엇그제 다른 양반이 쓴 글인데 내가 잘 몰라 궁금한 내용도 좀 있고 해서 자세히 찾아보았음.


요약하자면 설계수명 10년인 탄을 10년 넘겨서 더 오래 써도 되는지 시험하고 평가했는데, 해외탄은 수명연장이 가능했던 반면 국산탄은 고온-저온 반복노출될 경우 균열이 발생해서 이에 대한 원인 분석을 했고, 이미 만든 탄은 어쩔 수 없더라도 새로 개발중인 탄에는 이 내용이 피드백 되도록 했다는 내용임


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탄약신뢰성 평가(ASPR)란


우리말로는 탄약 신뢰성 평가, 영어로는 ASPR(Ammunition Stockpile Reliability Program)이라는 절차가 있음.


전차나 전투기는 평시에도 훈련이나 각종 작전상황을 위해 끊임 없이 작동하고, 정비를 위해 필요하면 분해후 재조립하는 것을 반복함. 하지만 탄약이나 로켓, 미사일들은 평시던 훈련이건 한 번 쏴버리면 끝임. 그렇기에 운용시간이란 개념이 거의 없고 쏘기 직전까진 거의 저장상태로 있거나 아주 기초적인 점검만 받아야 함. 그럼 가만히 있으니 몇 십 년이고 치장물자로 쌓아두고 보관만 잘 하면 괜찮냐....하면 아님.






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이건 미국의 각종 미사일과 로켓의 저장 수명(Shelf Life)에 대한 자료 중 하나임. 즉 가만히 일반적인 탄약고에 저장해 뒀을 때의 수명인데, 초기 수명은 5~10년임. 여기서 말하는 초기 수명이란 설계단계에서 보증되는 수명을 말함. 로켓이나 유도무기등에 사용되는 부품들은 보통 업체측에서 보장하는 수명이 저 정도임.


그렇다면 초기 예상 수명이 지나면 이 탄약들은


1. 수명을 다했다고 판단해서 일괄 폐기할건지

2. 샘플 테스트해서 계속 써도 되는지 확인할건지

3. 쓸만한 부품은 살리고 버릴 부품은 교체하는 창정비 사업을 할 건지


선택해야 함.


보통 비용이 만만치 않기 때문에 무조건 버리지는 않고, 포탄이나 무유도 로켓은 2를 많이 하고 미사일은 2, 혹은 3을 많이 함


여기서 탄약 신뢰성평가가 2에 해당함.


그럼 샘플로 로켓이나 미사일을 몇 개 무턱대고 뽑아가지고 그냥 바로 발사대에 얹어서 쏴버리는게 2번이냐....하면 아님. 여러가지 정해진 절차에 따라 시험을 하게 됨(뒤에 나오지만 그냥 쐇으면 국산 MLRS 탄은 그냥 전부 시험 통과로 끝났을거임).


전자장치가 없는 무유도로켓이나 탄약은 대부분 문제가 생기면 장시간 시간이 지나면서 말랑해야 하는 고무 같은 부품들(밀봉용 O-링 같은 것들)이 딱닥하게 경화되거나 계속되는 일교차에 따른 온도변화로 미세하게 수축/팽창을 반복하면서 내부 화약에 균열이 가거나 하는 것이 문제가 됨. 그래서 보통 오랜시간 보관한 탄들은 강제로 온도를 추가로 악조건을 주어보고 실험하게 됨.


그리고 바로 또 쏘는게 아니라 X-Ray 등으로 비파괴검사(즉 잘라보지 않고 검사)한 다음 이상 없는거 확인하고, 필요하면 몇 개는 진짜로 잘라서 속도 살펴보고 한다음 최종적으로 발사해보거나 지상에 묶어 놓고 터트려보거나 해서 성능이 열화된게 없는지 살피게 됨.



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아래 내용들에서 기본적으로 참고한 자료는 밑에 다른 양반이 먼저 요약해서 올렸던 글인 "추진기관 공정개선을 통한 로켓탄 기대수명 연장"과, 동일한 내용에 대해 좀 더 기술적으로 적혀 있는 논문인 "로켓탄 추진기관 온도반복시험 균열 원인 분석" 두 가지임.


