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1 경심철갑탄
소련제 76.2mm BR-354P APCR 포탄의 그림. 2번이 관통자다.
APCR(Armor Piercing Composite Rigid). 철갑탄 종류 중 하나. 중앙 부위에 단단한 심을 박고 겉이 그보다 덜 단단한 철갑탄이다.
APCR탄은 혼성고착탄이라는 이름을 가지고 있으며, 국가별로 지칭하는 명칭이 다르다. 일본에서는 경심철갑탄(硬芯徹甲彈), 독일에서는 경탄심탄(Hartkernmunition), 미국에서는 고속철갑탄(HVAP; Hyper Velocity Armor Piercing)으로 지칭한다. 덧붙여 일본어 위키백과의 항목명이 '고속철갑탄(高速徹甲弾)'인 걸 감안해 보면, 고속철갑탄이라고 하는 미국식 명칭은 아무래도 일본에서도 쓰는 표현인 것 같다.
해당 탄을 주로 사용한 시기는 제2차 세계대전 후반기이며, 독일군과 미군에서 주로 사용하였다. 그 당시 철갑탄에는 탄소강을 사용하고 있었는데, 이를 텅스텐 합금으로 바꾸는 과정에서 문제가 생겼다. 텅스텐 합금만으로 포탄을 만들 경우 착탄시 탄두가 붕괴되는 현상이 일어났던 것이다. 이는 금속가공기술 부족에서 기인한 일이었다. 그 외 탄두의 질량이 지나치게 커지는 문제도 있었다. 그래서 일단 APC(Armor Piercing Capped)나 APCBC(Armor Piercing Copper Ballistic Capped)와 같은 방법으로 탄자 붕괴 현상을 막았지만, 텅스텐이 많이 필요한 데 반해 관통력이 쓸만하게 늘지 않았다.
따라서 일단 텅스텐으로 관통자를 만들고 외부를 구리와 같은 금속으로 감싸는 방법을 사용하게 되었다. 이렇게 하자 실제 관통하는 관통자의 구경과 크기가 줄어서 동일한 운동에너지가 주어질 경우에는 장갑의 특정 면적에 압력이 더 쉽게 증가해서 장갑을 더 쉽게 관통하는데다가 텅스텐도 적게 쓸 수 있었다. 덤으로 포탄도 고속으로 비행하니 목표물에 도달하는 시간도 줄이고, 탄도도 평활하게 만들 수 있었다.
하지만, 일단 텅스텐 관통자 주변에 균일하게 경금속을 바르는 것 부터가 난이도가 높은 기술인데 반해 관통력은 피모철갑탄보다는 늘었지만 그렇게 썩 좋지는 않았으며, 무엇보다도 근거리를 넘어가면 포탄의 속도가 급격하게 줄어들면서 관통력이 저하돼서 피모철갑탄 이하로 격감하며, 덤으로 탄도로 불안정해져서 장거리 저격이 사실상 불가능했다. 물론 어디나 예외는 있어서 미군의 HVAP는 잘 튕겨나가는 문제점이 있으나 최소한 카탈로그 상으로는 관통력이 대폭 상승한다. 3인치는 대략 50%, 특히 90mm는 2배 가까이 증가하기도 했다. 일반 철갑탄 사용시 독일군에 비해 상당히 부족했던 관통력이 양쪽다 고속철갑탄 사용시 미군쪽이 같거나 1.5배 가까이 관통력이 높은 믿기 어려일이 벌어진다. 그리고 독일군의 71구경장 88mm 대전차포는 장거리 사격시 오히려 명중률이 상승한다.[1] 양 국가의 끔찍한 외계인 고문의 산물
전후에는 관통자 제작 기술이 향상되어 두껍게 경금속 마개를 만들 필요가 없어짐에 따라 분리철갑탄에게 1선급 철갑탄의 지위를 넘긴다음 도태돼서, 지금은 구식포를 유지하는 곳 외에는 어떤 곳에도 사용하지 않는다.
2 구경감소탄
파일:Attachment/taper-bore gun 00001.gif
구경감소탄의 발사원리
구경감소탄은 원래 경심철갑탄, 분리철갑탄, 날개안정분리철갑탄을 모두 총칭하는 개념이지만, 일반적으로는 여기서 소개하는 경심철갑탄의 아류중 하나다. 원래 같은 양의 장약으로 구경이 적은 탄을 발사하면 고속을 낼 수 있다는 것 자체는 다들 알고 있었기 때문에 이런 원리를 포탄 뿐 아니라 대포도 적용하면 시너지 효과를 일으켜서 관통력이 더 증대될 것으로 보고 만들어진 것이다.
