KR20170091263A

KR20170091263A - 목표물을 향해 자폭하는 카메라센서와 폭발물을 장착한 드론과 원격조정장치 및 해당 무기체계 시스템

Info

Publication number: KR20170091263A
Application number: KR1020160012044A
Authority: KR
Inventors: 조영선; 이상기; 금창렬; 조동혁
Original assignee: 자이로캠주식회사
Priority date: 2016-01-31
Filing date: 2016-01-31
Publication date: 2017-08-09

Abstract

본 발명은, 고가의 미사일이 사용되기 어려운 공격 목표들을 자폭형 드론으로 은폐된 장소에서 원격조종장치로 제어하여 목표 지점에 이른 후에 자폭하도록 구성함으로써, 벙커 미사일처럼 복잡하고 값비싼 여러 기술을 사용하지 않더라도 공격 목표를 정확하게 선정하여 파괴할 수 있도록 하였다. 특히 기존 미사일은 발사하면 멈출 수 없지만 자폭형 드론은 공격 시기를 배터리가 허용하는 시간 내에서는 선택이 가능하다. 특히, 30cm 내외의 소형으로 개발되고 100m 상공에체공한다면 적의 비도로 부터 보호할 수 있어 소리없이 목표물을 향해 낙하 비행하면서 폭발시킬 수 있고, 자폭형 드론에서 보내오는 카메라 영상 정보를 토대로 수시로 변하는 공격목표(표적의 이동 등)에도 즉시 대응이 가능하다. 이는 육군뿐만 아니라 해군, 해병대, 테러진압부대 등에서도 최전방 부대가 작전을 개시하기 전에 작전 반경 내에서 적진 정찰, 장애요소 정밀 폭파 등의 업무를 수행하여 현대전을 가장 효율적으로 제공할 수 있으며, 게임 하듯이 원격조종장치 화면을 보면서 적을 공격함으로써 군사들의 전쟁 공포감을 극복하고 난 사격으로 인한 전쟁 물자 소모를 방지할 수 있다. 특히, 이라크 전에서 보듯이 시가전에서는 적이 은폐 및 엄폐로 보호되어 있는데, 이를 본 발명의 자폭형 드론을 이용하면 정확하게 은폐 상황을 모티터링 하면서 은폐물을 공격할 수 있다. 원격조종장치의 무선전파 도달거리는 10km 이상도 가능한 만큼, 원격조종자의 위치는 적에게 노출되지 않는 스마트한 전술적 유인조종 무인폭격기라 할 수 있다.

Description

목표물을 향해 자폭하는 카메라센서와 폭발물을 장착한 드론과 원격조정장치 및 해당 무기체계 시스템 { The drone with camera sensor and bomb for suicide bombing, and the remote control and monitoring device }

드론은 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 군사용 무인비행기(UAV : Unmanned aerial vehicle)의 총칭으로, 2010년대를 전후하여 군사적 용도 외 다양한 민간 분야에 활용되고 있다. 헬리콥터나 드론처럼 프로펠러의 회전에 의해 양력을 발생시키는 비행 물체의 경우, 프로펠러 회전의 반작용에 의해 본체가 프로펠러가 회전하는 반대 방향으로 회전하게 된다. 싱글로터 헬리콥터의 경우 이 문제를 해결하기 위해 테일 로터(tail rotor)가 필요하지만, 드론은 앞뒤 프로펠러의 회전을 반대로 하여 프로펠러 회전에 의해 발생하는 반작용을 상쇄시키는 원리를 기본으로 한다. 즉, 드론은 각각의 로터 프로페러 회전을 제어하여 상승비행모드(ascend), 하강비행모드(descend), 전진비행모드 (forward), 후진비행모드(backward), 우횡비행모드(roll right), 좌횡비행모드 (roll left), 좌회전비행모드(yaw left), 우회전비행모드(yaw right)가 가능하다. 드론은 상대적으로 작은 복수 개의 프로펠러를 이용하여 양력을 얻고, 각각의 프로펠러로부터 발생하는 양력을 조절하여 전진 및 후진과 방향 전환을 한다.

본 발명은 카메라센서와 폭발장치를 장착한 호버링 비행이 가능한 자폭형 드론과 그를 위한 원격 조정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인정찰 비행기를 이용한 무인 정찰의 중요성이 갈수록 높아지고 있지만 현재의 무인항공기는 고속 비행에 따른 세밀한 정찰 기능과 반복 사용을 전제로 고가로 제작되기 때문에, 자폭하는 수단 등으로는 사용치 못하고 단순 정찰용으로 사용되고 있다. 이를 소형화하고 단순화시켜 경제적인 비용으로 제공하고, 100m 내외의 상공에 떠있을 경우 식별이 어려운 크기로 만들고, 여기에 폭약 및 화생방 무기를 이용한 폭발장치를 탑재하여 원격으로 무인기의 카메라센서에서 보내오는 영상 화면을 보면서 파괴 목표물을 선정하고, 목표물을 향해 낙하하면서 최적의 기폭 시기를 감지 혹은 원격으로 기폭하도록 지령을 내려 목표물 근처에서 폭발시키는 형태로 제공함으로써, 군사용뿐만 아니라 테러진압용 등으로 응용 분야를 확대할 수 있는, 카메라센서와 폭발장치를 장착한 자폭형 드론과 그를 위한 원격조정장치에 관한 것이다. 자폭형 드론이 100m 상공에서 자유낙하 할 경우 (H= Vo t + 1/2 a t t, 자유낙하시 Vo=0, H=100m로 자유낙하시간=4.47초) 4,47초 후에 지상에 도달한다.

본 발명인(조영선)에 의해 특허공개번호 10-2008-0037434호에 의해 러더와 엘리베이터 및 플랩을 장착한 고정익 비행기에 의한 "카메라를 장착한 자폭형 무인 소형 비행 장치와 그를 위한 원격조정장치'를 출원하였으나, 정지 비행이 불가능한 고정익 비행기로 제안하여 비행 혹은 활공 비행으로 목표물을 공격해야 하므로 고가의 전자장비를 탑재하지 않고서는 공격 정확성을 확보하기 어려웠다. 2015년 이스라엘 방산업체 IAI는 유도미사일과 흡사한 고정익 무인자폭기인 '하로프'(시속 150km, 비행거리 500km, 15kg 고폭탄 탑재)의 실험비행을 발표하였다. 목표물까지 단순한 궤도를 그리며 날아갈 수밖에 없는 유도미사일과 달리 '하로프'는 항공기처럼 비행할 수 있기 때문에 목표를 다양한 방향에서 공격할 수 있으며, 목표지 공격이 중지되거나 목표를 식별할 수 없는 상황이 발생하면 해당 위치 상공에서 선회(정지비행이 아님)하며 다음 공격 명령 때까지 대기할 수 있다. 본 발명에서는 정지 비행이 가능한 드론에 폭발장치를 탑재하여 목표물 상공에서 정지 비행하다가 목표물을 카메라센서 정보로 탐지하면 자유 낙하 혹은 드론의 프로펠러들을 역회전시켜 낙하 속도를 빠르게 하도록 구성하여 상기 문제점을 해결하고자 한다.

