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레일건

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1. 개요2. 역사3. 원리4. 장점
4.1. 이점과 가능성
5. 단점6. 연구7. 대중매체8. 관련 문서

1. 개요

금속 탄자를 전자기력으로 가속하여 발사하는 기구이다. 일반적으로 무기체계로 개발중이나 스페이스 건이나 전자기 캐터펄트 등 운송 수단으로도 응용되고 있다.

선형(Linear) 궤도(rail)를 쓰기 때문에 리니어 건(Linear gun)이라고도 하고, 전자기력을 사용하여 발사체를 투사하는 발사장치라는 의미에서 EML(Electromagnetic Launcher)이라고도 하며 전자기력을 사용하여 포탄을 쏘는 대포라는 의미에서 'EM건(Electromagnetic Gun)'이라고도 하지만, 보통 사람들은 레일건(Railgun)이라고 부르는 것이 일반적이다. 한문식 표현으로는 전자포(電磁砲)[1] 또는 '전자투사포(電磁投射砲)'나 '전자가속포(電磁加速砲)'[2] 등으로 불린다.[3] 비슷한 무기 체계로 코일건이 있다.

기존 화약추진식포 대비 빠른 초속을 달성할 수 있어 20세기21세기 초 무렵엔 SF적인 무기 개념으로 사용되는 경우가 많았다.

2. 역사


레일건의 '개념'이 등장한 건 꽤 오래되었다. 1918년에 기본적인 개념이 나왔으며 1922년 7월 미국인 빌레르프가 레일건 관련 특허를 출허했다. 이미 그때 구상된 레일건은 현재 레일건과 별반 다르지 않은 구조를 가지고 있어, 사실상 현대 레일건의 개념적 정립은 20세기 초에 완료된 것이라 볼 수 있다. 1930년대 과학잡지에 미래형 무기로 레일건과 코일건이 등장하기도 했을 정도이다.

제2차 세계 대전 시기 독일의 요하임 헨슬러가 레일건을 대공포로 이용하고자 했고 Flak 40 128mm 대공포 포좌 위에 0.5kg짜리 폭약을 이용하는 레일건을 제작하고자 했다. 이 레일건의 포구 초속은 2000m/s에 이르렀다. 그러나 종전이 오는 바람에 실용화되지 못했다고 했으나 이 무기를 조사한 미군은 고작 500g 탄을 발사하는 "이 대공포 한 문 운용하는데 시카고 전력의 반을 쏟아부어야 할 것이다" 라며 효율성이 부족하다고 평한 것으로 보아 설령 독일군이 승리했다 하더라도 완성되어 실용화되기 까지는 수십년이 더 필요했을 것으로 보인다.

21세기 초에 이르면 미군미사일방어체계의 한 부분으로 연구하였고 2017년미 해군에서 첫 시험 운용을 실행했으나 실재 무기체계에 탑재한건 아니고 단순 시험사격이라 향후 양산 및 배치 까지는 더 많은 기간이 필요할 것으로 보인다. 다시 말해 개념 등장 이후 실제 상용화까지 백년이 넘는 세월이 필요할 것으로 보인다.

BAE 시스템도 발사 시험에 성공하는 등 발사까지는 해냈으며 2018년 미군의 줌왈트급 구축함실전 배치를 목표로 연구되었으나 2020년이 되어도 실전배치는 커녕 함정에 장착 실험도 하지 못하고 있다.

결국 미국이 1조 원이 넘는 예산을 들여 10년 이상 추진해온 레일건 개발계획을 중단할 가능성이 커졌었다.

그와 같이 사실상 레일건의 기본 개념은 오래되었으나, 레일건의 실전 배치를 가로막는 원인 중의 하나가 바로 전력이다. 미군 또한 레일건의 실전 배치를 위해 전력 부분에 관한 개선 연구를 하고 있으며 원자력 순양함 등에 올려 운용하려는 계획도 전력 공급이 목적이다.

