포탄

155mm 포탄 및 신관, 장약 등을 포함한 구성품

포탄(砲彈, 영어: Shell) 또는 포환(砲丸)은 포병이 화포를 통해 발사하는 발사체를 의미한다. 대부분 인마살상을 목표로 강력한 폭압과 파편을 날리는 일종의 폭탄이라고도 할 수 있다.

역사

포탄의 역사는 인간이 화약무기를 사용하기 시작하면서 함께 시작된다. 다만 이 시기의 화포는 사석포가 주종으로 여기서 발사되는 포탄은 특별한 폭발력이 없는 단순한 돌덩어리나 쇳덩어로 만들어진 것으로 화약의 폭발력을 포탄의 운동 에너지로 전환하여 여기서 발생하는 충격을 통한 공격을 하는 방식이었다.

이러한 단순한 돌덩어리와 다를바 없던 포탄은 신관(信管)의 발명에 의해 급격하게 변화하게 된다. 일반적으로 포탄은 포신을 통해 발사되는 탄두를 의미하나, 현대로 넘어오면서 다연장 로켓포와 같은 비포신 무기도 포병의 장비에 속하게 되나 발사방식에 큰 차이가 발생하는 관계로 포탄이라 부르지 않고 로켓이라 칭한다.

구성

신관

포탄의 탄두가 터지도록 고안된 소형 폭발물이며 신관의 구조에 따라 전기식, 기계식으로 나뉜다. 현대의 포탄은 안전을 위해서 대부분 탄두와 신관이 분리되어 있으며, 실사격시 상부에서 하달된 사격제원에 따라 각 포대는 임무에 알맞는 신관을 탄두에 결합시킨 후 화포에 장전한다. 신관의 종류는 매우 다양하며, 대표적인 종류는 다음과 같다.

순발신관

흔히 말하는 충격신관 또는 착발신관. 신관에 설정된 이상의 압력이나 충격이 가해지면 탄두를 기폭시킨다. 즉 포탄이 발사되고 땅이나 다른 물체에 부딪히면서 탄두에 결합된 순발신관이 작동하는 간단한 원리이며 대부분 포병사격은 순발신관을 활용한다. 제작단가도 낮아 보급이 용이하다.

지연신관

신관에 설정된 압력 이상의 충격이 가해지면 약간의 지연시간이 흐른 후 기폭시킨다. 충격 즉시 터지지 않으므로 포탄이 건물 외벽을 관통하고 내부에서 폭발하여 위력을 극대화하는 등의 용도로 사용한다. 물론 음속의 몇배로 낙하하는 포탄의 특성상 단 2~3초의 지연시간 동안 탄이 엉뚱한 방향으로 수십~수백 미터 이상을 튕겨나가 의도한 효력을 발휘하지 못하는 상황이 벌어질 수 있다.

시한신관

포탄이 발사된 직후부터 신관에 설정된 시간이 흐른 후에 자동으로 기폭한다. 지연신관은 충격을 받고 약간의 시간이 흐르는 것이라면, 시한신관은 쉽게 말해서 시한폭탄을 발사한다고 생각하면 편하다. 정확한 사격제원이 산출된다면 충분히 포탄에 시한신관을 결합하여 적군의 머리 위에서 기폭시켜 참호안에 바짝 엎드린 적군들을 몰살시킬 수 있다. 또한 양차 대전간 사용된 대공포의 경우 시한신관을 많이 사용한 편이다.

근접신관

신관 주변에 어떠한 물체가 감지되면 즉시 기폭시킨다. 물론 포탄에 적용되는 경우에는 아군의 피해를 방지하기 위하여 포신에서 발사된 이후 회전력 등을 고려하여 일정 시간이 흐른 후에 신관이 활성화된다. 주로 대공포탄에 사용되는 신관이다.

