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최근 수정 시각 : 2024-10-06 16:34:44

코일건

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Coil Gun.

1. 개요2. 원리3. 레일건과의 비교
3.1. 작동원리 비교3.2. 코일건의 장점 / 레일건의 단점3.3. 코일건의 단점 / 레일건의 장점
4. 기타
4.1. 대중 매체에서의 코일건
5. 관련 문서

1. 개요



자기부상열차처럼 탄자를 자기장으로 공중에 띄어놓은 상태에서 코일로 생긴 자기장으로 탄자를 코일 안으로 끌어당기는 과정을 반복해 탄자에 가속력을 키우며 발사시키는 장치.

본디 미국에서 인공위성 저렴한 가격에 쏘아올리기 위해 고안되었지만 당시 기술상의 문제로 실패하고 현재까지 연구되고 있다.

2. 원리

전류가 흐르는 코일에는 도넛 모양 자기장이 생기고, 이 자기장이 투사체를 한쪽으로 끌어당긴다. 탄자가 첫번째 코일을 지나가면 첫번째 코일은 꺼지고 두번째 코일이 켜진다, 마찬가지로 두번째를 지나면 세번째가 켜지는 식으로 코일을 지나가면 갈수록 탄자는 가속된다. 그리고 마지막 코일에 도착했을때 코일의 전원을 꺼주면 탄자는 그때까지 받은 속력으로 최대속도에 다다르게 된다. 여기에 쓰이는 아주 기본적인 물리법칙을 발견한 사람이 카를 프리드리히 가우스. 그래서 레일건처럼 가우스 병기의 일종으로 분류된다.

무기뿐만이 아니라 우주 발사체로도 각광받고 있는데, 매스 드라이버(Mass Driver)라고 하며, 포신을 매우 길게 만들어 특정한 물건을 우주로 쏴버린다는 발상이다. 하지만 이쪽은 리니어 모터를 이용한 전자식 캐터펄트에 가깝다. 발사체에 전류를 흘릴 이유가 없으니 코일건이기는 하지만 모양새만 놓고 보면 레일건과 흡사하기도 하다. 통이 큰 발상이라는데에는 이견이 없지만.

이러한 원리는 만화 속에서 말을 탄 사람이 낚싯대나 나뭇가지를 이용해 당근을 말의 머리 앞에 두어서 열심히 달리게 하는 모습에 비유할 수 있다. 맛좋은 당근(연속적으로 작동하는 코일)을 먹으려는 말은 당근을 따라가고(코일이 앞에서 이끌어 준다) 말은 계속 앞으로 달려나간다(탄환은 계속 가속도를 받아서 속도가 상승한다).[1] 그리고 말이 빠르게 달리는 중 당근을 치운다면(마지막 코일에 도착할 때 이 코일의 전원을 꺼 주면) 말은 관성에 의해 바로 멈추지 못하고 그 속도대로 어느 정도 앞으로 갈 것이다(탄환은 지금까지 받은 속도를 유지한 상태로 앞으로 날아간다).

3. 레일건과의 비교

자기부상열차와는 물체를 움직이기 위해 전자기력을 이용한다는 점만이 비슷할 뿐 작동원리 자체가 완전히 다르다는 점과는 대비되는 부분이기도 하다. 덧붙여 이러한 이유로 인해서, 코일건과 레일건은 서로 각각 원리도 다르고 내부 구조에서도 상당한 차이를 보이게 된다.

3.1. 작동원리 비교

전기를 이용한다는 점에서는 레일건과 언뜻 비슷해 보이지만 세부 원리는 완전히 다르다.

3.2. 코일건의 장점 / 레일건의 단점

3.3. 코일건의 단점 / 레일건의 장점

4. 기타

의외로 만들기가 쉬워 외국에서는 아마추어 무기 매니아들이 수제로 만드는 경우도 있다.

제대로 만드는 게 아니면 효율이 참 거지같다. 1250J의 에너지를 부었는데 정작 탄자는 25J의 운동에너지밖에 못 가지고 있다든지...[10] 25J이 많아보인다고 생각한다면, 총알 맞고 죽을 확률보다 총알맞고 빡친 사람한테 맞아죽을 확률이 더 높다는 악평이 있을정도로 약한 .25 ACP 탄의 운동에너지가 60~80J가량이다... 거기다가 .22 Long Rifle도 200J이 넘는 운동에너지를 가지고 있다. 즉 잘해봐야 공기새총 수준밖에 안된다. 그래도 이해가 안 간다면, 1.5L짜리 물이 든 물통을 바닥에 약 167cm 높이(성인 남성의 눈높이 정도. 일상생활에서 충분히 볼 수 있다.)에서 떨어뜨리면 그 때 바닥이 받는 충격이 25J이다. 많네 차라리 정말 제대로 만드는게 아니면 짱돌 하나 주워서 맘 먹고 던지는 게 더 강하다. 다만 초저반동이라는 점과 탄의 부피가 작다는 것(일단 레일건이든 코일건이든 경량고속탄과 조합이 잘 맞는 조합이다. 그리고 그렇지 않고 같은 탄자를 쓴다 쳐도 장약이 빠지니 탄약의 부피와 중량은 줄어든다.)을 이용해서 고연사 자동화기 컨셉으로 80발 들이 기관권총이나 1000발 들이 경기관총 같은 걸 만들어서 탄 한발 한발의 위력보다는 그냥 총알을 많이 부어서 살상하는 컨셉으로 만들어버리면 그만이긴 하다. 25J 한발로는 그냥 몸에 대못이 하나 박히는 것과 다를바 없어 사람을 살상하기 어려울 진 몰라도, 접촉부를 바늘처럼 뾰족하게 만든 25J를 수십 수백발을 쏟아부으면 얄짤 없다. 실탄화기와 달리 저반동인데다 운동에너지가 25J 뿐이므로 연사로 사격한다 해도 반동은 그닥 크지 않을 테고. 달리 생각해보면 몸 곳곳에 대못을 한 200개 정도 박아넣는다고 생각해보자. 사람이 죽나 안 죽나. 그쯤 되면 광범위한 출혈로 인한 혈압 강하로 기절할 테니 최소한 무력화는 된다. 그 상태로 수십분간 더 뻗어있으면 과다출혈로 사망할 테고. 물론 연사속도가 MAC-10 정도로 미친듯이 빨라야겠지만. 잉그램이 분당 1200발이고 초당 20발 정도다. 물론 그래도 여전히 약한 건 사실이지만 잘 만들면 100J 정도 만들 수 있다. 50J 정도는 조잡한 싸제 코일건으로도 낼 수 있으므로...

