K2 흑표 해치 개선 연구

특허자료

 

포수해치

전차장해치

본 발명은 전투차량용 해치에 관한 것으로서, 특히 잠수 도하시 해치의 힌지부를 통해 유입되는 물을 신속히 배수할 수 있도록 하는 전투차량용 해치에 관한 것이다. 구성은 전투차량용 해치에 있어서, 전투차량에 형성되는 전차장, 포수, 조종수와 같은 승무원이 출입할 수 있는 출입구를 개폐하기 위한 것으로서, 일측에 개폐를 위한 손잡이가 형성되는 본체와 상기 본체와 결합되어 회전 동작하는 작동 하우징과, 전투차량을 통해 고정되는 고정 하우징과, 상기 작동 하우징과 고정 하우징의 내측에 형성되어 본체의 개폐 동작시 회전방향으로 작용하는 하중을 감소시켜 좀 더 쉬운 개폐동작을 이룰 수 있도록 비틀림 탄성을 형성하는 스프링과, 상기 작동 하우징이나 또는 작동 하우징과 고정 하우징의 일단에 결합되며 전투차량의 잠수 도하시 상기 작동 하우징과 고정 하우징의 내부로 유입되는 물을 배수시키기 위한 배수로와 배수구멍이 형성되는 덮개로 이루어지는 힌지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

 

 

논문

 

군용 지상궤도차량은 강과 산이 많은 한국 지형조건에 최적화되어 기동할 수 있도록 국내에서 독자적으로 개발되었다. 따라서 종, 횡경사로에서의 등판 전/후진 기동 및 지탱능력을 보유하고 있으며 최고 0.0 m 깊이의 강을 잠수하여 도하할 수 있도록 개발되었다.잠수도하 시에는 잠수도하 키트를 설치하여 운용하게 되며 스노클을 제외한 전차의 대부분이 물에 잠겨 도하하게 된다.도하 중에는 최고 0.0 m 수심까지 잠수한 채로 이동하므로 전차 내부로 물이 유입될 경우 승무원의 안전사고와 장비 고장 발생의 우려가 있다. 

 

군용 지상궤도차량에서 해치의 기능은 승무원이 출입하는 출입구 역할과 해치 밀폐 시 상부를 방호하는 역할이다. 해치는 상부 방호역할을 위해 장갑판재와 같이 중량물로 구성되었다. 또한, 전투 상황에서는 적에게 피격되었을 때 폭발 반응을 통해 적의 공격을 무력화 시킬 수 있는 반응 장갑이 부착되어 운용되기 때문에 해치의 무게는 000 kg이 넘도록 설계되었다. 

일반적으로 판스프링은 여러 장의 긴 띠 모양의 판을 쌓아 만든 것으로 스프링으로 작용을 할 때 스프링의 강성과 더불어 판 간 마찰을 감쇠력으로 제공하는 비선형적인 특성을 가진 기계요소이다. 따라서 외부에서 들어오는 진동을 효율적으로 줄일 수 있고 또한 지지하는 구조물의 역할을 겸할 수 있기 때문에 상용자동차의 현가장치로 널리 사용되고 있다 .군용 지상궤도차량의 해치에는 현가장치에 필요한 진동 제어 및 감쇠력 보다는 해치 작동 시 발생하는 비틀림 하중에 대한 완충이 목적이었기 때문에 판의 형상에 따라 스프링의 강성을 높일 수 있는 판스프링이 적합하다. 따라서 Yoon et al.의 연구에서는 판스프링 및 고정부 설계 변경을 통해 약 0,000회 개폐했을 때, 파손되었던 판스프링의 내구성을 약 00,000회 이상의 내구성으로 향상시켰다. 하지만 개선된 해치를 운용할 때도 여전히 단독 운용이 불가능하였기에 2인 1개조로 짝을 이루어 해치를 운용하고 있다.

판스프링 개선

와셔 설계 변경

개선방안 적용 결과

 

선품의 비틀림 내구성은 약 00,000회로 내구도 요구수명을 만족하는 것을 확인하였다.

 

군용 지상궤도차량에서 승무원용 해치의 작동력 과다로 인해 장비 운용성이 저하되는 문제가 확인되었다. 해치의 작동력은 규격을 만족하고 있었고 앞선 연구를 통해 해치의 내구 수명 개선을 완료하였지만 실제 사용군의 인터뷰에서는 단독 운용이 불가할 정도로 작동력이 과다하다는 얘기를 들을 수 있었다. 이 문제는 추가적인 인력 소모로 장비 운용성 저하를 유발하고 있었다. 따라서 이 문제를 해결하기 위하여 해치에 적용된 판스프링의 역설계를 통해 판스프링의 최적의 형상을 찾고자 하였으며, 조립 간 불필요하게 과중되는 부하를 제거함으로써 작동력을 개선하였다.이러한 개선을 통해 작동력은 35.7 % 감소하였고 이 수치는 본 연구에서 목표하였던 성인 남자 근력 수준에 준하는 000.0 N로 군의 장비 운용에 긍정적인 결과를 가져올 것이라고 기대되었다. 따라서 해당 장비를 운용하고 있는 부대에 입증시험을 진행하였으며 인터뷰 결과 5점 만점에 4점 이상의 만족도와 함께 설문 응답 인원 중 85 %가 작동력 개선 필요성에 동의를 하며 사용자의 감성 품질을 만족시킨 것을 확인할 수 있었다.

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짧은 정리

[군용 지상궤도차량의 해치 작동력 개선에 대한 연구] 논문에서는 해치 힌지 내부의 스프링 내구성 개선을, [전투차량용 해치] 특허자료에서는 힌지 배수작동 개선을 이야기 하고 있다.

K2 흑표의 해치가 반응장갑이 달려서 무거운건 알고 있었지만, 운용에 다소 문제가 있는 수준이었던것도 알 수 있다.

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출처

전투차량용 해치

Combat Vehicle Hatch

출원인 : 현대로템 주식회사

출원번호 : 1020200188692

출원일자 : 2020.12.31

공개번호 : 1020220096343

공개일자  (2022.07.07)

http://www.kipris.or.kr/khome/main.jsp

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군용 지상궤도차량의 해치 작동력 개선에 대한 연구

https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE11077808 

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