무기 토론방
미사일 시뮬레이션(Missile-SIM)으로 AIM-120C분석 중입니다. Part. 1
상기 제 블로그 링크에도 내용이 있습니다.
초기 시뮬레이션 구성과 공력 해석 세팅 진행 내역입니다.
https://cafe.naver.com/dcstr/19679 - Missile-SIM 구성
https://cafe.naver.com/dcstr/19795 - 공력 해석 세팅 검증
제가 구성한 Missile-SIM으로 AIM-120C 분석을 진행중입니다. DCS를 연구?하던 어떤 분이 추측한 AIM-120C의 추진체 관련 데이터를 바탕으로 Baseline을 구축하고 1차로 미사일의 성능민감도를 분석했습니다. 2차로는 비행궤적 최적화, 3차로는 CUDA형태의 미사일에 부스터를 부착한 형태와 비교를 해볼 예정입니다.
사거리는 M1.3, 30000ft에서 발사된 미사일이 수평으로 날아가 M1.3이 되는 거리로 계산했습니다.
(비행궤적 변화에 따른 사거리 변화는 Part. 2에서 진행할 예정입니다.)
미사일 기준 데이터(추진체, 무게 관련)와 민감도 분석을 위해 변화값을 준 범위입니다.
DCS관련 연구?한 문헌 덕에 비교적 쉽게 초기 설정이 가능했습니다.
이번 시뮬레이션을 위한 AIM-120C형상 구성과 공력 DB구성 용 CFD해석 결과 일부입니다.
초음속 비행 시의 충격파에 따른 속도와 압력 변화를 볼 수 있습니다.
(전체 무게 고정 시) 추진체 무게변화에 따른 비행궤적 변화입니다. 당연히 추진체의 비중이 늘면 사거리와 속도가 증가합니다. 기준성능은 65km, 최대속도 M4.4인데 추진체 1kg이 증가할때마다 사거리 1.2km, 최대속도 M0.1이 증가하네요. 속도도 같이 증가하기 때문에 증가된 사거리에도 비행시간은 비슷할만큼 효과적인데 문제는 주어진 내부공간과 무게에서 추진체 양을 늘리는건 쉽지 않습니다.
주어진 추진체 양에서 연소시간을 조절해본 결과, 최대속도는 무시할만큼 혹은 아주 약간 감소하지만, 사거리는 1초 당 0.67km정도 증가하네요. 같은 추진체 양이라면 느리고 진득하게 연소하는 것이 유리해보입니다.
추력 = ISP * 중력계수 * 추진체양/연소시간 에서 ISP를 바꾸어 봤습니다. ISP도 추진체 양과 마찬가지로 증가할수록 속도와 사거리가 증가하는데 단순히 설계에 따라 증가시키기 쉽지 않은 요소인 것으로 알고 있습니다. 1s의 ISP당 0.2km의 사거리와 M0.01정도 최대속도가 증가합니다.
항력은 당연히 감소할수록 좋은 것입니다만, 30000ft나 되는 고도라 그런지 최대속도에 대한 영향성은 상대적으로 무시할만 합니다. 1%의 항력이 증가할때 마다 사거리는 0.65km감소하네요.
급기동 성능에 큰 영향을 주는 양력은 순항 시에는 받음각이 낮기 때문에 항력 대비 영향성이 떨어집니다. 사거리와 최대속도에 대한 영향성이 거의 없습니다.
Dual-pulse를 적용하는 경우에 대한 비교인데 같은 추진체와 ISP가 단순히 일정 시간간격을 두고, 나가는 식으로 가정되어서 최적화가 덜 된 느낌입니다. 그래도 시간간격을 주면 최대속도가 약간 감소하는 대신, 사거리는 다소 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 특히 먼 거리에서 속도가 살짝 빠르다는 점에서 이점이 있네요.
1s의 시간간격당 0.4km의 사거리 증가와 M0.02의 최대속도의 감소가 있네요.
결과 요약입니다. 기준성능은 최대속도 M4.4로 65km의 거리를 86초의 시간 안에 날아갈 수 있는 것으로 보입니다. 상기 표에 따르면, 주어진 추진체와 ISP, 형태(양/항력)에 대해서는 연소시간을 늘리고, 다중연소를 활용하는게 좋은 것으로 확인됩니다.
발사속도/고도/궤적에 따른 차이와 이번에 연구된 변수에 대한 최적화는 Part. 2에서 진행할 예정입니다.
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- 나이트세이버 (112.175.xxx.xxx)
- 2018-10-13 21:43:06
- 레이시온이 신형 고체로켓 모터를 연구중이라고 어디서 봤는데 말이죠.
기존 점화후 최대출력으로 타오르는게 아니라. 점화 속도를 조절 가능하다고 말이죠.
같은 추진제양으로 운동에너지를 보존하면서 1.5배 이상의 비행거리를 달성할 수 있다고 봤네요.
이 로켓모터의 목적은 2km~15km까지는 가변 출력으로 목표에 대한 명확한 타격을 목적으로 한다고 했는데..
이게 종말 단계 이야기인지..
아님 지근거리에서의 명중률을 높인다는건지는 구분하지 못하겠더라구요.
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- Knights (112.175.xxx.xxx)
- 2018-10-14 13:34:35
- ISP의 시간에 따른 변화가 중요한 데이터인데 아무렇게나 가정하기도 그렇고 구하기도 쉽지 않아 상수로 놓고 계산 중입니다. 전체 비행프로파일에서 연소단계는 짧기 때문에 초반 구간에 한정된 이야기이긴 합니다
