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날개안정분리철갑탄

목차

1. 개요
2. 원리
3. 역사
4. 종류
5. 용도
6. 매체에서의 등장

1. 개요


날개안정분리철갑탄을 발사하는 K-2 흑표. 해당사진 맨 오른쪽에 날아가고 있는 은색 물체가 날개안정분리철갑탄이다.
오늘은 폭풍호 꼬치 먹는 날. 근데 요즘 흑표는 똥망이어서... 그래도 폭풍호 꼬치는 가능하다.
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[GIF 그림 (92.22 KB)]


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[JPG 그림 (1.15 MB)]

전쟁기념관에 전시된 국내생산 전차용 날탄.

송탄통 분리형 익안정 철갑탄, 혹은 사보(Sabot)[1]식 날개안정 철갑탄. APFSDS(Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot)라고 한다. 영국처럼 APDS(Armor Piercing Discarding Sabot)를 사용하는 나라에서 탄종 구별을 위해 철자의 배열을 바꾸어 APDSFS라고도 한다. 한국군에서는 통칭 날탄이라고 부른다. 기갑 전력에 대해 현존 최강의 표적파괴능력을 자랑하는 전차포탄이다.

2. 원리

관통력은 일반적으로 면적당 운동에너지에 비례하며[2], 운동에너지는 무게에 비례하고 속도의 제곱에 비례한다는 공식에 따라, 탄자의 지름을 줄이고 길이를 늘려 관통력을 높인다는 개념으로 만들어졌다.[3] 길이에 비해 극히 지름이 작은 탄을 발사하면서도 추진장약의 폭발력을 온전히 받기 위해, 탄두는 관통자와 이탈피로 구성된다. 발사시 이탈피는 관통자와 결합된 채로 장약의 폭발압력을 받아 관통자를 밀어주는 역할을 하며 약 100미터 거리 전후에서 분리된다. 관통자 자체에 폭발을 일으키는 물질은 없으나 관통과정에서 관통자 자체 및 관통된 장갑판의 내벽이 분쇄되어 고속의 파편을 비산시키므로 전차 내부의 인명을 살상하고 장비를 파괴하며, 유압계통이나 탄약에 화재를 일으킬 수 있다.

관통자가 가늘고 긴 형상을 한 탓에 기존의 짧고 뭉툭한 탄과는 달리 회전 관성에 의한 탄도안정효율이 떨어져 화살처럼 관통자 뒤쪽 끝에 날개를 달아서 탄도를 안정시킨다.[4] [5] 따라서 활강포에서 주로 발사하며 강선포에서 발사할 경우 후술하는 것과 같이 탄자 대신 회전하는 슬립 링을 송탄통 주변에 둘러 탄자가 회전하는 것을 막는다. 한편 날개가 측풍(옆바람)을 받기 때문에 기존 포탄에 비해 측풍민감도가 높으므로, 대부분의 최신 전차는 측풍감지기를 설치한다. 그러나 예외도 있어서, 레오파르트2 전차는 개발 초기에는 측풍감지기를 사용했으나 지금은 사용하지 않는다. 측풍감지기는 발사 위치의 측풍은 계산할 수 있어도 탄도 전체의 측풍을 계산해주지 못하기 때문에 의외로 그 의미가 낮다는 결론이 나왔기 때문이다. 그리고 측풍 감지기 장착시 탄도계산에 측풍이라는 변수를 계산해야하기 때문에 발사속도가 느려지는 요인으로 작용했기 때문이다. 하지만 다른전차는 계산기 성능을 올려서라도 측풍변수를 계산하게 하는 방향으로 나아갔기 때문에 갈라파고스화나 다름없는 상태가 되었다

