활강총포

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1. 개요
2. 역사
3. 특징
참조

1. 개요

활강포는 포신 내부에 나선형 홈이 없는 포를 의미한다. 초기 화기들은 활강포를 사용했으며, 이후 강선포가 등장하여 명중률과 사거리가 향상되었다. 20세기 후반, 전차의 장갑이 강화되면서 APFSDS탄과 HEAT탄의 관통력을 높이기 위해 활강포가 다시 사용되기 시작했다. 현대에는 전차포, 박격포, 산탄총 등 다양한 무기에 활강포가 사용되며, 특히 APFSDS탄과 HEAT탄을 사용하는 전차포에서 주류를 이룬다. 활강포는 강선포에 비해 탄도 안정성과 유효 사거리가 짧다는 단점이 있다.

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평사포는 낮은 탄도로 목표를 직접 타격하는 화포로, 높은 초속과 긴 사거리를 가지며 움직이는 목표물에 대한 명중률이 높지만, 엄폐물 뒤의 목표물은 공격할 수 없는 단점이 있어 제1차 세계 대전 당시 참호전의 양상 변화에 따라 보병 지원용으로 개발되어 현대에는 특수한 환경에서 활용되며 발전하고 있다.

활강총포
개요
활강포의 단면도 (1854년). 포탄 (a), 포의 내벽 (b), 포의 외벽 (c)을 나타냄.
유형	총기, 포병
작동 방식	발사
특징
강선 유무	없음 (활강)
탄도 안정화	핀 안정화 구형 탄환
역사
사용 시기	초기 화기부터 19세기 중반까지
관련 용어
관련 용어	머즐 로더 강선포

2. 역사

활강포(滑腔砲)는 포신 내부에 강선이 없는 초기 형태의 화포로, 16세기 무렵부터 대포가 보급될 때 주로 사용되었다.^[1] 초기 활강포는 구형 탄환을 사용했으나, 발사체나 포신 표면의 결함으로 인한 불규칙한 회전과 마그누스 효과 때문에 탄도가 불안정했다.^[2] 19세기 말 후장식 포와 함께 강선포가 본격적으로 보급되면서 활강포는 점차 주류에서 밀려났고, 20세기 전반에는 대부분의 포가 명중률과 사거리가 우수한 강선포로 대체되었다.

그러나 제2차 세계 대전 이후 전차 장갑의 방어력이 크게 향상되면서 고위력 포탄이 요구되었고, 이에 따라 상황이 변했다. 특히 HEAT(대전차고폭탄)나 APFSDS(날개안정분리철갑탄)와 같이 포탄 자체의 회전이 오히려 성능을 저하시키는 탄종이 개발되면서, 포탄에 안정날개를 달아 공력적으로 안정시키는 활강포가 전차포 분야에서 다시 주목받게 되었다. HEAT탄은 회전 시 관통력의 핵심인 금속 제트(Metal Jet)의 집중력이 떨어지고, APFSDS탄은 가늘고 긴 탄체 형상 때문에 고속 회전 시 탄도가 불안정해지기 때문이다.

소련은 T-62 전차에 세계 최초로 제식화된 전차 탑재 활강포인 55구경 115mm 활강포 U-5(2A20)를 탑재하며 이러한 흐름을 선도했다. 이는 당시 영국의 105mm 강선포 L7에 대응하기 위한 것이었으며, 이후 T-64와 T-72 등 후속 전차에도 115mm 또는 125mm 활강포를 지속적으로 탑재했다. 서방에서는 독일 라인메탈사가 개발한 44구경 120mm 활강포 Rh120이 레오파르트 2 전차 등에 채택되면서 1970년대 이후 개발된 다수 주력 전차의 표준으로 자리 잡았다. 현대에도 대부분의 주력 전차는 활강포를 사용하지만, 영국군의 챌린저 2처럼 일부는 여전히 강선포와 HESH(점착유탄)을 운용하고 있다.

