일시적인 공중영상 형성방법

일시적인 공중영상 형성방법 {FORMING TEMPORARY AIRBORNE IMAGES}

본 발명은 일시적인 공중영상 형성에 관련되고, 오락 또는 광고목적의 일시적인 공중영상 형성에 특별한 적용예를 갖는다. 상기 공중영상은 디스플레이를 위해 불꽃 또는 공중에 매개물질을 배치시키는 다른 발사체로 형성된다.

오락목적의 불꽃놀이(pyrotechnic display)는 새로운 및/또는 흥미로운 공중 디스플레이를 제공하기 위해 많은 비용을 들이는 단체의 행사에서 매우 인기가 높아지고 있다. 개별적 특성을 제공하기 위해, 상기 디스플레이는 주문생산 또는 계획되어야 한다. 또한, 디스플레이는 공중으로 불꽃을 발사하기 위한 배치 시스템에 의해 제한된다. 이것은 제한된 다양성 및/또는 높은 생산비용을 초래한다.

많은 디스플레이는 디스플레이 사이트(site)에 축적되는 많은 양의 고성능 화약이 필요하다. 따라서, 디스플레이는 주로 정박된 바지선 또는 폰툰(pontoon)에서 실시된다. 하지만, 바지선으로 불꽃을 운송하는 데는 인구 밀집구역을 통과하게 되므로 잠재적 위험이 내재하고 있다. 또한, 불꽃은 사이트에 설치되어야 하므로 이것은 일반적으로 많은 노동과 시간이 소요된다. 불꽃의 설치 또한 발사시간의 정확성을 확실히 하기 위해 퓨즈를 설치하는 데에 있어 매우 복잡하다.

본 발명자는 불꽃놀이와 같은 일시적인 공중영상을 형성하는 데 사용되기에 적합한 향상된 장치 및 방법을 발명하였다. 향상된 장치 및 방법은 배럴 조립체를포함하고, 이것으로부터, 불꽃놀이와 같이 일시적인 공중영상을 생성하는 매체를 배치시키기 위한 발사체는 배럴에서 발사되며, 배럴은 배럴 내에 축방향으로 배치된 다수의 발사체를 구비하고, 발사체는 배럴의 포구를 통해 순차적으로 발사체를 발사하기 위한, 선택적 점화가 가능한 분리된 추진장약과 결합되어 있다. 밀봉 맞물림은 점화된 추진장약이 후속 추진장약으로 밀리는 것을 방지하기 위해 발사체와 배럴 사이에 제공된다.

본 발명에 따르면, 배럴 내에 축방향으로 배치되고 배럴의 포구를 통해 순차적으로 발사체를 추진시키기 위한, 선택적 점화가 가능한 분리된 추진장약과 결합된 다수의 발사체를 구비하는 배럴을 포함하는 배럴 조립체로부터 배치되는 발사체가 제공되고, 상기 발사체는:

일시적 공중영상을 형성하기 위한 구성요소를 수용하는 하우징부;

기폭약;

추진장약이 기폭약의 작동으로 점화되는, 하우징의 후방 단부와 연결된 추진제캡슐;

불꽃재의 지연점화를 제공하는 퓨즈링크;

지지용 하우징과 맞물리고, 맞물림 상태에서는 배럴 보어와 밀봉 작동 맞물림 상태를 유지하고, 하우징과 후방 이동하는 이완상태에서는 배럴 보어와 밀봉 작동 맞물림 상태로부터 해제되게 하우징에 대해 재배치되며, 후속 발사체의 노즈 또는 최종 발사체의 경우 배럴의 후방 단부와 맞물리는 개방 후방 단부를 제공하는 확장 가능한 칼라; 및

상기 확장 가능한 칼라가 추진제 점화장치 위의 맞물림 상태로부터 재배치되며, 배럴을 통하여 배럴 포구 외부로 통과하는 압력패드에 의해 이완 상태로 유지되게 개방 후방 단부의 내부를 향한 하우징에 장착된 압력패드를 포함한다.

