밀리터리·통일

120mm 자주박격포 도입의 타당성

지리산자연인 2006. 1. 4. 20:57
120mm 자주박격포 도입의 타당성 및 대전차 병기 관통력 비교, 박격포 관련 홍보자료

사거리
60mm  박격포 3490m
81mm  박격포 6350m
107mm 박격포 5650m
120mm 박격포 8~10km(로켓추진시 13km)

살상범위
81mm 박격포 635
107mm 박격포 552
120mm 박격포 1055

...(먼산)

일단 100마디 말보다 효과적인 표 하나지요?

또 그것이 대전차전에 사용되었을 때...

120mm 박격포탄 700~800mm(Strix탄의 경우 756mm 더군다나 8km 탑어택, 1km 직사 양쪽의 공격 가능)
120mm 전차포탄 600~650mm
105mm 전차포탄 380~450mm
90mm 전차포탄 330~350mm

참고로 대전차 화기
90mm무반동총 305mm        
m72LAW 305mm
106mm무반동총 424mm        
TOW 550 mm
PZF-3 700mm  
METIS-M 800mm  

차기 보병전투차 40mm 중구경 기관포 - 날개안정철갑탄(장갑관통력 130mm),

이중목적고폭탄 장갑관통력 90~130mm

155mm 곡사포         이중목적고폭탄        88개        
155mm 곡사포         항력감속 이중목적고폭탄        49개        
70mm 로켓탄        MPSM(다목적 분산탄)        9개        
227mm 로켓탄        MLRS탄        644개        
227mm 로켓탄        MLRS-ER탄        518개        

130mm 로켓탄의 이중목적 고폭탄화에 대하여....

2.75"     로켓탄 탄두 3.95kg(9개)
227mm 로켓탄 탄두 168kg(644개) 128kg(518개)이니...
130mm 로켓탄는 탄두가 21kg이니 40~80개 가량의 이중목적탄두를 탑제한 로켓으로 개량이 가능할 것(아니 반드시 해야 함)


박격포의 이론적 최대 사거리

박격포는 아음속으로 발사됨

포구속도 310mps 발사각 45도 일때 9.8km(자세한건 이론은 첨부 표 참고)

해외 박격포들의 13km 사거리 달성은 보조로켓탄이기 때문

초음속으로 발사 될때의 문제점은

1. 약실 압력에 견디기 위해 탄체 두깨 증가(폭약의 감소)

2. 초음속 충격파에 안정화 하기 위해서 박격포탄 크기의 증가와 변경이 필요함

3. 약실 압력에 견디기 위해서 박격포 자체 중량의 증가

박격포 / 야포 살상범위 비교

구분         탄종        지상폭팔(m2)        2m상공폭팔(m2)        
81mm박격포        FA32        370        430        
81mm박격포        M57D        450        620        
81mm박격포        M61        635        830        
4.2인치박격포        M329        552        838        
120mm박격포        M44V1        720        1244        
120mm박격포        M44V2        1055        1588        
120mm박격포        PR14        818        1117        
120mm박격포        PRPA        899        1326        
105mm곡사포        HE M1        415        650        
155mm곡사포        HE M107        500        816        

박격포 탄종별 제원 비교

        탄종        전장        중량        탄속        사거리        장약         
60mm 박격포탄        HE KM49A4        294.8mm        1.47kg        157mps        1814m        Filler COMP-B(KM49A4)         
60mm 박격포탄        TP KM50A3        294.8mm        1.43kg        157mps        1814m        비활성(KM50A3)        
60mm 박격포탄        HE K207        373.6mm        1.77kg        241mps        3490m        Filler COMP-B         
81mm 박격포탄        HE KM374        529.3mm        4.24kg        264mps        4500m        Filler COMP-B(KM374)         
81mm 박격포탄        TP K240        529.3mm        4.17kg        264mps        4500m        비활성(K240)        
81mm 박격포탄        HE K247        529.5mm        4.25kg         320mps        6350m        Filler COMP-B         
4.2인치 박격포탄        HE KM329A1        655mm        12.28kg        299mps        5650m        Filler TNT         
4.2인치 박격포탄        ILL KM335A2        652.5mm        11.79kg        305mps        5490m        Filler 조명제         



