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기초·응용과학
조행만 객원기자
2014-08-13

다시 부상하는 확산 탄의 공포 강선포의 원심력 이용…가공할만한 위력

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확산 탄의 공포가 중동의 가지지구를 뒤덮고 있다. 최근 영국의 가디언지는 “이스라엘군이 한 번 발사하면 적 목표지역에 소나기처럼 쏟아져 내려 인명을 살상하는 강철화살탄을 사용하고 있다”고 보도했다.  

플레셰트(Flechettes)탄으로 불리는 이 강철화살탄은 전차에서 사격하는 포탄이다. 모탄에 길이 4센티미터(cm) 정도의 철로 만든 화살자탄이 수천 개 들어 있다. 따라서 모탄이 목표지역에 도달하면 신관의 작용으로 폭발하면서 자탄인 강철화살탄이 일시에 비처럼 확산돼 공중에서 쏟아지듯이 낙하하는 무서운 공격 방식이다.  

천천히 낙하하면서 지능자탄을 비산시키는 미사일.  ⓒ ScienceTimes
천천히 낙하하면서 지능자탄을 비산시키는 미사일. ⓒ ScienceTimes

이 강철화살탄은 후부에 날개가 달려서 탄두의 안정적 비행이 가능하기 때문에 직경이 작은 탄이라도 큰 위력을 발휘하고, 능히 인명을 해칠 수 있는 것으로 파악되고 있다.  

언론에 공개된 사진 자료에 따르면 길고 가는 못처럼 생긴 이 강철화살탄은 실제로 탄두의 안정적 비행을 위해 직각 방향의 4중 날개가 달려 있다.  

문제는 이 플레셰트탄과 같은 확산 탄(Cluster Munitions)에 민간인도 무차별적 살상을 당한다는 사실이다. 전문가들은 “확산 탄은 빠르게 회전하는 모탄에서 원심력을 얻은 수백 개의 소형 자탄(Submunitions)이 공중에 광범위한 면적으로 흩뿌려지므로 민간인의 피해가 불가피하다”고 지적한다.  

공격하는 쪽은 “개별 민간인은 물론 시민 주거지역은 공격목표에서 제외된다”고 항변하지만 확산 탄의 기술적 특성상 제네바 협약 제1 부속의정서를 위반할 수밖에 없는 무기라는 것이 일반적인 인식이다.  

공포의 확산 탄 그 시초는 바로 벌집탄(Beehive shell)이었다.  

강선 회전력 이용해 자탄 흩뿌려   

1950년대 말에 미 육군은 약 1인치 길이의 소형 다트형 쇠화살(Flechettes)이 수천 개 들어있는 포탄을 개발했다. 이것이 바로 벌집탄이었다. 이 포탄은 장약을 폭발시켜 포탄의 몸체가 파쇄 되면 쇠화살이 공중에서 흩뿌려지는 구조로 강선포의 원심력을 이용했고, 그 위력은 대단했다.  

1950년대에는 포병의 견인포는 거의 강선형 포를 사용했다. 강선(Rifling)은 포의 약실에서 포구까지 포강 내부에 파여진 열을 말한다. 이 강선을 만든 이유는 탄두가 대기 중을 날아가는 동안 탄두의 안정적 비행을 유지하기 위한 회전력을 얻기 위해서다.  

따라서 포탄의 탄두 밑에는 포 구경보다 약간 크고, 약한 금속으로 된 탄대가 붙어 있다. 포의 약실에서 추진제의 폭발로 탄두가 움직여 탄대가 강선에 맞물리면 격렬한 회전을 하게 된다.  

그리고 포구를 빠져나갈 때쯤이면 탄두는 엄청난 회전력을 얻어 대기 중을 날아간다. 이 회전력은 측풍, 공기 저항 등 대기 환경을 극복하면서 원하는 목적지로 날아가는 힘이 된다.  

