STK를 이용한 KC-330 공중급유기 임무 효과도 분석 및 LS-DYNA 연계 해석을통한 주유 붐 구조해석

• 해당 논문은 한국항공우주학회 2025 춘계학술대회에서 발표되었습니다.

STK를 이용한 KC-330 공중급유기 임무 효과도 분석 및 LS-DYNA 연계 해석을 통한 주유 붐 구조해석

전상호1, 김동수1, 장윤혁1 ㈜모아소프트1

Mission Effectiveness Assessment of KC-330 Air Tankers Using STK and the Boom Structure Analysis by LS-DYNA Coupling Sangho Jeon1, Dongsoo Kim1, Younhyuck Chang 1
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Key Words : 공중 급유, 임무 효과도 분석, System Tool Kit(STK), LS-DYNA, 공중급유기, KC-330, F-16

서론

KC-330은 대한민국 공군이 운용하는 다목적 공중급유기다. 공군은 2018년 1호기를 시작으로 현재까지 총 4대의 공중급유기를 운용 하고 있으며, 공중 급유 외에도 화물 수송 및 병력 이동 등 다양한 임무를 수행 하고 있다. 이런 다양한 임무에 대응하기 위해서 장비의 체계적인 성능 확보와 효율적인 운용이 필요하다. 이를 위해 디지털 임무 공학을 기반으로 하는 임무 효과도 분석이 필수적이다.
미국 국방부 MIM 보고서에서 임무공학을 “요구되는 전투 임무 효과를 달성하기 위해 현재 혹은 새로운 작전 및 체계능력을 계획분석, 구성, 통합 하는 것” 으로 정의하고 있다.(1) 시뮬레이션 기반의 임무 효과도 분석을 통해 개발 초기의 요구사항을 반영하고 개발 과정 및 운용 시 잠재적인 문제에 대한 불확실성을 배재하여 해결 방안을 모색할 수 있다.
본 연구는 공중 급유 과정에 대한 임무 효과도 분석을 진행하고, 잠재적인 구조적 문제점을 구조 해석을 통해 검토 하였다.
공중 급유 시뮬레이션은 디지털 기반의 임무 효과도 분석 솔루션인 Ansys STK를 이용하였으며, KC-330 공중 급유기에서 F-16 3대에 차례로 급유 과정을 분석 하였다. 급유기와 전투기 간의 상대위치 변화에 의해 발생 하는 주유 붐의 응력 및 변형 등의 구조적 영향은 LS-DYNA와 커플링 해석을 통해 예측 하였다.

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결론

Ansys STK를 이용하여 공중 급유 과정의 임무 효과도 분석을 진행 하였다. 각 항공기의 임무 시나리오를 구성하고 이에 따른 결과를 분석 하였다. 공중 급유 시간, 급유량 등을 확인 할 수 있었으며, 주변 환경에 따른 속도 및 고도 차이를 계산하였다.
STK와 LS-DYNA의 커플링을 통해 붐에 대한 구조적인 영향을 확인 하였다.