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점화제 주입에 따른 강내탄도 성능해석
Study on Properties of Interior Ballistics According to Ignition-Gas Injections 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.14 no.1, 2011년, pp.22 - 29  

장진성 (인하대학교 항공우주공학과) ,  성형건 (인하대학교 항공우주공학과) ,  이상복 (인하대학교 항공우주공학과) ,  노태성 (인하대학교 기계공학부) ,  최동환 (인하대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Using the numerical code for the interior ballistics, the performance of the interior ballistics with the characteristic of the ignition-gas injections has been investigated. The ignition gas has been assumed to be injected into the chamber with 3 cases. As the results of analysis, when the ignition...

주제어

#강내탄도   #점화제 주입   #차압   #다상   #기공률  

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

문제 정의

  • 강내탄도에서 화포의 성능 및 내구성에 영향을 주는 핵심 요소로 점화제 주입 특성이 있으며, 본 연구에서는 점화제 주입구의 최대위치 변화에 따른 강내 탄도의 성능 해석을 수행하였다. Fig.
  • . 따라서 본 연구에서는 장진성 등에 의해 개발된 강내탄도 해석코드를 확장하여 대구경 화포에 대해서 실제 화포에서 주로 쓰이는 7공형 추진제를 사용하여 점화제 주입에 따른 강내탄도 성능해석을 수행하였고 그 결과 강내 차압의 변동 감소를 통해 화포의 안정성을 향상시킬 수 있는 점화제 주입 방법을 제시하였다.

가설 설정

  • 해석에 사용된 7공형 추진제의 형상 Data는 Table 1과 같다. 또한 추진제 내부의 Perforation 사이의 거리를 뜻하는 Web size는 일정하다고 가정하였다. 해석 초기조건은 Table 2와 같다.
  • 4는 점화제 주입구의 최대위치를 나타내며 점화제 주입구의 최대 위치는 Breech(포미)에서부터 Base(탄저)까지 각각 전체 약실 길이의 100%, 50%, 10%에 위치하도록 하였다. 점화제는 점화제 주입구 전체에서 주입되며 약 0.099kg의 점화제가 주입된다고 가정하였다. 같은 양의 점화제를 주입구 전체에서 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
7공형 추진제를 이용하여 약실 내 점화제 주입구 길이를 다르게 나누어 점화제 주입 특성에 따른 강내탄도 성능해석을 수행한 결과와 결론은 어떠한가? 7공형 추진제를 이용하여 약실 내 점화제 주입구 길이를 전체 약실 길이의 100%, 50%, 10%로 나누어 점화제 주입 특성에 따른 강내탄도 성능해석을 수행하였다. 점화제가 약실 전체에 걸쳐 균일하게 주입되는 경우 강내 압력이 균일하게 상승하여 강내 압력파가 생성되지 않아 압력진동이 발생하지 않았다. 하지만, 점화제가 약실 일부분에서 주입되는 경우에는 강내 압력이 국부적으로 상승하여서 압력파가 생성되고 이로 인해 압력진동 및 Breech와 Base 압력의 역전에 의해 마이너스(-) 차압이 발생하였다. 강내 차압이 마이너스(-) 값을 가지거나 변동의 폭이 증가하는 경우 화포의 성능 및 내구성에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 높아진다. 따라서 본 연구에서 가정한 점화제 주입 조건하에서는 점화제 주입구의 위치를 최대한 약실 전체에 분포시켜 점화제를 균일하게 주입시키는 것이 화포의 안정성 향상에 유리하다는 결론을 내릴 수 있었다. 추후에 다양한 점화제 주입 조건에 따른 강내 차압의 변동을 감소시키는 연구가 필요하다고 판단된다.
화포의 내구성 및 성능 개선, 탄약의 설계, 새로운 화포 추진제의 개발 등을 위해 필수적으로 요구되는 것은 무엇인가? 화포의 내구성 및 성능 개선, 탄약의 설계, 새로운 화포 추진제의 개발 등을 위해서는 강내탄도(Interior Ballistics) 해석 기술이 필수적으로 요구된다. 수 msec 동안 내부 압력의 변동이 수천기압에 달하는 강내탄도의 특성상 실험을 통한 연구·개발에는 한계가 있으므로 전산해석을 통한 강내탄도 성능 연구·개발이 동반된다[1].
화포의 안정적인 운용을 위해 필요한 것은 무엇인가? 특히, 점화제 주입 위치에 따라 강내 압력이 국부적으로 상승하여 압력파가 생성되고 이로 인해 Breech와 Base의 차압 변동이 심해지며, 차압이 마이너스(-) 값이 나타나는 현상이 발생하면, 약실 내 압력진동이 증폭되어 포신에 허용 응력 이상의 힘이 가해져서 포신에 금이 가거나 포신이 깨지는 등 화포의 성능 및 내구성에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 높아지는 것으로 알려져 있다[2]. 따라서 안정적인 화포의 운용을 위해서는 강내 차압의 변동 감소 연구가 필요하다.
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참고문헌 (7)

  1. Paul S. Gough, "Initial Development of Core Module of Next Generation Interior Ballistic Model NGEN", ARL-CR-234, 1995. 

  2. Ludwig Stiefel, Gun Propulsion Technology, America Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., pp. 75 -100, 1988. 

  3. 장진성, 외 6인, "수치해석 기법에 따른 강내탄도전산해석 코드의 안정성 향상 연구", 지상무기학회 학술대회, 2009. 

  4. 성형건, 외 4인, "강내탄도의 전산해석 기초 기법의연구", 한국추진공학회 논문집, pp. 12-20, 2008. 

  5. RONANL D. A and KURT D. F, "IBHVG2-A User's Guide", BRL-TR-2829, 1987. 

  6. Gaskell, P. H. and Lau, A. K. C., "Curvature- Compensated Convective Transport : Smart, A New Boundedness Preserving Transport Algorithm", International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 8, pp. 617-641, 1988. 

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  7. Stats, J., "Form-Function for Multi Component Propellant Charges Including Inhibited Grains and Sliver Burn", MRL-TN-371, 1975. 

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