본 연구에서는 전투시스템의 생존성을 향상하기 위한 기술개발의 일환으로서 전투시스템이 외부 위협탄에 의한 충격을 받았을 경우, 전투시스템의 순간화재 발생에 따른 취약성을 분석하는 기법을 개발하고자 전산모사 해석방법을 이용하여 전투시스템의 순간화재 발생 가능성에 대해서 고찰하였다. 전투시스템의 유형은 임의 모형의 전차를 대상으로 선정하였으며, 전차의 구성요소들 가운데 외부 위협탄에 의해 순간화재가 발생할 수 있는 critical component로서는 고폭탄(추진제 포함)과 연료탱크 가운데 연료탱크만을 대상으로 선정하였다. 연료탱크에 주입된 연료는 휘발유, 경유, 등유 세 가지를 선정하고 관련 물성값을 이용하였다. 외부 위협탄은 1,475 m/s의 탄속을 갖는 운동에너지탄 type A와 1,560 m/s의 탄속을 갖는 운동에너지탄 type B로 가정하여 전산모사 해석을 수행하였다. 해석 프로그램은 Autodyn 프로그램을 사용하였고, Shock model을 적용하여 Lagrange process를 사용해서 1㎜ 간격의 계산격자로 계산을 수행한 결과, 평균 2시간 정도(CPU：Intel Core2 Duo, Quad 2.93GHz, RAM：1.75GB)가 소요되었다. 장갑의 두께별 관통된 탄두로부터 연료로의 열전달에 따른 온도값들을 이용하여 연료의 발화온도와 비교하여 순간화재의 발생 가능성을 고찰한 결과, 모든 탄두의 온도가 각각의 연료들의 발화온도보다 낮기 때문에 순간화재가 발생하지 않는 것으로 생각된다.

본 연구에서는 외부 위협탄 가운데 성형작약탄에 의한 전투시스템의 순간화재에 대한 취약성 분석기법을 개발할 목적으로 성형작약탄이 장갑을 관통하여 가상의 전투시스템 내부의 연료탱크에 충격을 가했을 때, 순간화재의 발생 가능성에 대한 전산해석을 수행하였다. 연료는 휘발유, 경유, 등유를 대상으로 선정하였으며, 성형작약탄은 type A(관통력 800 mm급)와 type B(관통력 300 mm급)를 대상으로 선정하였다. 전산해석 프로그램은 Autodyn을 이용하였으며, 모델방정식은 Shock model을 비교·분석하였다. 해석 프로그램은 Autodyn 프로그램을 사용하였고, Shock model을 적용하여 Lagrange process와 Euler Solver를 사용해서 1~2㎜ 간격의 계산격자로 계산을 수행한 결과, 평균 4시간 정도(CPU：Intel Core2 Duo, Quad 2.93GHz, RAM：1.75GB)가 소요되었다. 순간화재 발생에 대한 확률계산은 각 연료의 인화점을 기준으로 장갑을 관통한 탄두가 연료와 접촉하는 순간의 온도를 비교하여 판단하였다. 이와 같은 연구 결과는 성형작약탄에 의한 전투시스템의 취약성을 분석하는 화재 취약성 확률 계산의 기법으로 활용이 가능할 것으로 사료된다. 장갑의 두께별 관통된 탄두로부터 연료로의 열전달에 따른 온도값들을 이용하여 연료의 인화점과 비교하여 순간화재의 발생 가능성을 고찰한 결과, type A의 경우에는 모든 연료들에 대해서 인화점보다 온도가 높기 때문에 순간화재가 발생할 것으로 예측되며, type B의 경우에는 휘발유에 대해서만 인화점보다 높기 때문에 순간화재가 발생할 수 있지만 다른 두 가지 연료에 대해서는 인화점 대비 온도가 높지 않기 때문에 순간화재의 발생 가능성이 낮은 것으로 판단된다.

현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어 있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 또한, 전투시스템의 경우, 외부 충격탄과 폭발물에 의한 충격으로 순간 화재의 위험성 및 사고 가능성이 매우 높기 때문에 이와 같은 화재 및 폭발에 의한 사고예방을 위하여 체계적이고 종합적인 원인 분석과 시스템의 취약성 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 전투시스템의 외부충격에 의한 순간화재의 발생예측프로그램을 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 연구방법은 각종 수송수단에서 사용되는 차량 내장재 및 오일을 대상으로 연소특성 및 화재하중을 분석하였으며, 실제 사격에 의한 착화유무를 확인하고자 실제 소총사격 실험 및 실내사격장의 사격실험도 병행하였다. 전투시스템의 순간화재발생에 대한 예측프로그램을 개발하기 위해서 실험을 통해 확보한 데이터들로부터 물성 DB를 구축하였고, FTA 방법을 이용하여 순간화재의 발생확률을 산출하였는데 최종적으로 이러한 결과들을 반영하여 Microsoft Visual Studio 2008을 도구로 Microsoft Windows 7의 운영체제에서 실행되는 순간화재 발생 예측프로그램을 개발하였다.