KR102731109B1 - System and Method for dropping bomb - Google Patents
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Abstract
카메라 짐벌과 연동되어 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템이 제공된다. 상기 폭탄 투발 시스템은, 드론기체, 상기 드론기체의 일단에 설치되는 짐벌, 상기 짐벌에 설치되며, 상기 드론기체로부터 목표물을 측정하여 측정 정보를 생성하는 센싱 장치, 및 상기 측정 정보에 따라 상기 드론기체의 제어에 따라 폭탄을 투발하는 폭탄 투발 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A bomb launching system using a drone is provided in conjunction with a camera gimbal. The bomb launching system is characterized by including a drone body, a gimbal installed at one end of the drone body, a sensing device installed on the gimbal that measures a target from the drone body and generates measurement information, and a bomb launching device that launches a bomb according to control of the drone body based on the measurement information.
Description
본 발명은 폭탄 투발 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 카메라 짐벌과 연동되어 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a bomb launching technology, and more specifically, to a bomb launching system and method using a drone in conjunction with a camera gimbal.
또한, 본 발명은 폭탄을 카메라가 보는 방향으로 포탄/유탄 발사용 투발장치를 향하게 하고 자유낙하보다 빠른 속도로 발사하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a system and method for directing a shell/grenade launcher toward a direction viewed by a camera and launching the bomb at a speed greater than free fall.
최근 발생한 러시아-우크라이나 전쟁을 분석해보면, 드론이 게임 체인저로 인식되고 있다. 그만큼 드론은 감시/정찰/공격 등과 같은 다양한 임무를 수행하며 전장에서 크게 활약하고 있다. Analyzing the recent Russian-Ukrainian war, drones are seen as a game changer. Drones are playing a big role in the battlefield, performing various missions such as surveillance/reconnaissance/attack.
지금까지 군사용 드론은 중형/대형급 위주로 개발/양산되어 왔는데 반해, 민간용 드론(취미용 드론)은 소형급으로 개발/양산되어 왔다. 하지만, 이번 러시아-우크라이나 전쟁에서는 군사용과 민간용의 경계가 무너졌고, 민간용 드론이 간단한 개조를 통해 군사용으로 사용되었다. 특히, 소형급 드론은 가격이 저렴하고 비행운전이 너무 간단하여 말단 병사까지 사용할 수 있었다.Until now, military drones have been developed/mass-produced mainly in medium/large sizes, while civilian drones (hobby drones) have been developed/mass-produced in small sizes. However, in this Russia-Ukraine war, the boundary between military and civilian use has collapsed, and civilian drones have been used for military purposes through simple modifications. In particular, small drones are cheap and easy to fly, so even low-level soldiers can use them.
소형급 드론에는 감시 정찰용 카메라뿐만 아니라 소형 폭발물도 설치할 수 있어 병사/전차 등을 직접 타격할 수 있었다. 이러한 전쟁 양상으로 유추해 볼 때, 소형급 드론에 무장을 장착하는 방안에 대한 고려가 요구되고 있다.Small drones can be equipped with surveillance and reconnaissance cameras as well as small explosives, allowing them to directly attack soldiers and tanks. In light of this war pattern, consideration is being given to equipping small drones with weapons.
소형급 드론(쿼드로터 드론)은 크기 때문에 탑재 가능한 탑재량(payload) 무게가 약 3~5kg미만으로 중/대형급 드론에 비해 적다. 취미용 드론을 군사용으로 사용하기 위해서는 가격이 저렴하고 구조가 간단하며 가벼운 무기가 드론에 장착되어야 한다.Small drones (quad-rotor drones) have a payload weight of less than 3 to 5 kg due to their size, which is less than that of medium/large drones. In order to use hobby drones for military purposes, they must be equipped with inexpensive, simple, and lightweight weapons.
러-우 전쟁을 분석해보면, 소형 드론에 박격포탄, 유탄 등을 장착한 후 전차나 군인들에게 투하하는 장면들이 많이 등장한다. 왜냐하면, 박격포탄이나 유탄은 가격이 저렴하고 구조가 간단하고 무게가 가벼우면서도 무기의 효과가 크기 때문이다. When analyzing the Russo-Russian War, there are many scenes of small drones being loaded with mortar shells, grenades, etc. and then dropped on tanks or soldiers. This is because mortar shells and grenades are cheap, simple in structure, light in weight, and highly effective.
하지만, 지금까지 사용한 박격포탄, 유탄은 군인들이 직접 운용하는 무기였기 때문에 드론에 장착하여 사용하기 위해서는 몇 가지 사항을 개선할 필요가 있다. However, since the mortar shells and grenades used so far were weapons operated directly by soldiers, there are some areas where improvements are needed in order to mount them on drones and use them.
소형 드론은 다양한 방법으로 포탄 혹은 유탄(폭탄)을 발사할 수 있다. 가장 일반적인 방법이 자유낙하 방식으로 포탄/유탄을 목표물에 떨어뜨리는 것이다. 이러한 방식은 구조가 간단하나 정확도가 다소 낮다는 단점이 있다. Small drones can fire shells or grenades (bombs) in a variety of ways. The most common method is to drop the shells/grenades on the target in a free-fall manner. This method has a simple structure, but has the disadvantage of being somewhat less accurate.
이에 반해 포탄/유탄을 목표에 발사할 때 파이프(pipe)와 같은 투발장치를 사용하고 발사속도를 증가시키면 더 높은 정확도를 획득할 수 있다. 즉, 드론에 장착된 카메라 시각과 동일한 방향으로 투발장치를 향하게 하고, 특정속도로 포탄/유탄을 발사하게 되면 외부 환경에 의한 영향을 최소화하면서 높은 정확도로 목표물을 명중시킬 수 있다. In contrast, when firing shells/grenades at a target, greater accuracy can be achieved by using a launcher such as a pipe and increasing the firing speed. In other words, if the launcher is aimed in the same direction as the camera mounted on the drone and the shell/grenades are fired at a specific speed, the target can be hit with high accuracy while minimizing the influence of the external environment.
상기와 같이 드론에서 중공형태의 투발장치를 사용할 경우, 드론에 장착된 카메라가 바라보는 방향과 동일한 방향으로 투발장치가 향해 있어야 한다.When using a hollow launcher on a drone as described above, the launcher must be pointed in the same direction as the camera mounted on the drone is looking.
