무기체계의 개념설계 단계에서부터 체계 사양 도출 및 관 요구분석의 효과적인 수행을 위한 교전수준(Engagement Level)의 M&S(Modeling & Simulation) 적용을 위해 수중무기체계인 어뢰체계의 표준모델을 구성하였다. 추후 수중 교전 시뮬레이션에 공통적으로 사용될 수 있도록 재사용성(Reusability)과 상호운용성(Interoperability) 및 공학 모델로의 확장성을 고려하였다. 어뢰체계의 표준에 대하여 모델의 WBS(Work Breakdown Structure)를 정의하고 각 하부 모델들 사이의 정보 흐름을 구체화하여 모델간의 입력 및 출력 파라미터를 정의하였다. 어뢰 모델링은 WBS의 하부 모델 중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였으며, 중어뢰와 경어뢰의 운용상의 차이점을 구분하여 모델링하였다. 표준모델은 가능한 공학 수준 M&S와 동일한 구조를 갖도록 하였으며 앞으로 정립될 V&V(Verification & Validation) 절차에 따라 교전 시뮬레이션에 사용될 다른 체계들과 검증될 것이다.
무기체계의 개념설계 단계에서부터 체계 사양 도출 및 관 요구분석의 효과적인 수행을 위한 교전수준(Engagement Level)의 M&S(Modeling & Simulation) 적용을 위해 수중무기체계인 어뢰체계의 표준모델을 구성하였다. 추후 수중 교전 시뮬레이션에 공통적으로 사용될 수 있도록 재사용성(Reusability)과 상호운용성(Interoperability) 및 공학 모델로의 확장성을 고려하였다. 어뢰체계의 표준에 대하여 모델의 WBS(Work Breakdown Structure)를 정의하고 각 하부 모델들 사이의 정보 흐름을 구체화하여 모델간의 입력 및 출력 파라미터를 정의하였다. 어뢰 모델링은 WBS의 하부 모델 중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였으며, 중어뢰와 경어뢰의 운용상의 차이점을 구분하여 모델링하였다. 표준모델은 가능한 공학 수준 M&S와 동일한 구조를 갖도록 하였으며 앞으로 정립될 V&V(Verification & Validation) 절차에 따라 교전 시뮬레이션에 사용될 다른 체계들과 검증될 것이다.
We considered the authoritative representations of torpedo systems that was the engagement level model to develop system specifications and to analyze operational requirements on concept design phase. The Work Breakdown Structure(WBS) of models was defined about authoritative representations of the ...
We considered the authoritative representations of torpedo systems that was the engagement level model to develop system specifications and to analyze operational requirements on concept design phase. The Work Breakdown Structure(WBS) of models was defined about authoritative representations of the torpedo systems. The communication of information among each subsystems and input/output parameters were defined. In the heavy weight and light weight torpedo model, presetter, underwater maneuver, war head, sonar, guidance and control, propulsion subsystem modeling were developed for heavy-weight and the light-weight torpedo systems. The authoritative representations of torpedo systems have similar structures with those of the engineering level models and could be verified via engagement level simulations according to the V&V process in the future.
We considered the authoritative representations of torpedo systems that was the engagement level model to develop system specifications and to analyze operational requirements on concept design phase. The Work Breakdown Structure(WBS) of models was defined about authoritative representations of the torpedo systems. The communication of information among each subsystems and input/output parameters were defined. In the heavy weight and light weight torpedo model, presetter, underwater maneuver, war head, sonar, guidance and control, propulsion subsystem modeling were developed for heavy-weight and the light-weight torpedo systems. The authoritative representations of torpedo systems have similar structures with those of the engineering level models and could be verified via engagement level simulations according to the V&V process in the future.
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문제 정의
본 논문에서는 어뢰체계 효과도 분석용 프로그램인 SOPA(Torpedo System Operational Analysis)[3]1)를 기반으로 중어뢰 및 경어뢰에 대한 교전수준 표준 모델을 정립하였다 체계 효과도 분석은 체계 사양에 따라 달라지는 특정한 MOE(Measure Of Effectiveness)를 도출하는 작업이므로 체계 사양만으로 표준 모델이 구성되게 하여 결과가 다른 상세 파라미터에 영향을 받지 않도록 하였다. 교전수준의 M&S도 LVC(Live, Virtual & Constructive) 개념에서 중장기적으로 공학 수준(Engineering Level)의 M&S와도 연동될 수 있어야 하므로 본 연구에서 기술된 표준 모델들은 가능한 한 TORSIM(TORpedo SIMulation)[4[2) 등의 공학 수준 M&S와 동일한 구조를 갖도록 하였다.