2. 1. 초기 역사

초기 화기들은 강선 없이 포신 내부가 매끈한 활강(滑腔) 방식으로 발사체를 쏘았다.^[1] 발사체가 회전 없이 날아가도록 설계되었으며, 비행 중 발생하는 부정확한 회전을 최소화하기 위해 발사체는 구와 같이 공기역학적으로 균일한 모양을 가져야 했다. 그러나 실제로는 발사체나 포신 표면의 미세한 결함 때문에 구형 탄이라도 비행 중에 무작위로 회전하게 되었고, 이때 발생하는 마그누스 효과는 탄이 의도한 탄도에서 벗어나게 만드는 원인이 되었다.^[2]

포신 내부에 나선형 홈을 파는 강선 방식은 발사체에 안정적인 자이로스코프 회전을 부여하여 비행 중의 흔들림을 막는다. 이는 마그누스 효과로 인한 탄도 이탈을 줄여줄 뿐만 아니라, 같은 구경의 포신에서 더 길고 공기역학적으로 우수한 형태의 발사체, 즉 단면 밀도가 높은 탄환을 사용할 수 있게 해준다. 결과적으로 강선은 명중률, 유효 사거리, 그리고 목표물에 도달했을 때의 파괴력을 크게 향상시켰다.

강선 자체의 개념은 15세기 말에 발명되었지만, 포신 앞쪽으로 탄환과 화약을 넣는 전장식(前裝式) 화기에서는 강선 때문에 장전이 매우 불편하고 시간이 오래 걸리는 문제가 있었다. 이 때문에 강선포가 본격적으로 보급되기 시작한 것은 포미(砲尾)를 열어 탄약을 장전하는 후장식(後裝式) 대포가 개발된 19세기 말부터였다. 그 이전까지 수 세기 동안 사용된 화기의 포신은 대부분 내부가 매끈한 활강 포신이었다.

18세기까지 보병의 표준 무기는 활강 머스킷이었다. 강선 머스킷(라이플)은 18세기 초에 등장했지만, 장전 속도가 느리고 가격이 비싸 널리 쓰이지 못했다. 강선 무기가 활강 무기와 비슷한 발사 속도를 갖추게 된 것은 19세기 중반 미니에 탄환이 발명된 이후였다.^[3] 포병 무기 역시 19세기 중반까지는 활강포가 주류였으며, 일부는 19세기 후반까지도 사용되었다. 초기 강선 포병 무기는 1855년 영국에서 조셉 휘트워스와 윌리엄 암스트롱에 의해 특허가 등록되었다. 미국에서는 남북 전쟁 시기에 강선 소총과 포병 무기가 점차 도입되었으나, 대형 패럿 라이플의 잦은 포신 파열 문제와 예산 부족 등으로 인해 대형 해안 방어용 로드먼 활강포는 1900년대까지 운용되었다.

2. 2. 강선포의 등장과 활강포의 쇠퇴

초기 화기는 포신 내부에 강선이 없는 활강포였다.^[1] 발사체는 회전 없이 발사되었기 때문에 공기역학적으로 균일한 구 형태가 필요했다. 하지만 발사체나 포신 표면의 미세한 결함 때문에 구형 발사체조차 비행 중에 무작위로 회전하게 되었고, 이때 발생하는 마그누스 효과로 인해 탄도가 불안정해져 명중률이 낮았다.^[2]

포신 내부에 나선형 홈(강선)을 파서 발사 시 탄에 안정적인 회전을 주는 강선은 15세기 말에 고안되었다. 강선은 발사체에 자이로스코프 효과를 부여하여 비행 중 탄도를 안정시키고 마그누스 효과로 인한 오차를 줄였다. 이를 통해 더 길고 공기역학적인 형태의 탄환을 사용할 수 있게 되어 명중률, 유효 사거리, 파괴력이 크게 향상되었다.

그러나 강선포는 포구로 탄을 장전하는 전장식 방식에서는 장전이 매우 어렵고 시간이 오래 걸리는 단점이 있었다. 이 때문에 포신 뒤쪽(포미)을 열어 탄약을 장전하는 후장식 포가 개발되고 나서야, 즉 19세기 후반에 이르러서야 강선포는 본격적으로 보급되기 시작했다. 그 이전까지 수백 년간 화기의 주류는 활강포였다.