최근 국방 기술이 발달하면서 무인항공기(UAV)는 정찰 위성이나 유인정찰기가 가지고 있는 단점을 극복할 수 있고, 점차 무인화 및 정보통신화 되고 있는 미래 전투 환경에 유연성 있게 부합할 수 있는 성능과 경제성 때문에 정찰용 및 공격용으로까지 널리 이용되고 있다. 이는 일반적으로 반복사용이 가능한 비행체에 조종사가 직접 탑승하지 않고 원거리에서 무선통신으로 원격조종하는 반자동 또는 사전에 입력된 프로그램에 의해 자동비행이 가능하며, 주어진 임무에 따라 여러 종류의 탑재장치를 장착하고 일정기간 동안 임무를 수행할 수 있는 비행체를 이야기한다. 군사용 무인기는 대부분 정찰용이며 크기는 3m 내외, 체공시간은 2 ~ 9시간, 속도는 400km/h 이상의 고성능급이며, 미군의 글로벌호크의 경우 대당 가격은 1.5억 달러 이상으로 알려져 있다. 이는 소형 미사일이 80만 달러 내외인 것에 비하면 매우 높은 수준이며 반복사용이 가능하도록 고도의 정찰용 전자장비 및 항법장치를 탑재하고 있으며, 고가인 관계로 본 발명의 목적과 같은 자폭형보다는 정찰 전용 혹은 폭탄을 투하하거나 목표물을 공격한 후 기지로 돌아오는 형태로 만들어진다.

최근 들어 드론 제어 기술, 비행설계 기술 및 소재 기술, 무선통신 기술이 발달하면서 초소형 비행 물체인 드론이 만들어지고 있는데, 크기는 10cm 내외이면서 무게는 50g 정도로 충전식 배터리를 이용하여 15~30분 정도 비행하고, 프로펠러 아래에 달려있는 카메라 센서로 지면의 영상을 촬영해 무선으로 전송하므로, 무선도달거리 내에서 화면을 보면서 원격조정하도록 되어 있고, 모터를 통해 프로펠러를 움직이므로 소음이 적고 크기까지 작아 정찰용으로 사용될 가능성이 있다. 또한, 초소형 비행체(Micro Air Vehicle) 경연대회가 각국에서 활발히 열리고 있는 단계이며, 미 국방성에서는 3,500만$을 투입 화생방전과 은밀한 침투 작전에 쓰일 1.3cm 크기의 초소형 비행체를 개발하고 있다. 유럽 항공업체 EDAS 사의 경우 회전 날개 4개가 달린 65 x 65cm 크기의 쿼드롭터를 개발 자체 무게 550g에 추가로 50g 범위 내에서 각종 센서나 비디오카메라를 탑재하고 최대 시속 54km로 공중에 정지하면서 관찰할 수 있는 성능의 정지비행이 용이한 비행체를 2000년 초반에 개발하였다. 최근 드론 기술 발전이 급격하게 이루어져 다양한 용도의 드론이 상용화되고있으며, 택배 및 물류용의 경우 풍속 12m/s에서도 정지비행이 가능하고 페이로드가 30kg 이상의 제품이 공급되고 있다. 프로펠러의 수도 1개부터 8개까지 설치한 옥타콥터까지 만들어지고 있어 군사용으로도 군단급, 사단급, 대대급 장비로 반전하고 있다.

과거에는 야간 전투와 같은 난전을 제외하고는 같은 편을 죽이는 경우가 거의 없었고, 총기가 발달한 후에는 난전이 줄고 밀집대형을 이용한 사격을 위주로 전투를 하였고 군복도 크게 차이가 나므로 같은 편을 죽이는 경우가 줄었으나 1차대전 이후로 밀집이 아닌 산개의 형태로 전투가 진행되고 은폐 등의 기술의 발달로 오인 사격의 경우가 많아졌고, 걸프전에서는 28건의 오인 사격이 있었던 것으로 알려져 있다. 또한 전쟁이 주는 공포감으로 목표 사격이 아닌 난사격 등으로 베트남 전에서는 전사한 월맹군 1인당 14만 발 정도의 총알을 소모한 것으로 알려져 있다. 많은 화기로 무장되어 있는 벙커 등을 공격하는 데는 더 많은 화력 및 인명 손실이 수반되고 있어, 2000년 들어서 미군에서는 벙커미사일을 실전 배치하였는데, 이는 대외 판매가 되지않는 최첨단 무기로 분류되어 있다. 여기에는 초정밀 GPS와 영상정보와 무선시스템, 폭격기 원격 조종장치 등이 결합 되어있어 한발에 최소 200만$에 이르고 있으며, 이와 유사한 ATCMS 지대지 미사일도 130만$ 수준으로 알려져 있다. 미 국방성에서는 전략 무기에 대해서는 대외 판매를 제한하는 등의 문제로 한국군에서는 현무, 해성, 철매 등 여러 국산 미사일과 비조라 불리는 무인항공기를 자체 개발, 실전에 배치하였고 최근들어 대대급 무인기(Pointer, RemoEye)와 사단급 무인기(Shadow200), 군단급 무인기(Luna)에 이어 45,000 ft 상공에서 정찰하는 '글로벌호크'와 중고도 무인기로 '프리데이터'를 운영하고 있다.

고성능 무기들이 많은 비용을 들여 하이테크화 되면서 현대 전쟁에서는 경제적으로 전쟁을 하는 것도 새로운 전략(일례로 1억 미만의 무인 항공기를 띄워 적이 10억 이상의 미사일을 발사하게 하여 적의 미사일 손실을 유도함)이 되었다. 이런 측면에서 무인정찰 비행기를 이용한 무인 정찰의 중요성이 갈수록 높아지고 있다. 그러나 현재의 무인항공기는 고속 비행에 따른 세밀한 정찰 기능과 반복 사용을 전제로 고가로 제작되기 때문에, 자폭하는 수단 등으로는 사용치 못하고 단순 정찰용으로 사용되고 있다. 2015년에 발표한 이스라엘의 자폭무인기인 '하로프' 가격은 유도미사일보다 50% 정도 고가인 것으로 알려져있다. 고정익 무인기에 비해 비행 속도가 느리며 페이로드가 적은 드론은 공격용보다는 정찰용으로 실험 적용되고 있는 단계이다.

최근 들어 대대급 무인기(Pointer, RemoEye)와 사단급 무인기(Shadow200), 군단급 무인기(Luna)에 이어 45,000 ft 상공에서 정찰하는 '글로벌호크'와 중고도 무인기로 '프리데이터'를 운영하고 있다. 병력이 이동하여 수행하는 전투에서도 은폐된 적 상공에서 산탄을 폭발시키는 복합 소총(한국 K11)처럼 무장 장비들도 첨단화되고 있지만, 가시거리 내에서 대치하여 전투를 수행하는 전략은 과거와 유사하다. 그러므로 전쟁이 주는 공포감으로 목표 사격이 아닌 난사격 등으로 베트남 전에서처럼 적군 1명을 사살하기 위해서 1인당 14만 발 정도의 총알을 소모될 수도 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 병사는 은폐한 장소에서 게임하는 것처럼 공격용 무기를 원격 조종하는 무인기 형태로 제작하여, 적과 대치하고 있는 전방 부대 병사들이 사용하는 소대급 공격 무기(지능형 수류탄 혹은 유탄 발사기)로 제안하고자 한다. 이를 해결하기 위해서는 다음과 같은 과제를 먼저 해결하여야 한다.