2018년, 중국이 군함에 레일건을 장착한 사진이 유출되는 등 타국에서도 개발이 이루어지고 있으나 아직 실전배치 까지는 시간이 많이 소요될 것으로 보인다.

3. 원리

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포신의 역할을 하는 두 개의 전도성 레일을 나란히 놓고 양쪽에 강한 전압을 건다. 그리고 레일 사이에 전도성 탄자를 넣으면 탄자를 통해 전류가 흐르며 회로가 형성된다. 이때 레일에 흐르는 전류가 형성한 자기장은 전류가 흐르는 탄자에 로렌츠 힘을 가하고, 이 힘으로 탄자를 가속하여 빠른 속도로 발사하는 것이 레일건의 기본 원리이다. 당연히 흐르는 전류가 클수록, 레일의 길이(=힘을 가하는 시간)가 클수록 위력은 무한하게 강해진다. 동작 원리가 워낙 간단해서 영구자석의 힘을 빌리면 가정용품으로도 만들 수 있다. 위력은 기대하지 말자, 진짜 가정용품들로 만들면 손으로 던지는 수준도 안나온다.문방구에서 파는 자석으로 사람잡을 레일건을 만들려면 그냥 그 자석을 들고 던지는게 낫다

전자기력을 이용해 물체를 움직이는 장치라는 점에서 자기부상열차와 비슷해 보일 수도 있지만, 사실 자기부상열차와는 물체를 움직이기 위해 전자기력을 이용한다는 점만이 비슷할 뿐 작동원리 자체가 완전히 다르다. 오히려 자기부상열차와 비슷한 것은 코일건. 코일건이 자기부상열차가 자기장으로 인해 공중에 떠 있듯이 탄자를 자기장으로 공중에 띄워 놓은 상태가 되도록 하는 동시에 코일의 자기장을 이용, 앞으로 빠르게 땡기고 순간적으로 꺼서 관성에 의해 날아가도록 하는 거라면, 레일건은 탄자를 포신 내부의 레일에 밀착시켜 둔 상태로 탄자의 뒤와 양옆에서 강한 힘으로 밀어서 발사시키는 것이라 원리도 다르고 내부 구조에서도 상당한 차이를 보이게 된다.

정상적으로 발사된다는 가정 하에 사거리는 엄청난데, 미국의 해군에서 개발 중인 대형 레일건의 목표 사정거리는 무려 450km로 출발점과 도착점을 각각 서울 시청 현관, 제주 시청 현관을 기준으로 잡았을 때 나오는 사정거리다.[4] 물론 이것을 전차에 달 수 있냐…… 하면 그것도 아닌데, 전력 공급장치까지 포함하면 현세대 주력전차보다 족히 2~3배는 크고 무거울 것이기 때문이다.

기본 원리는 20세기 초에 확립되었으나 그동안 기술 부족으로 외면당해 왔다. 첫 번째 문제는 레일건의 재질인데 연구 초기에는 한 발 쏘면 포신이 녹아내렸다. 하지만 이보다도 더 큰 문제는 도체 탄환을 장비하면 포신에서 가속되는 도중 발생하는 아크로 인해 탄자가 전부 증발했다. 그래서 탄자는 일반적으로 사용하는 재질로 쓰고 그 탄자를 아마튜어라는 부속장치에 고정하여 양 레일에 접촉 발사한다.

또 다른 문제는 어마어마한 전력소모. 20세기의 발전 능력으로는 턱도 없었지만, 원자력 발전이 상용화되고 원자력 엔진을 군함에 탑재하게 되면서 실제 구현이 겨우 가능해졌다. 이후에는 레일건의 전력 소모량을 줄이기 위한 연구도 어느 정도 진행되는 것인지, 줌왈트급 구축함의 경우와 같은 내연기관을 사용하는 대형 군함에도 탑재할 수 있을 것으로 보인다.[5]

4. 장점


정리하자면 '재래식' 무장에 비해서는 탄속은 더 빠르고[12], 추진을 위한 폭발이 없으니 기존 무기 체계에서 필수였던 내폭 강도와 밀폐성의 확보를 우선하지 않아도 되며 전력 공급만 안정하다면 포탄으로 쏠 것들을 더 많이 싣고 다닐 수 있다는 이야기이다.

