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[국내논문] 다탄두 공격에 대한 군 활주로 방호성능 평가
A Study on the Military Runway Protection Performance for the Multiple Warheads Attack 원문보기

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research = 대한토목학회논문집, v.40 no.5, 2020년, pp.521 - 526  

황인재 (서울과학기술대학교 국방방호공학과) ,  한재덕 (서울과학기술대학교 국방방호공학과) ,  유승한 (서울과학기술대학교 국방방호공학과) ,  김성곤 (서울과학기술대학교 국방방호공학과)

초록
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활주로 및 유도로 등의 비행장 포장체는 고정익 항공기의 원활한 이착륙을 위해 반드시 필요한 시설물로 군에서도 전·평시 항공작전의 수행을 위해서 가장 중요한 시설물이라 할 수 있다. 따라서 전시에 이러한 시설의 피해를 줄이고 최단시간에 복구하는 것이 필요하다. 최근의 공격양상은 대형 폭발구를 조성하기 위한 고폭탄을 사용하기 보다는 적의 비행장을 효과적으로 공격하고자 정확도와 관계없는 다탄두 무기체계를 사용하는 것으로 변화되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다탄두 무기체계에 적용된 탄두의 제원과 구성을 통해 현재 군에 설치된 활주로 및 유도로 등에 접촉하여 폭발이 이루어졌을 때 포장체의 방호성능 및 피해양상을 확인해 보았으며, 다탄두 무기체계는 광범위한 피해를 줄 수 있지만 각각의 탄두의 파괴력은 그리 크지 않으므로 이러한 공격 대한 최소한의 방호를 위해서 필요한 비행장 포장체의 설계 방안을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Airfield pavements, such as runways and taxiways, are essential for smooth take-off and landing of fixed-wing aircraft and are the most important installation for the military to carry out air operations during wartime. Therefore, in wartime, it is necessary to reduce the damage to these installatio...

Keyword

#활주로   #유도로   #비행장   #포장설계   #다탄두   #확산탄   #방호성능  

표/그림 (10)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러므로 정확도와 관계없이 비행장에 광범위한 피해를 입히기 가장 좋은 방법은 다탄두 무기체계를 사용하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 활주로 시설의 효과적 방호방안으로, 다탄두 무기체계에 적용된 탄두의 제원과 구성을 통해 현재 군에 설치된 활주로 및 유도로 등에 접촉하여 폭발이 이루어졌을 때와 포장체에 관입되어 폭발이 되었을 때 포장체의 방호성능과 피해양상이 어느 정도인지 확인해 보고자 하였다. 다탄두 무기체계는 광범위한 피해를 줄 수 있지만 다수의 탄두를 하나의 발사체에 담아야 하는 무기체계의 특성 때문에 각각의 탄두의 파괴력은 그리 크지 않을 것으로 판단되므로 이러한 공격에 따른 포장체의 피해정도와 최소한의 방호 및 최단시간에 피해복구를 위해서는 활주로 및 유도로 등의 포장체를 어떻게 설계하는 것이 유리한지를 시뮬레이션 결과를 분석하여 예측하고 결과를 도출해 보았다.
  • 다탄두 무기체계는 광범위한 피해를 줄 수 있지만 다수의 탄두를 하나의 발사체에 담아야 하는 무기체계의 특성 때문에 각각의 탄두의 파괴력은 그리 크지 않을 것으로 판단되므로 이러한 공격에 따른 포장체의 피해정도와 최소한의 방호 및 최단시간에 피해복구를 위해서는 활주로 및 유도로 등의 포장체를 어떻게 설계하는 것이 유리한지를 시뮬레이션 결과를 분석하여 예측하고 결과를 도출해 보았다. 이 결과를 고찰함으로써 향후 비행장 포장체 설계기준 및 피해복구 공법을 선정하는 데 기여하고자 한다.
  • 본 연구에서는 확산탄 폭발에 의한 활주로 피폭양상을 분석하기 위해서 수치해석 기법을 적용한 시뮬레이션 결과와 현장 활주로 모형 폭파 실험 결과를 활용하여 연구결과를 도출하였다. 수치해석 결과를 보면, 폭탄에 의한 활주로의 피폭 양상에 영향을 주는 요인은 폭탄의 중량과 포장의 강도라 할 수 있다.

