파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물

파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물{Composition of Bright Flash Device Based on Pyrotechnic Mixture}

본 발명은 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 특정 함량의 연료, 산화제 및 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제를 포함하여 이루어짐으로써, 살상효과는 극히 제한적이고, 적전투력만을 제압하는 비살상(non-lethal) 또는 위력을 상황과 조건에 따라 조절할 수 있어서, 전술적 효용성이 매우 큰 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 배경기술로 섬광-폭음 발생탄은 투발수단으로 수류탄 형태가 있으며, 66밀리 유탄 형태로 사용되어 왔다. 66밀리 유탄발사기는 주로 군용차량, 전투차량, 장갑차 및 전차에 장착되어 있다.

미국에서 개발된 XM98은 66밀리 유탄발사기에서 사용되는 섬광-폭음 발생탄으로서, 발사기에서 전류를 인가하면 유탄에 포함되어 있는 전기식 점화기가 작동하고, 이 점화기로 인하여 추진제를 점화/폭발시키고, 이때 발생하는 가스압력으로 발사되며, 발사시 자탄을 포함한 탄체가 비행하여 작동되는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조에서는 발사시 점화되는 화약의 잔사, 잔류물이 발사기에 남아있게 되어 발사기의 작동 신뢰도가 떨어지게 된다. 따라서 2회 정도 발사 후에는 발사기를 깨끗이 청소를 하여야만 하는 불편한 점을 가지고 있다.

섬광 및 폭음을 발생시키기 위한 조성은 주로 연료로는 금속성 분말인 알루미늄과 마그네슘을, 산화제로는 과염소산칼륨과 질산바륨 등을 적절한 비율로 혼화하여 사용하였으며, 전기식 점화기를 이용하여 폭발시켜 이때 발생되는 섬광과 폭음을 이용하고 있다.

기존 발명의 섬광-폭음발생탄은 일시적인 인원의 무력화를 목적으로 개발된 장비로서, 추적미사일의 탐색기/센서를 무력화시키는 광도가 현저히 낮기 때문에 전술, 운용측면에서 볼 때 광범위하게 사용될 수 없는 무기체계이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특정 함량의 연료, 산화제 및 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제를 포함하여 이루어짐으로써, 살상효과는 극히 제한적이고, 적전투력만을 제압하는 비살상(non-lethal) 또는 위력을 상황과 조건에 따라 조절할 수 있는 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물은 연료 40~80중량%, 산화제 10~50중량% 및 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제 5~20중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 연료의 예로서는, 마그네슘분말(Magnesium powder), 알루미늄분말(Aluminum powder), 마그네슘-알루미늄합금분말(Magnesium-Aluminum Alloy Powder), 마그네슘-구리(Magnesium-Copper), 구리(Copper), 지르코늄분말(Zirconium powder), 니켈분말(Nickel powder) 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 연료는 40~80중량% 포함하는 것이 바람직한데, 함량이 40중량% 미만인 경우에는 광도를 최대한 높일 수 있는 연료 부족으로 인해 고섬광 발생장치 연료 조성물의 광도가 낮아져 바람직하지 않고, 80중량%를 초과하는 경우에는 산화제의 함량이 낮아져, 고섬광 발생장치 연료 조성물의 연소에 필요한 충분한 산소공급을 할 수 없으며, 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제의 함량 또한 낮아져서, 최대의 광도를 발생시키기 위한 연소속도를 증가시킬 수 없어서 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 산화제의 예로서는, 과염소산암모늄(Ammonium Perchlorate), 질산바륨(Barium Nitrate), 질산구아디닌(Guanidine Nitrate), 과염소산칼륨(Potassium Perchlorate), 황산바륨(Barium Sulfate), 질산암모늄(TMAN(Ammonium Nitrate)), 과염소산리튬(Lithium Perchlorate) 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 산화제는 10~50중량% 포함되는 것이 바람직한데, 함량이 상기 범위 벗어나는 경우에는 광도를 최대한으로 높일 수 없으며, 점화후 최대 강도에 도달하는 시간(상승시간)이 늘어나기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제로서는 황(Sulfur), 덱스트린(Dextrin), 니트로메탄(Nitromethane), 이소프로필 나이트레이트(Isopropyl Nitrate), 헥사민(Hexamine) 및 산화프로필렌(Propylene Oxide) 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제는 5~20중량% 포함되는 것이 바람직한데, 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 고섬광제가 불안정해지며, 마찰감도가 증가하여 바람직하지 않다.

본 발명에 의하면, 기존의 고섬광 발생장치 연료조성물과는 달리 특정 함량의 연료, 산화제 및 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제를 포함하여 이루어짐으로써 광범위한 영역에서 적용될 수 있고, 전술적 효용성이 매우 큰 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 광도 측정데이터를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

실시예 1

연료로서 알루미늄분말 50중량%, 산화제로서 질산바륨 25중량%와 과염소산칼륨 20중량%, 연소속도 증가 및 안정화용 이소프로필나이트레이트 5중량%를 포함하는 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제조한 후, 광도 측정을 한 결과 약 3.2억 촉광이었다.

실시예 2

연료로서 알루미늄분말 40중량%, 마그네슘분말 10중량%, 산화제로서 질산바륨 20중량%와 과염소산칼륨 20중량%, 연소속도 증가 및 안정화제 첨가제로서 니트로메탄 10중량%를 포함하는 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제조한 후, 광도 측정을 한 결과 약 3.1억 촉광이었다.

실시예 3

연료로서 마그네슘분말 30중량%, 알루미늄분말 40중량%, 산화제로서 과염소산칼륨 20중량%, 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제로서 이소프로필나이트레이트 10중량%를 포함하는 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제조한 후, 광도 측정을 한 결과 약 2.8억 촉광이었다.

비교예 1

연료로서 지르코늄분말 30중량%와 니켈분말 10중량%, 산화제로서 과염소산칼륨 30중량%, 연소속도 증가 및 안정화용 첨가제로서 산화프로필렌 30중량%를 포함하는 파이로테크닉형 고섬광 발생장치 연료 조성물을 제조한 후, 광도 측정을 한 결과 약 0.3억 촉광이었다.