강선포에서 발사하기 위해서는 합성수지류로 제작된 미끄러지는 링(슬립 링)을 사용하여 강선에 의한 회전을 경감시킨 탄을 사용해야 한다.[6] 강선의 회전력은 이탈피를 쉽게 분리시켜주나, 날탄이 통상 포탄과 같은 강한 회전을 가진 채 대기 중으로 발사될 경우 후방 날개가 대기 마찰에 의해 급격히 감속되므로 아직 회전 모먼트를 보유하고 있는 날탄 전방부에 대하여 큰 뒤틀림 응력을 가하게 된다. 그러면 강선포 용으로는 안정날개가 없는 관통자로 회전안정을 통해 안정시키면 되지 않느냐 하는데 이경우에도 역시 관통자의 길이가 관통자의 구경보다 4배 이상만 되면 회전안정의 효율이 급감해 탄도가 개판이 돼버린다.

3. 역사

이 탄환의 기원은 중세 시대에 쓰이던 것까지 거슬러 올라갈 수 있다. 중세시대의 야금기술은 상당히 낮았기 때문에 대포의 구경이 일정하지 않았다. 따라서 탄환은 크기가 작아서 가스가 새 화력이 약해지는 결과가 생겼는데 중세시대 포병들은 탄환뒤쪽에 대포의 구경과 일치하는 원형의 나무판을 끈 등으로 묶어 해결했다. 이렇게 하면 가스가 새지않고 압력이 탄환에 그대로 전해서 더 높은 관통력을 가지게 된다. 마찬가지로 구경은 그대로 두고 탄환의 구경을 줄여 관통력을 높인 것이다. 이 나무판을 프랑스어로 사보(Sabot)라고 했으며, 현대 포탄에서 장탄통이라고 부르는 것의 원형이다 맨 위 움짤에서 세 조각으로 갈라저 떨어지는 놈이 날탄의 장탄통, 즉 현대의 사보이다. 중세 뿐만 아니라 우리나라 등지에서도 '격목'이란 이름으로 화포에 이런 판을 넣어 사용했다.(장약/격목/포탄) 참고로 날탄 쏠 때 전차 전면 150m 이내에서는 얼쩡거리지 말자. 발사폭풍은 둘째 치더라도 이거 맞아 요단강 익스프레스 탈 수 있다.

일단 원리 자체는 분리철갑탄의 발전형이며, 21세기인 현재 가장 강력한 날탄을 보유한 국가가 미국, 독일이라서 이들이 개발한 물건으로 보이겠지만 실은 최초로 실용화한것은 소련. 자국 APDS의 낮은 명중률을 보완하기 위해 T-62 전차 주포인 115 mm U-5TS 활강포용으로 1961년에 최초로 배치했다.

서방에서는 1950년대 미국이 T95 전차에서 사용하기 위한 90mm 날탄을 개발하였다. 그러나 서방 전차의 주포인 영국제 L7계열의 105mm 강선포로 발사하는 APDS가 이에 대응할만큼 위력이 충분하다고 간주되었기 때문에 개발이 늦어졌다. 또한 익안정탄은 원래 활강포에 특화되어 있기에 강선포용은 개발이 상대적으로 어렵다...지만, 서방세계 최초의 익안정탄은 강선포용으로 나왔다. 익안정탄의 필요성이 제기되기도 전에 이미 해당 기술은 탄에 회전이 걸리면 위력이 급감하는 대전차고폭탄 때문에 이미 확보돼 있었다. 그래서 일단 필요성이 절감되자 급격하게 개발이 진행돼서 1970년대 중반 이후부터 본격적으로 실용화가 시작되었다.

그리고, 같은 날탄이라도 소련이나 그 기술을 받은 중국에서 생산한 것은 스펙의 절반만 믿는 것이 나을 정도다.[7](최근 러시아나 중국이[8] 따라붙고 있긴 하지만 여전히 부족하기는 마찬가지) 또한 한국의 날개 안정분리철갑탄 기술이 급속하게 발전하는 건 엄청난 수요의 전차때문이라고 하는 사람도 있다.(사실 미확인)[9]

4. 종류

M-900.jpg
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미군이 1989년 배치한 105mm 날탄인 M-900

제조에는 강철, 텅스텐 합금, 열화우라늄 등 비중이 큰 금속을 사용한다. 발사에 큰 에너지가 필요한 탄이기 때문에 전차포 혹은 이에 준하는 장비(2A45 등과 같은 장포신 대전차포)가 있어야만 발사가 가능하다고 한다.