가설 설정

  • 각각의 시뮬레이션을 위한 비행장 포장 적용 단면은 실제 포장평가 결과 측정된 값을 적용하여야 하나, 전 비행장을 각각 모델링하여 계산하는 것이 제한되어 비행장 평균값으로 적용하였다. 폭발 위치 및 조건은 앞에서 가정한 대로 탄두무게는 18 kg, 폭약은 H.E 무게 3.5 kg을 TNT 환산값인 약 1.3배를 적용하여 4.55 kg이고 폭발위치는 활주로 표면 폭발로 적용하였으며, 일반적인 폭발구 형상은 모델링 결과 다음 Fig. 1과 같으며, 시간에 따른 폭발구변화 양상은 Fig. 2와 같다(Seoul National University, 2012).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
확산탄이란 무엇인가? 확산탄은 한 개의 탄체 내부에 또 다른 소형 폭탄들이 들어 있는 무기로써 요격 고도 이상에서 분리되어 확산 및 낙하하므로 방공무기체계로 요격이 어렵다. 확산탄은 내부에 탑재되는 자탄과 자탄을 담고 있는 용기에 따라 다양한 조합이 가능하다.
최근 항공 공격양상은 과거와 달리 어떻게 변화하였는가? 따라서 전시에 이러한 시설의 피해를 줄이고 최단시간에 복구하는 것이 필요하다. 최근의 공격양상은 대형 폭발구를 조성하기 위한 고폭탄을 사용하기 보다는 적의 비행장을 효과적으로 공격하고자 정확도와 관계없는 다탄두 무기체계를 사용하는 것으로 변화되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다탄두 무기체계에 적용된 탄두의 제원과 구성을 통해 현재 군에 설치된 활주로 및 유도로 등에 접촉하여 폭발이 이루어졌을 때 포장체의 방호성능 및 피해양상을 확인해 보았으며, 다탄두 무기체계는 광범위한 피해를 줄 수 있지만 각각의 탄두의 파괴력은 그리 크지 않으므로 이러한 공격 대한 최소한의 방호를 위해서 필요한 비행장 포장체의 설계 방안을 제시하고자 한다.
항공전에서 큰 규모의 폭탄을 여러 발 투하하여 활주로에 대형폭발구(Crater)를 남기는 활주로 파괴 방법이 잘 사용되지 않는 이유는 무엇인가? 이때 활주로에 피해를 주기 위한 방법으로는 큰 규모의 폭탄을 여러 발 투하하여 활주로에 대형폭발구(Crater)를 남기게 하거나 다량의 탄두를 가진 확산탄을 투하하여 폭발구의 크기는 작지만 한 번에 광범위한 피해를 주는 방법이 있다. 대형폭발구를 조성하기 위한 고폭탄은 정확도가 가장 중요하기 때문에 대기권 밖에서 중력에 의해 낙하되어 목표지역으로 정확히 유도하기 어려운 탄도탄을 투하하였을 경우 전혀 피해를 주지 못하는 경우가 발생할 수 있고 포장면에 떨어지더라도 항공기의 활주가 가능한 최소지역이 남게 되어 활주로의 완전 차단 효과를 달성할 수 없을 가능성이 많다. 그러므로 정확도와 관계없이 비행장에 광범위한 피해를 입히기 가장 좋은 방법은 다탄두 무기체계를 사용하는 것이다.
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참고문헌 (7)

  1. Federal Aviation Administration (FAA) (2016). Airport pavement design and evaluation, FAA AC 150/5320-6E, Washington, USA. 

  2. Hansol Engineering (2017). A study on the pattern of runway damage by diffusion coal, Air Force Operations Command Research Service Report (in Korean). 

  3. Livermore Software Technology Corporation (LSTC) (2007). LS-DYNA keyword user's manual, version 971, Livermore Software Technology Coporation Livermore, California, USA. 

  4. Ministry of National Defense (MND) (2014). Defense military facilities standards, guidelines for design and construction of explosion proof and bulletproof facilities, DMFC 3-90-70 (in Korean). 

  5. Ministry of National Defense (MND) (2019a). Defense military facilities standards, civil engineering facilities, DMFC 3-70-10 (in Korean). 

  6. Ministry of National Defense (MND) (2019b). Defense military facilities standards, standard for protection of major military facilities, DMFC 2-20-00 (in Korean). 

  7. Seoul National University (2012). Verification of changes in runway exposure patterns by bomb warhead weight to improve runway damage recovery, Air Force Headquarters Research Service Report (in Korean). 

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