[논문]유연성 선형 성형작약 개발에 관한 연구

박병찬; 장일호; 이우진; 전진철

[국내논문] 유연성 선형 성형작약 개발에 관한 연구
The Research on Development of Flexible Linear Shaped Charge 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.12 no.3, 2009년, pp.378 - 387

박병찬 (국방기술품질원) , 장일호 (국방기술품질원) , 이우진 ((주)한화) , 전진철 ((주)한화)

Abstract ▼ AI-Helper

The shaped charge consists of the cast or pressed explosive and the metal liner. The pressure formed in detonation wave is so high that the liner is collapsed and the jet of high temperature, pressure and velocity is produced. The jet penetrates the target. In this paper, the simulation for optimization of flexible linear shaped charge(FLSC) was carried out by AUTODYNE program. Based on the results of simulation, we made a prototype of FLSC and evaluated penetration performance, flexibility and its application. The test result of prototype was compared with that of simulation.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구는 개인 휴대가 가능한 군사용 FLSC 개발을 위해 기 정립된 LSC 조건에서 Simulation을 통한 기초자료 수집과, 제조 가능한 설계 조건을 설정, 시제품에 대한 성능평가를 실시하였다.
본 연구는 화약의 종류 및 양, 라이너 재질이 결정된 상태에서 FLSC의 주요 인자 중 라이너 두께, 이격거리 및 각도 등 형상 설계 조건에 대한 최적화를 목표로 하고 있다.
본 연구에 사용된 Simulation program은 기 확립된 금속판재 물성을 갖는 라이너 지배방정식이 적용된 Autodyne -2D(Ver. 6.1)으로 유연성 라이너의 지배방정식과 다소 차이가 있을 것으로 예상되나, 라이너 각도 및 두께 이격거리 등에 대한 실현 가능한 최적 조건을 산출, 시행착오를 최소화하고자 하였다. 시제품에 대한 Simulation의 대표적인 차이는

제안 방법

또한, 유연성 라이너 두께가 너무 얇을 경우(1.4mm 이하) 라이너 제조 및 취급 시 형상을 유지 못하고 무너지는 현상이 발생하여 Simulation 결과 최적인 0.7mm와 차선 결과인 1.4mm로 선정하고 다른 변수에 대한 Simulation을 실시하였다.
성능평가는 Simulation에서 확인한 관통깊이, 유연성, 수중/침수 및 다용도 목적 사용 가능여부 등에 대한시험을 실시하였다.
시료의 유연성을 확인하기위해 수직 및 수평 방향으로 30°, 60°, 90°, 120°로 설치하여 폭굉파 전달이 잘 이루어지는지 확인하였다.
시료의 유연성을 확인하기위해 수직 및 수평 방향으로 30°, 60°, 90°, 120°로 설치하여 폭굉파 전달이 잘 이루어지는지 확인하였다. 추가적으로 수평방향에 대해서는 S형의 시험도 추가하였다. 판재는 냉간압연 강판으로 개발목표인 두께 10mm를 사용하였다.
자유자재로 형상을 변화시켜 사용할 수 있는 유연성 선형 성형작약을 개발하고자 관통깊이에 영향을 주는 주요 인자인 라이너 두께, 각도 및 이격거리에 대한 최적 조건을 Simulation을 통하여 설정한 다음, Simulation 지배 방정식에 대한 사용 한계 및 부품제조(라이너) 시 현실성 등을 고려하여 시제품을 제작, 관통 깊이 및 유연성 시험 등을 실시하였다. 시제품 시험 결과 모든 조건에서 정상적인 작동 메커니즘과 노이만 효과에 의해 피사체에 폭굉파가 전달되어 강재가 절단되는 효과가 나타났으며, 실제 사용 용도의 다양한 폭파 시험을 수행한 결과 유연성 선형 성형작약의 다양한 활용성을 확인할 수 있었다.

대상 데이터

Table 7과 Fig. 9는 시제품에 대한 관통깊이 시험 결과로서 시험 판재는 최대 관통 깊이를 측정하기 위하여 KS D3512의 냉간압연 강판 20mm를 사용하였다. 시험은 총 3회 실시하였으며, 시험결과 관통 깊이는 평균 약 15.
추가적으로 수평방향에 대해서는 S형의 시험도 추가하였다. 판재는 냉간압연 강판으로 개발목표인 두께 10mm를 사용하였다. Fig.