요약하자면, 지금까지 폭탄은 자유낙하 방식을 이용하였으며, 이러한 자유낙하 방식으로는 정확도를 향상하기 어렵다는 문제점이 있다.In summary, up until now, bombs have used the free-fall method, and the problem with this free-fall method is that it is difficult to improve accuracy.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 카메라 짐벌과 연동되어 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems according to the above background technology, and its purpose is to provide a bomb-launching system and method using a drone in conjunction with a camera gimbal.
또한, 본 발명은 카메라가 보는 방향으로 포탄/유탄 발사용 투발장치를 향하게 하고 자유낙하보다 빠른 속도로 발사하는 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another purpose to provide a system and method for directing a shell/grenade launcher in the direction viewed by a camera and firing it at a speed faster than free fall.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 카메라 짐벌과 연동되어 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템을 제공한다.In order to achieve the task presented above, the present invention provides a bomb launching system using a drone in conjunction with a camera gimbal.
상기 폭탄 투발 시스템은, The above bomb launching system,
드론기체;drone aircraft;
상기 드론기체의 일단에 설치되는 짐벌;A gimbal installed at one end of the above drone body;
상기 짐벌에 설치되어 구동되며, 상기 드론기체로부터 목표물을 측정하여 측정 정보를 생성하는 센싱 장치; 및 A sensing device installed and driven on the gimbal and configured to measure a target from the drone body and generate measurement information; and
상기 측정 정보에 따라 상기 드론기체의 제어에 따라 폭탄을 투발하는 폭탄 투발 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a bomb launching device that launches a bomb according to the control of the drone body according to the above measurement information.
또한, 상기 센싱 장치와 상기 폭탄 투발 장치는 기계적으로 동기화되는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensing device and the bomb launching device are characterized in that they are mechanically synchronized.
또한, 상기 기계적으로 동기화되는 것을 위해 상기 센싱 장치와 상기 폭탄 투발 장치는 고정 링크인 상기 드론 기체 및 상기 짐벌, 회전 링크인 상기 센싱 장치, 상기 폭탄 투발 장치, 상기 센싱 장치와 상기 폭탄 투발 장치를 연결하는 로드로 구성되는 4절 링크를 통해 물리적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, for the mechanical synchronization, the sensing device and the bomb launching device are characterized in that they are physically connected through a four-section link consisting of the drone body and the gimbal as fixed links, the sensing device as a rotating link, the bomb launching device, and a load connecting the sensing device and the bomb launching device.
또한, 상기 4절 링크를 위해 4개의 조인트가 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that four joints are hingedly connected for the above four-section link.
또한, 상기 센싱 장치와 상기 폭탄 투발 장치가 동일한 각도를 유지할 수 있도록 상기 센싱 장치와 상기 폭탄 투발 장치의 베이스 링크 지지점이 동일 선상에 존재하고, 상기 짐벌과 상기 폭탄 투발 장치의 상부 링크 지지점이 동일 선상에 존재하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the base link support points of the sensing device and the bomb launching device are on the same line so that the sensing device and the bomb launching device can maintain the same angle, and the upper link support points of the gimbal and the bomb launching device are designed to be on the same line.
또한, 상기 폭탄 투발 장치는 상기 드론 기체의 하부면에 형성되는 고정부에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the bomb launching device is characterized in that it is rotatably connected to a fixed part formed on the lower surface of the drone body.
또한, 상기 짐벌에 의해 회전하는 상기 센싱 장치의 회전각은 상기 측정정보를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotation angle of the sensing device rotated by the gimbal is characterized in that it is calculated using the measurement information.
또한, 상기 센싱 장치의 회전각은 상기 목표물이 영상 전체 화면을 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 영상 전체 화면의 정중앙이 아닌 미리 설정되는 범위로 편심시켜 보정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotation angle of the sensing device is characterized in that it is corrected to be eccentric to a preset range rather than the exact center of the entire image screen within a range in which the target does not go beyond the entire image screen.
또한, 상기 폭탄은, 충격 신관; 상기 충격 신관에 의해 폭발 가능한 고폭화약; 상기 고폭화약의 폭발 때문에 파편을 만들며, 상기 고폭화약을 감싸고 있는 파편탄체; 상기 파편탄체를 총열 내부에서 외부로 밀어내는 추진제; 및 상기 추진제를 점화시키는 프라이머(Primer);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bomb is characterized by including: a shock fuse; high explosive powder detonable by the shock fuse; a fragmentation projectile surrounding the high explosive powder and forming fragments due to the explosion of the high explosive powder; a propellant that pushes the fragmentation projectile from the inside of the barrel to the outside; and a primer that ignites the propellant.
또한, 상기 추진제는 전기식 공이에 의해 점화되는 것을 특징으로 한다.In addition, the propellant is characterized in that it is ignited by an electric spark.
또한, 상기 측정 정보는, 온도 정보 및 가속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the measurement information is characterized by including temperature information and acceleration information.
또한, 상기 폭탄의 발사속도는 100~200 m/s인 것을 특징으로 한다.Additionally, the launch speed of the bomb is characterized by being 100 to 200 m/s.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 드론기체의 일단에 설치되는 짐벌에 의해 구동되는 센싱 장치가 상기 드론기체로부터 목표물을 측정하여 측정 정보를 생성하는 단계; 및 (b) 상기 측정 정보에 따라 상기 드론기체의 제어에 따라 폭탄 투발 장치가 폭탄을 투발하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 방법을 제공한다.On the other hand, another embodiment of the present invention provides a bomb launching method using a drone, characterized by including: (a) a step in which a sensing device driven by a gimbal installed on one end of a drone body measures a target from the drone body and generates measurement information; and (b) a step in which a bomb launching device launches a bomb according to control of the drone body according to the measurement information.
본 발명에 따르면, 폭탄은 어느 정도 수준의 초기 속도를 가지고 투발이 되므로, 외란 영향이 거의 없이 정확하게 투하할 수 있어 무기 효과도가 증가할 수 있다.According to the present invention, since the bomb is launched with a certain level of initial velocity, it can be launched accurately with almost no external influence, thereby increasing the effectiveness of the weapon.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 4절 링크를 이용하기 때문에 투발장치 설계가 간단하고 무게를 감소할 수 있다. 따라서, 투하 정확도를 향상시키고, 양산 비용을 절감할 수 있으며, 무게 감소가 가능하고, 무기 효과도도 증가한다.In addition, as another effect of the present invention, since a four-section link is used, the design of the launching device is simple and the weight can be reduced. Accordingly, the launching accuracy can be improved, the mass production cost can be reduced, the weight can be reduced, and the weapon effectiveness can also be increased.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템의 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1에서 폭탄을 투발하는 상태를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 폭탄 투발 시스템의 회로 블럭도이다.