본 발명의 발사체는 일시적인 공중영상을 형성하기 위한 구성요소를 포함한다. 영상 형성 물질은, 예를 들어, 폭발성 물질, 소이성 물질, 백열성 또는 발광성 물질, 또는 매우 가시적인, 일시적인 영상을 제공하기 위한 다른 물질일 수 있다. 선택적으로, 영상 형성 물질은 연막, 가스, 입자 또는 시트 또는 스트립, 가공되지 않은 검불(chaff), 또는 영상을 형성하기 위해 배치될 수 있는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 영상 형성 물질은 또한 낙하산 및 이와 유사한, 배치 위치에서 하강을 늦추기 위한 수단을 포함한다.

발사체는 배럴 조립체 내에 정렬되어 있어서, 발사되어 영상 형성 구성요소가 배치되면, 원하는 일시적인 공중 영상이 형성된다. 색상 또는 형태가 다른 각각의 영상 형성 물질을 포함하는 발사체는 각각의 배럴 조립체 내부로 순차적으로 장전된다.

영상 형성 물질은, 예를 들어, 폭발 수단, 저장된 에너지, 또는 영상 형성 물질을 드러내기 위해 발사체의 분리 가능한 부분의 분리, 또는 다른 적합한 배치 수단에 의해 배치될 수 있다.

본 발명의 발사체는 배럴 내에 축방향으로 배치된 다수의 발사체를 구비하는 배럴을 포함하는 형태의 배럴 조립체에서 발사되고, 상기 발사체는 배럴의 포구를 통해 순차적으로 발사체를 추진시키기 위한, 선택적 점화가 가능한 분리된 추진장약과 결합된다. 본 발명은, 모르타르 같은 발사체를 제어된 순차적 속사로 발사할수 있는, 그리고 우리의 국제특허출원 제 PCT/AU94/00124호, PCT/AU96/00379호, PCT/AU00/00296호 및 PCT/AU00/00297호에서 설명 및/또는 도시된 일반적인 형태의 배럴 조립체를 이용할 수 있다. 최초 국제특허출원 제 PCT/AU94/00124호 및 PCT/AU96/00379호를 포함하여, 적어도 상기 국제특허출원 중 어떤 것에서, 많은 수의 발사체가 연속적으로 빠르게 발사될 수 있게 하기 위해 각각 다수의 발사체를 포함하는 배럴을 조립하기 위한 배치에 대해 상술되어 있다. 상기 배치에서, 배럴은 쉘 보어와의 밀봉 작동 맞물림을 위해 쉘 내에 축방향으로 배치된 다수의 발사체 및 각각의 발사체를 추진시키기 위한 분리된 추진장약을 구비하는 원통형상의 쉘로 형성될 수 있다.

높은 포구압력 배럴 조립체를 사용한다 할지라도, 배럴 조립체는 소화탄 (grenade)과 같은 발사체를 발사하는 저압력 종류일 수 있다. 각각의 배럴 조립체에는 다른 발사체가 장전되고, 배럴 조립체는 다른 크기의 발사체를 수용하기 위해 다른 크기의 보어를 갖는다.

각각의 발사체는 발사체 몸체에 고정 장착된 후방 칼라를 포함하여, 배럴에 적재될 때 후방 발사체 몸체의 노즈부에 게재하기 위해 후방으로 확장한다. 이 게재동작은 얕은 웨지에 의해 제공되어 칼라의 후방단부는 배럴과의 밀봉 작동 맞물림 내로 확장한다.

후방 칼라는 발사체 몸체에 대한 상대적인 축방향 운동을 제한하기 위해 장착되고 칼라의 선단부에는 발사체 몸체 상에 형성된 보조면과 맞물릴 수 있는 고리모양의 밀봉면이 형성되어, 추진가스의 반작용으로 인한 발사체 몸체의 후방으로의 이동은 보조면이 칼라 선단부의 고리모양의 밀봉면과 밀봉 맞물림 상태가 되도록 한다.

보조면 및 고리모양의 밀봉면은 실질적으로 방사상으로 확장하고 보조 밀봉형상으로 형성된다. 하지만, 상기 면들은 서로 밀접한 밀봉 작동 맞물림을 형성하는 부분적 원뿔형상의 보조 밀봉면인 것이 바람직하다. 선단부는 배럴과의 효과적인 밀봉 작동 맞물림 내로 확장할 수 있다. 하지만, 부분적 원뿔형상의 면들 사이의 웨지부는 상대적으로 가파른 면이기 때문에, 칼라의 선단부는 게재동작으로 배럴과의 밀봉 작동 맞물림 내로 확장할 수 없다.

