KR101640838B1 - The Prediction technology method for the shape and velocity of a projectile - Google Patents

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KR101640838B1
KR101640838B1 KR1020160078855A KR20160078855A KR101640838B1 KR 101640838 B1 KR101640838 B1 KR 101640838B1 KR 1020160078855 A KR1020160078855 A KR 1020160078855A KR 20160078855 A KR20160078855 A KR 20160078855A KR 101640838 B1 KR101640838 B1 KR 101640838B1
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collision
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김종탁
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우성충
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국방과학연구소
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Abstract

According to the present invention, a technique and a method for predicting a shape and a velocity of a colliding body are based on a colliding body (100) flying at a high velocity, a primary structure (200) forming a through hole by the colliding body (100) colliding therewith at a high speed and penetrating the same, and a secondary structure (300) damaged by shrapnel created by a collision between the colliding body (100) and the primary structure (200) to predict an initial shape angle, a length/diameter ratio, a size, a bulletproof velocity, and a collision velocity of the colliding body (100) based on variables obtained by damage analysis of the primary and the secondary structure.

Description

충돌체의 형상 및 속도 예측 방법{The Prediction technology method for the shape and velocity of a projectile}[0001] The present invention relates to a method of predicting shape and velocity of a collision object,

본 발명은 충돌체 예측 기술에 관한 것으로, 특히 1차 구조물로 인하여 발생한 파편이 1차 구조물 후방에 존재하는 2차 구조물에 가한 손상을 분석하여 위협이 되는 충돌체의 형상 및 충돌 속도가 예측될 수 있는 방법 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a collision prediction technique, and more particularly, to a collision prediction method in which a collision caused by a primary structure can be predicted by analyzing damage to a secondary structure existing behind the primary structure Technology.

일반적으로 내 충격 구조물을 설계함에 있어 우선적으로는 충격에 견딜 수 있는 강성구조물을 설계하는 것이 목적이 되어야 하며, 2차적으로는 구조물이 충돌체 등에 의하여 손상이 발생하였을 경우 내부의 손상정도 또한 예측 가능하여야 하며 따라서 그 피해를 최소화하는 구조물을 설계할 필요가 있다.In general, the purpose of designing a shock-resistant structure is to design a rigid structure that can withstand impact. In the second place, if the structure is damaged by a collision object, etc., Therefore, it is necessary to design a structure that minimizes the damage.

이를 위한 기술 및 방법으로, 위협으로 인하여 발생한 손상을 분석하고 실질적인 충돌을 야기한 충돌체의 특성을 역설계하여 이를 기본설계에 반영함으로써 구조체와 내부의 손상을 최소화하는 설계가 있다.There are techniques and methods to analyze the damage caused by the threat, and to reverse the design of the collision object that caused the actual collision and to reflect it in the basic design, thereby minimizing the damage to the structure and the inside.

일례로, 고속충돌로 인해 생성된 파편은 파편운을 형성하며 충돌 속도와 각도 등 충돌 조건에 따라 다양한 형태로 공간상에 분산된다. 그러므로, 임의 구조물에 대한 고속충돌 문제를 해결하기 위해 실험 및 수치해석적 시뮬레이션을 포함한 많은 가술을 예로 들 수 있다.For example, debris generated by high-speed collisions forms a fracture cloud and is dispersed in space in various forms depending on the collision conditions such as collision speed and angle. Therefore, many techniques, including experimental and numerical simulation, can be used to solve the high-speed collision problem for arbitrary structures.

그 결과, 공간상에 분산된 파편운의 특성을 연구하기 위해 방사선 기법을 활용한 충돌 순간에서의 파편운 형상 촬영기술 및 수치해석을 통한 충돌 후의 파편운 분석기법 등이 개발되어 적용되고 있다.As a result, in order to investigate the characteristics of fragmentation scattered in space, the technique of fragmentation and the analysis of fragmentation after collision through numerical analysis have been developed and applied.

국내특개 10-2012-0098310(2012년09월05일)Domestic Special 10-2012-0098310 (September 5, 2012)

하지만, 충돌로 인하여 발생한 파편에 관련된 연구는 대부분이 파편운의 형상 분석에 집중됨으로써 충돌체 및 구조물의 재료, 형상, 충돌 속도 및 각도 등과 같은 파편운의 형상에 영향을 미치는 다양한 요소에 대한 검토가 어렵고, 그 결과 예측 가능한 충돌체와 구조물의 1차 충돌 현상뿐만 아니라 1차 충돌에 의해 발생한 파편이 야기하는 2차 위협에 관한 대책이 매우 부족한 실정이다.However, most of the studies on fractures caused by collisions are focused on the analysis of fracture cloud shape, so it is difficult to study various factors affecting the shape of fracture cloud such as material, shape, collision speed and angle of collision body and structure As a result, the first collision phenomenon between the predictable collision object and the structure, as well as the second collision caused by the collision caused by the first collision, are insufficient.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 고속 비행 충돌체로 파괴된 1차 구조물에 형성된 관통구와 2차 구조물상에 분산된 파편의 패턴을 분석하여 획득된 관련 변수들을 기반으로 충돌체의 초기형상 각도, 길이/지름 비, 크기, 방탄한계속도 및 충돌속도 등이 기술적으로 예측되는 방법의 제공에 목적이 있다.In view of the above, the present invention is based on the fact that, based on the through-holes formed in the primary structure destroyed by the high-speed flying object and the related parameters obtained by analyzing the patterns of the fragments dispersed on the secondary structure, / Diameter ratio, size, bulletproof marginal velocity and collision speed are technically predicted.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법은 고속으로 비행하는 충돌체, 상기 충돌체가 고속으로 충돌 및 관통하여 관통파괴구를 형성하는 1차 구조물, 상기 고속으로 비행하는 상기 충돌체와 상기 1차 구조물의 충돌로 인하여 발생한 파편에 의하여 손상을 입는 2차 구조물을 기반으로 하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of predicting the shape and speed of a collision object, including a collision object flying at a high speed, a primary structure colliding with the collision object at high speed to form a penetration failure hole, And is based on a secondary structure damaged by debris generated by collision between the impact object and the primary structure.

바람직한 실시예로서 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법은 상기 1차, 2차 구조물의 손상 분석을 통하여 예측에 필요한 제반 변수들을 측정하는 단계, 상기 충돌체의 초기형상 각도를 예측하는 단계, 상기 충돌체 길이/지름 비를 예측하는 단계, 상기 충돌체의 크기를 예측하는 단계, 상기 충돌체의 방탄한계속도를 예측하는 단계, 상기 충돌체와 상기 1차 구조물의 충돌속도를 예측하는 단계, 상기 예측된 결과들을 종합하여 상기 충돌체의 충돌속도 및 형상을 예측하는 단계로 수행된다.As a preferred embodiment, a method of predicting the shape and velocity of a collision object includes the steps of measuring all parameters required for prediction through damage analysis of the primary and secondary structures, predicting an initial shape angle of the collision object, Estimating a ratio of the collision object to the primary structure, predicting the size of the object, predicting the ballistic marginal velocity of the object, predicting the collision speed of the object with the primary structure, And the collision speed and shape of the vehicle.

