Railgun

Contents

1 열차포
2 리니어 건
2.1 개요
2.2 원리
2.3 연구
2.4 해결해야 할 문제점
2.5 대중문화에서의 레일건
2.5.1 Warhammer 40000
2.5.2 퀘이크 시리즈
2.5.3 C&C 시리즈
2.5.4 어떤 마술의 금서목록미사카 미코토별명

1 열차포 #

Railway Gun 또는 Railroad Gun. 이걸 레일건으로 줄여부르는 경우는 거의 없으나, 혼동하는 경우는 매우 많다.

남북전쟁무렵 처음 등장해서 제2차 세계대전때까지 명맥을 유지한 화포. 말 그대로 열차에 대구경 중포를 설치한 것이다. 열차로 운반하는 만큼 크기를 키울 수 있어서 구경이 최소 150mm 이상, 보통은 2~300mm고 드물게 400mm[1]를 넘어가는 거물도 있는 등 말 그대로 황당한 수준의 화력을 낼 수 있었다. 물론 구경이 지나치게 커진 몇몇 열차포는 한번 쏘고 나면 선로가 삐끗해서 정비 하느라고 한나절 보내야 했지만. 뭐, 그 정도까지 큰 열차포를 쓸 일도 생각보다 많지 않아 이런 단점에도 불구하고 생각보다 유용하게 쓸 수 있었다. 단, 공성전에 한해서.

기본적으로 요새 공격을 위해 개발되었다. 19세기 들어서 축성기술의 발달로 요새의 방어력이 극단적으로 상승하면서 공성포 역시 거대화되는 경향이 보였는데, 이를 제때 이동시키고 전개해서 사용하려면 부득이하게 포를 자주화할 수밖에 없었다. 그리고 당시의 기술로 선택 가능한 자주화 수단, 즉 동력은 증기기관뿐. 열차에 싣게 된 것은 이런 기술적 제약 때문이었다.

개인화기 및 공용화기의 발달로 공성전의 의미가 없다고 여겨진 19세기 후반 한때[2] 열차포를 포함한 각종 중포는 별볼일 없어 보였으나, 결국 제1차 세계대전의 참호전 양상 때문에 요새공격과 장거리에서의 포격 등이 중시되어 1차 세계대전 내내 적지 않은 열차포가 실전에 투입되었다.

또한 열차를 베이스로 하는 그 특성상 포의 대구경화가 매우 유리해서, 이는 사실상 현대에 이르러서도 현실적으로 거의 불가능한 24cm 이상 중포, 그것도 구포 따위가 아니라 장포신의 캐논포조차 신속전개 및 발포 능력을 확보할 수 있다는 장점이 있었다. 이 때문에 1차 세계대전 시기와 그 이후 제2차 세계대전 발발 전까지 많은 나라에서 열차포를 최소한 작전술 차원의 중요한 지원화력으로, 경우에 따라서는 높은 전략적 가치를 고부가가치 무기체계로 인식했다. 하지만 1차 세계대전 후반기부터 본격적으로 실전에 쓰이기 시작한 혁신적인 장거리 타격 병기 체계인 공군!이 열차포의 입지를 대체하게 되었다.

프랑스독일은 2차 세계대전 전 기간에 걸쳐 적지 않은 열차포를 보유했는데, 특히 프랑스의 열차포는 독일과의 전쟁에서는 거의 쓰이지 못한 채 독일군에 노획, 연합군을 상대로 그 위력을 발휘...하지도 못하고 그냥 소모되는 안구에 습기가 차는 기록만 남겼다. 소련군을 상대로는 간혹 쓰인 편이지만, 서부전선의 해안방어를 위해 해안포로 전용된 노획 프랑스 열차포들은... 말 그대로 안습. 독일은 베르사이유 조약 때문에 일정 사거리를 넘는 화포를 보유할 수 없어 열차포 역시 개발 및 보유가 금지돼 있었고, 조약을 파기한 후 프랑스의 마지노선을 목표로 단기간에 대량의 열차포를 개발해냈다. 이중 가장 유명한 것이 슈베어 구스타프. 그 외에도 15cm에서 40.6cm에 이르는 다양한 열차포가 존재했으나, 몇몇 포를 제외하면 대부분 1차 세계대전 때 개발했던 구형 대구경 함포의 설계를 유용한 것에 지나지 않는다.

