$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

알루미늄 2024 표적에 대한 HE 탄두 파편의 관통 특성 연구
A Study on the Penetration Characteristics of a Steel Fragment Impacting on the Target Plate of Aluminum 2024 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.46 no.3, 2018년, pp.257 - 268  

김득수 (Department of Basic Science, Korea Air Force Academy) ,  강순부 (Department of Basic Science, Korea Air Force Academy) ,  정대한 (Department of Mechanical Engineering, Korea Air Force Academy) ,  정영진 (Department of Aeronautical Science, Jungwon University) ,  박용헌 (Department of Aeronautical Science, Jungwon University) ,  박세권 (Department of Aeronautical Science, Jungwon University) ,  황창수 (Department of Aeronautical Science, Jungwon University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문은 한국형 전투기 개발 시 적의 위협에 대한 취약성 분석을 위해 요구되는 고속 관통자가 표적을 관통하는 기구에 대해 수치 해석적으로 연구한 결과이다. 표적은 1 mm~6.3 mm 두께를 갖는 준 무한평면의 알루미늄(Aluminum) 2024 재질을 고려하였다. 관통자는 반구형 노즈 형상을 갖는 강(steel) 재질로, 입사속도는 350~3353 m/s까지, 질량은 0.32~16 g까지 갖는 것으로 고려하였다. 수치해석을 위해 사용된 실 사격 데이터는 THOR 방정식으로부터 추정하여 유추하였다. 수치해석 결과 표적을 관통하는 과정에서 관통자의 탄도한계속도는 관통자의 질량에 대한 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 형식화(closed form of formalization) 하였다. 관통 후 잔류속도 및 잔류질량은 표적의 두께와 관통자의 질량 및 입사속도에 의존된 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 각각 형식화하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We have studied the damage mechanism of a metallic thin plate by the highly energetic fragments generated from high explosive(HE) warhead. The penetration process has presumed that the velocity of a fragment is in the range of 350 m/s to 3353 m/s, the thickness of Aluminum 2024 target plate is in th...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • Backman와 Goldsmith는 관통과정에서 발생되는 세 가지 저항력과 관련된 계수들에 대하여 A 는 유체역학적 항력(drag force) 계수, B는 마찰력 계수(frictional force), C는 저항력(resistance force) 계수로 정의하였다[23]. 본 연구에서는 관통깊이를 계산하기 위하여 관통자가 준 무한평면 표적으로 입사하는 과정에서 감속 저항력을 갖는 경우에 대하여 해석적 방법을 다음과 같이 유도 하였다. 표적 속으로 입사된 관통자의 침투깊이 S에 대하여 적분형 관통방정식은 다음과 같다.
  • 이와 같이 개발 대상무기체계의 취약성 평가가 용이하지 않는 이유는 위협무기로부터 생성된 고속 파편이 개발 무기의 핵심표적으로 관통하는 과정에서 발생되는 핵심부품의 손상 정도, 손상된 정도가 핵심부 품의 기능상실로의 전이, 핵심부품의 기능상실이 개발 대상 무기의 임무상실로의 전이 등에 대한 일련의 과정에 대한 복잡성에 기인하기 때문이다. 이러한 복잡성을 이해하기 위해 본 연구에서는 항공기 취약성과 연관하여 고속 파편이 항공기 핵심부품을 피격하는 경우 파편이 핵심부품을 관통하는 과정에서 발생되는 관통확률을 추정하기 위해 관통기구에 대한 이론적 해석을 시도하였다. 관통과정의 복잡성의 1차적인 원인은 고폭의 위협무기가 항공기 근방에서 폭발하는 경우 발생되는 파편들의 형상, 질량 및 속도, 및 경도 등의 분산에 의한 측면과, 분산된 파편들이 핵심표적으로 관통하는 과정에서 표적으로 입사하는 각도, 표적의 두께, 표적의 재질, 표적과 표적사이의 이격거리 등에 기인하기 때문이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고폭탄의 특징은 무엇인가? 임무 중인 전투기에 피해를 주는 다양한 종류의 위협이 있지만 그 중에서 가장 큰 피해를 주는 위협은 고폭탄(HE탄)이다. 고폭탄은 임무 중인 전투기 근접에서 폭발하게 되며, 폭발 후발생된 수천 개의 고속 파편들은 항공기 핵심 구성품들을 동시 다발적으로 관통하여 심각한 손상을 가하여 임무수행을 불가능하게 하는 치명적인 위협이 된다. 고속의 파편들이 연료계통, 조종계통 및 전장계통 등의 핵심 구성품들을 손상시켜 전투기가 임무수행을 할 수 없게 되는 과정에 대한 이해는 항공기의 생존성 및 취약성 평가에서 결정적인 역할을 한다.
항공기의 취약성을 평가하기 위한 M&S (Modeling & Simulation) 도구는 무엇을 근간으로 하는가? 항공기의 취약성을 평가하기 위한 M&S (Modeling & Simulation) 도구는 실사격시험 (Live Fire Test)을 통해 획득된 데이터로부터 유도된 경험식(Empirical equation)을 토대로 하거나 또는 이론적 수치해석 방법을 근간으로 하고 있다. 
항공기의 취약성 평가에 주요변수에 대한 확률적 해석이 요구되는 이유는 무엇인가? 위협무기에 대한 취약성 평가는 고폭탄의 폭발로 형성되는 탄두들의 질량 및 속도에 대한 분산 발생, 표적을 관통하는 기구에 대한 해석 과정에서 miss distance error에 대한 분산, 충돌과정에서 재료의 물성 변화에 따른 해석 오차에 의한 분산 등 복합적인 오차 발생이 가능하여 보편적이고 일반화되는 관통과정에 대한 해석을 정립하는 것이 용이하지 않다. 따라서 무협무기에 대하여 임무중인 항공기의 취약성 평가는 고속파편의 질량, 속도, 투영면적, 길이, 입사각, 재질 및 경도 등과 표적의 두께, 재질 및 경도 등의 주요 변수에 대하여 항공기의 피격확률, 취약확률 및 생존확률 등 통계 처리를 통한 확률적인 해석이 요구된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (29)