참고로 말하자면 저 글들의 논지는 한화 혹은 육군 망했다.....뭐 이런건 아니고 ASPR중에 원인분석을 했는데 이걸 참고로 앞으로 국내 개발 로켓에는 개선된 내용을 전달하여 국내 개발 로켓의 기대수명을 연장할 수 있게 되었다...뭐 이런 내용임.


국내 절차가 좀 희한한게, 국내에서 면허생산하거나 국내에서 개발하여 제작한 탄약은 국방기술품질원이 신뢰성평가를 하지만 정작 해외개발탄은 국방과학연구소가 신뢰성평가를 하고 있음... 그래서 국내 생산된 탄약에서 장기보관중 발견된 결함이 잘못하면 국내 신규개발하는 탄에는 피드백되지 못할 수 있지만(평가는 국방기술품질원이, 신규 개발은 국방과학연구소가 하니까) 요근래는 국방기술품질원이 신규 무기 개발 사업에도 초반부터 참여하므로 이제는 피드백이 잘 된다....라는 약간 기관 홍보성 글이기도 함.


먼저 참고한 두 글 모두 균열이 발생한 탄이 어느 탄인지는 명시하지 않고 OO탄이라고만 언급하였음.


하지만 '기술도입 생산된 2005년, 2006년산 로켓탄'이란 말이 있고, 또 중간중간 참고자료의 로켓의 형상도 있고, 6발 형태 포드로 보관한다는 말도 있고, 결정적으로 논문 중간에 X레이 사진에 보이는 MLRS....라는 문구를 보면 MLRS 탄인걸 쉽게 유추할 수 있음.





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알다시피 우리나라는 북한 로켓에 대응하기 위해 130mm 구룡로켓을 긴급하게 개발/도입했지만 화력 강화를 위해 M270 MLRS 도입을 추진했었음. 참고로 잘 안알려진 사실이지만 90년대에 저게 불발될거에 대비해서 한화가 따로 230mm급 로켓을 '거룡'이란 프로젝트로 개발해서 시험발사도 하긴 했었다고 함(이게 글로 자료만 남아있고 사진을 못찾겠음).


여하간에 초기에는 미국으로부터 직수입했지만 한화가 230mm급 로켓을 자체개발한 사례도 있고해서 국내에서 충분히 생산가능하다고 판단해서 2003년부터 미국이랑 계약맺고 MLRS의 227mm 로켓탄을 국내에서 면허 생산하기 시작함.


그리고 이 MLRS의 227mm 로켓탄의 고체로켓 앞부분에 응력완화 인서트라는 부품이 들어감.



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응력완화 인서트에 대해 설명하기에 앞서, 고체추진 로켓 구조를 잘 모르면 이게 뭐하는 부품인지 알기 어려워서 잠깐 옆길로 새서 로켓의 내부 구조에 알아보겠음.





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일반적인 고체로켓의 구조는 위와 같음.


로켓의 제일 바깥은 몸체를 구성하는 연소관(Motor Case)가 있음. 로켓에 따라 알루미늄, 고강도 철강이나 탄소섬유 복합재 등 다양한 재질로 제작 됨. 로켓의 몸체로서의 역할을 하는 동시에 내부에서 발생하는 고압을 버티는 역할도 해야 함.


그 안에는 내열재(Thermal Insulator)가 들어있음. 로켓 연료가 연소되는 동안 아무래도 온도가 급격히 올라가는데, 그 온도가 직접 연소관에 전달되면 연소관을 무진장 튼튼하게 만들어야 함. 이러면 연소관이 굉장히 무거워지기 때문에 열을 차단하는 소재를 너헝야 함. 현재 주로 쓰이는건 EPDM 계열인데 쉽게 합성고무임. 뭐 수천도에도 금강불괴처럼 견딘다 이러는건 아니고, 로켓이 타면 이것도 아무래도 타들어가긴 하는데 기본적으로 군용 로켓 연소시간이 보통 10초~15초 남짓이라 그 만큼만 버티면 됨. 이 내열재는 연소관 안에 접착됨.