4.1. 이점과 가능성

미 해군은 2015년 기존 대포보다 10배 빠른 사출속도를 가진 레일건을 개발 완료하였다. 이 레일건은 최대 사거리가 350㎞에 달하며 유효 사거리도 200km이다.

레일건이 함포로서 도입되면 함재기의 작전반경에 필적하는 사정거리를 보장하며, 매우 신속한 타격이 가능해진다. 레일건 탄자는 극초음속으로 날아가기에 전투기보다 빠르다. 최대사거리에서는 포구 초속에 비해서 속도가 떨어지므로 CIWS격추를 시도할 수 있지만, 이것은 레일건이 탄자의 속도를 더 올리는 것으로 상대하면 된다. 탄자의 속도를 올리는 것은 전력 공급과 포신의 내구도 문제 때문에 발목이 잡히기는 하지만, 어쨌든 전투기 정도는 가볍게 능가할 수 있는 속도를 낼 수 있으리라고 예상된다. 애초에 CIWS란 것도 피해를 줄여보자는 컨셉이지 피해를 아예 막아주는 컨셉이 아니다.

적측 함대에서 요격을 시도하는 것도 힘들다. 전투기라면 격추시키거나 쫓아버릴 수 있고, 미사일의 경우에도 뇌관을 무력화하거나 폭약을 유폭시키는 방식으로 요격할 수 있다. 그런데 레일건 탄자는 그냥 단순한 덩어리이므로 그러한 방식이 통용되지 않는다. 물리력을 충돌시켜 탄자를 쪼개거나, 비껴치면서 진행 경로를 틀어버리는 방법밖에 없다. 하지만 레일건 탄자는 매우 빠르고 크기가 작기 때문에 그것이 힘들다. 레일건도 대포 개념인 만큼 미사일과 달리 수십 발, 수백 발에 달하는 탄막을 구성하는 것이 가능한데, 이렇게 만들어진 화망을 요격한다는 것은 어렵다. 국지전이라면 몰라도 전면전에서는 레일건 포탄을 요격할 바에야 차라리 다른 방식을 찾는 것이 낫다.

원자력과 조합할 경우 레일건의 가속력이나 최대사거리를 더욱 늘리는 것이 가능해진다. 그래서 원자력을 사용해서 위의 다양한 이점을 더욱 극대화시키자는 주장도 있다. 원자력 항모의 등장으로 함재기의 탑재수와 항모전단의 작전 기간이 크게 늘어났듯, 레일건을 탑재한 원자력 군함은 포격 위주의 전함을 다시 현대전의 주역으로 만들지도 모른다.

실제로 레일건의 개발이 순조롭게 진행된다면 전함이 다시 부활할 수도 있다. 전함이 도태된 이유는 함포의 짧은 사정거리 때문인데, 레일건을 탑재하면 이 문제를 바로 해결할 수 있다. 게다가 레일건은 근본적으로 대포이기 때문에 미사일에 비할 수 없을 만큼 지속적인 화력전이 가능하다. 장거리에서 강력한 화망을 구축할 수 있는 것으로, 이렇게 되면 전함을 효과적으로 운용할 수 있다.