첫째, 목적지 상공에서 정지비행하면서 카메라센서로 보내오는 영상 정보를 기반으로 공격할 수 있도록 제공하여야 한다. 고정익 무인기처럼 정지 비행을 할 수 없는 경우, 무인기를 원격 조종 장치로 제어하여 목표물 근처로 비행시키고 기폭장치로 폭발물을 폭발시키는 것은 매우 어렵다.

둘째, 대치하고 있는 적군을 상공은 물론 지상 및 해상에서도 공격할 수 있는 수단이 제공되어야 한다. 현행처럼 무인기로 적의 상공을 비행하면서 적군의 상황 정보를 파악하여 포병 부대의 지원을 받을 수도 있다. 적군의 이동 경로를 예측하고 특공대를 투입하여 핵심 지역에 지뢰나 폭발물을 설치하고 있지만, 특공대를 투입하지않고 지상 및 해상에도 원격지에서 작동시키는 폭발물을 무인기를 이용하여 설치할 수 있어야 한다.

셋째, 무인기를 기반으로 공중 지뢰 형태의 공격용 무기가 제공되는 경우, 해킹 및 기상 상태 등에 따라 아군 지역으로 떨어지는 경우에도 아군 지역에서는 폭발하지 않아야 한다. 공격용 헬기를 활용한 전투에서 아군을 오폭 및 공격하는 사례가 미군이 수행한 여러 전투에서도 보고되고 있다.

넷째, 무인기에 폭발물을 탑재하여 적을 공격하기 위해 상공에 체류할 때 배터리가 부족할 경우 대응 시나리오를 제공하여야 한다. 일반적으로 기지로 귀환하는 형태로 제공할 수 있지만, 귀환을 전제로 할 경우 귀환 거리에 확보해야하는 만큼 배터리 잔류용량 확보 및 항법 체계에서 고기능화가 필요하다는 문제점이 있다.

다섯째, 무인기에서 적의 목표물을 공격할 때 목표물이 이동할 수 있으므로 신속하게 이루어져야 한다. 무인기의 카메라센서 정보를 기반으로 시속 60km의 차량 목표물이 탐지되었을 경우 1초에 16m를 이동하므로 폭발물 반경을 고려하더라도 짧은 시간(100m 상공 자유낙하시 4.6초) 내에 무인기가 목표물에 접근시켜야 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 1) 카메라 센서를 장착한 드론에 기폭 장치와 폭발 장치를 장착하고, 2) 소대급 장비로 휴대하며 이동한 후 대치하고 있는 전선에서, 3) 적 상공을 비행 후 목표물 주변에 도달하도록 하고, 4) 카메라센서로부터 보내오는 드론 주변 영상정보를 원격조종장치 화면을 통해 보면서, 5) 드론을 목표물 상공으로 비행시킨 후 정지비행 상태로 대기하면서, 6) 공격 목표물이 탐지되면 목표물에 고속으로 접근하면서 기폭장치를 작동시켜 탑재된 폭발물을 폭발시켜 소기의 목적을 달성함을 기본으로 한다.

첫째, 목적지 상공에서 정지비행하면서 카메라센서로 보내오는 영상 정보를 기반으로 공격할 수 있도록 제공하기 위해서는 쿼드롭터(단일 및 듀얼로터, 헥사콥터, 옥타콥터 포함)와 같은 형태의 회전익 무인기인 드론을 적용하도록 한다.

둘째, 대치하고 있는 적군의 상공은 물론 지상 및 해상에서도 공격할 수 있는 수단이 제공되어야 한다. 드론에 폭발물을 탑재하여 상공에 떠있을 경우 공중지뢰이지만, 필요시 혹은 전략적으로 지상 및 해상에 착륙시켜 최대한 은폐하면서 카메라센서로 목표물을 모니터링하고 있다가 목표물이 접근하면 원격으로 폭발시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 위치는 이동할 수 있으므로 일면 이동형 지상 지뢰라고 부를 수 있다. 해상에는 기뢰를 설치할 수 있지만 이는 주로 방어적인 전략으로 한계가 있지만 드론에 폭발장치와 부력장치(일례로 튜브)를 설치하면 원하는 해상에 착륙하고, 파도에 밀릴 경우 프로펠러를 구동시켜 정확한 지점을 유지하도록 할 수 있다.

셋째, 무인기를 기반으로 공중지뢰 형태의 공격용 무기가 제공되는 경우, 기상 상태에 따라 아군 지역으로 떨어지는 경우에도 아군 지역에서는 폭발하지 않아야 하기 위해서는 위성좌표수신기를 기준으로 아군 지역 범위를 지정하여 해당 지역에서는 기폭장치가 작동되지 않도록 프로그램할 수 있다.

넷째, 무인기에 폭발물을 탑재하여 적을 공격하기 위해 상공에 체류할 때 배터리가 부족할 경우 대응 시나리오로는 기지 귀환 모드가 가능할 경우 역으로 적에게 해킹 등으로 공격수단을 제공할 우려가 있는 만큼 적진의 지상 핵심지역에 착륙하여 카메라센서로 모니터링 하면서 목표물이 접근하면 폭발시키는 능동형 지상 지뢰로 활용하거나, 적진의 지상에 착륙한 상태로 대기하고 있다가 적시에 목표물 상공으로 비행하여 공중지뢰 방식으로 공격하는 방법이 제안될 수 있다.

다섯째, 무인기에서 적의 목표물을 공격할 때 목표물이 이동할 수 있으므로신속하게 이루어져야 한다. 드론이 100m 상공에서 정지비행 중, 카메라센서 정보를 기반으로 시속 60km의 차량 목표물이 탐지되었을 경우 프로펠러 회전을 멈추고 자유 낙하를 할 경우 지상까지 4.5초가 걸리므로 목표물은 72m 이동하므로 작전은 실패할 우려가 있다. 낙하 속도를 증가시키기 위해 양력을 발생시키는 프로펠러를 역으로 회전시켜 중력 방향의 힘을 발생시켜 낙하 속도를 증대시키는 방법이 제안될 수 있다. 혹은 공격이 결정되면 카메라센서로 목표물을 설정, 목표물이 이동하더라도 영상인식으로 자동 추적하여 접근하여 폭발시키는 방법도 적용이 가능하다..

상기와 같이 본 발명은, 고가의 미사일이 사용되기 어려운 공격 목표들을 자폭형 드론으로 은폐된 장소에서 원격조종장치로 제어하여 목표 지점에 이른 후에 자폭하도록 구성함으로써, 벙커 미사일처럼 복잡하고 값비싼 여러 기술을 사용하지 않더라도 공격 목표를 정확하게 선정하여 파괴할 수 있도록 하였다. 특히 기존 미사일은 발사하면 멈출 수 없지만 자폭형 드론은 공격 시기를 배터리가 허용하는 시간 내에서는 선택이 가능하다. 특히, 30cm 내외의 소형으로 개발되고 100m 상공에체공한다면 적의 비도로 부터 보호할 수 있어 소리없이 목표물을 향해 낙하 비행하면서 폭발시킬 수 있고, 자폭형 드론에서 보내오는 카메라 영상 정보를 토대로 수시로 변하는 공격목표(표적의 이동 등)에도 즉시 대응이 가능하다. 이는 육군뿐만 아니라 해군, 해병대, 테러진압부대 등에서도 최전방 부대가 작전을 개시하기 전에 작전 반경 내에서 적진 정찰, 장애요소 정밀 폭파 등의 업무를 수행하여 현대전을 가장 효율적으로 제공할 수 있으며, 게임 하듯이 원격조종장치 화면을 보면서 적을 공격함으로써 군사들의 전쟁 공포감을 극복하고 난 사격으로 인한 전쟁 물자 소모를 방지할 수 있다. 특히, 이라크 전에서 보듯이 시가전에서는 적이 은폐 및 엄폐로 보호되어 있는데, 이를 본 발명의 자폭형 드론을 이용하면 정확하게 은폐 상황을 모니터링하면서 은폐물을 공격할 수 있다. 원격조종장치의 무선전파 도달거리는 10km 이상도 가능한 만큼, 원격조종자의 위치는 적에게 노출되지 않는 스마트한 전술적 유인조종 무인폭격기라 할 수 있다. 이를 통하여 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 적진 상공에 체공하면서 카메라 영상 정보를 모니터링하면서 목표물이 탑지되면 신속하게 낙하시키고 필요시 목표물의 이동을 자동추적하면서 목표물에 접근되면 폭발시키는 것처럼 스마트한 공중 지뢰가 제공되는 효과가 있다.