그 안에는 로켓의 연료역할을 하는 추진제(Propellant)가 들어감. 논문속의 (아마도) MLRS의 로켓은 HTPB 기반의 로켓연료인데 HTPB는 일종의 합성고무임. 여기에 연료 역할을 하는 알루미늄 가루와 산화제 역할을 하는 인산 암모늄 등을 배합한 다음 열을 가하여 굳히면 고무처럼 말랑말랑한 고체로켓의 연료가 완성 됨. 굳히기 전에는 젤 형태의 혼합물인데 이걸 산화제, 연료등과 잘 섞은 다음 일정 온도로 가열하면 고무형태로 굳게 됨. 로켓을 가열한다고 하니 뭔가 위험해 보이지만 그 정도론 쉽게 불이 붙지 않음(이라고는 말해도 당연히 실제로는 무슨 예상치 못한 상황이 발생할지 모르니 여러 안전조치를 취함...).


일반적인 군사용 로켓은 이걸 단순히 불을 붙인다고 해서 바로 타거나 하진 않음. 보통 그냥 화재상황에서는 고무타듯 대충 타다가 끝남. 대신 일정수준 이상의 순간적인 열과 압력이 가해지면 폭발적으로 타들어가는데 그런 역할을 하는게 점화장치(Ignitor)임. 보통 점화장치는 전기로 작동해서 그 안에 들어있는 작은 폭약을 먼저 터트려 추 추진제에 불이 붙을 정도의 폭발을 일으킴. 위 예시 그림은 로켓 앞쪽에 붙어있는데, MLRS는 뒤쪽에 붙어있음. 주로 미사일류는 전자장비가 로켓 앞쪽에 붙어 있어서 거기서 신호를 주기 때문에 점화장치가 앞쪽에 있고, 무유도로켓은 발사관에 꼽은 다음 바로 뒤에서 전선을 연결하기 쉽게 점화장치가 뒤쪽에 달려있음(물론 예외의 경우들도 있고...).







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위의 예시용 그림에선 빠졌는데, 실제로는 일반적인 고체로켓에는 단열재(위 그림에서는 Insulation)와 추진제 사이에 라이너라는 것이 하나 더 있음. 라이너는 쉽게 말해 단열재와 추진제 사이를 단단하게 접착해주는 역할을 하는 말랑한 고무 같은 재질임. 내열재와 추진제가 아무래도 전혀 다른 소재다보니 화학적으로 결합이 잘 안되어서 이 둘 양쪽 모두에 잘 들러 붙는 물질을 내열재 내측에 덧바른 다음 굳힘.


그런데 희한하게도 외부의 케이스 역할을 하는 연소관을 제외하고는, 내부물질 상당수가 고무계열 물질인것을 알 수 있음.


이는 만약 딱딱한 화약이면 외부 충격이나 진동에 의해 안에서 부스러지거나 금이갈 수 있음. 게다가 오랜시간 로켓을 가만히 놔둬도 로켓을 24시간 온도가 유지되는 저장고에 보관하지 않는 이상, 하루 온도 변화에 따라 미세하게 수축팽창을 반복을 하게 됨. 이 수축반복 과정에서 외부의 연소관과 온도에 따른 팽창률이 달라서 수축/팽창하는 정도가 다르기 때문에 결국 힘을 받게 됨. 만약 연소관 내부의 구성부들이 딱딱한 물질이라면 미세한 균열이 생길 수 있음.


이러한 균열은 예상치 못한 로켓 추진기관의 급격한 연소로 인해 로켓이 불안정하게 작동하거나 최악의 경우 폭발할 수 있음.


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요근래 쓰이는 고체로켓은 일반적으로 안쪽에 구멍이 나있음. 그리고 점화기가 일단 불을 당기면 이 안쪽부터 불이 붙어 타들어감. 이때 로켓의 추력은 몇 가지 다른 요인들도 있긴 하지만 대체로 연소되는 면적에 따라 달라짐.


그냥 동그랗게 앞뒤로 관통하는 구멍을 뚫어 놓는다면 위 그림 맨 왼쪽 위처럼 됨. 처음엔 구멍의 직경이 좁으니까 타들어가는 구멍 안쪽 면적도 좁지만, 점점 연료가 소모될 수록 구멍이 커지고 이는 로켓 안쪽의 타들어가는 면적도 넓어지는 효과가 남. 그래서 추력(Thrust)가 시간이 지남에 따라 점점 커지는 현상이 생김.


