경심철갑탄
1. 경심철갑탄
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소련제 76.2mm BR-354P APCR 포탄의 그림. 2번이 관통자다.
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영국식 영어: '''A'''rmour '''P'''iercing '''C'''omposite '''R'''igid (혼성고착탄)
미국식 영어: '''H'''igh '''V'''elocity '''A'''rmor '''P'''iercing (고속철갑탄)
독일어: Hartkernmunition (경탄심탄)
한자: 硬芯徹甲彈 (경심철갑탄) / 高速徹甲彈 (고속철갑탄)[1]
철갑탄 종류 중 하나. 중앙 부위에 단단한 심을 박고 겉이 그보다 덜 단단한 철갑탄이다.
해당 탄이 주로 사용된 시기는 제2차 세계 대전 후반기 ~ 6.25 전쟁이며, 2차대전 시기에는 독일 국방군과 소련군에서 주로 사용되었고 6.25 시절에는 유엔군도 비교적 많이 사용했다.
당시 철갑탄은 탄소강을 사용하고 있었는데, 이를 텅스텐 합금으로 바꾸는 과정에서 문제가 생겼다. 텅스텐 합금만으로 포탄을 만들 경우 착탄시 탄두가 붕괴되는 현상이 일어났던 것이다. 이는 금속가공기술 부족에서 기인한 일이었다. 또한 텅스텐의 비중이 철보다 훨씬 크기 때문에 탄두가 지나치게 무거워지는 문제도 있었다. 그래서 일단 피모철갑탄(Armor Piercing Capped)이나 저저항피모철갑탄(Armor Piercing Capped Ballistic Cap)과 같은 방법으로 탄자 붕괴 현상을 막았지만, 텅스텐이 많이 필요한 데 반해 관통력이 쓸만하게 늘지 않았다.
따라서 일단 텅스텐으로 관통자를 만들고 외부를 구리와 같은 금속으로 감싸는 방법을 사용하게 되었다. 이렇게 하자 실제 관통하는 관통자의 구경과 크기가 줄어서 동일한 운동에너지가 주어질 경우에는 장갑의 특정 면적에 압력이 더 쉽게 증가해서 장갑을 더 쉽게 관통하는데다가[2] 텅스텐도 적게 쓸 수 있었다. 덤으로 포탄도 고속으로 비행하니 목표물에 도달하는 시간도 줄이고, 탄도도 평활하게 만들 수 있었다.
하지만, 일단 텅스텐 관통자 주변에 균일하게 경금속을 바르는 것 부터가 난이도가 높은 기술인데 반해 관통력은 피모철갑탄보다는 늘었지만 그렇게 썩 좋지는 않았으며, 무엇보다도 탄자가 가볍고 형상도 썩 매끈하지 않아서 근거리를 넘어가면 포탄의 속도가 급격하게 줄어들며 관통력이 피모철갑탄 이하로 격감하며, 덤으로 탄도로 불안정해져서 장거리 사격이 사실상 불가능했다. 물론 어디나 예외는 있어서, 독일군의 71구경장 88mm APCR은 장거리에서도 AP보다 관통력이 높았으며 장거리 사격 시 오히려 명중률이 상승하는 희한한 특성을 보였다.[3]
그러나 성능이 아무리 좋더라도, 나치 독일은 텅스텐이 부족해서 전선에서의 빗발치는 요청에도 불구하고 APCR의 대량보급에 실패했다.[4] 반면 소련은 APCR의 관통력 증대효과 자체는 타국에 비해 조금 낮을지라도 나름 대량보급에 성공하여 차량별로 일정 수량씩 보급하는데 성공했다. 한편 미국은 HVAP의 제식도입이 늦어서 2차대전 당시 HVAP 공급량은 많지 않았지만, 도입 후 충분한 시간이 흐른 뒤 발발한 한국전쟁에서는 충분한 수량을 확보해 유용하게 써먹는다.
전후에는 관통자 제작 기술이 향상되어 이탈피로 인한 명중률 문제가 해결되어 굳이 경금속으로 탄두를 감쌀 필요가 없어졌다. 때문에 당연한 수순으로 분리철갑탄에게 1선급 철갑탄의 지위를 넘기고 도태되어, 지금은 구식포를 유지하는 곳 외에는 어떤 곳에도 사용하지 않는다. 다만 소총탄 용도로는 납 탄두 안에 강철/텅스텐 카바이드제 관통자를 삽입하는 식으로 여전히 사용되고 있다. 5.45x39mm 탄환 중 7N10/7N24 등이 대표적인 예이다.
2. 구경감소탄
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구경감소탄의 발사원리
구경감소탄은 원래 경심철갑탄, 분리철갑탄, 날개안정분리철갑탄을 모두 총칭하는 영국식 용어(sub-caliber)이지만 국내에서는 그렇게는 잘 쓰이지 않고, 여기서 소개하는 구경감소탄은 경심철갑탄의 아류 중 하나다. 원래 같은 양의 장약으로 구경이 적은 탄을 발사하면 고속을 낼 수 있다는 것 자체는 다들 알고 있었기 때문에 이런 원리를 포탄뿐 아니라 대포도 적용하면 시너지 효과를 일으켜서 관통력이 더 증대될 것으로 보고 만들어진 것이다.
일단 원리는 아래와 같다.
- 포신을 포구쪽이 구경이 감소되도록 특별 가공한다. 예를 들면 포탄이 포미에서는 75mm급 포탄이 들어가게 한다면, 포구쪽의 구경은 50mm 정도로 서서히 줄어들도록 만드는 것이다.
