선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이를 위하여 실제 헬기 기동을 모의하기 위한 헬기 시뮬레이터가 필요하며, 헬기 시뮬레이터는 헬기가 기동하는 동안 헬기의 위치, 자세(Pitch, Roll, Yaw), 고도, 속도, 가속도 등의 헬기 기동에 필수적인 데이터를 추출할 수 있어야 한다. 이렇게 추출된 데이터는 무장 시스템에서 전달받아 무장발사와 관련된 절차를 수행하기 위한 기초자료로 제공된다. 또한, 한반도 작전지역을 고려할 수 있도록 산악지형 또는 평야와 같은 외부환경이 제공되어야 하며, 운용자는 실제 외부환경을 보며 헬기 시뮬레이터를 이용하여 헬기를 기동하게 된다.
제안 방법
- 개발된 가상의 무장 시스템을 이용하여 임무 모의부터 항공기 기동 및 무장 발사까지 단계별로 모의하였으며, 이를 위하여 Fig. 10과 같은 모의 시나리오를 구성하였다.
- 공격헬기의 운용환경을 분석하여 가상 사격 통제 시스템을 설계 및 구현하였다. 공격헬기에 탑재할 수 있는 무장(헬파이어, 토우, 로켓 및 기총)의 운용 개념을 분석하여 요구사항을 도출하고, 이를 바탕으로 무장페이지를 구현하였으며, 또한 가상 사격 통제 시스템의 기능은 조종사 임무 시나리오를 통해 점검하였다.
- 공격헬기의 운용환경을 분석하여 가상 사격 통제 시스템을 설계 및 구현하였다. 공격헬기에 탑재할 수 있는 무장(헬파이어, 토우, 로켓 및 기총)의 운용 개념을 분석하여 요구사항을 도출하고, 이를 바탕으로 무장페이지를 구현하였으며, 또한 가상 사격 통제 시스템의 기능은 조종사 임무 시나리오를 통해 점검하였다.
- 비행 시뮬레이터는 자 항공기의 모의 데이터를 생성하고, 이를 타 부체계에 전송하는 장비로서 자 항공기의 비행을 3차원 영상으로 시현한다. 또한, 비행 모의 소프트웨어에서 자 항공기 위치, 고도, 자세(Pitch, Roll, Yaw), (각)속도, (각)가속도 데이터를 추출하여 임무컴퓨터에 실시간 전송한다.
- 일반적으로 임무를 수행 전에 운용자는 임무계획시스템에서 비행 전 임무시나리오를 포함한 임무계획을 수립하며, 임무계획 수립을 위하여 임무계획 기본정보(임무계획명, 출발지정보, 비행체 식별자, 임무번호, 기상정보, 무장장착정보, 초기 항공기 연료량), 임무계획 경로정보(경로점), 임무계획 전술정보(적 위협 정보, 표적 정보, 아군 정보) 등을 입력하여 임무계획파일을 생성한다. 또한, 임무계획 전 구간에 대한 임무 모의 파일을 생성하여 3차원 영상에 모의한다. 임무 모의 환경의 경우, 재생/일시 정지/특정시점 재생/뒤로 감기 등의 편의 기능이 제공되며, 비행체 및 위협정보에 대한 시현 여부 선택도 가능해야 한다.
- 마지막으로 개발된 가상 사격 통제 시스템과 기존에 한국 군에서 운용 중인 AH-1S 코브라 공격헬기의 발사절차를 아래와 같이 비교분석하였다[5].
- 앞장에서 도출된 요구사항을 바탕으로 공격헬기의 Side by Side 운용을 고려하여 가상 사격 통제 시스템을 설계하였다. 본 가상 사격 통제 시스템에서는 각 무장의 특성에 따른 무장 운용에 주안점을 두고 설계를 수행하였으며, 비선형 특성을 가지는 무장조준 알고리즘은 본 연구에서는 고려하지 않았다.
- 본 논문에서는 이러한 공격헬기 기초 연구를 위해 모의 환경을 이용한 시스템 개발기법인 SBD(Simulation Based Development)를 적용하여 공격헬기 운용 환경을 고려한 가상 사격 통제 시스템(VFCS : Virtual Fire Control System)을 개발하였으며, 먼저 공격헬기의 운용 환경, 임무 및 탑재 무장 분석에 기초하여 각각의 고려사항에 부합하는 요구사항을 도출하였으며, 그 결과를 바탕으로 가상 통제 시스템의 설계 결과 및 구현하였다.
- 본 장에서는 가상 사격 통제 시스템을 개발하기 위하여 아래 Fig. 1과 같은 사격 통제 개발 절차를 적용하였으며, 특히 헬기 운용환경, 헬기 임무, 탑재 무장 및 무장별 무장통제화면 등의 고려사항에 대한 분석을 통하여 각 고려사항에 따른 요구사항을 도출하였다. 이를 통하여 3장에서 가상 사격 통제 시스템을 설계하였다.
- 시스템에 전원이 인가되면 시동 상태로 진입해야하고 운용 상태로 전환되기 전에 자체진단 기능을 수행하여 부시스템 간의 통신이 가능한지를 확인한다. 또한, 필요한 소프트웨어를 자동으로 시작한다.
- 앞장에서 도출된 요구사항을 바탕으로 공격헬기의 Side by Side 운용을 고려하여 가상 사격 통제 시스템을 설계하였다. 본 가상 사격 통제 시스템에서는 각 무장의 특성에 따른 무장 운용에 주안점을 두고 설계를 수행하였으며, 비선형 특성을 가지는 무장조준 알고리즘은 본 연구에서는 고려하지 않았다.