60MM 박격포탄
고폭탄 HE. KM49A4 | 연습탄 TP, KM50A3
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  KM49A4: 1.47kg KM50A3: 1.43kg
전장/Length 294.8mm
충진물/Filler COMP-B(KM49A4). 비활성(KM50A3)
추진장약/Propellant CHG. KM181
뇌관결합체/Primer KM32
신관/Fuze PD KM525
최대사거리/Range, Max 1,814m
탄속/Muzzle Velocity 157mps
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
12지환통/목상자
포장당 중량/Weight 28.85kg(KM9A4) 26.90kg(KM50A3)
탄약재고번호/DODIC ▷1310-00-935-9130 KB632 (KM49A4) ▷1310-00-935-9139 KB634 (KM50A3)
적용화기/WEAPON ▷M2, M19 MORTAR

60MM 박격포탄 신형
신형고폭탄 HE. K207
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  1.77kg
전장/Length 373.6mm
충진물/Filler COMP-B
추진장약/Propellant CHG. K672
점화약통/Ignition CTG. K1
신관/Fuze PD K510, MP K584
최대사거리/Range, Max 3,490m
탄속/Muzzle Velocity 241mps
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
9지환통/목상자
포장당 중량/Weight 27.1kg
탄약재고번호/DODIC ▷1310-37-290-5016 KB01(PDK510QN) ▷1310-37-290-5011 KB02 (MP K584부)
적용화기/WEAPON ▷M19, M181, M224 MORTAR

81MM 박격포탄
고폭탄 HE. KM374 | 연습탄 TP, K240
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  KM374 : 4.24kg  K240 : 4.17kg
전장/Length 529.3mm
충진물/Filler COMP-B(KM374), 비활성(K240)
추진제/Propellant CHG. KM90
뇌관결합체/Primer KM71A2
신관/Fuze PDKM526
최대사거리/Range, Max 4,500m
탄속/Muzzle Velocity 264mps
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
3지환통/목상자
포장당 중량/Weight 24.5kg
탄약재고번호/DODIC ▷1310-00-935-6012 KC256 (KM374) ▷1315-37-291-0003 KC227 (K240)
적용화기/WEAPON ▷M1, M29, M29A1 MORTAR

81MM 박격포용 신형 고폭탄
신형고폭탄 HE. K247
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  4.25kg
전장/Length 529.5mm
충진물/Filler COMP-B
추진장약/Propellant CHG. KM10
점화약통/Ignition CTG. K2
신관/Fuze PD K516, MP589
날개결합체/Fin Ass'y KM149
최대사거리/Range, Max 6,350m
탄속/Muzzle Velocity 320mps
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
3지환통/목상자
포장당 중량/Weight 25kg
탄약재고번호/DODIC ▷1315-37-504-3908 KC26 (PD K516부) ▷1315-37-506-3426 KC34 (MP K589부)
적용화기/WEAPON ▷M1, M29, M29A1, K8 MORTAR

4.2인치 박격포탄
고폭탄 HE. KM329A1
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  12.28kg
전장/Length 655mm
충진물/Filler TNT
추진장약/Propellant CHG. KM36A1
점화약통결합체/lgnition CHG. KM2A2
신관/Fuze PD KM557
최대사거리/Range, Max 5,650m
탄속/Muzzle Velocity 299mps
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
2지환통/목상자
포장당 중량/Weight 38.85kg
탄약재고번호/DODIC ▷1315-00-965-0847 KC704(W/F)▷1315-00-723-5724 KC705(W/O.F)
적용화기/WEAPON ▷M2, M30 MORTAR

4.2인치 박격포용 조명탄

조명탄 ILL, KM335A2
완성탄 제원/TECHNICAL DATA
중량/Weight  11.79kg
전장/Length 652.5mm
충진물/Filler 조명제
추진장약/Propellant CHG. KM36A1
점화약통결합체/lgnition CHG. KM2A2
신관/Fuze MT KM565
최대사거리/Range, Max 5,490m
탄속/Muzzle Velocity 305mps
조명시간/Burning Time 60초
조명광도/Candle Power 850,000촉광
포장제원/PACKING METHOD
포장발수/Packing  1발/지환통
2지환통/목상자
포장당 중량/Weight 38.5kg
탄약재고번호/DODIC ▷1315-00-935-9212 KC706
적용화기/WEAPON ▷M2, M30 MORTAR


박격포는 어떻게 구성되며, 발사과정은 어떻게 되는가?