18세기까지 보병의 표준 무기는 활강 머스킷이었다. 강선 머스킷은 18세기 초에 등장했지만 장전 속도가 느려 널리 쓰이지 못했다. 하지만 19세기 중반, 미니에 탄환이 개발되면서 강선 머스킷도 활강 머스킷과 비슷한 속도로 장전할 수 있게 되자 빠르게 보급되어 활강 머스킷을 대체했다.^[3]

대포 역시 19세기 중반까지는 활강포가 주류였으나, 이후 점차 강선포로 대체되었다. 영국에서는 1855년 조셉 휘트워스와 윌리엄 암스트롱이 강선포에 대한 특허를 얻었다. 미국에서는 남북 전쟁 시기에 강선 소총과 강선포가 점차 도입되었지만, 대형 강선포인 패럿 라이플이 포신 파열 문제를 일으키고 대체할 자금이 부족하여 해안 방어용으로는 대형 로드먼 활강포가 1900년대까지 사용되기도 했다.

결과적으로 20세기 전반에 이르러 대부분의 총포는 명중률과 사거리가 월등히 뛰어난 강선포로 대체되었고, 활강포는 주력 무기의 자리에서 점차 밀려나게 되었다.

2. 3. 현대의 활강포

19세기 말 이후 대포는 포탄에 회전을 주어 탄도를 안정시키는 강선포가 주류를 이루었다. 그러나 20세기 후반에 들어서면서 특정 목적을 위해 활강포가 다시 사용되기 시작했다.

특히 전차포 분야에서 이러한 변화가 두드러졌다. 제2차 세계 대전 이후 강화된 전차 장갑을 관통하기 위해 개발된 HEAT(대전차고폭탄)나 APFSDS(날개안정분리철갑탄) 같은 포탄들은 강선에 의해 회전할 경우 오히려 관통력이 저하되는 특성을 가지고 있었다. HEAT탄은 회전 시 금속 제트류(Metal Jet)의 집중력이 떨어지고, APFSDS탄은 가늘고 긴 탄체 형상 때문에 고속 회전 시 탄도가 불안정해지기 때문이다. 이러한 이유로 포탄 자체에 안정날개를 부착하여 공력적으로 탄도를 안정시키는 활강포가 전차포에 다시 채택되기 시작했으며, 이는 현대 주력 전차의 표준적인 방식으로 자리 잡았다. 소련의 T-62 전차에 탑재된 115mm 활강포는 이러한 흐름을 보여주는 초기 사례이다.

박격포 역시 구조적인 특성상 활강포가 주로 사용된다. 포탄을 포구로 떨어뜨려 장전하는 전장식 방식을 사용하기 때문에 포신 내부에 강선이 없는 활강 포신이 일반적이며, 포탄은 꼬리 날개(Fin)를 통해 탄도를 안정시킨다.

이 외에도 산탄총이나 유탄 발사기, 일부 특수 목적의 소총 및 대전차 소총 등에서도 특정 탄종의 효과적인 운용이나 비용 절감 등을 위해 활강포신이 사용되고 있다.^[4]^[5] 현대의 활강포는 강선포에 비해 장거리 명중 정밀도 등에서 일부 약점을 가지기도 하지만, 특정 분야에서는 여전히 중요한 역할을 수행하고 있다.

2. 3. 1. 전차포

제2차 세계 대전 이후 전차의 장갑 방어력이 크게 향상되면서, 이를 격파하기 위한 더 강력한 위력의 전차포가 필요하게 되었다. 기존의 강선포에서 사용하던 APDS(회전안정분리철갑탄)는 성능 강화에 한계가 있었고, 탄도학과 야금 기술의 발전으로 상대적으로 고위력의 철갑탄을 발사할 수 있는 활강포가 주목받기 시작했다. 특히 관통력이 뛰어난 APFSDS(날개안정분리철갑탄)나 HEAT(대전차고폭탄)는 포탄이 회전할 경우 오히려 관통력이 떨어지는 문제가 있었다. HEAT탄은 회전으로 인한 원심력이 성형작약탄의 핵심인 금속 제트류(Metal Jet)의 집중을 방해하여 위력을 감소시켰고, APFSDS탄과 같은 가늘고 긴 탄체는 고속 회전 시 오히려 탄도가 불안정해져 위력과 명중률이 모두 저하되었다.

