KR20110092753A - 포탄형 관측장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관측지점의 상공에서 지상으로 낙하하는 동안 일정 반경의 관측지역을 감시 및 관측하여 즉각적인 대응이 용이하도록 한 포탄형 관측장치에 관한 것으로, 추진체로 각 야포 및 자주포의 장약을 사용하여, 유도장치에 의해 목표 지점까지 도달했을 때 탄두와 장방형 바디가 분리되면서 그 내부에 탑재된 관측장치와 목표지점까지 정확한 유도를 위한 신호를 송·수신하기 위한 유도장치부와 지상관측 임무를 수행하는 관측부와 관측내용을 지정된 셋톱박스에 전송해주는 데이터링크부와 낙하시 안정적인 낙하자세를 확보할 수 있는 기관부와 관측시간을 늘려주는 낙하산박스 그리고 완전 낙하 후 보안을 위한 자폭장치부를 포함하여 구성되는 포탄형 관측장치를 제공한다.

Description

포탄형 관측장치{Cannonball type observer}

본 발명은 관측장치에 관한 것으로, 특히 관측지점의 상공에서 지상으로 낙하하는 동안 일정 반경의 관측지역을 감시 및 관측하여 즉각적인 대응이 용이하도록 한 포탄형 관측장치에 관한 것이다.

종래의 지상관측용 장비는 인공위성이나 UAV(Unmanned Aerial Vehicle, 무인정찰감시비행체)가 있으나 한 번 관측하는데에 소요되는 시간과 비용이 엄청날 뿐 아니라 또한 촉각을 다투는 전쟁터에서 관련 장비들을 관리하여야 하는 인원을 따로 두어야하는 불편함이 따랐다.

현재 UAV는 1회 운용하는데 소요되는 비용, 인력 및 시간이 매우 크고, 일단 운용하기 시작한 UAV는 연료를 주기적으로 급유해야하며 보수비용을 따지면 다시금 운용하기에 부담이 간다. 또한, 즉각적인 상황을 알기에 역부족이다.

그럼에도 불구하고 현재의 우리나라 실정으로 그것을 대체하기 위해 군사용 위성을 쏘아 올릴 만큼의 예산이 산정되어 있지 않으며, 주변 국가의 이해에 얽혀 있어 현실화하기에도 힘든 상황이다.

이와 같이 인공위성이나 UAV는 한번 그 궤도 혹은 운용하는데 소요되는 비용과 인원이 막대하다는 문제점이 있었다. 또한, 현재의 인공위성은 통신용, 지상관측용도로 주로 사용되며, 그 기능이 일부 제한적이며 군사용 목적으로 이용시에 필요한 위성을 다시금 쏘아 올려야 한다는 문제점이 있었다.

일반적으로 소형 무인 항공기 형태(무인 비행물체)로 이루어지는 지상 관측용 비행체는 이미 공지되어 있다. 이러한 비행체는 상대적으로 공격받기 쉽고, 적의 대항공(antiaircraft) 방어수단에 쉽게 표적이 되며, 더욱이 지속적인 이동이 이루어져야만 하기 때문에, 지대의 특정 영역을 세밀히 주시하여 관측하기에는 어려움이 있었다.