만약 로켓이 작동하는 내내 균일한 추진력을 내야 한다면 별모양으로 성형하거나, 도넛모양으로 구멍을 만드는 일을 해야 함.


참고로 저런 구멍은 어떻게 만드냐면, 앞서 말한바에 따르면 로켓 연료는 열을 가해 굳히기 전에 젤 상태의 물질임. 그래서 연소관을 뒤집어 놓고 그 안에 저 구멍모양이 될 틀(맨드렐, 코어)을 집어 넣은 다음 굳히는거임. 그리고 연료가 다 굳으면 이 틀을 잡아 뽑아내면(보통 사람이 안하고 기계가 하지만) 틀 모양대로 구멍만 남게 됨(좀 더 위험한 방법으로 기계로 구멍을 파들어가서 깎아내거나 하는 방법도 있긴 함).


그런데 로켓의 화염이 닿는 부분에 예상치 못한 균열이 생기면, 그 틈새 만큼 더 넓은 면적이 타들어가게 됨. 게다가 불이 붙을 수록 그 틈새부분은 타들어가면서 더 면적이 넓어지니까 결과적으로 처음 설계한 것과 다른 식으로 연소하게 됨. 그래서 균열로 인해 로켓이 비정상적으로 추력을 만들거나, 최악의 경우 내부 압력이 너무 높아져서 연소관이 버티지 못하고 폭발할 수 있다고 한 것임.



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문제는 균열을 막기 위해 아무리 노력을 해도, 균열에 취약한 부분들이 있음. 특히 추진기관의 가장 앞쪽의 구멍이 시작하는 부분임.


이걸 막는 방법중 하나로 Free Flap 이란 방법이 있음. 이건 아예 설계할 때부터 내열재 일부분에 균열, 즉 틈새를 만들어 둔것임. 케이스와 추진제가 붙어있다가 반복되는 수축/팽창으로 떨어져나가는거라면, 차라리 여기를 처음부터 붙어있지 않도록 떨어지게 설계하는거임.





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이를테면 위 그림 같은 식임. 내열재(Insulation)을 잘보면 중간에 일부러 틈새가 생기도록 벌어진(Sepration) 부분이 있음. 즉 로켓 바깥쪽 연소관이 수축팽창을 해도 그 여파가 추진제(Propellant)의 앞쪽 머리부분에 직접 여파가 전달되지 않도록 하기 위해 일부러 아예 내열재를 두겹인것 마냥 갈라지는 부분을 미리 만들어둔 셈임.


제작이 좀 까다로운 방법이긴 한데 현재 뒤에 설명할 응력완화 인서트와 함께 대다수의 고체연료 로켓이 사용중인 방식임.




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위 그림에서 두 번째의 P 그루브(Groove)라는건 추진제 자체를 성형할때 머리부분 안쪽 모양을 좀 특이하게 설계하는 방식임. 저렇게 빈 공간이 있으면 추진제가 연소관과 직접 부착된 부분에서 수축팽창해도 그 여파가 접착된부분에 집중되지 않고, 그래도 좀 말랑한 소재인 추진제가 좀 더 유연하게 같이 움직이면서 균열이 생기는걸 억제하는 방식임. 문제는 추진제 안쪽에 저런 구멍을 만드는게 쉽지 않음.


앞서 말한대로 내부 구멍을 만들려면 틀 역할을 하는 긴 봉 같은 걸 집어 넣어 추진제를 굳힌 다음 뽑아내야 함. 근데 저런 구멍을 안쪽에 만들려면 추진제가 다 굳고 나면 안에 묻혀있는 틀을 앞 혹은 뒤로 뽑아낼 수가 없음.


그래서 바람을 불어 넣으면 팽창하는 튜브가 저런 P그루브 모양이 되도록 만든 다음 추진제가 다 굳으면 바람을 빼서 뽑아낸다든지, 틀을 조각조각 내서 빼낼 수 있도록 복잡한 조립식으로 만든다던지, 심지어 일단 성형한 추진기관을 다시 속을 파내는 식으로 기계로 가공한다든지 하는 아이디어가 필요함.


그리고 그 옆에 있는 Stress Reliever는 P 그루브의 변형으로 안에 틀 역할을 하는 물체를 제거하지 않고 그대로 둔채로 추진기관을 굳혀버리는 방식임.


