상식선에서 생각해봄직한 경사장갑의 효과에 대한 의문점
누헤헤(141.223)
2006-09-11 19:30
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[아랫짤방참조]
많은 군사사이트에서 "일반적으로 받아들여지는" 설명에 따르면
[장갑을 경사로 배치하면 그만큼 포탄의 (수평방향)관통거리가 길어지므로
같은 무게의 장갑으로 더 두꺼운 장갑판의 효과를 낼 수 있다]
라는 것이 경사장갑의 효과라고 설명합니다. 그런데,
[아랫짤방의 그림 1과 2를 통해서 알 수 있는 것]
같은 높이를 가지고, 같은 수평관통거리를 가지는 장갑판은
경사 정도와 무관하게 같은 무게를 가진다.
[아랫짤방의 그림 3을 통해서 알 수 있는 것]
같은 장갑판을 경사지워서 설치하면, 수직으로 설치한 것 보다 수평관통거리는 길어지지만
방호되는 부분(전면투영면적)은 더 낮아진다.
[세 그림이 나타내는 결론의 조합으로 알 수 있는 것]
얇은 장갑판을 경사지워서 설치한 것과
더 두껍지만 높이는 낮은 장갑판을 수직으로 설치한 것은
같은 수평방향 관통거리와 같은 무게를 가질 수 있다.
[제기할 수 있는 의문 1]
널리 알려진 설명 곧
"경사장갑은 더 얇은 두께로 더 두꺼운 장갑과 같은 방어력을 제공할수 있다"
라는 명제는 사실인가? 즉, 공학적 차원의 실무 전차설계에서도 받아들여지는 개념인가?
아니면 단지 또다른 하나의 인터넷에서 돌아다니는 루머
(예컨대 총알은 강선회전 때문에 사인파를 그리면서 날아간다던가 하는 것 같은)일 뿐인가?
[의문 1에 대한 역사적 고찰]
독일 전차설계자들은 T-34의 경사장갑의 영향하에
차체경사장갑을 채용한 제5호전차 판터를 제작하였다.
(윗짤방 참조)
[의문 1에 대한 다른 접근법에 의한 고찰]
장방형 포탄을 가진 2차대전시의 APCBC 철갑탄들은
경사장갑에 명중할경우 포탄전단의 포인트가 아닌 곡면부부터 장갑판에 명중하므로
도탄율이 증가한다고 예상하는 것이 가능하다.
그리고 이러한 효과는 철갑탄의 포인트 각도가 극단적으로 예리해진
현대의 APFSDS탄에 대해서는 나타나기 어렵다고 생각하는 것 또한 가능하다.
실제로 "현대의 APFSDS탄에 대하여 경사장갑은 효과가 없다"라는 주장을
군사사이트 등에서 종종 접할 수 있다.
[제기할 수 있는 의문 2]
사고실험적 고찰에서 벗어나 실제 세계에서 바라볼 때,
세계의 주요 전차제조국이 공통적으로 경사장갑을 채용하는 이유는 무엇인가?
경사장갑이 가지는 구체적인 이점은 무엇인가?
그래서 90식이 좃타라는 소린 아니겠지? 왠만한 나라가 모두 경사장갑을 채택하는 이유는?
그게, 빛이 물속에 들어가면 꺽이잖아. 같은 원리로, 경사장갑에 들어오는 미사일도 맨마지막그림처럼 일직선이 아닌좀더 뒷쪽방향으로 향하여서 좀더 긴 관통거리를 가지지 않을까?
만약 빛이 물속에 들어가는 것과 같은 원리로 경사장갑에 들어오는 관통체가 꺾인다면, 관통체는 장갑판과 수직한 방향 곧 [관통거리를 감소시키는 방향]으로 꺾이려고 할 것이라는 예측이 더 자연스럽습니다. (빛의 굴절도 이와 같음) 이는 실험에서도 간혹 관찰되는 현상이라고 합니다.
90식이 오마쥬한 레파2가 경사장갑으로 돌아선 이유랑 같지 않을까
그냥. // 경사장갑 하나 각도 쥤다고 RHA대비 수백미리 정도 나오는건 아닙니다. 실제로 경사장갑이랑 수직장갑에 관해서 실험한 자료가 있는데 같은 RHA판재을 수직 / 경사상태에서 관통실험을 했지만 경사각을 준 RHA판재는 수직판재대비 + 28mm정도 추가되었을뿐 극적인 효과는 얻을수 없었다고 합니다
생각않고글을썼더니 그러네. 그럼, 미사일의 경우는 위로 향할것인가?
경사장갑이 효과 없다는거 보다는 "효과가 너무 미미해서 무시할 수준이다"라고 고치는게 더 옳을듯 싶습니다 ^ ^
미사일이 운동에너지로 관통하는 최근 모델이 아닌 그저 추진체에 달려있는 화학에너지 탄이라면 팅겨낼수도 있지 않을까. 경사장갑시 파고 든다는 소리는 진짠지 아닌지는 몰겠지만 사봇 이야기잖아.