외국 용자들 중에서 권총형 코일건을 만들어 노는 사람들도 있다…간단한 코일건 정도는 만들기 쉽다. 코일 만드는 건 전선을 동그랗게 말기만 하면 되기에 꽤 쉽다. 문제는 전원공급과 탄자지만… 뭐 하려면 못할건 없다. 다만 코일을 더 많이 감을수록 위력도 급격히 강해지지만 그만큼 난이도도 급상승한다. 못 같은 물건을 쏴서 수박을 뚫어버릴 수 있을 정도의 코일건을 만들려면 공대생 레벨의 회로설계는 필요하다. 그것도 전자공이나 관련 학과. 할 사람은 감전 되지 않게 조심하면서 만들기를 추천한다. 그리고 위험한 정도가 아니면 경찰도 신경쓰지 않으니까…게다가 검색해도 방법은 그럭저럭 나온다. 원리만 이해하면 아두이노와 모스펫 등을 이용해서 만들 수도 있다.[11]

놀랍게도 상용화된 코일건인 E-Shotgun이라는 물건이 생겼다. 산탄총이라는 이름이라 산탄을 쏠 것 같지만 네모난 외형에 크기는 PDW처럼 작고 사용하는 탄환은 수은 전지처럼 생겨 진짜 산탄총과는 거리가 멀다. 이 수은 전지 탄환(?)은 발당 3~16J정도로 작지만 이 사이즈가 작아 50발이 들어가고 반자동 혹은 5점사를 지원하는데 그 연사력이 2600rpm에 달하며 한번 충전하면 600~700발을 연속으로 쏠 수 있을 정도로 고성능이다. 이걸 만든 회사에서는 홈 디펜스용으로 판촉하고 있는데 기술력을 쌓아올려서 개량형을 내놓는다면 모든 환경에서 사용 가능하면서 지문 인식 및 원격 온오프 기능, 내장된 칩을 통한 FCS와 비슷한 시스템을 추가할 예정이라고. 실사판 테디오어 내지 실사판 킨: 더 비기닝의 슈퍼건 물론 말이 좋아 그렇다는거지 실제로는 장난감에 가깝다. 미국의 에어소프트 건 성능이 저정도고 애초에 미국은 공기총은 총 취급도 안하는 나라라는걸 생각해보자

4.1. 대중 매체에서의 코일건

코일건 자체가 가우스 무기인 만큼 SF매체에서 꽤 자주 나온다.

5. 관련 문서



[1] 다른 예로 쇠구슬을 놔두고 앞에서 자석을 끌고 앞으로 달려가는 것을 생각해 보도록 하자. 자석을 충분히 빠르게 끌고 간다면 쇠구슬은 자석에 붙지 않은 상태로 계속 뒤를 따라올 것이다. [2] 자기장에 강하게 자화되는 물질. 보통 철이나 니켈과 같은 금속들. [3] 다만 소구경탄을 이탈피를 쓰는 플레셰트 형태로 만드는 것은 매우 비효율적이라 회전 관성으로 탄도를 안정시켜야 하는데, 그러면 필연적으로 강선에 꽉 물려야 하니 총열 마모가 없을 수는 없다. [4] 일단 작동이 가능한 냉각 성능 확보에는 공랭으로도 충분하겠지만, 초전도체를 언급하는 중이다. [5] 유지보수 곤란, 생산비 폭증 등등 [6] 투사체에 전자기가 한계점까지 축적되면 포화상태가 되어, 그 이상부턴 더 강한 전류를 흘려도 가속되지 않는다. [7] 레일건도 제일 큰 난제 중 하나인 전력 소모량 문제 때문에 최소 원자력 함선에 함포로 달자는 지경이지만, 최소한 레일건 구조 자체는 소형화가 훨씬 쉽다는 얘기이다. 다시 말하자면 코일건은 전기공학적인 문제로 소형화, 재래식 화기와의 차별화 문제로 대형화가 어렵고, 반대로 레일건은 공학적인 문제로 대형화, 그리고 코일건보다 더한 동력 문제로 소형화가 어렵다. [8] Magnetic Metal Glass [9] permeability [10] 당연히 이건 코일건 자체적인 한계라기 보다는 코일을 얼마나 많이 감았느냐의 문제다. 코일을 고작 한두개 감아놓고 많은 에너지를 부어버리면 에너지 손실이 상당히 크다. 코일을 더 많이 놓으면 효율이 나아지지만 문제는 코일이 많아질수록 설계와 제어 난이도가 기하급수적으로 증가한다는 것. [11] 재료도 국내에서 구할 수 있는 재료들이다. 하드웨어를 만드는건 쉽겠지만, 코일의 전기를 껐다가 키는 타이밍을 맞추는건 힘들 것이다 [12] 물론 코브라 전차나 ARC-920 레일건 소총같이 일부 레일건도 쓰이긴 한다.

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