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| 전차포용 105mm M456A1. |
1. 개요
對戰車高爆彈 / High Explosive Anti Tank성형작약 탄두를 적용한 전차포탄의 통칭. 날개안정분리철갑탄과 함께 전차포탄의 양대 산맥이다. 한국군에서는 흔히 대탄이라고 줄여서 부른다. 밀덕계나 웹에서는 점착유탄이나 철갑유탄 등등과 대비되는 의미에서 '대전차유탄'이라는 명칭으로 불리는 경우도 종종 있다.[1] 마찬가지로 고폭탄 역시 점착유탄이나 철갑유탄 등등과 대비되는 의미에서 사용 목적에서 따온 '대인유탄'이라는 명칭으로도 불리곤 한다.
사실 대전차고폭탄이란 말 자체에는 성형작약 탄두를 적용한 모든 탄약(무반동총, RPG-7, 팬저파우스트 등)과 투사체(헬파이어 등 대전차미사일 및 로켓 류)가 해당되겠지만, 현재는 대전차용 성형작약탄두를 탑재했다 하더라도 전차포탄이 아니라면 딱히 대전차고폭탄이라고 부르지 않고있다.
날개안정분리철갑탄처럼 안정 날개를 부착한 현대 시대의 대탄은 HEAT-FS (High Explosive Anti Tank - Fin Stabilised)라고 한다. 통칭 날대탄.
2. 특징
같은원리로 전차를 사냥하는 대전차 미사일들은 전차포와 휴대용 대전차로켓과는 다르게 무식한 탄두로 살상력을 벌충하는 편이다. 이쪽은 심하면 탄두가 항공폭탄 수준이기에. 보병이 직접 거치하여 쓸 수 있는 152mm 구경 9K135 코넷의 탄두는 10kg대로 그 강력하다는 155mm 고폭탄과 동급 혹은 이상이다. 현대에는 탄두무게 증량만으로는 해결할 수 없기에 탑어택으로 취약한 상면을 노린다.
폭발시 장갑에 너무 가까운 경우 관통력이 극단적으로 떨어진다. RPG-7의 이상하게 길쭉한 탄두나 판처파우스트 3의 대롱이 달린 탄두는 바로 이를 막기 위해 적정거리를 벌려놓은 것. 그리고 메탈제트가 위력을 발휘하는 사이에 일어날 정도로 반응이 빠르다면 다른 폭발등이 간섭해서 관통력이 극단적으로 저하한다. 반응장갑 또한 폭발 후 버스터 플레이트가 날아가는 과정에서 메탈 제트를 고스란히 흐트리기 때문에 잘 뚫지 못한다. 이를 극복하기 위해서 다시 이중 탄두가 개발되었다.
또한, 앞부분에 빈 공간이 있는 형태상 탄체가 파손되기 쉬운데 탄체가 파손되면 위력이 격감하기 때문에 이를 노리고 닭장을 연상시키는 슬랫아머라는 형태의 증가장갑도 만들어진 바 있다.
마지막으로 성형작약탄이 터질 때 주변에도 폭발력의 과반수가 사방으로 분산된다.[3] 이걸 이용해서 전차에서는 경장갑 차량, 화력점 제압 목적으로 고폭탄 대용으로 사용하며 탄종도 HEAT-MP-T(다목적 대전차고폭탄)로 표기한다. M1 에이브람스는 일반적인 고폭탄을 쓸 상황에서 M830 HEAT-MP-T를 일반적으로 사용하며 순수한 고폭탄(M908)은 벙커 공격용 특수 포탄처럼 취급된다. 이런 경우에 일반적인 고폭탄보다 살상반경은 좁기 때문에 중요 목표에 대해서는 상기한 대로 2~3발 이상 연속사격하는 경우가 많다. 그런데 국군의 전차병 출신들은 대전차고폭탄이 비장갑 목표물에게도 유효하다는 것을 모르고 있는 경우가 많다.
2.1. 상세 구조도
수많은 종류의 대탄 중에서 105mm 를 예시로 듦.| |
포탄의 길이는 105mm(포 구경) x 396mm(탄피길이). M456 포탄의 전체 길이는 1005.8mm. (106cm)이다.
포탄의 무게는 21.8kg, 탄두 무게만 했을 시 10.2kg. 포구 속도는 1173 m/s.
맨 뒤부터 설명.
탄피부분
Cartridge case - 탄피. 황동제.
