발사 시스템의 확률론적 해석 및 최적화 연구 = Optimal Design and Stochastic Analysis for Lunching System

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the early stage of guided missile launching, the dynamic stability of a missile is highly influenced by disturbances from the outside and interferences among the launching system parts. This research uses the program that is able to analyze Dynamic Analysis and Random Variable’s probability distribution of Lunching System, and perform Stochastic Analysis concerned about the Environment Variable for R. A. M system It is defined that a kind of Design Variable of length, mass, position, spring coefficient, the others of Lunching System and Missile. It is the objective that Lunching System is designed for optimal performance in any environment condition

국문 초록 (Abstract)

발사초기 유도무기의 안전성은 발사시스템과 유도무기 사이의 간섭 및 외란 등에 크 게 영향을 받는다.많은 기계요소로 이루어진 발사시스템에서 발사되는 유도무기의 초기거동은 시스템의 복잡성에 기인한 강인한 비 선형성,예측하기 어려운 환경변수, 시간에 따라 변하는 모델변수 등으로 인하여 확률론적으로만 예측할 수 있는 현상을 보인다.이와 같은 현상을 정량적으로 해석하기 위하여 접촉,간극,마찰에 대한 정량 적인 연구와 확률분포함수 및 미지 시스템 제어기법을 동역학 시스템 모델링 및 해석 에 도입한 통계학적 해석 기법의 개발이 필요하다.또한 이러한 현상에 대해 발사 시 스템이 안정성을 확보하기 위해서는 시스템에 영향을 미치는 설계 변수를 명확히 정 의하고 성능 지수를 최소화 시키는 최적화 과정을 수행하여야 한다.현재 국내에서 관 련분야의 연구는 초보적인 단계이다.동역학 시스템의 확률론적 거동에 대한 정성적 해석뿐만 아니라 정량적 해석 기법은 첨단 유도무기 발사시스템 개발 시 유도무기 발 사 초기 안정성 확보를 위해 반드시 확보해야 할 기술이다.
본 논문에서는 발사 시스템에 영향을 미치는 설계 변수와 성능 지수에 대해 정의 하 고 이를 최적화 프로그램을 통해 시스템이 강건한 성능을 유지하도록 설계 하는 것을 목적으로 한다.이를 위해서 강건 최적 설계 개념을 도입하여 실험 계획법 및 최적 설 계를 통해 도출 된 결과에 대해 확률 변수를 적용하여 발사 시스템의 강건 설계 신뢰 성에 대해서 살펴보겠다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 = 1
• 2. 발사 시스템의 일반화 = 2
• 2.1 발사 시스템 정의 = 2
• 2.2 발사 시스템의 지배 방정식 = 3
• 2.3 발사 시스템의 접촉 = 4
• 2.3.1발사 시스템의 간헐적 접촉 = 4
• 3. 최적설계 = 10
• 3.1 환경변수를 고려한 강건설계 = 10
• 3.2 효율적인 설계 기법 = 14
• 3.2.1 실험계획법 = 15
• 3.2.2 Metal Model = 15
• 4. RAM시스템의 최적설계 = 16
• 4.1. RAM 시스템의 해석 및 설계 = 16
• 4.1.1. RAM 시스템 정의 = 16
• 4.1.2. 함정 모델링 = 17
• 4.1.3. 발사시스템 모델링 = 17
• 4.1.4. 발사관 및 미사일 모델링 = 18
• 4.1.5. RAM 시스템의 접촉 요소 = 18
• 4.2. RAM 시스템의 최적 설계 = 22
• 4.2.1. 설계변수와 환경변수 = 22
• 4.2.2. 성능지수 = 23
• 4.2.3. 실험계획법 및 해석 결과 = 24
• 4.2.4. SAO기법을 이용한 최적설계 = 25
• 5. 확률론적 해석을 통한 최적 설계 검증 = 26
• 5.1. 시스템의 확률론적 해석 = 26
• 5.1.1. 환경변수 = 26
• 5.1.2. 함정에 작용하는 Motion = 27
• 5.1.3. Above Deck 자세 = 27
• 5.1.4. Below Deck 자세 = 28
• 5.1.5. 함정에 작용하는 추력 = 28
• 5.1.6. 해석에 사용된 환경변수 분포 = 29
• 5.2. 최적 설계값 검증 = 30
• 5.2.1. Pitch rate = 30
• 5.2.2. Envelop = 33
• 6. 결론 = 34
• 참고 문헌 = 35