Unguided Rocket Trajectory Analysis Under Rotor Wake and External Wind

Abstract

무유도 로켓 발사체의 정확한 조준 타격 능력은 무장 헬리콥터 공격 능력의 핵심이다. 발사되는 로켓과 헬리콥터 로터 블레이드의 후류 사이에서 발생하는 공력 간섭 현상인 내리흐름 효과는 로켓의 전체 궤적 및 사거리를 변화시키므로, 정확한 조준 타격 능력을 위해 필수적으로 예측되어야한다. 이와 같은 내리흐름 효과를 고려한 무유도 로켓 궤적 예측을 위해 다양한 연구가 진행되어왔지만, 외풍으로 인해 기울어지는 로터 후류와 그에 따른 내리흐름 효과의 변화를 고려하지는 못하였다. 본 연구에서 외풍으로 인해 변화하는 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적을 예측할 수 있는 새로운 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 엑추에이터 모델을 이용한 전산유체역학과 6자유도 운동을 결합하여 회전 로터 유동으로 인해 변화하는 로켓의 자세 및 궤적을 계산할 수 있다. 이를 이용하여 내리흐름을 로켓의 공력 특성 및 자세 안정성과 같은 물리적 근거로 분석하였다. 그리고 외풍으로 인해 변화하는 내리흐름 특성과 궤적 및 사거리 변화 특성을 분석하였다. 그 결과, 내리흐름 효과에 의해 로켓의 사거리는 증가하였으며 후방 외풍에서 사거리가 가장 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 그리고 로켓 사거리 증가에 대한 한계점이 존재하였으며, 특정 외풍 속력 이상에서 로켓의 사거리가 더 이상 증가하지 않는 것을 밝혔다.