Primer - 뇌관. 105mm 포의 격발방식은 일반 총기와 달리 압전식이며 전기충격을 보내 격발시킨다. 전기가 딱 흐르면 뇌관이 반응하여 옆에 있는 화약뭉치들을 폭발시킨다. 뇌관 제식명은 M83.
Propelling Charge - 추진화약. 화약 제식명은 M30.
Cartridge Case Liner - 황동탄피 내부를 둘러싼 라이너. 포 발사했을 시 탄피가 깨져 탄피 배출이 제대로 되지 않는 것을 방지하거나, 추운날씨에도 발사가 잘 되도록 보호해주는 역할을 함.
탄두 부분
Tracer - 탄의 궤적을 보여주는 예광제. 미국제 포탄들은 굳이 M456 계열이 아니더라도 기본적으로 빨간색 예광제가 탑재되어 있다. 예광제 제식명은 M13.
Fin and Boom assy - 명중률 향상과 탄두 안정을 위한 안정날개. Assy는 Assembly(조립체)의 약자. 적절한 한국어 번역명칭은 안정날개 조립체.
BD FUSE - 기폭퓨즈. M456 기본형은 M509 퓨즈를 사용함. BD 약자의 정식명칭은 PIBD. Point Initiating, Base Detonating. 적절한 번역명은 접촉식 탄저 기폭신관.
Obturator - 폐쇄링 띠. 105mm 는 강선포이므로, 저 폐쇄링이 없이 대탄을 발사하면 100% 관통력 저하가 일어난다. 그러므로 저 폐쇄링이 대신 강선포 내에서 회전하게 만들어주고, 대전차 고폭탄 탄두는 회전불가능하게 고정시키게 만든다.[4] 포구를 떠난 즉시, 띠는 2중으로 분리된다.
Shaped Charge - 성형작약탄. M456 계열은 컴포지션 B 형 폭약을 사용함. 0.97kg 의 폭약이 들어있음.
Copper Liner - 사진은 짤려서 안보임. 성형작약의 효과를 위해 만들어진 꼬깔콘임. M456은 구리(Copper)로 만들어짐.
Wire Lead - 압전기랑 이어져있는 전선. 목표물에 착탄했을 시 압전기의 전기충격이 성형작약을 터뜨려 폭발시키는 역할. 목표물 착탄 시 불발률을 줄이려고 넣은 기능.
Piezoelectric Element - 압전기. 목표물에 착탄했을 시 불발률을 줄이려고 넣은 기능임.
Nose Cap - 노즈 캡. 보호캡이라고도 함. 발사하기 전, 정전기나 기타 작은 충격들에 의해 조기격발하여 불상사를 막고자 만든 캡임. 사격하기전에 불필요하게 뗄 필요가 없으며 발사하면 목표물에 충격시 깨지기 때문임.
Standoff Spike - 성형작약 꼬깔콘의 관통력 증대를 위해 만들어진 부분.
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Electric Primer Assembly - 전기충격식 기폭뇌관 조립체. 위에 써져있다시피, M83 뇌관이 들어감.
Electric Contact - 전기 접촉을 하는 곳. M68 주포 폐쇄기의 격발신관이랑 맞물려진다.
Loading Plug - 장전 플러그. 저길 통해 추진화약을 빼거나 충전하는 공간이다.
3. 역사
전차용 HEAT탄은 2차 세계대전 이전에 독일군이 먼저 채용을 했다. 어느 거리든 일정하게 유지되는 관통력을 주목하여, 4호 전차의 단포신용 7,5cm KwK 37 전차포에 쓸 Gr.38 HL탄을 개발했다. 2차대전 중에는 티거 1 전차용 8,8cm KwK 36 전차포에는 Gr.39 HL탄을 만들었다. 정작 자체 시험과 실전에서는 이전에 개발했던 대전차화기보다 형편없는 관통력을 보여 주었다. 당황한 과학자들이 여러 실험을 통해 도출한 결과 강선이 탄을 회전시키는게 오히려 먼로-노이만 효과를 방해하는 것으로 밝혀졌다. 하지만 이걸 알았을 때 이미 전쟁은 끝나가고 있었고 이렇다 할 해결책도 만들지 못한 채로 전쟁이 끝났다.(...) 소련도 마찬가지로 대탄을 연구했지만, 전차용으로는 극소수만 썼다.| |
세계 최초의 대전차 고폭탄. 4호 전차 단포신 전차포 7,5cm KwK 37에 쓰는 1938년에 개발된 Hl.Gr.Patr. 38A 대탄.[5]
독일어 Hl.Gr 의 뜻풀이는 Hl, 은 Hollow(할로)의 약자, G는 Granate(폭탄)의 약자. Patr은 Patrone(탄약)의 약자. 38은 채택된 연도인 1938년, A는 기본형 혹은 개량형을 의미함. 영어로 직역하면, Model 38 Shaped Charge Shell 쯤 된다. 번역을 하면 38년식 성형작약포탄.
