[방호 무기] 유도탄 방향 전환

 

 

유도탄을 조종하는 방법에는 날개를 이용하는 방법과 추진기관에서 발생하는 분사가스의 힘(추력: Thrust)으로 조종하는 방법이 있다.

전자를 공력제어(Aerodynamic Control), 후자를 추력벡터 제어(TVC: Thrust Vector Control)라 하는데, 대부분의 중·단거리용 유도탄은

공력제어 방식을 채택하고 있으나, 최근에는 유도탄의 성능을 향상시키기 위해 추력벡터 제어 방식의 이용이 점차 증가하고 있다.

 

가. 공력제어

공력제어로는 카나드(Canard) 제어, 주날개(Wing) 제어, 꼬리날개(Tail)제어 방식 등이 있다.

미사일의 전반부에 설치하는 작은 날개를 카나드라고 하는데, 카나드를 이용한 제어는 좌우 방향전환이 용이하고 기동성이 양호하며,

유도조종장치와 구동장치를 유도탄 전방부에 함께 설치할 수 있으므로 장착이 비교적 수월하다.

 

<그림1. 공력제어>

 

이 방법은 카나드를 지나간 공기가 주날개에 영향을 미치는 단점이 있으나 유도탄의 지름이 작아서 추진기관의 후미 노즐 주위 공간이

협소하여 구동장치를 설치할 수 없을 경우에 효과적이다. 카나드 제어는 스팅거, 사이드 와인더 등의 유도탄에 널리 적용되고 있다.

주날개 제어를 사용하는 유도탄은 주날개의 움직임에 의해 직접 좌우로 움직일 수 있는 공력을 얻을 수 있으므로 좌우 방향전환은

빠르지만 큰 구동장치가 필요하고, 주날개의 공력 중심이 유도탄의 중심과 일치할 경우 유도탄에 작용하는 모멘트(Moment)가 거의

없으므로 자세제어가 비효율적인 단점이 있다.

 

<그림2. 전방무게중심 유도탄 모멘트 암>

 

 

주날개 제어는 Sparrow 계열 유도탄에 주로 사용된다.

한편 후미 조종날개를 이용하는 꼬리날개 제어 방식은 반응속도가 다소 느린 단점이 있으나 공기에 의한 항력이 카나드 형상보다 작고

구동 토오크가 작게드는 장점이 있다. 또한 그림2와 같이 탐색기가 유도탄의 앞쪽에 설치되어야 하는 호밍유도탄인 경우에는 카나드는

이들보다 뒤쪽에 설치될 수 밖에 없는데 이때에는 무게중심으로부터 조종날개까지의 거리가 짧기 때문에 큰 구동력을 얻기 위해서는

후미 조종날개를 사용하는 것이 더 효과적이다. 꼬리날개 제어를 사용하는 유도탄으로는 하푼(Harpoon), 메버릭(Maverick)등이 있다.

 

나. 추력 벡터 제어

추력 벡터 제어는 유도탄의 추진 분사방향을 바꾸어 유도탄을 조종하는 방법이다.

 

<그림3. 추력벡터제어(TVC)>

 

<그림4. 추력방향 조정>

 

이때 분사방향을 바꾸는 방법에는 그림 4와 같이 노즐 끝부분에 제트 편향판을 설치하는 방법과 노즐자체의 방향을 바꾸어 주는 방법 등

여러가지가 있다. 한편, 유도탄의 동체 옆 부분에 분사구를 만들어 이 분사구를 통해 가스를 분출함으로써 유도탄의 방향을 전환하는

측 추력(Side Thrust)도 추력 벡터 제어에 포함하기도 한다.

측 추력에 의한 방법은 동일한 방향에서 분사가스를 분출하더라도 무게 중심에 따라 탄의 방향전환이 달라지는데,

그림 5의(b)와 같이 만일 분사가스의 분출구가 유도탄의 무게중심과 일치하게 되면 방향전환 없이 수평이동도 가능하다.

 

(a) 무게중심이 측추력보다 전방

 

(b) 무게중심과 측추력 동일

 

(c) 무게중심이 측추력보다 후방

<그림5. 측 추력(Side Thrust)방식>

 

추력 벡터 제어는 추진모터가 연소하고 있는 동안만 유효하나 유도무기 발사 초기의 기동력과 안정성, 수직 발사시의 유효성, 낮은 공력

저항 등의 장점이 있기 때문에 최근에는 추력 벡터 제어와 공력제어를 모두 갖춘 복합된 조종제어 시스템의 유도무기가 늘고 있다.