[논문]탄약운반장갑차 궤도장력 변화에 따른 최대속도 영향성 연구

노상완; 김성훈; 박영민

doi:10.5762/kais.2020.21.6.383

탄약운반장갑차 궤도장력 변화에 따른 최대속도 영향성 연구
A Study on the Influence of Maximum Velocity on Track Tension Change to Military Ammunition Vehicle 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.6, 2020년, pp.383 - 388

노상완 (국방기술품질원) , 김성훈 (국방기술품질원) , 박영민 (국방기술품질원)

초록
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본 연구는 탄약운반장갑차의 동력장치 부품들이 최대속도에 미치는 영향성 확인을 목표로 하고 있다. 탄운차는 습지나 수렁 등이 많은 국내 상황을 고려하여 궤도장비로 개발되었다. 궤도장비의 기동성은 전투 중 생존 가능성을 높여 주는 중요한 성능이다. 장비의 최대속도에 영향을 끼치는 요소를 먼저 분석하였고, 그 중 동력전달장치 부품들의 변화에 따른 영향성을 확인하였다. 엔진과 변속기의 변화에 따른 최대속도는 각각 3%, 1.7%의 차이를 나타냈다. 간단히 유압유 주입/배출을 통하여 조절 할 수 있는 궤도장력의 변화에 따른 최대속도 영향성을 확인하였다. 궤도장력 중간을 기준으로 장력이 강한 경우 4.6% 낮아졌고, 장력이 약한 경우 1.5% 상승하는 결과를 얻었다. 궤도장력을 6구간으로 나누어 최대 속도를 확인한 결과 궤도장력이 중간 이하로 유지되는 경우의 최대속도가 가장 큰 것을 확인 할 수 있었다. 장비 양측 궤도장력을 다르게 조절하여 실험한 결과 장비의 최대속도는 장력이 큰 부분의 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 주행 전용 시험장에서 장력을 조정하여 최대속도 실험을 진행하였다. 실험결과 장력이 강한 경우 규격요구보다 16.7% 높은 속도를 내었고, 장력이 약한 경우 28.3% 높은 속도를 나타냈다. 궤도장력의 변화에 따라 최대속도의 영향성을 확인하였고, 고액의 부품을 교체하는 것 보다 큰 효과를 나타내는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to identify the influence of the power components of the ammunition vehicle on the maximum speed. The maximum speeds of the engine and transmission changes were 3% and 1.7%, respectively. In the case of strong tension based on the track tension, the decrease was 4.6%. A 1.5% increase was obtained when the tension was weak. An examination of the maximum speed by dividing the track tension into six sections revealed the maximum speed to be highest when it was maintained below the middle. Experiments were performed by varying the orbital tension on both sides of the equipment. The maximum speed of the machine was affected by a large part of the tension. The maximum speed test was conducted by adjusting the tension at the driving test site. The results showed that when the tension was strong, the speed was 16.7% higher than the standard requirement. The speed was 28.3% at low tension. The influence of the maximum speed on the track tension was confirmed; the effect was greater than replacing the large parts.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Power transmission mechanism
그림 Fig. 2. Geometry of suspension system
그림 Fig. 3. Track tension structure
그림 Fig. 4. Influence of tension between sprocket and track
그림 Fig. 5. Power transmission structure
그림 Fig. 6. Maximum speed test diagram
표 Table 1. Influence of parts on maximum speed
표 Table 2. Specifications of component parameters
그림 Fig. 7. Maximum speed due to component changes
그림 Fig. 9. Maximum speed due to the effect of track tension(2)
그림 Fig. 8. Maximum speed due to the effect of track tension
표 Table 3. Specifications of track tensions
표 Table 4. Specifications of track tension(2)
그림 Fig. 10. Maximum speed due to the effect of track tension(3)
그림 Fig. 11. Maximum speed due to the effect of track tension(4)
표 Table 5. Specifications of track tension(3)
표 Table 6. Specifications of track tension(4)

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지의 궤도장력 변화에 대한 분석은 좌측, 우측모두 동일한 상태에서 진행하였다. 따라서 추가적인 실험에서는 좌측과 우측의 궤도장력을 다르게 주었을 경우에대한 영향을 파악해 보았다. Table 5와 같이 궤도장력을조절하였고, 결과는 Fig.
본 논문은 탄운차의 최대속도를 출력하는데 직접적으로 연관된 부품들의 변화와 실제 주행실험을 진행 하였고, 이를 통하여 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다.

