예광탄
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1. 개요
예광탄은 탄도 궤적을 시각적으로 보여주기 위해 발광 물질을 내장한 탄환이다. 19세기 후반 탄약의 유효 사거리가 증가하면서 탄착 지점을 확인하기 어려워지자 개발되었다. 예광탄은 주로 사격 방향을 안내하고, 탄창의 탄약 부족을 알리는 데 사용되지만, 발사 위치 노출, 일반탄과의 탄도 차이, 화재 위험 등의 문제점도 가지고 있다. 현대에는 LED를 사용하거나 적외선으로만 발광하는 등 다양한 기술이 개발되고 있다.
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| 예광탄 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 탄약 |
| 용도 | 사격 유도 목표 지시 신호 |
| 기술 정보 | |
| 구성 | 탄두 추진제 점화제 예광제 |
| 작동 원리 | 탄환 발사 시 예광제가 점화되어 빛을 내며 탄도 궤적을 표시 |
| 가시성 | 주간 및 야간 모두에서 식별 가능 |
| 색상 | 일반적으로 빨간색 또는 주황색, 다른 색상도 사용 가능 |
| 탄도학적 특성 | 일반 탄환과 약간 다른 탄도 궤적 |
| 사용 | |
| 군사적 사용 | 사격 훈련 전투 상황에서의 목표 지시 아군 위치 식별 |
| 민간 사용 | 제한적, 일부 국가에서 합법적인 용도로 사용 가능 |
| 장점 및 단점 | |
| 장점 | 사격 정확도 향상 목표 식별 용이 사기 진작 효과 |
| 단점 | 위치 노출 위험 화재 위험 탄도 궤적 차이로 인한 오차 발생 가능성 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 소이탄 신호탄 조명탄 |
| 주의 사항 | 화재 위험 및 안전 문제에 대한 주의 필요 |
2. 역사
14세기 불꽃놀이 기술 설명서에는 피치, 화약, 천/밧줄 덮개로 "불타는 포탄"을 만드는 방법이 있었다.[1] 그러나 이는 소형 화기에는 사용할 수 없었고, 19세기 후반 탄약의 유효 사거리가 크게 늘어나면서 탄착 지점을 확인하기 어려워졌다. 20세기 초, 탄약 설계자들은 명중 시 섬광이나 연기를 내는 "서치라이트" 탄환을 개발했지만, 헤이그 협약 위반으로 간주되었다.[2] 또한, 항공기를 향해 발사할 때는 효과가 없었고, 흰색 연기를 내는 탄환은 질량 손실이 커 탄도에 영향을 미쳤다.
예광탄은 백린, 마그네슘 등의 발화성 물질을 탄환 내부에 넣어, 발사했을 때 빛을 내며 궤적을 보여준다. 이를 통해 사수는 표적에 사격을 할 수 있다. 백린탄과는 명확히 구분된다.
영국은 1915년에 .303 카트리지의 한 종류인 예광탄을 최초로 개발하여 도입했다.[3] 미국은 1917년에 .30-06 예광탄을 도입했다.[4] 미국 예광탄은 예광탄에 빨간색(다른 다양한 색상 포함) 탄두를 적용하기 전에 검은색 카트리지 케이스로 식별되었다.
예광탄은 제1차 세계 대전 중 독일 제플린 비행선에 대한 대응책으로 유용함이 입증되었다. 일반 탄환은 구멍을 내는 효과만 있었지만, 예광탄은 수소 기구 가스백에 불을 붙여 비행선을 격추할 수 있었다.
제2차 세계 대전에서 미국 해군과 미국 해병대 항공 승무원은 비상 신호 및 방어용으로 개인 화기와 함께 예광탄을 지급받았다.[5]
3. 구조
일반탄은 탄두 꼬리 부분을 파내고, 그곳에 발광 물질을 채워 넣어 만든다.
