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작성일 : 21-02-21 03:47
[기타] 극초음속 무기 동향
 글쓴이 : archwave
조회 : 2,987  


위 그림은 1986 년에 배치된 사거리 14,000 km 다탄두 ICBM 인 LGM-118A 의 탄두 부분입니다.
10 개의 MIRV 탄두가 분리된 순간에는 각 탄두들이 어디로 튈지 모르는 상태죠.

탄두가 분리된 후 낙하하면서 탄두 뒷부분에 있는 4 개의 구멍부위에 있는 측추력기로 궤도를 수정해서,
최종적으로 공산오차(CEP) 는 40 미터라 하네요.

당시 기술로 저 작은 탄두에 넣을 수 있는 관성항법장치로는 괜찮은 성능을 내는듯 보입니다만,
관성항법장치라 해도 해봐야 몇십초 동안이면 미터급 CEP 도 별 문제는 없습니다.

측추력기의 성능 and/or 미사일 본체의 위치 확인 정밀도가 기대 이하인 것 같습니다.
( 탄두 분리 순간에 탄두의 관성항법장치에 비행 경로를 전달해줘야 할테죠. )

어쨌든 300 kt 이나 되는 핵탄두라서 이 정도 CEP 라도 충분할 듯 합니다.


1 분 39 초 ~ 2 분 55 초까지만 보세요. 무슨 만화영화보는듯한데, 핵탄두도 아닌 것이 왠 버섯구름 ?

운없게 탄약고를 맞는다면 유폭으로 버섯구름 나올 정도의 폭발이 일어날 수는 있겠지만,
보통은 항공모함이 자욱한 연기/먼지와 함께 대파되는 것으로 끝날 것 같습니다.
재미있게도 3 분 45 초쯤의 장면에서는 자욱한 연기 나오는 것으로 끝나네요.
동일한 동영상에서조차 일관성이 없다니 ?

애초에 이 탄두에는 작약 (폭약) 같은 것도 없는 것으로 알려졌습니다.
순수한 운동에너지만으로 항공모함을 파괴한다는 것이거든요.

어쨌든 위의 MIRV 와 달리 중국이 DF-21D 는 탄두(?)에서 또 탄두 부분이 분리되서 마하 10 의 속도로 항공모함에 떨어집니다.
탄두에 꼬리날개 ? 카나드 비슷한 것이 있긴 한데, 궤도 수정용이 아니라 단지 낙하 궤도 안정성을 위한 것으로 보이고요.

측추력기로 기껏 정밀하게 유도하고는 마지막에는 종말단계의 유도 같은 것이 없는 멍텅구리 탄두를 투하하지만, 워낙 타켓이 커다란 녀석이라 비껴맞기만 해도 충분하다는 의미겠죠.
또한 마하 10 이라는 속도에서는 대기의 불안정성이나 측풍 같은 것이 별 영향을 주지 않는다는 의미겠고요.


위 동영상은 역시 중국의 DF-ZF 라는 녀석입니다. 핵탄두도 탑재할 수 있는 극초음속 글라이더 (Hypersonic Glide Vehicle) 라고 하네요. 이건 1 분 30 초까지만 보세요.

이건 좀 흥미롭습니다. 글라이더 꽁무니에 4 개의 뭔가가 보이는데, 정확한 것은 알 수 없군요.

목표물에 도달하기 전까지는 거의 수평에 가까운 비행을 하는 것으로 볼 때 종말단계 유도 기능이 분명히 있는 것으로 보이고요. 그렇지 않다면 CEP 가 아주 극악일테니까요.

핵을 탑재하지 않더라도 운동에너지만으로 항공모함을 무력화할 수 있을 것으로 보입니다.
극초음속이니까요.


위 그림만 보셔도 어떤 것인지 짐작이 가실겁니다.
B-1B, B-2, B-52, F-15 등에서 공중 발사한후 사거리 1609 km 를 달성할 수 있는 boost-glide hypersonic system 으로서, 최종 종말 속도는 마하 20 에 달하고요. 적어도 마하 10 이상인 모양입니다.

글라이더라기보다는 그냥 화살이라 해야 할 것 같네요.

