에너지탄

운동에너지탄의 데미지와 관통 메커니즘은 폭발이 아닌 순수한 운동 에너지에 기반한다. 이 탄약은 고속으로 발사되어 목표물의 장갑에 충돌할 때, 그 운동 에너지가 극도로 작은 면적에 집중된다. 이로 인해 발생하는 막대한 압력은 장갑 재료를 순간적으로 유체처럼 변형시켜 관통구를 만든다. 이러한 원리는 특히 현대의 대표적인 운동에너지탄인 APFSDS에서 극명하게 나타나며, 이 탄종은 날탄이라고도 불린다.

관통 과정은 단순한 충돌이 아니라 고속에서의 유체적 침식 현상이다. 약 1200m/s 이상의 초고속으로 장갑에 착탄하면, 단단한 장갑과 텅스텐 또는 열화 우라늄 합금으로 만들어진 탄체가 모두 유체와 유사한 거동을 보인다. 이때 두 재료가 상호 침식되며, 탄체의 직경보다 훨씬 큰 구멍을 뚫게 된다. 이 메커니즘 덕분에 경사진 장갑에 맞았을 때도 탄체가 장갑판의 얇은 쪽으로 굴절되듯 진행하여 관통할 수 있어, 기존 철갑탄의 단점이었던 도탄 가능성이 크게 줄어든다.

운동에너지탄이 내부에 도달한 후의 피해는 주로 관통체 자체와 그 파편에 의해 발생한다. 고속으로 돌진하는 관통체와 함께 튀어나온 고온의 장갑 파편이 전차 내부를 휩쓸며, 승무원을 살상하거나 장비를 파괴한다. 이는 화학 에너지를 이용한 성형작약탄(HEAT)이 작은 구멍을 뚫는 것과 비교될 수 있는데, 운동에너지탄은 일반적으로 더 큰 관통 구멍과 더 넓은 2차 피해를 유발하는 경향이 있다.

이러한 강력한 관통력을 막기 위한 방어 기술도 발전해 왔다. 그 중 하나가 비뉴턴 유체, 특히 전단농화유체를 이용한 방호 장비이다. 이 유체는 일반 상태에서는 유연하지만, 운동에너지탄과 같은 급격한 충격이 가해지면 순간적으로 단단한 고체처럼 변해 에너지를 분산시킨다. 이 원리는 최신형 방탄복에 적용되어 운동에너지탄의 관통을 효과적으로 방어하는 데 기여한다.

운동에너지탄은 폭약을 사용하지 않고 순수한 운동 에너지로 목표물을 관통하는 탄약이다. 이 탄약의 가장 큰 장점은 높은 관통력과 단순한 구조에서 비롯된다. 고속으로 발사된 운동에너지탄은 장갑과 충돌할 때 상호 침식을 일으켜 관통하며, 특히 APFSDS와 같은 현대적 탄종은 극도로 높은 관통 성능을 발휘한다. 또한 폭약이 없기 때문에 안전하게 보관 및 운반할 수 있으며, 탄체 구조가 단순하여 제조 비용이 상대적으로 낮다는 장점도 있다.

반면, 운동에너지탄은 명중 시 폭발 효과가 없어 관통 후의 파괴력이 제한적일 수 있다. 이는 관통 자체에는 효과적이지만, 목표물 내부에 광범위한 2차 피해를 유발하는 성형작약탄과는 대비되는 특징이다. 또한 고속으로 발사되어야만 효과를 발휘하므로, 포구 속도가 낮은 무기에는 적합하지 않다. 높은 명중률을 요구하며, 특히 횡풍에 취약한 단점도 있다.

이러한 특성 때문에 운동에너지탄은 주로 대전차와 같은 장갑 관통 임무에 특화되어 사용된다. 한편, 운동에너지탄을 방어하기 위한 기술도 발전해 왔는데, 비뉴턴 유체를 활용한 방탄복이 대표적이다. 이 유체는 급격한 충격을 받으면 순간적으로 고체처럼 단단해져 운동에너지탄의 관통을 막아낸다.

