[논문]천무 발사대와 복합항법장치의 정렬절차 개선을 위한 연구

배공명; 이시호; 김성광; 강태우

doi:10.9766/kimst.2018.21.3.379

천무 발사대와 복합항법장치의 정렬절차 개선을 위한 연구
A Study on Align Process Improvement for K-MLRS Launchers and Position Navigation Unit 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.21 no.3, 2018년, pp.379 - 385

배공명 (국방기술품질원 기동화력2팀) , 이시호 (한화디펜스 광전자연구센터) , 김성광 (국방기술품질원 기동화력2팀) , 강태우 (국방기술품질원 기동화력2팀)

Abstract ▼ AI-Helper

Boresight process is to match the misalignment between PNU(Position Navigation Unit) and the reference axis of K-MLRS cage. It is important process to ensure accuracy of K-MLRS. When PNU is removed from cage in the previous alignment procedure, there is a misalignment angle with cage of K-MLRS during reassembly process. Therefore, boresight process is always need to align reference axes between PNU and K-MLRS cage. However, this study has proposed the case alignment process that it enable to correspond to reference axes between ISA (Inertial Sensor Assembly) block and PNU case. So, improved alignment procedure enables to install PNU in the reassembly process without additional boresight process.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 기존의 정렬절차를 간소화시키기 위하여 복합항법장치의 케이스와 ISA 블록간의 기준축을 일치시키는 케이스 정렬을 이용하여 항법장치와 발사 대의 정렬절차를 개선하는 공정을 제안하였다[5]. 이는 복합항법장치 교체 시에 추가 조준감사 없이 최초 조준감사에서 획득한 보상각 입력으로 복합항법장치와 발사대간의 정렬절차를 가능하게 한다(Fig.
본 연구에서는 천무 발사대와 복합항법장치의 정렬 절차 개선을 위한 연구를 수행하였다. 천무 발사대와 복합항법장치 체결시에 각각의 기준축에 대한 비정렬각이 존재하기 때문에 조준감사를 수행해야 한다.