3. 1. 발광 물질
예광탄은 매우 미세하게 갈린 금속 연료, 산화제, 소량의 유기 연료 혼합물로 만들어진 불꽃놀이 재료로 구성된다.[6] 금속 연료에는 마그네슘, 알루미늄, 지르코늄 등이 포함된다. 산화제는 원하는 색을 내는 특정 원자와 결합된 산소를 포함하는 염 분자이다. 점화 시 가열된 염은 산소를 방출하여 혼합물 내 연료 연소를 유지한다. 염 속의 색을 내는 원자도 방출되어 과량의 산소와 화학적으로 반응하여 유색 화염을 만든다. NATO 표준 탄약(미국 포함)에서 산화제 염은 주로 스트론튬 화합물(질산 스트론튬, 과산화 스트론튬 등)의 혼합물이며 금속 연료는 마그네슘이다. 타는 스트론튬은 밝은 붉은 빛을 낸다. 러시아와 중화인민공화국의 예광탄은 바륨 염을 사용하여 녹색 빛을 생성한다.[6]
산화제와 금속 연료만으로는 유색 빛을 생성하는 데 실용적인 불꽃놀이를 만들 수 없다. 반응이 너무 격렬하여 모든 재료가 한 번에 큰 흰색 빛으로 소모되기 때문이다. 흰색 빛은 산화 마그네슘(MgO)의 특징적인 출력이다. 따라서 질산 스트론튬과 마그네슘을 사용, 타는 연료의 흰색 빛에 압도되지 않는 붉은색 화염을 생성하기 위해 염소 공여체가 불꽃놀이 혼합물에 제공되어 염화 스트론튬도 화염에서 형성되어 냉각되므로 MgO의 흰색 빛이 크게 감소한다. 화염 냉각 방식으로 반응 속도가 길어져 혼합물의 연소 시간이 늘어난다. 폴리염화 비닐(PVC)은 이러한 목적을 위한 유색 빛의 일반적인 유기 연료이다. 일부 현대 설계에서는 적외선으로 주로 방사되는 가시광선이 거의 또는 전혀 없는 조성을 사용하여 야시경 장비에서만 볼 수 있다.[7]
미국 육군과 NATO군의 표준 규격에서는 스트론튬 염류와 금속 연료(마그네슘 과염소산염의 혼합물)를 사용하며, 이는 밝은 빨간색을 띤다. 러시아와 중국의 예광탄은 바륨 염을 사용하며, 녹색 빛을 낸다.
3. 2. 일반탄과의 차이점
예광탄은 일반탄과 달리 탄환 내부에 마그네슘, 스트론튬 화합물 등 발광 물질을 포함하고 있어 발사 시 빛을 내며 궤적을 보여준다.[6] 이러한 발광 물질의 연소로 인해 예광탄은 일반탄에 비해 다음과 같은 특징을 가진다.
NATO 표준 예광탄은 스트론튬 화합물을 사용하여 붉은색 빛을 내며, 러시아와 중화인민공화국은 바륨 염을 사용하여 녹색 빛을 낸다.[6]
4. 종류
예광탄에는 세 가지 종류가 있다.
- '''밝은 예광탄'''은 표준형으로, 총구에서 나온 직후 매우 짧은 시간 안에 점화된다. 그러나 사수의 위치를 적에게 노출시킨다는 단점이 있다. "예광탄은 양쪽으로 작용한다"라는 격언이 있다.[8] 밝은 예광탄은 야간 투시 장치를 무용지물로 만들 수 있다.
- '''어두운 예광탄'''은 사수의 위치를 노출시키지 않기 위해 약 91.44m 이상 떨어진 거리에서 완전히 밝게 점화된다.
