Method for evaluating the safety performance and protection ability of the mobile steel protective wall during the high-explosive ammunition test

고폭탄 탄약시험 간 이동형 강재 방호벽의 안전성능 판단 및 유효 방호력 평가 방법

In this study, a series of processes for evaluating the effective protection against barriers that should be equipped in institutions that perform reliability tests on high-risk ammunition, such as high-explosive ammunition, were introduced. The impact that high-explosive bombs can have on personnel includes damage to the eardrum and lungs caused by explosion overpressure and penetrating wounds that can be received by fragments generated simultaneously with the explosion. Therefore, a high-explosive with COMP B explosives as its contents were set up, and an explosion protection theory investigation to calculate the degree of damage, numerical calculations and simulations were performed to verify the protection power. A numerical calculation revealed the maximum explosion overpressure on the protective wall when the high-explosive exploded and the penetration force of the fragment against a 50 mm-thick protective wall to be 77.74 kPa and 41.34 mm, respectively. In the simulation verification using AUTODYN, the maximum explosion overpressures affecting the firewall and personnel were 56.68 kPa and 18.175 kPa, respectively, and the penetration of fragments was 35.56 mm. This figure is lower than the human damage limit, and it was judged that the protective power of the barrier would be effective.

본 연구에서는 고폭탄과 같은 고위험 탄약에 대한 신뢰성 시험을 수행하는 기관에서 갖추어야 할 방호벽에 대해 유효 방호력을 평가하였다. 고폭탄이 인원에게 줄 수 있는 영향은 폭발압력에 의한 고막, 폐의 손상 등과 폭발과 동시에 발생한 파편에 의해 받을 수 있는 관통상이 있다. 따라서 COMP B가 충전되어있는 고폭탄을 기준으로, 피해 정도를 산정하기 위한 폭발방호 이론과 수치적 계산과 시뮬레이션을 통한 방호력 검증을 수행하였다. 수치적 계산 결과 시나리오로 설정된 방호벽과 폭발원점의 거리(7 m)에서 고폭탄 폭발 시 방호벽에 미치는 최대 폭발압력은 77.74 kPa이었으며, 50 mm 두께의 방호벽에 대한 파편의 관통력은 41.34 mm로 계산되었다. AUTODYN을 활용한 시뮬레이션 검증에서는 방호벽과 인원에게 영향을 주는 최대 폭발압력은 각각 58.68 kPa과 18.175 kPa이었으며, 파편의 관통력은 35.56 mm였다. 이 수치는 인간의 피해 한계보다 낮은 수치로 방호벽의 방호력은 유효할 것으로 판단되었다.