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
- 기존의 방호개념은 항공탄의 지근탄 개념이었으나, 접적지역의 경우 개전 초 무경고하 타격, 즉 포병탄의 직격 위험에 대비 방호개념이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 포병 직격탄으로부터 방호 가능한 접적지역 대피소의 방호수준을 판단하였다. 이를 위하여 접적지역에서의 가장 큰 위협이 되는 북한군 포병제원을 러시아군 포병화기 제원을 통해 간접적으로 파악하였다.
- 군사보안을 준수하기 위하여 본 연구에서 사용된 북한군 위협은 인터넷 등을 통해 일반적으로 공개된 구 소련사(여)단급 편제포병을 활용하였다. 또한 위협에 따른 대피소 방호수준은 현 한국군의 방호 기준 및 실태와는 무관함을 밝히는 바이다.
- 이 연구에서는 전쟁 초기 북한군의 갑작스런 포병사격으로부터 접적지역 전투원 및 장비 등의 전투력 보호를 위한 대피소 방호수준을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 기하형상 모델링 후, 철근 및 콘크리트 물성치를 WORKBENCH를 활용하여 반영하였다. 아울러, 폭발구 형상 및 응력전달 양상을 가장 잘 반영하는 Bibiana M.
- 이를 토대로 콘크리트 자중 및 상재토압에 대한 하중조합은 극한하중설계법에 따라 Table 5와 같이 적용하였다. 또한, 해석에서 국방 ․ 군사시설기준 상의 표준 콘크리트 압축강도 fck = 24 MPa, 철근의 항복응력 fy = 350 Pa를 적용하였으며, 지반경계조건은 고정단, 유한요소처리는 콘크리트는 솔리드로, 철근은 빔 요소로 처리하였다.
- 먼저 기하형상 모델링을 진행하였다. 이후 철저한 도면 분석 후, 도면 치수 및 형상에 따라 콘크리트 및 뒷채움 흙에 대한 3D 모델링도 병행하였다.
- 접적시설 방호성능 향상을 위한 가장 현실적인 보수 ․ 보강 방안은 복토이다. 방호력 보강을 위해 복토 두께 증대시 상재토사하중으로부터 구조물의 안전여부를 구조계산을 통해 확인하였다. 구조계산을 위하여 Midas FEA 해석 프로그램을 사용하였다.
- 참고로, 지상폭발의 경우는 탄두신관에 의해 복토면에서 폭발하므로 복토두께가 구조체로부터의 이격거리를 의미하며, 탄저신관의 경우 약탄체 관입깊이를 고려하여 복토두께에서 30 cm를 제하였다. 복토두께보다 관입 깊이가 큰 경우는 이격거리가 없는 것으로 설정, 접촉 폭발로 계산하였다.
- 본 연구를 추진하기 위하여 우선적으로 구소련 중심의 사단급 편제포병에 대한 무기효과 분석을 통해 접적지역 대피소에 대한 현존 및 미래 위협을 간접적으로 판단하였다. 이와 함께 美 UFC 3-340-02 및 TM 5-855-1을 이용하여 대피소 방호수준을 제시하였으며, 제시된 수준을 유한요소해석을 통해 검증하였다.
- 판단된 위협에 대응가능한 대피소 방호수준을 UFC 3-340-02와 TM 5-855-1에 기초하여 계산하였다. 아울러 계산된 결과는 유한요소해석을 통해 방호성능을 충분히 갖추었는지 검증하였으며, 검증결과를 바탕으로 현장실사를 통해 접적지역 대피소의 방호수준을 판단하였다. 판단결과, 적정의 접적지역 대피소는 적정의 복토만으로 충분한 방호성능을 확보하고 있는 것으로 확인되었다.
- 이와 함께 美 UFC 3-340-02 및 TM 5-855-1을 이용하여 대피소 방호수준을 제시하였으며, 제시된 수준을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 아울러, 방호수준 미충족 시설에 대하여 복토를 통한 대피 시설의 방호성능 보강에 따른 구조적 안전성을 검증하였다.
- 기하형상 모델링 후, 철근 및 콘크리트 물성치를 WORKBENCH를 활용하여 반영하였다. 아울러, 폭발구 형상 및 응력전달 양상을 가장 잘 반영하는 Bibiana M. Luccioni의 흙 물성치를 뒷채움 흙에 반영하였다[10]. 이후, 폭풍력 전달에 다른 대기 및 지반의 경계조건을 처리하고, 구조체에 대한 유한요소 처리를 수행하였다.
- 따라서 본 연구에서는 포병 직격탄으로부터 방호 가능한 접적지역 대피소의 방호수준을 판단하였다. 이를 위하여 접적지역에서의 가장 큰 위협이 되는 북한군 포병제원을 러시아군 포병화기 제원을 통해 간접적으로 파악하였다. 판단된 위협에 대응가능한 대피소 방호수준을 UFC 3-340-02와 TM 5-855-1에 기초하여 계산하였다.