성능/효과

Table 3에 라이너 두께에 따른 시험 조건과 함께 관통깊이의 변화 결과를 나타냈다. 라이너 두께에 따른 관통깊이는 0.7mm일 때 7.49mm로 가장 좋은 결과를 나타내었으며, 두께 증가 할수록 관통 깊이가 낮아지는 것을 알 수 있다. 일반적으로 라이너의 두께가 증가 할수록 관통 깊이는 증가하다가 최적점 이후 감소하는 것으로 알려져 있으나, 본 시험은 증가부분은 없이 감소하는 결과를 나타내었는데, 이는 금속판재 라이너의 밀도와 두께에 비해 Simulation에 적용된 화약량(에너지)이 작기 때문에 제트 형성에 에너지가 어느 정도 소모되고 절단 대상으로 관통하는 에너지는 줄어들었기 때문으로 추정된다.
유연성 성형작약의 주요변수에 대한 Simulation 결과를 라이너 두께 0.7mm, 이격거리 7.2mm 그리고 라이너 각도 90°가 최적의 조건임을 알 수 있다.
시제품의 길이 2m의 무게는 약 1.4kg으로 매우 가벼워 휴대 및 운반성이 우수하였으며, 외피를 EVA form을 사용함으로써 다용도 칼, 컷터 칼 등으로 쉽게 절단할 수 있었다.
9는 시제품에 대한 관통깊이 시험 결과로서 시험 판재는 최대 관통 깊이를 측정하기 위하여 KS D3512의 냉간압연 강판 20mm를 사용하였다. 시험은 총 3회 실시하였으며, 시험결과 관통 깊이는 평균 약 15.27mm로 측정되었다.
Simulation 결과 예상 관통 깊이는 6.21mm이었으나, 시제품 시험 결과 약 2.5배 높은 15.27mm로 나타났다. 이는 Simulation program의 두 가지 제약 조건, 즉, 라이너의 물성에 대한 지배방정식의 자료 입력에 의한 오차 및 외피의 EVA Form 측면 밀폐도에 의해 심약의 퍼짐성이 구속됨에 따라 폭굉파 에너지가 전면으로 집중되었기 때문으로 판단된다.
이러한 결과로 볼 때, 일반적인 성형작약과 달리 유연성 성형작약과 같이 제한된 화약량과 낮은 강도의 라이너를 사용하는 경우는 폭굉파 에너지와 라이너 소재 및 형상의 상관관계가 보다 정밀하게 설계 되어야 하는 것으로 판단된다.
유연성 성형작약 용도에 있어 지상뿐만 아니라 수중 같은 특수조건 사용 또한 매우 중요하다. 따라서 수중 절단 성능을 확인하기 위해 두께 10mm의 냉간 압연강판에 시제품을 부착하고 72시간 동안 침수(염/담수)시킨 후 폭파 시험을 진행한 결과 Fig. 12 및 13과 같이 이상 없이 절단되었다.
제작된 시제품의 실제 사용 성능을 확인하기 위하여 각종 시설물에 대한 폭파 성능시험을 진행하였고, 모두 이상 없는 성능을 나타내었다.
자유자재로 형상을 변화시켜 사용할 수 있는 유연성 선형 성형작약을 개발하고자 관통깊이에 영향을 주는 주요 인자인 라이너 두께, 각도 및 이격거리에 대한 최적 조건을 Simulation을 통하여 설정한 다음, Simulation 지배 방정식에 대한 사용 한계 및 부품제조(라이너) 시 현실성 등을 고려하여 시제품을 제작, 관통 깊이 및 유연성 시험 등을 실시하였다. 시제품 시험 결과 모든 조건에서 정상적인 작동 메커니즘과 노이만 효과에 의해 피사체에 폭굉파가 전달되어 강재가 절단되는 효과가 나타났으며, 실제 사용 용도의 다양한 폭파 시험을 수행한 결과 유연성 선형 성형작약의 다양한 활용성을 확인할 수 있었다. 다만, Simulation 지배방정식에 대한 연구 부족으로, 관통 깊이 값은 Simulation에 의한 것과 시제품 간에 많은 차이를 나타냈으며, 이는 향후 발전시켜 나가야 할 분야로 판단된다.