전함이라는 것은 사정거리가 길어지는 만큼 아군의 생존성을 높일 수 있으므로, 전함에 탑재할 레일건은 더더욱 장사정 레일건으로 진화할 것이다. 그럴수록 레일건의 전력소모량은 기하급수적으로 늘어나게 되는데, 이를 감당하려면 위에 언급했던 것처럼 원자로 급의 초고용량 발전기가 필요하다. 이렇게 커져버린 발전 설비를 감당하려면 초대형 선박이 요구되는데, 초대형 선박은 스텔스 기능에 한계가 있으니 장갑을 덕지덕지 두껍게 바르게 된다. 선박 종류 중에서 장갑을 튼튼하게 할수록 이로운 것은 전함 뿐이므로, 이것 또한 레일건과 전함의 궁합이 좋은 이유다. 레일건 탑재가 가능한 덩치 + 초고용량 발전 설비를 갖추려고 커진 덩치 + 장갑을 덕지덕지 발라서 더더욱 커진 덩치로 인해, 과거 거함거포 시절처럼 대단히 크고 아름다운 전함이 등장할 수도 있다.[13]

레일건의 성능을 적당한 정도로 타협한다면 소형 함정에도 설치할 수 있으나, 그렇게 소형함에 설치된 레일건은 대단한 성과를 기대하기가 어렵다. 애초에 기본적인 작동 원리로 인해 레일건의 막대한 전력 소모량만큼은 어쩔 도리가 없다. 따라서 전력소모량을 충당할 수 있는 고용량 발전기 및 그러한 발전 설비를 갖출 수 있는 대형함이 필요하다는 논리이며, 고성능 레일건은 곧 대형함이라는 결론이 나오는 것이다. 이와 같이 전함에 레일건을 탑재할 경우의 장점을 따져보는 것은 상당한 매력을 지닌 일이다. 레일건의 성능을 어디까지 끌어올릴지는 국가가 심사숙고하는 과제가 될 것이다.

하지만 역설적으로, 레일건을 장착하는 전함은 2차 세계대전 당시의 전함처럼 강력한 포와 대응방어가 가능한 장갑을 갖춘 함선과는 거리가 멀어질 가능성이 높다. 현대 해전에서는 더 이상 함선에 중장갑을 두르는 게 아니라 피격 후의 데미지 컨트롤에 치중하고 있는데 레일건이 실용화되는 시점에서 굳이 함선에 덕지덕지 장갑을 바를 이유가 없기 때문이다. 또한 레일건의 실용화 자체가 아직 갈 길이 먼 데다가, 진지하게 레일건 탑재를 위한 전함을 고려하고 있는 나라는 단 하나도 없다. 게다가 전함이 도태된 이유에 막대한 유지비용이 있다는 걸 감안하면 이제와서 레일건 운용만을 바라보고 전함을 되살릴 가치가 있는지는 좀 생각해 볼 문제다.

덧붙여 아직까지는 레일건이 전함의 주포급의 위력을 내기에는 갈 길이 좀 먼 상황인데, 일례로 현재의 레일건은 64MJ의 위력을 가지고 있는 반면 아이오와급의 16인치 주포는 292MJ 가량의 위력을 지니고 있어 4배가 넘는 수준의 차이가 나버리는 상황이기 때문이다. 다만 과거 거함거포주의 시대의 전함들이 장비하고 있던 구경 40cm 이상의 대구경 주포는 지금에 와서는 이미 로스트 테크놀러지가 되어서 관련 기술들이 소실된 상황이다. 물론 설계도가 남아 있고 철강기술 자체는 더 발달했으니 다시 복원은 할 수 있지만, 화약식 화포의 한계상 위력 향상을 기대하기 어렵고 사정거리의 제약도 너무 심해서 이미 현대전에서는 필요없다고 판단되어 도태된 기술인 만큼 굳이 복원할 필요 자체가 없고 이에 대한 대안으로서 레일건의 개발이 진행되고 있는 상황이다. 무엇보다도 현재의 레일건의 위력은 이제야 걸음마를 뗀 프로토타입 단계에서의 위력에 불과한지라, 앞으로 기술이 발전되고 개량이 진행된다면 화약식 화포와는 달리 위력 향상도 충분히 기대할 수 있다.