도 4는 도 1에 도시된 센싱 장치의 예이다.
도 5는 도 1에 도시된 폭탄 투발 장치에 폭탄이 장전되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폭탄 투발 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폭탄이 목표물에 명중하는 보정 전후를 보여주는 개념도이다.
도 8은 도 5에 도시된 폭탄의 외관 형상이다.Figure 1 is a block diagram of a bomb launching system using a drone according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram showing the state of launching a bomb in Figure 1.
Figure 3 is a circuit block diagram of the bomb launching system illustrated in Figure 1.
Fig. 4 is an example of the sensing device illustrated in Fig. 1.
Figure 5 is a drawing showing a state in which a bomb is loaded into the bomb launching device illustrated in Figure 1.
Figure 6 is a flow chart showing a bomb launching process according to one embodiment of the present invention.
Figure 7 is a conceptual diagram showing before and after correction for a bomb hitting a target according to one embodiment of the present invention.
Figure 8 is the external shape of the bomb shown in Figure 5.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and specifically described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.When describing each drawing, similar reference numerals are used to refer to similar components.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component could be referred to as the second component, and similarly, the second component could also be referred to as the first component. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any item among a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless expressly defined in this application.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a bomb launching system and method using a drone according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 폭탄 투발 시스템(100)은, 드론 기체(110), 드론 기체(110)의 일단에 설치되는 짐벌(120), 짐벌(120)에 설치되며 드론 기체(110)로부터 목표물을 측정하여 측정 정보를 생성하는 센싱 장치(130), 측정 정보에 따라 드론 기체(110)의 제어에 따라 폭탄을 투발하는 폭탄 투발 장치(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.FIG. 1 is a block diagram of a bomb launching system (100) using a drone according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the bomb launching system (100) may be configured to include a drone body (110), a gimbal (120) installed at one end of the drone body (110), a sensing device (130) installed on the gimbal (120) and measuring a target from the drone body (110) to generate measurement information, a bomb launching device (140) that launches a bomb under the control of the drone body (110) according to the measurement information, etc.
드론 기체(110)는 DJI 매빅3(mavic 3)와 동등 성능을 가진 기체가 될 수 있다. 일반적으로 소형 드론은 기본적으로 카메라가 장착되어 있을 뿐만 아니라 내부 센서에 의해 고도값, 외기온도 등이 계측된다. 즉, 소형 드론은 비행하고 있는 고도에서의 다양한 조건들에 대해 디지털 값으로 획득할 수 있다.The drone body (110) can be a body with performance equivalent to that of the DJI Mavic 3. In general, small drones are equipped with a camera as a basic feature, and altitude values, outside temperature, etc. are measured by internal sensors. In other words, small drones can obtain various conditions at the altitude at which they are flying as digital values.
드론 기체(110)는 엔진에 해당하는 모터에 각각의 프로펠러가 직결되어 있어 각 모터의 회전수에 따라 전, 후진하거나 회전하게 된다. 모든 모터의 출력을 동일하게 높이면 수직상승하게 되고, 앞으로 나아가려면 뒤쪽 모터의 출력을 높이면 된다. 드론의 구조에 대해서는 널리 공지되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.The drone body (110) has a propeller directly connected to each motor corresponding to the engine, and moves forward, backward, or rotates according to the rotation speed of each motor. If the output of all motors is increased equally, it will rise vertically, and to move forward, the output of the rear motor is increased. Since the structure of the drone is widely known, further explanation will be omitted.
짐벌(120)은 센싱 장치(130)의 앵글을 제어하기 위해, 드론 기체(110)의 일단인 앞단에 설치된다. 짐벌(120)은 1축 짐벌로서 피치 회전을 수행한다. 이를 위해 제 1 조인트(121)가 형성된다. 짐벌(120)은 드론 기체(110)에 볼팅 방식 등에 의해 고정 조립된다.The gimbal (120) is installed at the front end of the drone body (110) to control the angle of the sensing device (130). The gimbal (120) is a one-axis gimbal and performs pitch rotation. For this purpose, a first joint (121) is formed. The gimbal (120) is fixedly assembled to the drone body (110) by a bolting method or the like.
센싱 장치(130)는 제 1 조인트(121)로 힌지 체결되며, 지상 또는 공중의 목표물을 센싱하여 드론 기체(110)와 목표물간 거리를 측정하여 측정 정보를 생성하는 기능을 수행한다. 물론, 센싱 장치(130)는 외관을 구비하고 있으며, 이 외관상에 제 2 조인트(122)가 형성될 수 있다.The sensing device (130) is hinge-connected to the first joint (121) and performs the function of sensing a target on the ground or in the air, measuring the distance between the drone body (110) and the target, and generating measurement information. Of course, the sensing device (130) has an exterior, and a second joint (122) can be formed on this exterior.
폭탄 투발 장치(140)는 드론 기체(110)의 하부면에 형성되는 고정부(160)에 제 4 조인트(161)로 힌지 체결된다. 따라서, 폭탄 투발 장치(140)는 제 4 조인트(161)를 회전축으로 180°회동될 수 있다.The bomb launching device (140) is hinge-connected to a fixed part (160) formed on the lower surface of the drone body (110) by a fourth joint (161). Accordingly, the bomb launching device (140) can rotate 180° with the fourth joint (161) as the rotation axis.
이 폭탄 투발 장치(140)에는 제 3 조인트(141)가 형성되며, 로드(150)가 힌지 결합된다. 즉, 로드(150)는 센싱 장치(130)와 폭탄 투발 장치(140)를 기계적으로 동기화시킨다. 즉, 센싱 장치(130)의 회동에 따라 폭탄 투발 장치(140)가 동시에 회동된다.A third joint (141) is formed in this bomb launching device (140), and a load (150) is hinge-connected. That is, the load (150) mechanically synchronizes the sensing device (130) and the bomb launching device (140). That is, the bomb launching device (140) rotates simultaneously with the rotation of the sensing device (130).
부연하면, 일반적으로 짐벌(120)에 장착된 센싱 장치(130)의 카메라와 폭탄 투발 장치(140)는 물리적으로 연결되어 있지 않다. 즉, 카메라가 보는 목표와 폭탄 투발 장치가 향하는 목표가 상이할 수 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 센싱 장치(130)와 폭탄 투발 장치(140)를 4절 링크를 통해 물리적으로 연결한다. In detail, the camera of the sensing device (130) mounted on the gimbal (120) and the bomb launcher (140) are generally not physically connected. That is, the target seen by the camera and the target aimed by the bomb launcher may be different. To overcome this problem, the sensing device (130) and the bomb launcher (140) are physically connected through a 4-section link.