한편, 후자의 문제점(세밀한 주시 관측이 이루어지지 않음)을 해결하기 위하여, 작은 헬리콥터 형태의 비행체 제작이 고려되었다. 그러나 이 또한 공격받기 쉬운 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 초기제작비용이 일반 포탄제작비용보다 다소 소요되더라도 인공위성이나 UAV보다 유지비용면이나 관리면에 있어 편리할 뿐만 아니라 더욱 저렴하며 실질적인 전투를 수행하는 각 보병 제대의 지휘관이 실시간으로 전장상활을 파악하고 지휘할 수 있는 포탄형 관측장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인공위성이나 UAV의 실현화시에 소요되는 예산보다 저렴한 무인 관측 시스템으로 활용할 수 있는 포탄형 관측장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 인공위성이나 UAV가 커버하지 못하는 지역에 사용함으로서 관측시스템의 효율성을 향상시킬 수 있는 포탄형 관측장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 언제라도 목적에 맞게 개량화 및 운용이 가능한 포탄형 관측장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 작전지역의 지상관측 및 악천후시의 지상 및 해상에서 관측이 가능한 포탄형 관측장치 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 방해물에 의하여 엄폐된 지상타겟을 공격 및 파악하는데 이용될 수 있는 지상 관측용 비행체로 활용할 수 있는 포탄형 관측장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포탄형 관측장치는, 추진체로 각 야포 및 자주포의 장약을 사용하여, 유도장치에 의해 목표 지점까지 도달했을 때 탄두와 장방형 바디가 분리되면서 그 내부에 탑재된 관측장치가 관측지점의 상공에서 지상으로 낙하하는 동안 일정 반경의 관측지역을 감시 및 관측하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 포탄형 관측장치는, 추진체로 각 야포 및 자주포의 장약을 사용하여, 유도장치에 의해 목표 지점까지 도달했을 때 탄두와 장방형 바디가 분리되면서 그 내부에 탑재된 관측장치와 목표지점까지 정확한 유도를 위한 신호를 송·수신하기 위한 유도장치부; 지상관측 임무를 수행하는 관측부; 상기 관측부가 관측한 관측내용을 지정된 셋톱박스에 전송해주는 데이터링크부; 상기 관측장치가 낙하시 안정적인 낙하자세를 확보할 수 있도록 무게중심을 유지하는 기관부; 상기 관측장치의 하강속도를 줄여 관측시간을 늘려주는 낙하산박스; 및 완전 낙하 후 보안을 위해 상기 관측장치를 폭파시키는 자폭장치부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 상기 관측부는, 하나의 주카메라와, 두 개의 보조카메라로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 포탄형 관측장치는, 하강속도를 줄여 관측시간을 늘려주는 프로펠러를 저면의 일측에 더 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 초기 제작비용은 다소 소요되더라도 발사비용이 발생하지 않아 인공위성을 이용한 관측장치 및 활주로와 운용인력이 필요한 UAV 보다 더욱 저렴한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상공의 관측용 장치목적에 맞게 장치의 업그레이드가 가능하여 그 유지, 보수의 관점에서 더욱 경제적인 효과가 있다.

또한, 본 발명은 안전 낙하산 박스를 구비하고 있어 관측을 위한 시간을 원활히 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 자기 자폭장치가 포함되어 있어 적군에 의한 탈취시 정보의 보안이 탁월한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 운용을 위해 특별한 시스템을 구축하기보다 기존의 시스템에 영상 및 소리를 전송받을 수 있는 프로그램만 연동시키면 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 인공위성이나 조기경보기가 커버할 수 없는 지역에서 사용할 수 있으며, 항상성을 유지한 관측이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 작전지역의 지상관측 및 악천후시의 지상 및 해상에서 관측이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 방해물에 의하여 엄폐된 지상타겟을 공격 및 파악하는데 효과적인 관측장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 포탄형 관측장치를 내장한 포탄의 내부 단면도,
도 3은 도 2의 포탄에 내장된 포탄형 관측장치의 확대도,
도 4는 도 3의 포탄형 관측장치의 저면도,
도 5는 도 3의 포탄형 관측장치의 다른 실시예를 나타낸 저면도,
도 6은 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 낙하산이 펼쳐진 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자체추진체를 갖는 포탄형 관측장치를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 단면도이며, 도 3은 도 2의 포탄에 내장된 포탄형 관측장치의 확대도이다.

또한, 도 4는 도 3의 포탄형 관측장치의 저면도이고, 도 5는 도 3의 포탄형 관측장치의 다른 실시예를 나타낸 저면도이다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 포탄형 관측장치의 낙하산이 펼쳐진 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자체추진체를 갖는 포탄형 관측장치를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 포탄형 관측장치는 장방형 바디(21)로 이루어지는 비행체(20)를 포함한다. 상기 장방형 바디(21)는 그 장방형 바디의 후방측(27)을 지향하고, 장방형 바디(21)에 대하여 측방향으로 배치되며, 상기 비행체(20)의 무게중심을 통과하는 작용선을 가지며 하방을 지향하는 후방 단부가 적어도 거의 수직하게 된다. 지상을 관측할 수 있는 촬영수단(110, 120)을 포함하며, 낙하자세용 기관(140)은 상기 비행체(20)의 무게중심에 둘러 위치되어 상기 무게중심의 위치는 적어도 대략 고정되게 유지된다.