박격포는 크게 포신, 포다리, 포판으로 구성되어있다.  
여기서 포신은 실제 탄을 넣고 발사하는 기구이고, 포다리는 포신을 사격방향으로 지지하는 역할을 하며, 포판은 발사시 충격력을 지면에 전달, 흡수케하는 역할을 한다.  

박격포탄의 추진에는 매우 간단한 원리가 적용된다.  
박격포의 발사작용을 세가지로 요약해 설명하면
- 첫째, 장전작용 (그림 ①)으로 박격포탄의 후미(추진장약이 결합된 부분)를 아래로 향하게 하여 포탄을 포구에 넣은 다음 포강내부로 낙하 시킨다.  
  - 둘째는 격발작용(그림 ②, ③)으로, 포강 내부로 낙하된 포탄이 자체 중량에 의하여 포강 하단부로 내려가서 충격식뇌관이 포강하부의 공이에 부딪침으로써 폭발하여 점화약통을 점화하고, 외부로 뚫린 구멍을 통해 추진장약을 점화하게 된다.  
- 마지막 단계는 발사작용(그림 ④)으로 추진장약의 연소에 의해 생긴   높은 압력의 가스 힘으로 포탄이 발사되어 포구를 떠나 비행에 들어가는 단계이다




박격포탄의 살상범위가 포탄보다 넓다는대 그 이유는 무엇인가?

박격포는 재래식 화포에 비해 구조가 단순하고 운용이 간편하다. 따라서 제작비용이 저렴하고 유지 보수가 용이하기 때문에 일반 보병부대에서 쉽게 운용할 수 있어 보병들이 화력지원 능력을 손쉽게 확보할 수 있다. 그밖에도 포구장전 방식을 사용함으로써 빠른 발사속도를 얻을 수 있고, 고사각 탄도 특성을 이용하여 고지 후방이나 참호에 대한 효과적인 공격을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 이러한 박격포의 고각사격으로 인한 살상 효과는 야포보다 우수하다.  
  
우선 상대적으로 낮은 사격압력 때문에 박격포탄은 일반 포병탄보다 탄체의 두께를 더 얇게 설계할 수 있어서 폭발시 파편이 더 많이 생기도록 설계할 수 있는 잇점이 있다.


또한 아래 그림에서와 같이, 박격포탄은 땅에 떨어질 때 수직에 가까운 각도를 이루게 되어 파편의 비산이 거의 원모양을 형성하기 때문에 그 피해효과가 더욱 크다.  



반면에 낮은 각도로 떨어지는 포병탄은 파편의 비산 모습이 완전한 원을 이루지 못하고 하트 모양을 하게되며, 파편 자체도 지면으로 흡수되어 손실되는 파편이 많기 때문에 피해율을 떨어뜨린다.  

오른쪽 표는 이와같은 살상효과의 차이를 단적으로 보여주는 예로써, 구경대 살상범위를 비교했을 때 야포보다 박격포의 살상범위가 더 넓은 것을 알 수 있다.



박격포탄이 발사될 때 포열내에서의 가스의 밀폐는 어떻게 이뤄질까?

박격포탄이 포신에 장전될 때 포탄 주위에는 공기가 통할 정도의 간격이 있어야 한다. 만약 탄의 외경과 포열의 내경 사이에 간격이 너무 없을 경우는 포탄을 장전하기 어렵거나, 포탄이 밑으로 천천히 떨어지면서 장전되어 결과적으로 사격률이 감소하게 된다.  
  
따라서 현재 박격포탄은 위의 그림처럼 실제 포열의 내경보다 약간 작게 설계되어 포탄의 장전을 원활하게 한다.
  
하지만 포탄이 완전히 밑으로 장전되어 공이가 뇌관을 친 후에는, 추진장약의 점화로 인해 발생한 가스가 누출되지 않도록 해야한다. 이를 위해서는 포탄과 포열사이의 간격을 완전히 밀폐시킴으로써 가능하다.
  
이와같이 포탄과 포열의 간격을 밀폐시키는 방법은 크게 세가지로, 폐쇄링을 이용한 방법, 포탄의 홈을 이용한 방법, 마지막으로 질기고 연한 구리의 특성을 이용한 방법이다.
  
먼저 폐쇄링을 이용한 방법은 플라스틱 재질의 폐쇄링을 포탄의 몸통에 부착시키는 방법이다. 탄이 포구 아래로 하강하여 공이가 뇌관을 치면 추진장약이 점화되면서 포열내부에 고온고압의 추진가스가 발생한다. 이때 이 추진가스의 힘에 의해 플라스틱 폐쇄링이 팽창하면서 포탄과 포열의 간격을 밀폐시키게 된다. 이와같은 방법은 현재 60㎜ 신형박격포탄과 81㎜ 박격포탄에 적용되고 있다.
  