부연하면, 고정 링크로 기능하는 드론 기체(110) 및 상기 짐벌(120), 회전 링크로 기능하는 센싱 장치(130), 폭탄 투발 장치(140), 센싱 장치(130)와 폭탄 투발 장치(140)를 연결하는 로드(150)로 구성되는 4절 링크를 통해 물리적으로 연결될 수 있다. 로드(150)는 제 2 조인트(122)와 제 3 조인트(141)에 의해 연결된다.In detail, the drone body (110) functioning as a fixed link and the gimbal (120), the sensing device (130) functioning as a rotating link, the bomb launcher (140), and the load (150) connecting the sensing device (130) and the bomb launcher (140) can be physically connected through a four-section link. The load (150) is connected by the second joint (122) and the third joint (141).
4절 링크는 3개의 움직이는 링크와 1개의 고정 링크, 4개의 조인트(121,122,141,161)로 구성된 링크를 말한다. 따라서, 폭탄을 목표지점으로 발사하는 폭탄 투발 장치(140)가 센싱 장치(130)와 기계적으로 연동되므로, 별도의 모터 장치가 없이 폭탄 투발 장치가 목표물을 지향할 수 있게 된다.A four-section link refers to a link consisting of three movable links, one fixed link, and four joints (121, 122, 141, 161). Accordingly, since a bomb launching device (140) that launches a bomb toward a target is mechanically linked with a sensing device (130), the bomb launching device can aim at a target without a separate motor device.
도 2는 도 1에서 폭탄을 투발하는 상태를 보여주는 개념도이다. 도 2를 참조하면, 센싱 장치(130)가 반시계 방향으로 90°회전함에 따라 폭탄 투발 장치(140)도 센싱 장치(130)와 연계되어 동시에 반시계 방향으로 90°회전한다. Figure 2 is a conceptual diagram showing a state of bomb launching in Figure 1. Referring to Figure 2, as the sensing device (130) rotates 90° counterclockwise, the bomb launching device (140) is also linked to the sensing device (130) and simultaneously rotates 90° counterclockwise.
부연하면, 도 1은 센싱 장치(130)가 전방을 주시하고 있을때 폭탄 투발 장치(140)도 전방을 향한 상태를 보여준다. 이와 달리, 도 2의 경우, 센싱 장치(130)가 아래를 향하게 되면 폭탄 투발 장치(140)도 하방향으로 회전된다.To elaborate, Fig. 1 shows a state in which the bomb launching device (140) is also facing forward when the sensing device (130) is looking forward. In contrast, in the case of Fig. 2, when the sensing device (130) is facing downward, the bomb launching device (140) is also rotated downward.
도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 장치(130)와 폭탄 투발 장치(140)가 동일한 각도를 유지할 수 있도록 센싱 장치(130)와 폭탄 투발 장치(140)의 베이스 링크 지지점(제 1 조인트(121), 제 4 조인트(161))이 동일 선상에 존재하고, 짐벌(120)과 폭탄 투발 장치(140)의 상부 링크 지지점(제 2 조인트(122), 제 3 조인트(141))이 동일 선상에 존재하도록 설계된다.As shown in FIG. 2, the base link support points (first joint (121), fourth joint (161)) of the sensing device (130) and the bomb launcher (140) are designed to exist on the same line so that the sensing device (130) and the bomb launcher (140) can maintain the same angle, and the upper link support points (second joint (122), third joint (141)) of the gimbal (120) and the bomb launcher (140) are designed to exist on the same line.
도 3은 도 1에 도시된 폭탄 투발 시스템(100)의 회로 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 폭탄 투발 시스템(100)은, 센서계(310), 제어부(320), 모터(330), 구동부(340) 등의 회로 블럭도를 포함하여 구성될 수 있다.Figure 3 is a circuit block diagram of the bomb launching system (100) illustrated in Figure 1. Referring to Figure 3, the bomb launching system (100) may be configured to include circuit block diagrams of a sensor system (310), a control unit (320), a motor (330), a driving unit (340), etc.
센서계(310)는 센싱 장치(130)에 구성되며, 목표물을 바라볼때 필요한 센서만 내장된다. 예를 들면, 드론 기체(110)의 안정화 자세를 측정하는 자이로 모션 스태빌라이제이션(stabilization) 센서, 영상을 촬영하는 광학 카메라, 열상 촬영을 위한 적외선 카메라, 드론 기체(110)와 목표물간의 거리를 정확하게 측정하는 LRF(Laser Range Finder), 카메라가 돌아간 정돌르 측정할 수 이TssM 자이로스코프 등을 포함하여 구성될 수 있다. 일반적으로 고도센서, 온도센서, 가속도센서는 드론 기체(본체)에 포함되어 있다.The sensor system (310) is configured in the sensing device (130), and only the sensors necessary for viewing a target are built in. For example, it may be configured to include a gyro motion stabilization sensor that measures the stabilization posture of the drone body (110), an optical camera that takes images, an infrared camera for thermal imaging, an LRF (Laser Range Finder) that accurately measures the distance between the drone body (110) and the target, and a TssM gyroscope that can measure the rotational rotation of the camera. In general, an altitude sensor, a temperature sensor, and an acceleration sensor are included in the drone body (main body).
제어부(320)는 센서계(310)에 의해 생성된 측정 정보를 이용하여 짐벌(120)의 방향을 구동하고, 폭탄을 격발하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부(320)는 측정 정보를 이용하여 폭탄 투발 장치(140)의 방향을 보정하여 명중률을 향상시킬 수 있다. The control unit (320) uses the measurement information generated by the sensor system (310) to drive the direction of the gimbal (120) and performs the function of detonating the bomb. In addition, the control unit (320) can use the measurement information to correct the direction of the bomb launching device (140) to improve the hit rate.
부연하면, 온도 정보, 가속도 정보 등을 이용하여 폭탄을 목표물에 명중시키기 위하여 짐벌(120)의 위치를 보정하여 센싱 장치(130)의 회전각을 변경한다.In detail, the rotation angle of the sensing device (130) is changed by correcting the position of the gimbal (120) to hit the bomb on the target using temperature information, acceleration information, etc.
