실전에 배치될 미국의 차세대 지상발사 탄도미사일 방어시스템은 Lockheed Martin사가 주계약 업체로 개발 중인 미 육군의 THAAD(Theater High Altitude Area Defense) 시스템이 될 것으로 예상된다. 프로젝트 정의 및 위험감소 단계는 1995년에 시작되었으며, 체계개발 단계는 2003년 시작되고 이어서 2004년에는 발사시험이 실시될 예정이다. 그리고 연간 40기의 미사일을 생산하는 초도생산단계는 2006년경에, 최종적인 양산은 2008년부터 시작되어 연간 320기의 미사일을 생산할 계획이다. 1999년 8월에 실시된 발사시험에서 고도 100km 이상의 표적을 대기권 밖에서 요격하는 데 성공한 바있다.
미사일의 수직 발사 시스템은 수송 및 발사에 필요한 공간을 작게 차지하고 간편하여 각국이 선호하고 있다. 그러나 미사일이 수직발사 초기에는 매우 낮은 속도로 상승하므로 미사일의 방향조정용 Fin의 공력이 발생하지 않기 때문에 초기에 Jet Vane 등의 기계장치를 이용 추력의 방향을 제어하여 마사일의 방향을 목표로 향하도록 하는 Controller가 필요하게 된다. 본 Controller는 DC Motor와 감속기를 이용하여 Vane을 제어 할 수 있도록 설계되어 있으며 1차적으로는 지상 시험용 Controller를 개발 완료된 상태에 있다. 추후 실제 사용하기 위한 Controller를 만들기 위해서는 Main 유도장치와의 상호 Interface 관계를 고려하여 설계되어야 하며 소량 경량화 및 충분한 신뢰성을 갖춘 Controller를 개발하여야 한다.
1950-1960년 대 인도와 중국은 미국, 서방국가, 그리고 구소련에게서 받은 로켓 기술을 바탕으로 발사체 개발을 수월하게 이룰 수 있었다. MTCR이 출범한 1987년 이후, 1990년 대 초를 제외하고는 양국이 MTCR 체제 밖에 있었으며, 미국과의 주요 우주분야 협력 이력은 거의 없었다. 그러나 21세기 들어서며 인도는 미국과 우주협력 관계로 진입하고 미국의 비 상용 위성을 인도발사체를 이용한 발사가 가능하게 되었다. 반면 미국은 중국과의 우주발사체 협력은 물론 우주협력에 회의적이다. 본 논문에서는 인도와 중국 발사체에 적용된 미국의 미사일 비확산정책을 살펴보고 적용된 정책의 유사점과 상이점을 분석하여 우리나라 우주개발에 대한 시사점을 제시하고자 하였다.
Hawk에 대한 미래의 계획은, Raytheon/Kongsberg사가 네덜란드 육군 및 공군용으로 개발한 Hawk-AMRAAM 방공시스템의 경우처럼, Raytheon사의 AIM-120 AMRAAM 공대공 미사일을 육상 발사형으로 개조하여 Hawk와 결합시키는 시스템에 초점이 모아지고 있다. AIM-120 미사일은 다수의 고속, 저고도 표적을 요격하기 위해서 사용되며, 사거리는 약 20km이고 최소 발사 간격은 2초 이내이다. 이러한 Hawk/AIM-120 조합을 통해서 Hawk의 장거리 및 고고도 표적에 대한 교전능력을 유지하면서, 작은 레이더 단면적 표적에 대한 Hawk ILM 미사일의 우수한 요격능력도 보유할 수 있게 된다.
미사일 수직발사 시스템은 공간을 작게 차지하고 간편하여 각국이 선호하고 있다. 그러나 수직발사 초기에는 매우 낮은 속도로 상승하므로 Fin의 공력이 발생하지 않기 때문에 추력방향을 직접제어하지 않으면 안된다. 추력방향 제어장치는 Gimbal, Jet Vane, Jet Tab, Secondary Injection 등 여러 방식이 있으나 Jet Vane Type의 추력 방향 제어장치는 응답이 빠르고 경량화가 가능하며 후방 Fin과의 연동 및 작동 후 분리가 가능하다는 장점으로 인해 수직발사 미사일의 초기 방향제어에 주로 사용한다. 이 장치는 Vane이 화염 속에서 직접 구동되므로 고내열성 재료의 기술이 필요하며 미사일의 전체 System에 요구되는 Side Force를 발생시키기 위한 Vane의 최대 받음각 및 회전속도를 결정해야 한다. 따라서 초음속 유동해석을 통해서 Vane의 받음각에 대한 Side Force와 Torque를 계산하며, 구조해석을 통해 Side Force가 가해지는 동안의 Housing의 굽힘, 비틀림 하중 등을 계산하였다. 또한 Controller는 기존의 유압방식보다도 소형이며 복잡하지 않고 가격이 싼 DC Motor와 감속기를 이용하여 빠른 응답성에 부합토록 설계하였다. 본론에서는 성능과 관련된 초기 요구조건에 대한 최적설계의 변수들을 해석하고. 그에 따른 개발사양, 개발 과정, 구조, 시험방법 등에 대해 고찰하고자 한다.
