잠망경
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1. 개요
잠망경은 굴절 및 반사를 이용하여 시야를 확보하는 광학 기기로, 1647년 요하네스 헤벨리우스가 처음 설명했으며, 1854년 이폴리트 마리-다비에 의해 해군용으로 개발되었다. 잠수함, 전차, 참호전 등 군사적 목적으로 널리 활용되었으며, 21세기에는 광전자 마스트 기술이 발전하면서 잠망경을 대체하기도 한다. 또한, 항공기, 야외 관찰 등 다양한 분야에서도 활용된다.
요하네스 헤벨리우스는 1647년 자신의 저서 ''셀레노그라피아, 혹은 달에 대한 서술''에서 렌즈가 장착된 초기 잠망경(그는 이를 "폴레모스코프"라고 불렀다)을 설명하고, 군사적 응용 가능성을 제시했다.[3] 1854년, 이폴리트 마리-다비는 각 끝에 45° 각도로 고정된 두 개의 작은 거울이 있는 수직 관으로 구성된 최초의 해군용 잠망경을 발명했다.[4] 미하일 로모노소프는 잠망경과 유사한 "광학 관"을 발명했는데, 1834년 카를 안드레예비치 실더가 설계한 잠수함에 사용되었다.[3] 미국 남북 전쟁(1861년~1865년)에서 미국 해군의 토머스 H. 도티는 프리즘 방식의 잠망경을 발명했다.
잠망경은 거울이나 프리즘을 사용하여 물체가 직접 보이지 않는 곳에서도 관찰할 수 있게 해주는 장치이다. 기본적인 잠망경은 긴 튜브의 양쪽 끝에 거울이 45도 각도로 서로 마주보게 설치되어 있다.
2. 역사
1902년 사이먼 레이크는 잠수함용 접이식 잠망경을 발명하고 "옴니스코프"라고 명명했다.[4] 제1차 세계 대전(1914–1918) 당시 참호전에서 병사들은 적의 사격, 특히 저격수의 공격에 노출되지 않고 참호 밖을 보기 위해 잠망경을 사용했다.[6] 또한, 페리스코프를 통해 조준하여 참호 안에서 안전하게 사격할 수 있는 페리스코프 소총도 사용되었다. 하워드 그럽 경은 제1차 세계 대전에서 잠망경 기술을 개량했다.[4]
귄들라흐 회전식 잠망경은 제2차 세계 대전 중 전차에 중요한 발전을 가져왔다. 이 잠망경은 회전 상단부에 추가 프리즘을 장착하여 전차장이 좌석을 이동하지 않고도 360도 시야를 확보할 수 있도록 했다.[8] 1936년 루돌프 귄들라흐가 특허를 받은 이 디자인은 폴란드 7TP 전차 경전차에 처음 사용되었다. 폴란드-영국 간 군사 협력으로 빅커스-암스트롱에 매각된 이 특허는 빅커스 전차 잠망경 MK.IV로 발전되어 영국 전차 (크루세이더, 처칠, 발렌타인, 크롬웰 등)에 사용되었다. 귄들라흐-빅커스 기술은 미국 육군의 셔먼 전차에도 공유되었으며, 소련 역시 T-34 및 T-70 전차에 이 디자인을 복제하여 사용했다.[8] 제2차 세계 대전 중에는 잠망경식 조준경도 도입되었다.
현대 잠수함에서도 잠망경은 여전히 중요한 관측 장비로 사용되고 있다. 잠수함은 잠망경을 통해 비교적 얕은 수심에서 수면과 공중의 표적 및 위협을 시각적으로 탐색할 수 있다. 사용하지 않을 때는 선체 안으로 수납된다. 그러나 잠망경은 수면에 흔적을 남기고 레이더에 탐지될 수 있어 잠수함의 위치를 노출시킬 수 있으므로, 전술 상황에서 잠수함 함장은 잠망경 사용에 신중해야 한다.[11][12]
21세기에는 광전자 마스트(photonics mast) 기술이 개발되어 잠망경을 대체하고 있다. 미국 해군의 버지니아급 잠수함과 영국 해군의 어스튜트급 잠수함은 광전자 마스트를 사용한다. 현대의 특수 잠망경은 야간 투시 기능을 제공할 수 있다.