부연하면, 고도 정보, 온도 정도 등을 이용하여 폭탄을 목표물에 명중하기 위하여 센싱 장치(130)의 각도를 보정한다. 예를 들자면, 드론 기체가 높은 고도에서 정지 비행 중 폭탄을 발사할 경우, 중력에 의해서 폭탄의 발사 궤적이 아래로 휘어지기 때문에 이를 보정하여 폭탄의 초기 발사 각도를 보정할 수 있다. In detail, the angle of the sensing device (130) is corrected to hit the bomb on the target using altitude information, temperature level, etc. For example, when a drone launches a bomb while it is in hovering flight at a high altitude, the launch trajectory of the bomb bends downward due to gravity, so this can be corrected to correct the initial launch angle of the bomb.
뿐만 아니라 드론 기체가 특정 고도에서 일정 속도로 비행 중이라면, 드론 기체의 이동 속도를 감안하여 폭탄의 발사 각도를 보정할 수 있다.Additionally, if the drone is flying at a certain altitude and speed, the launch angle of the bomb can be adjusted to take into account the drone's movement speed.
이를 위해, 제어부(320)는 마이컴, 마이크로프로세서, 메모리, 전자 회로 등을 포함하여 구성될 수 있다.For this purpose, the control unit (320) may be configured to include a microcomputer, a microprocessor, a memory, an electronic circuit, etc.
메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(Secure Digital) 또는 XD(eXtreme Digital) 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The memory may include at least one type of storage medium among a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, memory of card type (e.g., Secure Digital (SD) or eXtreme Digital (XD) memory, etc.), a Random Access Memory (RAM), a Static Random Access Memory (SRAM), a Read Only Memory (ROM), an Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), a Programmable Read Only Memory (PROM), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk.
모터(330)는 프로펠러(미도시)와 연결되어 드론 기체(110)의 비행을 가능하게 한다. 물론, 모터(330)는 다수개로 구성되며, 모터마다 프로펠러가 연결된다.The motor (330) is connected to a propeller (not shown) to enable the drone body (110) to fly. Of course, the motor (330) is composed of multiple units, and a propeller is connected to each motor.
구동부(340)는 짐벌(120)내 센싱 장치(130)의 지향 방향이 조절되도록 구동하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 기준축에 모터(미도시)가 설치된다. 물론, 모터의 샤프트에는 엔코더(미도시)가 구성되어 회전각을 산출할 수 있다. 이를 통해 정확한 회전각으로 제어하는 것이 가능하다. 제어부(320) 및 모터(330)는 드론 기체(110) 내부에 구성된다.The driving unit (340) performs a function of driving the sensing device (130) in the gimbal (120) to adjust the orientation. For this purpose, a motor (not shown) is installed on the reference axis. Of course, an encoder (not shown) is configured on the shaft of the motor to calculate the rotation angle. Through this, it is possible to control at an accurate rotation angle. The control unit (320) and the motor (330) are configured inside the drone body (110).
물론, 이외에도 통신장치(미도시)가 구성되어 외부와 통신을 수행한다. 통신장치는 주로 무선 통신을 이용하여 통신을 수행한다. 무선 통신으로는 IrDA(Infrared Data) 통신, ZigBee, 블루투쓰, LiFi(Light Fidelity), WiFi(Wireless Fidelity), NFC(Near Field Control) 등이 사용될 수 있다.Of course, in addition, a communication device (not shown) is configured to perform external communication. The communication device mainly performs communication using wireless communication. Wireless communication may use IrDA (Infrared Data) communication, ZigBee, Bluetooth, LiFi (Light Fidelity), WiFi (Wireless Fidelity), NFC (Near Field Control), etc.
도 4는 도 1에 도시된 센싱 장치(130)에 구성되는 센서계(310)의 예이다. 도 4를 참조하면, 열상 촬영을 위한 적외선 카메라(410), 영상을 촬영하는 광학 카메라(420), 드론 기체(110)의 안정화 자세를 측정하며 드론 기체(110)의 가속도를 측정하는 자이로 모션 스태빌라이제이션(stabilization) 센서(430), 드론 기체(110)와 목표물간의 거리를 정확하게 측정하는 LRF(Laser Range Finder)(440) 등을 포함하여 구성될 수 있다. FIG. 4 is an example of a sensor system (310) configured in the sensing device (130) illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 4, the sensor system may include an infrared camera (410) for thermal imaging, an optical camera (420) for capturing images, a gyro motion stabilization sensor (430) for measuring the stabilization posture of the drone body (110) and the acceleration of the drone body (110), an LRF (Laser Range Finder) (440) for accurately measuring the distance between the drone body (110) and a target, etc.
적외선 카메라(410)는 적외선을 이용하여 열상 이미지를 촬영하는 기능을 수행한다. 또한, 적외선 카메라는 640x480 해상도, 디지털 줌(예를 들면, 4배줌, 12배줌 등)이 가능하다.The infrared camera (410) performs the function of capturing thermal images using infrared rays. In addition, the infrared camera has a resolution of 640x480 and digital zoom (e.g., 4x zoom, 12x zoom, etc.).
광학 카메라(420)는 풀 HD(High Definition) 컬러 카메라가 될 수 있고, 광학줌, 디지털 줌이 가능하다. The optical camera (420) can be a full HD (High Definition) color camera and can have optical zoom and digital zoom.
자이로 모션 스태빌라이제이션 센서(430)는 내장 자체 시험(BIT: Built In Test)을 실행하고, GPS(Global Positioning System) 기능과 디지털 콤파스 기능을 구비할 수 있다.The gyro motion stabilization sensor (430) can perform built-in tests (BIT) and be equipped with a GPS (Global Positioning System) function and a digital compass function.
LRF(440)는 최대 거리(max range)가 약 3.4km이고, 세이프 아이(safe-eye) 기능을 갖는다.LRF (440) has a maximum range of approximately 3.4 km and has a safe-eye function.
도 5는 도 1에 도시된 폭탄 투발 장치(140)에 폭탄(520)이 장전되는 상태를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 폭탄 투발 장치(140)의 총열(510)내에 폭탄(520)이 장전된다. 물론, 폭탄(520)을 격발시키기 위해 격발장치(미도시)가 구성된다. Figure 5 is a drawing showing a state in which a bomb (520) is loaded into the bomb launcher (140) illustrated in Figure 1. Referring to Figure 5, a bomb (520) is loaded into the barrel (510) of the bomb launcher (140). Of course, a triggering device (not illustrated) is configured to trigger the bomb (520).
