포병 사격장

지상전에서 포탄 사거리란 적의 포대(또는 박격포나 로켓) 발사음에서 나온 데이터를 이용해 적 포대의 좌표를 측정하는 방법이다.좌표가 알려진 위치에 포격을 가할 때도 동일한 방법을 사용할 수 있습니다.

이는 소리(또는 음향) 위치를 적용한 것으로, 공기, 지면 또는 수면 위 또는 수면 아래에서 발생할 수 있는 소리 발생원의 위치이다.제1차 세계대전에서 급속하게 발전한 적 포의 위치를 파악하는 세 가지 방법 중 하나가 음향 사정거리였다.다른 것들은 공중 정찰(시각 및 사진)과 섬광 탐지였다.

사운드 레인저는 제1차 세계대전 전에 처음 등장한 청각 및 스톱워치 방식을 사용했다. 스톱워치 방식은 총의 발사 지점을 포착하고, 총의 방향과 소리가 도달하는 데 걸리는 시간을 측정하는 것이다.청각 방법은 보통 몇 킬로미터 떨어진 곳에서 한 쌍의 마이크를 듣고 마이크에 도달하는 소리 사이의 시간을 측정하는 것을 포함한다.이 방법은 그 전쟁 내내 독일인에 의해 사용된 것으로 보이지만, 서구 동맹국에 의해 비효율적인 것으로 빠르게 폐기되었다. 서방 동맹국은 그들의 후손들이 여전히 사용되고 있는 음역 측정의 과학적인 방법을 개발했다.

과학적 음역 측정의 기본은 소리의 원천에 대한 방향을 만들기 위해 마이크 쌍을 사용하는 것입니다.이러한 베어링의 교차점은 배터리의 위치를 나타냅니다.베어링은 마이크의 도착 시간 차이에서 파생됩니다.

배경

기본 장비 셋업

음향 범위 시스템의 과학적 방법에는 다음과 같은 장비가 필요합니다.

• 수 킬로미터에 이르는 4~6개의 마이크 배열
• 마이크로폰간의 음파도착시간차를 측정할 수 있는 시스템.
• 음원의 위치를 산출하기 위한 시차 해석 수단.

기본적인 방법은 마이크를 쌍으로 사용하여 쌍으로 각 마이크의 음파 도달 시간 차이를 측정하는 것입니다(내부 마이크는 2쌍의 멤버입니다).이것에 의해, 2개의 마이크 사이의 중간 지점으로부터, 소리의 원점까지의 방향성을 알 수 있다.최소 3개의 베어링의 교차점이 음원의 위치가 됩니다.

그림 1은 기본적인 시스템을 나타내고 있습니다.

이러한 제약은 포병 위치의 계산을 단순화하기 위해 부과될 것이며 일반적인 접근의 특징은 아니다.

또한 마이크는 총소리만 들을 수 있도록 설계되어 있을 수도 있다.마이크가 들을 수 있는 소리는 세 가지가 있습니다.

• 총 쏘기(원하는 신호)
• 포탄이 공중을 날아가는 소리
• 포탄의 충격

제1차 세계대전 중에는 낮은 굉음을 내는 것이 발견되었는데, 이는 낮은 주파수에 민감하고 ^[1]높은 주파수를 거부하는 마이크에서 가장 잘 들립니다.

예

그림 2는 포병 위치 문제의 예를 보여줍니다.세 개의 마이크를 다음과 같은 상대적인 위치에 배치한다고 가정합니다(모든 측정은 마이크 3을 기준으로 수행됨).

• 마이크 1에서 마이크 3까지의 거리: ${\displaystyle {r\mathrm{}}_{}}$ 5 ${\displaystyle {}_{}}$ $.$ {$displaystyle r_{5$} =$1267.$$9}$미터$$
• 마이크 2에서 마이크 3까지의 거리: ${\displaystyle {r\mathrm{}}_{}}$ 4 ${\displaystyle {}_{}}$ $.$ {$displaystyle r_{4$} =$499.$$1$} 미터$$
• 마이크 1과 마이크 2 사이의 각도 (마이크 3에서 측정): 16.177^o

이러한 값은 마이크 레이아웃의 초기 조사 중에 설정됩니다.

그림 2: 포병 위치 문제의 예

2개의 시간 지연이 측정된다고 가정합니다(음속 ${\\displaystyle \약$ $}$330m/second).