바람직한 실시예로서 상기 제반변수측정단계에서, 상기 1차 구조물에 형성된 관통구의 지름을 측정하여 관통구 직경을 측정하는 단계와 상기 1차 구조물의 두께를 측정하는 단계를 포함한다.In a preferred embodiment, the diameter of the through-hole formed in the primary structure is measured to measure the diameter of the through-hole, and the thickness of the primary structure is measured.

바람직한 실시예로서 상기 제반변수측정단계에서, 상기 2차 구조물에 형성된 파편의 분산 패턴 분석을 통하여 분산 패턴의 중심으로부터 총 파편수의 30 %, 50 %, 95 %를 각각 포함하는 분산지름인

Figure 112016060975378-pat00001
,
Figure 112016060975378-pat00002
,
Figure 112016060975378-pat00003
를 측정하는 단계를 더 포함한다.As a preferred embodiment, in the above-mentioned variable measuring step, a dispersion pattern of 30%, 50% and 95% of the total number of fragments from the center of the dispersion pattern is analyzed through a dispersion pattern analysis of the fragments formed in the secondary structure
Figure 112016060975378-pat00001
,
Figure 112016060975378-pat00002
,
Figure 112016060975378-pat00003
. ≪ / RTI >

바람직한 실시예로서 상기 초기형상각도예측단계에서,

Figure 112016060975378-pat00004
의 관계식을 통하여 상기 충돌체 초기형상 각도인
Figure 112016060975378-pat00005
를 예측한다.As a preferred embodiment, in the initial shape angle prediction step,
Figure 112016060975378-pat00004
Through the relational expression of < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016060975378-pat00005
.

바람직한 실시예로서 상기 길이/지름비예측단계에서,

Figure 112016060975378-pat00006
의 관계식을 통하여 상기 충돌체의 길이/지름 비를 예측한다.As a preferred embodiment, in the step of predicting the length / diameter ratio,
Figure 112016060975378-pat00006
The length / diameter ratio of the impact object is predicted.

바람직한 실시예로서 상기 충돌체크기예측단계에서,

Figure 112016060975378-pat00007
의 관계식 또는
Figure 112016060975378-pat00008
의 관계식을 통하여 상기 충돌체의 지름을 예측한다.As a preferred embodiment, in the collision checker predicting step,
Figure 112016060975378-pat00007
Or
Figure 112016060975378-pat00008
The diameter of the collider is predicted.

바람직한 실시예로서, 상기 형상인자

Figure 112016060975378-pat00009
는 As a preferred embodiment,
Figure 112016060975378-pat00009
The

Figure 112016060975378-pat00010
의 관계식을 통하여 구한다.
Figure 112016060975378-pat00010
.

바람직한 실시예로서 상기방탄한계속도예측단계에서, De Marre 방정식을 적용하여 충돌체의 방탄한계속도를 예측한다.As a preferred embodiment, in the bulletproof limit speed predicting step, the De Marre equation is applied to predict the bulletproof limit speed of the impact object.

바람직한 실시예로서 상기 충돌속도예측단계에서, 상기 충돌체의 충돌속도와 상기 1차 구조물에 형성된 관통구 직경인

Figure 112016060975378-pat00011
와의 관계를 통하여 상기 충돌체와 상기 1차 구조물의 충돌속도를 예측한다.As a preferred embodiment, in the impact velocity predicting step, the impact velocity of the impact object and the diameter of the through-hole formed in the primary structure
Figure 112016060975378-pat00011
And predicts the collision speed between the colliding object and the primary structure.

바람직한 실시예로서, 상기 충돌속도는

Figure 112016060975378-pat00012
의 관계식을 통하여 예측한다.As a preferred embodiment,
Figure 112016060975378-pat00012
.

이러한 본 발명의 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법은 1차 구조물을 관통, 파괴하여 파편화된 후 1차 구조물 후방에 배치된 2차 구조물상에 손상을 가한 충돌체의 형상 및 충돌 속도를 예측함으로써 충돌체 및 구조물의 재료, 형상, 충돌 속도 및 각도 등과 같은 파편운의 형상에 영향을 미치는 다양한 요소에 대한 검토가 가능하고, 특히 파편운의 형상 분석에 집중된 한계성을 극복할 수 있다.The method of predicting the shape and velocity of a collision object according to the present invention is a method of predicting the shape and collision velocity of a collision object which has been damaged by passing through a primary structure and breaking the collision object and then fragmenting the secondary structure disposed behind the primary structure, It is possible to study various factors affecting the shape of fracture cloud such as material, shape, collision speed and angle, and it is possible to overcome limitations concentrated on analysis of shape of fracture cloud.

또한, 본 발명의 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법은 고속 비행 위협체 대응 구조물 설계를 위한 기반기술로 활용할 수 있으며, 특히 위협체의 분석기술로의 활용되는 파급효과가 있다.In addition, the shape and speed prediction method of the collision object of the present invention can be utilized as a base technology for designing a high-speed flight threat control structure, and in particular, there is a ripple effect to be utilized as an analysis technique of a threat object.

도 1은 본 발명에 따른 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 충돌체와 이로 인하여 관통, 파괴되는 1차 구조물 및 파편으로 손상되는 2차 구조물을 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 1차 구조물 파편으로 인하여 손상된 2차 구조물의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 충돌체 초기형상, 각도에 따른 관통구 직경 대비 50% 손상지름비의 경향도 및 그의 추세선도 이며, 도 5는 본 발명에 따른 충돌체의 길이/지름 비에 따른 관통구 직경 대비 95% 손상지름비의 경향도 및 그의 추세선도 이고, 도 6은 본 발명에 따른 충돌체의 충돌속도와 관통구 지름과의 관계도이다.2 is a schematic view showing a primary structure which is penetrated and destroyed by the impact object according to the present invention and a secondary structure which is damaged by the debris and FIG. Fig. 4 is a graph showing the tendency of the 50% damage diameter ratio versus the diameter of the through-hole according to the initial shape and angle of the impact body according to the present invention, and the tendency line thereof And FIG. 5 is a trend diagram and a trend line of the 95% damage diameter ratio to the diameter of the through hole according to the length / diameter ratio of the impactor according to the present invention, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the impact velocity of the impactor and the through- .

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1과 도 2를 참조하면, 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법은 고속 비행하는 충돌체(100), 상기 충돌체(100)가 고속으로 충돌 및 관통하여 관통구를 형성하는 1차 구조물(200), 상기 충돌체(100)와 상기 1차 구조물(200)의 충돌로 인하여 발생한 파편에 의하여 손상을 입는 2차 구조물(300)을 기반으로 하고, 1차 구조물(200)의 관통구와 함께 1차 구조물(200)의 파편이 분산된 2차 구조물(300)의 파편 분산 동심원(310)과 동심원 분산반경(320)을 이용한 손상 분석을 통하여 얻어진 변수들을 기반으로 충돌체의 초기형상 각도, 길이/지름 비, 크기, 방탄한계속도 및 충돌속도 등을 예측하고, 그 결과 위협이 되는 고속 비행하는 충돌체(100)에 대한 형상 및 충돌 속도를 구함에 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a method of predicting the shape and speed of a collision object includes a collision object 100 flying at a high speed, a primary structure 200 forming a through hole by collision and penetration of the collision object 100 at a high speed, The primary structure 200 and the primary structure 200 are formed on the basis of the secondary structure 300 damaged by the fragment generated by the collision between the impact body 100 and the primary structure 200, Length / diameter ratio, size, bulletproofing, and the like of the object based on the parameters obtained from the damage analysis using the scattered concentric circle 310 and the concentric dispersion radius 320 of the secondary structure 300 in which the fragments of the object are dispersed The limit speed and the collision speed of the collision object 100, and as a result, the shape and the collision speed for the collision object 100 flying at high speed, which is a threat, are obtained.