일부 항공기에서도 제한된 시야를 극복하기 위해 잠망경이 사용되었다. 예를 들어, 세인트루이스 정신(Spirit of St. Louis)에 잠망경이 사용되었고 1997년 이전에 제조된 모든 보잉 737 기종에는 비상용 잠망경이 있었다. 또한, F-4 팬텀 II에는 TESS(TElescopic Sighting System) 패널 장착형 잠망경이 사용되었다.
2. 1. 초기 잠망경
요하네스 헤벨리우스는 1647년 자신의 저서 ''셀레노그라피아, 혹은 달에 대한 서술''에서 렌즈가 장착된 초기 잠망경(그는 이를 "폴레모스코프"라고 불렀다)을 설명하고, 군사적 응용 가능성을 제시했다.[3]
1854년, 이폴리트 마리-다비는 각 끝에 45° 각도로 고정된 두 개의 작은 거울이 있는 수직 관으로 구성된 최초의 해군용 잠망경을 발명했다. 1902년 사이먼 레이크는 자신의 잠수함에 이 잠망경을 사용했다.[4]
미하일 로모노소프는 잠망경과 유사한 "광학 관"을 발명했는데, 1834년 카를 안드레예비치 실더가 설계한 잠수함에 사용되었다.[3]
미국 해군의 토머스 H. 도티는 미국 남북 전쟁(1861년~1865년)에서 사용할 수 있는 프리즘 방식의 잠망경을 발명했다.
1902년 사이먼 레이크는 잠수함용 접이식 잠망경을 발명하고 "옴니스코프"라고 명명했다.
2. 2. 제1차 세계 대전
제1차 세계 대전(1914–1918) 당시 참호전에서 병사들은 적의 사격, 특히 저격수의 공격에 노출되지 않고 참호 밖을 보기 위해 잠망경을 사용했다.[6] 또한, 페리스코프를 통해 조준하여 참호 안에서 안전하게 사격할 수 있는 페리스코프 소총도 사용되었다. 하워드 그럽 경은 제1차 세계 대전에서 잠망경 기술을 개량했다.[4]
2. 3. 제2차 세계 대전
귄들라흐 회전식 잠망경은 제2차 세계 대전 중 전차에 중요한 발전을 가져왔다. 이 잠망경은 회전 상단부에 추가 프리즘을 장착하여 전차장이 좌석을 이동하지 않고도 360도 시야를 확보할 수 있도록 했다.[8] 1936년 루돌프 귄들라흐가 특허를 받은 이 디자인은 폴란드 7TP 전차 경전차에 처음 사용되었다.
폴란드-영국 간 군사 협력으로 빅커스-암스트롱에 매각된 이 특허는 빅커스 전차 잠망경 MK.IV로 발전되어 영국 전차 (크루세이더, 처칠, 발렌타인, 크롬웰 등)에 사용되었다.
귄들라흐-빅커스 기술은 미국 육군의 셔먼 전차에도 공유되었으며, 소련 역시 T-34 및 T-70 전차에 이 디자인을 복제하여 사용했다.[8]
제2차 세계 대전 중에는 잠망경식 조준경도 도입되었다. 영국군의 빅커스 잠망경은 조준선으로 정확한 방향을 얻을 수 있었고, 후기 전차에서는 에피스코프가 포탑 지붕의 베인 조준경과 정렬된 백업 조준 메커니즘을 제공했다. 미군의 셔먼 전차와 영국군의 센추리온 전차, 캐리어티어 전차는 주 망원 조준경을 잠망경식 조준경으로 교체하여 포수에게 더 넓은 시야를 제공했다.