• 마이크 1에서 마이크 2까지의 시간 지연: 0.455초 $†$ (\$displaystyle \rightarrow }$ 150m$$)
• 마이크 1에서 마이크 3까지의 시간 지연: 0.606초$†$ (\$displaystyle \rightarrow }$ 200m$$)

포탄까지의 사거리를 결정하는 데는 여러 가지 방법이 있다.한 가지 방법은 코사인 ^[2]법칙을 두 번 적용하는 것입니다.

${\$$$$}\right)^{2}+r_{4$$}^{2}-2\cdot \left(r_{1}+r_$${3)$$}\right$)\$cdot r_{4}\cos$ \theta$$}$$ $(△$ ${\displaystyle$ \theta$}$ 마이크$$ 3, 마이크 2, 건)

$=$$$$}\right)^{2}+r_{5$$}^{2}-2\cdot \left(r_{1}+r_$${3)$$}\right$)\$cdot r_{5}\$cos$(\theta$-\$phi$)}$$ $(△$ ${\displaystyle$ \phi$} 마이크$ 1, 마이크 3, 건)

${\displaystyle {이것}_{}}$은 2개의 미지수를 갖는 2개의 방정식($$「\$displaystyle \theta$}, $r{\displaystyle {}_{}}$ 1$(\$}))$$으로 이루어진 시스템입니다.이 방정식 시스템은 비선형이면서도 숫자 방법을 사용하여 r의 해 1621m를₁ 구할 수 있다.이 접근방식은 오늘날 컴퓨터에서는 사용 가능하지만 제1차 세계대전과 제2차 세계대전에서 문제가 되었습니다.이러한 충돌 동안 솔루션은 다음 방법 중 하나를 사용하여 개발되었습니다.

• 종이에 그려진 하이퍼볼라를 사용하여 그래픽으로 표시합니다(이 절차에 대한 자세한 내용은 이 LORAN의 ^[3]예를 참조하십시오).
• 대포는 멀리 떨어져 있고 선인 하이퍼볼라의 점근선을 사용하여 ^[4]포의 대략적인 위치를 찾아낸다고 가정합니다.그런 다음 곡률 보정을 적용하여 보다 정확한 ^[5]베어링을 얻을 수 있습니다.
• 반지름이 조금씩 다른 금속 디스크 세트를 사용하여 대략적인 솔루션을 생성할 수 있습니다.문제의 상황에 가까운 디스크 3개를 선택하면 대략적인 해결 ^[4]방법을 생성할 수 있습니다.

장점과 단점

사운드 레인지에는 다른 방법보다 많은 이점이 있습니다.

• 사운드 레인징은 수동적인 방법으로 사운드 레인징 장비까지 추적할 수 있는 방출이 없음을 의미합니다.이것은 송신기로 거슬러 올라갈 수 있는 에너지를 방출하는 레이더와는 다릅니다.
• 음향 범위 장비는 작은 경향이 있습니다.큰 안테나나 많은 전력을 필요로 하지 않습니다.

사운드 레인지에는 다음과 같은 단점도 있습니다.

• 소리의 속도는 온도에 따라 달라집니다.바람은 또한 오류를 일으킨다.이러한 ^[4]요인을 보완하는 수단이 있다.
• 멀리서 보면 총소리는 날카로운 균열이 아니라 덜컹거린다(이것은 다른 센서에서 파면의 정확한 도착 시간을 측정하기 어렵게 한다).
• 총은 발사될 때까지 위치를 알 수 없다
• 그것은 또한 우호적인 포격에 의해 촉발될 수 있다.
• 포는 종종 대량으로 발사되는데, 이것은 어떤 파면이 어떤 포와 관련되어 있는지 결정하는 것을 어렵게 한다.
• 모든 마이크를 배치하고 ^{[disputed – discuss]}그 좌표를 찾기 위해 매우 정확하게 측량해야 하는데, 시간이 걸린다.
• 각 마이크에는 녹음 장치에 대한 통신 채널이 있어야 합니다.효과적인 무선 링크가 등장하기 전에 이는 필드 케이블을 의미하며, 많은 원인에 의한 파손을 수리하기 위해 부설 및 유지보수가 필요했습니다.

군부대는 이러한 문제를 완화할 수 있는 다양한 방법을 찾아냈지만, 그럼에도 불구하고 추가적인 작업을 창출하고 방법의 정확성과 배치 속도를 감소시킨다.

역사

제1차 세계 대전

제1차 세계대전은 과학적 음향 범위의 탄생을 보았다.효과적인 사운드 레인지 작업에 필요한 센서, 측정 기술 및 분석 기능을 통합했습니다.많은 기술 개념과 마찬가지로, 소리를 이용하여 적의 포탄을 찾는 아이디어는 거의 동시에 많은 사람들에게 다가왔다.

