T-50 연구개발 사례를 통해 본 시스템 엔지니어링 프로세스

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1 T-50 연구개발 사례를 통해 본 시스템 엔지니어링 프로세스
대령 이 희 우 공군 전투발전단

2 순 서 문제 인식 고객요구도 정의 시스템 가용성 분석 시스템 운용요구 작성 정비 및 후속지원 개념 TPM 식별 및 설계반영
순 서 문제 인식 고객요구도 정의 시스템 가용성 분석 시스템 운용요구 작성 정비 및 후속지원 개념 TPM 식별 및 설계반영 기능 분석 요구도 할당 체계종합 및 설계최적화 설계종합 시험평가 양산 운영 및 후속지원

3 문제 인식 기존 항공기 노후화에 따른 대체 소요 발생 첨단 전투기에 부합하는 고등훈련기 필요
고등훈련기 F-5 A/B 기종의 도태시작 (T-38 임대로 임시활용) 경공격기 A-37의 도태임박 첨단 전투기에 부합하는 고등훈련기 필요 기존 고등훈련기로는 성능상 훈련제한으로 전력화 지연 디지털화 된 고등훈련기 개발 필요 Skill Level Training Air Bases Tactical Fighter Wing Time Current System T-50

4 고객(공군) 요구도 정립 세가지 운용목적의 항공기 각 운용목적별 요구기능(운용요구서) 고등훈련기 전술입문기 경공격기 고등훈련
KT-1 고등훈련 기본훈련 F-15 F-16 T-50 A-50 전투입문 T A-50 세가지 운용목적의 항공기 고등훈련기 전술입문기 경공격기 각 운용목적별 요구기능(운용요구서) 최신 전투기와 유사한 기동성 경제적인 운영비용 전투입문기 최신 무장 및 항공전자 장비 훈련 경 공격기 전자전 및 정밀공격 능력

5 시스템 가용성 분석 요구기능 충족을 위한 가용기술 분석 항공기 외형 형상별 장단점 분석 새로운 기술 개발 가능성
기존 항공기술 응용 항공기 외형 형상별 장단점 분석 비용, 일정, 성능 비교 생산성 및 후속 군수지원성 비교 임무효과도 분석

6 Cruise to Training Area
시스템 운영요구 작성 공군 요구도 충족을 위한 시스템 차원의 운용요구 임무 시나리오 주요성능 및 제원 사용시간 장비 신뢰도(MTBF 등) 운용환경 요소 Air Work Fingertip Tactical Fighting Wing Cruise Approach (Touch and Go) Mil Power Climbs to 28.5Kft Ground Idle Mil Power Take Off Climbs to 21Kft Cruise to Training Area

7 정비 및 후속지원 개념 수립 구성요소 정비수준 수리정책 정비책임 배당 정비지원요소 환경 부대, 야대, 창정비
교체, 수리, 부분수리 정비책임 배당 운용자, 부품업체, 주계약업체 정비지원요소 교육, 시설, 데이터, 수송 등 환경 기후, 습도, 소음, 지형 등 정비개념 설정 수리수준분석 정비업무분석 보급업무분석 Data Base

8 기술성능지수(TPM) 식별 및 설계반영 설계에 반영할 주요 성능요소 식별
최대속도 순간 선회율 실속속도 가동율 자중 무장 정확도 공군요구도의 효율적 충족을 위한 TPM 요소간 Trade-off Percent (%) of Margin Based on Requirements 5.4 7.8 11.5 2.7 1.1 11.3 34.5 14.5 4.3 48.5 7.0 10 20 30 40 50 60 최대 속도 순간 선회율 실속 속도 자중 MTBM OMTTR MMH/FH 가동율 벌전기 부하 무장 정확도 Percent(%) of Margin 순간 선회율(A형)

9 기능 분석 공군요구도를 기능으로 분해 Functional flow block diagrams 유사기능을 통합하여 계통기능 정의

10 요구도 할당 항공기 계통별로 요구도 배당 배당된 요구기능을 바탕으로 설계요구서 작성 Requirement Structure
Design M&P Analysis Canopy Avionics EMI/EMC FLC ECS Ejection System Fuel Hydraulic Electrical L/G Propulsion Software ILS TS Config. Production Engineering Cockpit Oxygen SPS Armament Performance S&C T&E (1186) (16) (6) (72) (25) (102) (15) (100) (38) (78) (17) (7) (14) (40) (32) (142) (12) (13) (91) (9) (18) (66) (128) (11) (37) Management (33) Weight Operation RM&S (54) General (All) (29)

11 체계종합 및 설계 최적화 체계종합 설계 최적화 각 계통별 기능을 종합한 하나의 시스템으로 구성
Baseline Configuration 설계 최적화 여러 설계옵션에 대한 분석 TPM 관점에서 최적화 수행 시뮬레이션, 민감성 분석, 위험도 분석 등

12 설계종합(1) 시스템 Spec’ 작성 ROKAF Req’t (ROC, SORD, ASRD) System Spec.
Hyd. Spec. (B2) ROKAF Req’t (ROC, SORD, ASRD) System Spec. (85PS0001) Training Spec. (85PS0003) ILS Spec. (85PS0004) Air Vehicle Spec. (85PS0002) Airframe Spec. (85PS0005) Avionics Spec. (85ZE1003) FCS Segment Spec. (85ZC1014) ECS Spec. (85ZY0001) Fuel Spec. (85ZP0025) Hyd. Spec. Subsystem Specifications LM Aero Workshare

13 설계종합(2) 도면 제작

14 시험평가 개발단계의 시험평가 시험평가 종합 계획(TEMP) CAD/CAM을 이용한 검증 비행제어용 시뮬레이터 활용
6대의 시제기 활용 시험평가 종합 계획(TEMP) 지상시험 계획 비행시험 계획 ‘02 ‘03 ‘04 ‘05 3 4 1 2 ‘01 플러터, 조종 안정성 구조하중, 무장분리 플러터, 성능 항공전자, 레이더 100% 150% 설계한계 하중 1st Life Span 2nd Life Span R/O ▽ 6/17 12/4 8/20 8/9 1호기 2호기 3호기 4호기 정적 시험체 내구성 시험체

15 양산 개발과정에서의 생산성 반영 생산관리 시스템 운용 부품의 호환성(예: 좌우 플랩) 형상 단순화로 생산공정 단축
자재 적기 확보 불량율 감소 공정 소요시간 단축

16 운용 및 후속지원 정비유지 및 지원 성능개량 정비 지원 보급지원 군수 관리
항공전자 장비의 짧은 수명주기를 고려 지속적인 성능개량 필요 추가무장 및 장비 장착으로 임무영역 확대 ④ 지원장비 ① 연구 및 설계반영 ② 표준화 및 호환성 ③ 정비지원 ⑤ 보급지원 ⑥ 인력운용 ⑦ 기술도서 ⑧ 포장, 취급 저장 및 수송 ⑩ 군수관리 전산자료 지원 ⑨ 시 설