둘째, 적진에 폭발물 및 지뢰를 설치하기 위해 특수부대가 침투하는 대신 자폭형 드론을 적진의 지상에 착륙시켜 대기하고 있다가 카메라센서의 영상정보를 모니터링하면서 목표물이 접근하면 폭발시키도록 하는 진보된 공격 전술을 제공하는 효과가 있다. 특히 야간에 적진의 핵심 지상 요소에 착륙시켜 폭파시킬 경우 피해를 극대화시키는 효과가 있다.

셋째, 해상에 고정 설치하는 방어형 기뢰가 아닌 적 해상 병력이 침투할 경로에 부력장치가 추가된 자폭형 드론을 상륙시켜 대기하고 있다가 목표물이 접근하면 폭발시키도록 하는 진보된 해상 공격 전술을 제공하는 효과가 있다. 방어형 기뢰와 달리 프로펠러를 구동시켜 해상에서도 위치 이동이 가능하다.

넷째, 이동형 공중 지뢰와 지상 지뢰 및 해상 기뢰라는 새로운 공격형 스마트 무기는 화기와 미사일로 대표되는 기존 무기 체계의 단점을 극복할 수 있는 새로운 무기체계 개념으로 적용시 확실한 공격 및 파괴력을 제공하는 만큼 궁극적으로 전쟁을 방지하는 효과가 기대된다.

제 1 도는 일반적인 형태의 택배용 쿼드롭터 드론 이미지도이다.
제 2 도는 프로펠러가 밖으로 드러나지 않는 구 형태로 제작된 단일 로터와 덕트 제어 방식의 드론 이미지도이다.
제 3 도는 2015년에 발표한 이스라엘 IAI사의 고정익 자폭무인기 '하로프'의 이미지도이다.
제 4 도는 본 발명의 공중공격 자폭형 드론의 개념도이다.
제 5 도는 본 발명의 이동형 지뢰와 같은 효과를 갖는 지상공격 자폭형 드론의 개념도이다.
제 6 도는 본 발명의 이동형 기뢰와 같은 효과를 갖는 해상공격 자폭형 드론의 개념도이다.
제 7 도는 본 발명의 자폭형 드론의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 카메라 센서를 장착한 드론에 기폭 장치와 폭발 장치를 장착하고, 적 상공을 비행하도록 하며, 카메라센서로부터 보내오는 드론 주변 영상 정보를 원격조종장치 화면을 통해 보면서, 드론을 목표물 상공으로 비행시킨 후 정지비행 상태로 대기하면서 공격 목표물이 탐지되면 목표물에 접근하면서 기폭장치를 작동시켜 탑재된 폭발물을 폭발시켜 소기의 목적을 달성함을 기본으로 한다. 목적지 상공에서 정지비행하면서 카메라센서로 보내오는 영상 정보를 기반으로 공격할 수 있도록 쿼드롭터 등과 같은 형태의 회전익 무인기인 드론을 적용한다. 대치하고 있는 적군의 상공은 물론 지상 및 해상에서도 공격할 수 있는 수단이 제공되도록 구성한다. 무인기를 기반으로 공중지뢰 형태의 공격용 무기가 제공되는 경우, 기상 상태에 따라 아군 지역으로 떨어지는 경우에도 아군 지역에서는 폭발하지 않도록 구성한다. 무인기에서 적의 목표물을 공격할 때 목표물이 이동할 수 있으므로 신속하게 낙하하여 자폭하도록 구성하였는데, 이하 첨부 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 일반적인 형태의 택배용 쿼드롭터 드론 이미지도이다. 택배용 드론은 자율비행하면서 물품을 수송하는 만큼 장래에 60분 내외의 비행시간, 30kg 내외의 페이로드(payload), 풍속 12m/s 이상에서도 안정적인 비행 성능를 갖는 형태로 발전할 전망이다. 여러 센서들을 추가하고 물품대신 기폭장치와 폭발장치를 탑재하며 자폭형 드론에 적합한 프로그램을 개발함으로써 본 발명의 자폭형 공중지뢰로 탄생할 수 있다. 제 2 도는 프로펠러가 밖으로 드러나지 않는 구 형태로 제작된 단일 로터와 덕트 제어 방식의 드론 이미지도이다. 본 발명의 공중 지뢰 개념의 자폭형 드론은 소대 및 분대급 장비로 활용함이 타당한 만큼, 개인 휴대 장비에 적합한 크기와 형태, 무게를 확보하여야 한다. 구 혹은 달걀 형태로 제공할 경우 낙하시 공기 저항을 최소화할 수 있음은 물론 개인 장비로서 휴대성을 개선할 수 있다. 제 3 도는 2015년에 발표한 이스라엘 IAI사의 고정익 자폭무인기 '하로프'의 이미지도이다. '하로프'는시속 150km, 비행거리 500km, 15kg 고폭탄 탑재하고 있다.