  1. JTCG/ME, Penetration Equations Handbook for Kinetic-Energy Penetration(U), Joint Technical Coordinating Group for Munitions Effective(Anti-Air), JTCG/ME-77-16, 1985. 

  2. Federal Aviation Administration(FAA), Advanced Aircraft Material-Engine Debris Penetration Testing. Office of Aviation Research and Development. Washington, D.C., 2005. 

  3. Kim, K. S., and Lee, J. H., "Vulnerability Assessment Procedure for the Warship Including the Effect of Shotline and Penetration of Fragments," Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 49, No. 3, 2012, pp. 254-263. 

  4. U. S. Army Test and Evaluation Command Test Operations Procedure, "Ballistic Tests of armor Materials," Report No. TOP 2-2-710, U. S. Army Aberdeen Proving Ground(STEAP-MT-M) Aberdeen Proving Ground, MD. 21005, April 6, 1977. 

  5. Mascianica, F. S., "Ballistic Technology of Lightweight Armor materials (U)," Army Materials Research Agency, Watertown, Mass., AMRA MS 74-07, Sep. 2004. 

  6. Gabi Ben-Dor, Anatoly Dubinsky, and Tov Elperin, "High-Speed Penetration Dynamics," World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore, 2013. 

  7. Recht R. F., "Chapter 7 - High Velocity Impact Dynamics: Analytical Modeling and Plate Penetration Dynamics," John Wiley & Sons, Inc., 1990, pp. 443-514. 

  8. Allen, W. A., Mayfield, E. B., and Morrison, H. L., "Dynamics of a projectile Penetrating Sand," Journal of Applied Physics, Vol. 28, No. 3, 1957. 

  9. Recht, R. F., and Finnegan, S. A., "Penetration Equations for Tungsten Fragments," Denver Research Institute, Denver, CO. NWC TP 6788, Naval Weapons Center, China Lake, CA, May 1986. 