제안 방법

3 (나)). 그리고 개선된 정렬절차의 검증을 위해서 케이스 정렬 반복시험 및 복합항법장치 탈부착 반복시험을 수행하여 성능을 확인하였다.
천무 발사대와 복합항법장치 체결시에 각각의 기준축에 대한 비정렬각이 존재하기 때문에 조준감사를 수행해야 한다. 따라서 천무 발사대의 복합항법장치의 교체시에 발사대와 케이지 간에 정렬절차 개선을 위하여 복합항 법장치 레벨에서 기준축 일치공정인 케이스정렬을 제안하였고, 자세정확도시험으로 이를 검증하였다. 케이스 정렬 후의 복합항법장치의 자세정확도는 이전과 동일하게 성능 요구조건을 만족하였고, 발사대에 복합항법장치 장착 후의 조준감사 결과에서도 요구조건을 만족하였다.
본 연구에서 제안한 복합항법장치와 발사대 간의 정렬절차 개선공정의 최종 성능확인을 위하여 최초 조준 감사 값으로 반복 정렬절차를 수행하였다. 시제 1, 2에대하여 탈부착 시험을 하였고, 탈부착 순서는 시제1 → 시제2 → 시제1→ 시제2의 순으로 총 4회 실시하였다.
비정렬각 보상행렬은 Fig. 5와 같이 케이스 기준으로 진북을 향해 정렬되어 있는 2축 레이트 테이블(Rate Table, Acutronics)을 이용하여 자세보상시험을 실시하여 구한다. 자세보상시험은 롤, 피치, 요 테스트로 구성된다.
시제 1, 2에대하여 탈부착 시험을 하였고, 탈부착 순서는 시제1 → 시제2 → 시제1→ 시제2의 순으로 총 4회 실시하였다.
행(N)은 테스트 횟수이고 열(3)은 롤, 피치, 요로 구성된다. 요 테스트 13회, 롤 테스트 10회, 피치 테스트 18회로 총 31회의 시험을 수행한다. 이를 케이스정렬 알고리즘(식 (1)~(4))에 입력하여 최소자승법(Least square method)으로 케이스와 ISA 블록 사이의 비정렬 각을 추출한다.
이어서 케이스정렬이 적용된 복합항법장치가 최초 조준감사에서 획득된 값을 이용하여 복합항법장치의 교체가 가능한 것을 복합항법장치의 탈거 및 부착 반복시험으로 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 케이스정렬 공정으로 천무 발사대의 복합항법장치의 교체 시에 정렬절차가 개선되는 것을 확인하였다.
복합항법장치 케이 스의 자세데이터는 복합항법장치 출력 값으로 확인 가능하였고, 발사대 케이지의 자세데이터는 측정장비로 획득하였다. 이와 같은 데이터를 이용하여 조준감사 알고리즘으로 조준감사 값을 구하여 복합항법장치 케이스와 발사대 케이지간의 기준축을 일치시켰다. 조준감사 후에 시제 1, 2를 발사대에 장착하고 측정장비와 복합항법장치의 자세데이터를 비교하여 조준감사 검증을 실시하였다.
제안한 천무 발사대 복합항법장치 정렬절차 개선의 검증을 위한 시험을 실시하였다. 먼저 복합항법장치의 정적, 동적 시험을 통하여 복합항법장치의 자체 성능을 확인하였고, 케이스 정렬을 수행한 이후에 조준감사를 실시하여 제안한 발사대 복합항법장치 정렬절차 개선 검증을 실시하여, 간소화를 위한 케이스 정렬의 유효성을 확인하였다.
이와 같은 데이터를 이용하여 조준감사 알고리즘으로 조준감사 값을 구하여 복합항법장치 케이스와 발사대 케이지간의 기준축을 일치시켰다. 조준감사 후에 시제 1, 2를 발사대에 장착하고 측정장비와 복합항법장치의 자세데이터를 비교하여 조준감사 검증을 실시하였다. 각각의 자세데이터는 Table 5과 같이 요구조건을 만족하였고, 요구조건의 4~38 % 수준을 나타내었다.
케이스 정렬을 위한 보상각은 31회의 자세측정데이터(롤, 피치, 요)를 획득하여 케이스 정렬 알고리즘으로 구하였다. Table 1는 시제 1, 2에 대한 케이스 정렬 보상각 획득 결과이다.

데이터처리

제안한 천무 발사대 복합항법장치 정렬절차 개선의 검증을 위한 시험을 실시하였다. 먼저 복합항법장치의 정적, 동적 시험을 통하여 복합항법장치의 자체 성능을 확인하였고, 케이스 정렬을 수행한 이후에 조준감사를 실시하여 제안한 발사대 복합항법장치 정렬절차 개선 검증을 실시하여, 간소화를 위한 케이스 정렬의 유효성을 확인하였다.