자폭형 드론은 작전 지역에 상공을 비행하여 도달한 후 목표물을 공격하는 방식에 따라 공중공격 방식, 지상공격 방식, 해상 공격 방식으로 구분할 수 있다. 드론은 탑재한 배터리에 의해 비행 시간이 제한되는 만큼, 공중공격 방식으로 사용할 경우에도 배터리 소모를 줄이기 위해 해당 작전지역의 지상 및 해상에 착륙하여 대기하고 있다가, 카메라 영상 정보를 기반으로 적시에 상공으로 비행하여 공중지뢰로 공격할 수 있다. 본 발명은 공중지뢰, 이동형 지상지뢰, 이동형 해상 기뢰 방식의 자폭형 드론과 이를 조종하고 공격명령을 내리는 원격 조종 장치와 이러한 신개념의 자폭형 드론을 운용하기 위한 해당 무기체계 시스템을 제공할 수 있다. 제 4 도는 본 발명의 공중공격 자폭형 드론(일명 공중 지뢰)의 개념도이다. 제 7 도는 본 발명의 자폭형 드론의 구성을 나타내는 블록도이다. 공중 지뢰 방식으로 목표물을 자폭하는 형태로 공격하는 무인기는 다음과 같이 구성된다. 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1); 드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단; 공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서 수단(9); 카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10); 폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단; 기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단; 설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단; 비행 및 정지비행하고 있는 상공에서 지상 목표물을 향해 하강하면서 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 목표물과 자폭하는 형태로 공격한다. 이를 통해 공중지뢰 방식의 자폭형 공중공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템을 제공할 수 있다. 공중 공격에서 아군 지역에서 폭발하는 경우를 차단하기 위하여, 위성좌표수신기(5)의 특정 범위에서는 기폭장치(8)가 작동되지 않도록 프로그램하는 수단; 불가피하게 아군 지역으로 추락하더라도 아군 지역에서는 폭발하지 않도록 구성한다. 드론 공격을 막는 방법으로는 자폭형 드론 상단에 카메라 센서(9)를 추가로 설치하여, 상단의 감시 영역에 비행 물체가 감지되는 수단 및 허가받지 않고 중요 시설물의 상공으로 침입하는 드론임을 판별하는 수단; 침입한 드론의 위치를 향하여 빠르게 비행하도록 비행제어컴퓨터(4)로 제어하는 수단; 감시 영역에 침입한 드론에 근접하여 기폭장치(7)를 작동시켜 폭발장치(8)가 자폭하도록 구성한다. 미래에는 소형 무인기를 이용한 공격이 주류가 될 전망이다. 소형 무인기는 크기가 작고 금속 사용량이 적기 때문에 레이더 등으로 탐지가 어렵고 격추하기가 어렵다. 드론은 드론으로 방어하는 것이 효율적일 것으로 생각된다. 일본 경시청에서는 드론에 그물을 달거나 그물총을 발사하여 드론을 포획하는 방법을 발표하였다. 이와 같은 공중지뢰 방식의 자폰용 드론은 원격조종장치 화면을 보거나, 자동영상인식으로 공격 목표물을 탐지한다. 공격목표물이 탐지된 후 공격버튼을 누르면 낙하하면서 공격 목표물과 자폭하도록 구성된다. 그러나 목표물이 이동하는 경우 이를 자동으로 추적하여 낙하 비행 제어(낙하속도를 높이기 위해 프로펠러 역회전, 각가 프로펠러 회전수 제어 낙하 비행 실시)로 목표물 근처에서 자폭하는 기능이 필요하다. 즉, 카메라 센서(9)의 영상 정보를 기준으로, 원격조종장치(11)로 공격 목표물을 선택하는 수단; 무선통신수단(10)을 통하여 비행제어컴퓨터(4)에 공격 목표물의 이미지를 등록하는 수단; 비행제어컴퓨터(4)는 카메라센서(9)의 영상 정보를 인식하여 공격 목표물의 이미지를 트래킹하는 수단; 자폭용 드론(1)은 공격 목표물의 상공에 위치하도록 비행 제어한다. 공격 목표물이 이동할 경우 낙하 속도를 높여 짧은 시간 안에 자폭하도록 하여야 하지만, 100m 상공에서 자유 낙하하는 경우 4.6초가 걸리는 문제가 있다. 낙하 속도를 높이기 위해서, 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행하는 기능을 갖는 드론(1)에서, 원격조종장치(11)로 기폭장치(7)를 작동시키는 명령을 받는 경우, 전단계로 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 반대 방향으로 하여 양력이 아닌 추락시키는 힘을 발생시켜, 자폭용 드론(1)의 낙하 속도를 빠르게 하도록 구성한다. 100m 이상의 상공에 크기 20cm 내외의 물체가 떠 있을 경우 세밀하게 관측하면 탐지가 될 우려가 있어 위장이 필요하다. 이를 위해, 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행하는 기능을 갖는 드론(1)에서, 선택적으로, 상공 체류중 위장이 가능하도록 외형을 하늘색을 입히는 수단; 외형을 바람 저항을 줄이도록 바람 통로가 형성되어 있는 구 혹은 달걀 형태로 구성한다. 본 발명과 같은 공중 지뢰는 30cm 이내의 소형(폭약 3kg 내외 탑재)으로 육안 및 레이더로 탐지가 어려우면서 공격 목표물을 대기하면서 적시에 타격할 수 있는 만큼 육군 및 해병대의 전략적 스마트 무기 체계로 적합하다. 운용 시나리오에서도 일반적으로 기지로 귀환하는 형태로 제공할 수 있지만, 귀환을 전제로 할 경우 귀환 거리에 확보해야하는 만큼 배터리 잔류용량 확보 및 항법 체계에서 고기능화가 필요하다는 문제점이 있다. 그러므로 적진으로 비행 후 배터리 소모를 줄이기 위해 적 진영의 지상 및 해상에 착륙하여 은폐 대기하고 있다가 적시에 상공으로 비행한 후 공중지뢰로 운용하는 수단도 필요하다.

제 5 도는 본 발명의 이동형 지뢰와 같은 효과를 갖는 지상공격 자폭형 드론의 개념도이다. 즉, 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1); 드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단; 공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서 수단(9); 카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10); 폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단; 기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단; 공격 목표물 상공으로 비행한 후 지상의 필요한 지점에 착륙하여 은폐 대기하고, 설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단; 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 지상 목표물과 자폭하는 형태로 공격한다. 이를 통하여, 작전 지역으로 비행 후 지상에 착륙하여 대기하는 방식의 자폭형 지상공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템을 제공할 수 있다. 이와 같이 적진에 병력을 침투시키지 않고 폭발물을 설치할 수 있음은 기존 전투 체계에 혁신을 가져올 전망이다. 이와 함께 카메라센서와 프로펠러를 이용하여 작전 지점을 변경할 수 있음도 장점이다. 즉, 공격 목표물 상공으로 비행한 후 지상의 필요한 지점에 착륙하여 프로펠러(2)를 정지시킨 후 은폐 대기하고, 설정된 공격 목표물의 이동에 따라, 비행제어컴퓨터(4) 수단은 프로펠러(2)를 회전시켜 자폭용 드론(1)의 위치를 지표면 근처에서 이동시키도록 구성한다. 적진에 특수 부대를 파견하여 정찰, 폭파하는 기존의 전술로는 첨단화된 현대전에서 한계가 있는 만큼 본 발명의 자폭형 드론을 통해 특수 부대 파견 없이 정찰과 폭파 임무를 동시에 수행할 수 있다. 먼 거리까지 자폭 형드론이 비행하는 한계를 극복하기 위하여 헬기로 적진 깊숙히 침투한 후, 자폭용 드론을 헹기에서 요소의 공중에 떨어뜨려 해당 상공을 공중지뢰 망을 구축할 수 있다.

