레일건

1. 개요

2. 역사

3. 원리

4. 실효성

4.1. 장점

• 경제성
  레일건을 개발하느니 차라리 초음속 중거리 지대지 미사일 여러 발 날리는 게 좋지 않으냐고 생각할 수도 있지만 어디까지나 현재 상황에서 중거리 미사일이 더 경제적일 뿐이다. 미국이 목표로 하는 레일건 개발 수준에 이르면 이야기가 많이 달라지는데, 토마호크 미사일 1기의 가격은 못해도 60만 달러지만 레일건 탄자는 개발 완료 배치 시 그 가격의 1/10도 안 할 가능성이 높다[7] 물론 레일건 포대의 설치와 유지비도 있지만, 미사일도 VLS니 발사 차량이니 레이더니 하는 고정비용이 드는 것은 마찬가지다. 무엇보다도 타격은 해야 하는데 재래식 화포로는 사거리가 닿지 않고, 미사일을 쏘자니 과잉화력인 표적이라면 레일건이 더 경제적이라는 주장은 타당하다. 사실상 탄두만 쏘기 때문에 매우 경제적인 건 사실이다.

• 높은 위력
  레일건은 가성비를 유지할 수 있는 한계점이 높다. 위 링크에 나온 레일건 함포를 포함한 야포류의 지속 화력과 화망 구성 능력은 미사일을 아득히 능가한다. 거기에 전기로 구동하다보니 출력 조절이 자유롭다. 즉 표적과의 거리와 표적의 내구도에 따라서 위력 조절이 가능하다. 애초에 최고 출력으로 쏴서 제거할 목표물은 전차, 요새같은 중장갑 표적이나 최고 사정거리에 있는 목표물 정도니 이보다 내구성이 떨어지고, 더 가까이 있는 목표라면 좀 살살 쏘는 것도 가능하다. 저위력으로 줄여 쏘면 발사에 필요한 충전시간도 크게 줄이고 포에 가하는 부담을 낮추고 전기도 아끼면서 무엇보다 지속전투력(=지속화력)은 크게 키울 수 있다. 현재 미 해군이 목표로 시험하고자 하는 레일건의 발사속도는 분당 10발이다. # 화학식 포탄은 탄두 외에도 포탄 발사에 필요한 장약(혹은 추진제)을 필요로 하기에 자석을 통해 가속되는 레일건에 비하여 보관에 몇 배 이상 더 넓은 면적이 요구된다. 비슷한 위력을 가진 동일한 수의 포탄을 보관할 때 화학식 포탄에 비하여 레일건의 포탄이 여유공간이 많이 생기므로 창고 면적을 줄이거나 그 남는 공간에 더 많은 탄을 채워 지속전투력을 키우거나[8] 혹은 발사 가능한 범위 내에서 더 육중하고 커다란 탄에 투자하여 화력 증강을 꾀하는 것도 가능하다.[9] 레일건은 아직 문제가 많기는 하나 미래에는 화약식 화포에 비해 더 강하고 지속적인 화력을 제공할 것이라 기대된다.

