배연기
1. 개요
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T-90AM
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M1A2 SEP TUSK 1
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레오파르트2A7
Bore evacuator, fume extractor.
전차 주포 사격 후에 포신 내부에 발생하는 배연 가스(포연)가 포탑 안 전투실에 들어오지 않도록 외부로 배출시켜주는 장치로, '제연기'라고도 한다. 흔히 포신 중간 부분이나 끝 부분에 뭔가 감아놓은 두꺼운 부분이 배연기다. 포구 끝에 뭔가 튀어 나오거나 볼록한 부분은 반동을 제어해두는 포구제퇴기(머즐 브레이크)이며, 둘의 역할은 다르다. 전차 이외에도 밀폐된 승무원 전투실을 갖춘 자주포나 보병전투차 등에도 장착되고, 자주포나 장갑차는 포구제퇴기와 함께 장착되는 경우가 많다.
2. 상세
배연기가 없는 포를 사격 하면, 우선 대량의 화약 연소가스(포연)가 포탄을 밀어낸다. 대부분의 포연은 포탄을 밀어내고 밖으로 뿜어져 나가지만, 뚫린 구멍이 포구 뿐인 밀폐 구조 상 포신 내에 포연이 어느 정도 잔여할 수 밖에 없다. 포신 내의 모든 가스가 빨려나간다면 진공이 될테고, 진공이 된다면 되려 포구에서 대기와 포연 일부를 도로 빨아들이려 할 테니까. 이때 약실 폐쇄기를 개방하면 인해 포신 내부에 잔여하고 있던 포연이 포탑 안으로 역류해, 승무원에게 시야 방해 및 유독한 포연에 질식할 위험이 발생한다.
당장 일반 권총이나 소총 사격만 해도 화약 냄새 때문에 눈이 따가울 정도인데, 2차 대전 당시 T-34 전차병 회고록에 탄약수가 질식해 실신하는 일이 빈번했고, 독일군 전차 사진들을 보면 낙탄이나 보병의 수류탄이 들어갈 위험이 있는데도 포탑 해치를 여는 사진들이 많다고 할 정도로 승무원 입장에서는 죽을 맛이다.[1] 사방이 뚫려 환기가 쉬운 견인포나 개방형 포탑은 덜 한 편이라 별 문제가 없지만 밀폐된 포탑 특성 상 환기가 어려웠고, 포탑 상부에 달아놓은 벤틸레이터(환풍구)가 제역할을 못해 전투 도중 해치를 열어두는 경우가 많았다.
배연기는 압력의 차이를 이용해 잔여 포연을 포구 방향으로 몰아내준다. 배연기는 포신을 덮고 있는 밀폐 구조의 외부 재킷 같은 것으로, 배연기가 덮고 있는 포신 부분에는 구멍 여러개가 뚫려 있다. 포를 발사하면 아직 포탄이 포구를 빠져나가지 않은 동안 포연(화약 연소 가스)이 이 구멍을 통해 들어가 배연기 안에서 맴돌면서 압력을 쌓는다. 그리고 탄이 빠져나간 직후 포신 내의 압력이 풀리면서 포연이 포구로 빠져나가기 시작한다. 하지만 배연기는 포신과의 연결이 구멍 몇 개인 고로 포신 내부보다 압력이 빠지는 것이 한 박자 느리다. 그리고 배연기에 나 있는 구멍의 방향이 비스듬하게 나 있거나, 구멍이 포신 앞뒤로 나 있는 등 배연기 내부의 연소 가스는 포구를 향해 빠져나가도록 유인되는 구조다. 이 결과, 배연기 내부에 쌓인 포연의 압력은 포신 내의 포연 압력보다 한 박자 느리게 배출되며, 또한 포구를 향해 빠져나가는 흐름을 만들어낸다. 이 흐름으로 포연기보다 뒤쪽 포신 내부에 잔여해 있던 포연도 흐름의 압력에 이끌려 포구로 빨려나간다. 그리고 적절한 타이밍에 약실 폐쇄기를 개방하면 약실 쪽에서 유입된 공기도 이 흐름에 동조해서 잔여 포연을 약실 방향이 아닌 포구 방향으로 밀어낸다.
이러한 원리 덕분에 배연기는 약실 폐쇄기가 되도록 적절한 타이밍에 열리는 것이 권장되며, 고로 되도록 반자동이나 자동으로 약실이 개방되는 구조와 함께 사용하는 편이다. 현대의 전차포가 장전은 수동이더라도 약실 폐쇄 개방이 자동으로 이루어지는 이유 중 하나. 배연기의 상세 구조는 여러가지가 있으나, 압력 차이를 이용해 포연을 포구 방향으로 배출한다는 점은 대동소이하다.