운동에너지탄은 대전차 무기로 현실에서 널리 사용되는 만큼, 이를 구현한 전쟁 게임이나 시뮬레이션 게임이 많다. 특히 전차를 주요 플레이 요소로 삼는 장르에서 핵심적인 공격 수단으로 등장한다.

대표적인 예로는 월드 오브 탱크가 있다. 이 게임에서는 APFSDS를 포함한 다양한 운동에너지탄이 구현되어 있으며, 탄종별로 관통력과 탄속이 세밀하게 조정되어 있다. 워 썬더 역시 현실적인 물리 엔진을 바탕으로 운동에너지탄의 관통 및 피해 메커니즘을 상세히 재현한 게임으로 유명하다. 아머드 워페어 시리즈와 같은 하드코어 밀리터리 시뮬레이션 게임에서도 운동에너지탄의 성능은 중요한 전술적 변수로 작용한다.

이러한 게임들에서 운동에너지탄은 일반적으로 높은 탄속과 직선적인 탄도, 그리고 복합 장갑에 대한 효과적인 관통 능력을 특징으로 하여 게임 플레이에 깊이를 더한다.

APFSDS는 날개안정분리철갑탄의 약자로, 운동에너지탄의 대표적인 형태이다. 이는 폭약을 사용하지 않고, 순수히 운동 에너지만으로 장갑을 관통하는 대전차용 포탄이다. APFSDS는 고속으로 발사되어 목표에 충돌할 때, 장갑과 탄체가 유체처럼 작용하며 상호 침식을 일으켜 관통하는 원리를 가진다.

이 탄환의 구조는 크게 두 부분으로 나뉜다. 하나는 텅스텐 합금이나 열화 우라늄 합금으로 만들어진 홀쭉한 관통자이고, 다른 하나는 이를 감싸는 가벼운 경금속 재질의 장탄통이다. 발사 시 장탄통은 포구를 나온 후 공기 저항으로 분리되고, 관통자만이 초고속으로 적을 향해 날아간다. 이 구조 덕분에 포탄의 운동 에너지가 극도로 좁은 면적에 집중되어 높은 관통력을 발휘한다.

APFSDS는 일반적으로 활강포에서 발사되며, 탄체 후미에 달린 안정익으로 비행 안정성을 확보한다. 이 탄종은 현대 전차의 주력 대전차포탄으로 사용되며, 대전차유탄과 달리 복합 장갑에 효과적이다. APFSDS에 대항하는 방호 기술로는 비뉴턴 유체를 이용한 방탄복이 연구되고 있다.

운동에너지탄에 대한 방어 기술 중 하나로 비뉴턴 유체를 활용한 방탄복이 있다. 비뉴턴 유체는 속도나 압력에 따라 점도가 변하는 특성을 지닌 유체로, 전단농화유체가 대표적이다. 이 물질은 평소에는 유연한 액체 상태를 유지하다가, 운동에너지탄과 같은 빠르고 강한 충격이 가해지면 순간적으로 단단한 고체처럼 변한다. 이러한 특성 덕분에 방탄복에 적용하면 유연성과 착용감을 유지하면서도, 고속으로 날아오는 운동에너지탄의 관통력을 효과적으로 흡수하고 막아낼 수 있다.

기존의 단단한 장갑이나 세라믹 방탄판과는 달리, 비뉴턴 유체 기반 방호 기술은 충격을 받는 순간에만 국부적으로 경화되기 때문에 무게가 가볍고 유연하다는 장점이 있다. 이는 보병의 기동성을 저해하지 않으면서도 운동에너지탄의 위협으로부터 보호할 수 있는 새로운 방안으로 주목받고 있다. 특히 APFSDS와 같은 고속 대전차 운동에너지탄의 방어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.