후속연구

시제품 시험 결과 모든 조건에서 정상적인 작동 메커니즘과 노이만 효과에 의해 피사체에 폭굉파가 전달되어 강재가 절단되는 효과가 나타났으며, 실제 사용 용도의 다양한 폭파 시험을 수행한 결과 유연성 선형 성형작약의 다양한 활용성을 확인할 수 있었다. 다만, Simulation 지배방정식에 대한 연구 부족으로, 관통 깊이 값은 Simulation에 의한 것과 시제품 간에 많은 차이를 나타냈으며, 이는 향후 발전시켜 나가야 할 분야로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노이만 효과에 대한 기술은 어떤 방면에서 사용되고 있는가?	노이만 효과에 대한 기술은 대전차탄과 같이 적은 화약으로 두꺼운 장갑 판재를 관통시키는 관통효과 뿐만 아니라 각종 유도 무기의 폭발에너지 전달 및 탄두표피 절단장치, 항공기 조정사 비상 탈출 장치, 인공위성의 단분리(Stage Separation), 및 훼어링(Fairing)분리장치 그리고, 공병용 시설물 제거 및 파괴 용도로 다양하게 사용되고 있다[2].
	성형 작약이 최초로 연구된 것은 언제 누구에 의해서인가?	이러한 기술은 18세기 말 Franz von Baader에 의해 최초로 연구되었으나, 당시는 효용성을 인식하지 못해 널리 연구되지 않았다. 이후 2차 세계 대전과 함께 세계 각국에서는 기동성과 내관통성이 요구되는 장갑차량 및 전차의 활약이 두드러지게 되자, 관통성능이 우수한 탄약이 필요하게 되었으며, 관통 성능형인 성형 작약이 개발되어 널리 이용하게 되었다.
	성형작약이란 ?	성형작약(Shaped Charge)은 화약 폭발면에 간단히 중공(Hollow)을 만들어 줌으로써 화약의 에너지를 일정 방향으로 집중시켜 성능을 최적화 시키는 기술로 노이만효과(Neumann Effect), 먼로효과(Monroe Effect), 중공작약효과(Hollow Charge Effect) 및 성형작약효과(Shaped Charge Effect)로 알려져 있다.

참고문헌 (10)

W. P. Walters, 'Fundamentals of Shaped Charge', U.S. Army Ballastic Research Laboratory, p. 374, 1989
Student project, 'The Use of Explosives as Cutting Charges', RMCS, pp. 34-56, 1983
Held, Manfred, 'The Performance of the Different Types of Conventional High Explosive Charges', 2nd Int. Symposium on Ballastics, pp. 125-132, 1976
Thomanek, Franz Rudolf, 'Effect of Unsymmetric in Shaped Charge', 2nd Int. Symposium on Ballastics, pp. 243-254, 1976
W. P. Walters, 'Fundamentals of Shaped Charge', U.S. Army Ballastic Research Laboratory, p. 330, 1989
이병일, '성형폭약에 의한 폭발절단 기술에 관한 연구,' 한국암반공학회, pp. 516-525, 2000

원문보기 상세보기
W. P. Walters, 'Fundamentals of Shaped Charge', U.S. Army Ballastic Research Laboratory, pp. 313-318, 1989
W. P. Walters, 'Fundamentals of Shaped Charge', U.S. Army Ballastic Research Laboratory, p. 309, 1989
박근순, '가소성 성형폭약 제조를 위한 설계변수에 관한 연구', 한국암반공학회, pp. 225-234, 2003

원문보기 상세보기
Catalogues, 'Blade the Cutting Edge', Royal Ordnance, p. 3, 2000

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 유연성 선형 성형작약 개발에 관한 연구
The Research on Development of Flexible Linear Shaped Charge 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 유연성 선형 성형작약 개발에 관한 연구 The Research on Development of Flexible Linear Shaped Charge 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

박병찬 (3) 장일호 (11)

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 유연성 선형 성형작약 개발에 관한 연구
The Research on Development of Flexible Linear Shaped Charge 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

활용도 Top5 논문