내부폭발 AIREX 효과도에 따른 손상 예측 및 함정 취약성 평가기법에 관한 연구

초록

본 연구는 관통(Penetration) 및 폭발(Explosion)의 위협 효과에 의하여 발생하는 함정의 손상과 취약성을 평가하기 위한 방법과 통합 해석 플랫폼을 제시하고자한다. 특히,위협 효과 중관통 이후 AIREX(AirExplosion) 내부폭발이 선체구조에 작용하는 폭발 하중과 그에따른 선체 구조의 손상, 의장 시스템에 미치는 손상을 동시에 평가하기 위한 과정을 다루고자 한다. 우선 위협에 의해 발생되는 손상을 예측하기 위하여 위협 무기 체계가 유발하는 효과(손상하중) 결정방법과 절차를 제시하였으며, 위협 무기의 운동 특성을 고려한 탄두궤적(Trajectory) 및 피격위치(HitLocation)등을 계산하는 과정을 제시하였다. AIREX 탄두의 관통과 내부폭발이 손상시키는 선체 및 탑재시스템의 영역을 결정하기 위하여 Biggs Method와 선체구조의 허용강도(StructuralCapacity)를 동시에 고려하였다. 이때, 피격위치는 다변량 확률 분포 모델을 기반으로 2차원 평면에 피격점을 생성하였으며, 위협무기의 이동궤적과 탄착점을 고려하여 관통이후 내부폭발위치(Explosionpoint)를 예측함으로써 충격의 발생위치를 결정하였다. 폭발이 유발하는 손상하중(효과)은 내부폭발충격과 Gaspressure로 구별하고, 각각의 하중 예측방법을 제시하였다. 그리고 폭발충격과 가스압력에 의한 선체구조의 손상영역을 결정하고, 구조 부재의 허용강도와 폭발하중을 비교함으로써 구조패널별로 손상여부를 결정하였다. 최종적으로는 제시한 취약성 해석 절차를 근간으로 선체 및 의장시스템의 손상영역을 통합적으로 평가하고 가시화 할 수 있는 해석 플랫폼 개발결과를 제시하였다.