먼 길 돌아왔지만, 이게 이번 이야기의 문제가 된 폴리우레탄 폼 인서트임.


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참고한 논문에서 언급된, 문제가 된 (아마도 MLRS) 로켓의 단면 형상은 위와 같음.


로켓 맨 앞쪽은 작업공정중 맨드렐 고정등을 위해 필요한 구멍이 있고 작업이 끝나면 플러그 형태의 마개(Plug,Closure)로 닫게 되어있음. 그리고 그 뒤에 P 그루브, 그러니까 응력완화를 위한 P자형 홈을 만들기 위한 인서트가 있음. 그리고 Grain이라 되어 있는 부분이 추진체임(로켓연료 한 덩이를 보통 그레인(grain)이라고 함).


그림상 연료안쪽 빈 공간이 위아래가 다르게 보이는건 실제로는 뒤에서 본 모습이 별모양 구멍이라 그런것일 테고...


응력(Stress)란 물체에 힘을 가했을때 내부에 작용하는 압력이라 생각하면 될듯 함. 즉 물체에 힘을 가하면 물체가 당장 파괴되지 않아도 그 안에는 압력형태로 힘이 가해지는 상태가 되고 이게 한계 이상이 되면 균열이 가거나 그대로 물체가 파괴됨. 그걸 완화하기 위해 삽입해 놓은 삽입체(Insert)가 응력완화 인서트임.




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문제가 된 로켓의 응력완화용 인서트의 실제모습은 저렇게 생겼다고 함. 단면 형상으로 보면 P자가 위아래로 있는것 비스무리하지만 실제로는 원통형이니까 뭔가 냄비뚜껑 비슷하게 생김.


위의 물질은 폴리 우레탄 폼으로 제작됨. 흔히 우레탄폼이라 부르는거랑 비스무리한 그런거인 셈임. 이 부품은 일단 자리를 차지하고 있지만 구조적으로 보았을 때는 매우 연약한 우레탄폼이기에 빈 공간이나 마찬가지임(다만 해외 논문이나 관련 특허등에선 우레탄폼이 구조적 역할을 안한다고 되어있는데, MLRS 균열 관련 참조한 논문은 도리어 우레탄폼이 단단하게 잡아주는 역할이라 설명을 해버려서 공돌이로서 혼란이 오긴 함).


한편 우레탄폼은 로켓이 작동하는 순간 고온과 압력에 의해 순식간에 분해가 되어(타서 없어지는 것 보단 분해에 가깝다고 함) 사라지므로 로켓연소에도 영향을 주지 않음.



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저 부품이 왜 필요한지에 대해 설명하기 위해 또 이야기가 돌았는데, 다시 균열사례 이야기로 돌아가겠음.




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국방 기술 품질원(이하 기품원)은 2005~2006년 생산된 오래된 탄약에 대해 탄약신뢰성평가(ASRP)를 수행하기 위해 12발을 골라내어서 위와 같이 실험함.


(맨 오른쪽 위) : 3발을 골라내어 60도 환경, 15도 환경, 영하 32도 환경에서 24시간 둔 다음 지상에서 연소시험을 한다(기계장치에 묶어두고 로켓을 작동시켜서 원하는 만큼 추진력이 나오는지 테스트하는거)


참고로 온도 조건이 3가지인 이유는 로켓이 원래 온도에 따라 추력특성이 달라지기 때문임. 그래서 보통 고온, 상온, 저온 3가지 케이스로 나눠서 추력을 확인함.


(연두색) : 가속노화시험. 3발을 골라내어 60도 환경에서 3개월간 저장해두는 가속 노화시험을 실시한다. 이후 각각 비파괴검사를 한다(비파괴 검사 : 실험 대상물을 절단하거나 분해하지 않고 X-ray나 기타 방법으로 속을 살피는거). 이상이 없으면 각각 고온, 상온, 저온에 두었다가 연소시험


(주황색) : 온도반복시험. 4발을 골라내어 영상 71도로 24시간, 영하 34도로 24시간을 두는 시험을 3회 반복한다. 이후 마찬가지로 비파괴검사후 고온/상온/저온에서 지상연소 시험.


