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Electrothermal Chemical Gun (전열화학포, ETCG)

뇌관 및 장약의 연소를 전기에너지를 통하여 제어하는 방식의 화포죠.

기존 화포무장이 화학추진제만으로 탄체를 가속시키는 반면, 전열화학포는 화학추진제 연소 시에 발생하는 화학에너지를 외부에서 인가되는 전기에너지로 제어하여 탄체를 가속시키게 됩니다. 레일건처럼 완전히 다른 추진방식이 아니라 기존 화포무장과 유사한 구조를 가지면서 장약을 점화하고 제어하는 방식을 고도화 시킨 거죠.

전열화학포는 전기적으로 발생된 스파크를 개량형 니트로셀룰로오스(NC: Nitro- Cellulose) 추진장약의 점화에 이용하며, 재래식포의 포미 부위에 설치된 전극에 펄스 형태의 전기 에너지를 공급하여 아크를 발생시키고
이 아크가 노즐을 통하여 약실에 분출됩니다. 약실내로 분출된 스파크는 약실내에 있는 액체장약을 터뜨려 장약의 폭발로 탄자를 가속시키는 원리죠.

기존의 화포는 포신이 너무 길면 장약을 아무리 채워넣어도 포신과 탄두의 마찰력 때문에 탄두 속도가 포구를 벗어나기도 전에 느려져버리는 탓에 포 길이를 아무리 키워도 포 자체가 구현해낼 수 있는 사거리에 한계가 있었을 뿐만 아니라 그 엄청난 양의 장약이 폭발할 때의 무지막지한 압력을 견디기 위해 포신의 재질 자체를 엄청 두껍게 만들어야 한다는 문제가 있어서 경량화, 사거리 증대에 한계가 있었는데 이걸 해결할 수 있는 겁니다.

무기체계 수준의 전열화학포는 미국 육군, 해군 주도로 FMC사, GDLS사, GE사 및 Olin사 등에서 활발히 연구되고 있으며, 1999년 미 육군은 형상면에서 M1A2전차에 적합한 120 밀리 XM291 전차포의 동급 전열화학포에 대한 시험을 계획하고 있는 것으로 알려지고 있고

기타 영국, 러시아, 이스라엘, 독일, 네덜란드 등에서는 무기 체계화를 위한 연구가 진행되고 있으며, 독일과 이스라엘의 경우 60~120 밀리 전차포와 기존 고체추진제를 활용하는 고체추진제 전열화학포를 활발히 연구하고 있다. 국내에서는 국방과학연구소에서 전열화학포에 관한 기초연구를 수행하고 있다. 상당히 미래의 일이라 확정된 바는 없지만, K-3 전차에 전열화학포를 다는 설계안도 고려되고 있지만...

ADD에서 실제 120 미리 포를 이용 실사격을 수행하는 단계까지 왔지만 현재는 사실상 폐기 수순을 밟고 있습니다. 차기 포로 재래식 130mm 활강포에 집중한다더군요.

이는 개발하는 기술의 난항과 이로서 얻는 위력이 그리 크지 않기 때문입니다. 현재 전열화학포에서 가장 문제 되는 건 전자분야로서 각종 축전지 및 펄스 발생기에서 개발이 지연되고 있습니다. 실재 추진은 화약으로 됨에도 불구하고 생각 외로 전기를 많이 먹어 각종 전기부품들의 부피가 커지는데, 이러면 레일건 개발에서 겪고 있는 문제나 이거나 다를 바가 없어져버려 레일건 개발에 힘을 쏟고 현재 정체되어 있는 전차포들은 옛날처럼 구경을 늘려버리는 것으로 해결하려는 움직임을 보이고 있죠.
하지만 냉전 때 대구경 전차포를 개발하다가 포기한 이유가 휴행 탄 수가 적어지고 포탑이 비대해지는 문제가 있어서였는데, 21세기라고 그 단점이 해결된 것이 아니니 재래식 전차포의 구경만 늘리는 것은 그저 근미래 전장에서 생존하려면 화력 강화가 시급한데 기술적 해결방안은 없어서 고육지책으로 채택한 미봉책이 불과합니다. 즉 포도 커지고 탄도 커져서 휴행탄수가 적어진다는것

때문에 언젠가는 전열화학포든, 레일건이든, 아니면 그 외 다른 수단으로든 크기는 유지하면서 화력만 높이는 방향의 기술발전이 필요한 상황입니다.

전열화학포는 레일건과는 달리 고폭탄을 쏠 수 있습니다. 레일건은 현재 개발되고 있는 방식으로는 내부에 작약이나 전자장비가 없는 순수하게 금속으로 된 포탄밖에 쏘지 못합니다. 즉 사람들이 포격 하면 일반적으로 생각하는 폭발을 일으키지 못한다는 것, 하지만 전열화학포는 재래식 화포에 탄이 그대로 호환되기 때문에 앞서 말한 통짜 쇳덩어리도 당연히 쏠 수 있고 고폭탄도 사용 가능합니다.