특히 충돌체 형상 및 속도 예측 방법은 S100의 1차 구조물(200) 및 2차 구조물(300)의 손상 분석을 통하여 예측에 필요한 제반 변수들을 측정하는 변수 측정단계, S200 내지 S400의 충돌체 모양 예측단계, S500의 충돌체(100)의 방탄한계속도를 예측하는 방탄 예측단계, S600의 충돌체 충돌속도 예측단계, S700의 변수를 통해 예측된 결과들을 종합하여 충돌체(100)의 충돌속도 및 형상이 최종적으로 예측되는 충돌체 예측 최종단계로 구분된다.Particularly, the method of predicting the shape and velocity of a collision object includes a variable measuring step of measuring all parameters necessary for prediction through damage analysis of the primary structure 200 and the secondary structure 300 of S100, a collision object prediction step of S200 to S400, The collision speed of the collision object 100 and the predicted value of the collision object velocity of the collision object 100 are estimated based on the parameters of the collision object collision speed prediction step S600 and the variable S700, And the final stage of prediction.

그러므로 도시되지 않았지만 충돌체 형상 및 속도 예측 방법의 수행 주체는 실험과 충돌 순간에서의 파편운 형상 촬영 및 수치해석적 분석 기법을 수행하도록 카메라를 갖춘 영상 장비와 프로그램을 탑재한 프로그램 처리기로 구성된 시뮬레이션 시스템이며, 상기 시뮬레이션 시스템은 내충격 구조물 설계 분야에서 사용되는 모든 종류의 시스템을 포함하므로 특정 기종으로 한정하지 않는다. 따라서 충돌체 형상 및 속도 예측 방법의 각 단게는 별도 언급이 없더라도 시뮬레이션 시스템을 통해 처리됨을 전제로 한다. Therefore, although not shown in the figure, the subject of the collision object shape and velocity predicting method is a simulation system composed of a video camera equipped with a camera and a program processor equipped with a program for performing a simulation of a fracture surface and a numerical analysis at the moment of an experiment and a collision , The simulation system includes all kinds of systems used in the shockproof structure design field and is not limited to a specific model. Therefore, it is assumed that each stage of the collision object shape and velocity prediction method is processed through a simulation system even if not mentioned separately.

이하, 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법의 실시예 를 도 2 내지 도 6을 통해 구체적으로 설명한다,Hereinafter, an embodiment of a method of predicting the shape and velocity of a colliding body will be described in detail with reference to Figs. 2 to 6. Fig.

S100의 변수 측정단계에서는 충돌체(100)가 충돌한 1차 구조물(200)의 관통구 직경

Figure 112016060975378-pat00013
와 두께
Figure 112016060975378-pat00014
을 측정하고, 2차 구조물(300)에 형성된 파편의 분산 패턴 분석을 통하여 분산 패턴의 중심으로부터 분산지름을 측정한다. 이 경우, 상기 분산지름은 총 파편수의 30%를 포함하는 분산지름
Figure 112016060975378-pat00015
, 총 파편수의 50%를 포함하는 분산지름
Figure 112016060975378-pat00016
, 총 파편수의 95%를 포함하는 분산지름
Figure 112016060975378-pat00017
로 구분되도록 측정한다.In the variable measuring step of S100, the diameter of the through hole of the primary structure 200 in which the impact body 100 collides
Figure 112016060975378-pat00013
And thickness
Figure 112016060975378-pat00014
And the dispersion diameter is measured from the center of the dispersion pattern by analyzing the dispersion pattern of the fragments formed in the secondary structure 300. In this case, the dispersion diameter is preferably a dispersion diameter including 30% of the total number of fragments
Figure 112016060975378-pat00015
, A dispersion diameter including 50% of the total number of pieces
Figure 112016060975378-pat00016
, A dispersion diameter including 95% of the total number of pieces
Figure 112016060975378-pat00017
.

도 3을 참조하면, 2차 구조물(300)의 파편 분산 동심원(310)과 동심원 분산반경(320)을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, a fragment dispersion concentric circle 310 and a concentric dispersion radius 320 of the secondary structure 300 can be known.

그 결과, 시뮬레이션 시스템은 관통구 직경

Figure 112016060975378-pat00018
, 두께
Figure 112016060975378-pat00019
, 총 파편수 30% 분산지름
Figure 112016060975378-pat00020
, 총 파편수 50% 분산지름
Figure 112016060975378-pat00021
, 총 파편수 95% 분산지름
Figure 112016060975378-pat00022
을 변수로 획득한다.As a result, the simulation system has a through-
Figure 112016060975378-pat00018
, thickness
Figure 112016060975378-pat00019
, Total number of pieces 30% dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00020
, Total number of pieces 50% dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00021
, Total number of debris 95% dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00022
As a variable.

충돌체 모양 예측단계는 S200의 충돌체(100)의 초기형상 각도를 예측하는 단계와 S300의 충돌체(100)의 길이/지름 비를 예측하는 단계 및 S400의 충돌체(100)의 크기를 예측하는 단계로 구분된다.The step of predicting the colliding body shape prediction step includes predicting the initial shape angle of the collision object 100 in S200, estimating the length / diameter ratio of the collision object 100 in S300, and estimating the size of the collision object 100 in S400 do.

S200의 충돌체(100)의 초기형상 각도를 예측하는 단계에서는

Figure 112016060975378-pat00023
,
Figure 112016060975378-pat00024
,
Figure 112016060975378-pat00025
,
Figure 112016060975378-pat00026
,
Figure 112016060975378-pat00027
중
Figure 112016060975378-pat00028
및
Figure 112016060975378-pat00029
를 이용해 충돌체(100)의 초기형상 각도
Figure 112016060975378-pat00030
을 예측한다. 이를 위해 시뮬레이션 시스템은 식 1을 이용한다.In the step of predicting the initial shape angle of the impact object 100 of S200
Figure 112016060975378-pat00023
,
Figure 112016060975378-pat00024
,
Figure 112016060975378-pat00025
,
Figure 112016060975378-pat00026
,
Figure 112016060975378-pat00027
medium
Figure 112016060975378-pat00028
And
Figure 112016060975378-pat00029
The initial shape angle < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016060975378-pat00030
. For this, the simulation system uses Equation 1.

[식 1][Formula 1]

Figure 112016060975378-pat00031
Figure 112016060975378-pat00031

여기서

Figure 112016060975378-pat00032
은 2차 구조물(300)상에 파편 분산으로 발생된 손상면적의 50 %를 포함하는 분산지름,
Figure 112016060975378-pat00033
는 1차 구조물(200)에 형성된 관통구 직경,
Figure 112016060975378-pat00034
는 충돌체 초기형상 각도를 나타낸다.here
Figure 112016060975378-pat00032
Is a dispersion diameter including 50% of the damaged area generated by the fragment dispersion on the secondary structure 300,
Figure 112016060975378-pat00033
The diameter of the through-hole formed in the primary structure 200,
Figure 112016060975378-pat00034
Represents the initial shape angle of the impact object.