일단 원리는 아래와 같다.
- 포신을 포구쪽이 구경이 감소되도록 특별 가공한다. 예를 들면 포탄이 포미에서는 75mm급 포탄이 들어가게 한다면, 포구쪽의 구경은 50mm 정도로 서서히 줄어들도록 만드는 것이다.
- 포탄은 기본적으로 경심철갑탄의 구조이지만, 포탄 본체의 크기는 관통자와 외장을 싼 경금속을 합해서 포구의 구경정도로 줄이고, 외곽에 연금속으로 링을 만들어서 포탄 전체의 구경을 포미쪽의 구경에 맞춘다. 예를 들면 관통자가 내장된 포탄 자체는 50mm로 맞추고, 그 위에 링을 25mm 정도 둘러서 최종적인 포탄의 구경은 75mm를 만드는 것이다.
- 포탄을 장전하고 발사하면, 포신을 포탄이 통과하면서 링은 포신의 압력에 의해 가래떡처럼 찌그러들면서 포구의 구경에 맞게 변형된다. 이렇게 해서 장약의 힘을 100% 포탄에 적용하는 것이다. 이렇게 찌그러진 링은 포탄이 포구를 떠나면 분리되며, 발사된 포탄은 소구경이지만 위력이 강한 고속포탄이 된다.
이것만 보면 참 훌륭한 발상이라고 생각할 수 밖에 없지만, 문제점이 아래와 같이 산더미같이 많았다.
- 포신제작에 고난이도의 기술과 재료가 필요하다. 일단 일반 포신과 달리 구경을 서서히 감소시키면서 제작하는 것 자체가 힘든데다가, 포탄을 말 그대로 쥐어짜야 하므로 포신의 강도와 내구성도 특별하게 강해야 한다.
- 포신의 내구성이 약하다. 위에 언급한 과정을 거쳐서 포신을 제작해도 일반적인 포신보다 수명이 격감한다. 따라서 심할 경우 포신을 소모품처럼 계속 갈아주어야 한다. 게다가 사용중에 좀 수상한 낌새가 보이면 포신을 즉시 갈아줘야지, 그냥 방치하고 사격을 지속하면 포신이 파열하면서 대형사고를 불러올 수 있다.
- 전용의 특수철갑탄만 사용이 가능하다. 고폭탄같은 것을 이런 방식으로 쏘면 포신 내부에서 대폭발하며, 그런 현상을 막으려면 구경에 비해 작약이 조금만 들어가서 사실상 수류탄급 위력을 가진 고폭탄을 특별하게 따로 제작해야 한다. 그 외의 탄도 통상탄은 절대 사용할 수 없다. 문제는 아무리 대전차포가 전차 잡는데 특화된 포지만, 일선에서는 다용도로 사용할 필요가 있다는 것이다.
- 명중률이 저하한다. 억지로 탄을 쥐어짜기 때문에 이상적인 경우라도 앞서 언급한 링이 깔끔하게 떨어지기보다는 일부라도 불규칙하게 포탄 본체에 붙으므로 무게중심이 흔들려서 탄도가 개판이 돼버린다. 덤으로 이녀석도 경심철갑탄처럼 고속경량탄이라 근거리를 벗어나면 명중률이 더 떨어지는 것이 기본이다.
- 안전사고의 위험이 높다. 앞서 언급했듯이 포신의 내구성이 떨어지므로 어느 순간 전혀 예상하지도 못했는데 포신이 파열하거나, 탄이 미처 포신을 벗어나지 못해서 포신을 막아버리는 사고가 나기 딱 좋다. 그러면 해당 포는 다시 공장에 보내지 않으면 사용이 불가능하며, 숙련된 포병이 여러명 사망하거나 부상을 입게 된다.
게다가, 이런 방법을 동원해도 관통력은 경심철갑탄보다 약간 더 늘어나는 것에 그치므로 분리철갑탄에 비해서는 확실하게 위력이 떨어진다. 따라서 제2차 세계대전 당시 여러 국가에서 시험품이 제작되었지만, 이를 소수라도 실전에 보낸 것은 영국군과 독일군이 유일하며, 이들도 앞서 말한 단점 때문에 곧 사용을 포기하게 된다.
월드 오브 탱크 독일 주포 '코니쉬'와 영국 마틸다의 최종 2파운더 포[2]가 바로 이런 식이다.