민 · 군 합동조사단 C I V – M I L J I G

결 정 적 증 거 물  수거 일시 / 위치 Recovery time & location Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 일시 / 위치 Recovery time & location 10 37°55’38”N 124°35’55”E  일시 : ’10. 5. 15(토) 09:25경 Time : 0925 hrs, 15 May ’10 (Sat)  위치 : 폭발원점 주변 (37°55’45”N 124°36’02”E) Location : Around the point of explosion 16 37°55’46”N 124°36’10”E

결 정 적 증 거 물  수거작전 Operation Critical evidence 그물코 : 5mm 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거작전 Operation 그물코 : 5mm Net loop : 5mm  크기 : 폭 25m, 높이 15m, 길이 60m (5t) Size : 25m wide, 15m high, 60m long (5t)  제작기간 : 4. 21~ 28 (1주일) Manufacture : 21~28 Apr. (1 week) 운용선박 : 135톤 2척 Operation Ship : two 135ton ships  시험운용 : 5. 3 (외곽지역) Test : 3 May (outer region)  수거작전 : 5. 10 ~ 현재 Operation : 10 May~ Present

결 정 적 증 거 물  수거 및 채증 과정 Recovery & collection Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 및 채증 과정 Recovery & collection ① 특수그물 투망 Committing the special net

결 정 적 증 거 물  수거 및 채증 과정 Recovery & collection Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 및 채증 과정 Recovery & collection ② 해저 수거물 인양 Pulling up item from seabed

결 정 적 증 거 물  수거 및 채증 과정 Recovery & collection Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 및 채증 과정 Recovery & collection ③ 증거물 식별 Identifying evidence

결 정 적 증 거 물  수거 및 채증 과정 Recovery & collection Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 및 채증 과정 Recovery & collection ④ 현장감식 Examination on-scene

결 정 적 증 거 물  수거 및 채증 과정 Recovery & collection Critical evidence 결 정 적 증 거 물 Critical evidence  수거 및 채증 과정 Recovery & collection ⑤ 증거물 포장 Packing

Site of Separation and Deformation 선체 절단부위 및 변형 형상 Site of Separation and Deformation 절단면 Breakplane FR.100 FR.85 FR.72 FR.55 디젤엔진실 D/E Room FR.100 FR.85 FR.72 FR.55 선체 중앙부 510mm 위쪽으로 변형 510mm upward deformation of CL 선체 중앙부 1,367mm 위쪽으로 변형 1,367mm upward deformation of CL

Site of Separation(STBD) 절 단 부 위 (우현) Site of Separation(STBD) 절단면 Breakplane FR.85 FR.72 7.8m 유실부위 Missing 함미 Stern 함수Bow

Site of Separation (Port) 절 단 부 위 (좌현) Site of Separation (Port) 절단면 Breakplane FR.73 FR.85 7.2m 유실부위 Missing 함 수 Bow 함 미 Stern

함 미 절 단 면 단면도 Section Plan 사진 Image Stern Breakplane 좌 현 Port 함 미 절 단 면 Stern Breakplane 단면도 Section Plan 사진 Image 위쪽으로 680mm 변형 680mm upward deformation 우 현 Starboard 좌 현 Port 폭 34mm 수축 34mm width contraction 위쪽으로 250mm 수축 250mm upward contraction 우현 선저 1,080mm 수축 1,080mm contraction of STBD bottom 좌현 선저 102mm 팽창 102mm expansion of port bottom

함 수 절 단 면 단면도 Section Plan 사진 Image Bow Breakplane 좌 현 Port 함 수 절 단 면 Bow Breakplane 단면도 Section Plan 사진 Image 위쪽으로 변형 Upward deformation 1,475mm 선저 외판 위쪽으로 변형 Upward deformation of bottom shell 4,107mm 1,367mm 1,758mm 좌 현 Port 우 현 Starboard

절 단 부 위 (좌현) Portside View 함 수 함 미 Bow Stern 건현 선저 용 골 FR.55 FR.67 절 단 부 위 (좌현) Portside View 함 수 Bow 함 미 Stern 건현 Freeboard 선저 Bottom 용 골 Keel FR.55 FR.67 FR.85 FR.100

우현 선저 (Starboard Bottom) 절 단 부 위 (선저) Site of Separation (Bottom) FR.55 FR.67 FR.85 FR.100 좌현 선저 (Port Bottom) 우현 선저 (Starboard Bottom) 함수 Bow 용골 Keel 함미 Stern

수 중 폭 발 현 상  충격파와 가스버블 발생  충격파 (총 에너지의 54%) : 압력은 크나 조기 소멸 수 중 폭 발 현 상 UNDEX Events  충격파와 가스버블 발생 Shock wave/gas bubble generated  충격파 (총 에너지의 54%) : 압력은 크나 조기 소멸 Shock wave (54% of total energy) : High pressure, short duration 고성능 폭약이 수중에서 폭발하게 되면 충격파와 가스버블이 발생합니다. 충격파는 전체 에너지의 54%, 고온고압의 가스버블은 46%를 차지하게 됩니다. 그러나 충격파는 빠른 시간내에 소멸하는데 비해 가스버블은 상대적으로 장시간 동안 지속이 되면서 선체에 커다란 손상을 주게 됩니다.  가스버블 (총 에너지의 46%) : 압력은 적으나 장시간 지속 Gas bubble (46% of total energy) : Lower pressure, longer duration

버블과 압력의 변화과정 Bubble and Pressure Change 충격파 Shock Wave 압 력 1차 버블 1st Bubble Pulse 2차 버블 2nd Bubble Pulse 3차 버블 3rd Bubble Pulse 시간 Time 수 심 폭발로 발생한 매우 큰 충격파는 순간적으로 압력이 감소하며, 버블은 팽창시에는 버블내부의 압력이 주변의 수압보다 낮아지며, 수축시에는 주변의 수압보다 높아져서 재차 폭발을 하며, 압력파를 발생하면서 수면쪽으로 상승합니다.