  • 주로 미군은 열화우라늄탄을 사용한다. 열화우라늄탄은 고온의 마찰이 일어날 경우(즉 탄자가 관통중) '자기첨예화'[10] 라는 작용이 일어나는데, 그 끝이 뭉개져서 뭉툭해지는 현상(Mushrooming)이 덜하다. 즉 관통력 저하가 줄어드는 것이다. 덤으로 텅스텐 보다 싸서 예산절감효과가 있는데다가 텅스텐보다 무거워 운동에너지가 크다. 게다가 원전 폐기물 재활용 측면에서 매우 좋다고 한다. 어? 이런 이유로 인해 미국의 자국군용 APFSDS탄은 전부 열화 우라늄탄이며, 러시아, 영국, 이스라엘, 중국 등의 국가에서도 보유탄약 중 일부만큼을 생산 또는 비축하고 있다.[11]

    단점으로 산화우라늄의 분진이 날리는데 중금속 중독을 일으킨다는 설이 제기되고 있다는 것. 열화우라늄 자체는 방사성 반응이 거의 없어 방사능이 없지만, 포탄에 목표에 명중하면서 발생하는 산화우라늄이 문제다. 방사능은 제쳐놓더라도, 우라늄은 엄연한 중금속이기 때문이다. 산화 우라늄 분진으로 인한 걸프 증후군이라는 증세가 있으며, 걸프전 후 이라크 남부의 기형아 출산이 늘었다고 한다. [12] 저렴하다는것도 미국이나 러시아같은 우라늄 농축을 엄청나게 해대는 나라 한정이고, 우리나라같은 경우는 농축을 하지않기때문에 열화우라늄쓰려면 비싸게 사와야한다.

  • 국군 및 기타 국가들은 주로 텅스텐 탄자를 사용하는데, 이 방면은 독일 및 이스라엘이 전통적인 최강자이며 한국이 최근에 급성장한 분야이기도 하다. 국내 탄자 생산, 개발업체인 풍산이 개발한 최신 다단열처리 기술을 사용하면 열화 우라늄탄과 비등한 성능의 탄자를 만들 수 있는데 당연히 가격은 이쪽이 비싸다.

    사실 전쟁용 무기의 안전을 따지는 것도 우스운 일이지만 아군에게 위험이 갈지도 모르고 자국내에서 연습용으로 위험한 탄을 쓸 수는 없으니 텅스텐을 쓰는 것이 훨씬 바람직하다. 그러므로 연습용으론 텅스텐, 실전에선 열화우라늄탄...응?

5. 용도

일반적으로는 전차포의 포탄으로 주로 사용된다. 그 이유는 관통력에 치중한 나머지 건물이나 함선같이 내부공간이 넓은 물체를 사격하면 작은 구멍만 두개 뚫리고 아무런 일이 일어나지 않는 경우가 흔하기 때문이다. 게다가 폭발하지 않으므로 보병용으로 쓰기도 힘들다.[13] 따라서 전차처럼 좁은 공간에 승무원과 탄약과 장비가 꽉 찬 물건에만 유용하게 사용할 수 있다.

또한, 소총같은 소형 총기류에 적용하기 힘들다. 일단 관통자가 길고 가늘어서 총탄 자체가 길어지는데다가, 포탄과 달리 강선의 효과를 막기 위한 장치를 설치하기 힘들기 때문이다. 그래서 기관포같은 경우는 관통용으로는 분리철갑탄을 사용하며, 철갑고폭소이탄같은 복합탄을 혼용사용해서 목표에 피해를 늘리는 방식을 주로 사용한다. 그러나 미국은 1994년 25mm M242 부시마스터를 위해 M919 APFSDS를 배치하였고,[14] 2000년대에 들어와서는 기관포에서 날탄을 운용하는것이 보편화되었다.

