발사 시스템의 동역학 해석 및 최적설계를 위한 수치해석 프로그램 개발

Abstract

발사 시스템은 무유도 구간에서 유도탄에 가해지는 외란으로 인해 발사 후 유도탄의 파편 등이 함정이나 레이더에 떨어져 예기치 않은 피해를 발생시킨다. 이를 위해 발사 초기 유도 무기에 가해지는 외란에 대한 동적 응답 특성의 해석이 필요하다. 발사초기에 함정의 운동과 온도 등의 발사 조건에 따라서 유도탄의 추력은 일정하지 않게 되고 추력 편차가 발생하게 된다. 따라서 유도탄의 동적 응답에 영향을 미치는 온도나 함정운동 등의 요소는 모델링에 적용이 되어야 하며, 예측 불가능한 변수는 확률 분포에 따른 입력 변수로 정의 한다. 이를 통해 확률 변수가 적용된 동특성 해석을 하기 위한 발사 시스템 프로그램은 다양한 유도 무기의 설계에 적용 될 수 있으며, 유도 무기의 안정성을 확보할 수 있는 효율적이고 신뢰성 있는 설계가 가능하게 하는 최적화 기법의 바탕이 될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 미사일 발사 시스템의 동역학 해석 및 입력 변수의 확률 분포에 따른 해석이 가능한 프로그램을 개발하고 함정 발사 시스템을 이 프로그램으로 해석하여 프로그램을 검증 하였다. 개발에 앞서 발사 시스템을 수학적 모델링을 하기 위하여 Topology적 관점에서 시스템을 그래프 화하여 프로그래밍으로 표현하였으며, 이산화 된 관점으로 발사 시스템의 지배 방정식을 구하였다.