- 포탄은 기본적으로 경심철갑탄의 구조이지만, 포탄 본체의 크기는 관통자와 외장을 싼 경금속을 합해서 포구의 구경정도로 줄이고, 외곽에 연금속으로 링을 만들어서 포탄 전체의 구경을 포미쪽의 구경에 맞춘다. 예를 들면 관통자가 내장된 포탄 자체는 50mm로 맞추고, 그 위에 링을 25mm 정도 둘러서 최종적인 포탄의 구경은 75mm를 만드는 것이다.
- 포탄을 장전하고 발사하면, 포신을 포탄이 통과하면서 링은 포신의 압력에 의해 가래떡처럼 찌그러들면서 포구의 구경에 맞게 변형된다. 이렇게 해서 장약의 힘을 100% 포탄에 적용하는 것이다. 이렇게 찌그러진 링은 포탄이 포구를 떠나면 분리되며, 발사된 포탄은 소구경이지만 위력이 강한 고속포탄이 된다.
- 포신제작에 고난이도의 기술과 재료가 필요하다. 일단 일반 포신과 달리 구경이 서서히, 일정하게 작아지게 만들면서 강선까지 파야하기 때문에 제작하는 것 자체가 힘든데다가, 포탄을 말 그대로 쥐어짜야 하므로 포신의 강도와 내구성도 특별하게 강해야 한다.
- 포신의 내구성이 약하다. 위에 언급한 과정을 거쳐서 강도와 내구성이 특별히 강하게 포신을 제작해도 일반적인 포신보다 수명이 격감한다. 따라서 심할 경우 포신을 소모품처럼 계속 갈아주어야 한다. 게다가 사용중에 좀 수상한 낌새가 보이면 포신을 즉시 갈아줘야지, 그냥 방치하고 사격을 지속하면 포신이 파열하면서 대형사고를 불러올 수 있다.
- 전용의 특수철갑탄만 사용이 가능하다. 고폭탄같은 것을 이런 방식으로 쏘면 포신 내부에서 대폭발하며, 그런 현상을 막으려면 구경에 비해 작약이 조금만 들어가서 사실상 수류탄급 위력을 가진 고폭탄을 특별하게 따로 제작해야 한다. 그 외의 탄도 통상탄은 절대 사용할 수 없다. 문제는 아무리 대전차포가 전차 잡는데 특화된 포지만, 전차가 보병만큼 썩어넘치게 많아서 모든 전장에서 조우하는 것도 아니고 결국 적 진지로 돌격하는것은 보병이기 때문에 일선에서는 다용도로 사용할 필요가 있다는 것이다.
- 명중률이 저하한다. 억지로 탄을 쥐어짜기 때문에 이상적인 경우라도 앞서 언급한 링이 깔끔하게 떨어지기보다는 일부라도 불규칙하게 포탄 본체에 붙으므로 무게중심이 흔들려서 탄도가 개판이 돼버린다. 덤으로 이녀석도 경심철갑탄처럼 고속경량탄이라 근거리를 벗어나면 명중률이 더 떨어지는 것이 기본이다. 즉, 초기의 APDS와 HVAP(APCR)의 문제점을 다 가지고 있다.
- 안전사고의 위험이 높다. 앞서 언급했듯이 포신의 내구성이 떨어지므로 어느 순간 전혀 예상하지도 못했는데 포신이 파열하거나, 탄이 미처 포신을 벗어나지 못해서 포신을 막아버리는 사고가 나기 딱 좋다. 그러면 해당 포는 다시 공장에 보내지 않으면 사용이 불가능하며, 숙련된 포병이 여러 명 사망하거나 부상을 입게 된다.
월드 오브 탱크 독일 주포 '코니쉬(7.5/5.5cm Waffe)'와 영국 마틸다의 최종 2파운더 포(리틀존 어댑터, Littlejohn Adaptor)가 바로 이런 식이다.
워 썬더에서는 Sdkfz221 장갑차에 장착된 s.Pz.B.41 대전차 소총이 구경감소 원리를 이용하는 유일한 전차포다. 28mm에서 20mm로 감소하는 경심철갑탄을 사용하여 높은 관통력을 보여주나, 탄종의 인게임 특성상 내부 피해는 부족하다.
[1] 일본어 한자로는 硬芯徹甲弾 (경심철갑탄) / 高速徹甲弾 (고속철갑탄).[2] 미군의 HVAP는 경사장갑에 쉽게 튕겨나간다는 문제점이 있으나, 최소한 카탈로그 상 관통력은 대폭 상승했다. 3인치는 대략 50%, 특히 90mm는 2배 가까이 증가하여, 일반 철갑탄 사용시 독일군의 것에 비해 상당히 부족했던 관통력이, 고속철갑탄 사용시 서로 같거나 미군 쪽의 것이 1.5배 가까이 관통력이 높은 믿기 어려운 일이 벌어진다.[3] 자료를 보면 8,8cm Kw.K. 43 L/71은 2500m 기준 AP 136mm, APCR이 '''154mm'''라는 사기적인 관통력을 자랑한다고 한다. 하지만 이런 경우도 거리가 더 멀어지면 AP보다 관통력이 감소하게 되기는 한다.[4] 이와중에 일본 제국은 텅스텐을 전쟁 중 한반도에서 지속적으로 보충할 수 있었지만, 이를 이용한 철갑탄을 대량 운용한 기록이 없다. 한마디로 정반대.