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[지상무기] '불바다'와 '종효과'


일전에 한 회원에게 장갑차량 승무원의 사망요인과 관련된 오해에 대한 글을 요청 받은 적이 있습니다. 겸사겸사 그에 따른 오해를 조금이나마 풀어 볼까 합니다. 가장 쉽게 접하게 되는 오해는 대전차고폭탄의 관통과 그에 따른 피해와 관련된 것과 탄종 불문하고 비관통시 피해와 관련된 것입니다.


대전차 고폭탄과 관련된 오해는

-대전차 고폭탄은 장갑재를 녹여서 관통한다.
-대전차 고폭탄은 관통후 차내에서 확산되면서 차량 내부를 불바다로 만든다.

크게 두 가지를 들 수 있다. 그러면 하나씩 차근차근 살펴 보도록 하겠다. 가장 먼저 살펴볼 건 대전차 고폭탄의 관통원리로 보통 먼로-노이만 효과 혹은 공동효과라고 부르는 원리에 기초한다. 대전차 고폭탄의 작약선단은 원추형으로 파여 있으며 작약의 전방에는 빈 공간이 있다. 탄저부에 위치한 신관이 작용하게 되면 작약의 연소가 진행되고-연소라고는 하지만 실은 폭발-연소가스는 중앙에 집중되어 작약의 전방으로 분출된다.-여기까지가 먼로-노이만 효과의 기본틀이고 대전차 고폭탄은 작약의 전방에 작약표면에 금속 라이너가 위치하고 작약 폭발시 라이너가 붕괴되어 작약의 폭발가스와 함께 전방으로 분출되면서 고온-고압의 금속분류(Metal Jet)를 형성하게 된다.

이 때 형성된 메탈제트는 약 25000기압의 압력으로 표적을 타격하며 최대 8000~9000m/s의 속도와 약 8000℃의 온도를 가지게 된다. 그리고 메탈제트가 가진 이러한 특성-고온이라는 부분에서 '장갑재를 녹여 구멍을 낸다.'라는 오해가 생긴 것으로 보인다. 메탈제트에 의한 관통의 주체는 고속-고압의 유체이며 고온이라는 조건을 제거한 상태-금속분말을 고압으로 분사할 경우에도 관탕은 이루어진다. 관통의 주체는 열이 아닌 유체-라고는 하지만 쉽게 말하는 '쇳물'보다는 고속의 금속입자-에 의한 것이며 그 관통과정은 수압절단기처럼 고속의 분류를 이용한 Jet 절단기와 흡사하다.

또한 메탈제트가 지극히 고속인 관계로 관통시간은 극히 짧아 운동에너지탄의 관통자가 장갑재를 관통할 때와 같은 응력의 작용이나 뒤틀림을 볼 수 없다. 즉 느긋하게 장갑재를 녹여 가며 구멍을 낼 만큼의 시간이 허용되지 않는 것이다. (대전차 고폭탄의 관통력에 영향을 미치는 요소는 작약의 폭압/밀폐나 세장비 그리고 라이너의 소재와 두께 혹은 형상 또는 탄의 회전 및 충격각 외 초점거리 등이 있으며 열 자체는 관통력을 좌우하는 요소에 포함되지 않는다)

그렇다면 이제는 장갑관통 후 대전차 고폭탄의 2차 효과에 대해 뜯어 보도록 하자. 전술하였듯이 대전차 고폭탄은 작약의 폭발력을 중앙으로 집중시켜 장갑재를 관통하고 라이너 입자들에 의해 형성된 메탈제트는 선단으로 갈수록 그 직경이 작아지며 첨단은 뾰족한 형상을 가지고 있다. 메탈제트는 장갑 관통 후에도 이러한 형상을 유지하려 하고 잔여 에너지만 충분하다면 그대로 직진하여 반대편의 장갑까지 깨끗하게 관통하게 된다.

그리고 여러 실험과 실전에서 메탈제트의 장갑관통 후 차내의 온도나 압력에는 큰 폭의 변화도 없었으며 메탈제트의 방사형의 확산도 일어나지 않았다.-경우에 따라서는 대전차 고폭탄에 의해 장갑이 관통된 상태에서 승무원이 관통사실을 인지하지 못한 경우도 있었다-

메탈제트의 이동경로상에 위치하지 않는 이상 메탈제트의 열에 의한 피해는 발생하지 않는다. 실질적인 피해는 관통과정에서 발생한 파편에 의한 것으로 관통구의 크기에 따라 피해 가능성이 바뀌게 된다. 통상 메탈제트의 관통시 발생하는 파편은 운동에너지탄의 관통시 발생하는 파편에 비해 그 양이 극히 적어 2차 효과라는 부분에서 그 살상률은 운동에너지탄의 절반 수준이다.


두번째는 탄종과 관계없이 비관통시 피해에 대한 오해로

-장갑이 관통되지 않아도 피탄 충격으로 발생한 진동에 의해 차내의 승무원은 장파열로 사망한다.

보통 '종효과'로 불리우며 장갑차량 승무원 사망요인의 전설처럼 여겨지는 오해이다. '종효과'의 기본개념은 피탄시 충격에 의해 장갑재의 진동이 발생하고 장갑재의 진동은 차내의 공기를 진동시켜 최종적으로 이 진동이 차내의 승무원에게 전달되어 장파열을 유도한다는 것이다.

가장 먼저 본인이 하고 싶은 말은 종과 장갑차량은 그 상황이 상이하다는 것이다. 종은 특유의 소리-공기의 진동을 만들어 내기 위해 소재와 두께가 균일해야 하고 종의 아래는 트여 있어야 하며 종걸이를 제외하면 다른 물체와 접촉해서는 안 된다. 즉 종 내부의 진동이 외부로 전달되지 못 하고 종내부의 공기를 진동시킨다. 하지만 종을 다른 물체와 접촉시킨 상태-예를 들면 종을 지면에 접촉시킨 상태에서 종을 타격할 경우 그 특유의 공기의 진동은 발생하지 않게 된다.

장갑차량은 지면과 접촉된 종과 같은 상태로 비관통시 충격은 장갑재로 분산되어 지면에 전달되며 그 소재와 두께가 균일하지 않아 진동은 접촉부에 집중되거나 불규칙적으로 굴절된다. 이런 상황에서 탄자는 질량상으로도 장갑차량에 우세하지 못 해 '종효과'와 같은 현상은 발생하지 않는다.

피탄시 중격 자체도 충격파의 진행방향과 접촉하지 않은 이상 차내의 승무원에 직접 전달되지 않는다. 비관통시 피해요인은 후면파쇄로 발생한 파편에 의한 것으로 비관통시 피해는 국소적으로 발생한다. 피탄시 장갑재에 가해진 충격은 장갑재에 대한 응력을 발생시켜 이 때 발생한 응력이 장갑재의 항복강도를 초과하면 장갑재의 후면 일부가 이탈하여 파편화된다.

이렇게 발생한 파편에 의해 피해가 발생하며 추가적으로 충격에 의해 이탈한 차량 내부의 부분품에 의해 피해가 발생한다. (현재는 거의 사용되지 않는 공법이나 장갑재 접합시 리벳 접합을 적용한 장갑차량의 경우 리벳의 이탈로 피해가 발생하게 된다)

2005-09-12 22:34:16 프린트하기
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