제 6 도는 본 발명의 이동형 기뢰와 같은 효과를 갖는 해상공격 자폭형 드론의 개념도이다. 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1); 드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단; 공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서 수단(9); 카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10); 폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단; 기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단; 해상 착륙시 부유시키기 위한 부력장치 수단; 공격 목표물 상공으로 비행한 후 해상의 공격 지점에 착륙하여 은폐 대기하고 비행제어컴퓨터(5)는 프로펠러(2)를 제어하여 해상에서 해당 위치를 유지하는 수단; 설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단; 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 해상 목표물과 자폭하는 형태로 공격한다. 이를 통하여 비행 후 해상에 착륙하여 대기하는 방식의 자폭형 해상공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템을 제공할 수 있다. 해안선을 방어하기 위해 기뢰를 설치하지만, 본 발명은 해상 공격물 근처로 투하시켜 대기하도록 하다가 최적의 시기에 자폭하도록 구성함으로써 해상 전투의 효율성을 높여줄 수 있다. 드론은 배터리에 의해 사용 시간이 제한되는 만큼 해상 목표물이 근처에 오도록 해상에서 최소한의 배터리를 소모하면서 해당 위치에 대기하고 있다가, 목표물이 탐지되면 상공으로 다시 떠올라 공중 지뢰 형식으로 공격함이 유리하다. 함선의 경우 측면은 철강으로 보강되어 있어 높은 폭발에도 견딜 수 있지만, 상부는 상대적으로 취야하다는 점도 고려해야 한다. 즉, 설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단을 작동하면, 선택적으로, 부력장치 수단을 자폭용 드론(1)에서 분리시키는 수단; 비행제어컴퓨터(4) 수단은 프로펠러(2)를 회전시켜 해상에서 떠올라 공격 목표물 상공으로 이동한 후, 정지비행중인 공격 목표물 상공에서 공격 목표물을 향해 하강하면서 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 목표물과 자폭하는 형태로 공격한다. 이는 해상 헬기로 작전지역으로 이동 후 해상 요소 요소에 부력장치가 설치된 자폭용 드론을 떨어뜨린 후, 부력장치로 해상에 떠있는 자폭용 드론은 해당 위치를 프로펠러로 작동시켜 유지하면서 공격 목표물이 탐지될 때까지 대기하는 형식으로 배터리 절전 운용이 가능하다. 필요시 부력장치에 태양전지판을 설치하여 배터리를 충전하도록 구성할 수 있다. 기존의 기뢰는 측면이 이중 철판으로 강화된 함정의 측면을 공격하지만, 본 발명의 해상공격 자폭용 드론은 해상에서 대기하다가 부력장치를 분리하고 상공으로 비행한 후에는 공중지뢰 방식으로 낙하비행하여 목표물과 자폭한다.

상기와 같은 자폭용 드론은, 카메라센서(9)를 고정한 고정판을 회전시키는 회전서보기구를 설치하여 원격조종장치(11)에서 카메라센서(9)의 관찰 방향을 변경하도록 구성할 수 있다. 회전서보기구로는 전체 영역을 감시하는 돔형 감시카메라에서 적용되고 있다. 혹은, 정찰 중 감청 기능을 위해 마이크센서(13)를 설치하여, 무선통신수단(10)으로 원격 조종 장치(11)에 드론(1) 주변의 소리 정보를 보내도록 구성할 수 있다. 지상공격용 자폭형 드론에서는 감청 기능은 침투 작전을 마무리하는데 있어서 중요한 요소이다. 혹은, 적외선 감지 센서(15)를 설치하여, 기준치 이상의 적외선이 감지되면, 무선통신수단(10)으로 원격 조종 장치(11)에 적외선 감지 데이터를 보내 표시하도록 구성한다. 목표물(적군)에서 발산하는 적외선을 자동으로 탐지하여 알려줌으로써 운용 효율을 높일 수 있다. 혹은, 공격 목표물과 충돌 및 이격 거리를 감지하는 충돌 감지센서(12); 원격 조종 장치(11)로 기폭 명령을 받은 후 충돌 감지센서(12)로 근접거리 혹은 충돌 발생 신호가 감지되면, 즉시, 기폭장치(7)를 작동시켜 폭발장치(8)를 폭발시키도록 구성한다. 혹은, 위성좌표수신기(5)의 데이터가 GPS 교란으로 신뢰성이 없음을 판단하는 수단; 비행제어컴퓨터(4) 수단은 카메라센서(9) 영상 정보를 기준으로 해당 위치를 유지하도록 옵티컬 플로우 메터링(Optical Flow Metering)으로 비행제어하는 수단; 원격조종장치(11)에 영상 정보 기반으로 원격조종 모드로 진입함을 알리도록 구성한다. GPS 교란은 기술적으로 쉽게 가능한 만큼, 무인 비행체에서는 GPS 좌표가 교란될 경우 영상 정보를 기준으로 위치 파악 및 정지 비행을 보조하고 있다. 일반적으로 드론은 하단에 초음파센서와 카메라정보를 설치하여 하단 이미지의 변화에 따라 비행 위치 제어를 함으로써 실내에서도 정지 비행이 가능하다. 이러한 제어 방식을 옵티컬 플로우 메터링으로 불린다. 혹은, 폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단과, 기폭 방식에 따라 뇌관을 동작시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(8) 수단은 자폭용 드론(1)에서 분리 및 장착 가능하도록 구성하여, 폭발장치(7)와 기폭장치(8) 분리시에는 정찰용으로 사용할 수 있도록 구성한다.

이와 함께 자폭용 드론에서는 카메라센서 및 여러 탐지센서 정보를 모니터링 하면서 최적 시기에 공격 명령을 내리는 원격조종장치는 중요하다. 즉, 원격 조종 장치(11)는, 자폭형 드론(1)으로 부터 보내오는 카메라 센서(9) 영상과 위성좌표 정보를 원격 조종 장치(11) 화면에 표시하는 수단; 자폭형 드론(1)의 속도 및 방향을 제어하기 위한 비행제어 조작수단(16); 자폭형 드론(1)의 기폭 시기를 카메라 영상 정보를 보면서 지령하는 공격버튼(14)을 설치하여, 공격버튼(14)을 작동시키면 자폭형 드론(1)의 기폭장치(7)로 폭발장치(8)를 폭발시키도록 구성한다. 이 경우, 원격 조종 장치(11)는 자폭형 드론(1)의 마이크 센서(13)로부터 보내오는 오디오 데이터를 오디오 출력 수단으로 재생시키도록 구성할 필요가 있다. 혹은, 원격 조종 장치(11)는 자폭형 드론(1)의 적외선 감지 센서(15)로부터 보내오는 적외선 감지 데이터를 표시하도록 구성하도록 구성할 수 있다. 혹은, 원격 조종 장치(11)는 자폭형 드론(1)의 카메라 센서(9) 관측 방향의 위치를 결정하는 회전서보기구를 조정하는 카메라위치 조작수단(17)을 포함하도록 구성할 수 있다. 혹은, 원격 조종 장치(11)는, 수신된 카메라 센서(9) 영상 정보 및 탑재한 센서의 탐지 정보를 상급 부대의 통신 장치에 전송하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 자폭형 드론에 사용되는 원격조종장치는 민간용과 달리 목표물 탐지를 위한 마이크 혹은 적외선 혹은 충돌감지 센서들을 지원하여야 하고, 공격 버튼이 작동되면 낙하속도를 높이도록 프로펠러를 역회전시키면서도 공격 목표물의 이동을 자동 추적하면서 낙하하도록 각각의 프로펠러를 정밀 제어(드론의 프로펠러를 역회전시켜 추락시키는 역기동 사례는 없음, 추락하면서 비행 위치 제어를 하여 이동 표적물에 접근 필요) 해야 한다. 고속 낙하시에도 역회전시키는 프로펠러를 제어하여 낙하 방향을 제어할 수 있음이 자폭형 드론의 중요한 기술로 판단된다.