폭탄(520)은, 충격 신관(521), 충격 신관(521)에 의해 폭발 가능한 고폭화약(522), 고폭화약의 폭발 때문에 파편을 만들고 고폭화약을 감싸고 있는 파편탄체(523), 파편탄체(523)를 총열 내부에서 외부로 밀어내는 추진제(524), 전기식 공이(미도시)에 의해 추진제(524)를 점화시키는 프라이머(Primer)(525)로 구성된다. A bomb (520) is composed of a shock fuse (521), high explosive powder (522) that can be detonated by the shock fuse (521), a fragmentation projectile (523) that creates fragments due to the explosion of the high explosive powder and surrounds the high explosive powder, a propellant (524) that pushes the fragmentation projectile (523) from the inside of the gun barrel to the outside, and a primer (525) that ignites the propellant (524) by an electric gun (not shown).
전기식 공이는 전기식으로 공이를 이용하여 추진제를 점화시키는 것을 의미한다. 따라서, 조종사의 명령에 의해 전기식 공이가 작동하고, 공이에 의해 프라이머(525)가 터지고, 추진제(524)를 점화한다.Electric ignition means igniting the propellant by using an electric ignition. Therefore, the electric ignition is operated by the pilot's command, the primer (525) is detonated by the ignition, and the propellant (524) is ignited.
추진제(524)에 의해 파이프 형태인 총열(50)내 압력이 형성되고, 이 압력에 의해 폭탄(520)이 발사된다. 발사된 폭탄(520)이 목표물과 접촉하면 이 접촉 충격에 의해 충격 신관(521)이 작동하고, 이 충격 신관(521)의 작동에 의해서 고폭 화약(522)이 폭발하고 파편이 형성된다.Pressure is created inside the barrel (50), which is shaped like a pipe, by the propellant (524), and the bomb (520) is launched by this pressure. When the launched bomb (520) comes into contact with the target, the impact fuse (521) is activated by this contact impact, and the high-explosive gunpowder (522) explodes and fragments are formed by the operation of the impact fuse (521).
부연하면, 드론에서 폭탄을 정확하게 떨어뜨리고 싶지만, 기존의 자유낙하 방식으로는 외란(대기 영향)과 초기 조건(드론의 흔들림)에 영향을 받는다. 따라서, 자유낙하 방식으로는 정확도를 향상하기 어렵다. To elaborate, we want to drop bombs accurately from drones, but the existing free-fall method is affected by external disturbances (atmospheric influences) and initial conditions (drone shaking). Therefore, it is difficult to improve accuracy using the free-fall method.
만약 폭탄의 일부분을 추진제로 변경할 경우(=폭탄이 자유낙하가 아닌 약한 발사 개념으로 투하할 경우), 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. 즉, 물체를 자유낙하로 지상에 투하하는 것과, 물체를 외력에 의해 던져져서 지상으로 투하하는 것은 정확도에서 큰 차이가 존재하기 때문에 약간의 추진제(524)가 포함된 폭탄을 구성한다.If a portion of the bomb is changed to a propellant (= the bomb is dropped with a weak launch concept rather than a free fall), the accuracy can be greatly improved. That is, since there is a large difference in accuracy between dropping an object to the ground in free fall and dropping an object to the ground by being thrown by an external force, a bomb is constructed that contains a small amount of propellant (524).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폭탄 투발 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 먼저, 폭탄(520)을 폭탄 투발 장치(140)의 총열(510)에 장착한다. 이때 총열(510)은 폭탄 추진제 케이스 끝부분이 총열 끝부분에 걸리도록 설계/제작된다. 이는 폭탄(520)이 중력에 의해서 총열 외부로 배출되지 않게 하고, 추진제(524)의 케이스가 총열내부에 고정되기 위함이다.Figure 6 is a flow chart showing a bomb launching process according to one embodiment of the present invention. Referring to Figure 6, first, a bomb (520) is mounted on the barrel (510) of the bomb launching device (140). At this time, the barrel (510) is designed/manufactured so that the end of the bomb propellant case is caught on the end of the barrel. This is to prevent the bomb (520) from being ejected outside the barrel by gravity and to secure the propellant (524) case inside the barrel.
드론 기체(110)내 구성되는 제어부(320)는 센싱 장치(130)에 설치되는 센서계(310)를 이용하여 드론 기체(110) 및/또는 목표물에 대하여 고도값, 외기 온도 등의 계측 정보를 생성한다(단계 S610). 부연하면, 센서계(310)에 구성된 자체 센서를 활용하여 비행 고도, 외기온도 등을 측정한다. 드론은 이미 고폭 화약 탄약(폭탄)의 초기 속도, 비행 고도, 목표물과의 거리 등을 알고 있으므로, 폭탄이 목표물에 정확히 명중하기 위한 짐벌(120)에 구동되는 센싱 장치(1320)의 회전각을 계산할 수 있다.The control unit (320) configured in the drone body (110) generates measurement information such as altitude value, outside temperature, etc. for the drone body (110) and/or the target using the sensor system (310) installed in the sensing device (130) (step S610). In other words, the flight altitude, outside temperature, etc. are measured using the self-sensor configured in the sensor system (310). Since the drone already knows the initial speed of the high-explosive gunpowder ammunition (bomb), the flight altitude, the distance to the target, etc., it can calculate the rotation angle of the sensing device (1320) driven by the gimbal (120) for the bomb to accurately hit the target.
이후, 드론 기체(110)와 목표물(미도시)과의 위치를 계산하고, 이 위치정보를 이용하여 짐벌(120)의 회전각을 계산한다(단계 S620,S630). 즉, 드론 기체(110)의 카메라는 목표물을 지시하고 있으며, 이와 동시에 짐벌(120)에 의해 구동되는 센싱 장치(130)와 기계적 링크로 연결된 폭탄 투발 장치(140)도 같은 방향으로 지시하고 있다.Thereafter, the positions of the drone body (110) and the target (not shown) are calculated, and the rotation angle of the gimbal (120) is calculated using this position information (steps S620 and S630). That is, the camera of the drone body (110) points to the target, and at the same time, the bomb launching device (140) connected to the sensing device (130) driven by the gimbal (120) by a mechanical link is also pointed in the same direction.
이때, 드론 기체(110)는 내부에 수집된 각종 센서 데이터를 활용하여 현 비행 상태에서 목표물을 명중시키기 위한 최적의 센싱 장치(130)의 회전각을 계산할 수 있다. 이때, 영상 전체 화면을 벗어나지 않는 범위 내에서 목표물이 영상 전체 화면의 정중앙이 아닌 약간 편심시켜 목표물을 잡도록 보정될 수 있다. 즉, 미리 설정되는 범위내로 편심시켜 목표물이 정해지도록 센싱 장치(130)의 회전각이 보정될 수 있다. 이를 보여주는 도면이 도 7에 도시되며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.At this time, the drone body (110) can calculate the optimal rotation angle of the sensing device (130) to hit the target in the current flight state by utilizing various sensor data collected inside. At this time, the target can be corrected to be caught by slightly eccentrically rather than at the exact center of the entire image screen within a range that does not exceed the entire image screen. In other words, the rotation angle of the sensing device (130) can be corrected so that the target is set by eccentrically within a preset range. A drawing showing this is illustrated in FIG. 7, which will be described later.