바람직하게, 각각의 발사체는 효과적인 저포구속도 작동을 위해 인접한 발사체들 사이에 형성되는 각각의 저압 추진실로 가스를 배출하는 고압 추진실과 연결된다. 고압 추진실은 발사체 몸체 또는 후방 칼라와 통합 형성될 수 있고, 또는 배럴벽을 통해 제공되는 포트를 통해 통신하기 위해 배럴의 외부에 제공될 수 있다.

하우징은 불꽃재를 수용하기에 적합한 어떤 형상일 수도 있고, 선행 발사체의 확장가능 칼라의 후방 단부와 맞물리기에 적합하게 형성된다. 바람직하게, 하우징은 확장된 하우징을 갖는 발사체가 사용될 수 있어도, 상대적으로 침하된 모양을 갖는 소화탄과 같은 발사체가 사용되는 형태이다.

하우징은 적합하게 생물분해성 재료 및/또는 가연성 재료로 형성될 수 있다. 이 재료는 생물분해성 폴리머와 같은 인공합성 물질 또는 톱밥과 같은 천연재료에기초를 둔다. 적합한 불꽃재를 선택하는 것은 크게 중요하지 않으며, 본 발명의 기술분야의 숙련자는 적합한 불꽃재를 쉽게 선택할 수 있을 것이다.

기폭약은 적합하게 전기식 기폭약일 수 있고, 이로 인해 발사체는 최고 발사속도까지 무한히 변화할 수 있는 주파수에서 전기적으로 발사된다. 본 발명의 한 관점에 따라, 그리고 저압력, 저포구속도로 지정된 배럴 조립체로부터 발사하기 위해, 발사속도는 배럴을 떠나는 각각의 발사체에 대해 정해진 시간 및 배럴 내의 가스압력이 후속 발사체의 발사가 가능하도록 충분히 떨어지는 데 필요한 시간에 의해 제한될 수 있다. 전기적인 기폭은 하우징 상에 노출된 접촉부를 제공하는 것에 영향을 받아, 하우징 후방 단부와 연결된 추진제 캡슐은 접촉부를 통하여 형성된 전기회로를 활성화 함으로써 점화된다. 배럴 내의 보조 접촉부와 접촉부를 맞추기 위해, 발사체의 배럴 내로의 정렬된 삽입을 위해 형성된 강선이 제공된다. 삽입은 맞물린 상태 또는 선택적으로 이완상태의 하우징과 접촉된 칼라로 실시될 수 있다.

추진제 캡슐은 편리한 형상일 수 있고 적합한 추진제를 포함한다. 적합한 추진제를 선택하는 것이 매우 중요하지는 않지만, 본 발명의 기술분야의 숙련자는 적합한 추진제를 쉽게 선택할 수 있을 것이다.

추진제 캡슐은 하우징의 후방 단부와 연결된다. 추진제 캡슐은 확장가능한 칼라의 후방 단부 내와 같이 인접한 발사체 사이 공간 내의 하우징 단부에 근접하여 위치한 하우징 단부와 맞물릴 수 있다.

추진제는 기폭약을 작용시켜 점화되어, 점화된 추진제는 연소물질을 생성한다. 연소물질은 일반적으로 가스를 포함하고, 가스의 생성 및 팽창은 배럴을 통해배럴 포구 밖으로 추진시킨다. 연소물질은 또한 퓨즈링크를 작동시킨다. 연소물질은 또한 퓨즈를 점화시키는 식으로 퓨즈링크를 작동시킬 수 있는 연소 또는 고온 물질을 포함한다.

퓨즈링크는 불꽃 또는 이와 유사한 것을 제조하는 기술분야의 숙련자에게는 명백한, 편리한 퓨즈를 연결할 수 있다. 퓨즈연결은, 추진제 캡슐의 연소물질이 퓨즈링크를 작동시키고, 발사체가 배럴 조립체에서 발사된 후 원하는 시간에 퓨즈링크가 불꽃재를 점화하도록 선택된다. 불꽃재의 지연점화는 특정 시간에 다수의 발사체의 불꽃재를 점화하여 공중에 원하는 영상을 형성하도록 선택된다.