- '''흐린 예광탄'''은 매우 흐릿하게 점화되지만, 야간 투시 장비를 통해 명확하게 볼 수 있다.[9]
5.56×45mm NATO탄의 경우, 초기형 M16 소총용으로 개발된 M196 예광탄(54gr 탄두)은 빨간색 팁이 있으며, 약 457.20m까지 예광되도록 설계되었다. M16A2/3/4, M4 계열 및 M249 등에 사용되는 M856 예광탄(63.7gr 탄두)은 주황색 팁 색상을 가지며, 약 800.10m까지 예광된다.
.30-06 스프링필드탄의 경우 M25 예광탄은 주황색 팁을 가졌고, 7.62×51mm NATO탄의 경우 M62 예광탄은 주황색 팁, M276 흐린 예광탄은 보라색 팁을 가졌다.
예광 조성물은 야간 투시 장치와 함께 사용하기 위해 주로 적외선을 방출할 수도 있다.[9]
5. 용도
예광탄은 주로 사수가 총알의 궤적을 눈으로 보고 조준을 돕기 위해 사용된다. 영공 침범 시 경고 사격, 적기를 위협하거나 탄창 교체 시기를 알리는 등 다양한 용도로 활용된다.[18]
다른 전투원에게 특정 목표물에 대한 사격을 유도하는 데 사용될 수도 있다. 그러나 예광탄 궤적은 발사 지점까지 이어져 사수 위치를 노출시킨다는 단점이 있다. 이를 방지하기 위해 현대 예광탄은 지연 요소를 사용하여 총구에서 어느 정도 떨어진 후에 예광이 나타나도록 한다.[10]
예광탄의 치사율은 일반 탄환과 유사할 수 있다.[11] 예광탄 앞부분에는 납 충전재가 있어 일반 탄환과 거의 같은 궤도를 갖는다. M196/M193 탄약 세트의 경우 치사율 차이는 거의 없지만, M856/M855 탄약 세트의 경우 M855 일반 탄환에 강철 관통 팁이 있어 목표물에 따라 다른 치사 효과를 낼 수 있다. 예광탄은 적에게 심리적, 제압 사격 효과를 줄 수 있어 치사율의 약간의 저하를 보충하기도 한다.
탄창의 마지막 탄환으로 예광탄을 장전하여 사수에게 탄창이 거의 비었음을 알릴 수 있다. 이는 AK-47처럼 탄창이 비었을 때 노리쇠를 고정하지 않는 무기에 유용하다. 제2차 세계 대전 동안 소비에트 공군도 항공기 기관총에 이 방식을 사용했다. 하지만 적에게 탄약 부족을 알려 취약해질 수 있다는 단점이 있다.
현대 제트 전투기는 레이더 유도 및 적외선 탐지 미사일을 주로 사용하고, 기관포는 보조 무기나 지상 공격 임무에 사용된다. 현대 전투기는 자이로스코프, 관성 센서, 레이더 및 광학 컴퓨터 조준기를 결합하여 헤드업 디스플레이(HUD)를 통해 정확한 조준이 가능하므로 예광탄의 필요성이 줄었다.
구식 전차의 전차 차체 기관총은 사수가 직접 조준할 수 없어 예광탄을 사용하여 조준을 유도했다. 그러나 현대 주력 전차 및 장갑 전투 차량은 첨단 사격 통제 시스템을 사용하여 주 무기와 부무기를 정확하게 조준할 수 있다. 예광탄은 기관총 사격 방향에 대한 확신을 주는 용도로 계속 사용될 수 있다.
대공포 자동포 예광탄의 경우, 예광 물질이 아군 목표물에 떨어진 빗나간 사격을 방지하기 위한 포탄 자기 파괴 메커니즘의 일부가 될 수 있다. 예광 물질이 끝까지 연소되면 자기 파괴가 시작된다.[12]
제2차 세계 대전 당시 일본군은 공중전에서 소구경 기관총의 낮은 격추율을 보완하기 위해 예광탄만 장전하여 적기를 위협하고 쫓아내는 전술을 사용하기도 했다.
