영국에서 실험했던 7MJ 레일건 탄체 사진.
레일건의 탄 구조를 잘 알 수 있는 구조 입니다.
ADFSDS탄 처럼 탄을 금속제 이탈피로 감싸고. 총렬에서 이탈하자마자 이탈피가 분리 되고 안에 원뿔형 탄이 고속으로 날라가 버립니다.
저렇게 할 수 밖에 없는 이유가 탄을 바로 가속을 시키면 joul heating 이라던가 강력한 Electro magnetic pulse 때문에 탄이 망가지기 때문에 급속제 이탈피를 장착하고 Pulse를 주어서 가속 시킵니다.
이때들어가는 에너지가 아주 막대하기 때문에 이탈피 금속이 떨어져 나가면서 플라즈마가 되어 버립니다. 탄 뒤에 밝은 빛이 바로 플라즈마화 된 부분입니다.
결과적으로 플라즈마가 밀어내는 힘 + 전자기력 이 더해져서 가속이 되는 셈이죠.
문제는 이과정에서 레일까지 싸그리다 긁어 버리기 때문에 barrel 내구도가 중요하죠.
폴라리스 2015.06.09. 20:07
플라즈마는 전하가 걸리면서 생기는거 아닌가요?
폴라리스
주변 공기들이 강한 전자기장으로 발생하는 것과 순간적으로 엄청난 전류가 흘러서 생긴 joule heating으로 인해 일부 기화한 금속 원자들이 플라즈마가 되어버립니다.
폴라리스 2015.06.09. 21:42
아....레일건 탄체는 크게 3가지로 구성되어있죠.....(국방저널 4월호 주제가 레일건 이었거든요...-_-)
http://www.navweaps.com/Weapons/WNUS_Rail_Gun_Theory_pic.jpg
폴라리스
가우스건, 전열화학포, 레일건 등은 사실 기본 원리는 똑같습니다.
저 캐패시터 뱅크 끝 단자에 코일을 달면 가우스건, 아크방전기를 달면 전열화학포, 금속판을 달면 레일건입죠.
예전에 ADD에서 전열포용으로 시스탬을 구성해서 120미리 주포로 실증 했더군요.
살짝 응용하면 소구경 화포용 부터 빠르게 갈 수 있을 거라 봅니다
저 캐패시터 뱅크 끝 단자에 코일을 달면 가우스건, 아크방전기를 달면 전열화학포, 금속판을 달면 레일건입죠.
예전에 ADD에서 전열포용으로 시스탬을 구성해서 120미리 주포로 실증 했더군요.
살짝 응용하면 소구경 화포용 부터 빠르게 갈 수 있을 거라 봅니다
양념감자 2015.06.09. 23:48
eceshim
기본 원리가 똑같다는 건 좀 어폐가 있는 게, 세 종류의 발사장치 모두 고출력 캐퍼시터를 필요로 하기는 하지만 탄체에 힘을 전달하는 원리는 모두 상이하고 심지어 전열화학포는 화약이 추진력을 제공하니까요. 필요로 하는 핵심 기술도 아마 다 다르지 않을까 싶습니다.
양념감자
상세히 제어로 들어가면 달라지긴 하죠.
예를 들면 가우스 건은 탄체 가속시 다단 pulse 제어로 가속을 시키고 레일건은 일시에 강력한 pulse 전원을 주죠. 비슷하게 전열 화학포는 아크방전을 이용해서 장약을 플라즈마화 시켜서 싸그리 완전 연소 시켜서 연소 효율을 이론치 급으로 끌어 올리는 원리죠.
하지만 제일 중요한 pulse 전원 구성은 서로 대동소이 합니다.
이 셋다 일반 육상 차량에 적용이 어려운 이유는 슈퍼캐패시터 뱅크 축소가 아주 난감하기 때문입니다. 미해군이 도입할려고 하는 BAE 레일건의 캐패시터 뱅크 크기는 어마어마 하죠.
독일은 준 상용화 레벨의 105미리 전열 화학포까지 개발했지만 효용성 문제로 드랍 시키기도 했죠.
가우스 건은 초탄 가속이 레일건보다 느린게 좀 걸리기는 하지만 미육군에서는 120미리 박격포 용으로 개발중이긴 합니다. 이놈도 캐패시터 뱅크가 상당히 크죠.
예를 들면 가우스 건은 탄체 가속시 다단 pulse 제어로 가속을 시키고 레일건은 일시에 강력한 pulse 전원을 주죠. 비슷하게 전열 화학포는 아크방전을 이용해서 장약을 플라즈마화 시켜서 싸그리 완전 연소 시켜서 연소 효율을 이론치 급으로 끌어 올리는 원리죠.
하지만 제일 중요한 pulse 전원 구성은 서로 대동소이 합니다.
이 셋다 일반 육상 차량에 적용이 어려운 이유는 슈퍼캐패시터 뱅크 축소가 아주 난감하기 때문입니다. 미해군이 도입할려고 하는 BAE 레일건의 캐패시터 뱅크 크기는 어마어마 하죠.
