간이 취약성 평가를 통한 함정의 폭발강화격벽 배치 설계에 관한 연구

Abstract

함정은 전투에 투입되어 군사적 임무를 수행하는 특수목적 선박이다. 적의 위협에 맞서기 위해 함정에는 선박체계와 전투체계 등 복합적인 성능이 요구되는데, 전투 중 손상을 입더라도 특수한 임무를 지속할 수 있는 생존성 향상 설계가 필수적으로 검토되어야 한다. 폭발강화격벽은 내부 폭발 충격의 확산을 억제하기 위해 함정에 적용되고 있으나 필연적으로 발생하는 중량 증가로 인해 다른 체계의 성능을 저하시킨다. 따라서 폭발강화격벽 설치로 인한 생존성 증대 효과와 그에 따른 중량 증가 등의 트레이드 오프 (trade-off) 효과를 정량적으로 비교하는 과정이 함정 초기 배치설계에 매우 중요하다. 생존성은 피격성, 취약성과 회복성으로 구성되는데, 본 연구에서는 초기 해석방법인 간이 취약성 평가를 통하여 폭발강화격벽의 최적 배치 방법론을 제시하고자 한다. 함정의 임무, 기능, 체계에 따른 주요 구성품을 결정하여 Kill type에 따른 중요도 점수를 부여하였으며, 위협 무기 피격 위치에 따라 격벽 및 데크에 미치는 폭발 압력의 크기와 허용 가능 압력을 비교하여 생존성을 산정하는 간이 취약성 평가 방법을 개발하였다. 이를 바탕으로 격벽 무게에 따른 Single optimization 문제를 유전알고리즘을 사용하여 최적화를 수행하여 설치되는 폭발강화격벽의 개수에 대한 최적 위치를 도출하였다. 또한 피격에 의한 손상을 경험적/통계적으로 산출한 기존 연구의 결과와 생존성을 비교하였으며 다양한 피격 분포에 대하여 폭발강화격벽 최적 배치 방법론을 적용시켰다.