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1. 개요
四五口径九四式四〇糎砲제2차 세계 대전 당시 일본 해군이 사용한 함포이다. 이 포를 사용한 함선은 그 크기에 걸맞게 야마토급 전함의 1 번함 야마토와 2 번함 무사시가 사용했다. 우선 이 문서의 제목이 왜 94식 40cm 45구경장 함포로 되어있는가 하면, 당시 일본 해군은 야마토급 건조와 관련된 모든 사항을 극비사항으로 처리하고 있었는데 영국과 미국이 자신들의 거대한 주포를 만드는 것을 보고 자기들도 더 거대하고 강력한 것을 만들지 못하도록 포의 명칭을 94식 40cm 45구경장 함포로 속였다. 이렇게 철저하게 비밀로 하였기 때문에 미국은 한동안 이 포의 존재를 40cm로 알고 있었으며[1] 당시 야마토급 함선의 수병들도 이 포가 40cm 정도로 된다고 알고 있었다.
2. 특징
18.1인치 함포는 세계 최대의 함포로 기네스북에 등재되어 있다. 왜 함포만으로 세계 최대 사이즈인지는, 그 유명한 구스타프 열차포나 칼 자주박격포가 있으므로 우선은 함선에 장착된 무장으로는 최대의 크기이다.[2]이렇듯 해군 조약이건 표준 규격이건 전부 무시해버리는 괴물 같은 물건이 기성품으로 있을 리가 없으므로 일본이 자체적으로 비밀리에 개발해야 했었다. 그래서 새로운 방식을 사용하였는데 자기긴축법(自己緊縮式, Autofrettage)이라는 방식이다. 이 방식은 포신 내경을 구경보다 약간 작은 상태로 가공해 포신 내부에 고압의 압축수를 채워 기압을 시키면서 내경을 팽창시킨다. 이렇게 하면 포신에는 내경을 수축시키려는 응력이 발생하여 잔류된다. 이 잔류 응력은 포탄이 발사될 때, 폭압에 의해 팽창하려는 응력과 반대 방향의 응력이며, 결과적으로 포신에 걸리는 응력이 상쇄된다. 이로 인해 같은 재질에서도 포신 두께를 얇게 할 수 있어 제작비용 및 중량을 감소시킬 수 있었다. 다만 이는 신기술은 아니었다. 자긴법은 19세기 중반에 미국에서 개발된 기술이었으며, 이미 19세기의 오스트리아-헝가리 제국군에서 프란츠 폰 우하티우스 대장이 도입하여 포신 생산에 사용했다.
자긴법을 적용하기 전에는 영국으로부터 습득한 소감식(焼嵌式, shrinkage fit) 방식의 포신 제조법을 사용하였는데, 이것은 포신을 내통과 외통으로 2층 구조로 하여 외통을 가열해 열팽창시킨 상태로 내통을 집어넣어 급냉시키고 외통이 수축시켜 단단히 조인 상태로 고정된다. 이것은 중소형 포신의 제조에 주로 적용되었다. 그러나 대구경 함포의 경우는 강선식(鋼線式, gun wire) 포신 제조법이 사용되었는데, 이것은 소감식과 같은 방식이나 내통의 표면에 건와이어(gun wire)로 불리는 강선을 고장력을 걸친 상태로 감아서 외통을 씌우는 타입으로 주로 대구경 포신의 제작에 이용되었다.
그래서 야마토급 전함의 주포 제작에는 여러 가지 기술이 결합된다. 일단 94식 45구경 46㎝ 포신는 안쪽으로부터, 1A 내통, 2A 강통, 3A 강통, 4A 건와이어, 5A 강통의 5개의 레이어 구조였다. 각각의 강통은, 소감법을 이용해 압축 응력을 갖게 하여 기본적으로는 소감식 포신이지만 강선식(鋼線式)과 자긴식(自緊式)이 동시에 적용되기도 하였다. 참조로 건와이어는 두께 1.5875㎜, 폭 6.350㎜를 사용하였다. 한마디로 종합하자면 가장 강력한 함포를 만들기 위해 당시의 일본에서 사용할 수 있는 기술력이란 기술력은 총동원된 것이다.
전함용 3연장 주포탑을 일본해군 최초로 채택한 덕분에, 타국의 전함들도 겪었던 주포의 명중률이 크게 떨어지는 문제를 떠안았다. 실제로 일본군의 다른 전함보다 명중률이 떨어졌다고 한다. 이후 초기의 1km에 달하는 산포계는 전쟁 중간의 개선으로 전후 US Naval Technical Mission to Japan report O-45(N) Japanese 18” Gun Mounts에 있는 기록에 따르면 최대 사거리(수상기 없는 최대 사거리인 25-30km일지 40km일지, 이동간 사격인지도 알 수 없다.) 일제사격에서 500(457)~600야드(548미터) 정도의 산포계였다는 내용을 기록한 것으로 보아. 다른 주포들처럼 어느 정도 개량에 성공한 것으로 보인다. 실제로 우가키 마토메의 전중일기인 전초록에는 이 3연장포에 대해 당초에는 엉망이었으나 이후 개량한 결과 괜찮아졌다는 언급이 있다.