화학에너지탄이야 'KE탄'이 아니니 저런 영향에서 자유롭죠 (콘의 밀도가 문제지.. 작약이랑 ㅅ-)
123 // 레오파르트2 A6개량형 전차에 장착된 경사모양 장갑판은 속이 비어있는데, 이것으로 보아 A6개량형은 외형이 보여주는 것과는 달리 포탑전면을 "경사장갑"으로 바꾼 것은 아니라고 생각할 수 있습니다.
그나마 레오파드2 A5부터 적용된 경사장갑은 일단 측면장갑이랑 전면장갑이 허무하게 약화되거나 의도치않은 문제(?)을 대비하기 위해서 적용되었다는게 옳을겁니다. 실제 그 경사장갑은 속은 비어있고 주장갑이 신형으로 교체된 형상이죠
ㅂㄱ // 제가 말한 현상은 KE에 의한 관통자에서 관찰되는 현상이 맞습니다. 성형작약탄에 의한 메탈제트가 장갑판 안에서 그렇게 굴절될 수 있는지에 대해서는 알고 있는 바가 없네요. 제가 보기에는 그다지 굴절이랄 만한 게 없을 것 같습니다.
레파2 경사장갑이 공간장갑이었나 -,-
레오파트2 장갑안에 △ 처럼 생긴 쇠판이 들어있는것 같더군요. 그냥 대탄 막는것 같지는 않고...
면으로만 보면 누헤헤님의 말씀이 맞습니다. 그런데 내부에 공간을 생각하면 이야기가 달라집니다. 즉 수직 장갑의 경우에는 "ㄱ" 자 모양으로 윗판이 들어가게 되고 경사 장갑은 한면으로 됩니다. 즉 같은 내부 공간을 차지할 경우 경사장갑이 유리하게 됩니다.
면 // 그럴경우 절감되는 것은 포탑상면장갑의 무게가 될 것이군요. 상대적으로 marginal한 무게절감효과를 볼 수 있을것같습니다.
예, marginal한 정도일 것 같습니다. 2차 대전 초기엔 전차의 정면 장갑이 얼마 안 되었기 때문에 (4호가 30 mm -.-;;) 정면과 상면의 두께 비율이 상대적으로 차이가 얼마 안 나는 경우는 이득이 눈에 크게 띌 것이고, 그 비율의 차이가 많이 날수록 (즉 현대일수록) 효과가 적을 듯 합니다.
빛이 공기중에서 물로 입사할때 속도가 느려져 굴절되는 것처럼 포탄도 입사각이 좀 아래로 꺾일텐데요. 실제로 관통한 모습 보니까 장갑에 대해서 거의 수직으로 관통하더군요.
아..위에 언급이 되어 있군요.
디스커버리에서 실험하는 걸 보여줬는데 확실히 방호력이 증대 되던데? 직접 총으로 쏴가면서 경사각을 기울이면 방어력이 늘어나는걸 확인했어.
날탄과 총알을 비교하기는 좀......;
음.. 빛이 꺽여지는 것은 것은 Snell's law로 지금 이것과 전혀 관계없는 것입니다. 탄환이 전자기파도 아니고 파동도 아닌데, 왜 Snell's raw를 가지고 해석을 하려고 하시는지 모르겠습니다. 이 경우는 전혀 그것으로 설명이 안 되는 경우입니다.
APFSDS같은 경우는 장갑면에 날라와서 뾰족한 끝이 장갑면에 살짝 박히면, 장갑에서의 수직 항력은 면에 수직으로 작용할테고, 따라서 탄환이 입사되는 초기 과정에서 torque가 수직방향으로 살짝 돌릴 것입니다. (힘의 작용점과 방향을 그림으로 그려 보시면 쉽게 이해가 되실 것입니다.) 하지만 이것은 Snell's law와 무관합니다. 반대로 살짝 박히지 않으면 오히려 항력때문에 튕겨져 나가겠죠.
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스넬의 법칙하고 매카니즘이 좀 비슷하지 않나요? 입사면의 수직축쪽으로 굴절되는 것은 먼저 입사한 부분의 속도가 줄어서 그런 것인데 비슷하다고 봤었는데 그렇게 볼 수는 없는 건가요?
오히려 수직항력은 아랫쪽을 향한 force를 제공하지 못하는데 그렇다면 반대양상으로 굴절되야 하는거 아닙니까?
Snell's law는 전혀 적용될 수 없습니다. 파동에 설명되는 것입니다. 간단한 예로 돌을 던지면 그 돌이 빛처럼 꺾여서 물속으로 진행합니까? 그리고 항력에서 아래쪽을 향한 force는 왜 필요한지 모르겠네요.