- 본 연구를 추진하기 위하여 우선적으로 구소련 중심의 사단급 편제포병에 대한 무기효과 분석을 통해 접적지역 대피소에 대한 현존 및 미래 위협을 간접적으로 판단하였다. 이와 함께 美 UFC 3-340-02 및 TM 5-855-1을 이용하여 대피소 방호수준을 제시하였으며, 제시된 수준을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 아울러, 방호수준 미충족 시설에 대하여 복토를 통한 대피 시설의 방호성능 보강에 따른 구조적 안전성을 검증하였다.
- 먼저 기하형상 모델링을 진행하였다. 이후 철저한 도면 분석 후, 도면 치수 및 형상에 따라 콘크리트 및 뒷채움 흙에 대한 3D 모델링도 병행하였다. Fig.
- Luccioni의 흙 물성치를 뒷채움 흙에 반영하였다[10]. 이후, 폭풍력 전달에 다른 대기 및 지반의 경계조건을 처리하고, 구조체에 대한 유한요소 처리를 수행하였다.
- 추가하여, 방호구조물 설계에서는 충격 및 관입효과가 주요한 무기효과 고려대상이며, 특히 직격탄의 경우 폭압 혹은 탄체의 충격에 의한 효과를 중심으로 방호두께를 산정하여 접적지역 방호시설에 대한 방호성능을 평가한다.
- 한국군에서는 접적지역의 대피소에 방호 ○급 을 적용하고 있다. 하지만, 연구의 제한사항에 밝힌 바와 같이 본 연구는 한국군의 방호기준과 관계없이 앞 장에서 일반적으로 공개된 위협분석 및 무기효과에 따른 방호 수준을 설정하였다. 방호수준 설정은 신관의 기능에 따른 지상 및 지중폭발로 구분한다.
대상 데이터
- 군사보안을 준수하기 위하여 본 연구에서 사용된 북한군 위협은 인터넷 등을 통해 일반적으로 공개된 구 소련사(여)단급 편제포병을 활용하였다. 또한 위협에 따른 대피소 방호수준은 현 한국군의 방호 기준 및 실태와는 무관함을 밝히는 바이다.
- 이 가운데 위협분석에서는 122 M 보다는 152 M 포병탄이 탄체 및 작약의 중량이 커서 구조체에 가하는 충격효과가 크다. 따라서 본 연구에서는 152 M 포병탄만을 위협수단으로 설정하였다. Table 1은 152 M 자주포에서 운용되는 포탄의 제원을 나타내고 있다.
데이터처리
- 방호력 보강을 위해 복토 두께 증대시 상재토사하중으로부터 구조물의 안전여부를 구조계산을 통해 확인하였다. 구조계산을 위하여 Midas FEA 해석 프로그램을 사용하였다. Fig.
이론/모형
- 이에 본 연구에서 상용프로그램인 AUTODYN을 사용하였다.
- 42 %이다. 철근비는 방호 시설에 관한 국내기준이 없어 해석모델의 순높이 및 벽체두께에 따른 UFC 3-340-02에서의 권고 기준을 따랐다. Fig.
- 이를 위하여 접적지역에서의 가장 큰 위협이 되는 북한군 포병제원을 러시아군 포병화기 제원을 통해 간접적으로 파악하였다. 판단된 위협에 대응가능한 대피소 방호수준을 UFC 3-340-02와 TM 5-855-1에 기초하여 계산하였다. 아울러 계산된 결과는 유한요소해석을 통해 방호성능을 충분히 갖추었는지 검증하였으며, 검증결과를 바탕으로 현장실사를 통해 접적지역 대피소의 방호수준을 판단하였다.
성능/효과
- 수치해석 결과에 따르면, 최대 지점회전각은 0.301°로 폭발조건 #1에 비해 약 2배 증가하였다.
- 4 % 이상으로 철근이 배근되어 있었음을 고려할 때 상재토사하중으로부터 대피소는 안전하다고 볼 수 있다. 아울러, 본 해석에서 100 cm 두께의 상재 토사에 여유력 있는 하중계수를 사용한 바, 실제 야전 축성시의 일반적인 토피두께에는 더욱 충분히 구조적 안전을 확보할 것으로 판단된다.
- 토피 100 cm의 상재토사하중에 대하여 철근비를 0.3 % 이상으로 철근을 배근하였을 경우는 최대인장 발생 응력이 허용인장응력 이내였으며, 최대압축 발생응력의 경우는 무근일 경우에도 허용압축 응력이내였음을 확인할 수 있었다.
- 아울러 계산된 결과는 유한요소해석을 통해 방호성능을 충분히 갖추었는지 검증하였으며, 검증결과를 바탕으로 현장실사를 통해 접적지역 대피소의 방호수준을 판단하였다. 판단결과, 적정의 접적지역 대피소는 적정의 복토만으로 충분한 방호성능을 확보하고 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과는 현 접적지역 대피소의 보수 및 보강에 활용될 수 있다.
후속연구
- 판단결과, 적정의 접적지역 대피소는 적정의 복토만으로 충분한 방호성능을 확보하고 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과는 현 접적지역 대피소의 보수 및 보강에 활용될 수 있다. 군사보안을 준수하기 위하여 북한군 포병제원의 직접적 활용 및 현 접적지역 대피소에 대한 명확한 제원 제시가 제한될 수밖에 없음을 밝힌다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.