그리고 전후 미군은 다가오는 소련 등 차기 전쟁을 준비하기 위해 대구경 전차포를 만들려고 했지만 뜻대로 되지 않자[6] 성형작약탄에 주목하기 시작했다. 하지만 미군도 회전으로 인한 위력 저하를 알고 있었기에 골치 아파 했으나, 육군의 연구소에서 탄의 겉면에 베어링 띠(Obturator)를 개발해서 이 베어링 띠가 포탄대신 포신 내에서 회전하고, 탄두는 고정시키게 만들었다. 그리고 탄두 후방에 안정 날개를 다는 식으로 명중률과 사정거리 향상을 꾀했다. 안정 날개가 달렸으므로 HEAT-FS(날개안정 대전차 고폭탄) 라고도 한다. 그 즉시 바로 탄이 제작되어 M431이라는 제식 명칭까지 주어졌다. 그리고 회전이 안 걸리는 활강포에서 사용되어 날탄과 함께 최고의 전성기를 구가하게 되었다.
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하지만 관통력이 거리와 관계없어 위협적이긴 해도 관통력만 높을 뿐, 차량 내부에까지 피해를 입히는 2차효과는 상대적으로 떨어진다. 실제로 4차 중동전쟁 당시 이스라엘 전차가 HEAT탄 4발에 관통되고서도 자력으로 귀환한 예가 있는데, HEAT탄이 아니라 날탄 4발이었다면 수리가 아니라 내부가 파편지옥이 되어 승무원은 몰살당하고 재생[8] 처리를 했어야 할 가능성이 높다. 따라서 확실하게 파괴하는 데는 은근히 좋지 못하다는 것을 알 수 있다.
4. 장점
- 일단 맞히면 일정한 두께를 뚫는다. 입사각이 매우 나쁘면 그냥 겉에 구멍만 내고 실제적인 피해는 못주겠지만, 도탄의 위험이 높은 구식 철갑탄보다는 명중시 위력이 보장된다.
- 과관통 문제가 없기 때문에 소프트 스킨 차량을 상대로도 유효타를 먹일 수있다.
- 착탄지점에서 관통과 동시에 후폭풍이 발생하기 때문에 주변에도 어느 정도 폭압에 의한 피해를 입힐 수있다.
5. 단점
- 주력전차에 대한 명중이 반드시 격파를 보장하지는 못한다. 날탄의 파편주입효과도 없거니와 전차 주포나 보병용의 경우 헬파이어 미사일 등 장비에서 운용하는 미사일처럼 탄두 크기를 무식하게 키울수가 없다보니 관통력에 한계가 있어서 반드시 승무원이나 주포, 조준장치 혹은 엔진이 있을 부위를 정확히 맞추지 않는 이상 1발로는 무력화도 어렵다. 요즘은 군용 전투차량에 가솔린 엔진을 쓰지 않기 때문에 연료탱크를 맞춰봐야 오히려 메탈제트가 무력화될 뿐이고, 탄약고를 맞추면 유폭을 유도할 수있긴 한데 전차 설계자들도 바보가 아니라 (디젤)연료탱크로 탄약고 감싸기, 격벽 놓기, 버슬식 탄약고, 습식탄약고 등 대비책을 세운지 오래이다. 또한 복합장갑과 반응장갑에 대해 관통효율이 운동에너지탄보다 매우 떨어지기 때문에 탄두가 충분히 크거나 탠덤 탄두 등의 대응책을 가지지 않으면 전면장갑은 꿈도 못 꾸고 측면장갑 관통도 어려울 수 있으며, 관통하더라도 파편이 충분히 발생하지 않아 내부 승무원이나 장비를 무력화하지 못하고 반격받을 수도 있다.
- 성형작약탄 자체가 세장비를 늘려서 관통력/위력을 증대시킬 수 없고 그렇다고 원심력으로 메탈제트를 흐트려트리는 회전안정을 시킬 수도 없는데다 탄두형상도 공기역학적이지 못하다보니[9] 탄도가 상대적으로 불안정하다. 때문에 거리에 상관없이 위력이 일정하다는 장점이 반감된다. 옛 강선포 철갑탄 시절의 프랑스제 Obus G 특수탄은 탄두의 외피와 내피 사이에 베어링을 박아서 외피는 회전안정되면서 내피는 원심력이 없는 상태로 명중률 문제와 위력 문제를 모두 해결하는데 성공했었지만, 요즘은 그런 복잡한 탄을 쓰느니 그냥 캡을 씌운 탄을 쓰거나 날탄을 쓴다.