그러므로 충돌체 초기형상 각도

Figure 112016060975378-pat00035
는 2차 구조물(300)상에 분산된 총 파편수의 50%를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00036
과 1차 구조물(200)에 형성된 관통구 직경인
Figure 112016060975378-pat00037
의 비인
Figure 112016060975378-pat00038
를 이용한 경험식으로 구해진다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00035
Is a dispersion diameter including 50% of the total number of debris dispersed on the secondary structure 300
Figure 112016060975378-pat00036
And the diameter of the through-hole formed in the primary structure 200
Figure 112016060975378-pat00037
Of the
Figure 112016060975378-pat00038
As shown in Fig.

도 4를 참조하면, 충돌체 초기형상과 각도에 따른 관통구 직경 대비 50% 손상지름비의 경향도 및 그의 추세선을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, the tendency of 50% damage diameter ratio versus the diameter of the through-hole according to the initial shape and angle of the impact object and the trend line thereof can be seen.

S300의 충돌체 길이/지름 비를 예측하는 단계에서는

Figure 112016060975378-pat00039
,
Figure 112016060975378-pat00040
,
Figure 112016060975378-pat00041
,
Figure 112016060975378-pat00042
,
Figure 112016060975378-pat00043
중
Figure 112016060975378-pat00044
및
Figure 112016060975378-pat00045
를 이용해 충돌체(100)의 충돌체 길이/지름 비
Figure 112016060975378-pat00046
을 예측한다. 이를 위해 시뮬레이션 시스템은 식 2를 이용한다.In the step of predicting the impact body length / diameter ratio of S300
Figure 112016060975378-pat00039
,
Figure 112016060975378-pat00040
,
Figure 112016060975378-pat00041
,
Figure 112016060975378-pat00042
,
Figure 112016060975378-pat00043
medium
Figure 112016060975378-pat00044
And
Figure 112016060975378-pat00045
The length / diameter ratio of the impact body of the impact body 100
Figure 112016060975378-pat00046
. For this, the simulation system uses Equation 2.

[식 2][Formula 2]

Figure 112016060975378-pat00047
Figure 112016060975378-pat00047

여기서

Figure 112016060975378-pat00048
는 2차 구조물(300)상에 파편 분산으로 발생된 손상면적의 95%를 포함하는 분산지름,
Figure 112016060975378-pat00049
는 1차 구조물(200)에 형성된 관통구 직경,
Figure 112016060975378-pat00050
는 충돌체의 길이/지름 비를 나타낸다.here
Figure 112016060975378-pat00048
A dispersion diameter including 95% of the damaged area generated by fragment dispersion on the secondary structure 300,
Figure 112016060975378-pat00049
The diameter of the through-hole formed in the primary structure 200,
Figure 112016060975378-pat00050
Represents the length / diameter ratio of the impact object.

그러므로 충돌체 길이/지름 비

Figure 112016060975378-pat00051
는 2차 구조물(300)상에 파편 분산으로 발생된 손상면적의 95%를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00052
와 1차 구조물(200)에 형성된 관통구 직경인
Figure 112016060975378-pat00053
의 비인
Figure 112016060975378-pat00054
를 이용한 경험식으로 구해진다.Therefore, the length / diameter ratio
Figure 112016060975378-pat00051
Is a dispersion diameter including 95% of the damaged area generated by the fragment dispersion on the secondary structure 300
Figure 112016060975378-pat00052
And the diameter of the through-hole formed in the primary structure 200
Figure 112016060975378-pat00053
Of the
Figure 112016060975378-pat00054
As shown in Fig.

S400의 충돌체의 크기를 예측하는 단계에서는

Figure 112016060975378-pat00055
,
Figure 112016060975378-pat00056
,
Figure 112016060975378-pat00057
,
Figure 112016060975378-pat00058
,
Figure 112016060975378-pat00059
중
Figure 112016060975378-pat00060
,
Figure 112016060975378-pat00061
, 및
Figure 112016060975378-pat00062
를 이용해 충돌체(100)의 충돌체 지름 D 을 예측한다. 이를 위해 시뮬레이션 시스템은 식 3을 이용한다.In the step of estimating the size of the collision object in S400
Figure 112016060975378-pat00055
,
Figure 112016060975378-pat00056
,
Figure 112016060975378-pat00057
,
Figure 112016060975378-pat00058
,
Figure 112016060975378-pat00059
medium
Figure 112016060975378-pat00060
,
Figure 112016060975378-pat00061
, And
Figure 112016060975378-pat00062
The diameter D of the colliding body 100 of the impact body 100 is predicted. For this, the simulation system uses Equation 3.

[식 3][Formula 3]

Figure 112016060975378-pat00063
Figure 112016060975378-pat00063

여기서

Figure 112016060975378-pat00064
는 원통형 및 원뿔형상 충돌체의 특이성을 고려하기 위한 형상인자이다.here
Figure 112016060975378-pat00064
Is a shape factor for considering the specificity of the cylindrical and conical impact bodies.

그러므로 충돌체 지름

Figure 112016060975378-pat00065
은 1차 구조물(200)에 형성된 관통구 직경인
Figure 112016060975378-pat00066
, 2차 구조물(300)상에 파편 분산으로 발생된 손상면적의 50% 및 95%를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00067
및
Figure 112016060975378-pat00068
을 이용한 관계식으로부터 구해진다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00065
Is a diameter of the through-hole formed in the primary structure 200
Figure 112016060975378-pat00066
, A dispersion diameter including 50% and 95% of the damaged area generated by the fragment dispersion on the secondary structure 300
Figure 112016060975378-pat00067
And
Figure 112016060975378-pat00068
.

상기 형상인자

Figure 112016060975378-pat00069
는 충돌체 옆면의 넓이와 충돌체(100)와 1차 구조물(200)이 충돌할 때 직접적으로 접촉하는 면적의 비로 정의됨으로써 충돌체(100)의 길이/지름 비에 대한 영향성을 고려한 식 4로 구해진다.The shape factor
Figure 112016060975378-pat00069
Is defined as the ratio of the width of the side surface of the impact body and the area of direct contact when the impact body 100 and the primary structure 200 collide with each other so as to obtain the influence of the length / diameter ratio of the impact body 100 .

[식 4][Formula 4]

Figure 112016060975378-pat00070
Figure 112016060975378-pat00070

여기서

Figure 112016060975378-pat00071
는 충돌체 초기형상 각도,
Figure 112016060975378-pat00072
는 충돌체 초기형상 각도에 따른 충돌체 옆면의 넓이,
Figure 112016060975378-pat00073
는 충돌체(100)와 1차 구조물(200)이 충돌할 때 접촉하는 면적을 나타낸다.here
Figure 112016060975378-pat00071
The initial angle of the collision object,
Figure 112016060975378-pat00072
The width of the side surface of the collider according to the initial shape angle of the collision object,
Figure 112016060975378-pat00073
Represents an area contacted when the impact body 100 and the primary structure 200 collide with each other.

따라서 충돌체의 지름

Figure 112016060975378-pat00074
는 형상인자
Figure 112016060975378-pat00075
를 적용한 식 5로 변경된다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00074
The shape factor
Figure 112016060975378-pat00075
Is applied.

