사단정찰용UAV 발사장비 품질개선

국문 초록 (Abstract)

사단정찰용UAV 체계는 육군과 해병대의 감시정찰능력을 강화시켜 독자적 정찰-타격 작전능력을 확보하는 목적으로 기술개발이 이루어졌으며, 현재 초도양산사업을 통해 전력화가 이루어지고 있다. 발사장비는 추진와이어와 연결된 트롤리를 당겨 고정한 뒤 트롤리에 무인기를 탑재하고, 유압시스템의 힘으로 추진와이어를 당기며 트롤리의 고정을 풀어 발사하는 방식이다. 이때 추진와이어가 감기는 고정/이동 풀리조립체는 4단으로 이루어져, 무인기는 유압시스템이 당기는 속도의 8배로 가속/발사된다.
1세트에 1대만 납품되는 발사장비의 고장 시 소요군의 감시정찰능력에 공백이 생기므로 발사장비는 높은 신뢰성 및 내구성을 필요로 한다. 하지만, 소요군의 운용 중 추진와이어가 절단되는 결함이 반복적으로 발생하였으며, 정부검사 중 후방레일에서 발사대를 지탱하는 받침대와 연결된 구조물이 변형된 결함이 발견되었다. 발사도중 추진와이어가 절단되거나 후방레일의 받침대 연결부가 파손될 경우 무인기의 추락 및 파손이 예상되어 결함의 원인 파악 및 해결방안이 필요하였다.
고속카메라 촬영을 통해 추진와이어의 거동을 파악하여 전방풀리 전후 추진와이어의 속도에 차이가 있음을 확인하였고, 분해검사를 통해 고정/이동 풀리조립체의 풀리 간 간섭이 속도차이가 발생하는 원인임을 확인하였다. 이후, 풀리의 공차 강화 및 풀리 사이의 와셔의 두께를 증가시켜 풀리 간 간섭을 방지하였고 풀리 간 간섭으로 추진와이어가 절단되는 현상이 재발하지 않았다.
FEM 해석을 통해 후방레일에 브라켓이 장착되는 부위에 안전계수가 0.48임을 확인하였으며 충격하중 발생 시 후방레일이 변형될 수 있음을 확인하였다. 해당부위에 Doubler를 추가 적용하여 응력집중을 완화하는 방식으로 구조를 강화하였으며 2.1의 안전계수를 확보하여 변형 및 피로누적 가능성을 제거하였다.