버 블 진 행 과 정 (1/3) Bubble Process ① 수중폭발 가스버블 충격파 ② 버블 팽창 UNDEX 버 블 진 행 과 정 (1/3) Bubble Process ① 수중폭발 UNDEX 가스버블 충격파 Gas bubble Shock wave ② 버블 팽창 Bubble expansion 수중폭발이 일어나면 충격파가 빠르게 전파되고, 이어서 가스버블이 팽창하게 됩니다. 이때 선체는 역 V자 형으로 변형되며,

버 블 진 행 과 정 (2/3) Bubble Process ③ 버블 수축 ④ 버블 붕괴 Bubble contraction 버 블 진 행 과 정 (2/3) Bubble Process ③ 버블 수축 Bubble contraction ④ 버블 붕괴 Bubble collapse 버블 수축에 의해 선체는 V자 형으로 꺾어지게 됩니다. 이어서 버블이 최소 크기로 수축됨과 동시에 버블 상부와 하부의 압력차로 인해 버블이 붕괴되면서 제트가 발생하게 됩니다.

버 블 진 행 과 정 (3/3) Bubble Process ⑤ 제트 충격 Jet impact 버 블 진 행 과 정 (3/3) Bubble Process ⑤ 제트 충격 Jet impact 다음으로 버블의 상승과 함께 제트 충격이 가해져서 선체가 파단됩니다.

시뮬레이션 분석 입력 조건 Input conditions Simulation Analysis Fr 39 Fr 115 입력 조건 Input conditions  분석 범위 : Frame 39 ~ 115 Analysis range 이러한 선체의 파단을 일으키는 폭발의 크기 등을 분석하기 위해 시뮬레이션을 수행하였습니다. 그림의 노란색 부분에 해당하는 천안함의 절단부위에 대하여 모델링을 하였으며, 시뮬레이션을 위한 입력조건으로 폭약량 45∼420kg, 폭발위치 수심 6∼13m, 좌현 3m를 선정하였습니다.  폭약량 : 45 kg ~ 420 kg TNT Charge weight  폭발위치 : 수심 6 m ~ 13 m, 좌현 3 m Site : 6m~13m water depth, 3m to port

시뮬레이션 결과 폭발 위치 가스터빈실 좌현 3m, 수심 6~9m에서 Simulation Result 함수 Bow 함미 Stern 선체(좌현) 변형현상 Hull(Port) deformation 폭발 위치 Detonation Point 선체(선저) 변형현상 Hull(Bottom) deformation ㅣ,;ㅣㅡㅔㅐㅏㅔㅐㅣㅣ 먼저 시뮬레이션 결과를 동영상으로 보여드리겠습니다. 화약이 수중에서 폭발한 후 버블이 팽창하고, 이로 인해 선체는 위로 굽어지는 현상인 역 V자 현상이 나타나며, 이후 버블은 수축되면서 선체는 아래로 굽어지는 V자 형태로 휘어지게 됩니다. 수축된 버블은 재폭발하고 이 과정에서 선체를 타격하여 큰 손상을 주게 됩니다.   시뮬레이션 결과 선체 좌현의 변형현상은 오른쪽 위쪽 그림과 같으며, 선저에서 본 변형현상은 오른쪽 아래 그림과 같이 선체가 파괴되어 절단되어 있는 모양을 보이고 있습니다. 여러 가지 입력조건에 대한 시뮬레이션 결과 가스터빈실 중앙으로부터 좌현 3m, 수심 약 6∼9m 부근에서 250kg급의 고성능 폭약이 폭발시 실제 천안함 파괴현상과 유사한 것으로 분석되었습니다. 이상으로 폭발유형분석 결과에 대한 설명을 마치겠습니다. 다음은 금속 및 폭약성분 분석에 대한 설명이 있겠습니다. 가스터빈실 좌현 3m, 수심 6~9m에서 고성능 폭약 250kg 규모가 폭발시, 천안함 변형현상과 유사 Explosion of about 250kg high explosive at 6~9m in water depth and at 3m to port from center line of gas turbine room results in similar deformation as seen on ROKS Cheonan

선 체 외 부 전체 모습 Overall structure Hull Exterior O-1 Deck Main Deck 선 체 외 부 Hull Exterior O-1 Deck Main Deck 1st Platform 2nd Platform 전체 모습 Overall structure

선 체 외 부 Hull Exterior 함수 좌현 Bow portside

선 체 외 부 Hull Exterior 함수 우현 Bow starboard side

선 체 외 부 Hull Exterior 함미 좌현 Stern portside

선 체 외 부 Hull Exterior 함미 우현 Stern starboard side