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미사일방어체계의 교전계획 수립을 위한 요격체계의 시간성능인자 분석
Analysis on Time Performance of Intercept System for Engagement Plan of Missile Defense System 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.22 no.1, 2019년, pp.93 - 105  

홍승완 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  송진영 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  장영근 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to establish an effective engagement plan of the missile defense system, both spatial and temporal performance analysis of the intercept system should be performed. However, research on existing missile defense systems has been mainly focused on spatial performance. In this study, time perf...

주제어

#교전판단시간   #발사가능시간   #요격가능시간   #발사-확인-발사   #발사-발사-확인  

표/그림 (17)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 미사일방어체계의 구성과 운용개념을 통해 요격체계의 시간성능 산출 시 고려해야하는 인자를 소개하고, 시간적 측면에서 미사일방어체계의 성능분석을 위해 교전판단시간, 발사가능시간, 요격가능시간을 시간성능인자로 정의하였다. 그리고 미사일 방어체계의 요격과정을 통합된 타임라인으로 제시하였으며, 이를 통해 실제 전장환경과 유사한 미사일방어체계의 교전계획에 적용할 수 있는 시간성능인자를 산출하였다.
  • 본 연구에서는 적 탄도미사일과 요격미사일을 1단 탄도미사일로 모델링하였으며, 본 절에서는 1단 탄도 미사일의 궤적을 계산하기 위한 운동방정식을 소개한다.
  • 본 장에서는 미사일방어체계의 구성과 운용개념을 통해 요격체계의 시간성능인자 산출 시 고려해야하는 인자들을 소개한다.

가설 설정

  • 은 데이터 전송시간, 위협평가시간, 운용자 결정시간을 포함하며, 본 연구에서는 데이터 전송시간, 위협평가시간, 운용자 결정시간을 각각 5초[19], 3초[13], 2초[20]로 가정하여 #은 총 10초로 가정하였다. #는 교전계획 수립시간과 데이터 전송시간을 포함하며, 각각 5초[19]로 가정하여 #는 10초로 추정하였다.
  • AN/SPY-1D 이지스 레이더를 탑재한 세종대왕 함의 탐지 및 식별 사례를 바탕으로 조기경보레이더의 탐지시간을 50초, 식별 및 추적시간을 44초로 가정하여 ΔtD.E를 94초로 가정하였다[18] .
  • 3333px;">Launch.Delay를 각각 10초 및 3초로 가정하였다.
  • RCS는 동일한 형상을 가진 표적일지라도 레이더의 관측각에 영향을 받으며, 레이더의 관측각은 레이더의 배치 위치나 표적이 비행함에 따라 변화할 수 있으나[16], 본 연구에서는 RCS가 일정하다고 가정하였다.
  • . SAM1은 목표방어지점에서 원거리에 배치되어 방어하는 지역 방어체계를 가정하였으며, SAM2와 SAM3는 목표방어 지점 인근에 배치되어 방어하는 점방어체계를 가정하였다. Fig.
  • [5]은 시간을 Stage로 나누어 동적 WTA 문제에 적용하였으며, Lee[6]와 Jang et al. [1]은 등속운동하는 적 탄도미사일을 가정하여 Time Window로서 적용하였다. 그러나 선행연구들은 통합체계인 미사일방어체계의 운용개념이 고려되지 않았으며, 단순화된 발사시간과 요격시간 등을 적용하여 실제 전장환경에 적용하기 제한적인 한계가 있다.
  • 02 m2로 가정하였다. 노동미사일의 경우 최대사거리가 1,300 km이나 종심이 짧은 한반도의 특성상 추진제 Cut-off 방법을 사용하여 사거리 조절을 통해 거리가 약 430 km인 서울을 공격하는 것으로 가정하였다.
  • 따라서 지휘통제체계로부터 요격체계까지 총 소요되는 네트워크시간(ΔtN)은 20초로 가정하였다.
  • 요격체계 레이더는 적 탄도미사일을 탐지하는 것뿐만 아니라 발사된 요격미사일을 유도하거나 요격시도 후 요격평가를 위해 계속하여 적 탄도미사일을 추적한다. 본 연구에서는 이러한 상황을 고려하여 레이더는 탄도미사일이 탄착하는 시간까지 추적할 수 있다고 가정하였다.
  • 본 장에서는 4장에서 정립한 미사일방어체계의 타임라인 분석 알고리즘의 검증을 위해 가상시나리오를 수립하고 시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구에서는 한국의 전시상황을 가정하여 노동미사일이 북한 영저리에서 한국의 서울을 공격하는 것을 가정하였으며 미사일방어체계의 교전계획 수립 시 발사-발사-확인(SSL : Shoot-Shoot-Look), 발사-확인-발사(SLS : Shoot-LookShoot)와 같은 다양한 요격전술의 가능성을 분석하기 위해 세 가지의 요격체계(SAM1, SAM2, SAM3)를 가정하였다.
  • . 추진체가 분리되었을 때의 일반적인 RCS의 범위는 0.1~0.01 m2 이며[16] , 본 연구에서는 노동미사일의 탄두 분리를 고려하여 0.02 m2로 가정하였다. 노동미사일의 경우 최대사거리가 1,300 km이나 종심이 짧은 한반도의 특성상 추진제 Cut-off 방법을 사용하여 사거리 조절을 통해 거리가 약 430 km인 서울을 공격하는 것으로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
요격체계의 성능분석에서 공간적 측면, 시간적 측면의 성능 분석은 대표적으로 어떤 방법들이 있는가? 미사일방어체계의 교전계획 수립을 위해서는 요격체계 성능분석이 선행되어야 하며 요격체계의 성능분석은 크게 시간적 측면과 공간적 측면으로 나눌 수 있다. 공간적인 측면의 대표적인 분석 방법은 요격체계의 방어영역(요격가능고도, 요격가능거리)을 산출하는 것이며, 시간적 측면의 대표적인 분석 방법에는 타임라인 분석이 있다[2].
레이더의 성능은 무엇에 의해 결정되는가? 레이더의 성능은 최대탐지거리와 시야각(FOV : Field of View)에 의해 결정된다. Fig.
미사일방어체계의 교전계획이란? 미사일방어체계의 성공적인 교전을 위해서는 효율적인 교전계획이 수립되어야 한다. 이러한 미사일방어체계의 교전계획은 공격해오는 탄도미사일에 대하여 가용한 요격체계를 할당하는 WTA(Weapon Target Assignment) 문제 중 하나로서 지휘통제체계의 자동화에 중요한 이슈이다[1]. 미사일방어체계의 교전계획 수립을 위해서는 요격체계 성능분석이 선행되어야 하며 요격체계의 성능분석은 크게 시간적 측면과 공간적 측면으로 나눌 수 있다.
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참고문헌 (38)

  1. J. Jang, K. Kim, B. Choi and J. Suh, "A Linear Approximation Model for an Asset-based Weapon Target Assignment Problem," Journal of the Society of Korea Industrial and Systems Engineering, Vol. 38, No. 3, pp. 108-116, 2015. 

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