- 먼저 임무계획 시스템에서 임무 모의 파일 생성후, 이를 임무컴퓨터로 로드하고 추가로 무장 모의기에서 항공기의 무장 설정 후, 무장관리컴퓨터로 무장정보를 로드함으로써, 임무 수행에 필요한 기본 설정을 완료한다. 이후 비행 시뮬레이터를 이용하여 항공기를 작전 지역에서 기동하면서 임무계획 시스템에서 설정한 표적 정보를 3차원 영상 및 표적 획득 지시 장비 모의기를 이용하여 확인 후, 시현기에서 적절한 무장을 선택 후에 무장 발사를 수행한다. 표적 파괴 결과를 3차원 영상 및 표적 획득 지시 장비 획득 영상을 이용하여 확인한다.
- 이후 비행 시뮬레이터를 이용하여 항공기를 작전 지역에서 기동하면서 임무계획 시스템에서 설정한 표적 정보를 3차원 영상 및 표적 획득 지시 장비 모의기를 이용하여 확인 후, 시현기에서 적절한 무장을 선택 후에 무장 발사를 수행한다. 표적 파괴 결과를 3차원 영상 및 표적 획득 지시 장비 획득 영상을 이용하여 확인한다. 임무 완료 후에는 임무계획 시스템에서 비행결과 데이터를 이용하여 디브리핑을 수행하는 것으로 모의 시나리오를 구성한다.
- 무장관리컴퓨터는 임무컴퓨터로 부터 센서 변경 요청을 수신하면 요청된 센서(DTV(Day Television), FLIR(Forward Looking Infra-Red))를 선택하며 또한, 임무컴퓨터를 통해서 표적 획득에 사용할 소스(Acquisition Source) 변경 요청을 수신하면 요청된 소스를 표적 획득 소스로 변경해야 한다. 표적 획득에 사용할 소스는 FIXED, COORD, GHS, SKR, TADS 등이 있으며, 소스에 따라 FIXED 메뉴는 기체 전방에 고정하고, COORD 메뉴는 표적이나 항법데이터에, GHS 메뉴는 사수의 헬멧에, SKR 메뉴는 미사일 시커에 고정하고 마지막으로 TADS 메뉴는 표적획득지시장비를 획득 소스로 고정한다.
대상 데이터
- 로켓의 경우 2.75인치 하이드라 로켓이 공격헬기에 장착되는 가장 대표적인 비유도 무기이므로 본 설계에서는 2.75인치 하이드라 로켓을 고려하여 설계한다. 공격헬기에 장착된 로켓을 운용하기 위해서 운용자는 로켓포드의 고각모드를 설정해야 하며, 로켓포드의 고각모드는 일반(Normal)모드와 고정(Fixed)모드로 분류된다.
- 획득 소스 선택 페이지 상의 획득 소스로는 GHS(사수 헬멧), TADS(표적 획득 지시 장비), SKR(미사일 시커), COORD(특정 표적 또는 특정 경로점의 위치) 및 FXD(전방 고정) 등을 선택할 수 있다. 이 외에 헬파이어, 토우, 로켓 및 기총에 대하여 각 페이지별 무장 특성을 고려하여 시현페이지를 시현한다.
후속연구
- 추가적으로 향후에는 본 연구에서 고려하지 않은 무장 조준 알고리즘에 대한 연구가 진행될 필요성이 있다. 또한 유도 미사일과 같은 무장 자체의 탄도알고리즘이 차기 연구 대상이 되어야 할 것으로 판단된다.
- 하지만 가상 사격 통제 시스템의 경우 부착된 시현기의 무장통제페이지를 통하여 무장 선택 및 발사를 위한 각종 정보를 입력하도록 되어 있기 때문에 발사절차를 효율적으로 개선하였다. 또한 유도로켓의 경우 기존 공격헬기에는 적용되고 있지 않지만 향후 무장 적용을 고려하여 추가하였다.
- 본 연구를 통하여 개발된 임무 컴퓨터, 무장관리 컴퓨터, 무장 페이지, 임무계획 시스템, 표적 획득 지시장비 모의기, 무장 모의기, 비행 시뮬레이터는 향후 진행될 공격헬기의 사격 통제 시스템 통합 SIL(System Integration Laboratory)에 효율적으로 활용되리라 판단된다. 특히 무장 페이지는 향후 사격 통제 시스템에 적용할 무장의 선택 및 연동 설계에 도움이 되리라 예상한다.
- 추가적으로 향후에는 본 연구에서 고려하지 않은 무장 조준 알고리즘에 대한 연구가 진행될 필요성이 있다. 또한 유도 미사일과 같은 무장 자체의 탄도알고리즘이 차기 연구 대상이 되어야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구를 통하여 개발된 임무 컴퓨터, 무장관리 컴퓨터, 무장 페이지, 임무계획 시스템, 표적 획득 지시장비 모의기, 무장 모의기, 비행 시뮬레이터는 향후 진행될 공격헬기의 사격 통제 시스템 통합 SIL(System Integration Laboratory)에 효율적으로 활용되리라 판단된다. 특히 무장 페이지는 향후 사격 통제 시스템에 적용할 무장의 선택 및 연동 설계에 도움이 되리라 예상한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.