대한민국 육군 궤도차량 승무원을 위한 인간공학적 재킷 패턴 개발

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 돌출 구조물이 많은 좁은 내부 환경에서 탄적재와 같은 고강도 임무를 진행하는 궤도차량 승무원들의 효율적이고 안전한 임무수행에 도움을 주고자 치수적합성과 동작적합성이 우수한 인간공학적 궤도차량 승무원 재킷을 개발하였다.

첫째, 현 궤도차량 승무원 재킷의 문제점과 패턴 개발에 대한 기초자료로 활용하고자 현 궤도차량 승무원 16인과 궤도차량 승무원 재킷 착용 경험이 있는 253인을 대상으로 실태조사를 실시하였다. 그 결과, 궤도차량 승무원 재킷은 임무 규정복임에도 불구하고 보온성이 떨어져 다른 의복을 레이어링하는 착의 습관이 있었으며 이로 인해 치수적합성과 동작적합성이 떨어졌다. 현 궤도차량 승무원 재킷의 치수적합성은 목둘레, 진동둘레, 밑단둘레와 칼라높이, 소매길이, 상의길이, 겨드랑뒤벽사이길이, 어깨너비 등 대부분 항목에서 작고 짧아 최외곽 의복으로서의 기능을 하지 못하는 것으로 조사되었다. 또한 동작적합성에 대해서는 소매와 관련되어 있는 어깨와 겨드랑 부위에서 불편을 많이 느꼈으며, 그 밖에 주머니의 크기 및 여밈 방식에 대한 변경 등 임무에 적합한 디자인 설계가 필요한 것으로 나타났다.
둘째, 개발 궤도차량 승무원 재킷의 패턴 요소를 추출하고자, 현 궤도차량 승무원 재킷, 규정복 대신 착용하는 군 방한복(방상외피, 기능성방한복), 비교복인 미군복을 포함한 총 4종에 대한 군 방한복에 대한 패턴 의 형태와 치수를 분석하고 현 궤도차량 승무원 15인을 대상으로 착용평가를 실시하였다. 치수적합성과 동작적합성이 우수한 군 방한복의 치수구간을 추출한 결과, 가슴둘레는 123.0~135.0 cm, 소매둘레는 50.0~55.3 cm, 소매길이는 어깨길이와 소매길이의 합인 78.0 cm, 상의 길이는 73.0~81.5 cm임을 도출할 수 있었다.
셋째, 궤도차량 승무원의 착의 습관에 따른 레이어링 여유분과 궤도차량 승무원의 주요 임무 동작에 따른 체표변화율을 분석하여 가슴둘레 적정 여유량 30.0 cm와 소매 둘레 적정 여유량 17.3 cm을 산출하였다. 형태결정요소인 소매달림 각도는 30°로 설정하고, 3차원 인체형상에 대한 2차원 평면 전개 소매 패턴을 분석 결과를 통해 나온 AH/3×0.72 공식을 활용하여 개발 재킷 패턴의 소매산을 14.3 cm로 설정하였다. 활동구역결정요소인 뒤품의 설정은 임무 시 체표 신장율과 레이어링 여유분을 고려한 23.8 cm를 적용하되, 동작적합성이 우수했던 기능성방한외피의 앞품, 옆품, 뒤품 비율인 34%, 30%, 36%에 따라 앞품과 옆품을 설정하였다. 어깨 관절을 최대 사용 동작인 탄 적재 동작 시의 소매의 겨드랑 부위의 체표길이를 분석한 결과, 9.5 cm의 겨드랑 동작 여유분이 도출되었다.
넷째, 궤도차량 승무원 재킷 패턴을 개발하기 위하여 분석한 여유분을 적용하여 재킷 원형과 내피 원형을 개발하였다. 밀착원형으로 인한 최소 여유분, 임무 동작으로 인한 동작 여유분, 규정복과 착의습관에 따른 레이어링 여유분, 소재 특성에 따른 공극량을 고려하여 재킷원형의 가슴둘레 130.0 cm, 소매둘레 50.0 cm로 설계하였다. 내피 원형의 가슴둘레는 레이어링 치수와 재킷과의 결합 방식을 고려하여 116.0 cm로 설정하고, 품의 비율과 길이는 재킷 원형에 준하여 설계하였다.이렇게 설계된 재킷 원형을 활용하여 최대 관절 임무 자세에 적합한 소매 패턴을 개발하고자, 소매안쪽길이 연장선과 몸판의 겨드랑점과 연결된 선이 몸판의 옆선과 165°를 이루도록 앞으로 기울인 뒤, 겨드랑 동작 여유분 9.5 cm을 적용하여 궤도차량 승무원 재킷을 개발하였다. 내피는 겨드랑 동작 여유분 7.5 cm을 적용하여 같은 방식으로 개발하였다.