2. 4. 현대
현대 잠수함에서도 잠망경은 여전히 중요한 관측 장비로 사용되고 있다. 잠수함은 잠망경을 통해 비교적 얕은 수심에서 수면과 공중의 표적 및 위협을 시각적으로 탐색할 수 있다. 사용하지 않을 때는 선체 안으로 수납된다. 그러나 잠망경은 수면에 흔적을 남기고 레이더에 탐지될 수 있어 잠수함의 위치를 노출시킬 수 있으므로, 전술 상황에서 잠수함 함장은 잠망경 사용에 신중해야 한다.[11][12]
1854년 마리-데이비는 거울을 이용한 고정식 해군 잠망경을 제작했고, 이후 미국 해군의 토마스 H. 도티가 프리즘 방식의 잠망경을 발명했다. 초기 잠수함들은 잠망경을 채택했는데, 1888년과 1889년에 프랑스 실험용 잠수함 짐노트(Gymnote)호에 두 개의 잠망경이 장착되었다. 스페인 발명가 이삭 페랄은 자신의 잠수함 페랄(Peral)호에 고정식 비수납식 잠망경을 장착했다.
접이식 잠망경은 1902년 사이먼 레이크가 발명한 것으로 알려져 있으며, 그는 자신의 장치를 "옴니스코프" 또는 "스칼롬니스코프"라고 불렀다. 현대 잠수함 잠망경은 확대를 위한 렌즈를 통합하여 망원경의 기능을 수행한다. 또한, 거울 대신 프리즘과 전반사를 사용하여 견고성을 높였다. 거리 측정 및 조준과 같은 추가적인 광학 기능도 포함될 수 있다. 잠수함 잠망경의 기계 시스템은 유압 장치를 사용하며, 물의 저항을 견딜 수 있도록 튼튼하게 제작된다. 잠망경 차체는 무선 또는 레이더 안테나를 지지할 수도 있다.
전통적으로 잠수함은 항해/관측용 잠망경과 조준/함장용 잠망경 두 개를 가지고 있었다. 관측 잠망경은 넓은 시야와 저배율을, 조준 잠망경은 좁은 시야와 고배율을 가졌다. 제2차 세계 대전 이전에는 소나가 발달하지 않아 어뢰 발사를 위한 표적 데이터 수집에 잠망경이 필수적이었다.
21세기에는 광전자 마스트(photonics mast) 기술이 개발되어 잠망경을 대체하고 있다. 미국 해군의 버지니아급 잠수함과 영국 해군의 어스튜트급 잠수함은 광전자 마스트를 사용한다. 광전자 마스트는 전자 이미징 센서 세트를 수면 위로 들어 올리고, 센서 신호를 전자적으로 전송한다. 이는 선체 개구부를 작게 만들어 안전성을 높이고, 압력 선체 설계와 내부 장비 배치에 더 많은 자유를 제공한다.
현대의 특수 잠망경은 야간 투시 기능을 제공할 수 있다. 켄트 잠망경의 임베디드 이미지 잠망경(EIP)은 표준 배율 1의 잠망경 기능과 함께 열화상 및 저조도 카메라를 포함한 다양한 센서 및 카메라의 디지털 이미지를 표시하는 기능을 제공한다.
일부 항공기에서도 제한된 시야를 극복하기 위해 잠망경이 사용되었다. 예를 들어, 세인트루이스 정신(Spirit of St. Louis)에 잠망경이 사용되었고 1997년 이전에 제조된 모든 보잉 737 기종에는 비상용 잠망경이 있었다. 또한, F-4 팬텀 II에는 TESS(TElescopic Sighting System) 패널 장착형 잠망경이 사용되었다.
3. 작동 방식
3. 1. 광학식 잠망경
프리즘과 렌즈를 조합하여 대물렌즈에 입사하는 빛을 광학적으로 굴절 및 반사시켜 접안렌즈에 도달하게 하는 방식이다.[1]
쌍안경 타입도 있으며, 경통의 각도로부터 거리 측정에도 사용된다.[1] 광학 거리측정기의 거리 측정 원리와 같다.[1]
3. 2. 전자식 잠망경
현대에는 특수 잠망경에 야간 투시 기능이 추가되기도 한다. 켄트 잠망경(Kent Periscopes)이 설계 및 특허를 획득한 임베디드 이미지 잠망경(EIP)은 일반적인 주간 관찰 기능과 더불어, 차량에 장착된 센서 및 카메라(열화상 및 저조도 카메라 포함)의 디지털 이미지를 표시하는 기능을 제공한다. 생성된 이미지는 장치 내부에 "임베디드"되어 편안한 시야각으로 투영된다.[1]
외부에 설치한 디지털 비디오 카메라로 촬영한 정보를 전자적으로 유/무선 전송하여 디스플레이에 표시하는 방식이다. 전자 기술 발달로 해상도와 감도가 향상되었다. 기존 광학식 잠망경과 달리 선체에 구멍을 뚫을 필요가 없어, 비선체 관통형으로서 내압 선체의 개구부를 줄여 강도를 높인다. 영상 처리를 추가하거나 적외선 야간 투시 장치로 만드는 것도 가능하다.[2]
자연광에 의존하는 광학식 잠망경은 렌즈 코팅으로 공기-렌즈 면의 반사율을 낮추기 전인 제2차 세계 대전 이전에는 렌즈 매수가 많고 렌즈 직경을 크게 하기 어려워 야간 관측 성능이 문제였다. 전자식 잠망경은 이러한 문제가 없는 것도 장점이다.[2]
4. 군사적 활용
잠망경은 잠수함뿐만 아니라 전차와 장갑차와 같은 군사 장비에도 활용된다.