• 약점을 최소화할 수 있음
  가장 좋은 점은 함대함 전투에서 맞으면 치명적인 부분이 획기적으로 줄어든다는 것이다. 군함의 발달사, 특히 전함의 발달사에서 장갑재는 중요하며 해전 양상이 초창기 측면 장갑을 중시한 1차 대전형 근중거리 난타전에서 드레드노트로 대변되는 거함거포의 장거리 일격필살이 되면서 대낙각탄에 대한 방어를 위하여 갑판 장갑을 지나치게 증가시켰는데, 이로 인한 하중 증가는 엔진 출력에도 지대한 영향을 끼치며 당연히 들어가는 장갑재의 가격을 생각하면 국가전략 무기인 전함에 들어가는 재정적인 요소도 어마어마했다. 그로 인해 일명 'All or Nothing' 개념이 등장한다. 이는 맞으면 안 되는 기관, 포탑, 탄약고, 연료탱크 등을 모조리 함 중앙으로 몰아서 그 부분에 집중적인 장갑을 갖추고, 박살나도 당장은 전투와 생존에 지장이 없는 승조원 거주구역이나 식당, 식량창고 같은 부분에는 가장 기본적인 장갑만 두르는 방식이다. 그러나 항공모함의 등장으로 말도 안되는 거리를 이동하여 비교적 정확하게 떨어지는 항공폭탄과 어뢰에 의해서 전함의 시대는 종말을 맞이하였고 버튼 하나 누르면 목표까지 알아서 날아가는 대함미사일의 등장으로 관에 못질까지 당했다.
  허나 레일건은 원리상 당연히 장약이 없이도 전력만 공급된다면 탄환의 발사가 가능하기에, 장약의 사용 여부를 상황에 따라 선택할 수 있고(순수히 전력만으로 쏠 수도 있고, 구조에 따라선 전력과 장약을 병용할 수도 있다.), 따라서 레일건을 함포로 도입하게 된다면 탄약고의 용적을 필요 최소한으로 제한할 수 있기 때문에 군함의 바이탈 파트를 줄이는 데에도 기여할 수 있다. 주포탑 탄약고의 유폭 가능성을 최소화할 수 있으므로 바이탈 파트가 크게 줄게 되는 것이다. 그러나 이 문제는 반대로 말하면 장약에 의존하지 않게 되는 대신 막대한 전력 소모를 감당하기 위해 핵분열 반응로를 탑재하거나, 발전기 구동을 위해 기름을 퍼넣어야 한다는 문제가 생긴다. 전자라면 애먼 곳에 피탄되기라도 하면 원자력 사고를 각오해야 한다는 의미고, 후자는 보급의 부담이 커지게 된다. 물론 영화에서처럼 다짜고짜 대폭발을 일으키거나 하지는 않는다 쳐도, 항상 바다 위에서 작전을 하는 군함의 특성상 방사능 누출이 발생할 경우 후속 대응도 어렵고 오염의 전파도 빠를 것이다. 이 문제점은 원자력 잠수함과도 일맥 상통하는 부분. 이러한 문제를 회피하기 위해서 내연기관을 사용하는 군함에서도 레일건을 사용할 수 있도록 하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.
  또한 레일건은 탄두만 있어도 발사가 가능하기 때문에 기존 탄두 및 장약보다 훨씬 더 작고 간단하게 만들 수 있다는 장점이 생긴다. 굳이 탄피, 장약, 기타등등을 만들 필요가 없을 뿐더러 탄두만 있으면 폭탄이나 기타 요소외 탄약으로 인한 유폭이 완전히 사라진다. 작은 탄두로 인해 더 많은 탄두를 실을 수 있다는건 덤.

• 위치 노출 억제
  미국 해군 델그랜 연구소에 의하면 기존 화포와 레일건을 동일한 에너지로 시뮬레이션할 경우 발사 섬광량은 1/1000, 발사시 폭음은 1/10수준으로 교전 시 위치 노출 억제에 유리하다고 한다.[10] 레일건은 일부 탄속과 사정거리 희생을 감수하더라도 필요할 때 출력 규모를 줄여 쏠 수 있는데, 이 방식은 최대 출력으로 발사할 때보다 더 낮은 폭음과 섬광 발생이 가능하다.

• 매우 빠른 탄속
  레일건 발사체의 탄속은 웬만한 미사일은 물론이고 기존 화약식 무기체계를 아득히 능가하는 수준으로 매우 빠르다. 당연히 레이저보단 느리지만, 전성비와 사거리, 파괴력 면에선 레이저보다 낫고 어지간한 거리에선 적이 탄을 막을 엄두조차 못 내며, 막는 것이 가능하다 해도 가성비가 안 맞는다. 상대에게 일방적인 손실을 강요하는 것이다.
  이 때문에 어딜 맞든 일격에 관통/파괴할 수 있는 레일건이 완벽하게 도입되면 전차의 장갑이 무용해져 장갑차 수준으로 회귀하게 될 것이라는 예상도 있다. 하지만 어뢰정의 도입 사례를 보면 알 수 있듯이 재래식 무장을 탑재한 기존 전차로도 파괴할 수 있는 차량이라면 굳이 레일건으로 상대할 필요가 없기에 화약무기가 아예 실전되지 않는 한 전차의 장갑은 유지될 가능성이 높다.
  이것 때문에, 기존의 함포가 발달해 더 강력한 파괴력을 자랑하게 되어도 웬만하면 레일건이나 그 기존 함포에 적용한 기술을 적용한 레일건이 쓰일 것이다.[11] 엄청나게 빠른 탄속은 명중률에도 큰 기여를 한다. 탄자의 비행시간/체공시간이 길수록 바람(주로 측풍)과 기상상황 등에 영향을 많이 받아서 (변수가 완전히 통제되고, 전제조건이 최적화된) 이론 상의 탄도와 실제 탄착지점 간의 오차가 커진다. 그러나 탄속이 빠르면 표적을 타격하기까지 짧은 시간을 체공하므로 그러한 영향을 상대적으로 덜 받아 명중률이 더 높아진다.