파동에만 적용될 수 없는것이 실제 스넬의 법칙을 설명할 때 자동차가 비스듬하게 아스팔트에서 잔디밭으로 들어가는 상황을 예로 들면서 설명을 합니다. 먼저 들어간 바퀴 속력이 줄어드니 그쪽으로 진행방향이 휜다는것인데 이런 식으로 보면 꼭 파동에만 적용되는것이 아니지 않습니까? 포탄의 관통각이 나오게 하려면 적어도 아랫족을 향한 토크가 있어야 하는거 아닙니까?
그건 아닙니다. 잔디밭으로 들어간 경우도 스넬의 법칙이 아니라 바퀴마다 힘이 다르게 걸리는 경우 토크가 작용하는 거지요. 잔디밭에 들어간 차를 스넬의 법칙으로 설명한 사람이 누군지 알고 싶군요. 그림을 그릴 수 있으면 쉽게 설명할텐데.. torque는 아시다 시피 r x F 입니다. (x는 외적) 따라서 r과 F가 평행이 아니면 F즉 수직 항력의 방향으로 물체를 돌리려고 하게 됩니다.
음.. Snell's law.. 이걸 제가 여기서 얘기하기도 그렇고.. 아무튼..한번 책한번 자세히 찾아봐 주시길 부탁드리겠습니다.
다시 공부좀 해봐야겠군요. 감사합니다.
아 예, 저도 제 의견을 이해해 주시려고 하신점 감사드립니다.
경사장갑의 효과가 나오려면 60도이상 기울여야 하고... 기울이면 약 1.5배 정도 두께가 증가한다고 함...
날탄에는 별 차이 없는 거 같고... 대탄에 대한 방어력하고 중량 감소 효과가 있지 않을까요..? 옆동네 90식하고 비교해 보면, 시가전이나 산악전을 염두에 두지 않고, 자동장전장치 때문에 내부 용적을 많이 필요로하는 90식은 수직, 그 반대인 울나라 K1은 경사.. 대충 이렇게 되는 게 아닐까요?
중량 감소에 대해 다시 보자면, K1도 차체 측면과 포탑 후면 같은 곳은 수직이지요.. 그 쪽이 맞을 확률이 상대적으로 적은 것도 있지만.. 차체 측면은 궤도와 구동 계통 때문에.. 포탑 후면은 포탄 적재 등의 이유로 공간이 필요하기 때문에 경사를 쓸 수 없었고.. 반대로 공간 활용이 상대적으로 덜 중요한 포탑 정면 같은 곳은 수직 대신 경사를 써서 같은 두께로 중량을 감소 시킨다.. 대충 이렇게 될 거 같은데요..
어차피 경사장갑이 60도까지 기울면 내부는 못쓰는 용적이 많음... 똑같은 공간을 얻으려면 무게 증가는 필연적임... 90식은 무게증가의 문제라 경사장갑을 꺼렸다고 보오..
그러니까.. 똑같은 공간을 굳이 얻을 필요가 없다고 한다면.. 경사장갑으로 중량 감소를 시도해 볼 수 있는 것이지요.. 메르카바 같은거 보면 포탑 전면의 공간은 거의 포기하는 거라 봐야하지 않을지
일단 레오파드2의 경우... 그 당시 날탄이 경사장갑이 필요없이도 신형장갑재질로 막을 수 있었는데... 신형 날탄들이 개발되면서 추가적인 방어를 추구했다고 볼 수 있소... 즉, 경사장갑이 필요없다는게 아니란 뜻이오...
레오파드2의 쇼트 장갑이 좀 특이한 개념이긴 한데.. 아시다시피 안에가 텅 비어서 내부 장갑에 대한 입사각을 틀어줘서 내부 수직 장갑을 경사장갑처럼 작용하게 하는 역할을 한다고 본 거 같은데.. 이거 보면 경사장갑이 날탄에 대해 효과가 있는 거 같기도 하고.. ㅡㅡ;;;
단순히 공간장갑도 어떤 연구에서는 탄심 새장비에 비례해서 방어효과도 커진다는 이야기도 있고 다른쪽에서는 APFSDS탄에 전혀 효과없고 HEAT탄에 대한 공간장갑이라고 주장하는거 보면 어느쪽을 봐야할지 정말 난감...
각광 받은 시기가 대전차 로켓이 나오고 구형 철갑탄 시절이었다. 따라서 효용이 증명되는 시기에 나왔고 .., 날탄에는 효과는 거의 없거나 예전보다는 반감되는 것은 확실해. 이 점은 구소련 전통적인 반구 계란형 포탑도 비슷한 양상이지. 즉 과거에는 효용이 있었다. 그러나 현재에는 굳이 고집할 이유는 없다. 머 그렇게 보면 된다는거지.