또한 미국러시아도 열차포를 운용했는데, 이 두 나라의 열차포는 다른 나라가 주로 공성포로서 열차포를 운용한 것과 달리, 광활한 영토 안에서 신속하게 전개 가능한 요새포로서의 기능을 더욱 중시했다. 특히 미국의 열차포는 해안포로서의 운용을 기본으로 했으며, 이 때문에 몇몇 열차포는 해군이 운용했다. 러시아도 비슷한 목적으로 전함 함포를 유용한 열차포를 소수 제조했으며, 이때 제조된 열차포 3문은 1989년까지 해군 소속으로 현역이었다(...).


2 리니어 건 #

Linear gun.

2.1 개요 #

금속 탄자를 자석으로 가속시켜 발사하는 무기. 선형(Linear) 전자석을 쓰기 때문에 리니어 건이라고도 하지만, 보통 사람들은 '레일건'이라고 부르는게 일반적. 비슷한 무기체계로 코일건이 있다. 2차대전 당시 독일군이 쓰던 화약식 레일건 비스므리한 물건인 V3이라는 괴작도 있긴 하다.

탄환이 지나갈 때의 기류가 고속으로 인하여 기체 플라즈마 상태로 변하며, 접촉하는 모든 물질은 수천도의 마찰열로 인하여 화염 폭풍이 일어난다.

작은 탄자를 전자기력으로 가속시켜 발사한다는 것이 기본 개념으로, 지금까지는 허무맹랑한 개념으로 받아들여졌으나 킹왕짱 지구방위대 미군미사일방어체계의 한 부분으로 연구하고 있고, 일단 발사까지는 해냈으나, 아직 실용화까지는 멀고도 멀다.

2.2 원리 #

우선 금속제 레일 두 개를 나란히 설치한다. 이 금속 레일에 고전압 전류를 걸고 여기에 도체탄자를 사이에 끼운다. 그렇게되면 레일은 일종의 회로를 형성하게 되는데, 전류공급기의 양극에서 나온 전류는 도체를 건너 음극으로 들어가면서 전자석을 만든다. 오른손 법칙에 따라 반대 방향으로 놓인 레일에서 자기장이 수직으로 형성되고 여기에 도체에 흐르는 전류까지 합쳐지면서 로렌츠 힘이 생성. 이 힘은 도체를 레일 한 쪽 방향으로 밀어내는데, 전류가 강해질 수록 투사체에 가해지는 힘은 막대해진다. 기본원리는 20세기초까지 확립되었으나 그동안 기술부족으로 외면당해 왔다. 레일건 연구 초기에는 한발 쏘면 포신이 녹아내렸다고.(…) 사정거리도 극악이다. 해군용 대형 레일건의 목표 사정거리는 무려 450km.... 서울에서 쏘면 부산까지 날아가는 사거리다. 이게 정말 실현된다면 좀 무섭다.

2.3 연구 #

하지만 냉전으로 인한 소련의 핵위협으로 대인배 레이건의 SDI(전략방위구상)이 발표되어 그 이후로 레일건의 실용화연구가 스타트, 20년만에 성과를 보게 되었다.

DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)가 주도하여 미군 레일건 프로젝트 실증 프로토타입이 롤아웃 되었다. 미군 차기 구축함인 줌왈트급 구축함의 주포로 사용될 것이라는 계획도 발표. 그러나 줌왈트가 좌초되는 바람에 이건 어찌 되었을지...

2008년 2월 1일 미국 해군이 레일건 프로토타입 발사실험의 성공 및 실험영상을 발표했다.


동영상을 보면 탄자 뒤쪽에 로켓처럼 화염꼬리가 보이는데, 이는 레일건의 탄자가 고속으로 공기중을 이동하면서 마찰열로 발생하게 되는 플라즈마다.

2.4 해결해야 할 문제점 #

레일건의 현안 목표는, 강력한 탄환의 반동을 해결하고, 전원 공급을 확보하는 것이다.

소형 레일건은 발사체 질량을 극도로 줄이면 반동문제를 해결할 수 있다. 탄환의 위력은 운동에너지(mv^2)에서 나오지만, 반동은 운동량(mv)에서 나오기 때문에 발사체 질량을 줄이고 속도를 올리면 반동은 줄이면서 위력은 유지할 수가 있다. 이렇게 하면 저반동으로 탄환을 사출하지만, 사출된 탄환은 장갑판이나 부드러운 목표(보통 인육)에 큼지막한 구멍을 뚫어줄 수 있다. 다만 몇 겹 뚫는 건 좀 무리인데, 발사체 질량이 작아서 첫번째 목표에 맞으면 바로 기화되어 버리기 때문. 장갑을 '뚫기' 위해서는 운동에너지가 아니라 운동량이 높아야 하기 때문이다.