• 탄미 예광제가 필요 없음
  기존 직사 포탄은 탄도를 시각적으로 확인하여 차탄 탄도를 보정하기 위해 예광제가 거의 필수적으로 들어간다. 하지만 레일건에서 쏘아진 탄은 탄두 후미부에 강력한 플라즈마 불꽃이 발생하기 때문에 예광제가 없어도 궤적이 훤히 보인다.

• 자유로운 전력 활용
  분명 레일건을 구동하려면 큰 발전기, 극단적으론 위에서 말했듯 '원자력 발전기'라도 탑재해야만 한다. 하지만 알아두어야 할 것은 반드시 레일건 충전 100을 하기 위해 발전기도 똑같이 100의 출력이 꼭 나올 필요가 없다. 절반 또는 그 이하라도 문제가 없을 수도 있다. 이유는 전기는 저장이 어렵지만 불가능한 게 아니라서 어디에 저장해 두었다가 쓰면 될 일이다. 그러다 남은 전력은 다른 곳에 분배하여 이용할 수 있다. 최초로 군함에서 전기를 사용할 때 전력으로 함내 전등 밝힐 수 있는 정도의 역할 말고는 딱히 전력 수요는 없었지만 날이 갈수록 함내 전력 수요는 늘고있다. 레일건을 빼더라도 컴퓨터, 레이더, 소나, 냉-난방기 등 전력 수요는 넘친다.

4.2. 가능성

4.3. 단점

• 강한 반동
  실탄 화기는 위력이 클수록 반동도 심해지며, 레일건도 예외가 아니다. 레일건의 포탄으로 사용될 발사체의 포구초속이 2km/s (음속의 약 6배)라고 하고, 그 발사체의 무게가 30g( BB탄의 150배 무게)이며 포신 길이가 1미터 정도 되어 포신에 10^-3초 정도 머무른다고 가정하자. 총알은 60kJ의 에너지를 가지고 그 순간 가해지는 충격력은 약 60MN이 된다. 이를 개인화기의 위력이라 생각하면 이를 다룰 보병의 어깨는 개머리판이 쿠션이라도 망가져 버릴 것이다. 다만 5.56mm탄자의 무게가 약 4g이라는 점을 생각하면 위에서 예시로 든 레일건은 애초에 개인화기로 사용하기에는 적합하지 않다. 중기관총이나 대물저격소총에 사용되는 .50 BMG와 비교하는 것이 보다 적절한데, 탄종에 따라 다르지만 탄자 질량이 40g이상에다 1.5만~2만J의 운동에너지를 갖는다.
  이러한 반동 문제를 해결하기 위해 발사체의 질량을 극도로 줄인다면 단순히 소형화나 위력의 희생을 통한 방식을 이용하는 것에 비해서 반동 문제를 보다 쉽게 해결할 수 있다. 탄환의 위력은 운동에너지(1/2*mv^2)에서 나오지만, 반동은 운동량(mv)에서 나오기 때문에 발사체 질량을 줄이고 속도를 올리면 반동은 줄이면서 위력은 유지할 수가 있다. 이렇게 하면 탄환 자체는 저반동으로 사출해도 사출된 탄환은 장갑판이나 부드러운 목표(보통 인체 등)를 관통하여 치명적인 피해를 주기에는 충분하다. 실제로 미군은 이미 이와 같은 구상을 실험한 적이 있었다고 하는데, 0.1g짜리 6mm 구경 탄환을 16,000m/sec(음속의 44배)라는 엄청난 속도로 사출하면서도 반동은 1.6kg*m/s(소구경 권총탄의 반동 수준) 밖에 안 되는 수준으로 억제할 수 있었다 한다. 우주 쓰레기보다도 2배나 빠른 속도다 그러나 이렇게 반동을 줄이기 위해 질량을 줄이다보면 실용적 의미에서 레일건을 개발할 이유가 희미해지게 된다. 질량이 작으면 작을수록 질량이 부족하기에 위력도 희생이 필요하며, 공기저항에 의한 영향도 극대화되고, 사정거리가 떨어지며 탄도가 크게 바뀌거나 목표에 착탄하자마자 바로 기화되어 버려[16] 군함이나 전차의 두꺼운 장갑을 충분하게 관통할 수 없게 될 수 있기 때문에 실용성은 낮아진다. 즉 레일건 고유의 장점을 최대한으로 살리기 위해서는 위력의 확보를 위해 포구초속과 반동, 질량을 높게 잡아야 하며, 이는 레일건이 강한 반동으로부터 자유로워지기 어려움을 의미한다. 따라서 딱 필요한 만큼만의 위력이 나오도록 조종할 필요가 있다.[17]