6. 오해
성형작약의 원리에 대한 오해로 인해 성향작약의 원리를 응용한 대전차 고폭탄에 대해서도 마찬가지로 잘못된 정보와 오해가 퍼져있는 경우가 있다.많은 사람들이 오해하는 것처럼 뜨거운 메탈제트가 차량 안을 불가마로 만든다거나 하는 일은 일어나지 않는다. 그래서 이런 방식을 사용한 무기로 전차를 잡을 때는 반드시 2~3발 이상의 탄을 일기에 집중해서 쏴야 확실히 잡을 수 있다.
물론 고온의 메탈제트가 탄약고나 연료 용기를 지나간다면야 유폭으로 내부가 불지옥이 되지만 내부 아무데나 맞으면 파손이나 그냥 불이 조금 나다가 말아버리며, 엔진이 항공유를 쓰는 가스터빈이나 경유를 쓰는 디젤 엔진이면 연료 용기가 오히려 메탈제트를 흡수하는 방호재가 되어버린다. 한마디로 1발에 포탄이 맞아 즉시 전차가 대폭발을 일으키는 럭키샷이 아니라면 닥치고 몇 발 더 날려주라는 이야기다.[10] 대탄으로 전차 폭발을 원한다면 위에 써 있는대로 탄약고를 노려야한다.
성형작약탄에서 폭발이 집중된다는 사실만 가지고 성형작약탄이 메탈제트를 뿜어내는 일종의 주사기나 로켓같다는 오해도 있으나, 이는 성형작약탄도 결국 폭약이 터지는 폭탄이라는 것을 간과한 것이다. 애초에 폭발로 인해 탄두 통도 터져나가기 때문에 폭발이 100% 집중되어 메탈제트 형성에 쓰이지 못하고 대부분이 주변으로 날아간다. 때문에 폭발의 일부가 집중되어 뿜어진다는 것을 제외하면 그냥 고폭탄과 동일하기 때문에 성형작약탄의 신관이 작동하면 주사기처럼 작약통이 그대로인 상태에서 메탈제트를 뿜어내는게 아니라, 작약통도 함께 폭발하면서 앞으로 메탈제트가 뿜어진다. 즉 100% 폭발이 주변으로 영향을 주는 고폭탄 만큼은 아니어도 여전히 근접 피해를 입힐 수 있다.
7. 평가
전반적으로 살펴볼 때 보병이 휴대하며 운용할 수 있을 정도로 편리하며 발사장치에 큰 투자를 할 필요가 없고(운동에너지로 관통을 하는 것이 아니므로 탄속을 극단적으로 높일 필요가 없음)성능 또한 최고의 대전차수단은 아니지만 충분한 위력을 갖추고 있다. 위력의 증대 또한 운동에너지를 기반으로 하는 탄종보다 용이하다.사실상 주력 전차포들이 발사하는 것을 상정한다면 날탄보다 절대적인 성능은 떨어지므로 주요 목표를 일격에 파괴하는 것은 아니고, 반응장갑 및 공간장갑과 같은 여러 대책들에 취약한 경우도 많다. 그래도 전차급이 아닌 목표에 대해서는 여전히 유효한 타격수단이며 보병에 대해서도 어느 정도의 효과를 보장한다는 점에서 날탄만 고집할 수는 없다. 특히 날탄의 경우 경장갑차나 아예 비장갑차량 등 소프트 스킨 차량은 아예 아무 피해도 못주고 그냥 관통해버릴 수 있기 때문에 HEAT탄은 전차포에서도 여전히 중요한 탄종이다. 그래서 어떤 적을 마주칠 지 알기 힘든 전차는 전투 투입시 초탄으로 대부분 대전차고폭탄을 장전한다. 또한 전차포 외의 대전차 무기, 즉 무반동총이나 대전차 로켓, 대전차 미사일 등은 HEAT외에는 대안이 없다.[11]
메탈제트 형성을 위한 금속 라이너가 들어가는 내부 구조상 고깔 라이너 앞과 탄두 신관 사이는 채울 수 없는 빈 공간이기에 작약량이 자연스럽게 줄어들어서 다른 고폭탄/유탄 탄종보다는 폭발력이 떨어진다. 본질적으로 HEAT는 전차포용 120mm 쯤 되어도 깔대기형 라이너 구조 때문에 작약이 1kg 미만 들어가는 반면 통짜 플라스틱 폭약 덩어리인 120mm 구경 점착유탄은 작약량이 3kg 급은 된다.