[식 5][Formula 5]

Figure 112016060975378-pat00076
Figure 112016060975378-pat00076

그러므로 충돌체 지름

Figure 112016060975378-pat00077
는
Figure 112016060975378-pat00078
,
Figure 112016060975378-pat00079
및
Figure 112016060975378-pat00080
와 형상인자
Figure 112016060975378-pat00081
를 대입하여 구해진다. 특히 충돌체 지름
Figure 112016060975378-pat00082
가 구해지면 충돌체 길이/지름 비
Figure 112016060975378-pat00083
을 통하여 충돌체(100)의 길이 또한 구해짐으로써 충돌체(100)의 크기가 예측된다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00077
The
Figure 112016060975378-pat00078
,
Figure 112016060975378-pat00079
And
Figure 112016060975378-pat00080
And shape factor
Figure 112016060975378-pat00081
. Particularly,
Figure 112016060975378-pat00082
The length / diameter ratio of the collision object
Figure 112016060975378-pat00083
The size of the impact body 100 is predicted by determining the length of the impact body 100 also.

도 5를 참조하면, 충돌체의 길이/지름 비에 따른 관통구 직경 대비 95% 손상지름비의 경향도 및 그의 추세선을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the tendency of the 95% damage diameter ratio versus the diameter of the through-hole according to the length / diameter ratio of the impact object and the trend line thereof can be seen.

그 결과, 시뮬레이션 시스템은 충돌체 길이 L , 충돌체 지름 D 및 충돌체 크기를 획득한다.As a result, the simulation system obtains the object length L , the object diameter D, and the object size.

S500의 방탄 예측단계에서는 충돌체(100)의 방탄한계속도

Figure 112016060975378-pat00084
를 예측한다. 이를 위해 시뮬레이션 시스템은 식 6으로 표현된 De Marre 방정식을 적용한다.In the bulletproof prediction step of S500, the bulletproof limit speed of the impact object 100
Figure 112016060975378-pat00084
. For this, the simulation system applies the De Marre equation expressed in Equation 6.

[식 6][Formula 6]

Figure 112016060975378-pat00085
Figure 112016060975378-pat00085

여기서

Figure 112016060975378-pat00086
은 충돌체의 질량,
Figure 112016060975378-pat00087
은 충돌체의 방탄한계속도,
Figure 112016060975378-pat00088
는 De Marre 방정식 계수,
Figure 112016060975378-pat00089
는 충돌체의 지름,
Figure 112016060975378-pat00090
는 1차 구조물의 두께,
Figure 112016060975378-pat00091
은 실험으로 구해지는 상수를 나타낸다. 이 경우, De Marre 방정식 계수인
Figure 112016060975378-pat00092
와 실험상수인
Figure 112016060975378-pat00093
은 실험 또는 참고문헌을 통하여 결정된다.here
Figure 112016060975378-pat00086
The mass of the impact object,
Figure 112016060975378-pat00087
Is the bulletproof limit speed of the impact object,
Figure 112016060975378-pat00088
Is the De Marre equation coefficient,
Figure 112016060975378-pat00089
The diameter of the impact object,
Figure 112016060975378-pat00090
Is the thickness of the primary structure,
Figure 112016060975378-pat00091
Represents the constants obtained by experiments. In this case, the De Marre equation coefficient
Figure 112016060975378-pat00092
And experimental constants
Figure 112016060975378-pat00093
Are determined through experiments or references.

하지만 시뮬레이션 시스템은 식 6의 De Marre 방정식이 구형 충돌체를 기준으로 구성되어 충돌체 형상 변하 시 정확도가 낮아지는 한계를 극복하도록 구의 겉넓이와 탄자 옆면의 넓이와 관련된 형상인자

Figure 112016060975378-pat00094
를 적용한다. 상기 형상인자
Figure 112016060975378-pat00095
는 식 7로 표현된다.However, in the simulation system, the De Marre equation of Eq. (6) is constructed based on the spherical impact object, so that the shape of the spherical surface
Figure 112016060975378-pat00094
Is applied. The shape factor
Figure 112016060975378-pat00095
Is expressed by Equation (7).

[식 7][Equation 7]

Figure 112016060975378-pat00096
Figure 112016060975378-pat00096

여기서

Figure 112016060975378-pat00097
는 충돌체 초기형상 각도에 따른 충돌체 옆면의 넓이,
Figure 112016060975378-pat00098
는 구의 겉넓이를 나타낸다.here
Figure 112016060975378-pat00097
The width of the side surface of the collider according to the initial shape angle of the collision object,
Figure 112016060975378-pat00098
Represents the width of the sphere.

따라서 식 6의 De Marre 방정식은 형상인자

Figure 112016060975378-pat00099
로 방탄한계속도
Figure 112016060975378-pat00100
을 보정한 식 8로 표현된다.Therefore, the De Marre equation of Eq. (6)
Figure 112016060975378-pat00099
Bulletproof marginal speed
Figure 112016060975378-pat00100
Is expressed by Equation (8).

[식 8][Equation 8]

Figure 112016060975378-pat00101
Figure 112016060975378-pat00101

여기서

Figure 112016060975378-pat00102
는 1차 구조물 두께,
Figure 112016060975378-pat00103
는 충돌체 지름
Figure 112016060975378-pat00104
,
Figure 112016060975378-pat00105
는 De Marre 방정식 계수,
Figure 112016060975378-pat00106
은 실험상수이다.
Figure 112016060975378-pat00107
은 충돌체 질량으로서 충돌체 길이/지름 비
Figure 112016060975378-pat00108
의 충돌체 길이 L , 충돌체 지름 D , 충돌체 초기형상 각도
Figure 112016060975378-pat00109
로 구해진 충돌체(100)의 충돌체 부피와 충돌체 밀도의 곱을 통하여 산출한다.here
Figure 112016060975378-pat00102
Is the primary structure thickness,
Figure 112016060975378-pat00103
The diameter of the object
Figure 112016060975378-pat00104
,
Figure 112016060975378-pat00105
Is the De Marre equation coefficient,
Figure 112016060975378-pat00106
Is an experimental constant.
Figure 112016060975378-pat00107
Is the ratio of the length / diameter ratio
Figure 112016060975378-pat00108
The length L of the collision object, the diameter D of the collision object,
Figure 112016060975378-pat00109
Through the product of the collision body volume of the collision object 100 and the collision object density.

그러므로 충돌체 방탄한계속도인

Figure 112016060975378-pat00110
는 충돌체 질량
Figure 112016060975378-pat00111
, 1차 구조물 두께
Figure 112016060975378-pat00112
, 충돌체 지름
Figure 112016060975378-pat00113
, 참고문헌 또는 실험을 통하여 구해진 De Marre 방정식 계수
Figure 112016060975378-pat00114
및 실험상수
Figure 112016060975378-pat00115
, 형상인자
Figure 112016060975378-pat00116
로부터 구해진다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00110
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00111
, Primary structure thickness
Figure 112016060975378-pat00112
, The diameter of the collider
Figure 112016060975378-pat00113
, The De Marre equation obtained from the literature or experiment
Figure 112016060975378-pat00114
And experimental constants
Figure 112016060975378-pat00115
, Shape factor
Figure 112016060975378-pat00116
.

그 결과, 시뮬레이션 시스템은 충돌체 방탄한계속도인

Figure 112016060975378-pat00117
를 획득한다.As a result, the simulation system is able to measure
Figure 112016060975378-pat00117
.

