| 소총 사격의 간략화된 탄도. |
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1. 개요
탄도학(彈道學, ballistics)은 탄환, 포탄, 로켓 또는 미사일 등 비상체의 발사, 비행, 도달에 관한 일련의 발사체 운동을 연구하는 과학으로, 물리학의 하위 학문이다. 좁게는 사격의 정밀도, 포격 궤도를 조율하는 일에서 넓게는 원거리 무기의 투사에 대한 병기공학 전반이나 대기권 밖에서의 로켓 이동 같은 것까지 포함하는 개념이다.대개 4가지 하위 분류로 세분화된다.
- 강내 탄도학(Internal ballistics) : 탄환이 포신 내에 존재하는 상태에 대한 분야.
- 전이(포구; 과도) 탄도학(Transition ballistics, intermediate ballistics) : 발사구로부터 튀어나가는 순간에 대한 분야.
- 강외 탄도학(External ballistics) : 포물선을 그리며 공간을 비행하고 있는 동안에 대한 분야.
- 최종(종말) 탄도학(Terminal ballistics) : 물체에 충돌하여 운동 에너지가 대상을 파괴하는 단계에 대한 분야.
2. 역사
탄도 무기는 인간이 돌을 던지는 것을 깨닫게 된 이후로 자연스럽게 탄생했다. 그리고 이러한 탄도무기를 어떻게든 멀리, 정확하게 던지기 위한 연구역시 꾸준히 있어왔고 이는 투척물과 발사기구의 발전으로 이어진다. 최초의 화약무기인 당나라의 비화나 사석포만 해도 불안정한 탄도를 극복하고 어떻게든 정확하게 쏘아 맞히려는 시도가 있었다. 14세기 즈음에는 화포의 소형화가 진행되면서 초기의 조잡한 실험도구 같던 모습에서 점차 인체공학적인 구조로 발달했는데, 개머리판이 생겨 보다 견착하기 쉬워졌고 쇠뇌에서 조준기를 따 왔다.근대적인 탄도학 혁명은 1498년 강선(rifling)의 발명으로 시작되었다. 이전의 총들은 격발 시 총열 내부에 불안정한 기류가 생겨 총알이 총열 내벽과 충돌하면서 발사되었고, 따라서 원거리 사격 시의 불규칙한 탄도를 제어하기가 어려웠다. 그래서 총열 내부에 나선형의 홈을 파는 것으로, 격발 시 홈을 따라 총알이 일정하게 회전하며 나아가게 하는 것이 강선의 원리이다. 이때 관성 모멘트로 인해 탄도가 안정된 선을 그리게 된다. 16세기 중엽에 들어서면 너도나도 총포에 강선을 새기기 시작했으며, 특히 이탈리아와 독일 지방에서 체계적으로 연구되었다. 강선의 발전 이후 라이플이 본격적으로 전선을 지배하게 되었고 이는 당시 쇠퇴하던 기사의 몰락에 종지부를 찍었다. 또 당시 때마침 대항해시대 붐이 개막하면서 유럽 각 열강들은 대포를 가득 실은 범선을 세계 각지로 출항시켰으며, 잦은 함포전으로 쌓인 노하우가 탄도학의 발전에 큰 기여를 했다.
17세기에는 망원조준경이 발명되어 원거리 저격의 개념이 등장했으며, 19세기에 이르러 후장식 소총과 탄피 개념이 등장하여 안정된 자세의 사격이 가능해졌다. 이후 탄도학은 보다 복잡한 과학의 영역에 들어서게 되었는데, 최초의 컴퓨터로 널리 알려진 에니악도 탄도 계산을 위해 제작된 물건.