이러한 이유로 포신 내부에 강선이 없는 활강포가 다시 주류로 부상했다. 활강포는 포탄 자체에 안정날개(Fin)를 부착하여 공력적으로 탄도를 안정시키는 방식을 사용하므로, APFSDS나 HEAT탄을 효과적으로 운용할 수 있었다. 또한, 강선포신 생산 시간과 비용을 줄일 수 있으며 포신 마모로 인한 교체 필요성을 줄여준다는 장점도 있었다.

소련은 전차포에 활강포를 선도적으로 도입했다. 영국의 105mm 강선포 L7에 대항하기 위해 개발된 T-62 전차의 55구경 115mm 활강포 U-5(2A20)는 세계 최초로 제식화된 전차 탑재 활강포였다. 비록 APDS의 장탄통 분리 문제 해결이 주된 이유 중 하나였지만, 이후 소련은 T-64에 D-68 115mm 활강포(이후 125mm D-81 활강포로 개장), T-64와 T-72에 51구경 125mm 활강포 D-81 등을 채택하며 활강포 탑재를 이어갔다.

서방에서는 독일 라인메탈사의 44구경 120mm 활강포 Rh120 채용이 최초였다. 이처럼 1960년대~1970년대 이후 개발된 대부분의 현대 주력 전차는 활강포를 표준 장비로 채택하게 되었다.

하지만 활강포는 포탄에 안정날개가 있어 횡풍의 영향을 받기 쉽다는 단점이 있다. 초기 활강포 탑재 전차들은 풍향 센서를 비롯한 환경 센서를 장착하여 조준 정확도를 높이려 했으나, 장거리 교전 시에는 풍향 변화 예측이 어려워 현재는 탑재하지 않는 경우가 많다. 또한 포탄 안정날개의 가공 오차 등으로 인해 강선포에 비해 명중률이 다소 떨어진다는 평가도 있다. 이러한 이유로 영국군의 챌린저 2 전차와 같이 일부 전차는 여전히 강선포와 HESH(점착유탄)을 운용하고 있다.

2. 3. 2. 박격포

박격포의 포신은 전형적으로 전장식 활강포이다. 박격포는 포탄을 포신 안으로 떨어뜨려 발사하는 방식을 사용하는데, 포탄이 포신에 꽉 맞을 필요가 없으므로 활강 포신이 적합하다. 발사되는 포탄은 핀으로 안정화된다.

2. 3. 3. 기타

일부 활강총포는 여전히 사용되고 있다.

산탄총은 여러 개의 둥근 납탄을 발사하는데, 강선 총열에서 발사하면 원심력이 작용하여 도넛 모양의 탄착군이 형성된다. 즉, 탄착군의 주변부에는 발사체 밀도가 높고, 내부에는 밀도가 낮게 나타나는 것이다. 이는 근거리에서는 허용될 수 있으며, 일부 확산형 초크는 근거리에서 넓은 탄착군을 만들기 위해 의도적으로 강선을 사용하기도 한다. 하지만 정확도를 높이기 위해 조밀하고 일관된 탄착군이 필요한 장거리 사격에는 활강 총열이 더 적합하다.^[4]

오늘날 사용되는 또 다른 활강총포로는 37mm 진압총이 있다. 이 총은 높은 정확성이 요구되지 않는 상황에서 군중을 향해 비살상 탄약, 예를 들어 고무탄이나 최루탄 등을 근거리에서 발사하는 데 사용된다.^[5]

슈타이어 IWS 2000 대전차 소총 또한 활강총이다. 활강 총열은 발사체의 가속을 돕고 탄도 효율성을 높이는 데 유리할 수 있다. 이 소총은 특별히 설계된 15.2mm 날개 안정 분리철갑탄(APFSDS)을 사용한다. 이 탄환은 텅스텐 카바이드 또는 열화 우라늄으로 만들어진 다트(dart) 형태의 관통자를 포함하고 있으며, 1000m 거리에서 40mm 두께의 압연 균질 장갑(RHA)을 관통하고 이차 파편 효과를 일으킬 수 있는 강력한 장갑 관통 능력을 지닌다.

3. 특징

활강포는 포신 내부에 탄도 안정을 위한 나선형 홈, 즉 강선이 없는 포를 말한다.^[1] 초기 화기들은 대부분 활강포였으며, 공기역학적으로 균일한 모양의 구형 탄환을 사용했다. 강선이 없으면 탄환에 회전을 줄 수 없어 비행 중 탄도가 불안정해지기 쉽고, 이는 명중률 저하와 유효 사거리 감소로 이어진다.^[2] 19세기 중반 이후 대포는 명중률과 사거리가 우수한 강선포로 대체되었다.

