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능동파괴체계의 대응탄 및 파편의 형태

apfsds-t 회원님 글

능동파괴체계는 위협체를 충격 전에 파괴하는 형태의 능동방호체계의 일부로 대응탄을 투사하여 위협체를 파괴하기에 유리한 형태의 대응탄과 파편형태를 지향하게 된다.

조정된 파편

일반적으로 고폭탄 혹은 유탄으로 불리우는 폭발성 탄약은 탄체 내부에 폭약을 충진한 형태로 폭약의 폭발시 파괴된 탄체는 파편의 형태로 표적의 파괴를 수행한다. 이러한 과정으로 발생한 파편은 파편의 질량, 형상, 속도, 분포범위 등을 제어하기 어려우며 위협체의 파괴 및 저지에 높은 효과를 위해 파편의 특성을 제어할 필요가 있다. 대응탄 탄두 및 파편은 인접 차량 및 병력에 대한 피해를 최소화하고 정확한 파괴를 위해 조정된 파편의 형태를 가지게 된다.

성형파편 (Pre-shaped Fragment)

성형파편은 조정된 파편의 대표적인 예로 실린더 형태의 탄체를 가지며 탄체의 내측면은 파편의 질량과 형태를 제어할 수 있도록 성형된다. 적정 파편의 질량과 수량, 형상을 사전에 설정하고 폭발 시 파편 자체의 파괴나 파편 간의 상호간접을 피할 수 있도록 파편 사이의 명확한 경계선을 가지도록 성형된다.

파편의 형상은 목적에 따라 다르나 통상적으로 정사각형 혹은 직육면체의 형상을 가지게 되며, 탄체의 내측면에 격자형의 홈을 파넣거나 경계선에 대한 고의적인 약화 또는 경화를 통해 폭발시 경계선이 인장되지 않고 파쇄되도록 돕는다.

성형파편은 실린더 전방면 만을 성형파편화한 전방형과 실린더 몸통 전체를 성형파편화한 원통형이 있으며, 전방형 성형파편은 제한적이나마 지향성을 가질 수 있으며 현재 전방형은 독일의 AWISS의 대응탄 탄체, 원통형은 우크라이나의 Zaslon의 대응탄 탄체 등에 적용되고 있다.

볼 베어링 (Ball Bearing)

볼 베어링은 성형파편과 마찬가지로 조정된 파편의 일종으로 탄체 내부에 작약과 함께 강구[鋼球]를 충진한 형태로 앞서 언급한 성형파편이 파편 발생 간 파편의 부조화가 발생할 수 있는데 반해 볼베어링 방식은 이미 파편형성과정을 거친 상태이기 때문에 사전에 고려된 파편의 형태를 거의 그대로 유지하며 비산하게 된다.

하지만 전방형 성형파편이 제한적이나마 지향성을 유지할 수 있는데 반해 볼베어링 방식은 파편 비산시 지향성을 가지기 힘들며, 대응탄 폭발시 인접차량이나 병력들에 대한 2차적인 피해의 발생률이 상대적으로 높다.

*과거 강구[鋼球]는 ‘Steel Ball’의 의미를 띄었지만 현재는 강구[强球], 즉 강체로 구성된 구를 의미하며 높은 질량과 파괴효과를 위해 텅스텐을 소재로 제작되어진다. 현재 텅스텐 볼베어링 방식은 러시아의 Arena 체계의 대응탄에 적용되고 있다.

다중 폭발형성관통자(M-EFP : Multi-Explosively Formed Penetrator)

M-EFP는 소형 EFP를 탄두 내에 배치한 형태로 이 역시 조정된 파편의 일부에 포함될 수 있다.

EFP는 장갑관통을 목적으로 한 것으로 반구형 혹은 원판형 라이너를 가지며, 작약의 기폭시 고속으로 사출된 라이너는 원뿔형으로 변형되어 표적에 충격한다. 라이너의 형상에 따라 비행 속도에 차이를 보이지만 작게는 2,000m/s에서 크게는 4,500m/s의 속도를 가지며 변형된 라이너 그 자체가 운동에너지탄의 관통자와 유사한 역할을 하게 되어 현재 대전차지뢰와 대전차유도탄, 자탄 등에 적용되고 있다.

M-EFP는 이러한 EFP를 응용한 것으로 대형의 단일 라이너 대신 소형의 라이너를 다수 배치하여 넓은 면적에 대해 타격이 가능한 형태를 띄고 있다. 작약의 기폭과 함께 다수의 라이너가 전방을 향해 방사형으로 방출되며 원형인 EFP가 장갑관통을 목적으로 하고 있어 지향성이 크고, 높은 파괴률을 보인다.

M-EFP는 앞서 언급한 파편의 형태 중 가장 높은 지향성과 파괴률을 보이고 있으며, 현재 이스라엘의 Trophy 체계의 대응탄에 적용되고 있다.

*마지막은 M-EFP를 이용한 그림그리기(!)입니다. 파편의 분포의 제어와 지향성을 어느 정도 가늠할 수 있는 사례 중 하나입니다. 좌측이 사전 시뮬레이션 결과, 우측이 실제 실험에서의 파편분포입니다.