잠수함은 초기부터 잠망경을 사용했다. 1888년과 1889년에 프랑스 실험용 잠수함 Gymnote|짐노트프랑스어에 두 개의 잠망경이 장착되었고,[13] 스페인 발명가 이삭 페랄은 자신의 잠수함 Peral|페랄es (1886년에 개발, 1888년 9월 8일 진수)에 고정식, 비수납식 잠망경을 장착했다. 현대 잠수함 잠망경은 망원경 기능을 하며, 거울 대신 프리즘과 전반사를 사용한다. 거리 측정과 조준과 같은 추가적인 광학 기능을 가질 수도 있다. 잠망경 차체는 무선 또는 레이더 안테나를 지지할 수도 있다.
전통적으로 잠수함은 항해/관측용과 조준/함장용 두 개의 잠망경을 가지고 있었다. 21세기 잠수함은 광전자 마스트를 사용하기도 한다.[14]
전차와 장갑차는 승무원이 차체 밖을 안전하게 관측할 수 있도록 잠망경을 사용한다.[7] 잠망경을 통해 운전병, 전차장 등은 차량 지붕을 통해 주변 상황을 확인할 수 있다. 잠망경 이전에는 장갑에 직접 시야창(슬릿)을 만들어 외부를 보았지만, 잠망경은 이러한 취약한 시야 개구부를 만들 필요 없이 외부를 볼 수 있게 하여 차량과 탑승자를 더 잘 보호한다.
장갑 전투 차량(특히 전차)에서 잠망경 시야 장치는 '''에피스코프(episcope)'''라고도 한다. 잠망경은 회전할 수 있는 장치를 말하는 반면, 에피스코프는 고정된 위치에 설치된다는 차이가 있다.
4. 1. 잠수함
잠망경은 잠수함이 비교적 얕은 수심에서 잠수한 상태로 수면과 공중의 근처 표적과 위협을 시각적으로 탐색할 수 있게 해준다. 사용하지 않을 때는 잠수함의 잠망경은 선체 안으로 수납된다. 전술 상황에서 잠수함 함장은 잠망경 사용 시 신중을 기해야 하는데, 잠망경은 눈에 띄는 수면의 흔적을 만들고(레이더에 감지될 수도 있음),[11][12] 잠수함의 위치를 노출시키기 때문이다.잠수함은 초기부터 잠망경을 채택했다. 아르튀르 크레브스 함장은 1888년과 1889년에 프랑스 실험용 잠수함 Gymnote|짐노트프랑스어에 두 개의 잠망경을 장착했다. 스페인 발명가 이삭 페랄은 자신의 잠수함 Peral|페랄es (1886년에 개발되었지만 1888년 9월 8일에 진수됨)에 프리즘 조합을 사용하여 잠수함 승무원에게 영상을 전달하는 고정식, 비수납식 잠망경을 장착했다. (페랄은 또한 잠수함 항해를 위한 초기 자이로스코프를 개발했고 잠수 상태에서 실제 어뢰를 발사하는 능력을 개척했다.[13])
현재의 잠수함 잠망경은 확대를 위한 렌즈를 통합하고 망원경의 기능을 한다. 일반적으로 거울 대신 프리즘과 전반사를 사용하는데, 반사 표면에 코팅이 필요 없는 프리즘이 거울보다 훨씬 견고하기 때문이다. 거리 측정과 조준과 같은 추가적인 광학 기능을 가질 수도 있다. 잠수함 잠망경의 기계 시스템은 일반적으로 유압 장치를 사용하며 물의 저항을 견딜 수 있도록 매우 튼튼해야 한다. 잠망경 차체는 무선 또는 레이더 안테나를 지지할 수도 있다.
