북한 탄도 미사일 탄두 위협 유형에 따른 시나리오별 지상 피해 영역 예측 알고리즘 개발

• Published in: 항공우주시스템공학회지 Vol. 18; no. 6; pp. 107 - 121
• Main Authors: 주찬영(Chanyoung Joo), 김하민(Hamin Kim), 최다희(Dahui Choi), 손영록(Youngrok Son), 전기윤(Gi-Yoon Jeon), 김범준(Beomjun Kim), 김상호(Sangho Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 항공우주시스템공학회 2024
• Subjects: Missile Defense(미사일 방어); Missile Damage Prediction(미사일 피해 예측); Missile fragment damage(미사일 파편 피해); FASTT model(FASTT 모델); Gaussian plume model(가우시안 플룸 모델); FASTT
• ISSN: 1976-6300; 2508-7150

The results are expected to support defensive strategy development against missile threats. This study aims to develop an algorithm for predicting ground damage areas based on various warheads (chemical, nuclear, high-explosive) attached to North Korean ballistic missiles. Predicting damage from high-threat scenarios is essential for assessing potential losses to friendly assets and personnel, which forms the basis for defense strategies aimed at minimizing these losses. To achieve this, the study employs a warhead-specific damage area prediction model that calculates real-time impact zones with minimal computation time, utilizing the FASTT Fragmentation Model, NUKEMAP, and Gaussian Plume Model. Predictions are made for detonation and interception conditions based on threat and asset data, with criteria established for human casualties and structural damage. Each warhead damage model computes impact areas within 3 seconds, while the integrated model processes a scenario with one detonation and three interception conditions within 4 seconds. The results are expected to support the development of defensive strategies against missile threats. 본 연구는 북한 탄도 미사일의 다양한 탄두(화학탄, 핵탄두, 고폭탄)에 따른 지상 피해 영역 예측 알고리즘 개발을 목적으로 한다. 고위협에 대한 지상 피해 예측은 아군 자산 및 인명 피해 산출을 위한 필수 정보로, 이를 기반으로 아군 피해를 최소화하는 방어 전략이 수립된다. 이를 위해, 본 논문에서는 연산 시간을 최소화하여, 실시간으로 피해 영역을 산출하는 탄두별 피해 영역 예측 모델을 적용했다. 적용된 모델은 FASTT 파편 분산 모델과 NUKEMAP, Gaussian Plume 모델이다. 피해 영역 예측은 고위협 정보와 아군 자산 정보에 기반한 기폭 조건과 요격 조건에 대해 수행된다. 각 피해 영역은 인명 치명 기준과 건물 파괴 기준을 수립하여 적용했다. 개발 알고리즘의 각 탄두 피해 영역은 3초 이내에 산출하고, 통합 알고리즘의 경우, 한 개의 기폭 조건, 세 개의 요격 조건으로 구성된 고위협 상황에 대해 4초 이내 피해 영역 도출을 검증하였다. 본 연구의 결과는 미사일 고위협에 대한 방어 전략 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.