탄두

실질적인 폭발력을 발휘하는 포탄의 몸통이다. 물론 탄두도 목적에 따라 인마살상부터 조명이나 연막 등 비살상 용도까지 매우 다양하다. 포병의 사격은 대부분 인마살상을 목표로 하므로 탄두 안에는 고성능 폭약이 가득 충전된 경우가 대부분이며, 155mm 포탄 기준으로 일반적인 고폭탄 탄두 중량은 보통 40Kg 가량이다. 탄두 또한 매우 다양하며 대표적인 종류는 다음과 같다.

고폭탄(HE)

강력한 폭압과 폭풍 및 파편으로 155mm 기준 반경 약 50m 면적의 살상범위를 자랑한다. 가장 대표적인 탄두이며 대부분의 포병 사격은 고폭탄을 활용한다.

공중폭발탄(HEAB)

포탄이 지면에 착지하기 전 공중에서 폭파하여 살상효과를 극대화한 탄두이다. 일반적인 고폭탄에 시한신관이나 지연신관을 정교하게 세팅하면 공중폭발 효과를 발휘할 수 있다.

로켓보조추진탄(RAP)

포탄 내부에 일종의 로켓 부스터를 장착하여 사거리를 증대시킨다. 로켓 추진체를 넣어야 하므로 그만큼 탄두에서 고폭탄 비율이 낮아져서 일반적으로 랩탄은 화력이 일반 고폭탄 대비 상당히 감소한다.

항력감소탄(BB)

랩탄과 다르게 탄두 후면에 지속적으로 연소하면서 가스를 생성하는 물질이 충전되있다. 발사 후 랩탄은 로켓부스터를 점화시켜 추가적인 추진력을 얻는다면, 항력감소탄은 발사 후 탄두 후미에 발생하는 와류로 인해 탄속이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 와류가 발생하는 공간 자체를 연소가스로 채워버리면서 와류를 방지, 탄두의 비행속도를 유지시켜 결과적으로 사거리가 증가한다. 랩탄이 탄두의 위력을 감소시키고 로켓 부스터를 넣은것과 다르게 항력감소탄은 공간을 많이 차지하는 부스터가 필요치 않으므로 포탄의 위력은 크게 변화하지 않는다는 장점을 가진다. K9 자주곡사포의 주력 포탄이며, K55A1 자주곡사포도 개량을 거쳐 항력감소탄 사용이 가능해졌다. 일반탄 대비 항력감소탄은 약 30% 정도 사거리가 늘어난다.

이중목적고폭탄(DPICM)

포탄 내부에 자탄을 다수 장전하고, 공중에서 자탄이 분리된 이후 낙하하면서 인마살상은 물론이고 전차나 장갑차의 취약부위인 상부를 타격하도록 고안된 특수탄이다. 특히 다연장 로켓포는 이러한 자탄을 수백개 단위로 뿌려버릴 수 있어서 주력 탄종으로 활용한다.

점착유탄(HESH)

전차포나 공병용의 파괴포 등에 쓰이는 탄종으로, 수지를 배합한 폭약을 충진한 탄두이다. 통상적인 고폭탄과 달리 장갑재나 콘크리트 등 구조물에 점착하여 폭발하는 구조로 만들어져 있어, 내부 박리효과를 기대할 수 있다. 영국군이 전차에 대전차고폭탄 대신 사용하였다.

대전차고폭탄(HEAT)

고폭탄이지만 탄체 전면에 금속제 라이너등을 넣어 먼로 효과를 일으켜(흔히 메탈제트라고 부르는 화학효과) 장갑판 등을 관통할 수 있게 만든 탄두이다. 포탄 외에도 대전차 미사일이나 로켓, 지뢰에도 널리 사용되고 있다. 포병용의 포탄 보다는 박격포나 전차포 등에 주로 사용되고 있으며, 근래에는 통상적인 인마살상용으로 사용할 수 있도록 개량된 다목적탄(HEAT-MP)등이 사용되고 있다.