제안 방법

우선 1세트의 엔진과 변속기를 장비에 장착 하였고, 이를 Case 1이라 하였다. Case 1을 기준으로 삼아 엔진만 변경하였을 경우를 Case 2, 변속기만 변경하였을 경우를 Case 3으로 하여 500m 주행로 내에서 최대속도 시험을 진행하였다. 위 3가지 Case에 대한 궤도장력은 모두 중간 값으로 설정하였다.
모든 실험에서는 GPS 기반으로 속도를 측정하는VBOX를 장비에 부착하여 진행하였다. Fig. 6과 같이 주행로 500m인 자체시험장에서 부품의 변화에 따른 영향,궤도장력의 변화에 따른 영향을 실험을 통하여 분석하였다. 그 후 전용시험장(주행로 1,000m)에서 추가 실험을진행하여 최대속도에 대한 영향성을 분석하였다.
궤도장력 변화에 따른 최대속도 영향성을 확인하기 위하여 최대속도가 가장 잘 나오는 Case 3을 기준으로 궤도장력을 하한에서 10% 중간, 상한에서 10% 총 3가지Case로 시험을 진행하였다.
궤도장력과 최대속도의 영향성을 확인하기 위하여 첫번째 실험을 진행하였던 Case 1에 적용한 엔진과 변속기를 사용하여 궤도장력 변화에 따른 최대속도를 확인하였다. 여기서 궤도장력의 변화를 더 자세히 검토하기 위하여 Table 4와 같이 궤도장력 1~2를 6구간으로 나누어 500m 주행로에서 시험을 진행하였다.
6과 같이 주행로 500m인 자체시험장에서 부품의 변화에 따른 영향,궤도장력의 변화에 따른 영향을 실험을 통하여 분석하였다. 그 후 전용시험장(주행로 1,000m)에서 추가 실험을진행하여 최대속도에 대한 영향성을 분석하였다.
따라서 본 논문에서는 고액의 부품인 엔진, 변속기의변동에 따른 영향과 유압 조절을 통한 궤도장력 조절을통한 최대속도의 영향을 분석하였다.
장비 규격에서 요구하는 궤도장력의 하한 hmin는상한 hmax의 2배 이다. 따라서 본 논문에서는 궤도장력h의 범위는 1~2로 무차원화 하여 진행하였다.
따라서 본 연구에서는 장비의 최고속도에 대한 영향을 줄 수 있는 부품들에 변화를 주어 영향성을 확인하였고, 이 중 궤도장력에 대한 영향이 가장 크다는 점을확인 할 수 있었다. 또한, 궤도장력을 운용 하한치부터 상한치까지 조절하여 최대속도에 대한 영향성을 확인하였다. 그리고 장비의 최대속도를 확인하기 위하여 주행로거리가 1000m인 주행 전용 시험장과 500m인 자체 시험장에서 각각 실험하여 궤도장력 최적상태에서 장비의최대속도를 확인 할 수 있었다.
모든 실험에서는 GPS 기반으로 속도를 측정하는VBOX를 장비에 부착하여 진행하였다. Fig.
탄운차의 최대속도는 인적요소(조종수의 숙련도)와 장비요소(구성부품)로 크게 2가지로 구분 할 수 있다. 본 논문에서 진행한 실험에서 신뢰성 있는 데이터를 얻기 위하여 탄운차 조종 경력 7년 이상의 베테랑 2명이 모든실험에서 주행하여 인적요소 변수를 최대한 줄였다.
500m 주행로에서 실험한 자료를 기반으로 궤도장력을 양쪽을 동일하게 맞추어야 하고, Case 1-4~1-5기준일 경우 최대속도가 가장 빠르게 나타나는 것을 확인 할수 있었다. 장비의 가속 구간을 더 늘린 1000 m 주행로에서 위와 같은 결과를 적용하여 탄운차의 최대속도를확인하여 보았다.
7은 Table 2 조건에서의 최대속도 시험 결과이다. 최대속도 규격 요구 조건을 1로 무차원화 하여 기준을 잡았다. Case 1 조건에서는 규격 요구조건 보다 5.

대상 데이터

궤도장력과 최대속도의 영향성을 확인하기 위하여 첫번째 실험을 진행하였던 Case 1에 적용한 엔진과 변속기를 사용하여 궤도장력 변화에 따른 최대속도를 확인하였다. 여기서 궤도장력의 변화를 더 자세히 검토하기 위하여 Table 4와 같이 궤도장력 1~2를 6구간으로 나누어 500m 주행로에서 시험을 진행하였다.
최대속도에 미치는 영향을 확인하기 위하여 규격을 만족하는 2세트의 엔진과 변속기를 준비하였다. 우선 1세트의 엔진과 변속기를 장비에 장착 하였고, 이를 Case 1이라 하였다.

