고출력 레이저에 의한 알루미늄 Al7075-T6 소재의 손상 및 파손에 관한 연구

Abstract

군사용 무인기는 발전을 거듭하여 2000년대 이후에는 첨단기술을 접목한 감시, 전자전, 지상 폭격, 자폭 등의 기능을 갖춘 현대전의 핵심 전략자산으로 자리 잡았다. 특히 러시아-우크라이나 전쟁은 군사용 무인기의 전략적 가치를 단 적으로 보여주는 예이다. 하지만 급격하게 커지는 군사용 무인기 시장의 크기에 비해 무인기를 구성하는 소재에 관한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 특히 군사용 무인기에 대응하기 위한 레이저 무기개발이 활발히 진행되고 있는데, 이 레이저 무기에 대한 저항성 관련 연구가 부족하다. 이에 본 논문에서는 군사용 무인기 소재의 적합성을 평가하는 지표를 대 레이저 저항성을 포함하여 새로이 제시하고, 제시된 지표를 충족하는 군사용 무인기 소재를 찾고자 하였다. 이를 위해 현재 무인기 소재로 사용 되어지고 있는 T6 열처리한 Al7075-T6와 RRA Treatment라는 추가 열처리를 시행한 Al7075-T6 RRA를 연구 소재로 선정하여 지표 충족 여부를 확인하였으며, 특히 고출력 연속발진 레이저 관통시험을 하여 대 레이저 저항성을 확인하고, 레이저 손상 예측모델을 제시하였다. 또한 고출력 연속발진 레이저에 의해 손상 및 파손된 소재들의 인장강도 시험을 통해 레이저에 의한 손상 및 파손이 인장강도에 어떠한 영향을 주는지를 Li-Aubertin 모델과 미시구조적 분석을 통해 해석하였다. 본 연구를 통해 신뢰성 있는 고출력 연속발진 레이저에 의한 무인기 소재의 관통 모델을 확보할 수 있었으며, 군사용 무인기 소재로 적합한 Al7075의 열처리 방식을 규명할 수 있었다.|Military UAV continued to develop, and since the 2000s, they have become a key strategic asset in modern warfare with functions such as surveillance, electronic warfare, ground bombing, and self-destruction. In particular, the Russian-Ukraine war is a clear example of the strategic value of military UAV. However, compared to the rapidly growing military drone market, research on the materials constituting the drone is relatively insufficient. In particular, the development of laser weapons to cope with military UAV is actively progressing, and research on resistance to laser weapons is insufficient. Therefore, this paper newly presents indicators for evaluating the suitability of military drone materials, including laser resistance, and attempts to find military drone materials that fulfill the suggested indicators. To this end, T6 heat-treated Al7075-T6 and RRA Treatment were selected as research materials to check whether the indicators were satisfied or not. In particular, high-power continuous wave laser penetration tests were conducted to confirm laser resistance and present a laser damage prediction model. In addition, through tensile strength testing of materials damaged and damaged by high-power continuous wave lasers, it was analyzed through Li-Aubertin model and micro structural analysis how laser damage and damage affect tensile strength. This research could ensure a penetration model of UAV material with reliable high-power continuous wave laser, and identify the thermal treatment method of Al7075 suitable for military UAV material.