21)의 외주면에서 나사부(25)가 사출 성형되는 부분에 일정 간격을 두고 대략 8개의 구멍(23)을 형성하여 신관 몸체(21)와 나사부(25)의 결합 강도가 우수하도록 하였다.

신관 몸체(21)의 외주면에 형성되는 구멍(23)의 형상은 신관 몸체(21)와 나사부(25)의 결합 강도를 우수하게 하는 형상이면 다양한 형성이 적용될 수 있다.

예를 들어, 구멍(23)은 원통 형상일 수도 있고, 단부가 라운드진 형상일 수도 있다.

상술한 저융점 소재를 사용한 나사부(25)는 화재시 에너지물질의 자동점화 온도보다 낮은 온도에서 용융되어 신관(20)을 탄체(10)로부터 분리시킴으로써 압력을 배출시켜 폭발이 일어나지 않도록 한다.

이하 본 발명의 작용을 설명한다.

신관 몸체(21)와 나사부(25)를 인서트 사출 성형에 의해 일체로 성형하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 신관 몸체(21)를 준비한다. 신관 몸체(21)는 압출 또는 인발 등에 의해 금속 재질로 형성한 것일 수 있다. 다음으로, 신관 몸체(21)의 외주면에서 나사부(25)가 성형될 부분에 복수 개의 구멍(23)을 형성한다.

신관 몸체(21)에 형성하는 구멍(23)은 신관 몸체(21)를 압출 또는 인발 등으로 제작시 형성할 수도 있다.

다음으로, 신관 몸체(21)의 외주면에 고밀도 폴리에틸렌 재질(HDPE)의 수지를 인서트 사출하여 나사부(25)를 성형한다.

상술한 과정을 통해 신관(20)의 제조가 완료된다. 제조된 신관(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 나사부(25)가 신관 몸체(21)의 외주면에 일체로 성형되고, 나사부(25)를 형성하는 재질 일부(27)가 신관 몸체(21)의 구멍(23)에 밀착 배치된 구조이므로 결합 강도가 우수하다.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 나사부(25)를 형성하는 재질 일부(27)가 신관 몸체(21)의 구멍(23)을 통해 신관 몸체(21) 내부로 엠보싱 형상처럼 돌출되고 밀착된 구조이므로 결합 강도가 우수하다.

상술한 신관(20)은 외주면의 나사부(25)를 탄체(10)의 신관공(13)에 결합하여 하부가 탄체(10)와 결합되고, 내부에는 뇌관 및 화약 성분들이 포함되게 한 후, 상부 내주면에 형성된 나사부에 커버(코)(30)를 결합하여 탄체(10) 내부를 밀폐할 수 있다.

상술한 과정에 의해 탄체(10)와 신관(20)이 결합된 탄약(1)은 신관(20)의 나사부(25)가 신관 몸체(21)에 일체로 형성되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 나사부(25)를 형성하는 재료 일부(27)가 신관 몸체(21)의 구멍(23)에 밀착 배치된 구조이므로 구조적 강도가 확보되고 플라스틱 재질(고밀도 폴리에틸렌 재질)의 특성상 탄체(10) 내부를 밀폐하는 밀폐력이 확보될 수 있다.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 나사부(25)를 형성하는 재료 일부가 신관 몸체(21)의 내부로 엠보싱 형상처럼 돌출되고 밀착된 형상이므로 구조적 강도가 확보되고, 플라스틱 재질(고밀도 폴리에틸렌 재질)의 특성상 탄체(10) 내부를 밀폐하는 밀폐력이 확보될 수 있다.

또한, 신관(20)은 탄체(10)와 결합되는 나사부(25)가 에너지물질의 자동점화 온도보다 충분히 낮은 온도에서 녹아 신관(20)을 탄체(10)로부터 분리시킬 수 있는 저융점 재료로 이루어지므로, 예기치 않은 탄약(1)의 화재로 인해 발생하는 압력이나 탄자, 파편, 성형작약세트 등에 의해 탄에 저장된 에너지물질이 연소하여 발생하는 압력 등을 적기에 배출시켜 둔감 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 둔감 성능을 갖는 나사부(25)는 전술한 둔감 화약(11)과 상호 작용하여 탄약(1)의 수송, 저장 간 외부의 공격이나 열원에 노출되어 예기치 않은 탄두의 기폭이나 2차적 피해 발생을 최소화하여 안정적인 탄약 취급을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1: 탄약 10: 탄체
11: 화약 13: 신관공
20: 신관 21: 신관 몸체
23: 구멍 25: 나사부
27: 일부 30: 커버