무기의 탄생;K2 소총

M16 소총 대체한 보병 주력화기 자체 개발해 해외수출

<15> K2 소총(상)

2015. 05. 04   18:02 입력 | 2015. 05. 05   17:09 수정

접철식 개머리판 사용 휴대 용이

기동성 좋고 야간사격도 가능

동심 원리 채택해 조준 빠르고 정확

미·동남아·중남미 등으로 수출

3발점사장치 추가 탄약 낭비 줄여

 

 

공동기획 : 국방과학연구소(ADD)·국방일보

 

 

 

기사사진과 설명

육군52사단 장병들이 K2 소총 실사격 훈련을 하고 있다. 국방일보 DB

 

 

　●소총이란?

　소총은 병사 개인이 공격과 방어용으로 운용하는 화기로서 구경 8㎜ 이하 휴대용 화기의 총칭이다.

　보통 총열이 긴 것을 우리가 흔히 말하는 라이플 즉 소총이라 하고 총열이 짧은 것을 카빈 또는 카빈소총이라 한다.

　보병의 주력 화기로서 모든 상황의 전장에서 사용되기 때문에 물속에 잠기거나 흙을 뒤집어써도 고장이 적고 어두운 밤에도 쉽게 분해·조립할 수 있어야 한다.

　 탄환의 최대사거리는 약 4000m, 유효사거리는 200∼500m이며 가볍고 명중률이나 신뢰성은 증대되게 설계한다.

　세계 어디에도 소총이 없는 군대는 없으며 현재 소총을 자체적으로 생산하고 있는 나라는 세계 220여 개 국가 중 40여 개 국가로 북한과 대만이 포함되지만 우리나라와 같이 자체개발해 수출하는 나라는 10여 개국에 불과하다.

　소총은 보병의 기본 화기로서 전쟁의 임무를 최종 완수하는 무기체계다. 이러한 소총의 성능이나 편의도, 신뢰성은 보병전투능력과 군 전체의 사기에 큰 영향을 미치므로 세계 각국은 전차·유도탄 등 신예 병기 못지않게 소총의 개발·개량을 위해 부단한 노력을 기울이고 있다.

　●K2 개발 배경 및 과정

　6·25 전쟁 당시 우리 군이 사용한 소총은 미군이 쓰던 무거운 M1 소총이 전부였고, 전쟁 직후에도 마찬가지였다. 그러나 1950∼60년대 군사적 긴장이 계속되자 소총의 현대화가 절실해졌다.

　이에 1970년 국방과학연구소(ADD)가 창설되고 이후 일명 번개사업이라고 부르는 긴급 병기개발 사업으로 M1카빈 소총 10정, M1919 기관총 10정을 모방 개발했다.

　1972년 “군의 기본화기인 소총을 우리 자체 기술로 개발해 국내 방위산업의 기반 기술을 확보하라”는 박정희 대통령의 지시에 따라 국내 독자 기술의 소총 개발을 시작했고 후에 군의 요구를 받아 개발을 진행했다.

　ADD 주도 하에 ‘XB형(eXperimental B) 소총 개발 계획’이 실행된 것이다. 당시 정밀기계공업의 산실인 국방부조병창(현 S&T 모티브)과 함께 XB-1형 소총에서 XB-7형 소총까지 총 일곱 가지의 시험용 소총을 개발했다.

　이후 최종안인 XB-7A형을 양산형으로 결정했고 개량을 거쳐 최초의 독자 개발 소화기인 K1 기관단총에 이어 K2 소총으로 명명했다.

　K2 소총은 1984년부터 생산하기 시작, 전방 전투부대에 우선적으로 보급했고 1990년대 이후엔 대부분의 부대에 M16 소총을 대체 보급해 현재 국군의 주력 소총이 됐다.

　

　●개발 당시 연구개발 수준 및 설계 중점

　K2 소총(XB-1형) 개발 당시 서방세계에서는 M16 소총을, 공산권에서는 AK 소총을 가장 많이 사용하고 있었고 정밀가공· 전자기술에서는 미국이 강하고, 단순구조·운용성·설계기술에서는 러시아가 강하다고 평가를 받았다.