• 공기저항으로 인한 명중률 감소
  공기 저항은 속도의 제곱에 비례하기에 속도가 증가할수록 공기 저항도 급속도로 증가한다. 여기서 상술한 이유로 반동을 줄이기 위해 질량마저 감소하면 공기 저항이 속도에 미치는 영향이 대단하여 바람에 날린다. 흔히 생각하는 것보다 대기 흐름은 극초음속으로 날아다니는 추진체의 탄도를 뒤틀어버릴 만큼 강하다. 지구에 허공은 없으므로 이런 난제들의 극복을 위해선 열, 마찰, 기압, 습도, 지구곡률, 중력까지 하나하나 빠트리지 않고 고려해야 한다. 애초에 물리법칙이 극도로 빠른 운동만으로 파괴적인 결과를 불러일으키는 물체의 구현을 쉽게 허용할 만큼 만만했다면, 생태계는 수많은 운석 충돌의 결과를 버티지 못했을 것이다.

• 발사체 유도 문제
  실제 레일건을 발사하여 표적에 명중시키기 위해서는 이를 조준하고 유도하는 패키지가 필요하다. 레일건의 탄속이 매우 빠르고, 사거리도 매우 긴 만큼 이러한 유도/조준 패키지를 개발하는 것은 상당한 난이도가 있다. 물론 알려진 최고성능인 사거리 450km를 굳이 뽑아낼 필요가 없다면 단점이 아니다. 전차포 사거리가 2km 밖에 안하기 때문이며, 자주곡사포로 넘어가면 100km를 넘어갈 시 아예 포탄에 유도장치를 달아야만 한다. 하지만 후술할 강한 전자기장 문제 때문에 레일건 포탄에 유도장치를 다는 것은 많은 연구가 필요할 것이다.

• 반발력
  양쪽에 설치된 레일에는 서로 반대 방향의 전류가 흐르기 때문에 서로 척력이 생긴다. 전류가 작다면 무시할 만한 수준이겠으나, 레일건이 사용하는 전류는 어마어마하므로 그 힘은 상당하다. 개발 초기에는 이로 인해 레일건이 고작 1회 발사 후에 반발력을 견디지 못하고 파손되는 경우도 있었다.

• 무지막지한 전력 소모
  탄두의 무게가 커질수록 대용량의 전력을 소모한다. 근래의 실험 결과에 따르면 ICBM을 파괴할 정도의 위력을 가지는 레일건을 만드는 경우 자그마치 12V의 자동차 배터리 14,000개 분량의 전력이 필요하다고 한다. 이만큼의 전력을 반복 생산하기 위한 순간 전력 장치를 만들려면 천억 원에 달하는 비용이 필요하다. #
  레일건은 그 구조상 엄청난 전력을 요구한다. 20세기 레일건이 고안될 당시의 발전능력으로는 턱없이 부족했고, 현대에 와서도 레일건의 어마어마한 전력 소모를 감당하기 위해서는 초고용량의 발전능력이 필요하다. 이는 원자력 발전의 상용화 이후 원자력 잠수함, 원자력 항공모함 등의 등장으로 원자력 엔진의 탑재가 실현 가능하게 되면서 문제는 부분적으로 해결되었는데, 이러한 원자력 엔진을 가진 군함에 레일건을 장착하게 되면, 원자력 엔진의 매우 높은 발전능력을 레일건 충전 및 발사에 활용할 수 있기 때문이다. 하지만 반대로 이는 지상 차량은 물론이고 군함마저도 원자력 엔진정도의 발전능력이 없다면 레일건 배치가 힘들다는 것을 의미한다.
  