이러한 보정에 의해 센싱 장치(130)의 회전각뿐만 아니라 이 센싱 장치(130)와 연동되어 폭탄 투발 장치(140)도 회전각만큼 회전하게 된다. By this correction, not only the rotation angle of the sensing device (130) but also the bomb launching device (140) that is linked to the sensing device (130) rotates by the rotation angle.
도 6을 계속 참조하면, 조종사에 의해 발사명령이 있는지를 확인한다(단계 S640). 부연하면, 드론 기체(110)에 무선 연결된 통제 장치(미도시)를 이용하여 발사 명령이 드론 기체(110)에 전송될 수 있다.Referring to FIG. 6 further, it is checked whether there is a launch command from the pilot (step S640). In detail, the launch command can be transmitted to the drone body (110) using a control device (not shown) wirelessly connected to the drone body (110).
단계 S640에서, 확인 결과, 발사명령이 있으면, 전기식 공이(미도시)에 의해 추진제(524)를 점화시켜 폭탄(520)을 발사한다(단계 S650). 부연하면, 공이가 작동하여 추진체(524)의 프라이머(525)를 가격한다. 공이가 추진제의 프라이머를 타격하면, 추진제(524)가 연소를 시작한다.In step S640, if there is a launch command as a result of the verification, the propellant (524) is ignited by an electric trigger (not shown) to launch the bomb (520) (step S650). In other words, the trigger operates to strike the primer (525) of the propellant (524). When the trigger strikes the primer of the propellant, the propellant (524) begins to combust.
이 추진제는 고폭화약 대비 상당히 적은 부피를 차지하고 있으므로, 고폭화약 탄체를 약한 속도로 밀어준다. 참고로 약 5.56mm 탄이나 7.62mm 탄의 경우에는 추진제가 탄약의 상당한 부피를 차지하고 있으므로 탄체의 속도가 아주 빠르나, 본 발명의 일실시예에 따른 경우, 추진제의 양이 상대적으로 적으므로 속도가 다소 둔화된다.Since this propellant occupies a considerably smaller volume than the high explosive, it propels the high explosive projectile at a low speed. For reference, in the case of 5.56mm or 7.62mm bullets, the propellant occupies a considerable volume of the ammunition, so the speed of the projectile is very fast. However, in the case of one embodiment of the present invention, since the amount of propellant is relatively small, the speed is somewhat slowed down.
일반적으로 드론용 폭탄의 무게는 무거워서 작용/반작용 법칙에 따라서 탄 발사 때 반동력이 클 수밖에 없다. 따라서 폭탄을 고속으로 발사하는 것은 드론에 기계적 충격을 가할 수 있으므로 발사속도의 제한이 필요하다. In general, drone bombs are heavy, so the recoil force when they are fired cannot be large according to the law of action/reaction. Therefore, firing the bomb at high speed can cause mechanical shock to the drone, so the firing speed needs to be limited.
따라서, 탄의 발사속도는 폭탄(520)의 무게와 드론의 내충격성을 고려하여 설계해야 한다. 폭탄 발사시, 경로(포물선), 정확도, 탄반발력(내충격) 등을 고려할 때, 폭탄의 발사속도는 약 100~200 m/s 수준이 적당하다.Therefore, the launch speed of the bomb should be designed considering the weight of the bomb (520) and the shock resistance of the drone. When launching a bomb, considering the path (parabola), accuracy, and bullet rebound force (shock resistance), the launch speed of the bomb is appropriate at around 100 to 200 m/s.
한편, 단계 S640에서, 발사명령이 없으면, 단계 S610 내지 단계 S640이 다시 진행된다.Meanwhile, in step S640, if there is no launch command, steps S610 to S640 are performed again.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폭탄이 목표물에 명중하는 보정 전후를 보여주는 개념도이다. 도 7을 참조하면, 드론에 장착된 다양한 센서를 이용하여 투발장치의 방향을 보정하여 명중률을 향상시킬 수 있다. 부연하면, 영상 전체 화면을 벗어나지 않는 범위 내에서 목표물이 영상 전체 화면의 정중앙이 아닌 약간 편심시켜(즉 좌측으로 약간 편심시킴) 목표물을 잡도록 보정될 수 있다.FIG. 7 is a conceptual diagram showing before and after correction for a bomb according to an embodiment of the present invention to hit a target. Referring to FIG. 7, the direction of the launching device can be corrected using various sensors mounted on the drone to improve the accuracy. In other words, the target can be corrected to be caught slightly eccentrically (i.e., slightly eccentric to the left) rather than at the exact center of the entire image screen within a range that does not exceed the entire image screen.