하지만, 날탄을 적용하기 힘들다는 이야기지 불가능하는 이야기는 아니므로 해당 분야에서도 날탄을 도입하려는 시도는 있었다. 실제로 M2 중기관총에 쓰이는 .50 BMG 용 APFSDS 비슷한게 나오기도 했고, 오스트리아의 총기회사인 Steyr(슈타이어) 사는 비록 실전배치되지는 않았다지만 전차나 쓰던 날탄을 저격소총에 적용했다! 구경 15.2mm, 관통력 40mm(어지간한 현용 장갑차의 장갑을 뚫을 수 있다.)인 IWS-2000은 그러나 탄종이 생소하고 값이 비싸 결국 시제품 생산을 끝으로 프로젝트 폐기. 예산은 모든 밀덕의 적임이 다시 한번 명확해졌다

6. 매체에서의 등장

풀 메탈 패닉 TSR 1화 시가지 전투씬에서 아바레스트를 향해 날탄을 발사하는 전차가 있었다. 거기서 날탄의 작동 메커니즘을 철저히 구현한 리얼리티에 많은 사람들이 감동했다. 물론 그 직후 람다 드라이버에 철저히 막히는 모습을 보고 많은 밀덕들이 "나의 날탄은 이렇지 않다능!!"이라며 분노했다(...).#

HEROMAN에선 외계인 잡졸들이 날탄을 씹는다. 포로를 확보하여 매우 고문해야 할 듯

배틀필드 4에서도 MBT 주무기 중에서 선택 가능하다.
데미지는 다른 포탄(철갑탄, 고폭탄) 등에 비하여 부족한 감이 있지만, 낙차가 적고 탄속이 빨라서 상대방을 맞추기가 용이하다.
특히 전투기의 경우 한 방, 헬기의 경우 빈사 상태로 만들 수 있어서, 공중 장비 유저들이 저공비행을 안하게 되는 주범 중 하나.물론 지상에서 500미터 떨어져있어도 맞출사람은 맞춘다

