현재 국내 유도무기 사격시험의 경우, 유도무기 사격 수량 대비 명중 수량으로 계산된 명중률만을 이용하여 국내 유도무기의 성능을 판단하고 있다. 명중률만으로는 생산된 유도무기 전체의 특성을 표현하지 못하므로 유도무기 사격시험결과에 따라 계산된 명중률을 활용하여 생산된 모든 유도무기의 성능을 판단하기에는 한계가 있다. 다시 말하면, 전력화되어 운용 중인 유도무기 또는 생산중인 유도무기의 명중률을 일정 수준 보장하기 위해서는 유도무기 사격시험 결과에 따라 계산된 단순 명중률보다 신뢰성이 높은 신뢰수준을 산정하는 것이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 생산 수량이 적고, 고가이며, 유도무기 사격 시험을 수행하기 전에 유도무기 명중 여부 및 성능을 확인할 수 없는 유도무기 사업 특성을 고려하고, 유도무기 사업 특성에 적합한 초기하분포와 베이지안 규칙을 활용하여 최소 사격 수량으로 유도무기 신뢰수준을 산정하는 방법을 소개한다. 또한, 국내 유도무기 사격시험 결과 및 국내외 문헌을 활용하여 국내 유도무기 사격 시험 결과 판정 시 유도무기 성능을 확인할 수 있는 적정 신뢰수준을 제안한다.
첨단 과학기술의 발전으로 미래전은 정밀타격이 보편화되는 방향으로 발전할 것이며, 이때 정밀유도무기가 적의 핵심표적만을 선별 공격함으로써 빠른 시간 내에 적 전력의 기능을 마비시킬 수 있을 것이다. 그러나 최근 정밀유도무기에 적용되고 있는 GPS 유도방식은 재밍상황에 그 취약성을 들어 낼 수 있다. 따라서 본 논문에서는 GPS 유도방식인 정밀유도무기를 사용하여 공격할 경우 재밍에 대응하기 위한 방편의 하나로 방위각을 제어함으로써 재밍 대응이 가능한지 여부를 실험 및 분석하였다. 분석결과 방위각 140도까지는 제어 가능함을 확인하였다.
단거리 공대공 유도무기는 일반적으로 자국의 영공 및 비행기지를 공격하는 적의 침입수단인 항공기를 격퇴하는 항공기탑재 유도무기이다. 또한 이 유도무기는 본질적으로 방어개념의 무기이며, 적을 공격하는 경우에는 항공기가 장거리를 운반하는 위험부담률을 안고 단행하는 수 밖에 없다
본 논문에서는 유도무기체계의 탐색기 기술에 대한 사항과 발전방향에 대해 연구하였다. 탐색기는 유도무기에 탑재되는 장치로서 호밍유도의 구현을 위해 표적을 찾고 확인하여 포착한 후 표적을 추적하며, 유도명령을 계산하는 데 필요한 표적의 방향 또는 위치 정보를 유도조종 장치에 제공하는 일련의 기능들을 수행한다. 따라서 탐색기는 유도무기의 체계 및 유도조종 성능을 결정하는 핵심장치 중의 하나이다. 탐색기는 전술 및 전력용 유도무기에 이르기까지 서로 다른 목표와 사양으로 개발되고 있으며 유도무기체계의 경제성, 운용성, 신뢰성과 명중률의 향상을 위해 설계 요구조건이 더욱 다양화되고 있다. 따라서 본 연구를 통해서 유도무기체계 탐색기의 특성 및 세부기술의 발전방향을 제시하였다.
유도무기체계를 위한 구동장치는 크게 유도탄 조종용 구동장치와 유도무기 발사대 터렛 구동장치로 나눌수 있다. 유도탄 구동장치는 1회용이지만 높은 출력/무게비가 요구되고, 발사대 구동장치는 대부하라는 점에서 기술적 특성이 구별된다. 유도무기 구동장치로는 유압, 공압, 전기모타 구동장치가 쓰일수 있으나 종래에는 작은 동력이 요구되는 전술용 유도무기의 구동장치를 제외하고는 많은 경우에 출력대 무게 비가 높은 유압구동장치가 사용되어왔다
유도무기체계는 기만체계와 함께 창과 방패로 비유되며 발전을 해왔다. 새로운 공격체계가 나타나면 이에 대한 방어체계가 개발되고, 다시 이것을 무력화하기 위한 공격체계가 개발되어 왔다. 이제는 기만체계의 한계로 인해, 유도무기가 공격체계 뿐만 아니라, 방어체계의 주력이 되었다. 또한, 너무빠른 유도무기체계를 방어하기 위한 방법으로 우주공간의 체계를 이용하는 방식으로 확대 되어졌다. 유도무기체계는 아음속 수준에서 시작하여 초음속, 그리고 극초음속으로 발전하여 속도가 유도무기의 한 분야가 되어버릴 정도로 중요한 요소가 되었다. 우주공간이라는 개념이 유도탄전의 범위에 포함이 되었고, 위성체계가 유도탄전의 필수요소가 되어 버렸다. 이러한 유도무기체계와 위성체계와의 상관성을 중심으로 현대 유도탄전의 특징과 유도무기체계의 발전방향에 대해 분석해 보도록 한다.