탄두가 원하는 목표 지역에 다다르면 신관(Fuse)에 의해 기폭제가 점화된다. 이렇게 촉발된 화염은 다시 고폭약을 점화시켜 탄두를 폭발시킨다. 벌집 탄의 경우, 시한신관을 주로 사용하는데 주로 기계식 신관을 사용한다. 이는 사전에 탄두의 몸체에 있는 링을 돌려 시계를 맞추어 놓으면 링이 멈추는 지점에 도착했을 때, 폭발하는 원리다.  

MLRS에서 발사되는 ATACMS(에이타킴스) 미사일.  ⓒ 연합뉴스
MLRS에서 발사되는 ATACMS(에이타킴스) 미사일. ⓒ 연합뉴스

강선에 의해 회전력을 얻은 벌집 탄은 포구를 떠나서 목표 상공에 도착하면 시한신관이 작동해 공중에서 폭발하는 구조다. 이때 탄체가 부서지면서 내부에 있는 수많은 쇠화살 자탄이 탄의 회전력에 의해 공중에서 흩뿌려진다. 주위에 적군이 있다면 이 쇠화살탄을 피할 수 없게 된다.   

회전력의 원천은 기울인 노즐

오늘날 전 세계적으로 200여종의 확산 탄이 존재하는 것으로 알려져 있다. 초기에 포병 무기로 발전한 확산 탄은 지대지 미사일로 진화하면서 그 위력이 더욱 강력해졌다.  

1990년대 중반 북한의 장사정포 위협이 커지자, 당시 한미연합사는 유사시 이를 일시에 제압할 필요성에 따라 전술 지대지미사일(MLRS)을 도입했다. 그리고 이 MLRS와 실과 바늘처럼 따라 다니는 것이 바로 ATACMS(Army Tactical Missile System) 미사일이다.  

이는 기존의 나토(NATO) 사령부에서 구소련의 기갑부대를 격퇴하기 위해 고성능의 집속 탄을 자탄으로 내장한 랜스미사일을 대체하기 위해 미 록히드 마틴사가 개발한 신형 미사일이다.  

ATACMS(에이타킴스)는 MLRS 발사대에서 2발의 발사가 가능하다. 이 미사일이 발사되면 가장 핵심장치인 미사일 유도부(Missile Guided Systim, MGS)가 미사일의 각 부위를 통제하며 비행을 제어한다.  

먼저, 미사일의 유도부에 내장된 소프트웨어 전자 장비가 발사대의 위치, 목표 지점의 좌표, 지정된 파열고도 등의 정보를 조합해 적절한 탄도경로를 설정한다.  

미사일 뒤쪽에 있는 조종 부는 전자부품, 시스템 제어 구동기, 열전지 및 미사일 제어 날개로 구성돼 미사일의 비행을 제어하며 결정된 비행로를 따라 4개의 조종 날개를 조종, 탄두를 목적지로 날게 한다.  

목표지역에 도착하면 에이타킴스 미사일은 내장된 자탄을 살포하기 위해 외피를 제거한다. 이 과정을 원활히 하기 위해 탄두의 외피는 스테인리스 동으로 제작된다.  

유도장치(MGS)가 최적의 파열 점에 도착했을 때, 신호를 신관에 보내서 기폭 시켜 탄두의 몸체를 파열시킨다. 이와 동시에 내부에 내장된 자탄은 목표상공에서 확산돼 날아간다.  

이 미사일 역시 파열 1초 전에 몸체 종축을 중심으로 강력한 스핀회전을 함으로써 자탄을 넓게 확산시킨다. 전문가들은 “미사일의 회전 기능은 회전형으로 기울어진 노즐의 형태 때문이다”고 설명한다. 

즉, 미사일의 중심 노즐을 기준으로 외곽 노즐의 방향을 원형으로 약간씩 기울여 원심력을 얻는 방식이다. 이 회전력에 의해 자탄은 넓게 확산되고, 목표지역을 강력하게 제압한다.

조행만 객원기자
chohang3@empal.com
저작권자 2014-08-13 ⓒ ScienceTimes

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