그러므로, 본 발명에 따른 포탄형 관측장치는 목표지점까지 운반해주는 비행체(20)와 관측을 위한 관측기관(100)의 두 기관으로 이루어진다. 이에 따라 지상에 대하여 비행체(20)의 추종 궤도 및 수직 위치에서의 정확성을 높일 수 있고, 그러므로 적의 비항공 방어시설로부터의 공격을 덜 받도록 하고, 분리 후 낙하 동안 예를 들면 엄폐물의 후방에 엄폐된 지대의 어떤 의심되는 영역을 주의 깊게 관측할 수 있도록 한다. 또한 상기 상승 및 이동시에는 일반 포탄 및 미사일과 같은 형태이기 때문에 스티어링(힘에 의한 스티어링) 지점의 무게중심과 공기역학 중심 지점이 유사 또는 일치하기 때문에, 추진체의 힘뿐만 아니라 횡방향 공기역학력(돌풍 포함)은 비행자세에 단지 작은 영향만을 미치는 것을 알 수 있다.

분리 후(30), 낙하하는 관측기관에서의 촬영은 롤링 및 아이들링에 의해 진동이 심해 화상의 질이 떨어질 것이 염려되나 위에서 언급한 무게 중심에 맞춘 낙하자세 기관의 장착으로 진동을 줄이고 화상의 질을 높일 수 있다. 또 촬영한 화면 및 영상을 송신하고 새로운 계획 및 정보의 수신을 통해 원하는 물체에 집중할 수 있다. 끝으로 지상에 낙하 직후, 보안을 위해 자폭기관이 작동하여 원치 않는 정보수집을 막을 수 있다. 또한 용도에 맞게 카메라의 종류 및 다른 다양한 관측장비(160)를 탑재할 수 있어 더 나아가 군사적 용도만이 아니라 포괄적 범위의 연구에 쓰이는 범용성을 기대한다. 또 다른 예로는 하단부에 밋밋한 평면 대신 프로펠러(13)를 달아서 낙하산과 더불어 더 체공시간을 늘리는 개량도 있다.

도면을 참조하면, 관측장치(100)를 실은 비행체(20)는 각각 전방(23)과 후방(27)을 가진 장방형 바디(21)를 포함한다. 상기 장방형 바디(21)는 야포 및 자주포(10)의 장약을 통해 추진력을 얻기 때문에 속의 내용물, 관측장치(100)가 고장나거나 오작동을 방지하기 위해 속 내용의 일부분을 완충제(25)로 채운다. 또한 이후 약간의 과정을 통하여 비행기 및 미사일 발사대에서 사용할 수 있는 자체추진체를 가진 형태로 변형할 수도 있다. 도 7에 본 발명의 다른 실시예에 따른 자체추진체를 갖는 포탄형 관측장치를 나타내었다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는, 기존의 미사일 방식과 같이 후방에 추진엔진(190)을 달아 발사하거나 이용할 수 있고, 보조날개(191)를 달아 바람의 편향을 조절할 수 있게 했다.