또한 레일건은 잠재적으로는 과거 거함거포주의 시대의 대구경 주포들은 가지지 못한 장점을 하나 기대할 수 있기도 한데, 바로 당시의 대구경 주포들에 비해서 좀 더 작은 구경으로도 충분히 강력한 위력과 긴 사정거리를 달성할 수 있다는 점이다. 물론 상기했듯 과거 거함거포주의 시대의 대구경 주포들에 비견될 만한 성능을 지니는 장사정 레일건을 만들어 단다면 함선 자체의 대형화는 피하기 어려운 것이 사실이기는 하다. 또한 함포 사격을 통한 상륙전 지원 등의 용도까지 고려한다면, 대지 포격 시에 함포가 충분한 위력을 발휘하기 위해서는 어느 정도 대구경인 편이 유리하니만큼 무조건적으로 소구경화에만 집착할 수는 없는 노릇이기도 하다.[14] 허나 그럼에도 불구하고, 구경이 조금 작더라도 충분한 성능을 기대할 수 있어 소구경과 고위력을 동시에 달성하기 용이하다는 특징은 레일건이 과거 거함거포주의 시대의 대구경 주포들에 비해 우월할 수 있는 하나의 이유가 되기 충분하다.

그리고 해안포로 활용을 하면 기존 해안포보다 활용폭이 더 넒어진다. 그렇다고 해안포 운용이 주특기인 북한에서 이런 걸 쓸까라는 생각은 안 해도 좋다. 저걸 하나라도 쓰려면 평안도의 모든 전기를 끌어써야 하니..레일건의 장점인 초장거리 사격은 방어용으로도 유용하고, 해안포의 장점인 탄환 공급을 통한 지속적인 포격도 보장이 된다. 그리고 가장 큰 걸림돌인 전력 문제도 지상에서 끌어다 쓰거나 아예 자체적인 발전시설을 만들면 간단히 해결이 된다.

여태까지 보던 거함거포주의 사상을 뒤집어서 미래에 개인화기 수준으로 소형화가 가능하다면 물리탄자를 쓰는 소화기의 정점을 찍을수 있다. 애초에 레일건 자체가 동력원의 소형화가 매우 까다롭다는 문제가 있다고는 하지만 그 문제를 극복할수만 있다면 레일건이라는 무기의 특성상, 총 자체는 움직이는 부품의 필요가 없다. AK시리즈에서 돋보이듯이 움직이는 부품이 적을수록 내구도와 신뢰도는 늘어난다. 회로가 복잡한 코일건에 반해 무지막지한 단순성으로 미친듯한 단가 감소는 덤. 그리고 총열이 길수록 좋은 특성상 불펍형식으로 만들어질 테고 이 때 또다른 장점이 드러나는데, 후퇴하는 노리쇠 따위는 없기 때문에 탄창을 어깨에 딱 붙여도 문제의 요소가 없다.[15] 재래식 불펍화기의 고질병인 무거운 방아쇠압도 어차피 전자식인 레일건으로선 문제가 되지 않는다.

또한 화약의 폭발력 대신 전자기력으로 추진되는 특성상 화약과 탄피가 필요없다는 특성 상 총알의 무게와 크기가 획기적으로 작아질 것이기에 장탄수 역시 수십배로 늘어날 것이다. 탄창과 탄두의 형상 설계에도 자유도가 늘어난다는 점은 보너스. 게다가 재래식 휴대화기의 가스압 추진은 발화시에 가스압(순간반동)이 제일 크고, 총구를 빠져나갈 땐 많이 줄어드는데, 레일건은 레일의 어디에 위치해 있든 간 일정한 힘을 가하므로 반동 제어가 더 쉽다. 게다가 총구로 빠져나가는 가스압도 조금 반동에 더하는데 이마저도 없으니 총 반동도 더 적다. 총알에 회전을 넣는게 힘들긴 하겠지만 이미 강선 없는 산탄총에서 회전을 주는 라이플 슬러그도 존재하는 만큼 가능성은 절대 낮지 않다. 보듯이 흔히 매체에서 보던 한방화력을 중시한 저격용 레일건이 아닌, 위력과 실용성의 타협을 보면 또 어떤 장점이 나올지도 모르는 일.