이와 같은 구상을 실제로 실험한 국가가 있는데, 역시 킹왕짱 미군. 0.1g짜리 6mm 구경 탄환을 16,000m/sec(음속의 44배)라는 경악스런 속도로 사출하고, 그러면서도 반동은 1.6kg*m/s. 질량80Kg의 사람이라면 2cm/s의 속력으로 밀려난다. 사격 자세가 안 좋아서 힘이 팔 한쪽에만 실렸다던가 했다간 진짜로 팔뚝이 뽑히겠지만(모든 힘이 체중의 10%정도를 차지하는 팔에만 실렸다면 20cm/s의 속도로 팔이 뒤로 물러난다. 아마 탈구될 것이다) 몸의 무게중심에 잘 대고 쏘았다면 부드럽게 뒤로 한번 휘청이는 정도다. 이제 전원 공급만 어떻게 하면 미군병사들은 먼치킨이 된다.(…) 하지만 아군 오인 사격을 하면 어떻게 될까

해군용 레일건은 엔진 발전기에 직접 연결하는 것으로 전원을 해결봤다고.(…)

탄자로는 텅스텐이 쓰이고 있다. 포신은 현재 여러가지 신소재들을 테스트 중.

레일건 하면 흔히 전함의 주포나 매스 드라이버 같이 크고 아름다운(…) 물건만을 생각하는데, 그런 고출력 레일건이 주로 구상되는 이유는 그 범위에서 가장 실용적이기 때문이지 결코 저출력으로 만들 수 없어서가 아니다. 소총이나 전차포 정도의 위력을 갖는 것도 만들 수는 있지만, 현재 기술로서는 이미 나와있는 것들(화약을 사용하는)에 비해 실용성이 없다. 이유는... 전원이라던가, 전원이라던가, 전원이라든가! 하지만 대구경화에 한계가 있는 기존 병기에 비해 위력을 늘리기가 쉽기 때문에 주목을 받는 것이다.

2.5 대중문화에서의 레일건 #

선라이즈애니메이션 기갑전기 드라고나의 화기류는 전부 레일건이다.

이레이져라는 영화는 아예 주제가 개인용 레일건이다 ㄷㄷ 주인공 아놀드 형님은 이걸 양손으로 쏜다. 베터리를 허리춤에 차고 다니는둥 상당히 다른 메체보단 현실적이나 이것도 파고들어가면 과학적으로는 개털...

스타크래프트 시즈 탱크의 포격도 레일건으로 추정

2009년 6월 개봉한 영화 트랜스포머 - 패자의 역습의 자막에서는 발번역으로 유명한 홍주희에게 강철미사일이라고 번역당하는 굴욕을 겪었다. 그래도 데바스테이터한방에 쓰러뜨려 버리는 흠좀무한 위력을 발휘했다. 역시 미군지구방위대!!

=대중매체에서는 대부분 레일건을 쏘면 탄알이 꼬리 부분에 아름답고도 고상한 푸른색의 원형 궤적을 날리며 날아가는데... 저 윗쪽의 동영상을 보아하니 실제로는 그런 우아하면서 CooL해 보이는 묘사와 많은 거리가 있는듯?


참고 사항.

메탈기어 솔리드메탈기어 렉스의 주무장은 전세계 범위의 핵탄두 레일건이다. 일반 미사일의 발사시의 탄두궤적을 남기지 않기 때문에 결코 어디서 쏘았는지 발견할 수 없다는 이론으로 개발이 되어 그렇게 많은 조직들이 REX를 노리고 있었던 것이다.

2.5.1 Warhammer 40000 #

인류 제국은 함선 전용 대함무기로만 쓰지만, 타우 제국은 전차포에도 쓸 정도로 잘 쓴다.

노바캐논이라고 불리는 제국의 레일건은 포탑이나 옆구리 포대에 달았다간 포탑이 통째로 뜯겨 날아가거나 함선이 두동강 나버릴 정도로 반동이 장난이 아니라서 오로지 함수와 함미를 잇는 일직선 축상에만 장착할 수 있다.
그래서 한때 행성을 날려 버릴때 노바캐논을 쓴다는 말도 있지만 헛소리다. 행성을 끝짱 낼수도 있지만 행성 파괴용 병기에 비해 효율은 꽝이다.
워해머 세계관에서는 전함 클래스 병기중에서는 수위를 차지 하지만, 아마게돈 건이나 워프 캐논 같은 정신 나간 병기 앞에서는 안수 접어 줘야 한다.