배연기는 승무원의 안전도 지킬 수 있고, 포강 마모를 방지해 포신 수명 역시 늘려준다.#출처 그런 만큼 배연기의 디자인이 나쁘면 포연이 포탑 안으로 역류하는 일도 있고, 배연기가 총탄에 뚫리거나 해서 파손되어 포연 배출이 나빠지는 경우도 있다.
더불어서 현대 주력전차는 포신 둘레를 감고있는 열소매/열 차폐관(Thermal Sleeve) 역시 갖추는데, 열 차폐관들은 전차탄이 발사 될 때 고압의 열로 포신이 휘거나 뒤틀리는 것을 방지해준다. 그럼에도 불구하고 여름철 열에 휘는 철의 특성과 중력 때문에 포신이 뒤틀리는 것을 열 차폐관들만으로 방지할 수 없기 때문에 포구 쪽에 동적포구감지기를 달아 탄도를 보정해준다고 한다.[2]
종전 이후 미국의 M46 패튼 전차가 최초로 '''포신에 달린''' 배연기[3]가 적용되어 한결 나아졌고, 한국전쟁 당시 공산군에 노획된 M46 패튼의 배연기를 소련에서 카피해 T-54에 달았다고 한다. 이후 냉전기부터 서방권이나 동구권 할 것 없이 배연기가 필수로 달린다.[4] 하지만 포탑 안에 승무원이 탑승하지 않는 T-14 같은 무인포탑 전차 주포는 배연기를 사용하지 않는다. 르클레르 전차는 압력 차이를 이용하는 배연기가 아니라, 압축공기로 포연을 배출하는 장치를 갖추고 있다.
3. 사용병기
2차 세계대전 종전 이후 주력전차고 중전차고 가릴 것 없이 대다수의 전차에 장착되었다. 프로토타입 또는 파생형은 기재하지 않는다.
3.1. 전차
3.1.1. 동구권
3.1.2. 서방권
3.2. 자주포
3.2.1. 동구권
- 소련/러시아
3.2.2. 서방권
- 미국
- 독일
- 한국
4. 관련 문서
[1] 다만 해치를 여는 가장 큰 이유는 전차장이 고개를 내밀어 주변을 직접 보기 위한 것이었다. 2차 대전중에는 그나마 독일군이 주변 시야가 제일 잘 보이는 형태의 큐볼라를 도입했지만, 그럼에도 이것도 잘 안보인다고 2차 대전중에 밖을 직접 내다보다가 죽은 전차장이 많다. 이후 중동전쟁 때의 이스라엘군도 전차장들이 큰 피해를 입어서 뚜껑을 살짝만 열 수 있는 우르단 큐폴라(큐폴라 주변에 360도 관찰이 가능한 관측창을 배열한 형태의 큐폴라로, 기술적으로는 낡은 것이지만 피격 위험이 적고 사주 경계가 용이하다는 이점이 있다. 또한 해치를 약간 들어 올려 머리만 살짝 내밀어 외부를 볼 수 있는 기구가 있어서, 앞서 언급한 대로 뚜껑을 살짝만 열고서 주변을 살필 수 있는 것도 특징이다.)를 개발한 이유이고, 현대의 MBT들은 독립 영상장치 덕분에 전차장이 차 안에서 밖을 마음대로 볼 수 있어서 예전같이 큐폴라 너머로 고개를 내미는 전차 승무원을 저격하기가 힘들어졌다.[2] 3세대 전차의 포구 부근을 보면 총의 가늠쇠처럼 먼가 작은 돌기물이 보이는데 그것이 동적포구감지기 관련 부품이 장착되는 위치이다.[3] 다른 형태의 배연기는 판터 전차에도 있었다.[4] 추가 이야기론 M46 패튼부터 달리기 시작한 미국의 CD-850 크로스 드라이브식 자동변속기는 소련이 어찌 따라할 수 없어서 변속기 계열에선 여전히 서방보다 뒤쳐지게 됐다.[5] 국내에선 경전차였다.[6] 90mm M3A1부터 사용하기 시작했다.[7] 2차대전기 판터 전차에 다른 형태의 배연기를 설치하였다.[8] 대중적으로 쓰인 로열 오드넌스 L7에도 사용했으며, 그 이전의 20파운더에도 사용했다.