퓨즈링크는 불꽃재를 점화하기 위해 다른 퓨즈나 지연수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 타이머, 트위스트 가능 시스템 및 이와 유사한 타이밍 시스템이 사용될 수 있다. 선택적으로, 퓨즈링크는 불꽃재의 레이저 기폭장치 형태일 수 있다.

확장가능 칼라는 생물분해성 재료 및/또는 가연성 재료일 수 있다. 이 재료는 생물분해성 폴리머와 같은 인공합성 재료 또는 톱밥과 같은 천연재료에 기초를 둔다.

칼라는 지지용 하우징과 맞물리고 맞물린 상태의 배럴 보어와 밀봉 작동 맞물림 상태에 놓인다. 확장 가능한 칼라는 퓨즈연결 가능한 몸체부분을 통해, 또는 하우징의 허브부분에 맞물릴 때 확장하고 허브부분으로부터의 제거로 이완되는 중앙보스를 구비하는 스파이더 또는 다이어프램 종류에 의해 하우징 상에 지지될 수 있다. 확장 가능한 칼라는 하우징 상의 지지로부터 후방 원통형 확장부를 갖고,압력패드의 외주는 원통형 확장부의 내부표면에 인접하여 확장한다.

칼라는 하우징에 대해 재장전될 수 있고, 이로 인해 상기 칼라는 배럴 보어와의 효과적인 밀봉 작동 맞물림으로 부터 이완상태로 맞물림 해제될 수 있다. 칼라는 하우징과 함께 후방 이동을 위해 발사체에 의해 유지된다. 확장 가능한 칼라는 후속 발사체의 노즈 또는 최종 발사체의 경우 배럴의 후방 단부에 맞물리는 개방 후방 단부를 제공한다. 칼라는 후방 발사체 몸체의 노즈부에 웨지를 형성하기 위해 후방으로 확장한다. 웨지형성은 얕은 웨지에 의해 제공되고, 이로 인해 칼라의 후방 단부는 배럴 보어와의 밀봉 작동 맞물림 내로 확장한다.

점화된 추진제가 전파되는 공간의 형상 및 추진제 특성은 단지 2000psi 내지 5000psi의 낮은 배럴 압력이 발생할 때 사용된다. 일반적으로, 칼라는 이완상태에서 장전목적 또는 발사동안 배럴을 통해 발사체의 자유로운 이동을 방해한다.

압력패드는 개방 후방 단부의 내부를 향해 하우징 상에 장착된다. 칼라는 추진제의 점화로 맞물린 상태에서 재위치 되고, 배럴 및 배럴의 포구 외부를 통하는 통로를 위해 압력 패드에 의해 이완상태로 유지된다.

방향제어 수단은 배럴 조립체의 층 내에 제공되고 배럴 조립체의 균일한 회전을 가능케 하여 배럴 조립체의 층을 수용하는 포드(pod)의 축에 상대적인 배럴 조립체의 축의 기울기가 포드에 대한 목표물 위치의 변화가 가능하도록 선택적으로 변화될 수 있다. 방향제어 수단은 각각의 배럴의 개별적 회전을 가능케 하여 포드축에 대한 각각의 배럴 축의 기울기는 목표물 위치 또는 포드에 대한 각각의 목표물 위치의 변화가 가능하도록 각각 변화될 수 있다. 상기 개별적인 제어는 원한다면 각각의 배럴 조립체의 개별적인 발사제어와 연관될 수 있다.

방향제어 수단은 선택적으로 모든 배럴 조립체의 분기를 가능케하여, 목표물 지역을 포함하는 구역을 선택적으로 변화시킬 수 있다. 선택적으로, 방향제어 수단은 상기 모든 또는 몇몇의 변화를 요구에 따라 개별적으로 또는 집단적으로 이룰 수 있게 한다.

포드 하우징은 어떠한 적합한 형상일 수도 있고, 배럴 조립체가 분기된 상태에서 지지될 수 있도록 뿌리쪽을 향해 테이퍼질 수 있다. 지지수단은 원한다면 조정할 수 있는 접힌 다리일 수 있다. 한 형태에서, 포드는 경제성 또는 저장의 용이성 및/또는 운송을 위해 사각형의 포드하우징을 구비하고, 바닥부는 지지수단을 구성한다.