다섯째, 개발 궤도차량 승무원 재킷의 적합성을 평가하기 위해 본 연구를 통해 개발된 동작 평가 프로세스에 따라 직접 궤도차량 내․외부에서 임무 동작을 진행 한 후, 치수적합성과 동작적합성 평가를 진행하였다. 그 결과, 치수적합성과 동작적합성 평가 항목에 대해 개발 궤도차량 승무원 재킷이 현 궤도차량 승무원 재킷보다 우수하다는 결과가 도출되었다. 그 밖에 착탈의 편의성, 주머니와 볼펜 홀더 등 디자인 요소에 대한 사용 편의성, 외관만족도에 대한 평가 항목에서 개발 궤도차량 승무원 재킷이 현 궤도차량 승무원 재킷보다 우수하다는 결과가 도출되었다.

이상과 같이 본 연구에서는 좁은 내부 환경에서도 어깨 최대 관절 임무 자세인 탄 적재 임무 동작을 원활히 수행할 수 있도록 치수적합성과 동작적합성이 우수한 기능적인 궤도차량 승무원 재킷 패턴을 개발하였다. 또한 궤도차량 승무원의 착의 습관과 임무 동작을 고려하여 적정 여유량이 반영된 재킷 원형을 제시하였고 어깨 관절 각도와 겨드랑 부위의 동작 여유분을 동시에 패턴 설계에 반영시키는 새로운 접근을 제안하였다. 이는 추후 기능성 의복 패턴 개발 시 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study developed ergonomic jacket pattern for the Korean Army’s tracked vehicle crew with excellent dimensional and motion suitability to assist in the efficient and safe mission performance of the tracked vehicle crew members in high-strength missions such as ammunition management in narrow interior environments with many protruding structures.
The results of study are as follows;
First, a in-depth interviews and survey was conducted on 16 current tracked vehicle crew members and 253 people with experience in wearing tracked vehicle crew jackets to use as basic data on problems and pattern development of current tracked vehicle crew jackets.
As a result, the tracked vehicle crew jacket, despite being a mission-mandated uniform, had a layering habit in other garments due to poor thermal insulation, resulting in poor dimensional and motion suitability. The dimensional suitability of the crew jacket of the current tracked vehicle was found to be small and short in most items such as neck circumference, armhole, base circumference and collar height, sleeve length, back interscye, shoulder width, etc. As for motion suitability, I also felt a lot of discomfort in the shoulder and armpit areas associated with the sleeves, and tracked vehicle crew also wanted a design that was suitable for the mission, including changes in the size of the pouch and the way it was applied.
Second, in order to extract the pattern elements of the crew jacket of the development tracked vehicle, a total of four types of military winter clothing, including the current crew of the tracked vehicle, the military's winter clothing (cold weather jacket, functional winter clothes) , which are worn instead of the current uniform, were analyzed and the wearing evaluation was conducted for 15 crew members of the current tracked vehicle. Based on the extraction of the dimensional section of the military's winter clothing with excellent numerical and motion compatibility, the chest circumference was 123.0 to 135.0 cm, the sleeve circumference was 50.0 to 55.3 cm, the sleeve length was 78.0 cm, and the top length was 73.0 to 81.5 cm.
Third, by analyzing the layering margin according to the habits of the crew of the tracked vehicle and the rate of change of the length of the body surface according to the maximum articulated motion of the tracked vehicle crew, the appropriate margin of 30.0 cm around the chest and 17.3 cm around the sleeve was calculated. The sleeve angle, the shape-setting element, was set at 30°, and the sleeve’s height of the development jacket pattern was set at 14.3 cm using the AH/3×0.72 formula produced by the analysis results of the two-dimensional planar deployment pattern for the three-dimensional dummy. 23.8 cm was applied to the back interscye fold, which is an activity zone determinant, considering the rate of extension of the length of the body surface and the margin of layering, but the front back interscye fold and the armscye depth parts were set according to the ratio of 34%, 30%, and 36%, of the functional winter clothes, which had excellent motion suitability. The analysis of the length of body surface on the armpit parts during the maximum use motion of the shoulder joint, resulted in an armpit movement margin of 9.5 cm.
Fourth, in order to develop the tracked vehicle crew jacket pattern, the jacket prototype and the inner jacket prototype were developed by applying the analyzed margin. The jacket prototype is designed with 130.0 cm chest circumference and 50.0 cm upper arm circumference considering the minimum margin due to the garment, the amount of movement due to the mission operation, the amount of layering due to the regulation clothing and wearing habits, and the amount of gap according to the material characteristics. The chest circumference of the inner jacket prototype was set at 116.0 cm, taking into account the layering dimensions and the layering method with the jacket, and the ratio of width and length were designed in accordance with the jacket prototype. To develop a sleeve pattern suitable for maximum joint mission posture using this designed jacket prototype, a tracked vehicle crew jacket was developed by applying 9.5 cm of armpit movement margin after tilting forward so that the line connected to the extension of the sleeve and the armpit point of the body were 165° to the side of the torso. The inner jacket was developed in the same way by applying 7.5 cm of armpit movement margin.