(파란색) : 커팅식... 그냥 잘라내서 속을 살피고 물성치도 확인한다.


그런데, 가속노화시험에선 결함이 안생겼는데 온도반복시험을하고 비파괴검사를 해보니까 균열이 확인 됨.




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위 그림에서왼쪽이 X레이로 촬영한 결과임(잘 보면 위에 노란색 글자가 보이는데, 뒤집혀 있지만 무슨 탄약의 ASRP였는지가 적혀있음...). 로켓 앞쪽 안족에 균열로 의심되는 것이 확인 됨. 이걸 눈으로 확인하고자 내시경을 로켓 뒤쪽으로부터 넣어서 확인함. 상아색으로 보이는 가운데 부분이 아까 설명한 응력완화용 인서트, 그러니까 폴리 우레탄 폼의 중심부분 일부가 보이는 것임. 보면 인서트도 균열이 가있음.


그렇다는 것은 추진제 내에도 균열이 발생했을 가능성이 있어서 이번엔 저 부분을 집중적으로 CT 단층촬영을 해봄.




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두 종류의 균열이 보이는데 분홍색 테두리로 표시한 부분은 인서트와 추진제에서 생긴 막이 점착된 부분인데 사실 이건 특별한 역할을 하는 막이 아니기 때문에 균열이 있어도 상관이 없음. 문제는 노란색 부분으로 저기는 실제 추진제가 있는 부분인데 여기에도 깊이 10mm에 길이 20mm 수준으로 균열이 그것도 4방향으로 발생했음. 심지어 온도반복시험을 한 4발의 로켓 모두에서 균열이 발생함.


앞서 말한바와 같이 추진제에서도 불이 직접 닿는 부분은 균열이 있으면 치명적인 결함에 해당함.


하지만 이해할 수 없던 것은 국내 보관중이던 탄 중에 미국에서 직접 생산한 탄은 탄신뢰성 평가를 통해 원래 기대수명 10년이었지만 26년째가 되도록 문제가 없음을 확인했는데 반하여 국내 생산된 것은 15년째에 문제가 발생했음.


이 때문에 국내 생산된 것은 물론 국외 생산한것도 정말 문제 없는게 맞는지 다시 확인할 필요가 있어서 결국 국내외 생산된 것 72발을 선정함. 제조 연도별로 12발을 골라내서 각각에 대해 비파괴검사를 해보고 고온/상온/저온 조건에서 지상연소시험도 함. 일단 72발은 추진제 막갈라짐 등은 발견되었지만 이건 앞서 설명한바와 같이 성능상 문제가 되는건 아니고(위 그림에서 분홍색 표시에 해당) 추진제 자체의 균열은 발견되지 않음.


또 원래 설계값인 71도 온도조건보다 더 가혹했을수도 있는 즉각대기포탄(저장고가 아니라 야전에 배치된 탄...)도 비파괴검사를 해서 안이 멀쩡한지 확인하였고 이쪽도 추진제 막 갈라짐만 발견되고 추진제 차체의 균열은 발견되지 않음.


마지막으로 국내 생산 로켓과 해외 생산 로켓에 대해 각각 6발씩 온도반복시험을 다시 실시해보았고, 해외생산 분은 전량 문제가 없었으나 국내생산분은 추진기관 자체의 갈라짐이 6발 전량에서 또 발견 됨.


결과적으로 국내 탄은 당장은 문제가 없지만 온도 상승/하강이 일정수준 이상 반복되면 결국 장기적으로 내부에 균열이 생길 수 있단 말이 됨.



기품원은 이러한 균열이 발생할 수 있는 인자를 카테고리화 해서 26가지 정도를 식별하고 각각에 대해서 검토해서 가장 영향을 미칠만한 것 5가지를 살펴봄.


1. 추진제와 인서트가 만나는 부분이 원래 설계와 다른 화학적 결함이 있었다.

2. 추진체와 인서트가 만나는 부분이 원래 설계와 다른 구조적 결함이 있었다.

2. 추진제와 인서트가 만나는 부분에 제작절차에 뭔가 문제가 있었다

3. 추진제와 인서트가 오래되면서 노화가 발생했다

4. 균열은 온도변화에 따라 발생했다



결국 문제가 된 로켓을 절단한 다음, 이 부분을 자세히 살펴보기로 함.