제자리 비행하는 헬리콥터 전기체 형상으로부터 발사되는 유도무기 운동을 모사하기 위해 비정렬 중첩격자기법을 6자유도 운동 기법과 연계하여 비정상 해석을 수행하였다. 주로 터, 꼬리로터, 그리고 유도무기를 포함하는 동체로 구성되는 헬리콥터 전기체 형상에 대한 비정상 해석을 수행하였으며, 6자유도 운동 기법을 이용하여 헬리콥터에서 발사되는 유도 무기의 초기 발사 거동을 예측하였다. 발사위치 및 유도무기의 추력크기에 따른 발사거동을 비교하였으며, 주로터에서 발생하는 비정상 내리흐름에 따른 유도무기의 비행 특성을 분석하였다.
최근 GPS 시스템이 적과의 교전에서 우수한 정밀도를 달성할 수 있기 때문에 GPS 유도무기들이 육상, 해상 및 공중의 많은 분야에 적용되고 있다. 특히, GPS 유도무기가 발사 되었을 때 현재의 위치를 확인하고 정확한 목표물의 방향을 찾아간다. 그러나 GPS 신호의 미약함으로 인한 취약성이 노출되어 있어 재밍신호가 특정 방향에서 강하게 유입될 경우 GPS 유도무기가 재밍될 수 있다. 따라서 이러한 상황 하에서 재밍대응 기술이 매우 중요하게 대두되고 있다. 본 논문에서는 GPS 유도무기의 재밍대응을 위해 방위각 제어를 이용하였다. 먼저, SLAM-ER, JDAM과 같은 GPS 유도방식의 정밀유도무기에 대하여 조사하였으며, 유도무기가 발사 후 항법도중 재밍이 되지 않도록 제어 가능한 방위각을 실험을 통해 분석하였다. 분석결과 140도 이하의 방위각 제어까지 안정적으로 GPS 유도무기가 정상 작동할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 일회성 시스템인 유도무기의 신뢰성을 평가하기 위해 베이지안 방법론을 활용하는 내용이며, 유도무기 서브시스템 및 부품의 평가결과를 그 다음 단계의 사전분포로 활용하였다. 각 서브시스템 및 부품의 시험평가 결과를 활용하여 전체 유도무기체계의 신뢰성을 분석하는 베이지안 방법론을 제시하였고, 이를 활용하면 유도무기쳬계의 신뢰성을 확보하기 위한 샘플수를 적절히 선정할 수 있다.
레이저 색소 분자간의 회합을 막음으로써 높은 레이저 효율을 갖는 고체 색소 레이저를 제조하기 위해 레이저 색소인 DCM을 유-무기 하이브리드 재료에 화학적으로 결합시켰다. 수산화기를 기능기로 갖는 DCM을 합성하여 이를 솔-젤반응의 전구체로 활용하였다. 유기실란을 DCM과 함께 솔-젤반응을 시킴으로써 DCM이 결합된 유무기 하이브리드 재료를 제조하였다. DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료는 유기물과 무기물의 특성을 각각 갖고 있기 때문에 용액공정을 통해 고체 색소 레이저를 단시간에 제작할 수가 있을 뿐만 아니라 열적 및 광학적으로 우수한 특성을 보여주었다. Nd:YAG 레이저를 여기광으로 이용하여 DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료의 레이저 효율을 측정하여 DCM을 유기용매에 녹인 색소 레이저의 레이저 효율과 비교하였다. DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료는 DCM의 농도가 높아질 수록 유기용매를 이용한 색소 레이저에 비해서 더 높은 레이저 효율을 가지는 것을 관찰하였다. 이는 DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료에 각각의 DCM 분자가 실록산 망목구조와 화학적으로 결합이 되어있기 때문에 하이브리드 재료에 안정적으로 존재할 수 있게 되고 망목구조에 둘러쌓여 분자간의 회합이 방지되는 효과를 가지게 되기 때문이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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