Fifth, to assess the suitability of the development tracked vehicle crew jacket, the operation was carried out in accordance with the mission motion assessment process developed through this study, and then the dimensional suitability and motion suitability assessment was carried out. As a result, the development track vehicle crew jacket was superior to the current track vehicle crew jacket for dimensional suitability and motion suitability. Other assessment items on ease of take-off, ease of use for pockets and ballpoint holders, and appearance satisfaction have resulted in the development tracked vehicle crew jacket being superior to the current tracked vehicle crew jacket.
To conclude, this study developed an ergonomic tracked vehicle crew jacket pattern with excellent dimensional compatibility and motion suitability to perform the maximum shoulder joint mission posture, even in a narrow interior environment, taking into account the mission environment, mission behavior and wearing habits of specially-targeted tracked vehicle crew members. It is also expected to be used in the design of functional clothing patterns in the future by presenting a jacket prototype reflecting the proper margin considering the habits and mission behavior of the tracked vehicle crew, and proposing a new approach to simultaneously reflect the operating margin of the shoulder joint angle and the armpit area in the pattern design.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 제 1 절 연구의 필요성 1
• 제 2 절 연구 목적 5
• 제 2 장 이론적 배경 7
• 제 1 절 군 방한복과 궤도차량 승무원 재킷 7
• 1. 군 방한복의 종류 7
• 2. 궤도차량 근무 환경 11
• 3. 궤도차량 승무원과 궤도차량 승무원 재킷 13
• 제 2 절 재킷 설계 요소 15
• 1. 재킷 원형과 여유량 15
• 2. 소매 원형과 동적 여유분 19
• 제 3 절 특수복과 착의 평가 22
• 1. 특수복과 요구 성능 요소 22
• 2. 착의 평가 기준 23
• 제 3 장 연구 방법 26
• 제 1 절 실태 조사 27
• 1. 심층면접 조사 28
• 2. 설문지 조사 29
• 제 2 절 패턴 설계 요소 추출을 위한 패턴 분석 32
• 1. 연구 대상 군 방한복 32
• 2. 군 방한복 패턴 설계 34
• 3. 군 방한복 패턴 분석 34
• 4. 군 방한복 착용 평가 37
• 제 3 절 궤도차량 승무원 재킷 여유분 설정 39
• 1. 착용 특성에 따른 레이어링 여유분 설정 39
• 2. 임무 동작에 따른 활동 여유분 설정 41
• 제 4 절 궤도차량 승무원 재킷 패턴 개발 및 평가 47
• 1. 패턴 개발을 위한 기준 인체치수 48
• 2. 연구 재킷 원형 패턴 설계 49
• 3. 연구 재킷 원형 패턴의 적합성 검증 51
• 4. 궤도차량 승무원 재킷의 연구 패턴 설계 53
• 5. 궤도차량 승무원 재킷 패턴의 적합성 검증 54
• 제 4 장 연구 결과 및 고찰 59
• 제 1 절 궤도차량 승무원 재킷 디자인 요소 추출 59
• 1. 현 궤도차량 승무원 재킷의 문제점 파악 59
• 2. 현 궤도차량 승무원의 디자인 선호 형태 61
• 3. 현 궤도차량 승무원 재킷의 치수적합성 66
• 4. 현 궤도차량 승무원 재킷의 동작적합성 69
• 5. 디자인 요소 추출을 통한 의복 개발 방향 설정 72
• 제 2 절 궤도차량 승무원 재킷 패턴 요소 추출 73
• 1. 군 방한복 패턴 치수 분석 73
• 2. 군 방한복 패턴 형태 및 요소 분석 75
• 3. 군 방한복 착의 평가를 통한 패턴 요소 추출 89
• 제 3 절 궤도차량 승무원 재킷 여유분 설정 94
• 1. 착용 특성에 따른 레이어링 여유분 94
• 2. 임무 동작에 따른 동작 여유분 100
• 제 4 절 궤도차량 승무원 재킷 패턴 개발 및 평가 111
• 1. 연구 재킷 원형 개발 112
• 2. 연구 재킷 원형의 적합성 검증 121
• 3. 궤도차량 승무원 재킷의 연구 패턴 설계 146
• 4. 최종 개발 패턴에 대한 적합성 검증 156
• 제 5 장 결론 및 제언 179
• 참고문헌 183
• 부록 187