성능/효과

(1) 궤도장비에 동력출력을 직접적으로 영향을 미치는 엔진과 변속기의 변화는 최대속도에 약 3% 이내의 차이가 있었다.
(2) 궤도장력의 영향성을 확인하기 위하여 상한치인 1부터 하한치 2 사이 임의 3값(1.2, 1.5, 1.8)을 적용하여 주행시험을 한 결과 궤도장력이 큰 경우(현수장치가 받는 힘을 크게 할 경우) 최대속도가 낮은 것을 확인 할 수 있었다. 반대로 궤도장력이 작은 경우 최대속도가 규격 요구치 보다 6% 더 증가하는 결과를 얻었다.
(3) 궤도장력의 최대부터 최소 사이를 6개로 나누어장비의 최대속도를 낼 수 있는 최적의 궤도장력을얻어내었고, 장력 조절 간 확인한 최대속도의 차이는 11.9%가 나는 것을 확인하였고, 궤도장력이1.6~1.8인 경우 가장 빠른 것으로 나타났다. 또한국산학기술학회논문지 제21권 제6호, 2020388한, 주행로 길이가 충분히 긴 전용시험장에서 실험한 결과 최대속도는 장비 요구조건보다 28.
(4) 장비의 좌/우측 궤도장력을 다르게 설정하여 주행할 경우 최대속도는 궤도장력이 큰 쪽의 속도와동일하게 나타나는 경향을 확인하였다.
500m 주행로에서 실험한 자료를 기반으로 궤도장력을 양쪽을 동일하게 맞추어야 하고, Case 1-4~1-5기준일 경우 최대속도가 가장 빠르게 나타나는 것을 확인 할수 있었다. 장비의 가속 구간을 더 늘린 1000 m 주행로에서 위와 같은 결과를 적용하여 탄운차의 최대속도를확인하여 보았다.
반대로 궤도장력이 작은 경우 최대속도가 규격 요구치 보다 6% 더 증가하는 결과를 얻었다. 궤도장력의 변화를 통하여 고액 부품을 교체 하는 것과 유사한 효과를 내는 것을 확인 할 수 있었다.
또한, 궤도장력을 운용 하한치부터 상한치까지 조절하여 최대속도에 대한 영향성을 확인하였다. 그리고 장비의 최대속도를 확인하기 위하여 주행로거리가 1000m인 주행 전용 시험장과 500m인 자체 시험장에서 각각 실험하여 궤도장력 최적상태에서 장비의최대속도를 확인 할 수 있었다.
이전까지는 노면과 궤도장력에 대한연구, 주행 시 궤도장력의 변화 등이 연구 되어 왔다[4~7]. 따라서 본 연구에서는 장비의 최고속도에 대한 영향을 줄 수 있는 부품들에 변화를 주어 영향성을 확인하였고, 이 중 궤도장력에 대한 영향이 가장 크다는 점을확인 할 수 있었다. 또한, 궤도장력을 운용 하한치부터 상한치까지 조절하여 최대속도에 대한 영향성을 확인하였다.
8인 경우 가장 빠른 것으로 나타났다. 또한국산학기술학회논문지 제21권 제6호, 2020388한, 주행로 길이가 충분히 긴 전용시험장에서 실험한 결과 최대속도는 장비 요구조건보다 28.3%더 높은 것을 확인하였다.
3% 높게 나타났다. 실험결과를 통하여 궤도장력의 변화에 따른 장비의 최대속도의 영향을 알 수 있었다.
5% 높은 속도를 내었고 Case 1 보다 약 3% 증가하였다. 위 결과를 통하여 엔진과 변속기와 같은 고액의 주요부품의 변화는 크지 않은 것을 확인할 수 있었다.
5% 높은 것으로 나타나 미세하게 감소하는 추세를 확인 하였다. 이를 통하여 궤도장력이 커서 현수장치에 전체적으로 부하를 많이줄 경우 최대속도에 나쁜 영향은 미치는 것을 알 수 있었고,반대로 궤도장력이 너무 낮은 경우에도 궤도의 처짐에 의하여 최대속도가 낮아지는 경향을 확인 할 수 있었다.
좌측의 장력을 줄이고, 우측의 장력을 높인 Case 1-7의 경우 최대속도 기준보다 5.1% 상회하였고, 궤도장력을 반대로 주입한 Case 1-8의 경우 최대속도 기준보다5% 상회하는 결과를 얻었다. 이를 통하여 좌측과 우측의궤도장력을 다르게 적용 한 경우 최대속도는 궤도장력이높은 경우를 따라가는 경향을 보인다.

후속연구

본 연구결과를 통하여 향후 궤도장비의 운용 및 개발에 있어서 유용한 참고자료로 활용될 것으로 기대한다.

참고문헌 (7)

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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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