발사할 때에도 정지 발사를 하면 반동땜에 작용&반작용원리에 의해 뒤로 함선이 밀리기 때문에 엔진을 풀가동하고 전진하면서 발사해야 한다. 그만큼 화력도 좋지만, 명중률이 높지 않다. 게임 시작하면 50% 확률로 초반부터 적을 관광시키면서 할 수 있지만, 뒤집어 말하면, 안 맞으면 초장부터 관광당한다.


타우제 레일건은 함선 무기는 당연하고, 전차 주포, 중화기(배틀슈츠 필요), 레일 라이플까지 범용성 있게 제작했다만... 레일건 자체는 괜찮은데 일부 조준 시스템에 문제가 있어서 레일 라이플의 경우 프로토타입 조준시스템 누전으로 감전사당할 수도 있다. 물론 레일건을 쓰는 브로드사이드 배틀슈츠도 프로토 타입 조준시스템 쓸때 누전이 있었다고는 했지만 배틀슈츠라서 안전했다고 한다.

레일 라이플은 패스파인더 팀에게 포인트를 지불하고 장착할 수 있으며, 장착하면 무시무시한 저격수가 된다. 다만 꽤 좋은 장비로 취급하는 마커라이트 시스템과 같이 가질 수 없어서 사용하기 좀 껄끄럽다. 이걸 Warhammer 40000 : Dawn of War에서 누가 모드로 구현해 놨는데, 돌려보면 흉악할 정도로 강하다.

2.5.2 퀘이크 시리즈 #

퀘이크 2에서 처음으로 등장하여 최강의 자리에 군림하고 있는 무기. 타격점이 작지만 발사하는 즉시 피탄판정이 생기고, 데미지도 로켓과 같은 100이기 때문에 캠핑하고 저격하는 저격용 무기가 따로 없는 퀘이크 시리즈에서는 가장 저격에 적합한 무기이기도 하다. 관통하는 능력도 있기 때문에 가끔 일렬도 있던 적 2, 3명이 레일건 한방에 죽는 경우도 있다. 물론 아군이 그렇게 맞을 수도 있다.(...)

대체적으로 퀘이크 실력은 로켓런쳐와 레일건을 다루는 실력에 따라 결정될 정도로 하수와 고수의 실력을 판가름하는 무기이다. 고수들은 쉴새없이 움직이면서도 움직이는 목표물을 막 맞추는 무시무시한 실력을 보여준다.

시간이 흐르면서 플레이어들의 조준실력이 좋아져, 레일건의 타점이 작다는 단점이 약해지면서 퀘이크 4에서는 90으로 퀘이크 라이브에서는 데미지가 80으로 내려갔다.

퀘이크 4에서는 싱글 플레이 중반부쯤에 얻을 수 있으며 진짜 저격총으로서의 역할도 한다. 막 얻었을 때는 관통 능력이 없지만 후반부에 관통 능력이 생긴다.

이 시리즈에서 빔형태로 나온 여파 때문인지[3] FPS 게임에 나오는 '레일건'이 원래 의미를 무시하고 레일건 하면 닥치고 레이저포로 해버리는 경우가 많다.

2.5.3 C&C 시리즈 #

커맨드 앤 컨커3 타이베리움 워즈에서는 GDI진영 전용 업그레이드로 프레데터탱크, 맘모스탱크의 주포를 크고 아름다운 레일건 포로 바꾸어준다. 성능은 발군이라 그냥 보병 다리미였던 유닛들이 단숨에 최종결전병기로 수직상승하는 기염을 토한다. 타이베리안 선에 처음 등장해 건물 상대로도 훌륭한 위력을 보이는데, 일반적으로 건물을 공격하면 건물 중간에서 착탄하므로 위력이 반감되는 경향이 있다. 건물 건너편으로 Ctrl+클릭하여 강제 공격하면 퀘이크의 레일건마냥 통과한 거리만큼 데미지 계산이 들어가므로 더욱 강력하다.[4]

분파 ZOCOM의 경우에는 이 업그레이드가 없어 많은 GDI유저들의 외면을 받고 있다. 지금 있는 것도 충분히 좋구만.

2.5.4 어떤 마술의 금서목록미사카 미코토별명 #

미사카 미코토는 몸에서 강력한 전기를 뿜어낼 수 있는 레벨 5초능력자이다. 그녀의 이 능력을 최대한으로 활용한 기술이 바로 '레일건(초전자포)'이다. 그런데 팬들은 츤데레포(…)라고 부른다.
발사 방법은 허공에 레일을 만들어[5] 그 레일 사이로 동전을 튕겨 넣는 것. 현실의 레일건과 비슷하다(실제로 아무거나 끼워넣고 발사하려고 했다가는 발사체 자체가 에너지를 견디지 못하고 발사자 눈앞에서 터져버릴거 같지만...).