허나 여전히 폭발물이 들어가고 작약 양이 일반 고폭탄이나 유탄보다 적다고 하더라도, 대전차미사일이나 전차포탄용 HEAT는 물론 비교적 가벼운 대전차로켓 탄두 정도만 되어도 폭발 시 주변의 인명 살상에는 문제가 없는 수준이다. 실전에서도 효율 문제 때문에 굳이 일반 고폭탄으로도 가능한 폭발 방사 피해를 입히는데 성형작약탄을 쓰지 않는 것이나, 급한 경우라면 급한대로 사용하는것이다. 그리고 작약이 비교적 적어서 폭발력이 낮은건 애초에 메탈제트를 형성하는게 주된 목적인 만큼, 대전차 용도로 쓰는게 아니면 일반 고폭탄을 대신 쓰면 되기에 큰 문제는 아니다.
[1] 중국의 전차 모에화 게임인 강철의 왈츠에서는 처음에 HEAT탄으로 불리다가 2015년 12월 패치때 대전차유탄으로 변경했다.[2] 다만 둘 다 그다지 큰 이득을 보지는 못했다. 그나마 흡착지뢰는 붙이는 데 성공하기만 하면 한 방에 전차를 날려 버리는 것도 가능했기에 시야의 사각이 많은 시가전 등에서는 그럭저럭 효과가 있었지만 그래도 전차에 근접해야 하는 위험성 때문에 결국 판처파우스트의 등장 이후 사라졌고, 자돌폭뢰는 찌르는 즉시 터져서 사용자까지 폭발에 휩쓸리는 자폭 병기였다. 게다가 당시 일본군의 공업수준 때문에 찔러도 불발되거나 정상적인 폭발력이 나오지 않는 경우도 있었다. 이러면 폭발에선 살아남을 수 있었지만 상식적으로 전차를 호위병력 없이 보내는 일은 없으므로 사용자가 죽을 확률은 여전히 높았다.[3] 관통에 들어가는 에너지는 30% 남짓.[4] 단, 포구를 떠난 즉시 폐쇄링은 분리되고, 공기와 바람의 영향을 받아 대탄은 회전하게 된다.[5] 사진은 1:1 크기의 모형품.[6] 프로토타입인 T34와 채용된M103에 사용되는 120mm 포탄만 보아도 분리식 탄피를 하나로 합쳤을 때 전장이 거의 사람만하기 때문에 포 후미가 비대해지고 장전수가 둘 이상 달라붙어야 했다.[7] 사진 출처 : R.P.Hunnicutt - Sheridan : A History of the American Light Tank Volume 2. Presidio 1995[8] 폐처리되어야 할 장비에서 그나마 멀쩡한 부품을 유용해서 망가진 부품만 갈아끼운 다음에 새 장비로 등록하는 것.리퍼비시 정비부대 및 군지사 정비반마저 GG를 친 장비를 국군종합정비창 정도의 플랜트로 보내서 거치는 과정이다. 재생 작업에 들어가는 순간 원래 장비의 등록을 말소하고 재생으로 나온 장비는 새 장비로 등록되는 것을 보면 매우 극단적으로 망가진 장비 취급을 받는 것과 같다.[9] 이는 탄두에 캡을 씌우는 등으로 해결이 가능하다.[10] 대부분의 보병용 대전차화기는 한 발만 쏴도 후폭풍이 흙먼지를 피워올려 사수의 위치를 노출시키기 때문에 90mm 무반동포 주특기 훈련에서도 한번에 명중시키지 못했을 경우, 무조건 흩어져 달아나도록 가르치고 있다. 그리고 작전 교리상으로도 무반동포나 대전차화기 소대가 초탄을 발사한 뒤의 생존률은 거의 기대하지 않는 수준이어서, 이들 병기의 운용 담당은 별다른 임무를 맡기지 않고 발사 후 일단 원대로 복귀하도록 한다.[11] 대전차 미사일의 경우 EFP라는 대체제가 있으나, EFP는 생성되는 탄자 질량에 비해 관통력이 낮기 때문에 주로 얇은 천장 장갑을 노리는 탑어택 미사일에 사용된다. 이 경우에도 주된 탄두는 HEAT이다.