드론갤에서 욕먹는 비호와 천에 달린 30mm 에멜렉포 개선 연구 결과임


어쨌든 개선 결과는 아주 좋게 나왔음


일단 30mm 에멜렉은 품질 이슈가 많은 포이고 해군에서도 학을 뗀 물건은 맞는 모양임


논문 초록만 봐도 이 포가 폐쇄기 균열 이슈가 자주 있었다는 것은 알 수 있음


EQXgG8Fyl-rOxeQ6PPnx-znMo45xfUVFiWT5HkeKE4C7l2LhgeiVWZ3PDORRb4Xs3Ah5WVDko5S9K6ROPOes6_VqAr-ID5vz2czmcbcjzrVZas9JBSLbJNQNxfMyFpUHEaAgHurgElFj-94Z8X1oEdkfcoEVqUgTMB5FvYjyJohDO_ZKomqeJwPIOoEEQQ



바로 아래는 에멜렉에 사용되는 노리쇠뭉치임. 그런데 사격이 진행될때마다 심한 충격으로 (1,2,3,4) 위치에 미세균열이 생기는 문제가 있었음. 



vkEM8TnlwtaR2Q63aKK9NbA9PhzP7tMskRYJ5yrZU8rHrUDlQ-PyV_GdJsC3x4u4OW8ugoKhlBh7A2UNlIK0bWzlPd8FKS-RslOfAvYr3e7TPPsryfm23ria4_yCHQLYwr_2EQW3Mmjlj-1r8Kcm3ryVz_QHZGmhrh7g5PbptNuHg0ntdJESDXVjgix3ew

결과부터 얘기하겠음


하기는 기존 에멜렉포와 개선 후의 결과를 나타낸 표임


YpOP8d5CKu6xoAbhZDufz3Qcjq-7Ja6Uh4_wEZDxjLRXNtSwQcsnWJor-zafXEDJgDSS3BDTF3E8BL8QxUrZBKm4sjKY7a-XY89cgTYzvgLiUuOMt9jeSeR7NQhX2e3-x4MODO43BV1RALIMTznH7wP-Y-KKu49J5uBgdNwijoxiFCNjDb7NSq6eEUWQag


 1,2,3,4 위치에 500발 사격부터 발견되던 균열이 개선후에선 없어졌고 전반적으로 미세균열길이가 극히 짧아지거나 없어졌음


육안 검사에서는 5리듬(2,015발) 사격 후 미세균열이 확인되기 시작하였고 자분탐상시험에서는 2리듬(806발) 사격 후 미세균열(3 mm, 4 mm)이 확인되기 시작하였다. 이후 사격이 진행됨에 따라 균열은 성장하였으나 성장 속도는 느리게 진행되어 최종 5,000발 사격 후에도 육안으로는 세밀히 살펴보아야 확인되는 미세 균열 상태 를 유지하였음


그리고 13리듬(5,000발)까지 사격 간 폐쇄기 균열로 인한 고장이나 사용 불능 현상이 발생하지 않고 정상적인 사격이 가능하였으며, 균열의 최대 깊이가 2.5 mm로 기존제품의 2,211발에서의 3 mm보다 작았다. 또한 개선 전 제품과 균열 길이 비교 결과 개선 후 균열 길이가 전반적으로 낮게 발생되어 기존 제품과 대비하여 개선 효과가 확연하였음.


그럼 어떻게 개선했는지 알아보자고


아래는 바로 3D 도면은 폐쇄기 및 노리쇠 구조임


1TvkzN6XmqjIoIer-Bi5CGXivP1Vjo845tzsluLmkrBG-3j7JBz3A9_HjBCzBVFmf395V9VH4wpiyBJn0cbqdLfBJZLx4ji2bwTLgCptiqFV0YawlpNapEaZ0zIvsEh9_Mc4mti2GIkXhDLIiw3ULLjk9AP56L5x4wN0LNSvKPyDUoAm3wVZOL8GY-uVVg

바로 위 3D 도면을 밑에서 바라봤을 때 폐쇄기의 모양이 아래과 같음

1,2,3,4 는 각 균열 위치


y6YN7zm0dfFXcYEkOsK-PewyHVmI5Zdvym-xFycYRACHoG8N5eRJM_Dgkt7gDvn2cD4WojJasF2cd0ICGUy4BL-Ft57XCaEivb361YCRtskIn9cyhvG4CbOr7gccLEr8DCXPsuMUlATa1JfDdC6Nt1hNZHA7LAcY4fwqZsw0-GaXZDtuNDpEaEEIH0OMuQ

원인 파악을 위해 충격해석도 하고 유한요소 해석도 해서 어느 부분에 어떤 메커니즘으로 균열이 생기고 균열이 어떻게 확장되는지 분석을 했음.

v01chSUnxWOWUkqg7MemaAsZBU12_or_kZfPyuvHPQCIBiS9VYTfEvKDpcRSBXx_uODs81YIwW2viSZU13JEUBG0ppKhqHRq3mqJ3XA24pLF23bRaodS9XIUz1jU7YUFTt2IKkeWL8MgzGIujZX_8XNoHbjYsQn-9S7oEBONCb4RJbFj61YQ3OONST0R7Q