실제의 레일건은 두개의 레일으로 탄환을 끼워 방대한 전류를 흘림으로써 발생하는 척력으로 탄환을 발사한다. 속도에 한계가 없는 듯해서 음속의 3배도 가벼운 모양이다.

메달 게임의 코인을 자력을 이용해서 음속의 3배 이상의 스피드로 사출하는 미코토의 특기 기술.
공기 마찰으로 코인이 녹아버리기 때문에 사정거리는 50m정도.
제대로 측정하려고 하면 능력 측정기를 파괴해버리기 때문에 크게 조절을 한 상태로 거기다가 수영장의 물로 위력을 대폭 줄이지 않으면 측정이 불가능할 정도의 위력을 가진다.
직격한 철교 표면을 반정도 부수고, 건설 중인 빌딩의 철골을 20개 정도 한꺼번에 격파해서 다른 빌딩 벽에 균열을 만들었으며, 빌딩을 향해서 비스듬히 발사한 것은 탄도 상에 있는 벽이나 마루나 천장에 직경 2m의 구멍을 뚫고, 에어로 슈터의 진공도(真空刃)(위력은 불명이지만 최저한 공격에 사용할 정도)를 여파만으로 날려버리는 가공할 주인공 보정을 보여준다.
전용 탄환으로 진심으로 하면 어느정도 위력이 되는지는 아직까지 불명.

참고로
『어떤 과학의 초전자포』1권 P16에서 수영장의 물을 완충재로 행해진 기말능력 측정 결과는
포탄 초속 1030m/sec
연발 능력 8발/분
착탄 분포 18.9mm
총합 평가 5

이걸 직격으로 맞은 동계열의 일렉트로 마스터는 쇼크로 기절했다는 듯.
약점은 미사카가 중학생에 불과해서, 체력이 그만큼 없다는 정도.

....인데 사실 저 스펙대로라면 레일건은 커녕 평범한 기관총 한발 쏘는것보다 후지다. 1030m/sec 라는게 빨라보이지만 현대 기관총들의 탄속은 7-900m/s고 최대사정거리는 M16의 경우 2.6km다. 게다가 자동사격일 경우 분당 800발을 쏜다. 그냥 매그넘 한 정 정도의 스펙이라고 보면 된다. 실제 미군이 실험한 레일건은 16000m/s로 음속의 44배다.

저 스펙가지고 철골 20개를 꿰뚫었다는데 그 철골이 불순물로 가득한 중국제 짝퉁 철골이 아닐까 생각해본다. -_-;

초전자포 소설판에서는 동전은 놓쳐버리고 이상한 물체밑에 깔려버린데다가 그 물체가 자폭하려고 하자 주변의 사철로 그 물체를 코팅하더니 코팅된 물체를 레일건의 탄환으로 삼아 쏘아 날려버린다는 응용법을 보여준다.[6]

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   [1]  현대 사용하는 포병용 곡사포는 105mm과 155mm가 대세. 전차포는 105mm이나 120mm 정도이다. 미국 해군 아이오와급 전함의 주포가 406mm다.
   [2]  즉, 기관총이 공격력을 강화하는 데만 의미가 있고 방어력의 강화에는 별 의미가 없다고 여겼던 1차 세계대전 개전 전의 망상 이야기다.
   [3]  퀘이크3의 궤적 때문이다. 퀘이크2만 해도 정말 대포를 쏘는 느낌을 잘 살려줬는데...
   [4]  이건 커맨드 앤 컨커 타이베리안 선 당시에도 맘모스 마크2가 레일건을 달았는데 맘모스운용의 필수스킬이었다. 그냥 건물에다가 공격하면 발전소도 2방은 맞아야하지만 관통시키면 1격필살.....
   [5]  애니나 코믹스만으로는 알기 어려운 사실이지만 금서목록에 레일을 만든다는 묘사가 있다.
   [6]  사실 이 설정은 실제와는 전혀 다른 오류투성이라 작가가 폭풍같이 까이고 있지만 <금서목록>은 정통파 하드 SF 소설이 아닌 만화에 가까운 판타지이므로 독자들이 하해(河海)와 같은 넓은 아량으로 이해해주자.그런데 과학측인데 과학적이지 않아