성능/효과

또한 케이스 정렬용 시험치구 정확도를 확인 하기 위해 복합항법장치 탈거 후 재장착하여서 자세 데이터를 획득하였고, 이 또한 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다(Table 3). 따라서 본 연구에서 제안한 케이스 정렬은 복합항법장치가 ISA 블록이 아닌 케이 스라는 동일한 기준축으로 자세데이터를 출력하게 하는 것을 알 수 있다.
이어서 케이스정렬이 적용된 복합항법장치가 최초 조준감사에서 획득된 값을 이용하여 복합항법장치의 교체가 가능한 것을 복합항법장치의 탈거 및 부착 반복시험으로 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 케이스정렬 공정으로 천무 발사대의 복합항법장치의 교체 시에 정렬절차가 개선되는 것을 확인하였다. 그러므로 최초 조준감사에서 획득된 발사대와 복합항법 장치 간에 보상각만 각인해 놓으면, 야전운용부대에서 고가의 측정 장비 없이 손쉽게 복합항법장치의 탈부 착이 가능하다.
그러므로 발사대에 복합항법장치를 케이스 기준으로 장착하게 되면 모든 복합항법장치는 동일한 기준축으로 자세를 출력할 수 있게 된다. 따라서 제안한 공정은 복합항법 장치 교체시에 최초 조준감사에서 획득된 값으로 추가 조준감사 없이 교체가 가능하게 한다.
그러나 케이스 정렬으로 복합항법장치의 케이스 기준 축으로 일치시킨 후에 자세 정확도 시험결과에서는 Table 2과 같이 성능 요구조건을 만족하는 것을 확인 하였다. 또한 케이스 정렬용 시험치구 정확도를 확인 하기 위해 복합항법장치 탈거 후 재장착하여서 자세 데이터를 획득하였고, 이 또한 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다(Table 3). 따라서 본 연구에서 제안한 케이스 정렬은 복합항법장치가 ISA 블록이 아닌 케이 스라는 동일한 기준축으로 자세데이터를 출력하게 하는 것을 알 수 있다.
따라서 천무 발사대의 복합항법장치의 교체시에 발사대와 케이지 간에 정렬절차 개선을 위하여 복합항 법장치 레벨에서 기준축 일치공정인 케이스정렬을 제안하였고, 자세정확도시험으로 이를 검증하였다. 케이스 정렬 후의 복합항법장치의 자세정확도는 이전과 동일하게 성능 요구조건을 만족하였고, 발사대에 복합항법장치 장착 후의 조준감사 결과에서도 요구조건을 만족하였다.

후속연구

이는 소요군에서 조준감사 없이 항법 장치의 교체가 가능하기 때문에 신속한 사격태세 준비가 가능하게 한다. 그러므로 소요군의 운용 유지능력 향상 및 작전수행 능력에 크게 기여할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천무 발사대는 무엇인가?	천무 발사대(230 mm급 다련장)는 최첨단 정밀타격 화력장비로 동시에 여러 발의 로켓탄을 발사하여 밀집된 표적을 제압하는 다용도의 포병 무기체계이다.
	신속한 사격태세 준비가 가능한 이유는?	그러므로 최초 조준감사에서 획득된 발사대와 복합항법 장치 간에 보상각만 각인해 놓으면, 야전운용부대에서 고가의 측정 장비 없이 손쉽게 복합항법장치의 탈부 착이 가능하다. 이는 소요군에서 조준감사 없이 항법 장치의 교체가 가능하기 때문에 신속한 사격태세 준비가 가능하게 한다. 그러므로 소요군의 운용 유지능력 향상 및 작전수행 능력에 크게 기여할 것으로 판단된다.
	케이스 정렬는 어떤 축으로 정렬시키는가?	4의 (나)와 같이 두 축 사이의 비정렬각을 ISA 블록과 케이스의 기준축을 일치시키는 것이다. 이는 복합항법장치의 자세출력을 케이스라는 가상의 기준축으로 정렬시키게 된다. 그러므로 발사대에 복합항법장치를 케이스 기준으로 장착하게 되면 모든 복합항법장치는 동일한 기준축으로 자세를 출력할 수 있게 된다.

참고문헌 (5)

M. Kim, D. Jung, H. Jang and K. Min, “Series- Type Hybrid Electric Bus Fuel Economy Increase with Optimal Component Sizing and Real-Time Control Strategy,” Trans. Korean Society Mechanical Engineers, Vol. 37, No. 3, pp. 307-312, 2013.

원문보기 상세보기
H. Lee, J. Kim, "A Study on Friction Noise Reduction of Elevation Clutch in the Multiple Launcher Rocket System", Vol. 18, pp. 813-818, 2016.

상세보기
D. T. Titterton and J. L. Weston, Stratpdown Inertial Navigation Technology, Peter Peregrinus Ltd., 1997
K. R. Britting, Inertial Navigation Systems Analysis, John Wiley & Sons, Inc., 1971.
S. Lee, G. Bae, S. Kim, H. Lee, A Study on Align Process Simplification for K-MLRS INS, KIMST Annual Conference Proceedings. pp. 921-922, 2016.

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].

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