저 화살처럼 생긴 탄두가 길이 1.7 미터인 모양입니다.
무게도 꽤 나갈 듯 하고 왠만한 표적은 운동에너지만으로 박살낼 수 있을 것으로 보입니다.

자세한 것은 알 수 없지만, 미사일 본체(?) 는 마하 6 정도까지 가속되는 것으로 보입니다.

대기권내에 들어온 후 미사일 본체는 전통적인 꼬리날개로 궤도 수정을 하는 것이고요.
마하 6 정도면 충분히 가능하죠. 마하 10 수준이라면 측추력기를 동원해야 할테고요.

목표물에 다 와서야 미사일 앞의 뚜껑을 열고 화살을 분리 ? 발사 ? 하는 것으로 보입니다.
이렇게 분리하면 투수가 손을 휘두르다 공을 놓으면 쏜살같이 날아가듯이 낙하와 동시에 가속해서 마하 20 에 도달한다는 것 같고요. 이 부분은 좀 애매합니다. 어쨌든 마하 20 이 나온다니까 그런가보다 하는거죠.

틴두에는 유도 기능은 커녕 궤도 수정할 그 어떤 기구의 흔적도 안 보입니다.

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위 문서에서 줌왈트급 구축함에 들어갈 예정이었던 레일건 성능에 대한 얘기가 있네요.

레일건의 탄자를 보면 전차포에서 주로 쓰는 대전차용 날개안정 분리철갑탄이 연상됩니다.

무게가 11.3 kg 에 달하는 텅스텐 탄자이며, 마하 6 에 달하는 속도로 날아간다는 차이가 있고요.
( 위 설명에 나온 속도가 뒤죽박죽인데, 초속 2 km 정도가 맞습니다. 200 km 이상 날아간 후에는 초속 1 km 일지도.. )

유효 사거리도 무려 200 km.
함포로 쓰는 건데 대인 살상 기준 사거리를 말하는 것이 아니라 적어도 적 함선을 무력화시킬 수 있는 거리를 말하는 것이겠죠.

요즘 군함들은 2 차대전때마냥 어마어마한 중장갑을 달고 다니는 것은 아니니 이 정도면 선체 몇 겹을 관통하고도 남을듯 합니다.

문제는 아무리 마하 6 로 날아가는 날개안정 분리철갑탄 형태라 해도 200 km 나 날아간 후 CEP 는 대체 어떻게 되냐는겁니다.
측풍, 대기의 불안정성 등등 온갖 것들은 계산에 의해 커버한다 해도 글쎄요 ?

레일건이 100 발 쏘면 포신을 바꿔야 할 정도로 포신 마모가 심한 문제는 애교로 보일 정도입니다.

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위에 중국의 DF-21D, 미국의 AGM-183 ARRW 를 보고 아무리 종말 단계 짧은 순간이라도 유도는 커녕 궤도 수정 기구 자체가 없는데 CEP 는 어쩔거냐 ? 라고 묻는 사람이 있다면, 레일건을 봐라 그 정도는 양반이다라고 하고 싶어지는군요.

뭐 어쨌든 위에 나온 모든 것들은 조그만 타켓을 겨냥한 것이 아닙니다.
꽤 덩치가 있는 목표물을 겨냥하는 것들이죠.

최종 마지막 순간의 유도가 없더라도 CEP 미터급 정도는 할 수 있지 않을까요 ?
만약 그렇지 않다면 배치까지 할 이유가 없겠죠.
설마 항공모함 크기 무력화 정도면 되니까 CEP 수십미터도 괜찮다 ?

위력에 관해서는 충분하리라 보입니다. 레일건의 11.3 kg 마하 6 으로도 함선 격파에는 충분한 모양인데,
AGM-183 ARRW 만 봐도 탄자 길이가 무려 1.7 미터에 속도는 마하 20 이 정도면 견딜 수 있는 것이 없을겁니다.
전투기/폭격기 탑재형 신의 지팡이 ?