  또한 전략 폭격으로 난장판이 될 전시상황에 이러한 발전설비가 없으면 못 쏜다는 것은 매우 치명적인 일이다. EMP 차폐야 가능하겠지만, 그것 역시 발전 시설 비용에 포함해야 한다. 또한 이런 전력 소모 때문에, 레일건을 무작정 대형화하는 것은 구조물의 강도를 전혀 고려하지 않아도 몹시 비효율적인 일이 된다.
  
  이러한 전력 소모량의 문제는 반동 문제와 더불어 레일건을 보병용 화기로서 쓰기 어렵게 만드는 중요한 문제점이기도 하다. 함포로서는 시도해 볼만한 무기이지만 그보다 작은 플랫폼에서는 플랫폼 자체보다 포가 더 커지게 된다.[18] 게다가 함선들 또한 최신예 함선들은 전력 소모량이 급격하게 늘어나는 추세라 주포에만 막대한 에너지를 쓰려면 그만큼 레이더나 추진장치 등 다른 체계에 들어가는 전력을 줄여야 할 가능성이 있는데, 이는 큰 전투력 상실로 이어질 수 있다. 게다가 현재로써는 전력 공급원의 문제로 이렇다 할 대형함조차 레일건 탑재 자체가 불가능하다.
  
  가뜩이나 현대 전력기술은 이렇다 할 배터리나 차세대 에너지원이 전혀 없는 상황이라 레일건의 개발은 매우 힘들 수밖에 없으며 기존 원자로를 사용해서 쓰자니, 방사능 문제가 있을 수 있고 초대형함만 사용할 여지가 생긴다.
  만약 후일에 핵융합 발전 기술을 확립하게 된다면 거의 무한대의 에너지를 사용할 수 있으므로 이것 또한 하나의 해결방안이 될 수 있다.

• 가늘고 긴 포신, 그리고 관련설비
  레일건은 가늘고 긴 포신에 전자기장을 만들어 탄자를 가속시킨다. 당연히 물체를 충분히 빠른 속도로 가속시키려면 포신의 길이가 길 필요가 있다. 물론 위력과 사정거리를 적당히 타협한다면 무조건 포신을 길게 만들 필요는 사실 별로 없겠으나, 그래도 현대의 많은 화약식 화기의 포신과 마찬가지로 그럭저럭 적당한 수준의 길이는 유지되어야 할 것이며, 지금까지 나온 것들은 죄다 통짜 쇠만 쓰기 때문에 몹시 무겁고 다루기 힘들다.
  그리고 기존 '화약식 포'는 구동을 위해 필요한 건 포탄, 장약, 포신만 있는 최소한의 구조지만 레일건은 포탄, 포신, 발전기, 변압기, 전선, 컨트롤러 등등 기존의 화약식 포보다 필수구성요소가 많고 복잡하다.

• 포신과 그 내부의 레일의 부하
  레일건은 그 원리상 포신의 내부에 탑재된 레일에 탄환을 밀착시키고 더불어 전기가 흐를 수 있도록 해야 하므로 그 소모가 더욱 빠르기 쉽기도 하다. 충격 때문에 금이 가서 가루가 나고 열 때문에 휘어 녹아내리며 전기 때문에 기화되어 날아간다. 이러한 가루는 승무원의 건강에는 영 좋지 않다. 양 레일과 연결되어 추진체를 밀어주는 아마튜어(armature)와 레일 간의 아크(전기 방전)와, 그 아크로 인해 발생하는 전기자와 레일 그리고 내부 잔존 공기의 플라즈마화로 인해 불꽃이 발생하며 이 역시 포신과 그 내부의 레일의 소모를 촉진시키기도 하므로 여러모로 소모가 빠르게 되기 쉬운 편이다. 이로 인해 운용하다 보면 포신이 마찰과 전기저항으로 인한 고열 등 여러 이유로 서서히 닳아 부서지므로 결국 포신을 소모성 부품으로서 간주해야 할 필요가 있게 된다. 이런 점에서는 레일건도 역시 현대의 화약식 화기와 동일한 문제를 갖고 있는 것으로, 모든 실탄 화기의 숙명으로부터 레일건도 자유로울 수는 없다는 이야기이다.
  물론, 현대의 화약식 화기는 상당수가 포신의 소모에 대해서 유지 보수 과정에서의 주기적인 교체 작업을 통해 문제를 보완하고 있으므로, 레일건의 경우에도 같은 방식으로 문제를 얼마든지 보완할 수 있으며 따라서 생각보다는 그리 심각한 문제점은 아니라 할 수 있을 것이다.[19] 다만 운용상의 불편함이 다소 생기며 운용비용이 올라갈 뿐이다.
  