한때 전열화학포가 둔감 장약의 존재로 폐기 수순이 된 것이라고 알려졌으나 사실무근이자 잘못된 정보라고 합니다. 오히려 전열화학포에서 추진체로 가장 중요한 건 둔감 장약이라네요.


일단 궁극적인 둔감화약이 뭔지알면 더 이해하기 쉽습니다.


바로 물(H2o)입니다.
더 확실히 말하면, 내부에 있는 수소와 산소입니다.

순수 전열포로 순간적으로 전기분해해 수소와 산소가 섞인 가스를 만들어 내어 물의 부피를 1000배 이상 증가시켜 여기서 나오는 가스압으로 탄체를 발사하는 것이죠
하지만, 이럴경우 레일건 만큼이나, 전력이 소모가 되게 됩니다.


그래서 나온것이 전열화학포 입니다.
80~90%는 충진재로, 나머지 10~20%의 에너지는 전기로 하는 것입니다.

구조를 보면 뇌관의 역활을 플라즈마 발생장치가 대신 하는 구조입니다.
그런대 이때 발생하는 열이 중요합니다.
대략 공개된 자료에 따르면, 일반 뇌관에 비해 5배 높은 온도를 낼수가 있다고 합니다.


이는 더 많은 장약을 더 빠르게 태울수가 있다는 말도 됩니다.
사실산 현시점에서, 뇌관을 이용한 기술은 한계에 까지온 상태입니다.
그것을 타파하기에 아주 좋은 기술이죠.


거기다, 둔감화약사용에 대해서 좀 더 자유로워 집니다.
일반적이 것보다 더 둔하게 만들수 있고, 더 확실히 발화할 수가 있게 됩니다.

이는 둔감화약 개발과 함께된다면, 불에 타지도 않는 화약을 만들고, 사용 할수가 있습니다.


그리고 전열 화학포는 펄스를 이용하여, 화약의 타는 속도를 조절할수가 있습니다.
이는 포의 위력을 높이는데, 상당한 영향을 주는 부분입니다.

이는, 레일건과 같이 일정한 힘으로 포신 끝까지 탄두를 밀어 줄수가 있다는 말이됩니다.
(레일건의 장점중 하나가 포신끝까지 탄을 밀어 준는 것.)


풀어서 설명하면.

약실과 포가 버틸수 있는 압력이 3800이라면, 기존의 화포 뇌관은 한번에 3500이라는 압력을 발생시키고, 그때 발생한 힘은 포탄이 앞으로 나아가면서 약해지고 탄이 포구에 갈때쯤 되면 상대적으로 미약해 집니다.


반면 전열화학포는 펄스로 화약이 타는 속도를 조절, 발생하는 가스의 지속성을 증가시켜,  3500이라는 힘을 처음붙어 끝까지 밀어 주게 됩니다.
즉, 처음부터 3500에서 끝까지 3500라는 말이됩니다.


이는, 낮은 압력으로, 같은 장약으로 더 강력한 추진력을 낼수가 있다는 말이 됩니다.

거기다, 온도와 습도에따른 미세한 차이를 정밀하게 조절할수가 있고, 이는 곡사포의 경우 정확도에 상당한 영향을 줍니다.

이런점은 단순히 둔감화약만으로 매꿀수 없는 차이 입니다.


레일건과 차이를 보면,

일단, 전원장치 규모가 작아집니다.
그에따른 냉각 시스템의 소형화는 레일건과 달리 포신자체가 열을 내는 것이 아니니까.

현제 포신에 적용 가능합니다.
그보다 더 낮은 압력으로 현제의 포보다 더 위력적인 탄이 발사가 가능합니다.

당연히 설치 비용 및 유지비용이 넘사벽급으로 차이가 납니다.

마지막으로 레일건보다 유폭의 위험이 적습니다.
충전된 배터리와 고압의 콘덴서는 폭탄과 다를바 없는 물건입니다.
실제로 배터리류의 경우 선박운송만 가능하고, 항공편에 의한 운송은 금지되어 있습니다.

즉

-전열화학포의 하향세는 생각보다 자리를 많이 잡아먹는 전기장비의 문제이다.



-둔감장약은 오히려 전열화학포에 필요한 요소이다.



-전기전원장비의 크기를 줄일수만 있다면, 전열화학포를 전차포로 도입하게 될경우 기존 포와 규모는 그대로면서 위력을 높일수 있는 훌륭한 무기 체계이다.