• 러시아인들은 ^[6]제1차 세계대전 전에 음역을 사용했다고 주장한다.
• 독일 장교인 레오 로웬슈타인은 1913년에^[7] 특허권을 얻었다.
• 프랑스는 최초의 작전^[8] 장비를 개발했다
• 미국인들은 제1차 세계대전^[9] 초기에 계획을 제안했다

제1차 세계 대전은 다음과 같은 이유로 음향 범위 개발에 이상적인 환경을 제공했습니다.

• 전화와 녹음 기술의 발달로 소리의 전기적 처리가 성숙해지고 있었다
• 소리를 녹음하는 기술을 이용할 수 있었다(이를 통해 시차 측정을 100분의 1초까지 정확하게 할 수 있었다).
• 대응 포격의 필요성은 강력한 기술 동력을 제공했다

포의 사정거리를 시도한 것은 영국이 처음은 아니었지만, 실제로 최초의 효과적인 작전 시스템을 구축한 것은 제1차 세계대전 중의 영국이었다.그 전쟁 동안 영국의 소리 범위는 소리와 섬광 감지를 모두 사용한 승무원들로부터 시작되었다.음역 측정기들은 인간의 청력을 증가시키는 장비를 사용했다.총의 플래시를 사용하여, 섬광팀은 테오돌라이트 또는 트랜싯을 사용하여 총의 방향을 결정할 것이다.음향 탐지팀은 총의 사거리를 측정하기 위해 사용된 총의 섬광과 소리 사이의 시간 차이를 측정하게 된다.이를 통해 배터리 화재 대응에 필요한 범위와 베어링 데이터를 얻을 수 있었습니다.이 방법들은 그다지 ^[10]성공적이지 않았다.

15년 중반, 영국은 호주의 과학자이자 노벨상 수상자인 윌리엄 로렌스 브래그 경에게 이 ^[11]문제를 맡겼다.브래그는 영국 육군 왕립 기마 포병대의 영토 장교였다.브래그가 현장에 나타났을 때, 음역 범위는 느리고, 신뢰할 수 없고, 정확하지 않았다.그의 첫 번째 임무는 무엇이 가능한지, 특히 프랑스의 노력을 조사하는 것이었다.

프랑스군은 중요한 발전을 이루었다.그들은 현용 검류계를 가지고 마이크로폰의 신호를 사진 필름에 녹음하기 위해 그것을 개조했다.이 작업은 루시앙 불과 샤를 노르드만 (파리 천문대의 천문학자)에 의해 수행되었다.필름을 처리하는 데 몇 분이 걸렸지만 포병 포대가 자주 움직이지 않았기 때문에 이것은 큰 단점은 아니었다.그러나 필름 비용 때문에 장치는 연속적으로 작동할 수 없었습니다.이는 적의 포탄이 발사될 때 켜야 한다는 것을 의미했고, 따라서 현장 케이블을 통해 녹음 장치를 원격으로 켤 수 있는 마이크 앞에 AP(Advanced Posts)를 배치해야 했다.이러한 상세 포스트는 중앙에 위치한 플래시 보드에 다시 연결되었으며, 이 장치를 통해 관찰자들은 모두 동일한 머그 플래시를 보고 있는지 확인할 수 있었습니다.이것이 확립되면, 그들은 기록 장치를 켤 수 있었다.

브래그는 또한 총소리의 성질이 잘 이해되지 않고 포탄의 소닉 붐과 실제 발사 소리를 분리하기 위해 주의를 기울여야 한다는 것을 알아냈다.이 문제는 브래그의 분견대 중 한 명인 런던대 물리학과 출신의 윌리엄 샌섬 터커 상병이 저주파 마이크를 발명하면서 해결되었다.이것은 포탄의 소닉 붐으로부터 총의 발사로부터 나오는 저주파 소리를 분리했다.그것은 총의 발사 음파에 의해 냉각된 가열된 백금 전선을 사용했다.

이후 1916년 터커는 영국에서 실험적인 음역 측정 섹션을 만들었고, 그 다음해에는 기상 조건을 보상하기 위해 소리 데이터를 수정하는 기술이 개발되었습니다.마이크 배열인 '사운드 레인지 베이스'의 최적 레이아웃과 위치 설정을 포함한 다른 사항들이 연구되었다.얕은 곡선과 비교적 짧은 길이의 베이스가 가장 좋은 것으로 나타났다.이러한 개선으로,^[8] 적 포병의 위치는 평상시 25~50미터 이내까지 정확하게 파악할 수 있었다.

