공대공 교전 시뮬레이션을 위한 시스템 설계와 컴포넌트 모델링 연구 :System design and component modeling for air-to-air engagement simulation

성윤제

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자료유형: 학위논문

저자정보: 성윤제 (세종대학교, 세종대학교 대학원)

지도교수: 윤석준

발행연도: 2018

저작권: 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수9

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

공대공 교전 시뮬레이션을 수행하는 고정익 항공기 무기체계 모델링 연구

성윤제 , 권형준 , 박찬홍 외 2명 한국경영과학회 학술대회논문집 2018.04 학술대회자료

공대공 교전 시뮬레이션을 수행하는 고정익 항공기 무기체계 모델링 연구

성윤제 , 권형준 , 박찬홍 외 2명 대한산업공학회 춘계공동학술대회 논문집 2018.04 학술대회자료

공대공 교전 시뮬레이션을 위한 시스템 설계와 컴포넌트 모델링 연구

성윤제 항공우주공학과 2018.01 학위논문

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현재 M&S는 국내외적으로 광범위한 영역에서 활용되고 있으며 그 유용성을 입증 받고 있다. M&S의 유용성은 개발비용과 소요시간 절감, 그리고 효과 분석 및 위험요소 예측 등을 예로 들 수 있는데, 이를 넘어 M&S는 여러 HW와의 응용사례처럼 현실문제에서도 해결책을 제시하고 있다.
한편 국방 M&S 분야에서는 크게 두 가지 방향으로 M&S를 활용하였는데 하나는 전쟁 시뮬레이션을 통한 전장효과 및 전략 분석이고, 다른 하나는 단위 무기체계의 공학급 모델링을 통한 효과도 분석이 그 예이다. 이렇듯 두 가지 관점에서 진행되어온 국방 M&S는 최근 이를 통합시키고 운용하고자하는 방향으로 연구를 진행하고 있는데, 이를 위해서 국방과학연구소에서는 체계모의환경인 AddSIM을 개발하였다.
재사용성을 확보하는 일환으로 표준화된 라이브러리 형태인 기본체계모델을 확보 및 운용하는 것이 목적이며, 기본체계모델 안의 물리모델은 공학급 모델의 해상도가 요구된다. 기본체계모델은 미사일, 전투기 같은 실 무기체계가 될 수 있으며, 임무를 수행하는 논리도 필요하게 된다. 이에 앞서 언급한 두 관점은 모델링 접근방식의 상이함 때문에 무기체계 설계에는 부합되지 않는다. 또한 여기에서 다룰 공대공 교전 모델링 사례는 근접전투 상황에 집중되어있으며, 임무급 모델로 확장하기 위해서는 추가적인 기능 통합이 필요하다.
본 연구에서는 다양한 참조체계와 일반적인 고정익항공기 운동 모델의 특성을 분석하여 공대공 교전 시뮬레이션에 적합한 고정익항공기 무기체계(Fixed-Wing Aircraft Weapon System)를 설계하였다. 설계의 유효성(Verification)을 확인하고자 공대공 교전 시뮬레이션 환경을 구축하였고, 나아가서 전장효과 분석을 위한 틀을 마련하고자 한다.

제 1 장. 서 론 1
1.1. 연구배경 1
1.2. 연구내용 및 구성 2
1.2.1. 기존 체계 및 연구 고찰 2
1.2.2. 기본체계모델(Base System Model) 및 AddSIM 3.0 개요 2
1.2.3. 공대공 교전 상황 및 시나리오 2
1.2.4. 고정익 항공기 무기체계 3
1.2.5. 시뮬레이션 결과 및 고찰 3
제 2 장. 기존 체계 및 연구 고찰 4
2.1. 시뮬레이션 참조체계 4
2.2. 항공 AI 및 의사결정 연구 7
제 3 장. 기본체계모델 및 AddSIM 3.0 개요 10
3.1. 기본체계모델(Base System Model) 10
3.2. AddSIM 3.0 11
제 4 장. 공대공 교전 상황 및 시나리오 12
4.1. 교전상황 정의 12
4.2. 지휘체계와 지휘통제모듈 13
4.3. 시나리오의 구성 15
제 5 장. 고정익 무기체계 17
5.1. 고정익 무기체계 요구사항 분석 17
5.2. 체계 설계와 구성 18
5.3. 물리모델 설계 22
5.3.1. 기동 모델 22
5.3.1.1. 기본 제어기 설계 26
5.3.2. 탐지, RWR, 사격통제장치 28
5.3.3. 기타 물리 모델 31
5.4. 논리모델 설계 32
5.4.1. 고정익-지휘통제모듈 상호작용 32
5.4.2. 인지(식별) 모듈 34
5.4.3. 작전상황 및 행위결정 모듈 35
5.4.4. 작전행위(Operational Behavior) 37
5.4.4.1. 전술기동(Tactical Maneuver) 38
5.4.4.2. 전투기 소탕 41
5.4.4.3. 기타 복합행위 및 기능 43
5.5. 미사일 무기체계 45
제 6 장. 시뮬레이션 결과 및 고찰 47
6.1. 시스템 구성도 47
6.2. 시뮬레이션 결과 및 고찰 48
6.2.1. 복합행위 및 기본행위 결과 48
6.2.1.1. 기본 제어기 성능 48
6.2.1.2. 경로점 유도 방식 50
6.2.1.3. 편대비행 51
6.2.1.4. 미사일 유도 과정 55
6.2.2. 공대공 교전 시뮬레이션 56
제 7 장. 결론 및 향후과제 62
7.1. 결 론 62
7.2. 향후과제 63

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