  또한 전기를 흘리게 되면 초전도체가 아닌 한 줄의 법칙에 기반해, 전류가 크면 클수록 레일건의 위력은 증가하지만 반대로 레일이 위력과 비례하는 큰 전류로 인해 필연적으로 초고열이 발생하며, 어느 물질이건 간에 자체적으로 가지고 있는 고유저항에 의해 전류가 높을수록 열에너지 손실도 커진다. 이 열에너지는 총열 자체를 빠르게 가열시키며, 이로 인해 레일건을 발사할 때 포신이 열팽창 하여 형상이 변화하거나 녹아내릴수있다. 포신이 고열에 의해 손상을 입으면 위력 저하, 명중률 저하, 지속 사격능력 저하, 안정성 저하, 동작 불능등의 심각한 문제가 발생하고, 또한 적군이 초고열을 적외선 감지로 발견하여 추적당할 수 있다. 그러므로 레일건을 실용화하려면 일반적인 구리 도선이 아닌 자체 저항이 낮은 소재를 사용하거나 이렇게 발생한 열을 식힐 수 있는 고성능 냉각 시스템을 구비해 이러한 현상을 최소한으로 억제할 필요가 있다. 또한 이와 동시에 탄환이나 포신의 손상을 억제하기 위해 특수재질을 쓰거나 새로운 공법을 적용한다면 같은 조건 하에 재래식 화기보다 생산성이 떨어질 수 있다.
  
  이러한 저항으로 인한 초고열 발생과 전력효율 문제를 완전히 제어하기 위한 소재 대책중 하나로서 초전도체의 사용이 있다. 초전도체란 초전도현상(전류 저항 0)과 마이스너 현상(반자성)가 일어나는 물질들을 의미한다. 임계온도(영하240도)까지 온도를 낮추면 도체가 저항을 상실하게 되는 초전도체 상태가 되지만, 임계온도를 유지시키는 기술은 상용화시키기에는 아무리 냉각장치를 갖추어도 현재 기술로는 불가능에 가깝기 때문에 임계온도를 활용하여 전도저항을 없앤 레일건을 만드는 것은 현재로서는 현실성이 없다. 하지만 만약 미래에 공기 노출되어도 정상 작동하는 상온 초전도체와 같은 물질이 개발되어 레일건 기술에 응용된다면 레일건의 크기와 무게 및 유지비용을 크게 줄일 수 있게 될 것이다. 실제로 2015년에 미 해군이 amsc사로부터 '함선방어시스템장비'로서 고온초전도체를 구입한 사례가 있다. 이는 줌왈트급 구축함에 장착하기 위한 고온 초전도 전동기를 위한 것으로 추측되며, 꼭 레일건에 사용하지 않더라도 전기저항을 최소한으로 억제하는 초전도 전동기는 에너지 효율이 매우 높고, 우수하며, 작동 가속력이 줄고, 소음의 감소와 기계의 체적 소형화 등의 이점이 있다. 이처럼 초전도체는 전력과 레일건의 개발에 깊은 관련성이 있다.