이 프로그램은 제1차 세계대전이 끝날 무렵에 매우 잘 개발되었습니다. 사실, 그 방법은 총의 위치, 구경, 그리고 의도된 표적을 결정하기 위해 확장되었습니다.영국은 서부전선에 많은 음향 탐지 구역을 배치했고 이탈리아, 발칸반도, 팔레스타인에도 배치했다.1917년 미국이 참전했을 때 그들은 영국 장비를 ^[1]채택했다.

독일 청음법은 중앙 열강에서 사용되었습니다.여기에는 조기 경고 청취 포스트(LP)와 중앙의 메인 LP가 사용되었으며, 양쪽에서 후방으로 약간 500~1000m 떨어진 2차 LP가 사용되었습니다.사운드가 메인 LP에 도달하면 스톱워치가 켜지고, 세컨더리 LP 시간이 거리(음속)로 변환되어 원이 표시되며, 이 두 원과 메인 LP에 닿는 또 다른 원이 생성되어 이 원의 중심이 음원이 되었다.음속에 영향을 미치는 조건에 대한 수정이 이루어졌다.그러나, 전쟁 후반기에 독일은 '객관적 장치'를 도입했다. 즉, 방향성 검류계, 진동계, 수정된 지진계 등이 그 결과를 종이나 ^[12]사진 필름에 직접 옮겨 담았다.

세계 대전 사이

영국의 연구는 다른 나라들과 마찬가지로 전쟁 사이에도 계속되었다.영국에서는 이것이 사진 필름 대신 열에 민감한 종이를 사용하는 더 나은 마이크와 녹음 장치로 이어진 것으로 보인다.무선 링크도 개발되어 마이크를 녹음 장치에 접속할 수 있을 뿐, AP가 녹음기를 켤 수는 없었습니다.1930년대 후반의 또 다른 혁신은 1차 미분 방정식을 계산하는 기계 컴퓨터인 비교기의 개발이었다.음역별 낙하 좌표를 목표물의 좌표와 비교하고, 따라서 보정을 통해 샷 낙하까지의 연산을 빠르게 할 수 있는 수단을 제공했다.

제2차 세계 대전

제2차 세계 대전 동안, 음역은 성숙한 기술이었고 특히 영국군(군단급 포병 조사 연대)과 독일군(부바흐퉁사브테일룬겐)에 의해 널리 사용되었다.개발은 계속되었고 특히 박격포 위치를 찾기 위해 더 나은 장비가 도입되었습니다.전쟁 말기에 영국은 또한 멀티플렉싱을 도입하여 마이크가 녹음 장치에 공통 필드 케이블을 공유할 수 있게 했습니다.1944년에 레이더는 박격포의 위치를 찾는데 사용될 수 있지만 총이나 로켓은 사용할 수 없다는 것이 밝혀졌다.레이더가 포탄을 '보여'야 하지만 그들의 타원 궤적을 해결할 수는 없었다.

미 해병대는 방위대대의 표준 ^[13]부대로 음향 탐지 부대를 포함시켰다.이 음향 탐지 부대는 제2차 세계대전 이전과 전쟁 중에 해병대에서 활동했습니다.미군도 음향 ^[14]로케이터를 사용했다.미군 음향 탐지 부대는 1942년 11월 이후 육군이 참가한 거의 모든 전투에 참가했다.전쟁이 끝날 무렵에는 25개의 감시 대대와 13,000명의 ^[15]병력이 있었다.오키나와 전역 기간 동안 미 육군은 효과적인 대응 포병 ^[16]사격을 제공하기 위해 음향 탐지 장치를 사용했다.일본군은 이 효과적인 대응사격에 대응하려고 "슈팅 앤 스쿠트"라는 전술로 대응사격이 이루어지기 전에 소량의 탄환을 쏘고 사격위치를 이탈하는 것을 의미했다.포병 대응 사격에 대한 효과적인 전술이지만, 이 접근법은 포병의 효과를 감소시키는 경향이 있다.

제2차 세계대전 동안 영국은 음역을 광범위하게 사용했다."제4 더럼 조사 연대: 적과 같은 소리"와 "포병 위치를 위한 통신"^[17]을 포함하여, 그들이 포를 찾기 위해 음역 범위를 사용하는 것을 다룬 훌륭한 회고록들이 웹에서 볼 수 있다."포병 위치 통신" 기사에는 이러한 ^[18]작업에 관련된 전자 장비가 설명되어 있습니다.위치를 포함한 영국의 음향 범위 유닛에 대한 매우 포괄적인 설명은 마시모 망길리-크림슨의 2007년 ^[19]설명입니다.