본 발명을 통하여, 적진 상공에 체공하면서 카메라 영상 정보를 모니터링하면서 목표물이 탑지되면 신속하게 낙하시키고 필요시 목표물의 이동을 자동추적하면서 목표물에 접근되면 폭발시키는 것처럼 스마트한 공중 지뢰가 기본적으로 제공된다. 지상 공격용으로는, 자폭형 드론을 적진의 지상에 착륙시켜 대기하고 있다가 카메라센서의 영상 및 마이크 정보를 모니터링하면서 목표물이 접근하면 폭발시키도록 하는 진보된 공격 전술을 적용할 수 있다. 해상공격용으로는, 해상에 고정 설치하는 방어형 기뢰가 아닌 적 해상 병력이 침투할 경로에 부력장치가 추가된 자폭형 드론을 상륙시켜 대기하고 있다가 목표물이 접근하면 폭발시키도록 하는 진보된 해상 공격 전술을 제공한다. 본 발명과 같이 이동형 공중 지뢰와 지상 지뢰 및 해상 기뢰라는 새로운 공격형 스마트 무기는 화기와 미사일로 대표되는 기존 무기 체계의 단점을 극복할 수 있는 새로운 무기체계 개념으로 적용시 확실한 공격 및 파괴력을 제공하는 만큼 궁극적으로 전쟁을 방지하는 효과가 기대된다.

1 : 자폭형 드론 2 : 프로펠러
3 : 프로펠러 구동모터 4 : 비행제어컴퓨터
5 : 위성좌표수신기 6 : 관성센서
7 : 기폭장치 8 : 폭발장치
9 : 카메라 센서 10 : 무선통신수단
11 : 원격조종장치 12 : 충돌 감지센서
13 : 마이크센서 14 : 공격버튼
15 : 적외선 감지센서 16 : 비행제어 조작수단
17 : 카메라위치 조작수단