도 8은 도 5에 도시된 폭탄의 외관 형상이다. 도 8을 참조하면, 신관(521)이 앞쪽에 배치되고, 중간에 폐쇄링(obturating band)이 있으며, 꼬리측에 프라이머(524) 및 핀(801)이 배치된다.Figure 8 is an external shape of the bomb illustrated in Figure 5. Referring to Figure 8, a fuse (521) is positioned at the front, an obturating band is present in the middle, and a primer (524) and pin (801) are positioned at the tail side.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. In addition, the steps of the method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means, such as a microprocessor, a processor, a CPU (Central Processing Unit), and the like, and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program (instruction) codes, data files, data structures, etc., alone or in combination.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다. The program (command) code recorded on the above medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium may include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and Blu-rays, and semiconductor memory devices specially configured to store and execute program (command) codes such as ROMs (Read Only Memory), RAMs (Random Access Memory), and flash memories.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Here, examples of program (instruction) code include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The above-mentioned hardware device can be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
100: 폭탄 투발 시스템
110: 드론 기체 120: 짐벌
121: 제 1 조인트 122: 제 2 조인트
130: 센싱 장치 140: 폭탄 투발 장치
150: 로드 141: 제 3 조인트
161: 제 4 조인트
310: 센서계 320: 제어부
330: 모터 340: 구동부
510: 총열 520: 폭탄
521: 충격 신관 522: 고폭화약
523: 파편탄체 524: 추진제
525: 프라이머100: Bomb Launch System
110: Drone body 120: Gimbal
121: 1st joint 122: 2nd joint
130: Sensing device 140: Bomb launching device
150: Load 141: 3rd joint
161: 4th joint
310: Sensor system 320: Control unit
330: Motor 340: Drive unit
510: Barrel 520: Bomb
521: Shock fuse 522: High explosive
523: Fragmentation 524: Propellant
525: Primer
Claims (13)
상기 드론기체(110)의 일단에 설치되는 짐벌(120);
상기 짐벌(120)에 설치되어 구동되며, 상기 드론기체(110)로부터 목표물을 측정하여 측정 정보를 생성하는 센싱 장치(130); 및
상기 측정 정보에 따라 상기 드론기체(110)의 제어에 따라 폭탄(520)을 투발하는 폭탄 투발 장치(140);를 포함하며,
상기 짐벌(120)에 의해 회전하는 상기 센싱 장치(130)의 회전각은 상기 측정 정보를 이용하여 계산되며,
상기 센싱 장치(130)의 회전각은 상기 목표물이 영상 전체 화면을 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 영상 전체 화면의 정중앙이 아닌 미리 설정되는 범위로 편심시켜 보정되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
Drone body (110);
A gimbal (120) installed at one end of the above drone body (110);
A sensing device (130) installed and driven on the gimbal (120) and measuring a target from the drone body (110) to generate measurement information; and
It includes a bomb launching device (140) that launches a bomb (520) according to the control of the drone body (110) according to the above measurement information;
The rotation angle of the sensing device (130) rotated by the gimbal (120) is calculated using the measurement information.
A bomb launching system using a drone, characterized in that the rotation angle of the sensing device (130) is corrected to be eccentric to a preset range rather than the exact center of the entire image screen within a range where the target does not go beyond the entire image screen.
상기 센싱 장치(130)와 상기 폭탄 투발 장치(140)는 기계적으로 동기화되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In paragraph 1,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the sensing device (130) and the bomb launching device (140) are mechanically synchronized.
상기 기계적으로 동기화되는 것을 위해 상기 센싱 장치(130)와 상기 폭탄 투발 장치(140)는 고정 링크인 상기 드론 기체(110) 및 상기 짐벌(120), 회전 링크인 상기 센싱 장치(130), 상기 폭탄 투발 장치(140), 상기 센싱 장치(130)와 상기 폭탄 투발 장치(140)를 연결하는 로드(150)로 구성되는 4절 링크를 통해 물리적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In the second paragraph,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the sensing device (130) and the bomb launching device (140) are physically connected through a four-section link comprising the drone body (110) and the gimbal (120) as fixed links, the sensing device (130) as a rotating link, the bomb launching device (140), and a rod (150) connecting the sensing device (130) and the bomb launching device (140).
상기 4절 링크를 위해 4개의 조인트(121,122,141,161)가 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In the third paragraph,
A bomb launching system using a drone, characterized in that four joints (121, 122, 141, 161) are hinge-joined for the above-mentioned four-section link.
상기 센싱 장치(130)와 상기 폭탄 투발 장치(140)가 동일한 각도를 유지할 수 있도록 상기 센싱 장치(130)와 상기 폭탄 투발 장치(140)의 베이스 링크 지지점(121, 161)이 동일 선상에 존재하고, 상기 짐벌(120)과 상기 폭탄 투발 장치(140)의 상부 링크 지지점(122, 141)이 동일 선상에 존재하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In the third paragraph,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the base link support points (121, 161) of the sensing device (130) and the bomb launching device (140) are designed to exist on the same line so that the sensing device (130) and the bomb launching device (140) can maintain the same angle, and the upper link support points (122, 141) of the gimbal (120) and the bomb launching device (140) are designed to exist on the same line.
상기 폭탄 투발 장치(140)는 상기 드론 기체(110)의 하부면에 형성되는 고정부(160)에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In paragraph 1,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the bomb launching device (140) is rotatably connected to a fixed part (160) formed on the lower surface of the drone body (110).
상기 폭탄(520)은,
충격 신관(521);
상기 충격 신관(521)에 의해 폭발 가능한 고폭화약(522);
상기 고폭화약(522)의 폭발 때문에 파편을 만들며, 상기 고폭화약(522)을 감싸고 있는 파편탄체(523);
상기 파편탄체(523)를 총열 내부에서 외부로 밀어내는 추진제(524); 및
상기 추진제(524)를 점화시키는 프라이머(Primer)(525);를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In paragraph 1,
The above bomb (520) is,
Shock cleric (521);
High explosive powder (522) detonable by the above shock fuse (521);
A fragmentation projectile (523) that creates fragments due to the explosion of the high explosive powder (522) and surrounds the high explosive powder (522);
Propellant (524) that pushes the above-mentioned fragmentation projectile (523) from inside the gun barrel to the outside; and
A bomb launching system using a drone, characterized by including a primer (525) that ignites the propellant (524).
상기 추진제(524)는 전기식 공이에 의해 점화되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In Article 9,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the above propellant (524) is ignited by an electric spark.
상기 측정 정보는, 온도 정보 및 가속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In paragraph 1,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the above measurement information includes temperature information and acceleration information.
상기 폭탄(520)의 발사속도는 100~200 m/s인 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 시스템.
In paragraph 1,
A bomb launching system using a drone, characterized in that the launching speed of the above bomb (520) is 100 to 200 m/s.
(b) 상기 측정 정보에 따라 상기 드론기체(110)의 제어에 따라 폭탄 투발 장치(140)가 폭탄(520)을 투발하는 단계;를 포함하며,
상기 짐벌(120)에 의해 회전하는 상기 센싱 장치(130)의 회전각은 상기 측정 정보를 이용하여 계산되며,
상기 센싱 장치(130)의 회전각은 상기 목표물이 영상 전체 화면을 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 영상 전체 화면의 정중앙이 아닌 미리 설정되는 범위로 편심시켜 보정되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 폭탄 투발 방법.(a) a step in which a sensing device (130) driven by a gimbal (120) installed on one end of a drone body (110) measures a target from the drone body (110) and generates measurement information; and
(b) a step in which the bomb launching device (140) launches a bomb (520) according to the control of the drone body (110) according to the above measurement information;
The rotation angle of the sensing device (130) rotated by the gimbal (120) is calculated using the measurement information.
A method for launching a bomb using a drone, characterized in that the rotation angle of the sensing device (130) is corrected to be eccentric to a preset range rather than the exact center of the entire image screen within a range where the target does not go beyond the entire image screen.
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