배럴 조립체의 포드는 함 상에서 발사될 수 있다. 포드는 또한 항공기 또는 많은 항공기 편대 및 원한다면 적합한 전자링크로 항공기 사이에서 조정되는 발사명령으로 발사될 수 있다.

본 발명의 따른 관점은 배럴에 발사체를 장전하는 방법 및 아래 설명될 마이로테크닉 디스플레이를 배치시키는 방법에 관련이 있다.

본 발명이 보다 쉽게 이해되고 실시되기 위해, 본 발명에 따른 전형적인 실시예를 도시하는 도면이 참고로 제공된다.

도 1은 두 개의 발사체가 장전된 배럴 조립체의 한 형태의 단면도;

도 2는 발사체의 구조;

도 3은 장전목적으로 분리된 발사체의 칼라와 하우징;

도 4는 장전과정 중 최종 단계, 및

도 5 및 도 6은 도 2의 5-5 및 6-6에서 발사체의 전형적인 단면도.

배럴 조립체(10)는 종래의 알려진 방식으로 전자제어 점화를 통해 선택적으로 발사되는 불꽃 발사체(12)가 장전된 강선이 있는 배럴(11)을 구비한다. 각각의 발사체(12)는 불꽃재(16)를 수용하는 하우징(15)을 구비하는 주몸체(14) 및 축방향 운동을 제한하기 위해 주몸체(14)의 후방허브(18) 상에 지지되는 후방칼라(17)를 포함한다. 칼라(17)는 하우징(15)의 후면벽(21)과 접하는 전면벽(20) 및 배럴(11)과 밀봉 맞물림 웨지를 형성하기 위해 후속 발사체(12)의 테이퍼진 대응 노즈부(25)에 맞물리는 내부로 테이퍼진 후방단부(24)를 구비한다.

허브(18)는 또한 하우징(12)의 외부 원통형 벽(33) 상의 접촉부(32)와 전기적 도선(31)에 의해 연결된 추진제 캡슐(30)을 지지한다. 보조 접촉부(34)는 도시된 바와 같이 스프링에 장착된 볼 접촉부 또는 브러시 형태의 접촉부일 수 있고 배럴(11)내에서 지지된다. 이러한 접촉부(34)와 발사체 접촉부(32)의 정렬은 하기의 비균일 강선을 사용하여 장전하는 과정동안 이루어진다. 강선이 없는 경우, 배럴 벽 내에 그리고 발사체 상에 길이방향으로 분리된 고리모양의 접촉부를 사용하여 유사한 결과를 얻을 수 있다.

허브(18)는 추진제 캡슐(30) 사이로 불꽃재(16) 내의 뇌관(36)까지 확장하는 퓨즈(35)를 구비하여, 불꽃재(16)는 배럴(11)에서 발사체를 발사한 후 일정 시간에 폭발하고, 이 시간은 퓨즈(35)에 의해 결정된다.

도 2에서, 허브(18)는 캡슐(30)을 지지하는 후미부(41) 및 하우징(15)과 통합되어 선두부(40)로부터 형성되고 인접한 칼라(17)의 내부면(43)을 한정하기 위해 바깥쪽으로 확장하는 압력벽(42)을 제공한다. 이 부분(40 및 42)은 칼라(17)가 선두부(40)의 목부분(44) 근처에 이완상태로 위치된 후 접착과 같은 방식으로 서로 조립된다. 이것은 도 3에 도시된다.

목부분(44)의 전방에 위치한 허브(18)의 전방부(46)는 전면벽(20)의 중앙구멍(47)과의 억지끼워맞춤으로 치수가 결정된다. 그리고 벽(20), 벽이 지지하는 칼라(17),에 허브부분(46) 상으로 힘이 가해질 때, 칼라는 배럴(11)의 벽과의 꼭 맞는 맞물림 내부로, 바깥으로 팽창한다. 확실히 위치하고 각각의 발사체를 각각의 접촉부(34)와의 작동 맞물림 상태로 유지하기 위해 칼라가 이전에 위치된 발사체와 인접하여 배럴 내로 삽입되면, 이 팽창은 영향을 받는다.