5. 1. 경고 사격
영공 침범에 대해 스크램블 발진한 요격기는 대상기가 무선, 시각 신호(날개를 좌우로 흔드는 등), 조종사의 손짓 신호에 반응하지 않을 경우, 최종 경고로 경고 사격을 할 때 예광탄을 사용한다. 녹색→적색 순으로 발사하면 "귀하는 요격되었으며, 당사 지휘 하에 들어가라. 그렇지 않으면 안전을 보장하지 않는다"는 의사 표시가 되어 강제 착륙하게 된다.[18] 이를 무시하면 격추된다. 현대에는 비용적인 관점에서 유탄은 1색으로 하고, 짧은 사격을 반복하여 경고하는 국가가 많다.항공자위대에서는 '신호 사격'이라고 불리며, 편대장기가 침범기와 병행하여 비행하며 실탄과 예광탄을 전방을 향해 발사한다. 일본에서는 소련군 영공 침범기 경고 사격 사건에서 처음 실시되었다.
대한항공 007편 격추 사건에서 요격에 나선 MiG-23 전투기가 기관포로 경고 사격을 했을 때, 예광탄이 없고 보통탄만 있었기 때문에 대한항공기는 알아차리지 못했다.
5. 2. 대한민국 국군 및 경찰의 활용
대한민국 국군은 훈련 및 실전에서 예광탄을 사용한다. 특히, 대테러 작전에서 저격수가 예광탄을 사용하여 목표물을 정확하게 타격하고, 주변 병력에게 사격 방향을 알리는 데 활용한다. 경찰 특공대도 대테러 작전 및 인질 구출 작전 등에서 예광탄을 사용한다.6. 특징 및 문제점
일반탄과 예광탄은 무게와 탄도(공기역학상의 운동)가 달라, 예광탄은 일반탄보다 집탄 밀도가 넓고 탄도가 위쪽으로 비행한다. 특히 장거리 사격에서는 일반탄과 예광탄의 운동이 결정적으로 다르다. 예광탄은 비행 시간 경과에 따라 무게 중심 위치가 변화하여 탄도 저하가 종말 부분에서 극단적으로 강하한다. 착탄 시에도 질량이 가벼운 예광탄은 더 넓게 비산하는 경향이 있다. 예광탄 내 발광체의 연소로 인한 질량 감소는 설계 개선에도 불구하고 여전히 문제로 남아있다.
소구경탄일수록 발광체가 차지하는 비율이 커져 성능상 불리하지만, 대구경탄일수록 성능에 미치는 영향은 작다. 최근 전차포탄이나 기관포탄에서는 명중 정밀도 향상을 위해 탄도를 관측할 수 있는 예광탄 사용률이 증가하고 있으며, APFSDS 등에서도 표준화되고 있다.
예광탄의 단점은 발사 위치를 노출시킬 수 있으며, 탄도가 일반탄과 다를 수 있다는 것이다.
6. 1. 안전 문제
예광탄은 건조한 식물이 있는 여름철에 사용하면 풀밭에 불이 붙을 수 있다.[13]영국에서는 화재 위험이 커서 영국 전국 소총 협회가 운영하는 사격장에서 예광탄 사용이 금지된다. 예광탄은 보통 군사 훈련 중에만 사용이 허가된다.[14] 더운 날씨에는 국방부가 솔즈베리 평원과 같은 지역에서 산불 위험을 줄이기 위해 중요하지 않은 훈련에는 예광탄 사용을 중단한다.
