A Derivation of Sensitivity Equations of the Error Components to Analyze Performance in the Direct Fire Control System

In the direct Gun Fire Control System(GFCS), it is essential to analyze the impact of the specific error components on the hit probability to optimize the system design. For this purpose the sensitivity equations of these error components are conveniently used, but it is too difficult to get those equations for the complex system with too many system elements. Normally sensitivity analysis is performed using numerical and statistical methods for the ground combat system. This method requires much computation, and makes us difficult to estimate the sensitivity change of specific error component intuitionally for the changing operating conditions. In this paper we propose a set of sensitivity equations deriving from closed form solution of the ballistic differential equation for the bullet. They are handy equations with very little computations, easy to understand the physical meaning of the related system variables. Some simulation results are shown to demonstrate usefulness of our algorithm for the 30mm projectile.

직사화기 성능분석을 위한 오차요소별 민감도 식 유도

직사화기 사격통제장치에서 최적 설계를 위해서는 특정 오차요소가 명중률에 미치는 영향을 파악해야 한다. 이를 위해 가장 좋은 방법은 이들 오차요소에 대한 민감도 식을 구하는 것이나, 체계가 복잡하면 이를 정량적으로 유도하기가 쉽지 않다. 보통 제한된 운용조건에 대해 수치방법으로 민감도를 계산하며, 지상전투차량 등에서 널리 활용되고 있다. 그러나 이 방법은 다량의 시뮬레이션에 의존해야 하므로, 연산 시간이 많이 소요되고 데이터에 의존하므로, 대공화기와 같이 운용조건이 넓게 변화할 경우 민감도가 어떻게 변화할지 직관적으로 이해하는 데 어려움이 있다. 본 논문은 직사화기 탄도에 대한 닫힌 형태 탄도식을 유도하고, 이 식으로부터 오차요소별로 체계 종합오차에 대한 민감도 식을 유도하고, 이들의 영향을 종합하여 명중률을 계산하는 방법을 보인다. 유도된 민감도 식은 수치적분 방법과 달리 연산처리 시간이 짧으면서도 관련 변수 간 물리적 이해가 쉬워 체계설계 시 다양한 운용조건에 대해 편리하게 활용될 수가 있다. 30미리 탄에 대한 시뮬레이션을 통해 본 논문의 유용성을 보인다.