도 3 내지 도 6에서, 배럴(11) 내의 강선(49)은 상대적으로 깊고 비대칭 형상으로 배열되어, 발사체(12)는 맞물리고 최종위치에 완전히 위치될 수 있기 전에 독특한 방식으로 정렬되어야 한다. 장전을 위해, 하우징(15) 내의 강선비드(bead) (48)는 53a에서 보인 바와 같이 칼라(17) 상의 대응 비드(52) 내에 있지 않는 정반대로 대응되는 갭(53)을 갖는다. 따라서, 두 개의 나선형 갈퀴(51)를 구비하며 비드(52)를 48b에 접하도록 하우징(15)의 갭(53)을 통해 삽입가능한 장전도구(50)는 목부분(44) 부근에 지지되는 칼라(17)와 함께 발사체(12)를 강선이 있는 배럴(11)에 장전하는 데 사용된다. 최초, 칼라(17)는 배럴에서 후방으로 힘이 가해지고, 이전에 장전된 발사체(12)와의 꼭 맞는 맞물림 내로 나선형으로 움직인다.

그 후, 도 4에서와 같이, 장전은 허브(18)의 전방부분(46)을 지나는 칼라(17) 내의 구멍(47)쪽으로 허브(18)에 힘을 가하기 위해 밀어넣는 도구(53)를 사용하여 발사체(12)의 노즈에 적용되고, 칼라(17)를 확장하며 접촉부(32,34)와 서로 맞물리는 위치로 발사체를 잠그고 캡슐(30) 내의 추진제의 점화를 가능케 한다.

선두 캡슐(30) 내의 추진제가 점화될 때, 가스 압력은 구멍(47)이 목부분 (44)에 접촉할 때 까지 하우징(12)에 전방으로 힘을 가하여 벽(20)에 전달되도록 압력벽(42)에 직접적으로 작용한다. 이 초기 움직임은 배럴(11)로부터 칼라가 하우징(12)에 대해 자유롭게 움직이도록 한다. 동시에, 활성화된 퓨즈(35)가 뇌관 (36)을 통해 불꽃재(16)를 점화하기 전에 상기 칼라는 원하는 높이까지 발사체를 추진시키기 위해 발사체뒤에 충분한 가스를 제공한다.

또한, 상기 실시예에서, 칼라는 슬리브와 배럴 사이에 있는 후속 발사체의 추진제 까지의 점화된 가스 통과를 막기위해 배럴 보어와 거의 맞물리는 상대적으로 넓은 원통형 면을 제공한다. 이러한 밀봉은 선두 발사체의 발사로 배럴 내에 생긴 추진압력으로 인한 후속 발사체의 후방 움직임과 함께 두꺼워진 후방 단부의 팽창을 통해 강화된다.

상기 실시예에서, 하우징 및 칼라는 불꽃물질의 점화와 함께 압축된 나무 입자로 형성되어 불꽃재의 점화와 함께 연소한다. 연소하지 않는 어떤 물질은 땅으로 떨어져 열화된다. 이러한 목적을 위해, 나무 입자는 열화를 가속시키기 위해 수용성 접착제로 적절히 접착된다.

본 발명의 배럴 조립체(10) 지상 패드 또는 고정된 용기와 같은 고정된 발사 패드로부터 설치 및 발사될 수 있다. 하지만, 발사체는 강 디스플레이 사이트를강을 따라 가는 것 처럼 최소한 밀집된 지역을 지나 불꽃을 디스플레이 사이트로 운반하는 항공기 상에 고정된 배럴 조립체에서 발사될 수 있다. 이것은 인구가 밀집된 지역으로 많은 양의 고성능 화약을 운송하는 위험을 최소화 한다. 발사 패드로 항공기를 사용하는 것은 영상을 인쇄하기 위해 종이에 점을 쏘는 프린터 헤드 보다, 공중에 영상의 정확한 형성을 용이하게 하기 위해 측방으로 분리된 발사체가 빠르게 연속으로 발사될 수 있다는 이점을 제공한다.

상기 상세한 설명은 본 발명을 설명하기 위해 제공되었을 뿐, 본 발명의 기술분야의 숙련자에게는 본 발명의 기술사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 모든 수정 및 변경이 가능할 것이다.