일반기술

음향센서를 이용한 명중도 측정장치 및 그 방법

소총에서부터 대전차포에 이르는 직사화기의 성능을 평가하는데 그 직사화기의 명중도를 검출하는 판독시스템이 이용된다.수직표적으로부터 명중도를 측정하는 방법은 직사화기에서 탄알을 발사할 때, 그 수직표적상에 나타나는 탄착점(탄착구멍)을 사람이 직접 그 표적에 접근하여 확인한 후 그 좌표를 기록하여 측정한다. 이때 수직표적의 크기가 자로 직접 측정할 수 없을 정도로 큰 경우에는 발사시험이 진행되는 동안 탄착점의 위치와 순서를 대략 메모지에 기록해 두었다가 발사시험이 종료된 후, 수직표적을 떼어 지면에 펼쳐놓은 상태에서 탄착점들의 위치를 정확히 자로 측정하여, 이를 기초로 하여 수작업으로 명중도 및 분산을 계산하여야 했다.이러한 수동 명중도 측정방법은 인력과 시간의 낭비가 많고, 계측된 좌표값에 오차가 생기기 때문에, 미국에서 처음으로 명중도를 자동으로 측정할 수 있는 시스템을 개발하게 되었다.미국에서 처음 개발된 자동 명중도 측정시스템은 조작자가 비디오 모니터 상에 나타난 표적영상을 보면서 키 조작에 의해 탄착점에 커서를 맞춰 그 탄착점의 위치 데이터를 컴퓨터측에 인가시켜 주어 그 위치데이타를 컴퓨터에서 처리하여 평균치와 표준편차를 계산하는 것이다. 그러나 초기의 자동 명중도 측정시스템은 표적상의 탄착점 위치측정이 간편한 반면, 비디오 모니터 상에 나타나는 탄착점에 키 조작으로 커서를 맞춰 그 탄착점의 위치데이터를 컴퓨터 측에 인가시켜 주어야 하므로 많은 시간과 정확한 조작을 요하게 된다. 또한 비디오 모니터 상에 나타난 탄착점의 윤곽이 애매한 경우에는 조작자에 따라 탄착점의 위치데이터 값이 일정하지 않게 되어 오차 요인이 되기도 한다. 나아가 비디오 카메라의 위치가 사선에서 너무 벗어난 경우에는 비디오 모니터의 표적영상이 왜곡되어 탄착점의 측정값에 오차가 발생된다.따라서 명중도 자동 측정 방법에 있어서도, 명중도 측정의 정확성 및 측정효율을 높일 수 있는 기술들이 지속적으로 개발되고 있으며, 본 기술 또한 이러한 범주의 기술에 해당한다.특히, 본 기술에서는 표적면에 3개의 음향센서를 설치하여, 이 음향센서에 의해 명중도를 신속하고, 정확하게 측정할 수 있도록 한 것이다.본 기술은 표적면에 3개의 음향센서를 설치하고, 그 음향센서에 의해 음속 이상의 비행 탄자의 충격파를 검출한 후 각 음향센서에 도달하는 충격파의 지연시간차를 이용하여 수직표적사의 탄착좌표를 구하게 함으로써 명중도를 신속하고도 정확히 측정할 수 있게 한 것이다.본 기술은 음속 이상의 비행탄자의 충격파를 표적상의 3개의 음향센서에 의해 검출한 후 각 음향센서에 도달하는 충격파의 지연시간을 이용하여 수직 표적상의 탄착좌표를 구하게 되므로 명중도를 신속하고도 정확히 측정할 수 있다. 또한 탄자의 크기와 발사 회수 등에 제한이 없고, 1회의 센서 설치로 계측이 가능할 뿐 아니라 신호획득 및 신호처리가 가능하므로 시험과 계측의 효율을 크게 개선시킬 수 있다.