빨간 잠금쇠과 파란 폐쇄기는 사격때마다 충돌이 발생하는데 이로 인해 균열이 생기는 것임 

폐쇄기와 잠금쇠는 사격 시 충돌이 매 1회 발생하는 구조로 유한 요소 해석 결과 충격력에 의한 응력이 균열 발생부에서 가장 높게 나타나며 사격에 의해 발생된 균열에서 비치 마크와 같은 피로균열 형상이 보이므로 균열은 화학성분, 경도 등 소재의 제조 결함보다는 사용 중 발생되는 잠금쇠와의 반복되는 충격 피로에 의해 발생 및 진전된 것으로 판단되었음


BKpIebUK8p1Nn1lIW39uEWQNalE_c4idDX6YtFXBotNFk7-AwGayUv0Im7UxqswS5cQs5ElDB4ZhprIYkT7V4HWQIFPD_HwgDRCmUstDU0WmPpv2I8Alft0bkxaYW2ooNDq46yuGYxf1fzxBxC6GlSa6LMYfE3BHjEYqS7nd5Jg8XUc6tc_QwhM1senR2Q


개선과정은 크게 두가지였음. 소재개선과 공법변경


일단 소재개선은 내충격성 향상을 위해 소재를 기존 SNCM439에서 포열 소재로도 많이 사용되고 있는 MIL-S-46119로 변경하였다. 효과성 확인을 위해 인장 및 충격시험을 수행하였으며 기존 소재 대비 상온에서의 충격 흡수에너지가 약 2배임을 확인하였다. 시험 결과는 Table 1과 같다.

ga9MNSmiYEwrtRfleeyZKFAFCal7-MlId5xj1zR5XjLSE6UrCtqzYS1QKt7Drsob7ldBLehhBzaTNqw86RDgeHBRSMkCAgNsz0rPwtpfx08Zt0-wd1Tzf0ewAw9mjyjVJUa17xK3FzmY3g8gipnZGnYntN-oaszXQJ2Y8SzOKcxx8iEtW5xiDgduZCMJ-g



제조공법의 변경을 들면 다음과 같음


  1.  폐쇄기와 잠금쇠 작동 간 발생하는 충격으로 인한 응력집중을 완화하기 위해 기존 균열부의 R 크기를 기존 R2.0에서 R 2.5로 증대시켰음.변경 시 기존 형상보다 최대 응력이 약 5%가 감소될 것으로 해석되었다. 

 

  1. 충격에 약하고 균열 발생에 취약한 크롬도금을 삭제하고 기존 균열 부위에 쇼트피닝 작업을 추가하였다. 쇼트피닝은 금속 표면에 숏이라는 작은 알갱이를 표면에 분사하여 압축 잔류응력을 발생시키는 공정으로 쇼트 피닝으로 발생된 압축 잔류응력이 피로균열의 진전 속도를 저하시켜 피로수명이 향상된다.

  2. 기존 폐쇄기는 자유단조 방법으로 제작되었으며 파팅라인(Parting Line)이 균열 발생부와 겹치게 되어 있었다. 따라서 균열 발생부의 강성을 증대시키기 위하여 발생되는 응력의 흐름과 유사하게 메탈 플로(Metal Flow)가 형성되도록 형단조 방법으로 변경하였다.



sIFmYssFovUjrPI8tc3zPb-sYa46OwTSvW4V1ke5D2b3y5-vaL9jcEYMk0v4g9m6zdscE48aADSzoY2AA221g4SWpcI3MZNasfBDEE0uNR1ObjWrLFMQRXn59HFk1X4Pd6ITPucW5yA1Hze1XHG-9KuGW2DYFmCAZkbSVfRlpaoWgfUHM16SpwViwlaOAA


이런한 개선방법을 적용해서 나온 결과임


20년도에서 S&T Dynamics 에서 나온 논문이니까 아마 시기상 천호에 적용된 30mm포 연구결과인듯함


뭐 이렇게 연구원들이 일선에서 아무리 좆빠지게 개선 연구해도 방구석 군붕이들에겐 개욕 처먹을 비호/천호 에 달린 쓰레기포일테지만  어쨌든 개선효과는 충분했고 참수리에 달려 쌍욕먹던 그 에메레기와는 확연히 다른 물건이라는것은 확실해보임



출처

30mm 자동포용 폐쇄기의 내구성 향상에 관한 연구

박영민1*, 김성훈1, 노상완1, 김성진2

1국방기술품질원 기동화력센터, 2S&T중공업 특사품질보증팀

A Study on Durability Improvement of Breech Block for 30mm

Automatic Gun

Young Min Park1*, Sung Hoon Kim1, Sang Wan Noh1, Sung Jin Kim2

1Land Systems Center, Defense Agency for Technology and Quality

2Defense QA Team, S&T Dynamics