• 대형화의 한계점
  앞서 서술한 막대한 에너지 요구량과 마찰과 발열로 인한 포신의 극심한 소모로 인해 일정수준 이상의 대형화는 기술적으로는 가능하게 되더라도 효율성 측면에서는 한계를 맞이하게 된다. 만약 대구경 전자기 가속 병기를 설계하고자 한다면, 전력 요구량은 더 많으나, 총열 마모 문제가 덜한 코일건쪽으로 설계할 확률이 더 높다. 현대 무기로 비유를 하자면, 동력 공급이 동일하다는 가정 하에 중기관총이나 20-30미리 급의 기관포의 역할은 레일건이, 전차 주포에서 함선급의 대구경 탄 가속의 경우 코일건이 이론적으로는 적절하다.[20]
  그러나, 이 예시가 현대전에 적용된다는 것은 절대 아니다. 동력 공급이 상대적으로 수월한 수상함의 경우 혹은 근미래 우주전과 같이 탄속이 절대적으로 중요한 경우에 한에 사용의 여지가 있을 것이며, 사실 코일건/레일건 둘 다 전부 실물 제식병기로 채택된 물건이 없는 지금 무언가 위키에서 대형화가 되느니 마느니 하는 건 의미가 전혀 없다.(...) 이 논리로만 따지면 실물 제작따위 된 적도 없는 군용 코일건 대비 기술시제로 각국에서 실물은 진지하게 연구하던 레일건이 더 효용성이 있다.

• 반대로 축소의 한계점
  현대 기술로는 쓸데없이 값비싸고 가격에 비해 효용도 없을 것이므로 보병화기로 쓸 수 없다. 화력지원도 현용 재래식 무장들은 아직 쓸만하므로 필요성은 적다. 레일건은 구조적으로 기존 소구경 화기를 대체하는데 효과적인 건 사실이지만, 그것은 전자기를 사용하는 무기 내에서 가장 소형화에 적합하다는 것이지 현용 재래식 화약무기를 대체하기에는 아직 한참 부족하다.
  무엇보다 아직도 화약과 폭약에 많은 투자가 이루어지며 유의미한 성능 개량이 되어가고 있는지라 화약무기의 잠재력이 아직 끝나지 않은 상태이고, 새로운 개념의 무장도 광학병기나 입자병기처럼 다른 종류 역시 개발되는 중이라는 사실을 상기하자.[21] 레일건은 단지 그 수많은 무기들 중에 눈에 띄는 몇가지에 포함될 뿐이다.
  무엇보다 레일건이 지금까지 거론되는 이유는 지출 감소 면에서인데, 이런 식으로 새로운 도전을 하게 된다면 드러날 문제들이 많아지고 지출 감소는 물 건너갈 것이다. 개인화기에서 화약을 제거한다면 이런 가우스 계통보다는 차라리 광학계통 무기가 더 나을 수도 있다. 맞다. 레이저 말하는 거다.

• 막대한 초기비용
  개발에 드는 돈을 제외하더라도, 발전기나 포대를 생산하고 포탄을 공급하는 데 많은 돈이 들어 실사용에 지장이 생기기 때문에 아래에 언급될 극초음속탄을 비롯해 기존에 쓰였던 다른 여러 고전적인 무기 체계를 잘 고쳐서 쓰는 게 여러모로 경제적이고 관리도 쉽다고 판단되며 투자비가 점차 줄고 있다. 여러모로 메탈스톰 슈퍼건의 전철을 밟아가고 있다.

• (현 시점에서) 연동성의 부족
  일단 발사된 탄에 다른 기능[22]을 넣을 수 없고, 따로 조종할 수 없으며, 기존의 느린 포탄을 다루는 수준으로는 다루기 힘들다. 아무리 빠르다고 해도 제대로 맞추지 못하면 별 효용이 없다.

• 야전수리에 부적합
  관련 기술이 민간에 보급되어 안정적으로 자리잡는 기간을 전혀 거치지 않았기 때문에, 고급 부품을 구할 수 없는 비상 사태에 잘 생산되지 않거나 제대로 써먹지 못할 수도 있다. 특히 고집적 반도체와 고성능 축전기의 생산에 얼마나 까다로운 환경 조성과 철저한 관리가 요구되는지를 안다면 이해할 것이다. 단순한 고밀도 에너지 저장장치도 자칫 상태가 불량한 물건이 섞이거나 관리를 잘못하면 터져나가는데, 자잘하게 섬유 부스러기 형태로 뽑아낸 탄화물을 대량으로 흩뿌려 전력망과 공업단지를 마비시키고 강력한 전자기 충격파로 전자전 체계를 파괴하는 등 지능적인 공작이 가득할 현대전에서 이는 확실히 취약한 점이라고 할 수 있다. 게다가 미세먼지가 전자제품 작업 과정에서 섞여 불량률이 늘어나는 일을 통해, 공해로 생산의 효율성이 떨어지는 현상도 나타나기 시작했다는 것을 알 수 있다.

