• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.700-707
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• 2016

최근 군에서 사격 훈련 중 1990년에 제조된 40mm 저속유탄(K200)은 탄착불발에 의한 탄약 악작용이 발생하였다. 악작용 내용은 총 72발의 사격 중 11발의 불발탄이 발생되어 불발율은 15% 정도였다. 탄약은 장기 저장 후 사용하는 품질특성을 가지고 있으므로 장기 저장시에도 성능 및 안전성 등의 확보가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 40mm 저속유탄용 신관의 품질개선을 통해 불발율을 최소화하고자 하였다. 첫 번째로 기폭관 성능시험, 발사시험 등을 수행한 결과 불발의 원인을 신관 화공품인 기폭관의 경시변화에 의한 성능저하로 판단하였다. 두 번째로 불발율을 최소화하기 위해 기폭관의 화약량을 증가시키고 화약량 증가에 따른 부품의 치수를 변경하는 등 40mm 저속유탄 신관의 품질개선을 추진하였다. 마지막으로 품질 개선 전 후 기존품과 개선품의 가속노화시험을 통해 저장수명을 예측해 본 결과 기존품은 6.5년, 개선품은 45.5년으로 개선되어 신관의 수명이 약 7배 향상된 결과를 도출하였다. 이에 품질 개선된 40mm 저속유탄 신관은 장기 저장시 불발율이 감소되어 40mm 저속유탄의 안전성, 신뢰성, 성능 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4828-4834
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• 2015

Action Time이란 탄이 공이가 뇌관을 격발한 순간부터 총구를 이탈할 때까지의 걸리는 시간을 말한다. 40mm 고속유탄은 장전되면서 격발되는 구조이므로 Action Time이 특정 시간 이내여야 탄피 고착과 같은 악작용을 방지 할 수 있다. 기존 40mm 고속유탄의 Action Time 계측은 신뢰성 있는 측정 장비의 부재로, 그동안 Action Time이 K4기관총 품질 보증에 적용되는 것에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 다양한 센서 간 비교와 별도의 발사 장치 고안을 통해 정확한 Action Time을 측정하고자 하였다. 이 장치에서는 공이 부분에 설치된 광센서의 신호와 총열 부분에 설치된 와전류 탐촉자 신호 간 간격이 계측되고, 실시간으로 컴퓨터로 데이터가 전송되게 된다. 계측된 Action Time 결과가 시스템 요구 성능에 충족하는지 여부를 즉시 확인함으로써 40mm 고속유탄의 품질 보증에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.14-22
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• 2016

신관은 다양한 부품과 복잡성으로 인해 육안 검사 시 휴먼에러가 발생할 수 있으며 부품 누락, 장전된 신관 등이 제품에 혼입될 경우 탄약이 폭발할 가능성을 내재하고 있다. 본 논문에서는 신관 검사 시 휴먼에러를 방지하기 위한 탄약 자동화검사 알고리즘을 제안한다. 탄약 자동화검사 알고리즘은 다음과 같은 세 단계로 구성된다. 첫 번째로 검사 이미지 입력 및 전처리 단계로써 검사 대상 이미지를 입력하고, 이미지 회전 알고리즘을 적용하여 이미지를 회전한 후 이진화 알고리즘을 사용하여 이미지를 컴퓨터 계산에 적합하도록 이진화한다. 두 번째로 장전 및 비장전 여부를 검사하는 단계로써 Masked Template Matching 알고리즘 등을 활용하여 탄약의 장전여부를 판단한다. 세 번째로 부품검사 단계로써 이미지 탐색 알고리즘 등을 활용하여 부품 위치나 부품 누락 여부에 대해서 판단한다. 본 탄약 자동화검사 알고리즘을 신관 검사에 적용한 결과 부품 누락, 장전 여부 등을 오류 없이 효율적으로 검출함으로써 40mm 고속유탄 신관의 신뢰성 및 안전성 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.130-135
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• 2019

본 논문은 구경 40 미리 고속유탄기관총에 장착되는 조준경의 시차 개선을 통한 조준경 품질 향상에 관한 연구 논문이다. 본 논문에서 언급하는 고속유탄기관총용 조준경은 현재 양산 중에 있으며, 군에서 전력화하여 사용하고 있는 전력지원체계이다. 조준경의 시차가 요구사항은 만족하지만, 조준경의 반사렌즈 유효면적 밖에서의 시차가 다른 조준경들과 비교하였을 때 다소 발생함이 확인되었다. 시차는 눈의 위치에 따라 상(표적)의 위치가 다르게 보이는 현상으로 시차가 클수록 표적을 조준점이 제대로 조준하지 못할 수 있다. 이에 품질 개선을 위하여 반사렌즈의 유효면적 밖에서의 시차 발생에 대한 원인 분석을 수행하고 개선 방안을 연구하였다. 그 결과 조준경의 광학계를 다른 방법으로 접근하여 새롭게 설계하였고, 반사렌즈조립체의 제조 방식을 변경하여 두께 및 조립두께를 증가시키고, 반사렌즈와 관련된 부품들의 형상변경을 통해 시차 개선이 가능함을 알 수 있었다. 변경된 부품들에 대한 영향성 확인을 위하여 시뮬레이션 프로그램으로 시차를 계산하였다. 이번 개선을 통하여 단순히 요구사항을 만족하는 제품을 제공하는 것으로 끝나지 않고, 사용자가 더욱 만족할 수 있는 제품을 군에 납품하여, 장비에 대한 만족도 향상과 군의 효과적인 작전 수행이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
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• 제25권3호
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• pp.83-86
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• 2015

무기체계가 첨단, 고도화되면서 탄약을 정밀 제어하여 목표를 타격하기 위하여 공중폭발탄(ABM)이 개발되어 전장에서 운용되고 있다. 이러한 공중폭발탄의 시한정밀도를 향상시키기 위하여 총구를 이탈하는 탄의 속도를 측정하여 표적까지의 정확한 비행시간을 계산한 후 탄에 입력하여야 한다. 본 연구에서는 K4 기관총의 소염기 부분에 탄을 감지할 수 있는 장치를 도입하였다. 탄약의 주요 금속 부품은 신관 부분의 알루미늄과 파편 효과를 발휘하는 탄체의 철 부분, 총열의 강선부를 통과할 때 직진운동을 회전운동으로 전환시키는 회전탄대의 구리로 구성되어 있는데 알루미늄 부분을 탐지하기 위하여 와전류 탐촉자의 원리를 도입하였다. 탄이 총구를 벗어나는 수십 us 동안 탄속을 측정하기 위하여 U 자형의 MnZn Ferrite 코어에 코일을 권선하여 200 kHz의 교류 전류를 인가하여 탄의 총구 이탈 속도를 측정하였으며, 도플러 레이더와 병행 계측한 결과 ${\pm}1%$ 이내에서 잘 일치하였다.