본 연구에서는 직구동방식의 보이스 코일 모터를 이용한 유도무기 날개 작동기의 최적 설계를 진행하였다. ANSYS Maxwell 상용프로그램으로 전자기장 해석을 수행하여 토크 성능 및 보이스 코일 모터의 특성을 예측하였으며, 운용 각도 범위에서 날개에 작용하는 공력부하가 가장 큰 구간인 양끝단에 해당되는 각도에서 최적화 설계를 수행하였다. 또한, 작동기의 주요 설계 변수를 선정하고, 최적화 설계를 위하여 반응면 기법(Response Surface Method)을 사용하였다. 반응면은 2차 함수로 구성하였고 2차 반응면 구성에 널리 쓰이는 중심합성법을 바탕으로 수치실험점들을 선정하였다. 구성된 반응면의 적합성은 수정결정계수로 판단하였으며, 최종적으로 최적화로 구해진 토크값은 전자기장 해석을 통한 토크값과 거의 동일함을 확인하였다.
In the present study, unsteady flows around a projectile ejected from an aircraft platform have been numerically investigated by using a three dimensional compressible RANS flow solver based on unstructured meshes. The relative motion between the platform and projectile was described by six degrees of freedom(6DOF) equations of motion with Euler angles and a chimera technique. Initial behavior of the projectile for varying conditions, such as roll and pitch-yaw command on the control surface of the projectile, flight Mach number, and platform pitch angle, was investigated. The ejection stability of the projectile was degraded as Mach number increases. In the transonic condition, the initial behavior of the projectile was found to be unstable as increase of platform pitch angle. By applying the command to control surfaces of the projectile, initial stability was highly enhanced. It was concluded that the proposed simulation data are useful for estimating the ejection behavior of a projectile in design phase.
본 논문에서는 열해석의 하중조건으로 레이저 열원을 설정하여 반사경의 구조-열-광학 성능 분석을 수행하였다. 레이저 열원 모델은 가우시안 빔을 바탕으로 반투명한 소재를 고려한 Beer-Lambert 법칙을 적용하여 하중조건으로 선정하였으며, 반사경만의 성능 분석을 위하여 기구부는 고려하지 않았다. 열변형해석을 수행하여 반사경 표면의 온도 변화로 인한 열응력과 열변형 데이터를 얻었다. 열변형에 의한 반사경 표면의 변위 데이터를 Zernike 다항식에 피팅하여 파면오차를 계산하였으며, 이를 통해 고에너지 레이저가 반사경으로 입사될 때 반사경의 광학 성능을 예측할 수 있었다.
등록협약의 채택과 발효는 우주법(corpus iuris spatialis)을 발전시키고 강화하는 또 다른 성과였다. 등록협약은 UNCOPUOS 회원국이 제정한 4번째 조약으로 우주조약 제5조와 제8조를 좀 더 상세하게 설명한 조약이다. 등록협약은 또한 국제협력을 촉진하기 위해 유엔사무총장에게 우주활동의 성격, 행동, 위치 및 결과를 알리는 의무를 규정하고 있는 우주조약 제11조를 보완하고 강화한 조약이다. 등록협약의 일반적인 목적은 우주조약 제8조에 언급된 바와 같이 "관할권과 통제"를 명확하게 하기 위한 것이다. 우선적으로 우주물체의 등록이라는 목표 외에도 등록협약은 평화로운 목적을 위해 우주공간의 탐사 및 이용과 증진에 기여하고 있다. 우주물체의 공개기록을 설정하면 미확인 우주물체가 존재할 가능성이 줄어들어 대량살상무기를 비밀리에 우주궤도에 올리는 등의 위험성이 줄어들게 된다. 또한 좀 더 나은 우주교통관리에도 도움이 될 수 있다. 등록협약은 우주조약 제5조 상 우주비행사의 구조 및 송환문제를 보다 구체적으로 이행하기 위해 설립된 조약이다. 이와 관련하여 두 법이 상충되는 경우 우주조약은 일반법으로, 등록협약은 특별법으로 간주되어, "특별법우선의 원칙"이 적용된다. 등록협약에 가입하지 않은 국가는 1961년 유엔 총회 결의 1721(XVI)의 선언 7 항 등록에 관한 규칙을 따라야 한다. 유엔 결의 1721 (XVI)은 본질적으로 구속력은 없지만 모든 국가가 우주공간에 우주물체를 발사할 경우 유엔에 등록하기 위하여 발사에 관한 정보를 즉시 제공하도록 요구하는 표준으로 국제관습법으로 발전한 것으로 볼 수 있다. 그러나, 제공될 정보의 본질과 범위는 통지국의 재량에 달려있다. 등록협약도 국가들로 하여금 우주공간에 우주물체를 발사할 때 이를 강제적으로 등록시키기 위해 만들어진 조약이지만, 실제로는 자발적 등록을 기반으로 하기 때문에 기존관행에서 벗어나지 못한 조약이다. 현재 우주의 상업화로 인해 새로운 문제들이 제기되는 상황에서, 우주물체를 구매한 새로운 국가가 등록은 어떻게 해야 하는지 또는 발사된 우주물체가 기능이 정지되어 그로 인해 우주폐기물 문제가 발생할 때 등록국이 계속해서 책임을 지는 가 등 여러 문제들이 등록협약의 개정, 또는 추가 의정서 또는 새로운 등록협약이 수립될 때 중요한 주제로 간주되어야 할 것이다. 또한 짧은 시간 동안 준 궤도를 여행하는 우주차량의 경우 이것도 등록해야 하는 문제도 함께 고려되어야 할 것이다.
