오늘, 워 썬더 개발팀의 전문가들과 함께 MANPADS 미사일들의 하중을 계산하기 위한 기술적 측면에 대해 이야기 하고자 합니다.
최근, 많은 제보들이 이글라, 스팅어, 미스트랄 등의 MANPADS 미사일의 최대 기동 하중에 대해 언급하고 있습니다. 하지만, 예를 들어, 기동 중인 목표에 대한 유효 사거리와 등의 요소와 같이 미사일에 관련된 종합적인 정보는 어느 정도 한정되어 있습니다. 따라서, 저희는 미사일의 비행 모델을 분석할 때, 실제 정보를 사용할 수 있는 유사한 미사일들에 기반하여 비교 분석을 시행한다는 것을 알려드리고자 합니다.
게임 내에 존재하는 모든 적외선 유도 방식의 MANPADS 미사일들은, 회전하는 미사일 몸체를 제어하기 위해, 단방향으로 제어되는 “카나드”를 이용한 항공역학적 설계를 통해 이루어집니다. 한 쌍의 방향타는 추가로 미사일의 피치 축과 요축을 제어하는 역할을 하며, 고정되어 있는 한 쌍은 불안정화와 함께, 미사일의 항공역학적 중심을 무게중심과 가까운 전면으로 이동시키는 역할을 합니다.
9M39 MANPADS 의 제어부. 출처: “Техническая подготовка командира взвода ПЗРК 9К38 “Игла””, И. Акулов, В. Байдаков, А. Васильев, 2011.
이러한 설계는 크기와 무게에 제약이 생기면서 미사일의 무게를 크게 줄이기 위해 이루어졌으며, 이미 MANPADS 미사일과 몇몇 대전차 미사일들도 사용하고 있는 방식입니다. 하지만, 이러한 설계는 기동 한도의 평균값을 감소시키기 때문에 조종면 제어 방식에 특수한 방식을 더하게 됩니다.
Control section of the MANPADS FIM-92 Stinger. Source: MANPADS. A Terrorist Threat to Civilian Aviation? B.I.C.C.
회전하는 미사일의 몸체를 제어하기 위한 단방향 조종은, 모든 비행 방향으로 조종하기 위해 미사일이 한 번 회전할 때 마다, 방향타가 서보모터 매커니즘에 따라 하나의 최 외곽 위치에서 다른 네 개의 위치까지 네 번 이동합니다. 이러한 방향타 조작 방식은 하중을 조절할 수 있도록 하며, 미사일이 비례 항법으로 유도될 수 있도록 합니다.
각 위치의 조종면은 미사일의 하중 결과에 다른 방향의 크기를 결정합니다.
피치 방향 평면 기준 기동 중 피치와 롤 축, 그리고 미사일 방향타의 위치에 따른 출력되는 힘의 변화와 최대치의 70%를 내기 위해 요구되는 결과력
조종력이 없는 상황에서 피치, 롤 축에 대해 출력된 힘과 미사일의 방향타의 위치에 따른 결과 힘의 변화
결과력을 최대화하기 위해선, 미사일이 한 번 회전할 때 마다, 방향타가 두 번 꺾여야 합니다.
결과력을 달성하면서 발생하는 피치 및 롤 축의 힘의 변화와 피치 평면에서 기동 시 미사일의 방향타 위치
미사일 기동면에서 결과 힘이 변화하는 방식은 사인파의 절반으로 단순화되어 나타낼 수 있습니다. 절반의 회전 시간동안 기동면의 평균 결과 힘은 기동면에서의 결과 힘의 변화량의 적분값고 같습니다. 같은 시간 동안, 회전하지 않는 미사일의 기동면에서 결과 힘을 적분값으로 나눌 경우, 저희는 회전 상태 동안 평균 하중에 대한 최대 하중의 비율을 계산할 수 있습니다.
따라서, 단방향 제어 시스템의 릴레이 모드에서, 절반의 회전 상태동안 평균 결과 힘은 회전하지 않는 미사일에서 제어면을 통해 기동을 수행하는 미사일에 비해 63.66% 수준입니다. 이 비율은 평균 허용 하중은 방향타가 기동면에 있을 때의 최대 하중과 동일합니다.
이러한 특징 때문에, MANPADS 미사일들의 기동 성능을 분석할 때, 저희는 자료에 표시된 최대 기동 한도에만 의존하지 않고, 무장 사용 가능 구획과 미사일의 중량, 항공역학적 면적에 따라 수행합니다. MANPADS 미사일들의 경우, 저희는 9M39 미사일의 허용 하중은 10.2G로 파악하고 있으며, 이는 기술 문서에 표기된 기동 한도 뿐만 아니라, 기동하는 목표에 대한 유효 사거리의 크기에 있어서도 확인됩니다.
다른 MANPADS 체계에 있어서도, 공개된 자료에서 기동 한도는 18, 20, 심지어는 미스트랄 1 MANPADS의 25g와 같이 표기됩니다. 하지만, 이러한 MANPADS 체계는 9M39와 비교하여 항공역학적 면적에서 약간의 차이만을 가지고 있기 때문에, 9M39와 비교하여서 큰 폭의 기동 하중 증가는 기대할 수 없습니다. 저희는 다른 MANPADS 들의 더 높은 기동 한도가, 9M39와 비교하여 더 빠른 속도 때문이라고 생각합니다. 따라서, 저희는 FN-6, FIM-92와 미스트랄과 같은 MANPADS 들에 대한 문서가 나타내는 것이, 방향타가 기동면에 있을 때 최대 기동 하중이 달성할 수 있는 값이라고 봅니다. 이러한 가정에서, 반 바퀴 회전하였을 때 이러한 MANPADS들의 평균 허용 하중은 최대의 63% 수준이며, 이는 9M39 MANPADS 의 허용 하중에 대한 자료와도 일치합니다.
게임 내에서는 기술적 제한으로 인해 단방향 릴레이 제어의 경우에도, 저희는 양방향 비례 제어를 사용합니다. 따라서, 인 게임에 존재하는 MANPADS 미사일들의 최대 자동 유도 하중은 실제 미사일이 반 바퀴 회전하였을 때의 평균 하중으로 설정되어 있습니다. 미사일의 스탯 카드에서, 저희는 미사일이 반 바퀴 회전하였을 때의 평균 하중을 표기하고 있으며, 이는 조종면이 미사일의 기동 축과 일치하는 순간에만 달성이 가능한 최대 하중보다 플레이어 여러분들이 훨씬 이해하기 쉬운 방향이 되도록 의도하였습니다.
위의 내용을 고려하여, 저희는 다음 사항들을 변경하였습니다:
- FIM-92 스팅어, ATAS(AIM-92) — 허용 하중이 10G에서 13G로 증가합니다. 자동 조종 매개 변수가 조정되고 미사일의 역학적 특징이 변경되었습니다.
- 미스트랄, 미스트랄 SATCP — 허용 하중이 12G에서 16G로 증가합니다. 자동 조종 매개 변수가 조정되고 미사일의 역학적 특징이 변경되었습니다.
저희는 워 썬더 내 MANPADS 미사일의 하중 요소를 계산하는 방식을 설명하면서 구현된 요소들의 세부 사항들과 함께 비행 중의 평균과 최대 하중의 차이에 관한 설명들이 여러분께 잘 전달되었기를 바랍니다. 감사합니다.