Chaff, as a passive electormagnetic countermeasure, has been extensively used and is getting more important while modern combats turn into electronic warfare. Because of the very small cross-sectional dimension and large aspect ratio, chaff dipoles have unique flight characteristics. So, the dynamic behavior of the chaff dipoles must be fully understoood, and the simulation of the chaff trajectory must be accomplished.
In the present study, a chaff trajectory simulation program has been developed which is consisted of aerodynamic force and equations of motion calculation modules. Chaff dipole can be assumed to be a circular cylinder. To calculate its normal force coefficient, Sucker & Brauer`s method was used. To calculate its axial force coefficient, Curle`s method was used. Calculated aerodynamic coefficient results were coupled with 6-DOF equations of motions. To simulate multiple chaff, a random number generator was also considered, which makes uniform number density in a certain area. The trajectory simulation was performed by calculating the force coefficient and the 6-DOF equations at each time step. The time integration was achieved by using a fourth-order accurate Runge-Kutta method.
The trajectory program was applied to both circular cylinder type and longitudinal bending type chaff dipoles. Circular cylinder type chaff dipole does not generate moment due to its geometric symmetry. The overall results demonstrate that initial attitude is most important factor over other intial motion conditions(attitude, velocity, angular velocity). Longitudinal bending type chaff dipole generate moment due to its curvature. Its angle between chaff dipole and the ground converges zero degree after some fall time.
전자전 대응수단으로써 채프는 널리 이용되고 있으며 전자전 양상을 띠는 현대전에서는 갈수록 그 중요성이 커지고 있다. 길이가 아주 작고 종횡비가 큰 채프는 독특한 비행 특성을 보인다. 따라서 채프의 동적 특성은 완전히 이해될 필요성이 있으며 그에 따른 채프의 궤적 모사도 수행되어야 한다.
본 연구에서는 공기역학적 힘을 구하는 모듈과 운동 방정식 계산 모듈로 구성되어 있는 채프의 궤적 모사 프로그램을 개발하였다. 채프는 종횡비가 큰 원통형 실린더로 가정된다. 이 때 임의의 방향에서 흘러오는 유동이 작용하는 힘의 성분을 2 가지로 나누어서 해석한다. 원기둥에 수직하게 작용하는 힘은 Sucker와 Brauer의 방법을 사용하였고, 평행하게 작용하는 힘은 Curle의 방법을 사용하여 계산하였다. 산출된 공기역학적 계수는 6 자유도 운동 방정식과 연계된다. 다수의 채프를 모사하기 위해, 일정 영역에서 균일한 수밀도를 분포시키는 난수 생성기가 고려되었다. 궤적 프로그램은 공력계수와 6 자유도 운동 방정식이 연계되어 시간전진에 따른 계산이 수행된다. 시간적분은 4차의 정확도를 가지는 Runge-Kutta 방법을 사용하여 수행하였다.
궤적 프로그램은 원통형 실린더와 구부러진 채프 두 가지 경우에 대해 궤적 모사를 수행하였다. 원기둥은 형상 자체가 대칭이기 때문에 형상에 의한 모멘트를 생성시키지 않는다. 모든 모사 결과를 종합해 보면 초기 운동조건(자세, 속도, 각속도) 중 초기 자세가 궤적 모사에 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 구부러진 채프는 그 자체의 곡률에 의해 모멘트가 생성된다. 채프와 지표면이 이루는 각은 시간이 지남에 따라 0으로 수렴하게 된다.