독일은 준 상용화 레벨의 105미리 전열 화학포까지 개발했지만 효용성 문제로 드랍 시키기도 했죠.
가우스 건은 초탄 가속이 레일건보다 느린게 좀 걸리기는 하지만 미육군에서는 120미리 박격포 용으로 개발중이긴 합니다. 이놈도 캐패시터 뱅크가 상당히 크죠.
실험하느랴 정신이 없어서 navy research lab 논문을 못읽었는데 뒷부분 밀어내는 부분에서 금속 중 일부와 레일 부분에사 떨어져 나온 금속등이 플라즈마화 됩니다.
그래서 발사할때 아주 웅장한 화염이 솟구치죠.
그래서 발사할때 아주 웅장한 화염이 솟구치죠.
볼츠만 2015.06.09. 22:16
전 그 플라즈마가 마찰열로 인한 것이라고 생각했었는데 그게 아니었나 보군요.
볼츠만
간단한 관련 내용은 일반 물리학에도 지나가듯이 언급 되있습니다.
캬오스토리 2015.06.10. 05:36
제가 이런걸 보면 농담조로 참 멋있다, 차세대 함포다, 대단하다...라고는 하는데...
근데 막상 이 레일건이란걸 정말 함선에 달면, 그럼 얘가 할수 있는 일이 몇개나 될까...
그런 생각을 하곤 합니다..
혹시 여러분은 레일건의 미래에 대해 어찌 생각하십니까?
출력이나 포신 자체는 계속 개량되고 있으니 얼마 지나지 않아 어느정도 목표치엔 도달할수 있다고 봅니다.
근데, 레일건이라는건 기본적으로 직사를 가정하고 만들고 있잖습니까?
운용교리도 다양하게 생각할거고, 그리고 출력 조절도 생각하고, 심지어 탄체도 지금과는 다른,
별도의 탄체를 만들수도 있다고 봅니다.
그러나 그런다고 직사에 특화된 무기인 레일건을 현대 구축함들과의 전투에 투입이 가능할까요?
여러분의 고견을 좀 들어보고 싶습니다.
(트랜스 포머 없애기....용도라면 물론 환영합니다... ^^)
근데 막상 이 레일건이란걸 정말 함선에 달면, 그럼 얘가 할수 있는 일이 몇개나 될까...
그런 생각을 하곤 합니다..
혹시 여러분은 레일건의 미래에 대해 어찌 생각하십니까?
출력이나 포신 자체는 계속 개량되고 있으니 얼마 지나지 않아 어느정도 목표치엔 도달할수 있다고 봅니다.
근데, 레일건이라는건 기본적으로 직사를 가정하고 만들고 있잖습니까?
운용교리도 다양하게 생각할거고, 그리고 출력 조절도 생각하고, 심지어 탄체도 지금과는 다른,
별도의 탄체를 만들수도 있다고 봅니다.
그러나 그런다고 직사에 특화된 무기인 레일건을 현대 구축함들과의 전투에 투입이 가능할까요?
여러분의 고견을 좀 들어보고 싶습니다.
(트랜스 포머 없애기....용도라면 물론 환영합니다... ^^)
캬오스토리
미국이 난중에 줌월트 AGS 함포 때네고 레일걸 달 예정입니다.
Sheldon 2015.06.10. 11:24
캬오스토리
레일건이 꼭 직사에만 특화된 것은 아닙니다.
캬오스토리 2015.06.10. 16:34
Sheldon
그럼 곡사를 가정했을때...
어떻게 운용이 될까요?
어떻게 운용이 될까요?
Sheldon 2015.06.10. 16:45
캬오스토리
eceshim님이 말씀하셨듯 미국은 레일건을 줌왈트급 구축함의 함포로 쓸 생각으로 개발하고 있는데, 함포는 직사/곡사 모두 운용이 가능하게 개발됩니다. K-9 자주포도 직사 사격이 가능하듯, 어째서 레일건이 직사에 특화되었다고 생각하시는지 잘 모르겠습니다.
캬오스토리 2015.06.10. 17:08
Sheldon
아.. 그야 알고있죠. ^^
문제는 탄 궤적 프로그램을 만들때, 이 괴물을 어떻게 프로그램해야 할지가 애매 해서요..
예를들어 곡사를 위해 고각으로 쏜다..?
이런 고에너지탄의 경우 고각으로 쏘면 기존 프로그램된 xx km, xx sec착탄 예측 프로그램의 범위로는 감당이 안되는 탄착군이 될거같다는 생각이 듦니다..
고속으로 이동하는 적함의 위치를 예측하는것이 지금도 매우 어려운데, 직사 범위를 벗어난 함을 이런 고 운동에너지 탄으로 맞추려면..
대체 어떡해야 할까...
저는 예전부터 굉장히 궁금했거든요.
적함은 함대함 미사일과 곡사 궤적의 좋은 명중률을 가진채, 계속 직사당하지 않는 거리를 확보하려 기동하며 화력운용할텐데...
함대지 운용이나 차라리 함대공이라면 몰라도 함대함전에선 어떤 교리를 만들수 있을까요?