  10. Ipson, T. W., and Recht, R. F., "Ballistic Perforation by Fragments of Arbitrary Shape," Denver Research Institute, NWC TP 5972, Naval Weapons Center, China Lake, CA, May 1986. 

  11. Jung, K. J., "A Study on Survivability of Combat Aircraft in Conceptual Design," Journal of The Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, Vol. 26, No. 7, 1998, pp. 153-160. 

  12. Yang, J. S., Lee K. T., and Myeong, H. S., "The Advanced Study of GUI Based Software SACSA for the Aircraft Combat Survivability Analysis and Aircraft/Ground-based Threat Database," Proceeding of The Korean Society for Aeronautical & Space Sciences 2012 Conference, 2012, pp. 824-829. 

  13. Kim, J. H., Yang, J. S., Kim, S. H., and Lee, K. T., "The Study of Improved GUI Based Integrated Software for the Aircraft Combat Survivability Analysis," Proceeding of The Korean Society for Aeronautical & Space Sciences 2012 Conference, 2012, pp. 1878-1883. 

  14. Kim, K. S., Lee, J. H., Son, and Hwang, S. Y., "Simplified Vulnerability Assessment Procedure for the Warship Based on the Vulnerable Area Approach," Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 48, No. 5, 2011, pp. 404-413. 

  15. Kim, K. S., Lee, J. H., Son, G. J., and Jeon, J. I., "A study of the procedure for integrated survivability assessment," Society of CAD/CAM Engineers 2012 Conference, 2012, pp. 824-840. 

  16. Kim, H. S., "Development of Design & Analysis Technology for Total Ship Survivability Enhancement," Korea Institute of Machinery & Materials, 2012. 

  17. Khoda-rahmia, H., Fallahib A., and Liaghatc, G. H., "Incremental deformation and penetration analysis of deformable projectile into semi-infinite target," International Journal of Solids and Structures, Vol. 43, Issues 3-4, Feb. 2006, pp. 569-582. 

  18. Alekseevskii, V. P., "Penetration of a rod into a target at high velocity. In Combustion, Explosion and Shock Waves 2," Faraday Press, New york, USA, 1966. 

  19. Tate, A., "A theory for the deceleration of long rods after impact," J. Mech. Phys. Solids, Vol. 15, 1967, pp. 387-399. 

  20. Project THOR Technical Report No. 47, The Johns Hopkins University, Institute for Cooperative Research, Ballistic Analysis Laboratory, Baltimore, MD., 1961 

  21. Arthur J. Dzimian, "The Penetration of Steel Sphere into Tissue Models," U. S. Army, Chemical Warfare Laboratories, Technical Report, CWLR 2226, Aug. 1956. 

  22. George W. Stone, Security and Survivability Department, 5822, Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico 87185. 

  23. Backman, M. E., and Goldsmith, W., "The Mechanics of Penetration of Projectiles Into Targets," Int. J. Eng. Sci. Vol. 16, Issue 1, 1978, pp. 1-99. 

  24. Project THOR Technical Report No. 51, The Johns Hopkins University, Institute for Cooperative Research, Ballistic Analysis Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD., 1963. 

  25. Zook, J., "An Analytical Model of Kinetic Energy Projectile/Fragment Penetration," BRL MR 2797, 1977. 

  26. James Dehn, TECHNICAL REPORT ARBRL-TR-02188, Particle Dynamics of Target Penetration, Sep. 1979. 

  27. Holloway, C. L., Danish, M. B., and Matts., J. A., "Penetration Relations for Tungsten Alloy Fragments versus Selected Target Materials," ARBRL-TR-02087, 1978. 

  28. DOE/TIC-11268, "A manual for the prediction of blast and fragment loadings on structures," U. S. Department of Energy, 1981 

  29. Dusenberry, D. O., "Handbook for Blast Resistant Design of Buildings," J. Wiley & Sons, Hoboken, NJ, 2010. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로