다음으로 홈을 이용한 방법은, 포탄의 몸통에 여러개의 홈을 내어 추진가스가 홈으로 들어갔다 나오는 미로형 과정을 통해 압력이 포탄 전방으로 새나가는 것을 최대한 억제하는 방법이다. 물론 이 방법은 폐쇄링을 이용한 방법보다는 가스의 누출이 많기 때문에 최초 포탄설계시에 포탄과 포열 사이의 간격을 최소로 설계를 한다. 이 방법은 60㎜ 박격포의 구형 박격포탄에 적용되었다.



마지막으로 구리를 이용한 방법은 강선포에 적용하는 방법으로, 현재 4.2″ 박격포탄에 적용하고 있는 방법이다.  

4.2″박격포탄 하부에는 알루미늄 재질의 압력판과 구리재vv질의 회전판이 끼워져 있다. 박격포탄이 격발되면 추진가스의 힘이 압력판으로 가해지게 되고, 이 압력판은 연한 재질의 회전판으로 밀려 들어가게 된다. 따라서 압력판으로 인해 회전판이 벌어져 강선에 맞물리게 되어 가스 누출을 막아 주는 역할을 하게 되는 것이다.



박격포의 사거리를 더 연장시킬 수는 없는가?

박격포는 다른 야포에 비해 상대적으로 최대사거리가 짧다. 일례로 우리 군이 운용중인 4.2˝박격포의 최대사거리는  6.6㎞(KM329A2포탄)이지만 155밀리 자주포(K-9)의 경우 40㎞에 이른다.  
  
이같은 이유는 박격포의 경우 약실압력이 야포에 비해 현저하게 작기 때문인데, 이에 따른 포구 속도도 야포는 음속의  2~3배에 이르지만 박격포는 300㎧ 정도의 아음속이다.
  
만약 사거리를 증가시키기 위해서는 약실압력을 높여 초음속의 포구속도를 얻음으로써 사거리를 상당히 증가시킬 수는 있으나 재래식 날개안정형 탄으로는 이러한 초음속의 환경을 견딜 수 없다.
&
따라서 박격포탄의 포구속도를 음속보다 더 빠르게 하려면 다음과  같은 설계상의 고려가 필요하다.

첫째, 높은 약실압력을 견디기 위해 포탄의 케이스가 더 두꺼워져야  하나, 이것은 파편효과를 떨어뜨리기 때문에 치사율도 줄어드는 단점이 있다.
  
둘째, 초음속으로 비행할 때 생기는 충격파로 인해 탄을 좀더 안정화시키기 위하여 외형을 유선형으로 설계해야 하며, 날개의 크기도 그 기능을 효율적으로 수행하기 위한 형태로 변경시켜야 하는 등의 조치가 필요하다.
  
셋째, 비행속도 증가를 위한 높은 약실압력에 견디기 위해서 포신 및 기타 요소들이 더욱 강화되어야 하기 때문에 결과적으로 박격포의 전체 중량이 증가하게 된다.

결국 이러한 설계상의 문제들 때문에 사거리 증가를 위한 노력에는 한계가 있다. 외국의 경우 120mm 강선 박격포에 보조로켓을 이용하여 13km의 사거리를 얻은 바 있지만, 폭발력 감소 및 정확성 감소들의 문제가 대두되었다

따라서 현재 박격포 운영자 및 개발자들은 사거리 증가에 따른 이러한 문제를 인식하고, 사거리 증가 대신 기타 박격포의 다른 장점을 극대화하기 위해 노력중이다.
그 예로는 박격포의 자주장갑화, 포탄의 정밀유도화, 사격통제장치의 정밀화등을 들 수 있다.





정밀유도 박격포탄이란 무엇인가?

박격포탄의 주 개발목표는 사거리연장 및 정확도 향상에 있다. 하지만 사거리연장에는 박격포 체계 전체에 큰 영향을  미친다는 점에서 획기적인 발전이 제한되어왔다. 반면 정확도 향상이라는 측면은 눈부신 발전을 거듭, 최근에는 유도 박격포탄이 개발되기에 이르렀다.