포탑의 형상은 보통 영국 빅커스 사 방식을 따르던 이전 전함들과는 달리 꽤나 이질적으로 생겼다. 전후 미 해군 조사단의 조사 결과에 따르면 야마토급의 포탑은 종전의 빅커스 사 방식이나 일본군 고유의 형식을 따르지 않은 독자적인 설계로 밝혀졌다. 그 형상은 오히려 미군 고속전함들의 16인치 3연장 포탑과 유사하나 둘 사이에 어떠한 연관성이 있다고 보기는 어렵다. 그 포탑을 최초로 채용한 노스캐롤라이나급 전함들과 야마토급 전함들의 설계 및 건조 시기가 거의 동일하기 때문이다. 다만 일본군으로서는 처음으로 전함의 대구경 주포를 3연장화 하는 것이었기 때문에 이미 14인치 3연장화를 성공시킨 미군의 설계를 다소 참조했을 가능성은 완전히 부정하기 어렵다.
3. 제원
야마토급 전함의 주포인 46cm 삼연장포의 주포탄 및 장약 이송에서부터 장전, 발사까지 CG로 제작한 영상
| 함포 이름 | 46cm / 45 (18.1") 3연장 함포 |
| 사용 함선 | 야마토급 전함 |
| 설계 년도 | 1939년 |
| 도입 년도 | 1941년 |
| 함포 무게 | 164,654kg |
| 함포 길이 | 831.9inch |
| 튜브 길이 | 815inch |
| 강선 길이 | 806inch |
| 발사 속도 | 분당 2발 |
| 사용 포탄 | 1식 철갑탄 | 91식 철갑탄 | 0식 고폭탄 | 3식 통상탄 |
| 포구 속도 | 780m/s | 780m/s | 805m/s | 805m/s |
4. 제조 과정
| 1 | 강괴를 가열하여 2,000톤 프레스로 단조를 실시한다. |
| 2 | 강괴의 머리부분 30% 와 하단부 15%를 절단한다. 이렇게 하는 이유는 강괴의 머리부분 및 하단부는 성능을 저하시키는 불순물의 농도가 높기 때문이다. |
| 3 | 1250℃까지 강괴를 가열한후, 그 온도로 2시간 정도 보관유지한다. |
| 4 | 소둔처리[3]를 실시한다. |
| 5 | 절삭가공을 한다. |
| 6 | 담금질을 한다. 담금질은 열처리한 후, 급냉하는 것이다. |
| 7 | 재가열한다. |
| 8 | 시험편 채취 및 검사를 한다. 이 과정에서 큰 이상을 발견하면 강괴 전체를 폐기해야 한다. |
| 9 | 자기긴축처리를 한다. |
| 10 | 마무리 절삭가공을 한다. |
| 11 | 강선을 가공한다. |
5. 사거리 표
| 포신 각도 | 1식 철갑탄(APC) | 낙하 속도 | 낙하 각도 |
| 2.4° | 5,470 야드(5 km) | 690 m/s | 3.3° |
| 5.4° | 10,840 야드(10 km) | 620 m/s | 7.2° |
| 8.6° | 16,400 야드(15 km) | 562 m/s | 11.5° |
| 12.6 | 21,870 야드(20 km) | 521 m/s | 16.5° |
| 17.2 | 27,340 야드(25 km) | 490 m/s | 23.0° |
| 23.2 | 32,810 야드(30 km) | 475 m/s | 31.4° |
| 30.0° | 39,180 야드(36 km) | - | - |
| 40.0° | 44,510 야드(40 km) | - | - |
| 45.0° | 45,960 야드(42 km) | - | - |
| 48.0° | 46,050 야드(42 km) | - | - |
| 50.0° | 45,790 야드(41 km) | - | - |
[1]
통신 감청을 통해 이 함포의 존재를 파악하고는 있었으나 1944년 공중 정찰을 통해 야마토를 촬영한 후에야 '이거 혹시 18인치급이 아닐까?'라고 추측할 수 있었으며 얼마 후 포로 심문을 통해 이 함포의 정체를 완전히 파악할 수 있었다.
[2]
하지만 독보적으로 크다고 얘기할 수는 없는 것이 영국이 제조한 BL 18인치 MK 1 라는 단장포가 2위의 순위로 알려져있다. 이 함포는 모니터함 제너럴 울프와 순양전함 퓨리우스에 장착되었다. 탄두의 중량은 영국 쪽 단장포가 더 무거웠다고 한다. 또한 탑재되지는 않았지만 미국 역시 47구경장 18인치 함포를 실제로 제작하였고 이쪽은 1.7t짜리 SHS 탄까지도 사용이 가능했다.
[3]
열처리한 후, 강철을 적정온도에서 가열해서 보관유지 과정을 거친 다음, 천천히 냉각하는 과정