　소총을 설계하는 데 있어서 명중률, 사거리, 치사도, 신뢰성, 운용성 등은 증대될수록 좋고, 중량, 탄 종류, 훈련 시간, 정비 시간 등은 감소할수록 좋다. 이것들은 트레이드 오프(Trade-off) 사항으로 한편을 중시하면 다른 한편이 소홀해지므로 사용자의 요구에 맞게 적절히 조정해 설계해야 한다.

　무엇보다 가장 중점을 두는 부분은 중량 감소와 명중률 증대였다.

　　

　● K2 소총 성능 및 발전 방향

　K2 소총은 한국적인 지형 및 인간공학적 측면에서 많은 고려를 했다. 먼저 접철식 개머리판을 사용, 휴대를 용이하게 함으로써 병사의 기동성을 높였다.

　병사의 신체조건을 고려해 소총의 전장을 98㎝로 짧게 설계했다. 개머리판을 접었을 경우에는 73㎝로 더욱 짧아진다.

　또 K2 소총은 유효사거리를 증대시키기 위해 M16A1소총과는 다른 강선 회전율을 갖도록 강내 탄도를 설계하고 이렇게 설계된 K2의 강선 회전율과 궁합이 잘 맞는 K100탄을 개발했다.

　또 K2 소총의 조준은 가늠쇠틀의 외곽 원(가늠쇠 울)과 가늠자의 구멍을 맞추는 동심 원리를 채택해 조준을 빠르고 정확하게 했다.

　야간사격도 가능하도록 트리튬 자체발광 가늠쇠를 설치했다.

　M16A1이 단발 및 연발로만 사격할 수 있는데 비해 K2소총은 단발·연발과 함께 3발 점사 장치를 추가해 탄약의 낭비를 줄였다.

　이외에도 기능의 신뢰도를 높이기 위해 고정차개와 가스피스톤 방식을 채택해 M16A1소총에서 발생했던 기능장애가 일어나지 않도록 했고 총구앙등억제 소염기를 설치해 연발사격 시 명중률을 향상시켰다.

　K2 소총은 조준하기가 용이하고 정확도가 좋아 해외에서도 인기를 끌고 있다. 동남아 지역을 중심으로 중남미와 아프리카 등에 2만여 정, 미국에도 단발 모드용으로 1만4000여 정을 수출했다.


[국방과학기술지식대백과사전-강선]


　강선(腔?·rifling)은 포강(砲腔·gun bore) 내에 파여진 나선형의 홈(groove)을 말하며, 통상 약실(藥室·chamber) 바로 앞에서부터 포구(砲口·muzzle)까지 계속 이어져 있다.

　강선 설계의 주요 요점은 사격 시 강선에 작용하는 강선력(rifling force) 크기를 최소화시켜 특정 부위에 발생할 수 있는 국부적인 집중하중을 분산시키는 것이다.

　이에 따라 포열 수명을 증대시키고 탄두의 강내·외 탄도특성을 향상시킬 수 있도록 강선각(rifling angle)을 산출해야 한다.

　강선 최적설계기술 연구는 1960년대 미국에서 대구경 포에 증가전도(增加纏度·increasing twist) 강선을 적용한 것이 실용화돼 14in M1920 MII 및 12in M1000를 운용했다. 1980년대 독일 라인메탈(Rheinmetall)에서 펴낸 편람에는 균일전도(均一纏度·uniform twist) 강선이 가장 널리 전파된 유형이라고 언급돼 있다. 한국에서는 구경 40㎜ 포신을 대상으로 ‘강선율 최적설계 연구’가 이뤄져 관련 학술지에 2010년에 게재됐다.

　강선 최적설계 기초데이터 확보를 위해서는 실사격에 의한 강내탄도학 연구가 활성화될 필요가 있다.

　더불어 최적설계연구결과로 얻어진 강선형상(rifling profile)을 실용화시키기 위한 강선 가공 전용 장비 개발이 수반돼야 할 것이다.