소위 스마트 박격포탄으로 불리고 있는 정밀유도 박격포탄은 다양한 유도 시스템을 적용하여 정밀 타격능력을  갖추고있고, 이에 따라 기존의 대전차 유도무기보다 훨씬 원거리에서 적의 전투장갑차량에 대응할 수 있게 되었다.

  이러한 정밀유도 박격포탄에는 대표적으로 스웨덴의 120㎜ Strix와 미국의 PGMM이 있다.

  이중 Strix는 실전에 배치된 최초의 정밀유도 박격포탄으로 일반 박격포탄보다는 중량이 더 나가지만, 별도의 장치없이 표준 박격포로도 사격이 가능하고, 기본사거리는 4.5㎞이나 로켓모터를 부착하면 7.5㎞까지 연장될 수 있다.
  
Strix탄은 전방부, 중앙부, 후방부로 구성되어 있다. 전방부에는 IR 유도제어 구성품들이 탑재되어 있고, 중앙부에는 전자부, 전원 및 성형작약탄두가 내장되 어 있으며, 후방부에는 횡추진기, 4개의 접음식 안정날개 등이 장착되어 있다.
  
이 탄은 발사전에 비행시간, 요구 충격각도 등을 프로그램하여 입력 하게 되고 (①),발사된 후에는 탄 후미의 접음식 안정날개가 펼쳐져 비행시 회전을 완만하게 함으로써 비행을 안정시킨다.(②).
사격전에 입력된 비행시간에 도달하면 IR센서는 표적을 탐색하기 시작하는데, 센서에 내장되어 있는 마이크로 프로세서가 장갑표적의 가장 취약한 상부를 향해 탄을 유도한다 (③).
탄이 표적에 명중하면 HEAT탄두가 기폭되어 상부장갑을 관통, 전차를 파괴하는데(④),
약 756㎜에 이르는 관통력을 보유하고 있다.  



만약 전차의 상부에 반응장갑이 부착되어 있더라도 전차의 사통장비 등이 대부분 파괴되거나, 심각한 손상을 입어 전차가 기능을 상실하게 된다.



각국이 운용하는 박격포 종류와 차세대 박격포의 발전추세는 어떠한가?

제2차 세계대전이후 서구권 국가들은 60㎜, 81㎜, 4.2", 120㎜ 등으로 구경이 통일되었으며, 동구권 국가들은 82㎜,  120㎜, 160㎜, 240㎜ 등으로 구경이 통일되었다. 이처럼 박격포가 설계면에서 상당히 원시적이고 단순한 구조로 되어 있음에도 불구하고 현재 군에서 폭넓게 운용되고 있는 이유는, 일반 야포에 비해 상대적으로 우수한 기동성과 접근성을 지니고 있고 강력한 위력을 지니고 있으며 넓은 살상면적으로 보병들의 화력지원을 용이하게 하기 때문이다.
  
현재 세계 각국에서 개발되고 있는 박격포 체계의 개발추세는 다음과 같다.



사거리 증대

약실압력의 증가, 탄체중량 감소 및 외형 최적설계, 포신길이 연장, 로켓보조탄 개발 등을 통하여 사거리를 연장하고  있으나, 여기에는 박격포체계 변경에 따른 단점으로 어느정도 한계가 있다.
  
화력증대

다연장 박격포나 자동장전장치를 통해 발사속도를 증대시키고 다목적 근접신관을 통해 살상력을 증가시키고 있다.  
또한 파편효과를 증대시키기 위해 탄체재질을 고강력 합금을 사용하고, 분산탄을 이용해 살상효과를 높이기도 한다.  
  
기동성 및 생존성 향상

차량견인, 차량탑재, 자주화 등의 방법을 이용하여 기동성과 생존성 향상을 도 모하고 있다. 최근의 박격포는 점차 차량의 포탑에 포신을 부착한 자주형으로 개발하는 추세이고, 한국에는 81㎜와 4.2″박격포를 K200A1 장갑차에 탑재한 K281과 K242자주박격포가 있다.
  
사격통제장치의 향상

사격제원계산기를 이용하여 신속하고 정확하게 사격제원을 산출하고 있으며, 정확한 거리측정을 위해 레이저 거리측정기도 장착하고 있다.  
  
대전차유도 박격포탄 개발

박격포의 고포물선 탄도특성을 이용하여 전차의 약한 부위인 상부를 공격하기 위해서 대전차유도 박격포탄을 개발하는 추세이다.  

218.156.39.112

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