문제는 탄 궤적 프로그램을 만들때, 이 괴물을 어떻게 프로그램해야 할지가 애매 해서요..
예를들어 곡사를 위해 고각으로 쏜다..?
이런 고에너지탄의 경우 고각으로 쏘면 기존 프로그램된 xx km, xx sec착탄 예측 프로그램의 범위로는 감당이 안되는 탄착군이 될거같다는 생각이 듦니다..
고속으로 이동하는 적함의 위치를 예측하는것이 지금도 매우 어려운데, 직사 범위를 벗어난 함을 이런 고 운동에너지 탄으로 맞추려면..
대체 어떡해야 할까...
저는 예전부터 굉장히 궁금했거든요.
적함은 함대함 미사일과 곡사 궤적의 좋은 명중률을 가진채, 계속 직사당하지 않는 거리를 확보하려 기동하며 화력운용할텐데...
함대지 운용이나 차라리 함대공이라면 몰라도 함대함전에선 어떤 교리를 만들수 있을까요?
Sheldon 2015.06.10. 17:14
캬오스토리
그건 저도 궁금한데...eceshim님께 물어보시는게 좋겠습니다.
캬오스토리
이걸로 배잡을 생각은 미해군 쪽에서 관련 기사나 소개 자료에서 본적이 없습니다.
주로 지상 타격용으로 사용할 예정이구오. 사거리는 지금은 410킬로미터에 CEP 5미터 수준입니다
이걸로 배잡을 려고 하는건 아니고 최대한 저렴하게 안전 수역에서 지상타격을 하고자 추진하는 겁니다
주로 지상 타격용으로 사용할 예정이구오. 사거리는 지금은 410킬로미터에 CEP 5미터 수준입니다
이걸로 배잡을 려고 하는건 아니고 최대한 저렴하게 안전 수역에서 지상타격을 하고자 추진하는 겁니다
캬오스토리 2015.06.10. 17:50
eceshim
예.. 저도 그것외엔 본적없긴한데..
그래도 함포니까...이런 마음에...^^
우린 워낙에 고수분들 많으시니 다른 소식이나
견해가 있으신가 궁금하기도 했고...^^
그래도 함포니까...이런 마음에...^^
우린 워낙에 고수분들 많으시니 다른 소식이나
견해가 있으신가 궁금하기도 했고...^^
캬오스토리
저도 지금 대학원에서 연구 실험하느라 쌓아놓고 버질 못하고 있어서요. 특히 유도나 운영교리쪽은 도저히 안나오더라구요.
추정할 수 있는건 다큐멘터리에서 간략하게 나오는 정도라서요.
추정할 수 있는건 다큐멘터리에서 간략하게 나오는 정도라서요.
hama 2015.06.12. 07:08
캬오스토리
발사속도가 극초음속이라 차이는 있겠지만 탄체무게, 발사속도(에너지), 고각에 탄체의 공력 자료만 있으면 대략적이 궤적과 탄착군을 예측 할 수 있습니다.
물론 많이 쏴야 더 정확하겠죠.
물론 많이 쏴야 더 정확하겠죠.
Sheldon 2015.06.10. 09:31
올해 7월부터 국과연에서 0MJ급 레일건 개발한다고 하는데 흠...
Sheldon
전열화학포 만든다고 고출력 펄스 전원을 개발한 적이 있으니 이걸 기반으로 만들겟죠. 미국은 32메가 줄이니 우리가 따라갈려면 많이 멀었죠.
출력보니 대충 장거리 화포용운 아니고 대공포나 cram 정도에는 쓸만하겟네요
출력보니 대충 장거리 화포용운 아니고 대공포나 cram 정도에는 쓸만하겟네요
Sheldon 2015.06.10. 11:23
eceshim
일단 아직은 시제품을 개발하는 응용연구 2단계인 만큼 용도를 따져보기는 좀 이르고, 실용화 단계가 되려면 8년은 더 기다려야 될 겁니다. 일전에 이미 레일건 함포를 목표로 한다 했으니 최종 개발 목표는 구경 127mm 레일건이겠죠.
redmuffler 2015.06.11. 02:17
155미리면 용적도 충분해서 앞에 열상시커 달고 조종핀을 달아서 대함 - 대공으로 사용해도 괜찮을 듯한데, 문제가 많겠죠.. 발사충격이라든지 마찰열이라든지
hama 2015.06.11. 19:57
joule heating 그냥 간단하게 생각해서.... 용량이상으로 전류가 흘러 전선에 열나는 것과 동일하게 보시면.....
고온 초전도체가 이 문제의 핵심이군요. 물론 capacitor의 용량도 한 몫하지만.
엑스칼리버면 무슨용도로든 사용 못하겠습니까?
고온 초전도체가 이 문제의 핵심이군요. 물론 capacitor의 용량도 한 몫하지만.
엑스칼리버면 무슨용도로든 사용 못하겠습니까?
hama
열팽창이 및 저런 문제로 포신 수명이 한때는 5,10회 발사후 폐기 였는데 무슨 마법을 부려서 상용화 수준까지 갓는지는 개인적으로 추적중입니다
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