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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택신대 21-02-21 05:43
   
함포용 레일건도 긴사정거리를 이용한 지상화력지원용으로 주로 쓰고 대함용으로는 그냥 어쩔 수 없을때나 쓴다 수준일거 같습니다. 일정거리 이상 넘어가면 이동표적에는 무쓸모일게 뻔한지라 대함용으로는 현대해전에서 지금 달고 있는 일반적인 함포랑 그렇게 차이가 있을거 같지는 않아요.
     
archwave 21-02-21 06:07
   
200 km 거리에 레일건을 쏘면 대강 2 분 지나야 탄자가 도착할 것 같네요.
2 분의 시간이면 항공모함이 1.8 km 이동하였을테니,
유도 기능도 없는 레일건 탄자가 맞추려면 신기 넘치는 무당을 불러야 할 판..
글 쓰면서 이 생각은 깜빡했네요.

그런데 지상화력지원용으로도 애매합니다. 레일건에서는 고폭탄을 쓸 수 없거든요.
고폭탄 못 쓰는 지상화력지원도 말이 안 되는 판이니까요.
          
택신대 21-02-21 06:52
   
미해군의 경우 토마호크를 대신해서 해안진지나 해안에서 200km안에 있는 시설 등 각종 고정표적에 쓰겠죠. 현실적으로 대함무기로는 쓸일이 거의 없을겁니다.
     
archwave 21-02-21 06:18
   
레일건의 CEP 가 비교적 잘 나와준다면 신속한 연사가 가능하다는 장점이 있으니까
200 km 거리의 항공모함을 공격할 경우, 180 미터 간격 벌집 패턴으로 100 발을 쏴준다면 항공모함정도는 꼼짝없이 한 발은 맞을 수도 있겠네요.

100 발 쏘고 포신 갈아야 한다는 것도 문제이긴 한데, 적 항공모함을 잡는다면 이것도 나쁘지는 않을 듯.

역시 적함의 기동 가능 범위 잘 계산해서 한다 해도 무리겠네요.

100 km 거리에서 100 발 쏴야 확실히 잡을 수 있을 듯.
다잇글힘 21-02-21 07:30
   
HGV안에 포함된 기술적 개념은 비교적 최근에 개발된것은 아닙니다. 재진입시 대기에 의해 우주선이 튕겨나가는건(받음각효과) 익히 알려진것이고 그것을 이용해서 재진입각도와 궤도를 조절하니까요. 이 기술과 관련 Skipping Stone (물수제비) 문제에 대한 많은 연구들이 있었던 것으로 알고 있습니다. 단지 돌과 물대신 비행체와 공기라는 차이만 있을뿐

쉽게 생각해서 돌모양을 정확히 똑같이 맞추어주고 수면교란이 거의 없는 자유표면에 어떠한 각도와 속도를 주고 던져주면 어떻게 몇번 튕겨서 어느정도 거리까지 날아갈 것인가를 이론적으로 계산을 할수가 있습니다. 중간권이나 열권수준에서는 기상현상이라는 것이 대류권만큼 거의 없기 때문에 그 요인에 의해 발생하는 오차는 크지 않을 것이고. 이렇게 계산한 결과는 탄도미사일로 특정한 위치장소에 날려보내는 문제와 크게 다르지는 않습니다. 충분히 일정한 부분까지는 계산으로 얻어낼 수 있습니다.

종말단계에 재진입시 활공체의  불안전성은 아마도 핀이나 카나드같은 것을 펴거나 그와 유사한 형상을 애초 고려하거나 상황에 따라 만들어주어서 이용할수도 있겠고  일정한 거리 이전까지는 미세한 각도조정만으로도 궤도를 수정할수는 있기 때문에 콜드런치과정에서 많이 볼수 있는것처럼 측방분사를 이용해서 피칭과 요잉을 통해 적절히 조절해줄수 있겠죠. 그 부분이 활공체의 크기에 영향을 많이 주지는 않을거고.

속도와 관련해서는 따로 추가적인 추진이 없다면 가장 높은 곳에서의 고도와 속도 그리고 비행거리(거리증가에 따른 공기저항에 의해)에 의해 어느정도 결정될것입니다. 종말단계에서의 속도증가는 역시나 따로 추진과정이 없다면 순전히 중력에 의한 부분만 작용합니다. 분리과정은 외력이 작용하는 것이 아니기 때문에 개별적인 부분의 운동량 변화는 발생하지 않습니다.