잠수함은 전통적으로 항해 또는 관측용 잠망경과 조준 또는 함장용 잠망경의 두 개의 잠망경을 가지고 있었다. 해군은 원래 이러한 잠망경을 디젤-전기 잠수함의 좁은 선체에서 앞뒤로 연결탑에 장착했다. 미국 해군 잠수함의 훨씬 더 넓은 선체에서는 두 개의 잠망경이 나란히 작동한다. 해수면과 하늘을 스캔하는 데 사용되는 관측 잠망경은 일반적으로 시야가 넓고 배율이 없거나 저배율이다. 반면에 조준 또는 "공격" 잠망경은 시야가 좁고 배율이 높다. 제2차 세계 대전 이전의 잠수함에서는 소나가 아직 이 목적에 충분히 발전되지 않았기 때문에(소나를 이용한 거리 측정에는 잠수함의 위치를 노출시키는 음향 "핑"을 방출해야 함) 그리고 대부분의 어뢰가 유도되지 않았기 때문에 정확하게 어뢰를 발사하기 위한 표적 데이터를 수집하는 유일한 수단이었다.
21세기 잠수함은 반드시 잠망경을 가지고 있지는 않다. 미국 해군의 버지니아급 및 영국 해군의 어스튜트급은 영국 해군의 이 개척한 광전자 마스트[14]를 사용한다. 이것은 전자 이미징 센서 세트를 수면 위로 들어 올린다. 센서 세트의 신호는 전자적으로 잠수함 제어 센터의 작업장으로 전송된다. 신호를 전달하는 케이블은 잠수함 선체를 관통해야 하지만 잠망경에 필요한 것보다 훨씬 작고 쉽게 밀봉할 수 있는(따라서 비용이 저렴하고 안전한) 선체 개구부를 사용한다. 연결탑을 통과하는 텔레스코핑 튜브를 제거하면 압력 선체 설계와 내부 장비 배치에 더 많은 자유가 생긴다.
“잠망경”이라는 일본어 명칭의 유래가 되었듯이, 잠항 중인 잠수함이 해상의 상황을 관찰하기 위해 사용된다. 잠수함에서는 시각적으로 발견되는 것을 피하기 위한 난시성 외에도, 최근에는 레이더에 의해 발견되는 것을 피하기 위한 스텔스성 향상도 도모된다.
4. 2. 전차 및 장갑차
전차와 장갑차는 승무원이 차체 밖을 안전하게 관측할 수 있도록 잠망경을 사용한다.[7] 잠망경을 통해 운전병, 전차장 등은 차량 지붕을 통해 주변 상황을 확인할 수 있다. 잠망경 이전에는 장갑에 직접 시야창(슬릿)을 만들어 외부를 보았지만, 잠망경은 이러한 취약한 시야 개구부를 만들 필요 없이 외부를 볼 수 있게 하여 차량과 탑승자를 더 잘 보호한다.프로텍토스코프(protectoscope)는 장갑판에 창을 제공하도록 설계된 관련 잠망경 시야 장치로, 직접 시야창과 유사하다. 프로텍토스코프는 내부에 소형 잠망경을 넣어 간격을 둔 장갑판으로 시야창을 막을 수 있다.
장갑 전투 차량(특히 전차)에서 잠망경 시야 장치는 '''에피스코프(episcope)'''라고도 한다. 잠망경은 회전할 수 있는 장치(또는 회전할 수 있는 조립체에 고정된 장치)를 말하는 반면, 에피스코프는 고정된 위치에 설치된다는 차이가 있다.
5. 기타 활용
참조
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문서
像が反転せず、かつ上下左右も実際の風景と一致している像のこと。
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
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