항공우주분야의 제어는 크게 항공기, 헬리콥터, 발사체, 미사일, 인공위성 등으로 비행체의 특성에 따라 크게 구분된다. 이러한 항공우주 시스템 설계시에는 다른 시스템 설계시와 동일하게 성능 요구조건을 설정한 후에 자동조정 장치를 설계하게 된다. 항공기의 경우에는 비행성과 조종성으롤 크게 구분하여 요구조건이 주어진다. 본 고에서는 항공기 비행제어에 적응제어가 어떻게 사용되었는가에 대하여 소개하였다.
램젯 엔진을 장착한 미사일은 기존의 터보젯 이나 터보팬 엔진에 비해 압축기와 터빈과 같은 엔진 구성품이 없어 무게가 가볍고 초음속에서 저항도 적으며 고속의 비행영역에서 연료효율과 생존성능이 뛰어나기 때문에 차세대 미사일 추진 시스템으로서 세계 여러 국가에서 개발 및 운용이 이루어지고 있다. 하지만 램젯 엔진은 충분한 램 효과를 얻어야 초기 점화가 가능하기 때문에 현재 개발되고 있는 대부분의 시스템은 최초 발사시 로켓 부스터에 의해 가속하고 로켓연료를 모두 소모하고난 후에 흡입구가 개방되어 램젯 엔진이 점화하는 방식을 취하고 있다.
한 나라의 우주개발은 막대한 예산과 많은 시간이 소요되기 때문에 정부주도로 연구개발사업을 시작하는 것이 대체적인 선례이다. 하지만 때로는 우주개발을 지역사회나 주변 국가들과의 상황에 따라 생존을 위한 방편으로도 활용될 수 있다. 이러한 우려를 불식시키거나 완화하자는 차원에서 국제사회가 다자간 협의체인 미사일기술통제체제(MTCR, Missile Technology Control Regime)을 1987년부터 시작하여 매년 총회 및 회기간 회의를 통하여 국제사회에서 대량파괴무기의 운반체로 미사일이나 무인항공기 등과 관련된 시스템 및 부품 등의 기술이전 등에 관하여 규제를 하고 있는 것이다. 최근 국제사회에서 핵 프로그램 및 미사일 문제로 논쟁의 핵심이 되고 있는 이란에 대하여 우주개발과 미사일기술통제체제의 규제 등의 관점에서 본 논문을 검토하고자 한다.
최근 러시아가 우크라이나에 발사한 킨잘 미사일은 실전에서 최초로 사용된 극초음속 순항미사일 마하 5이상의 빠른 속력으로 비행한다. 빠른 속력은 강력한 파괴력으로 이어지며, 방어체계의 요격가능시간을 극단적으로 단축시킨다. 따라서 극초음속 미사일은 다층화된 방어체계가 구축된 미국조차도 요격에 어려움을 인정하고 있는 게임체인저가 될 수 있다. 미국, 러시아, 중국 및 북한 등 군사강국 들은 공격무기인 극초음속 미사일 개발에 집중하고 있으나 방어체계 능력은 부족한 실정이다. 이러한 관점에서 본 논문은 주요국의 극초음속 미사일 개발현황과 방어체계 능력을 식별하고 이를 기반으로 우리 군의 대응방안을 모색하고자 한다.
초음속 충돌제트(impinging jet)의 열 및 운동량 전달(heat and momentum transfer)은 로켓의 이ㆍ착륙, 다단 로켓의 분리, 로켓의 방향조절을 위해 배기 노즐에 부착되는 제트 베인(jet vane)이나 스포일러 탭(spoiler tab), 수직/단거리 이착륙기의 발진, 미사일 발사시스템, 전투기 동체, 날개, 후미 부분에서 발사되는 미사일의 배기가스가 주변장치 등에 충돌할 때 발생되는 문제점 등을 사전 예측하여 관련장비의 설계 둥에 유용한 자료로 이용된다. 따라서 이에 대한 기초 연구로서 초음속 유동 실험장치를 이용하여 마하수(Mach Number) 1.0 및 1.8인 경우에 대하여 수직/경사평판에서 팽창 비, 거리, 경사각에 따른 충돌 면에서의 단열 벽면온도를 측정하였다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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