2009년 7월, 프랑스 마르세유 근처에서 예광탄 탄약으로 인해 대규모 화재가 발생했는데, 이 지역은 여름에 관목 식물이 매우 건조하고 인화성이 높아 일반적으로 이러한 종류의 탄약을 사용해서는 안 되는 곳이다.[15]
2013년 2월 24일, 텍사스주 댈러스의 DFW 건 클럽 내에서 예광탄을 사용하여 화재가 발생했다.[16]
2018년 7월 3일, 콜로라도주 베이솔트 인근 크리스틴 호수 화재는 사격장에서 발사된 예광탄으로 인해 발생했다. 화재의 책임자로 여겨진 두 사람은 사격장의 지정된 표적 구역 밖에서 예광탄 탄약을 사용하고 있었다.[17]
7. 현대 기술 동향
사수가 정면 위치에서 자신의 위치가 드러나는 것을 피하기 위해, 미국 특허 출원(20040099173)에서는 발화성 물질 대신 LED와 축전기를 사용하는 방법을 고안했다. 이 방식은 무게가 변하지 않아 일정한 탄도를 유지한다는 장점이 있다. 하지만 통상탄과는 무게가 다르기 때문에, 이 방식의 예광탄은 탄도가 다를 수 있다. LED와 축전기 조합은 통상적인 예광탄보다 더 오래 발광할 것으로 예상된다.
신호등에서 자주 볼 수 있는 격자를 탄환 뒤에 붙이는 방법도 고려해 볼 수 있다. 이 방법은 적의 감시 각도에서 예광탄의 빛을 보이지 않게 할 수 있다. 그러나 탄환 바로 뒤에 길고 얇은 격자를 부착하면 아군이 볼 수 있는 각도까지 좁아진다.
미국에서는 Ammo.inc사가 개발한 "Streak"이라는 상품명의 예광탄이 주로 권총용 탄환으로 판매되고 있다. 이 예광탄은 탄환 하부에 축광성 형광 물질을 사용한다.[19]
참조
[1]
간행물
Ancient Discoveries, Guns'n'Ammo, S4E4
2009
[2]
서적
Cartridges of the World
https://www.amazon.c[...]
DBI Books, Inc.
[3]
웹사이트
History of the .303 British Calibre Service Ammunition Round
http://www.dave-cush[...]
2001-07-10
[4]
서적
Cartridges of the World
https://www.amazon.c[...]
DBI Books, Inc.
[5]
간행물
DCM Shopper's Guide
The American Rifleman
1946-04
[6]
웹사이트
Development of Alternate 7.62mm Tracer Formulations
http://apps.dtic.mil[...]
S. Adelman Associates
1993-12
[7]
웹사이트
Infrared tracer compositions - US Patent 5639984 Description
http://www.patentsto[...]
PatentStorm
2012-06-17
[8]
웹사이트
Need Help With Tracer Load
http://www.milsurps.[...]
Milsurps.com
2012-06-17
[9]
웹사이트
Non-Toxic Metallic-Boron-Containing Ir Tracer Compositions and Ir Tracer Projectiles Containing the Same for Generating a Dim Visibility Ir Trace - Patent application
http://www.faqs.org/[...]
Faqs.org
2012-06-17
[10]
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[11]
웹사이트
5.56mm (5.56 x 45 mm) Ammunition
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2005-05-03
[12]
서적
Itsenäisen Suomen ilmatorjuntatykit 1917-2000
Sotamuseo
[13]
뉴스
Salisbury Plain fire: MoD confirms fire was caused by Army training exercise
https://www.itv.com/[...]
2024-04-17
[14]
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https://nra.org.uk/w[...]
National Rifle Association (United Kingdom)
2024-04-17
[15]
뉴스
Foreign Legion shooting practice triggers huge wildfire in France
https://www.theguard[...]
2024-02-09
[16]
웹사이트
Four-alarm fire engulfs Dallas shooting range
http://www.wfaa.com/[...]
WFAA
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[17]
뉴스
El Jebel residents charged with 4th-degree arson for Lake Christine Fire
https://www.aspentim[...]
2018-07-05
[18]
웹사이트
ロシア軍哨戒機が領空侵犯 自衛隊戦闘機は警告でフレア初使用 {{!}} NHK
https://www3.nhk.or.[...]
2024-09-23
[19]
웹사이트
Streak Ammunition
https://ammoinc.com/[...]
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