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작성일 : 18-04-09 06:54
[잡담] ICBM의 탄두 재돌입과 제어 기술
 글쓴이 : 스포메니아
조회 : 2,018  

아래 상업용 저가 로켓인 일렉트론 로켓을 이용해서, ICBM화 할 수 있다는 얘기를 했더니 반론이 많네요 ^^


오리온 다목적 유인 우주선(Orion Multi-Purpose Crew Vehicle) 
현재 미국의 NASA(미국 항공우주국)이 개발 중인 차세대 우주선으로, 최대 4명의 승무원을 탑승시킬 수 있으며, 아폴로 사령선과 마찬가지로 재돌입 귀환용 우주선으로 사용될 예정이다.


a.jpg


오리온 다목적 유인 우주선 히터 쉴드 (Heat Shield)
대기권으로 돌입시 대기와의 마찰열로 부터 오리온 우주선을 보호하기 위해 우주선의 바닥에 붙여진 단열부분
직경 : 5 meter (16.5 feet)
무게 : 약 454 kg (약 1,000 lbs) - 
재돌입시 온도 : 약 섭씨 2204도 (화시 4000도)

이렇게 거대한데도, 히터 쉴드이 무게가 454kg 정도 밖에 안나감

b.jpg

c.jpg


이 귀환용 오리온 우주선의 히트 쉴드를 디자인한 사람은 나사의 여성 엔지니어 몰리 와이트 (Molly White)
여성이라고 해서 무시하는 것이 아니라, 그 쪽 전문가라면 재료만 구할 수 있다면, 핵탄두용 히터 쉴드를 설계하고 만드는 것은 불가능한게 아닐 것이라는 생각입니다. 

c1.jpg


핵탄두와 재돌입시 자세제어와 재돌입 궤적 제어용 모듈
제돌입시 제어용 모듈은 핵탄두를 장착하고 있고, 측면과 뒤쪽에 추력 발생기를 이용해서, 자세와 낙하궤도를 조정함. 아래는 미니트맨 탄두와 제어용 운반체 부분
e.jpg


아래 왼쪽의 사진은 한화가 철매를 개량해서 만들고 있는 L-SAM의 2단 부분인데, 측면 추력 발생기를 이용해서 날라오는 탄도미사일의 탄두부분을 직격할수 있도록 만들어짐.

따라서, 아래의 일렉트론 로켓의 2단부를 철매 L-SAM의 2단부처럼 측면추력 발생기를 추가해서 핵탄두가 재진입시 자세와 낙하궤도를 제어하게 할 수 있음. 이로 인한 무게 증가를 최소화 하는게 기술이 관권 - 기능 구현은 그쪽 관련분야 사람이라면 어려운 일이 아니나, 무게를 최소화하는데는 어려움이 좀 있을 것이란 생각임.

W62 핵탄두는 무게 115kg, 폭발력 170 kT (히로시마 원폭 20 kT 이하)로 미니트맨 ICBM에 장착되었던 것인데, 히트 쉴드를 포함한 무게가 이 정도라는 것.

f.jpg


g.jpg

Rocket Lab의 Electron Rocket을 이용해서 100kT 위력의 핵탄두를 날리는 ICBM으로 전용할수 있다는 생각에는 변함이 없군요 !

이러한 기술과 재료가 악당들의 손에 넘어가지 않기를 ...

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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하나둘넷 18-04-09 07:32
   
하아..

The exact dimensions of the W62 are classified, but it fits within the Mark-12 reentry vehicle which is 22 inches in diameter and 72 inches long. The weight of a fully loaded Mark-12 is 800 pounds; the weight of the W62 is stated as 253 lb.

영어해석 안되세요?

탄두+.재돌입체만으로 800파운드 360kg이라고 나오죠?
W62/mk12조합이요.

님께서는 이 두개합이 115kg이라고 하시는데 아니라고요.

원뿔이 재돌입체고 그 안에 핵탄두 있고 토탈800파운드입니다.

그 외에 님께서 올리신 그림의 원뿔형 재돌입체가 장착된 아랫부분이
포스트부스트비클이고 거기에 탄두 전개장치 등이 달려 있어서 무게가
더욱 필요한 겁니다.

그리고 오리온의 힛쉴더와 탄도미사일 재돌입체 무게 비교하셨는데
이것도 잘못이죠.

오리온의 힛쉴더는 열권 중간권 성층권 대류권과 같은  모든 대기권을
마하 20속도로 돌파해서 지면에 내리꽂힐때까지 우주선을 보호하는
게 아니라 대기권중 공기밀도 희박한 중간권 혹은 성층권 상부 수준까지만
우주선을 보호하는겁니다. 이후 낙하 감속 비행궤적과 힛쉴더 형상에 따른
감속과 낙하산 전개및 속도감속용 역추진 혹은 자세제어 역추진 등으로
감속가능한 수준까지만 버티면 되지만

핵탄두 재돌입체는 지구공기밀도의 99%가 밀집된 성층권하부
즉 고도 30km아래도 통상 탄도비행의 경우 감속없이 마하 20전후로
편심탄도비행으로 감속하더라도 초음속/극초음속 상태로 지면에 격돌할
때까지의 내열숼더 역할을 해야하기 때문에 우주선의 힛쉴더와 조건이
다릅니다.

오리온로켓 승무원 모듈을 지상까지 극초음속 이상의 속도로
격돌시키려면 성층권이하 짙은 공기밀도층 돌파해야하니 당연히
두께도 무게도 훨씬 증가해야합니다.

하지만 사람을 무사히 지상에 내려놓기위해 감속을 전제로한 낙하궤적과
형상을 가지고 있으며 더욱 감속하기 위해 한참 높은 고도에서부터 감속용
낙하산등으로 단계별 감속 수행합니다. 그러니 쉴더도 그정도 수준만 견디면
되는 거고요.

이것저것 조금 더 깊이 알아보십시오.
하나둘넷 18-04-09 08:42
   
아폴로 로켓 계열은 재돌입후 속도를 돌입궤도와 힛쉴드 형상 및 내열재를
통한 열 마찰 에너지로 전환시키면서 감속을 수행합니다.
그렇게 우주선이 블랙아웃에서 벗어나는 시점이 고도 48km전후이고
계속 감속 수행하다가 고도 12km 낙하속도 초속250m(시속900km)급에서
감속용 파라슈트 전개하고 고도3km 전후에서 메인파라슈트 전개합니다.

오리온도 고도 진입속도에 자잘한 차이가 있지만 거의 유사한 페이즈로
감속을 수행합니다.
오리온은 고도9km전후 감속용 파라슈트 3km 전후 메인 파라슈트 전개하네요.