S600의 충돌체 충돌속도 예측단계에서는

Figure 112016060975378-pat00118
,
Figure 112016060975378-pat00119
,
Figure 112016060975378-pat00120
,
Figure 112016060975378-pat00121
,
Figure 112016060975378-pat00122
중
Figure 112016060975378-pat00123
및
Figure 112016060975378-pat00124
를 이용해 충돌체(100)의 충돌체 충돌속도인
Figure 112016060975378-pat00125
를 예측한다. 이를 위해 시뮬레이션 시스템은 식 9를 이용한다.In the step of predicting the collision body impact velocity of S600
Figure 112016060975378-pat00118
,
Figure 112016060975378-pat00119
,
Figure 112016060975378-pat00120
,
Figure 112016060975378-pat00121
,
Figure 112016060975378-pat00122
medium
Figure 112016060975378-pat00123
And
Figure 112016060975378-pat00124
The collision object collision speed of the collision object 100
Figure 112016060975378-pat00125
. For this, the simulation system uses Equation 9.

[식 9][Equation 9]

Figure 112016060975378-pat00126
Figure 112016060975378-pat00126

여기서

Figure 112016060975378-pat00127
는 충돌체(100)와 1차 구조물(200)과의 충돌속도,
Figure 112016060975378-pat00128
는
Figure 112016060975378-pat00129
그래프(도 6 참조)의 기울기,
Figure 112016060975378-pat00130
는 형상인자를 나타낸다.here
Figure 112016060975378-pat00127
The collision speed between the impact body 100 and the primary structure 200,
Figure 112016060975378-pat00128
The
Figure 112016060975378-pat00129
The slope of the graph (see FIG. 6)
Figure 112016060975378-pat00130
Represents the shape factor.

도 6을 참조하면, 구형 충돌체의 충돌 속도와 이에 따른 관통구 직경

Figure 112016060975378-pat00131
으로서 충돌체(100)가 탄도한계속도
Figure 112016060975378-pat00132
로 1차 구조물(200)과 충돌할 때 발생하는 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00133
는 최소값을 가짐을 나타냄과 같이 충돌체의 충돌속도와 관통구 지름과의 관계도를 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the impact velocity of the spherical impact body and the through-hole diameter
Figure 112016060975378-pat00131
The impact object 100 can not reach the ballistic limit velocity
Figure 112016060975378-pat00132
The diameter of the through-hole generated when colliding with the primary structure 200
Figure 112016060975378-pat00133
Indicates the minimum value, and the relationship between the collision speed of the collision object and the through-hole diameter can be known.

그러므로 충돌체 충돌속도인

Figure 112016060975378-pat00134
는 충돌체의 방탄한계속도
Figure 112016060975378-pat00135
, 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00136
,
Figure 112016060975378-pat00137
그래프로부터 얻어진
Figure 112016060975378-pat00138
로부터 구해진다.Therefore,
Figure 112016060975378-pat00134
The ballistic limit velocity
Figure 112016060975378-pat00135
, Through-hole diameter
Figure 112016060975378-pat00136
,
Figure 112016060975378-pat00137
Obtained from the graph
Figure 112016060975378-pat00138
.

그 결과, 시뮬레이션 시스템은 충돌체 충돌속도인

Figure 112016060975378-pat00139
를 획득한다.As a result,
Figure 112016060975378-pat00139
.

S700의 변수를 통해 예측된 결과들을 종합하여 충돌체(100)의 충돌속도 및 형상이 최종적으로 예측되는 충돌체 예측 최종단계에서는

Figure 112016060975378-pat00140
,
Figure 112016060975378-pat00141
,
Figure 112016060975378-pat00142
,
Figure 112016060975378-pat00143
,
Figure 112016060975378-pat00144
,
Figure 112016060975378-pat00145
, L , D ,
Figure 112016060975378-pat00146
,
Figure 112016060975378-pat00147
등의 예측된 결과들을 종합한다.In the collision object prediction final stage where the collision speed and shape of the collision object 100 are finally predicted by summing up the predicted results through the variables of S700
Figure 112016060975378-pat00140
,
Figure 112016060975378-pat00141
,
Figure 112016060975378-pat00142
,
Figure 112016060975378-pat00143
,
Figure 112016060975378-pat00144
,
Figure 112016060975378-pat00145
, L , D ,
Figure 112016060975378-pat00146
,
Figure 112016060975378-pat00147
And so on.

그 결과, 시뮬레이션 시스템은 예측된 결과에 의한 충돌체(100)의 크기 및 속도로부터 최종적으로 예측된 충돌체(100)의 형상 및 충돌속도를 획득한다.As a result, the simulation system obtains the shape and collision speed of the collision object 100 finally predicted from the size and velocity of the collision object 100 based on the predicted result.

이하 본 실시 예의 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법을 이용한 실험 결과는 하기와 같다.Experimental results using the shape and speed predicting method of the impact body of the present embodiment are as follows.

실험 조건은 충돌체(100)는 알루미늄 충돌체이고, 지름 D 는 4 mm, 길이 L 은 5.2 mm, 초기형상 각도

Figure 112016060975378-pat00148
는 60ㅀ, 충돌 속도
Figure 112016060975378-pat00149
는 3km/s이다. 또한 1차 구조물(200)은 알루미늄 구조물이고 구조물 두께
Figure 112016060975378-pat00150
는 2 mm이다.The experimental condition was that the impact body 100 was an aluminum impact body, the diameter D was 4 mm, the length L was 5.2 mm,
Figure 112016060975378-pat00148
60 ㅀ, collision speed
Figure 112016060975378-pat00149
Is 3 km / s. Also, the primary structure 200 is an aluminum structure,
Figure 112016060975378-pat00150
Is 2 mm.

S100의 1차 구조물(200) 및 2차 구조물(300)의 손상 분석을 통하여 예측에 필요한 제반 변수들을 측정하는 단계에서 관통구 직경(

Figure 112016060975378-pat00151
)는 7.62 mm, 총 파편수의 30 %를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00152
은 3.73 mm, 총 파편수의 50 %를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00153
은 6.03 mm, 총 파편수의 95 %를 포함하는 분산지름인
Figure 112016060975378-pat00154
는 16.27 mm으로 각각 측정한다.Through the damage analysis of the primary structure 200 and the secondary structure 300 of the S100,
Figure 112016060975378-pat00151
) Was 7.62 mm, and the dispersion diameter was 30% of the total number of pieces
Figure 112016060975378-pat00152
Of 3.73 mm, a dispersion diameter of 50% of the total number of pieces
Figure 112016060975378-pat00153
Of 6.03 mm, a dispersion diameter of 95% of the total number of pieces
Figure 112016060975378-pat00154
Is measured as 16.27 mm.

S200의 충돌체의 초기형상 각도를 예측하는 단계에서

Figure 112016060975378-pat00155
를 [식 1]에 대입하여 충돌체 초기형상 각도인
Figure 112016060975378-pat00156
는 66.51ㅀ로 계산된다. 따라서 충돌체(100)는 66.51ㅀ의 초기형상 각도를 갖는 것으로 예상될 수 있다.In the step of predicting the initial shape angle of the impact object of S200
Figure 112016060975378-pat00155
Is substituted into [Expression 1], and the initial shape angle of the object
Figure 112016060975378-pat00156
Is calculated as 66.51.. Therefore, the impact body 100 can be expected to have an initial shape angle of 66.51 mm.

