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| 소총 사격의 간략화된 탄도. |
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1. 개요
탄도학( 彈 道 學, ballistics)은 탄환, 포탄, 로켓 또는 미사일 등 비상체의 발사, 비행, 도달에 관한 일련의 발사체 운동을 연구하는 과학으로, 물리학의 하위 학문이다. 좁게는 사격의 정밀도, 포격 궤도를 조율하는 일에서 넓게는 원거리 무기의 투사에 대한 병기공학 전반이나 대기권 밖에서의 로켓 이동 같은 것까지 포함하는 개념이다.대개 4가지 하위 분류로 세분화된다.
- 강내 탄도학(Internal ballistics) : 탄환이 포신 내에 존재하는 상태에 대한 분야.
- 전이(포구; 과도) 탄도학(Transition ballistics, intermediate ballistics) : 발사구로부터 튀어나가는 순간에 대한 분야.
- 강외 탄도학(External ballistics) : 포물선을 그리며 공간을 비행하고 있는 동안에 대한 분야.
- 최종(종말) 탄도학(Terminal ballistics) : 물체에 충돌하여 운동 에너지가 대상을 파괴하는 단계에 대한 분야.
2. 역사
탄도 무기는 인간이 돌을 던지는 것을 깨닫게 된 이후로 자연스럽게 탄생했다. 그리고 이러한 탄도무기를 어떻게든 멀리, 정확하게 던지기 위한 연구역시 꾸준히 있어왔고 이는 투척물과 발사기구의 발전으로 이어진다. 최초의 화약무기인 당나라의 비화나 사석포만 해도 불안정한 탄도를 극복하고 어떻게든 정확하게 쏘아 맞히려는 시도가 있었다. 14세기 즈음에는 화포의 소형화가 진행되면서 초기의 조잡한 실험도구 같던 모습에서 점차 인체공학적인 구조로 발달했는데, 개머리판이 생겨 보다 견착하기 쉬워졌고 쇠뇌에서 조준기와 방아쇠를 따 왔다.근대적인 탄도학 혁명은 1498년 강선(rifling)의 발명으로 시작되었다. 이전의 총들은 활강 총열을 사용하였기에 격발 시 총열 내부에 불안정한 기류가 생겨 총알이 총열 내벽과 충돌하면서 발사되었고, 따라서 표적과의 거리가 멀수록 불규칙한 탄도를 제어하기가 어려웠다.[1] 그래서 총열 내부에 나선형의 홈을 파는 것으로써 격발 시 홈을 따라 총알이 일정하게 회전하며 나아가게 하는 것이 강선의 원리이다. 이때 관성 모멘트로 인해 탄도가 안정된 선을 그리게 된다. 16세기 중엽에 들어서면 너도나도 총포에 강선을 새기기 시작했으며, 특히 이탈리아와 독일 지방에서 체계적으로 연구되었다. 강선의 발전 이후 라이플을 사용하는 경보병이 중요한 정예병과로 부상하였다. 또한, 동기간 대포로부터도 많은 발전이 일어났는데, 구포나 박격포 등 공성포의 활용이 점차 늘어나고 이러한 대포들이 성형 요새와 같은 요새를 더 효율적으로 공략하는 데에 동원되면서, 야포의 발달로 야전에서도 화력 운용의 중요성이 증가하면서, 그리고 또 한편으로는 대항해시대의 개막으로 대포를 가득 실은 범선 간에 잦은 함포전이 벌어지면서 쌓인 노하우가 탄도학의 발전에 크게 기여했다.
17세기에는 망원조준경이 발명되어 원거리 저격의 개념이 등장했으며, 19세기에 이르러 후장식 소총과 탄피 개념이 등장하자 더 안정된 자세에서의 사격이 가능해졌다. 이후 탄도학은 보다 복잡한 과학의 영역에 들어서게 되었는데, 최초의 컴퓨터로 널리 알려진 에니악도 탄도 계산을 위해 제작된 물건이다.
3. 관련 문서
[1]
물론 그 정도로도 이전 시대의 활이나 쇠뇌 등보다는 먼 거리에서도 충분한 명중률을 쉽게 기대할 수 있었다. 이에 관해서는 머스킷 문서의
사거리 문단과
명중률 문단을 참고할 것.