소음 면에서도 기존 총기에 비해 메리트가 강한데, 총기 소음의 대부분을 차지하는 화약의 폭발로 인한 연소가스의 팽창에서 오는 격발음이 사라진다는 점 역시 장점이다. 물론 레일건도 총기이며, 압도적인 가속력으로 탄속이 기본적으로 재래식 화기 이상인 특성상 초음속탄은 소닉붐 현상으로 인해 소음을 제거할 순 없겠지만, 출력을 낮춰서 탄속을 아음속으로 발사한다면 아음속탄을 발사하는 소음기 총기 이하 수준의, 거의 무음총 수준의 발사가 가능할 것이다.

5. 단점

6. 연구

6.1. 미국 & 영국

로널드 레이건SDI(전략방위구상)이 발표되어 그 이후로 레일건의 실용화 연구가 시작, 20년만에 성과를 보게 되었다.

DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)가 주도하여 미군 레일건 계획의 실증 시제품이 출시 되었다. 미군 차기 구축함인 줌왈트급 구축함의 주포로 사용될 것이라는 계획도 발표.

2008년 2월 1일 미국 해군이 레일건 시제품 발사실험의 성공 및 실험 영상을 발표했다.


동영상을 보면 탄자 뒤쪽에 로켓처럼 화염 꼬리가 보이는데, 양 레일과 연결되어 추진체를 밀어주는 아마튜어와 레일 간의 전기 방전과 그 전기 방전으로 인해 발생하는 아마튜어와 레일, 그리고 내부 잔존 공기의 플라즈마화로 인해 불꽃이 발생한다.

그리고 2010년 12월, 똑같은 물건을 업그레이드. 반경 100 마일 (=서울특별시에서 대전광역시까지) 마하 7을 찍는 위엄을 발휘한다


2012년 2월 발사 영상을 보면 그럭저럭 포처럼 보이기도 한다.


2013년


2014년 소개영상, 2014년 4월에 또다른 시험 발사가 성공했다는 소식이 떴으며 2016년 USNS 밀리노켓에 장착한 뒤 2018년부터 일반 군함에 실전 배치한다는 계획이 공개되었다. 2015년 4월 미 해군이 새로 인수한 고속 수송함 USNS 트렌튼에 장착하여 해상 사격 시험을 진행하는 것으로 계획이 변경되었다. # 트렌튼(JHSV-5)은 밀리노켓(JHSV-3)과는 동형함이다. 전력 공급 장치에만 20피트짜리 화물 컨테이너 4개 분량(4TEU)의 공간이 필요한 것을 감안하여 쌍동선형 고속 수송함인 JHSV급을 선택했다고 한다.

투사체의 무게가 10kg에 불과한데다 장약을 사용하지 않아 안전성이 뛰어나다고 한다. 1발당 발사 비용이 2만 5천불로 통상 미사일이 100만불 가량인 것을 감안하면 아주 저렴하다. 게다가 함포급 무기를 만드는 데 개발 비용이 2억 5천만 달러(약 2,600억원)밖에 들지 않았다.

미국이 개발 중인 레일건의 종류는 32MJ의 레일건과 64MJ의 레일건이 혼재되어 있는데 미군이 군함에 정식으로 탑재하려는 레일건은 64MJ급의 레일건으로 최대 사거리 410km이다. 이 종류의 레일건은 포탄 하나 값의 발사체로 410km떨어진 목표를 원형공산오차 5m급으로 공격할 수 있다는 것이 이론상의 결과이다. 참고로 이러한 레일건의 발사체는 탄두 중량 20kg, 탄체 중량 15kg 으로서 일반적인 포탄에 비해 상대적으로 가볍고 작은 편이다.

