A Calculation Method for the Tilt Angle of Missile Round using Roll Rotation

롤 회전을 이용한 장입유도탄 비정렬각 산출기법

Abstract

In this paper, we considered the one-shot alignment using master inertial navigation system (MINS) and slave inertial navigation system (SINS) in the missile to find the exact posture of a missile. In order to perform one-shot alignment, the tilt angle between MINS and SINS must be obtained, which can be compensated by obtaining the tilt angle between missile round and SINS. The tilt angle was calculated by using the roll rotation of missile round, jig for rotating the missile round and interface structure to measure the horizontal state by using a horizontal angle meter were constructed. As a result of the tilt angle save (TAS) inspection, the tilt angle ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$ is normal range and it is possible to perform one-shot alignment by compensating this value.

본 논문에서는 유도탄의 정확한 자세를 알기 위해 주 관성항법장치와 유도탄 내부 관성항법장치를 이용하는 one-shot 정렬에 대해 고려하였다. One-shot정렬을 수행하기 위해서는 주 관성항법장치와 부 관성항법장치 사이의 비정렬각을 구해야 되는데, 장입유도탄과 부 관성항법장치 사이의 비정렬각을 구하여 보상하면 된다. 비정렬각은 장입유도탄의 롤 회전을 이용하여 산출되며, 장입유도탄을 회전하기 위한 정렬용 치구, 장입유도탄의 수평 상태를 측정하기 위한 수평각도계와 인터페이스 구조물이 제작되었다. TAS(tilt angle save) 점검 결과, 비정렬각 ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$ 값이 정상 범위이며 이 값을 보상하여 one-shot 정렬을 수행할 수 있다.

그림 1. 관성항법장치의 구성 Fig. 1. Configuration of INS.

그림 2. 비정렬각 보상 Fig. 2. Compensation of the tilt angle.

그림 3. 장입유도탄 정렬용 치구 Fig. 3. Missile round jig for alignment.

그림 4. 롤 자세에 따른 관성측정기 축 변환 Fig. 4. IMU axis transformation by roll posture.

그림 5. TAS 점검 인터페이스 구성 Fig. 5. Interface configuration for TAS test.

표 1. TAS 점검 절차 Table 1. Sequence of TAS inspection.

표 2. 수평 축 비정렬각 계산을 위한 측정 데이터 Table 2. Measurement data for horizontal axis tilt angle calculation.