• 발사체 부하로 인한 고폭탄 사용불가
  도체 탄환을 장비하면 포신에서 가속되는 도중 발생하는 아크로 인해 탄자가 전부 증발할 가능성이 있다. 이와 관련하여 현재 상상되고 개발이 추진되는 방식의 레일건은 고폭탄의 사용이 불가능하다. 왜냐하면 화살 모양의 쇳덩어리로 된 탄자를 송탄통에 끼워서 고전류가 흐르는 레일에 끼워 전자기력으로 초고속으로 날리는 구조인데, 탄자에 폭약을 넣으면 발사할 때의 전자기력에 의해 화약이 반응해서 포신 안에서 터진다.잊지 말자. 기관포 수준을 넘어서는 구경에서 현존하는 대부분의 화포들은 전기점화식이다. 그리고 단순히 그 조그마한 송탄통으로 장약이 반응하지 않을 정도까지 절연하기에는 레일에 흐르는 전자기력이 너무 강하다. 그러므로 탄자는 아마튜어라는 부속장치에 고정하여 양 레일에 접촉 발사한다. 대전차 포탄으로 사용되는 날개안정분리철갑탄(ADFSDS)과 비슷한 구조이다.
  
  그리고 무엇보다 포탄의 세장비를 늘리는 데는 한계가 있으므로 어느 정도는 구경에 따라 작약량이 결정되고 같은 효율의 폭약이라면 폭약을 더 많이 넣을수록(작약량이 클수록) 폭발 위력이 큰데 레일건의 컨셉은 소구경 고속탄이므로 탄두에 작약을 많이 넣을 수가 없다. 이를 뒤집어서 이야기하면 기존에 폭발하지 않는 탄환을 주로 사용하던 분야, 즉 보병의 개인화기, 경기관총, 일부 중기관총, 대전차용 대전차포탄(ADFSDS)와 같은 분야에서는 레일건이 유리하겠지만, 고폭탄의 사용이 필수적인 분야, 즉 자주포, 함포, 대공포, 광역제압병기(박격포 또는 구조물 파괴용 무기 등)에서는 크게 효과적이지 않을 수도 있다는 것이다. 그나마 함포의 경우 발달한 컴퓨터 기술로 정밀제어를 하여 매우 촘촘하게 연사하는 식으로 속칭 바느질 내지는 미싱질 하듯이 장갑판을 일자로 주욱 그은 형태의 관통상을 내어 찢어버리는 식으로 선체 절단하여 타이타닉처럼 선체를 반으로 잘라서 바다에 처넣는 방법을 기대해 볼 수도 있고, 항공기라면 사실 기존에 대공포탄, 미사일들이 고폭파편탄을 쓰는 이유가 제트기의 빠른 속도로 인해 직격을 맞추기가 힘들어서 최대한 스플래시 데미지로라도 잡아보려고 인 점을 감안하면 빠른 포구초속과 발전된 컴퓨터 제어 기술로 직격 내기가 쉬워지면 레일건으로 대체가 가능해질 수도 있겠으나 결국 구조물 파괴나 광역제압에는 유탄이 필요하다. 즉 자주포, 박격포나 구조물 파괴용 장비, 지뢰제거용 고폭탄, 총류탄, 폭뢰, 기뢰, 항공폭탄 등등 그런 분야까지 레일건이 대체하기는 힘들 것이다.[23]
  
  예를 들어 보병 한 분대가 일렬 횡대로 접근하고 있다고 치면 고폭탄이 있는 재래식 자주포는 155mm 1발만 쏘면 폭발 반경상 분대 전체를 순살시킬 수 있지만 폭발하지 않는 관통탄뿐인 레일건 자주포는 다수 보병에게 동시에 피해를 주기 매우 어렵다.[24]

5. 연구

5.1. 미국 & 영국

5.2. 대한민국

5.3. 일본

5.4. 프랑스 & 독일

5.5. 러시아

5.6. 중국

5.7. 튀르키예

6. 창작물

  자세한 내용은 레일건/창작물 문서

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참고하십시오.

7. 관련 문서

• 강철미사일
• 코일건
• 미사카 미코토