S300의 충돌체 길이/지름 비를 예측하는 단계에서

Figure 112016060975378-pat00157
를 [식 2]에 대입하여 충돌체의 길이/지름 비인
Figure 112016060975378-pat00158
는 1.378로 계산된다.In the step of predicting the impact body length / diameter ratio of S300
Figure 112016060975378-pat00157
Is substituted into [Expression 2] to determine the length / diameter ratio
Figure 112016060975378-pat00158
Is calculated to be 1.378.

S400의 충돌체의 크기를 예측하는 단계에서,

Figure 112016060975378-pat00159
및
Figure 112016060975378-pat00160
를 [식 4]에 대입하여 형상인자
Figure 112016060975378-pat00161
를 구하고,
Figure 112016060975378-pat00162
,
Figure 112016060975378-pat00163
및
Figure 112016060975378-pat00164
를 [식 5]에 대입하여 충돌체 지름
Figure 112016060975378-pat00165
를 구하며, 구해진
Figure 112016060975378-pat00166
= 1.32과
Figure 112016060975378-pat00167
= 3.72 mm로부터 충돌체 길이
Figure 112016060975378-pat00168
을 5.12 mm으로 계산된다.In the step of estimating the size of the impact object in S400,
Figure 112016060975378-pat00159
And
Figure 112016060975378-pat00160
Is substituted into [Equation 4]
Figure 112016060975378-pat00161
Is obtained,
Figure 112016060975378-pat00162
,
Figure 112016060975378-pat00163
And
Figure 112016060975378-pat00164
Is substituted into [Expression 5]
Figure 112016060975378-pat00165
≪ / RTI >
Figure 112016060975378-pat00166
= 1.32 and
Figure 112016060975378-pat00167
= 3.72 mm from the object length
Figure 112016060975378-pat00168
Is calculated as 5.12 mm.

S500의 충돌체의 방탄한계속도

Figure 112016060975378-pat00169
를 예측하는 단계에서 De Marre 방정식과 참고문헌을 통하여 알루미늄의
Figure 112016060975378-pat00170
는
Figure 112016060975378-pat00171
,
Figure 112016060975378-pat00172
은 1.4의 값을 적용한다.The ballistic limit velocity of the impact object of S500
Figure 112016060975378-pat00169
In the stage of predicting the deformation of aluminum through the De Marre equation and references,
Figure 112016060975378-pat00170
The
Figure 112016060975378-pat00171
,
Figure 112016060975378-pat00172
The value of 1.4 applies.

식 10으로부터 원통의 질량을 계산한다.Calculate the mass of the cylinder from Eq. 10.

[식 10][Equation 10]

Figure 112016060975378-pat00173
Figure 112016060975378-pat00173

식 11과 같이 식 10을 식 6의 De Marre 방정식에 대입한다.Equation 10 is substituted into the De Marre equation of Eq.

[식 11][Equation 11]

Figure 112016060975378-pat00174
Figure 112016060975378-pat00174

식 12와 같이 형상인자

Figure 112016060975378-pat00175
를 적용한 원통형 충돌체의 보정된 De Marre 방정식을 획득한다.As shown in Equation 12,
Figure 112016060975378-pat00175
To obtain the corrected De Marre equation of the cylindrical collider.

[식 12][Equation 12]

Figure 112016060975378-pat00176
Figure 112016060975378-pat00176

식 12를 정리하여 식 13 및 식 14를 획득한다.Equation 12 is rearranged to obtain equations 13 and 14.

[식 13][Formula 13]

Figure 112016060975378-pat00177
Figure 112016060975378-pat00177

[식 14][Equation 14]

Figure 112016060975378-pat00178
Figure 112016060975378-pat00178

식 14에 구해진 변수들을 대입함으로써 방탄한계속도

Figure 112016060975378-pat00179
가
Figure 112016060975378-pat00180
= 585.450 m/s로 계산된다.By substituting the variables found in Equation 14,
Figure 112016060975378-pat00179
end
Figure 112016060975378-pat00180
= 585.450 m / s.

S600의 충돌체(100)와 1차 구조물(200)의 충돌속도를 예측하는 단계에서 도 6에서 기울기

Figure 112016060975378-pat00181
를 확인하여
Figure 112016060975378-pat00182
=
Figure 112016060975378-pat00183
값을 구고,
Figure 112016060975378-pat00184
,
Figure 112016060975378-pat00185
,
Figure 112016060975378-pat00186
를 식 9에 대입하여 최종적으로 식 15의 관계식을 구한다.In the step of predicting the collision speed between the impact body 100 of the S600 and the primary structure 200,
Figure 112016060975378-pat00181
Check
Figure 112016060975378-pat00182
=
Figure 112016060975378-pat00183
Value,
Figure 112016060975378-pat00184
,
Figure 112016060975378-pat00185
,
Figure 112016060975378-pat00186
Is substituted into Equation (9) to finally obtain the relational expression of Equation (15).

[식 15][Formula 15]

Figure 112016060975378-pat00187
Figure 112016060975378-pat00187

이어, 최종적으로 충돌체의 충돌속도

Figure 112016060975378-pat00188
를 구하기 위해 식 15에
Figure 112016060975378-pat00189
을 대입함으로써
Figure 112016060975378-pat00190
= 3002.698 m/s이 계산된다.Then, finally, the collision speed
Figure 112016060975378-pat00188
In order to obtain
Figure 112016060975378-pat00189
By substituting
Figure 112016060975378-pat00190
= 3002.698 m / s is calculated.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충돌체 형상 및 속도 예측기술 및 그 방법은 고속으로 비행하는 충돌체(100), 충돌체(100)가 고속으로 충돌 및 관통하여 관통구를 형성하는 1차 구조물(200), 충돌체(100)와 1차 구조물(200)의 충돌로 인하여 발생한 파편에 의하여 손상을 입는 2차 구조물(300)을 기반으로 함으로써 1차 및 2차 구조물 손상 분석을 통하여 얻어진 변수들을 기반으로 충돌체(100)의 초기형상 각도, 길이/지름 비, 크기, 방탄한계속도 및 충돌속도 등이 예측된다.As described above, the collision object shape and velocity predicting technique and its method according to the present embodiment include a collision object 100 flying at a high speed, a primary structure 200 (see FIG. 1) in which a collision object 100 collides with and penetrates at high speed, ), Based on the secondary structure 300, which is damaged by the debris generated by the collision between the impact body 100 and the primary structure 200, An initial shape angle, a length / diameter ratio, a size, a bulletproof limit speed, and a collision speed are predicted.