성능 시험평가에만 실탄 100만 발 극한에서도 백발백중

<16> K2 소총(하)

2015. 05. 19   16:46 입력 | 2015. 05. 19   18:06 수정

한국군 체형 맞게 인간공학 설계 

2주일 꼬박 걸려 탄도 측정 시험

연속적인 혹한·혹서기 시험 수행  

개발팀 연구원들 건강 해치기도

 

 

 

 

 

기사사진과 설명

현재 우리 군 장병 대다수가 사용하는 K2 소총은 1970년대 초 박정희 대통령의 지시로 국방과학연구소 연구진이 피땀 어린 노력 끝에 탄생시켰다. 조용학 기자

   1972년 박정희 당시 대통령의 지시로 시작된 한국형 소총 개발은 현재 우리 군의 제식소총인 K2 소총을 탄생시켰다. 이 과정에서 개발을 주도한 국방과학연구소(ADD) 연구진은 수많은 난관을 극복해냈다. 그 과정에서 다양한 에피소드들이 탄생했다.

 

 

   인간공학 설계는 불편해(?)

　국군 장병들에게 한국군 체형에 적합한 K2 소총을 설계해 제공했지만 처음 접한 장병들은 거부감을 나타냈다.

　 ‘한국의 지형과 한국군의 체형에 적합한 소총 개발’을 목표로 만든 K2 소총이었기에 한국형 소총이라 명명됐지만 예상 외의 복병을 만난 것이다.

　K2는 우리 군이 요구하는 성능을 발휘하면서 한국군 장병이 휴대하고 사격하는 데 용이하도록 인간공학적인 설계를 했다.

　이를 위해 선진국 소총의 인간공학 데이터, 외국군 체형과 한국군 체형 데이터를 참고해 한국군 체형에 맞도록 방아손잡이 크기, 개머리판으로부터 가늠자·총대까지의 거리 등을 결정했다.

　이를 모형 총으로 만들어 여러 장병들에게 인간공학적 적합성을 시험한 결과, 그 당시까지 M1 소총이나 M16 소총 등 외국 소총에 익숙했던 고급장교·고급부사관 계층에서 K2 소총이 너무 작다는 평가가 나왔다.

　이 때문에 인간공학적 수치를 결정하는 데 어려움이 있었다. 기존장비에 익숙해진 사람들이 새로운 장비에 대해 느끼는 불편함·이질감·거부감이 너무 심했던 것이다.

 

 

   탄도 시험은 어려워

　지금은 도플러 레이더를 이용해 탄도(彈道), 즉 탄이 날아가는 길을 측정하지만 1970년대 K2 개발 당시에는 이런 도플러 레이더가 없어서 사거리마다 표적을 일렬로 죽 세워놓고 많은 사격시험을 통해서 K2 소총의 탄도를 측정했다.

　500m 평지 사거리가 있는 사격장 확보가 어려웠고 뙤약볕 밑에서 사격을 하고 탄착점을 획득하는 일은 더욱 어려웠다.

　얼마나 힘들었으면 당시 뙤약볕 밑에서 탄착점을 확인했던 황해웅 박사(당시 육군대위, 예비역 육군준장, 국방과학연구소장·한국기계연구원장 역임)는 어렵고 위험하고 고생스러웠던 그때 이야기를 지금도 자주 한다고 한다.

　표적을 명중시키는 데만 집중하는 바람에 보어스코프를 총열에 꽂아 놓은 상태에서 사격을 해 총열이 파열되기도 했다. 100m 사거리에서 8㎝ 위에 맞으면 250m에서 명중된다는 데이터를 꼬박 2주일 걸려 얻어낸 것은 당시 연구진이 K2 소총에 남다른 애정을 가지고 있었기 때문에 가능한 일이었다.

 

   실탄 100만 발 소모

　일반적으로 무기체계의 성능 시험평가는 기술시험과 운용시험으로 구분해 수행한다.

　기술시험은 개발자가 주관해 군이 요구한 성능에 기술적 도달 정도를 시험평가하는 것이다.

　운용시험은 사용자 즉 소요 군이 주관해 군 운용 적합성을 시험하는 것으로 합격하면 전투용 사용 가 판정을 해 무기체계로 채택하게 된다.

　K2소총의 기술시험은 미국 육군의 시험평가절차서를 따라서 실시됐다.