철갑탄(AP)

장갑의 관통을 주 목적으로 하는 탄두로, 대개 단단한 금속질로 된 탄체가 질량의 대부분을 차지하며 자체의 운동에너지에 그 파괴력을 의존한다. 전차포 등에 쓰이는 소구경의 포탄에서는 금속제 탄체로만 구성되지만, 구시대의 함포 등 대구경의 포탄에서는 안에 폭약이 더 충진되어 쓰이기도 한다. 그 설계에 따라서 세부 탄종이 다양하게 갈린다. 날개안정분리철갑탄은 관통력에 모든것을 쏟아부은 전차포탄이다.

백린탄(WP)

백린(White Phosphorus)을 주된 작용기제로 한 탄두로, 연막치장과 함께 소이효과가 나온다. 비인도적인 무기로 지탄받고 있기도 하다. 백린은 상온에서 액체상태이기 때문에, 신관 장입구 등으로 새지 않도록 포탄을 세워서 보관한다.

지뢰살포탄(family of scatterable mines, FASCAM)

단시간에 넓은 지뢰지대를 구축하기 위하여 포병이 발사하는 지뢰로 볼 수 있다. 탄두에 작약 대신 지뢰를 채워넣은 형태로 지면에 닿기 전에 살포하여 적의 기동을 방해한다. 확산탄 금지 조약에 걸리는 물건이지만 조약에 사인 안 했다는 이유로 신나게 찍어냈다.

연막탄

포병의 연막탄은 넓은 범위에 신속한 연막 차장이 요구될 경우 사용된다. 적린같은 연소기제를 사용하며 흑연같은 부가적인 물질을 혼합하여 적외선 차폐효과도 노릴 수 있다. 전차나 장갑차에서 발사하는 연막탄은 보통 색상이 짙은 황토색인데 여기에는 적외선 차폐효과를 발휘하는 물질을 혼합하여 적군의 적외선 관측장비로부터 일시적인 교란효과를 발휘할 수 있다. 또한 아군 공군의 공습을 요청하거나 보급품, 헬리콥터 착륙 지점을 표시할 목적으로 미리 약속된 색상의 연기가 나오는 연막탄도 존재한다.

조명탄

공중에서 천천히 낙하는 조명체를 발사한다.

뇌관

포탄의 뇌관은 주로 장약의 연소를 목적으로 사용된다. 105mm나 전차포탄은 탄피에 뇌관이 결합된 형태가 존재하나, 155mm 급 이상은 탄두의 무게만해도 엄청나기 때문에 별도로 추진력을 발휘하는 장약을 장전하는 방식이 일반적이다. 그래서 견인포든 자주포든 신관을 결합한 탄두를 밀어넣고, 사거리에 따라 적절한 장약을 쑤셔넣고 폐쇄기를 닫고나서 손가락 길이의 얇은 금속 심지처럼 생신 뇌관을 꽂은 후 격발한다. 즉 뇌관이 터지면서 장약에 불을 붙이고, 장약은 순식간에 연소하면서 엄청난 압력의 가스를 생성하여 포탄을 밀어낸다.

장약

포탄을 밀어내는 강력한 추진체이며 추진장약이라고도 부른다. 사격제원에 따라 사거리를 충족시킬 수 있도록 알맞는 치수의 장약을 장전한다. 전차포탄이나 구경이 작은 포탄은 탄피 내부에 장약이 충전되어있고, 155mm 이상 대구경 포탄은 별도로 장약을 장전한다. 보통 장약을 일정한 단위로 묶어서 1호부터 7호같은 명칭을 부여하여 사거리에 따라 장약을 선택하여 집어넣는다. 녹색, 백색, 적색 등으로 구분되어 장약의 연소특성이 다르며, 대부분 발사와 동시에 장약 외피가 사라지는 연소성 탄피를 적용한다. 장약 자체로는 위력이 발휘되지 않으나, 불을 붙이면 엄청난 고열과 화려한 불꽃을 내뿜기 때문에 가끔 실탄사격 훈련 후 남은 장약을 모아서 캠프 파이어 이벤트를 보여주기도 한다.