한국 전쟁

포의 음향사거리는 한국에서 이루어졌지만, 주로 반격레이더와 항공기를 탑재한 포병 감시기들로 대체되었다.당시 레이더 대책은 제한적이었고 유엔은 전쟁 내내 공군의 우위에 있었기 때문에, 이러한 접근은 더 간단하고 ^[20]정확했다.

베트남

베트남에서의 대부분의 대응 포병 작업은 레이더나 항공기를 이용한 포병 탐지였다.호주는 1967년부터 1970년까지 전방위 ^[21]관측을 위해 교차기지를 운용한 음향분견대를 베트남에 배치했다.

또한 이 기간 동안 영국은 음향 범위와 박격포 위치 레이더를 갖춘 임시 "크래커" 배터리를 보르네오와 오만에 배치했다.

1970년대 초에 효과적인 VHF 무선 링크가 도입되어 AP가 기록 장치를 켤 수 있게 되었습니다.얼마 지나지 않아 전자제품의 발달로 베어링의 수동 플롯과 기타 계산이 전자계산기로 ^{[citation needed]}대체되었습니다.

현재의

효과적인 총기 위치 탐지 레이더가 마침내 1970년대 후반부터 역사격 레이더를 보완했지만, 일부 군대는 그것의 결점에도 불구하고 그것을 유지해왔기 때문에 사운드 레인징은 부흥기를 겪고 있다.일부에서는 레이더의 자동 어드밴스드 포스트(AP)로서 동작할 수 있는 가능성도 인식하고 있는 것으로 보인다.

영국은 Roke Manor Research Limited와 Plesey에 의해 개발된 새로운 접근법에서 선두를 달렸고, 이 접근법은 VHF 라디오 링크 사운드 레인지를 개발했다.이것은 기존의 사운드 레인지 기반을 마이크 클러스터 어레이로 대체했습니다.각각 몇 미터 간격으로 마이크 3개, 기상 센서 및 처리 장치로 구성되었습니다.각 무인 클러스터는 지속적으로 소리를 듣고 음원에 대한 방위력을 계산하고 다른 특성을 기록했습니다.이것들은 자동으로 제어 포스트로 전송되어 자동으로 대조되고 음원의 위치가 계산됩니다.1995년 사라예보에서 새로운 시스템의 프로토타입인 HALO (적대 포병 LOCating)가 사용되었다.제작 시스템인 ASP(Advanced Sound Ranging Project)는 2001년쯤 영국 서비스를 시작했다.보도에 따르면 2003년 이라크에서 50km 떨어진 곳에 적 포병을 배치했다고 한다.영국에서 설계된 시스템은 현재 레오나르도 S.p.A.(이전에는 BAE ^[22]및 Sellex라는^{[disambiguation needed]} 이름으로도 사용)에 의해 제조되고 있습니다.그것은 현재 미 해병대를 포함한 몇몇 다른 군대에 의해 채택되고 있다.유사한 시스템이 독일을 ^[23]위해 개발되었습니다.같은 원리가 러시아의 ^[25]AZK-7M/1B33M 시스템에서 우크라이나에서 독자적으로 개발된 RAZK 포의 사거리 탐지 ^[24]복합체의 기초가 된다.

부메랑은 미국 국방부가 개발한 사격 위치 시스템으로, 소리를 이용해 소형 무기 화기의 위치를 파악하고 식별한다.

ShotSpotter사는 자사의 제품이 총성에 대해 법 집행 기관에 경고할 수 있으며 미국과 다른 나라의 약 90개 도시에 설치되었다고 주장한다.45초 이내에 그 기술은 경찰에게 총격의 발생지를 자세히 알려줄 수 있다.그들은 이것이 경찰의 대응 시간을 크게 단축시키고 범죄 ^[26]체포 가능성을 높일 수 있다고 주장한다.그러나 데이터는 정기적으로 조정되고 ShotSpotter는 컴퓨터가 계산한 증거를 "반규칙적으로" 수동으로 변경한다는 것을 인정했으며, 독립적으로 테스트된 적이 없기 때문에 정확성에 대한 의문이 제기되고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

• 플래시 스폿
• 카운터 배터리 발화
• 사격 로케이터

레퍼런스

외부 링크

• 음향 위치 및 사운드 미러
• LA6NCA - 독일 제2차 세계 대전 Gerrete PHOTOS - 3 - 독일 제2차 세계 대전 음향 감시 장치 이미지
• Popular Science, 1942년 1월, 민감한 마이크가 숨겨진 총을 발견함
• 사운드 레인지 및 플래시 감지 사진.