Claims

자폭하는 형태로 목표물을 공격하는 무인기에 있어서,
복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1);
드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단;
공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서(9) 수단;
카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10);
폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단;
기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단;
설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단;
비행 및 정지비행하고 있는 상공에서 지상 목표물을 향해 하강하면서 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 목표물과 자폭하는 형태로 공격함을 특징으로 하는 공중지뢰 방식의 자폭형 공중공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템
자폭하는 형태로 목표물을 공격하는 무인기에 있어서,
복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1);
드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단;
공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서(9) 수단;
카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10);
폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단;
기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단;
공격 목표물 상공으로 비행한 후 지상의 필요한 지점에 착륙하여 은폐 대기하고,
설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단;
기폭장치(7) 수단을 작동시켜 지상 목표물과 자폭하는 형태로 공격함을 특징으로 하는 비행 후 지상에 착륙하여 대기하는 방식의 자폭형 지상공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템
자폭하는 형태로 목표물을 공격하는 무인기에 있어서,
복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행(호버링 포함)하는 기능을 갖는 드론(1);
드론의 비행 경로 및 자세를 제어하기 위한 위성좌표수신기(5) 수단과 관성센서(6) 수단 및 비행제어컴퓨터(4) 수단;
공격 방향의 목표물을 관찰하기 위한 카메라 센서 수단(9);
카메라 센서(9)와 위성좌표수신기(5)의 정보를 무선으로 원격지 조종장치(11)에 전달하고 원격지의 원격조종장치(11)의 드론(1)을 제어하는 신호를 전달하는 무선통신수단(10);
폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단;
기폭 방식에 따라 뇌관을 작동시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(7) 수단;
해상 착륙시 부유시키기 위한 부력장치 수단;
공격 목표물 상공으로 비행한 후 해상의 공격 지점에 착륙하여 은폐 대기하고 비행제어컴퓨터(5)는 프로펠러(2)를 제어하여 해상에서 해당 위치를 유지하는 수단;
설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단;
기폭장치(7) 수단을 작동시켜 해상 목표물과 자폭하는 형태로 공격함을 특징으로 하는 비행 후 해상에 착륙하여 대기하는 방식의 자폭형 해상공격 드론 및 원격 조종 장치와 해당 무기체계 시스템
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
카메라센서(9)를 고정한 고정판을 회전시키는 회전서보기구를 설치하여
원격조종장치(11)에서 카메라센서(9)의 관찰 방향을 변경하도록 구성함을 특징으로 하는 카메라센서 관찰 방향을 변경시키는 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
정찰 중 감청 기능을 위해 마이크센서(13)를 설치하여
무선통신수단(10)으로 원격 조종 장치(11)에 드론(1) 주변의 소리 정보를 보내도록 구성함을 특징으로 하는 감청 기능을 갖는 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
적외선 감지 센서(15)를 설치하여
기준치 이상의 적외선이 감지되면
무선통신수단(10)으로 원격 조종 장치(11)에 적외선 감지 데이터를 보내 표시하도록 구성함을 특징으로 하는 적외선 감지 기능을 갖는 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
공격 목표물과 충돌 및 이격 거리를 감지하는 충돌 감지센서(12);
원격 조종 장치(11)로 기폭 명령을 받은 후 충돌 감지센서(12)로 근접거리 혹은 충돌 발생 신호가 감지되면,
즉시, 기폭장치(7)를 작동시켜 폭발장치(8)를 폭발시킴을 특징으로 하는 공격 목표물과 충돌시 즉시 폭발시키는 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
위성좌표수신기(5)의 데이터가 GPS 교란으로 신뢰성이 없음을 판단하는 수단;
비행제어컴퓨터(4) 수단은 카메라센서(9) 영상 정보를 기준으로 해당 위치를 유지하도록 옵티컬 플로우 메터링(Optical Flow Metering)으로 비행제어하는 수단;
원격조종장치(11)에 영상 정보 기반으로 원격조종하도록 알림을 특징으로 하는 GPS 교란에 대응하는 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
폭약 및 화생방 무기와 같은 폭발장치(8) 수단과
기폭 방식에 따라 뇌관을 동작시켜 폭약 및 화생방 무기를 폭발시키는 기폭장치(8) 수단은 자폭용 드론(1)에서 분리 및 장착가능하도록 구성하여
폭발장치(7)와 기폭장치(8) 분리시에는 정찰용으로 사용할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 정찰용으로 전환가능한 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
선택적으로, 태양전지판을 설치하여 대기 중 배터리를 충전하는 수단;
해상 공격용 자폭형 드론은
선택적으로, 자폭형 드론과 분리가능한 부력 장치에 태양전지판을 설치하여 대기 중 배터리를 충전하도록 구성함을 특징으로 하는 태양전지판을 설치한 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 항에 있어서,
위성좌표수신기(5)의 특정 범위에서는 기폭장치(8)가 작동되지 않도록 프로그램하는 수단;
불가피하게 아군 지역으로 추락하더라도 아군 지역에서는 폭발하지 않도록 구성함을 특징으로 하는 아군 지역에서 폭발을 막도록 프로그램된 공중공격 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 항에 있어서,
상단에 카메라 센서(9)를 추가로 설치하여
상단의 감시 영역에 비행 물체가 감지되는 수단 및 허가받지 않고 중요 시설물의 상공으로 침입하는 드론임을 판별하는 수단;
침입한 드론의 위치를 향하여 빠르게 비행하도록 비행제어컴퓨터(4)로 제어하는 수단;
감시 영역에 침입한 드론에 근접하여 기폭장치(7)를 작동시켜 폭발장치(8)가 자폭하도록 구성함을 특징으로 하는 주요 시설물을 드론 공격으로부터 방어하는 자폭형 드론 및 원격조종장치
제 1 항에 있어서,
카메라 센서(9)의 영상 정보를 기준으로
원격조종장치(11)로 공격 목표물을 선택하는 수단;
무선통신수단(10)을 통하여 비행제어컴퓨터(4)에 공격 목표물의 이미지를 등록하는 수단;
비행제어컴퓨터(4)는 카메라센서(9)의 영상 정보를 인식하여 공격 목표물의 이미지를 트래킹하는 수단;
자폭용 드론(1)은 공격 목표물의 상공에 위치하도록 비행 제어함을 특징으로 하는 공격 목표물을 자동으로 트래킹하는 자폭형 드론 및 원격조종장치
제 1 항에 있어서,
복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행하는 기능을 갖는 드론(1)에서
원격조종장치(11)로 기폭장치(7)를 작동시키는 명령을 받는 경우,
전단계로 복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 반대 방향으로 하여 양력이 아닌 추락시키는 힘을 발생시켜 자폭용 드론(1)의 낙하 속도를 빠르게 하도록 구성하고,
선택적으로, 비행제어컴퓨터(4)는 카메라센서(9)의 영상 정보를 인식하여 공격 목표물의 이미지를 트래킹하여 자폭용 드론(1)은 공격 목표물을 향해 낙하 비행 하도록 프로펠러를 제어하는 수단으로 구성함을 특징으로 하는 기폭 모드에서 낙하 속도를 빠르게 제어하는 자폭형 드론 및 원격조종장치
제 1 항에 있어서,
복수 개의 프로펠러 구동모터(3)로 각각의 프로펠러(2) 회전을 제어하여 원하는 위치로 비행 혹은 정지 비행하는 기능을 갖는 드론(1)에서
선택적으로, 상공 체류중 위장이 가능하도록 외형을 하늘색을 입히는 수단;
외형을 바람 저항을 줄이도록 바람 통로가 형성되어 있는 구 혹은 달걀 형태로 제작함을 특징으로 하는 구 혹은 달걀 형태의 외형을 갖는 자폭형 드론
제 2 항에 있어서,
공격 목표물 상공으로 비행한 후 지상의 필요한 지점에 착륙하여 프로펠러(2)를 정지시킨 후 은폐 대기하고,
설정된 공격 목표물의 이동에 따라
비행제어컴퓨터(4) 수단은 프로펠러(2)를 회전시켜 자폭용 드론(1)의 위치를 지표면 근처에서 이동시키도록 구성함을 특징으로 하는 비행 후 지상에 착륙하여 대기하는 방식의 지상공격 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 3 항에 있어서,
설정된 공격 목표물을 카메라센서 수단(9)에서 자동 인식하거나 혹은, 드론(1)의 카메라센서(9) 정보를 모니터링하는 원격조종장치(11)에서 공격하라는 지령을 내리는 공격버튼(14)을 작동시키는 수단을 작동하면,
선택적으로, 부력장치에 배터리를 추전하는 태양전지판을 설치하는 수단;
선택적으로, 부력장치 수단을 자폭용 드론(1)에서 분리시키는 수단;
비행제어컴퓨터(4) 수단은 프로펠러(2)를 회전시켜 해상에서 떠올라 공격 목표물 상공으로 이동한 후,
정지비행중인 공격 목표물 상공에서 공격 목표물을 향해 하강하면서 기폭장치(7) 수단을 작동시켜 목표물과 자폭하는 형태로 공격함을 특징으로 하는 해상공격 자폭형 드론 및 원격 조종 장치
제 1 및 2 및 3 항에 있어서,
원격 조종 장치(11)는
자폭형 드론(1)으로 부터 보내오는 카메라 센서(9) 영상과 위성좌표 정보를 원격 조종 장치(11) 화면에 표시하는 수단;
자폭형 드론(1)의 속도 및 방향을 제어하기 위한 비행제어 조작수단(16);
자폭형 드론(1)의 기폭 시기를 카메라 영상 정보를 보면서 지령하는 공격버튼(14)을 설치하여
공격버튼(14)을 작동시키면 자폭형 드론(1)의 기폭장치(7)로 폭발장치(8)를 폭발시키도록 구성함을 특징으로 하는 자폭형 드론의 원격 조종 장치
제 18 항에 있어서,
원격 조종 장치(11)는
자폭형 드론(1)의 마이크 센서(13)로부터 보내오는 오디오 데이터를 오디오 출력 수단으로 재생시키도록 구성함을 특징으로 하는 감청 기능을 제공하는 자폭형 드론의 원격 조종 장치
제 18 항에 있어서,
원격 조종 장치(110는
자폭형 드론(1)의 적외선 감지 센서(15)로부터 보내오는 적외선 감지 데이터를 표시하도록 구성함을 특징으로 하는 적외선 감지 기능을 제공하는 자폭형 드론의 원격 조종 장치
제 18 항에 있어서,
원격 조종 장치(11)는
자폭형 드론(1)의 카메라 센서(9) 관측 방향의 위치를 결정하는 회전서보기구를 조정하는 카메라위치 조작수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자폭형 드론의 원격 조종 장치
제 18 항에 있어서,
원격 조종 장치(11)는
수신된 카메라 센서(9) 영상 정보 및
탑재한 센서의 탐지 정보를 상급 부대의 통신 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 자폭형 드론의 원격 조종 장치
자폭하는 형태로 목표물을 공격하는 드론에 있어서,
항공기(헬기)로 작전 지역의 상공에서
복수 개의 자폭형 드론을 요소 요소에 떨어뜨리면
설정된 해당 담당 지역으로 각각의 자폭형 드론은 비행하여 도달한 후
상공에 정지비행 상태로 대기하거나,
지상에 착륙한 후 대기하거나,
해상에 떠있는 상태로 대기한 상태로 있다가
카메라센서로 공격 목표물을 탐지 및 접근하면 원격 조종 장치의 제어 하에
공격 목표물을 향하여 비행하면서 기폭 장치와 폭발 장치를 작동시켜 목표물과 자폭하도록 구성함을 특징으로 하는 항공기로 작전 지역에 살포하는 자폭용 드론 및 원격 조종 장치 및 해당 무기체계 시스템
제 23항에 있어서,
항공기에서 투하된 자폭용 드론은
지상에 착륙한 후 대기하거나,
해상에 떠있는 상태로 대기한 상태로 있는 경우,
카메라센서로 공격 목표물을 탐지 및 접근하면 원격 조종 장치의 제어 하에
공격 목표물 상공으로 비행하여 목표 고도에 도달한 후,
낙하 비행하는 방식으로 목표물과 자폭하도록 구성함을 특징으로 하는 항공기로 작전 지역에 살포하는 자폭용 드론 및 원격 조종 장치 및 해당 무기체계 시스템
제 23항에 있어서,
항공기에서 공중 및 지상에 투하된 자폭용 드론은
선택적으로, 태양전지판을 설치하여 대기 중 배터리를 충전하는 수단;
항공기에서 해상에 투하된 자폭용 드론은
선택적으로, 자폭용 드론과 분리가능한 부력 장치에 태양전지판을 설치하여 대기 중 배터리를 충전하도록 구성함을 특징으로 하는 항공기로 작전 지역에 살포하는 자폭용 드론 및 원격 조종 장치 및 해당 무기체계 시스템
목표물과 자폭하도록 구성함을 특징으로 하는 항공기로 작전 지역에 살포하는 자폭용 드론 및 원격 조종 장치 및 해당 무기체계 시스템