또한 세간의 상상과는 달리 현재 미군이 개발중인 레일건은 전차포/대전차포와 같은 순수한 직사화기라기 보다는 곡사와 직사를 혼용하여 상황에 따라 직사화기로도 곡사화기로도 운용될 수 있도록 되어 있는 범용적인 화기에 가까우며, 단지 입사각이 좀 낮을 뿐이며 사거리만 다를 뿐 탄도학은 일반 야포와 똑같이 적용된다. 이는 현재 개발되고 있는 레일건이 직사화기로도 곡사화기로도 어느 쪽으로든 운용이 가능해야 되는 범용성을 요구받는 함포로서의 운용을 전제로 하여 개발되고 있기 때문이다. 현재까지 알려진 정보와 BAE 측에서 공개한 개념도에 의하면, 미군이 운용하는 레일건은 곡사로 발사해 장거리 목표를 타격하는 방식과 직사로 단거리 목표를 빠르게 타격하는 방식 모두를 적용할 것으로 추정되고 있다.

현 단계에서 군함에 장착하는 것은 일종의 야전 시험에 불과하다. 정식 양산 배치가 아니다. USNS 트렌튼이 후일 레일건이 실전 배치될 예정인 줌왈트에 비해 10분의 1 규모인 1500t급 고속함이라는 점과 발사 시험이 예정된 레일건이 국방부에서 요구하는 실전 배치 수준의 물건이 아닌 32MJ 정도의 위력을 지닌 실험실용 레일건의 일부 개량형이라는 점이 이를 확정적으로 보여주고 있다. 하지만 이 야전 시험이 레일건의 실전 배치에 있어서 가장 중요한 갈림길이 된다는 것은 확실한 상황이므로 관심을 가져보는 것도 좋을 것이다.

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그리고 2015년 1월 13일, 미 해군이 2015년 2월 4일 워싱턴에서 열리는 Naval Future Force Science and Technology EXPO에서 레일건을 대중에게 공개한다고 발표했다. 또 2016년 바다 위에서 시험 될 것이며 현재 물체를 100해리, 즉 185km까지 음속의 6배로 발사할 수 있다고 한다.


이젠 지상판도 연구가 되는 모양이다. 이미 존재하는 운송 수단을 통해 이동 및 전력 수급을 하고 기존 방공망 체계와 연결해 기폭 관제가 가능한 산탄형 탄자를 사용, 지대공/지대지로 다양하게 활용할 수 있는 멀티플레이 플랫폼을 목표로 하는 듯. 성공적으로 완성되면 적은 비용으로 배치가 빠른 레일건 기지 구축이 가능해질 것이라고 한다. 가장 긴 작업인 전선 연결이 5분정도 걸린다 한다.


(2017년)

레일건 제작 회사가 제너럴 아토믹스와 영국계 방산업체인 BAE Systems이다. 현재 영국도 BAE Systems를 통해 레일건 제작 기술을 상당히 쌓아놓고 있다. 영국군은 미군이 시도하는 레일건 계획이 성공할 경우 이를 차세대 기갑 차량과 함선에 적용할 것으로 알려져 있다.

확정된 것은 아니지만 레일건의 개발에 조금씩 적신호가 켜지고 있다. 물론 절대적인 성능은 레일건이 훨씬 좋기 때문에 미국도 레일건을 포기하는 것이 아니라 그저 HVP탄[22] 개발에 예산 배정을 우선적으로 하는 것을 고려하는 중이지만, 아직 실전검증도 안된 실험병기인 레일건에겐 이 정도 개발지체만으로도 충분히 악재가 될 수 있다.[23]

미국 해군에서는 2019년 5월부터 레일건의 발사 시험을 시작했다. 시험 결과는 일단 성공적이어서 개발 일정이 약간이긴 하지만 단축되었다고 한다. 아무래도 중국 인민해방군 해군의 레일건 개발에 자극을 받은 모양이다.