그러나 제2차 세계 대전 이후 전차의 장갑이 급격히 두꺼워지면서, 이를 관통하기 위한 새로운 방식이 요구되었다. 특히 특정 종류의 포탄은 강선에 의한 회전이 오히려 성능을 저하시키는 문제가 있었고, 이로 인해 현대 전차포 분야에서는 활강포가 다시 주목받게 되었다. 활강포는 다음과 같은 포탄들의 위력을 극대화하는 데 유리하다.

HEAT(High Explosive Anti-Tank|대전차 고폭탄^eng): 성형작약의 원리를 이용하여 고온고압의 금속 제트(관통자)를 집중시켜 장갑을 뚫는 포탄이다. 만약 포탄이 회전하면 원심력 때문에 금속 제트가 분산되어 관통력이 크게 감소한다. 활강포는 포탄에 회전을 주지 않으므로 HEAT탄의 성능을 최대한 발휘할 수 있다.
APFSDS(Armour Piercing, Fin-Stabilised, Discarding-Sabot|날개안정분리철갑탄^eng): 길고 가는 운동 에너지 탄자(관통자)를 이탈피로 감싸 발사하는 방식의 포탄이다. 이 관통자는 지름에 비해 매우 길어 강선으로 회전을 주면 오히려 탄도가 불안정해지고 위력이 떨어진다. 활강포는 회전 없이 관통자를 발사하며, 관통자 자체에 달린 안정 날개(fin)를 이용해 공기역학적으로 탄도를 안정시킨다. 이는 APFSDS탄의 높은 관통력을 효과적으로 활용할 수 있게 한다.

또한, 활강포는 강선포에 비해 포신 제작이 단순하고 비용이 저렴하며, 포신 내부 마모가 적어 수명이 길다는 장점도 있다.

하지만 활강포의 포탄은 안정 날개를 사용하기 때문에 횡풍의 영향을 받기 쉬우며, 날개의 미세한 가공 오차가 탄도에 영향을 미쳐 정밀도 면에서는 강선포보다 불리할 수 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 현대의 활강포 탑재 전차 중 일부는 풍향, 풍속, 대기압 등 주변 환경 요인을 측정하는 환경 센서를 장착하여 조준 정확도를 높이기도 한다. 그러나 장거리 사격 시에는 기상 변화 예측의 어려움 등으로 인해 최근에는 환경 센서를 탑재하지 않는 경향도 있다. 한편, 활강포가 강선포에 비해 탄도의 안정성이 떨어지고 유효 사거리가 짧다는 점은 여전히 변함이 없다. (실제로 걸프 전쟁이나 아프가니스탄 전쟁 등에서 제3세대 주력전차의 장거리 저격 기록은 강선포를 사용하는 영국군 전차가 보유하고 있다.)

박격포 역시 대부분 활강포를 사용한다. 이는 포탄을 포구로 떨어뜨려 장전하는 전장식 방식에 유리하며, 박격포탄 자체에 안정 날개가 달려 있어 강선 없이도 탄도를 안정시킬 수 있기 때문이다.

결론적으로 활강포는 강선포에 비해 탄도 안정성과 유효 사거리 면에서는 불리하지만, HEAT탄이나 APFSDS탄과 같은 특정 포탄의 관통력을 극대화할 수 있다는 장점 때문에 현대 전차포의 주류로 자리 잡았다.

참조

_[1] 서적 The Complete Blackpowder Handbook https://books.google[...] Gun Digest Books 2006-11-17
_[2] 서적 Designed to Kill: The Case Against Weapons Research: The Case Against Weapons Research https://books.google[...] Springer 2012-12-24
_[3] 서적 Their Arrows Will Darken the Sun: The Evolution and Science of Ballistics https://books.google[...] JHU Press 2011-05-01
_[4] 서적 Shooting Incident Reconstruction https://books.google[...] Academic Press 2011-06-29
_[5] 서적 Patrol Response to Contemporary Problems: Enhancing Performance of First Responders Through Knowledge and Experience https://books.google[...] Charles C Thomas 2006-01-01

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