<화포 사거리 연장 약실압력증가 / 포신길이조정 / 포탄외형개선>


포신벽두께 강내탄도 곡선자료로 결정 / 수송보관·제작비용 고려포신길이 설계

● 포신벽 두께가 두꺼운 이유
포탄을 더욱 정확하게 보다 멀리 발사하기 위해 사거리를 연장하는 기술은 오랜 옛날부터 연구되어 왔다.
최근 화포의 사거리 연장 방법은 약실압력을 높이거나, 포신을 길게 하거나, 포탄 외형을 개선하는 3가지 방법이 기본적으로 사용된다.

한편 1850년 이후 화포 설계자들은 사거리 연장을 위해 자꾸 높아가는 약실압력 때문에 두꺼워지는 포신벽 두께를 줄이기 위해 많은 연구를 진행하였다. 포신벽 두께의 증가는 화포의 총 중량 증가로 이어지고 중량증가는 화포의 기동성·생존성 및 가격상승, 제작곤란 등의 영향을 수반하게 된다.

포신벽 두께의 결정은 추진제가 연소하는 약실압력과 탄의 이동거리의 설계기본자료로 결정되는데, 공학 용어로는 강내탄도 곡선 자료라 한다.

*그림을 올릴수 없어서......^^;

그림에서 보듯이 포의 설계압력은 실제 발생하는 압력보다 훨씬 높게 책정되어 있기 때문에 매우 안전하며, 최근 국내 개발된 신형 화포에는 자긴가공(自緊加工·Autofrettage processes)이라는 특수가공법이 적용되어 종전의 벽두께로 2배 정도의 높은 압력에도 견디는 설계를 적용하고 있다.
또한 포신의 벽두께는 연속 사격시 포의 흔들림과 야지주행시 추진제열·태양열에 의한 포의 변형 방지 등 유해한 영향을 최소화시키기 위해 위치별로 다양한 벽두께를 갖게 된다.

● 신형포의 포신은 왜 긴가 ?
각종 화포의 포신의 길이는 약실에서 연소하는 추진제 압력을 얼마나 사용할 것인가에 크게 좌우된다.

대부분의 신형포는 현용탄약을 신형탄약과 공용하고, 군사동맹국 탄약과 호환성을 유지해야 하기 때문에 현재 사용하는 포와 같은 구경을 채택하여 약실의 내압력을 올리고, 포신을 길게하여 약실내의 가스력을 최대한 사용하는 방법을 일반적으로 사용한다. 따라서 현용 탄약을 신형포에 사용하면, 현용포에 사용할 때 보다 사거리가 연장되는 효과가 나타난다. 그러나 추진제 효율만을 고려해 포신을 길게 하면 야지이동이나 수송·보관 , 제작비용에 나쁜 영향을 가져오기 때문에 최적의 설계를 결정하는 것이 필요하다.

전자포의 경우에 사거리가 길고 높은 관통력을 갖게하려면 탄이 높은 운동에너지를 가져야 하는데, 이것은 포구속도의 증가와 탄의 비행시 속도의 감소율이 적어야 가능하다. 이러한 문제의 해결방법으로 포신속에서는 최대한 많은 압력을 탄의 밑부분에 받도록 탄의 직경을 크게 하고 포신밖에서 탄의 비행중에는 탄의 직경을 작게 하여 낮은 속도감소가 되도록 하는 방법이 사용된다.

이때 높은 운동에너지를 탄에 주기 위해서 질량이 큰 소재로 탄자를 만들고 포구를 떠날 때 탄의 직경을 급격히 작게하여 속도 감속이 적게 이루어지도록 탈피식 탄두(아구경 관성탄두·亞口徑慣性彈頭·subcaliber inertial projectiles)를 사용한다.
현재 대표적인 날개안정식 운동에너지탄으로 105mm 전차용 APFSDS탄이 있다. <계속>