데이어스 엑스 에서는 보병화기로서 날탄이 구현되었다. 샷건에 장착가능한 12게이지 샷건탄종중 상위 탄종으로 12게이지 SABOT탄이 등장하는데 MJ12 중보병같은 중장갑보병에게 효과가 있다는듯하다.(?) 대신 중하급 적 상대로는 오히려 일반 산탄보다 효과가 떨어지는듯?
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  • [1] 미군에서는 U.S. Army FM 17-12 Tank Gunnery 에 따라 "SAY-BO: 새이-보"로 발음한다. 어원은 프랑스어로, 유럽의 농부들이 신던 나막신. 맨 뒤의 't'는 묵음이므로 "사보트"라고 발음하지 않는다.
  • [2] 즉, 운동에너지가 작용하는 면적이 좁을 수록 관통력이 크다는 말이다. 간단한 예를 들자면 총알은 방탄복을 관통하지 못하지만 총알보다 가늘고 뾰족한 바늘은 방탄복을 관통할 수 있다. 이는 총알보다 바늘이 더 뾰족해서 더 작은 면적에 운동에너지가 집중되기 때문이다.
  • [3] 무게를 무겁게 하려면 결국 탄의 부피는 커야 하지만 탄의 지름은 줄여야 하니 결과적으로 길이가 길어진다.
  • [4] 관통자 형상이 짧고 뭉툭한 경우, 뾰족한 앞쪽에 비해 편평한 뒤쪽이 무게가 무겁기 때문에 무게중심은 뒤쪽에 위치하고 공기 저항에 따른 압력을 받는 압력중심은 주로 공기저항이 집중되는 탄 앞쪽에 위치하게 된다. 이런 경우 회전관성에 의해 탄도를 유지하는 것이 유리하다. 하지만 관통자가 길어지면 앞부분과 뒷부분의 무게차이가 심하게 나지 않기 때문에 무게중심은 관통자의 중앙에 가까워지며, 압력중심 역시 공기저항이 앞쪽보다는 탄 전체에 고루 영향을 미치기 때문에 탄 중심방향으로 이동한다. 이때는 상호간의 거리가 가까워 지기 때문에 회전관성에 의한 탄도 안정 보다는 관통자 뒤쪽에 날개를 달아 압력중심의 위치를 조정함으로써 탄도를 안정시키는 것이 더 유리하다.
  • [5] 일반적으로 세장비(관통자의 지름과 길이의 비)가 1:4를 넘어서면 회전관성에 의한 탄도안정 효과가 급격히 떨어지기 시작하며, 1:7을 넘어서면 관통자 뒤쪽에 날개를 달아 탄도를 안정시키는 것이 더 유리하다. 세계 최초의 전차용 활강포인 U-5TS 에 사용된 3VBM 계얼 APFSDS는 세장비가 1:10 이었으나 이는 점점 늘어나서 현재 서방의 3세대 주력전차에 사용되는 APFSDS 탄의 세장비는 1:30 정도(!) 이다. 출처: 이대진 저 '문답으로 이해하는 전차이야기'
  • [6] K-1용 M68A1 강선포에서 발사되는 날탄이 이런형태
  • [7] 최소한 러시아는 판매용 카탈로그 스펙은 보장하는데 중국은 그런거 없다. 오히려 아무도 안믿을 스펙 뻥튀기가 심하기로 유명한 판이다. 그런데 진짜 그 스펙을 믿는 바보들이 있다.
  • [8] 중국의 기술은 대부분 러시아나 우크라이나제 무기를 카피한게 많은데 현재 러시아와 우크라이나는 이런 기술이 중국에 넘어가는걸 극도로 꺼린다. 중국이 러시아와 우크라이나제 무기의 카피판을 만들어 러시아와 우크라이나를 엿먹인 적이 많아서. 게다가 예전에 한판 붙었던 관계기도하고.
  • [9] 정확히는 미군 등은 축소된 관통자가 있는 연습탄으로 연습을 하는데 비해서 한국군은 그냥 실전용 날탄으로 연습해서 날탄 수요자체가 다른 나라보다 많아서라는 듯...하긴 미군이 자국에서 열화우라늄 관통자를 지닌 날탄으로 연습했다가 진짜로 건강문제가 일어나 버리면...
  • [10] 말 그대로 관통자가 자기 스스로 날카로워지는 현상을 말한다. 일반적인 관통자는 장갑을 관통하면서 뭉툭해지지만, 열화우라늄탄은 쉽게 표현하자면 장갑을 관통하며 계속 갈려서 뾰족한 형상을 유지한다.
  • [11] 다만 여기서 오해의 소지가 있는게, 미국이 텅스텐 관통자를 만들 기술력이 없어서가 아니라 후술하듯 텅스텐 관통자로 열화우라늄과 비슷한 성능을 내려면 가격이 훨~씬 비싸진다. 헌데 미국은 에이브람스의 개량계획중 하나에 액체합금 APFSDS(!)를 염두에 두고 있다고 하니 그냥 실컷 찍어내놓고 텅스텐 탄을 또 만들자니 그냥 귀찮아서 그런거일수도 있다.
  • [12] 단 공식적으로 인정된 바는 아니다. 상세한 것은 열화우라늄 항목 참조.
  • [13] 내부에 고폭장약을 충전시킨 종류도 있다. 하지만 날탄이 기본적으로 '대전차'용 이니 만큼 대인용으로 사용되지 않는다. 전차에 착탄-관통 후 전차 내부에서 폭발하는 방식
  • [14] 사실 개발은 걸프전 이전에 완료되었으나 신뢰성 부족으로 인해 배치가 늦어졌다.
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last modified 2015-04-09 14:31:50
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