미국, 러시아, 유럽연합 및 중국의 인공위성 항법 시스템 현대화 정책 추진 가속화 및 위성항법 기술 발전으로 2015년까지 무려 100기 정도의 항법 위성이 우주궤도에 배치될 것으로 전망된다. 이러한 각국의 경쟁적인 위성항법 시스템 개발은 현재 GPS 일변도의 전 세계 위성항법 시스템 의존도를 획기적으로 낮출 뿐 아니라 위성항법 신호의 다원화로 민간사용 분야는 물론 군사 분야에서도 많은 변화가 예상된다. 본 연구에서는 급변하는 전 세계 위성항법 시스템구축 환경 변화에 따른 정책 및 기술 특성을 분석하여 미래 인공위성 항법 기술사용 및 국방과학 분야 접목에 대한 우리의 대응전략을 제시하고자 한다.
측방제트는 조종면에 비해 즉각적인 유도무기 기동이 가능하지만 자유류를 간섭하여 공력계수에 영향을 줄 수 있다. 공력계수에 대한 측방제트의 영향을 파악하기 위해 측방제트를 공기로 모사한 후 측방제트 유무에 따른 공력계수 차이를 다충실도 모형을 사용하여 살펴본다. 측방제트 유무에 따라 공력계수 예측 모형으로 추정된 공력계수 간 차이를 계산하여 측방제트의 영향을 마하수, 뱅크각, 받음각의 변화에 따라 조사한다. 분석 결과, 종방향 힘 및 모멘트 계수는 비대칭적으로 발달한 측방제트에 큰 영향을 받았으며, 횡방향 힘 및 모멘트 계수는 -30°와 +30° 사이 뱅크각에서 최대로 변동하였다. 이에 반해 축방향 힘 계수는 측방제트에 영향을 받지 않았으며, 축방향 모멘트 계수는 마하수 변화에 대한 표본 부족으로 측방제트의 영향을 판단하기 어려웠다. 종합하면 측방제트가 종방향 및 횡방향 공력계수에 주요한 영향을 주어 유도무기 자세 변화를 일으킨다는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 다수 무인 수상정의 위협에 대응하기 위한 함정용 유도로켓의 전투효과도를 세가지 경우에 대해서 분석하였다. 함정에 장착된 다양한 무기체계와 유도로켓 체계를 이용하여 거리별로 접근하는 다수 무인 수상정 격침 확률을 비교하였다. 분석결과 함정에 장착된 함포 대함미사일 근접방어체계 보다 유도로켓의 전투효과도가 향상됨을 알 수 있었다.
테이프래핑 구조물은 유도무기의 노즐 구조에 많이 사용되고 있는데 주로 주자직 복합재료를 띠모양으로 이은 다음 이를 맨드럴에 경사각을 가지게 감는 방법으로 제작된다. 적층된 구조물은 고압의 오토클레이브나 하이드로 클레이브에서 성형된다. 테이프래핑 구조물은 적층 형태가 일방향 복합재료의 경우와는 다르며, 제작 시 주어진 경사각을 고려한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 테이프래핑 구조물에 대한 해석 기법을 고찰하였다. 먼저 4점 굽힘 실험에 대한 유한요소 해석 결과와 실험 결과를 비교함으로써 테이프래핑 구조물의 모델링 기법의 타당성을 검증하였다. 4점 굽힘 실험의 파단 하중과 이방성 파단 판정식의 결과를 비교함으로써 최적의 이방성 파단 판정식을 확인하였다.
완성무기 운반형 유도탄의 설계에는 고속비행 중 탑재물 투하에 적합한 안정성과 신뢰성 높은 기체분리 및 낙하산 전개 메커니즘이 요구된다. 이 전개 메커니즘은 다물체들 상호간의 역학적 운동 관계를 나타내는 것이므로 설계에서 모델링 & 시뮬레이션을 이용한 해석적 연구가 매우 중요한 역할을 할 수 있다. 본 논문에서는 크램쉘형 기체분리를 채택한 국내 대잠유도탄 설계에 적용된 기체분리 시뮬레이션 기법을 제시하고, 이를 이용한 주요 해석 결과를 가용한 비행시험 결과와 대비하여 보였다. 본 기법 연구의 초점은 효과적인 설계 적용의 필수적 요소인 계산의 신속성과 신뢰도 간의 적절한 조화에 주어졌다.
최근 다양한 형태와 기능을 갖춘 스마트 무기들이 개발되고 있다. 화포탄의 경우 스마트 탄을 개발하기 위한 초기 연구로 신관 내부에 GNSS 수신기를 장착하여 탄자의 비행위치를 정밀하게 측정하고 이를 바탕으로 탄착점을 추정하는 연구가 진행되고 있다. 하지만, 수신기 성능 및 수신된 데이터에 포함된 다양한 오차유발 원인들로 인해 항법데이터의 위치정확도에 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 PRODAS로부터 얻은 모의궤적 데이터를 수신기로부터 얻은 항법데이터에 포함된 PDOP 가중치를 적용하여 정합함으로써 탄의 발사부터 탄착까지의 전체 비행궤적 및 탄착점을 보다 정밀하게 추정하는 개선된 알고리즘을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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