도 1에 도시된 바와 같이, 야포 및 자주포 등 발사체(10)에서 발사된 비행체(20)는 특정위치 혹은 지정된 위치 그리고 지정된 시간에 도달하는 순간 탄두와 그 몸체가 분리(30)되어 내부에 들어있는 관측장치(100)가 분리됨을 나타내고 있다. 일반적인 155mm 포의 경우 최대 20000피트까지 포탄을 쏘아 올릴 수 있기 때문에 목표지점의 상공 20000피트에서 분리될 경우 소형 낙하산을 이용하더라도 최대 30분의 활공시간을 얻어낼 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탄두(23)와 몸체의 이음새 부분이 분리됨을 나타내었고 그 안에는 완충제(25)로 둘러싸인 가운데에 관측장치(100)가 들어있음을 알 수 있다. 관측장치(100)의 형태는 크게 사다리꼴 형태로 볼 수 있는데 그 형태는 현재에도 사용되고 있는 우주비행사들의 귀환 우주선에서 본뜬 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 관측장치(100)의 제일 상부에는 활공시간을 늘려줄 낙하산박스(140)가 장착되어있으며, 낙하산(180)이 펼쳐진 상태를 도 6에 나타내었다. 상기 낙하산박스(140)를 제외한 그 외의 장치는 모두 단단한 재질의 표면(150) 아래에 장착되어 있다. 그리고 제일 하단부에는 낙하시 촬영을 하기에 빠른 진동이나 회전에 의한 화상의 질을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위한 낙하자세 제어부(170)가 무게중심에 둘러 설치되어있어 롤링이나 아이들링을 최소화하는데 중점을 두었다. 또한 여기에서는 표현할 수 없었지만 관측장치(100)의 내부(160)에는 각종 관측장비 및 촬영된 화면, 영상을 송·수신하기 위한 장치와 위치 확인을 위한 GPS, 완전 낙하 직후 보안을 유지하기 위한 자폭장치로 구성되어있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 관측장치(100)의 저면에는 혹시 모를 적군의 피격 또는 의외의 장애물에 대비하여 관측을 위한 카메라를 위한 이외에는 매끄러운 표면으로 이루어져 있다. 카메라는 총 3개로 이후 더 추가할 여력을 남겨놓았고 기본적으로 3개일 경우 주카메라 1개(110), 보조카메라 2개(120)로 이루어져 있다.

도 5는 도 4와 다른 형태의 개량형을 도식해놓은 것으로 낙하산만으로 부족한 활공시간을 더 얻기 위해 기존의 카메라(110, 120)를 제외한 나머지 부분을 매끄러운 표면으로 처리한 것과 달리 그 부분을 프로펠러(130)를 설치함으로써 좀더 긴 체공시간을 확보하는데 중점을 둔 형태이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

10: 발사체 20: 비행체
21: 바디 23: 전단부
25: 완충부 27: 후단부
30: 분리부 100: 관측장치
110: 주카메라 120: 보조카메라
130: 프로펠러 140: 낙하산박스
150: 관측장치 표면 160: 관측장치 내부
170: 낙하자세 제어부 180: 낙하산
190: 추진엔진 191: 보조날개

Claims (4)

1. 추진체로 각 야포 및 자주포의 장약을 사용하여, 유도장치에 의해 목표 지점까지 도달했을 때 탄두와 장방형 바디가 분리되면서 그 내부에 탑재된 관측장치가 관측지점의 상공에서 지상으로 낙하하는 동안 일정 반경의 관측지역을 감시 및 관측하는 것을 특징으로 하는 포탄형 관측장치.
   
2. 추진체로 각 야포 및 자주포의 장약을 사용하여, 유도장치에 의해 목표 지점까지 도달했을 때 탄두와 장방형 바디가 분리되면서 그 내부에 탑재된 관측장치와 목표지점까지 정확한 유도를 위한 신호를 송·수신하기 위한 유도장치부;
   지상관측 임무를 수행하는 관측부;
   상기 관측부가 관측한 관측내용을 지정된 셋톱박스에 전송해주는 데이터링크부;
   상기 관측장치가 낙하시 안정적인 낙하자세를 확보할 수 있도록 무게중심을 유지하는 기관부;
   상기 관측장치의 하강속도를 줄여 관측시간을 늘려주는 낙하산박스; 및
   완전 낙하 후 보안을 위해 상기 관측장치를 폭파시키는 자폭장치부;를 포함하여 구성되는 포탄형 관측장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 관측부는,
   하나의 주카메라와, 두 개의 보조카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 포탄형 관측장치.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 관측장치는,
   하강속도를 줄여 관측시간을 늘려주는 프로펠러를 저면의 일측에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 포탄형 관측장치.

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