100 : 충돌체 200 : 1차 구조물
300 : 2차 구조물 310 : 파편 분산 동심원
320 : 동심원 분산반경100: impactor 200: primary structure
300: Secondary structure 310: Dispersed concentric concentric circle
320: Concentric distribution radius

Claims (7)

(A) 질량
Figure 112016060975378-pat00191
의 충돌체가 고속 충돌로 충돌하는 1차 구조물과 상기 1차 구조물의 파편이 분산되는 2차 구조물로부터 상기 1차 구조물에 뚫혀진 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00192
과 상기 1차 구조물의 1차 구조물 두께
Figure 112016060975378-pat00193
, 상기 2차 구조물의 파편 분산 동심원이 형성한 30% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00194
, 50% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00195
, 95% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00196
이 측정되고, 상기 충돌체의 충돌체의 형상 및 속도 예측에 필요한 제반변수로 획득되는 단계;
(B) 상기 제반변수로부터 상기 충돌체의 충돌체 초기형상 각도
Figure 112016060975378-pat00197
가 계산되는 단계;
(C) 상기 제반변수로부터 상기 충돌체의 충돌체 길이/지름 비
Figure 112016060975378-pat00198
가 계산되는 단계;
(D) 상기 제반변수와 상기 충돌체의 특이성을 형상인자
Figure 112016060975378-pat00199
로부터 상기 충돌체의 충돌체 지름 D 와 충돌체 길이 L 이 계산되는 단계;
(E) 상기 제반변수와 상기 충돌체 지름 D , 구의 겉넓이와 옆면의 넓이와 관련된 형상인자
Figure 112016060975378-pat00200
및 상기 충돌체의 충돌체 질량이 고려된 De Marre 방정식으로부터 상기 충돌체의 방탄한계속도
Figure 112016060975378-pat00201
가 계산되는 단계;
(F) 상기 관통구의 관통구 지름과 상기 형상인자
Figure 112016060975378-pat00202
로부터 상기 충돌체의 충돌체 충돌속도
Figure 112016060975378-pat00203
가 계산되는 단계;
(G) 상기 충돌체 지름 D 와 상기 충돌체 길이 L 및 상기 충돌체 충돌속도
Figure 112016060975378-pat00204
로부터 최종적으로 상기 충돌체의 충돌체 충돌속도 및 형상이 예측되는 단계;
로 수행되는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
(A) Mass
Figure 112016060975378-pat00191
Of the primary structure collides with a high-speed collision, and a secondary structure in which the fragment of the primary structure is dispersed, the diameter of the through-hole drilled in the primary structure
Figure 112016060975378-pat00192
And the primary structure thickness of the primary structure
Figure 112016060975378-pat00193
, A 30% fragment dispersion diameter formed by the fragment dispersion concentric circle of the secondary structure
Figure 112016060975378-pat00194
, 50% particle dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00195
, 95% particle dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00196
Is obtained and is obtained as all variables necessary for predicting the shape and velocity of the impact object of the impact object;
(B) calculating a collision object initial shape angle
Figure 112016060975378-pat00197
≪ / RTI >
(C) calculating a length / diameter ratio
Figure 112016060975378-pat00198
≪ / RTI >
(D) comparing the all variables and the specificity of the collider with a shape parameter
Figure 112016060975378-pat00199
Calculating a diameter D of the object and a length L of the object;
(E) the above parameters, the object diameter D , the shape factor related to the width of the sphere and the width of the sphere,
Figure 112016060975378-pat00200
And a De Marre equation in which the mass of the impactor of the impactor is considered,
Figure 112016060975378-pat00201
≪ / RTI >
(F) a diameter of the through-hole of the through-
Figure 112016060975378-pat00202
The collision object collision speed
Figure 112016060975378-pat00203
≪ / RTI >
(G) the diameter D of the object, the length L of the object, and the collision-
Figure 112016060975378-pat00204
The collision object impact velocity and shape of the collision object are finally predicted;
Wherein the shape and velocity prediction method of the impact object are carried out by the method.
청구항 1에 있어서, 상기 충돌체 초기형상 각도
Figure 112016060975378-pat00205
는 상기 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00206
, 상기 50% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00207
를 이용하고,
Figure 112016060975378-pat00208
의 관계식으로 구해지는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
[2] The method according to claim 1,
Figure 112016060975378-pat00205
The diameter of the through-
Figure 112016060975378-pat00206
, The 50% fragment dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00207
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00208
Of the shape and velocity of the impact object.
청구항 1에 있어서, 상기 충돌체 길이/지름 비
Figure 112016060975378-pat00209
는 상기 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00210
, 상기 95% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00211
를 이용하고,
Figure 112016060975378-pat00212
의 관계식으로 구해지는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
4. The method of claim 1, wherein the length /
Figure 112016060975378-pat00209
The diameter of the through-
Figure 112016060975378-pat00210
, The 95% fragment dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00211
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00212
Of the shape and velocity of the impact object.
청구항 1에 있어서, 상기 충돌체 지름 D 과 충돌체 길이 L 은 상기 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00213
, 상기 50% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00214
, 상기 95% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00215
및 상기 충돌체(100)의 형상인자
Figure 112016060975378-pat00216
를 이용하고,
Figure 112016060975378-pat00217
,
Figure 112016060975378-pat00218
의 관계식으로 구해지는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
[2] The method according to claim 1, wherein the object diameter D and the object length L satisfy the following relationship:
Figure 112016060975378-pat00213
, The 50% fragment dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00214
, The 95% fragment dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00215
And the shape factor of the impact body (100)
Figure 112016060975378-pat00216
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00217
,
Figure 112016060975378-pat00218
Of the shape and velocity of the impact object.
청구항 4에 있어서, 상기
Figure 112016060975378-pat00219
는 상기 충돌체의 충돌체 옆면의 넓이와 1차 구조물과 충돌할 때 직접적으로 접촉하는 면적의 비인 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
5. The method of claim 4,
Figure 112016060975378-pat00219
Is a ratio of a width of a side surface of the impact body of the impact body to an area of direct contact when the impact element collides with the primary structure.
청구항 1에 있어서, 상기 방탄한계속도
Figure 112016060975378-pat00220
는 상기 질량
Figure 112016060975378-pat00221
, 상기 1차 구조물 두께
Figure 112016060975378-pat00222
, 상기 충돌체 지름 D , 구 겉넓이와 충돌체 옆면 넓이의 형상인자
Figure 112016060975378-pat00223
를 이용하고,
Figure 112016060975378-pat00224
,
Figure 112016060975378-pat00225
= De Marre 방정식 계수,
Figure 112016060975378-pat00226
= 실험상수로 표현된 De Marre 방정식으로 구해지는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.
The method of claim 1,
Figure 112016060975378-pat00220
The mass
Figure 112016060975378-pat00221
, The primary structure thickness
Figure 112016060975378-pat00222
, The diameter D of the object, the shape size and the shape factor of the side surface width of the object
Figure 112016060975378-pat00223
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00224
,
Figure 112016060975378-pat00225
= De Marre equation coefficient,
Figure 112016060975378-pat00226
= Estimated by the De Marre equation expressed as an experimental constant.
청구항 1에 있어서, 상기 충돌체 충돌속도인
Figure 112016060975378-pat00227
는 상기 관통구 직경
Figure 112016060975378-pat00228
, 상기 50% 파편 분산지름
Figure 112016060975378-pat00229
, 구 겉넓이와 충돌체 옆면 넓이의 형상인자
Figure 112016060975378-pat00230
,
Figure 112016060975378-pat00231
그래프의 기울기
Figure 112016060975378-pat00232
를 이용하고,
Figure 112016060975378-pat00233
, C 0 = 상수의 관계식으로 구해지는 것을 특징으로 하는 충돌체의 형상 및 속도 예측 방법.The method according to claim 1,
Figure 112016060975378-pat00227
The diameter of the through-
Figure 112016060975378-pat00228
, The 50% fragment dispersion diameter
Figure 112016060975378-pat00229
, The shape factor of the sphere area and the side surface area of the impactor
Figure 112016060975378-pat00230
,
Figure 112016060975378-pat00231
Slope of the graph
Figure 112016060975378-pat00232
Lt; / RTI >
Figure 112016060975378-pat00233
, And C 0 = a constant.
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