가설 설정
• Beam 조향 시간 간격은 PRE}, 조향 각도는 Beam 폭과 동일하다
제안 방법
하였다. 교전수준의 M&S도 LVC(Live, Virtual & Constructive) 개념에서 중장기적으로 공학 수준(Engineering Level)의 M&S와도 연동될 수 있어야 하므로 본 연구에서 기술된 표준 모델들은 가능한 한 TORSIM(TORpedo SIMulation)[4[2) 등의 공학 수준 M&S와 동일한 구조를 갖도록 하였다.
어뢰체계의 표준 모델들은 미래의 수중 교전 시뮬레이션에 공통적으로 사용 될 수 있도록 재사용성, 상호운용성 및 공학 모델로의 확장성을 고려하였다. 모델들의 상세도수준은 개념설계 단계에서 부터 체계 사양 도출 및 군 요구분석을 위한 교전수준 모델인 Level 2로 고려하였으며, 어뢰체계의 표준에 대하여 모델의 WRS를 정의하고 각 하부 모델 사이의 정보 흐름을 구체화 하며 모델 입출력 파라미터를 정의하였다. 어뢰체계 모델링에서는 WBS 상의 하부 모델중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였다.
수중무기체계 표준 모델들은 미래의 수중 교전 시뮬레이션에서 공통적으로 사용될 수 있도록 재사용성 및 상호운용성을 보장하고 공학 시뮬레이션 등 앞으로의 확장성을 고려하여 정립하는 것을 기본 원칙으로 하며, 다음과 같은 원칙에 따라 개발되었다.
어뢰 표준 모델은 체계개발 사업에서 개발된 효과도 분석 S/W인 SOPA를 3차원으로 확장시키고 여기에 체계 시뮬레이션 S/W인 TORSIM 개념을 혼합하여 구성한다. 여기에서는 지정유도 어뢰(Fire & Forget Torpedo)에 대한 표준 모델로 연구범위를 제한하였다.
모델들의 상세도수준은 개념설계 단계에서 부터 체계 사양 도출 및 군 요구분석을 위한 교전수준 모델인 Level 2로 고려하였으며, 어뢰체계의 표준에 대하여 모델의 WRS를 정의하고 각 하부 모델 사이의 정보 흐름을 구체화 하며 모델 입출력 파라미터를 정의하였다. 어뢰체계 모델링에서는 WBS 상의 하부 모델중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였다. 본 연구에서 기술된 표준 모델들은 가능한 공학 수준 M&S 와 동일한 구조를 갖도록 하였고 개발된 수중무기 표준 모델들은 앞으로 정립될 V&V 절차에 따라 검증되어야 할 것이다.
초기 입력 장치는 가상 시뮬레이션에서는 HW로 구현되어 일반적인 지정유도 어뢰의 입력 장치를 모사하여 초기 변수들을 입력하는 기능을 갖고, 구성적 시뮬레이션에서는 발사 형태만 수신 받아 설정되어 있는 애초 값을 사용하여 초기 입력 장치를 거치지 않고 발사하는 기능을 갖도록 모델링된다. 표적 정보를 추정하는 TMA(Target Motion Analysis) 자료는 발사 플랫폼으로부터 수신 받고, 초기 입력 장치 모델의 일부로서 포함되어 있는 TDC 모델을 사용하여 발사 정보를 계산한다. 이와 관련된 TDC 모델은 부록 1에 기술되어진 바와 같다.
이론/모형
무기체계의 효과적인 개발을 위한 교전수준 M&S의 적용을 위하여 어뢰체계에 대한 무기체계 표준모델(Authori tative Representations of Weapon Systems)을 정립하였다. 어뢰체계의 표준 모델들은 미래의 수중 교전 시뮬레이션에 공통적으로 사용 될 수 있도록 재사용성, 상호운용성 및 공학 모델로의 확장성을 고려하였다.
후속연구
어뢰체계 모델링에서는 WBS 상의 하부 모델중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였다. 본 연구에서 기술된 표준 모델들은 가능한 공학 수준 M&S 와 동일한 구조를 갖도록 하였고 개발된 수중무기 표준 모델들은 앞으로 정립될 V&V 절차에 따라 검증되어야 할 것이다.
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