　군수품은 민수품과 달리 악조건에서 아주 거칠게 취급해도 기능을 발휘할 수 있어야 한다는 원칙에 따라 시험은 안전도, 명중도, 열 폭발(연속발사 시 약실 내의 온도 상승에 의해 탄약 스스로가 폭발하는 현상 측정), 내구도(6000발을 사격해 주요 부품의 내구성 및 신뢰성 평가 분석), 고·저온 시험, 습도 시험, 지속사격능력 시험, 물 분무 시험, 동적 모래먼지 시험, 진흙 시험(진흙이 묻었을 때 소총의 작동 상태), 비주유 시험(기름을 제거한 상태에서의 기능), 염수침적 시험, 화염시험, 연기 시험, 낙하 시험 등이 진행됐다.

　이 과정에서 약 100만 발의 5.56㎜ 실탄이 사용됐다.

 

 

   영하 51도에서 영상 71도까지

　소총은 극한 조건에서도 사격이 가능해야 한다.

　K2 소총 역시 마찬가지다. K2 개발 당시 주어진 조건은 시간당 610㎜의 폭우가 쏟아질 때, 사막에서와 같은 모래먼지가 휘날릴 때, 기온이 섭씨 영하 51도까지 떨어져 아주 추울 때, 반대로 기온이 섭씨 영상 71도까지 올라가 아주 더울 때 등이었다.

　이런 혹한기와 혹서기 시험을 연속적으로 수행한 개발팀 연구원들은 건강이 나빠지기 십상이었다.

 

국방과학연구소(ADD)·국방일보 공동기획

 

 

 

 

 

   <국방과학기술지식대백과사전- 소염기>

 

   화기를 발사할 때 발생하는 섬광을 덮거나 또는 감소시키기 위해 총(포)구에 부착하는 장치다.

　소염기의 역할은 기본적으로 화염을 지우는 것. 총구에서 발생하는 화염은 고온·고압 가스다. 이 가스는 화약이 폭발하면서 생기는 것으로 눈에 보이는 화염은 화약의 불완전 연소가 심할수록 강해진다. 사용 탄약이 동일할 경우 총열이 짧은 총일수록 화염이 상대적으로 강한 것도 이 때문이다. 소염기는 이 가스가 한데 뭉치지 않고 여러 방향으로 분산되도록 유도하는 한편 대기 중으로 완전히 빠져나가기 전에 공기와 접촉하는 면적을 넓혀 연소 효율을 조금 더 높여준다.

　소염기는 화염을 줄여주는 기본적인 역할 외에도 총구 부분에서 발생하는 반동을 억제하는 역할을 한다. 탄알이 총구를 빠져나가면서 생기는 반동은 주로 총구의 ‘들림’ 현상으로 사수에게 전달되는데 이것은 사수가 느끼는 전체 반동량에서 큰 부분을 차지한다. 연구에 따르면 이 부분의 반동을 억제하는 것만으로도 사수의 체감반동을 거의 60~70%까지 줄일 수 있다고 한다. 몇몇 소염기는 가스의 분출 방향을 우측 상방으로 집중시켜 그 반작용으로 총구의 들림이 억제되도록 설계한다. 현대의 소총은 거의 완전자동 사격이 가능하며 단시간에 다량의 사격을 필요로 한다. 그렇기 때문에 지속적인 화염 발생으로 인한 노출을 줄이면서 반동을 억제해 집탄 효율을 극대화할 필요가 있다.

　또 소염기는 총류탄 발사기의 역할도 한다. 과거에는 소총의 총구에 총류탄 발사용 어댑터를 장착하고 그곳에 총류탄을 끼웠지만 지금은 소염기와 총구에 직접 총류탄을 장착한다. 이외에도 대검을 착검하는 지지대 역할을 수행하기도 한다.

　소염기는 지속적으로 개발되고 있다. 특히 총열 길이가 짧은 소총의 보급이 진행되면서 소염기의 효율을 제고하기 위한 연구가 빠르게 진행되고 있다. 일부에서는 소음기의 원리를 적용한 소염기가 보급되고 있다. 그러나 아직까지는 K2 소총이나 M16 등에 사용되는 것과 같은 ‘새장(birdcage)형’이 주로 보급된다