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그 결과 원래대로라면 서로 들러붙어 있으면 안되는 추진제(갈색 물질)와 응력완화 인서트가 예상외로 단단하게 붙어있는 것을 확인 함. 결국 온도변화에 따른 수축/팽창 과정에서 폴리우레탄에서 발생한 균열이 추진제까지 전달되는 상황이 발생함. 즉 이부분이 설계의도와 다르게 구조적, 화학적으로 변한게 한 가지 원인이 됨.


또 하나는 폴리우레탄 재질의 응력완화 인서트에 이형제를 바르는 절차가 누락되었다는 점임.




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이형제란 서로 들러붙으면 안되는 부품이나 물질 사이에 발라주는 약품등을 말함. 문제가 된 로켓의 것과 같은 재질로 우레탄폼과 추진제를 결합시켰을 때 둘 사이에 이형제가 발라지면 가운데 사진처럼 깔끔하게 떨어지지만 그렇지 않으면 왼쪽처럼 표면이 지저분하게 떨어짐. 이는 떼어내는데 드는 힘을 비교해봐도 이형제가 적용된 것에 비해 안된것이 더 큰 힘이 필요함. 오른쪽 그래프에서 막대가 긴 것이 이형제를 바르지 않은 경우 부품간 접착된 강도가 더 강하다는 의미임. 둘 간의 결합력이 4배 이상 차이가 나게 됨. 즉 이형제를 바르지 않으면 둘이 불필요하게 들러 붙게 됨.


게다가 추진제와 이형제는 원래는 둘 다 말랑한 재질들이지만, 수명이 오래되다보니 점점 딱딱하게 굳는 특성이 있었음. 즉 힘을 받으면 유연하게 받아넘기지 못하고 더 쉽게 균열이 생길 수 있는 상태가 되었음.


결국 온도가 반복적으로 상승/하강하면 결국 부품들이 팽창/수축을 반복하는 와중에 서로 예상보다 단단하게 들러 붙어있어서 추진제에 온도변화에 따른 힘이 더 크게 전달 되었고, 추진제마저 처음 제작되었을 때 보다 더 딱딱하게 경화된 상태에서 힘을 받다보니 결국 균열이 생긴 셈임.


기품원은 이미 생산된 로켓은 어쩔 수 없지만 새로 설계 또는 제작중인 다른 로켓은 살펴보니 비슷한 부분에 이형제를 바르지 않기에 이 부분에 대해 여러 종류의 이형제를 발라야 할지 실험을 해보게 됨.


결과적으로 이형제를 3회 바르면 새로 제작중인 로켓탄 역시 인서트와 추진제간 접착력이 눈에띄게 줄어 들어서 나중에 수명연장을 해야 할 때 균열을 발생할 가능성을 줄일 수 있다는 걸 확인했고, 실제로 새로 개발중인 로켓에도 이형제를 3회 바르도록 제조절차가 바뀌게 됨(단 이 로켓이 뭔지는 설명 안되어 있음. 초도양산 계획중인 탄이면 천무도 아닌거 같고...).


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다만 읽어보면서 약간 이해가 안가는 부분은, MLRS가 국내개발한게 아니라 기술도입으로 면허생산한건데 왜 이형제 도포가 제작 절차서에서 빠지게 되었는지임. 특히, 그러면 미국에서 제조한 MLRS 로켓탄은 이형제 도포가 된게 맞는지, 혹은 다른 이유로 인해 미국건 균열이 안생긴건지에 대한 확인 내용도 없고....


또 한가지는 그럼 장기적으로 보았을때 균열이 발생 가능성을 확인한 국내생산분 로켓들은 어떻게 처리했는지는 나와있지 않음. 앞서 설명한것처럼 당장 균열이 있다는건 아님. 하지만 71도와 영하32도로 각각 24시간씩 두는 것을 3회 반복하는 온도반복시험을 하면 균열이 발생하는 상황임. 물론 자연상태에서 이런 극단적인 온도변화가 바로 생길리는 없지만, 저 말은 일교차 온도변화에 따른 수축/팽창이 장시간 반복되면 언젠가는 균열이 생긴다는 소리임. 단기간 더 보관후 폐기하게 될지, 어떨지....