레일건과 비슷한 원리를 적용한 사례로 전자기식 캐터펄트가 있다. 이는 제럴드 R. 포드급 항공모함에 적용된 상태이다.

6.2. 대한민국

레일건 최초 개발착수일로 따지면 1989년까지 거슬러 올라가지만 실질적이고 본격적인 개발은 2009년부터 시작했다. 이유는 최초 1989년에 개발착수해 1년여간 시제품을 만들며 연구해본 후 전열화학포가 더 낫겠다는 판단하에 2009년까지 전열화학포를 연구해왔기 때문이다. 이후 전열화학포 자체가 전 세계적으로 사장됨에 따라 2009년부터 레일건 개발로 재전환한다.

2011년 6월 8일자 기사로 국방과학연구소(ADD)에서 레일건 개발에 착수한다는 기사가 올라왔다. 그리고 국방과학연구소에서 2011년도에 개발에 착수했던 레일건 개발이 어느 정도까지 왔는지 보여주는 테스트 영상이 2014년 민군기술협력 박람회를 통해 공개되었다. 40mm급 레일건 시제품의 시험 영상으로서, 2014년 3월에 끝난 1단계 응용연구에 대한 성과가 공개된 것이다. 펄스전원장치 같은 일부 구성품은 전열화학포를 개발하면서 이미 상당한 기술력을 쌓았기 때문에 3년만에 어느 정도 성과를 낼 수 있었던 것으로 생각된다.

2015년 7월부터 약 64억원을 투입해 □0mm급 중구경 레일건 시제품을 2018년까지 제작할 예정이다. 이 시제 레일건은 포구에너지가 KJ급이었던 이전의 40mm급 기술실증용 레일건과는 달리 탄자중량 □00g급 전기자를 개발하고, MJ급 포구에너지 및 포구속도 □,000m/s 달성, 주퇴복좌 및 고각조절이 가능하게 제작된다. 포신은 레일의 변형을 억제하고 중량을 감소시키기 위해 복합재로 제작되며 좀 더 실용적인 시제 레일건을 개발하는 것을 목표로 한다.[24]

덧붙여 한국의 경우 함포로서의 레일건의 활용만이 아니라 전차포/대전차포로서의 레일건의 활용도 염두에 두고 있는 것으로 보인다. K-1 시리즈K-2 흑표의 뒤를 이을 차기 주력전차의 개발계획에서도 스텔스 기술의 도입과 더불어 #레일건의 도입 역시 검토하고 있다는 이야기도 존재한다.

한반도 전장은 비교적 종심이 얕은 전장이라 이런 장거리 포의 역할이 매우 커질 수 있다. 서울에서 평양까지의 직선거리가 195km 정도이니 레일건이 실용화되면 휴전선에 몇 문만 설치해두어 평양을 언제든지 초토화할 수 있다. 한국의 수도 서울이 휴전선에서 매우 가까워서(25-50 km) 북한의 장거리포가 언제든지 서울을 포격할 수 있다는 이점을 상쇄할 유력한 대항 수단이 될 수 있다. 그 점보다는 기존 원전 근방 산악지역을 통해 최소 수백킬로 정도 사거리를 두는 레일건 설치로 지속 가능한 포격을 수행하는 것도 추진될만한 일이다.

이런 목적의 지상 레일건은 대량의 전력공급이 필요하므로 전시에 이런 전력을 확보하는 것이 어려워 무용지물이 될 위험이 있고, 아니면 따로 거대한 자체 발전 설비를 갖추어 두어야 하므로 경제성이 크게 떨어진다는 단점이 있다. 하지만 수백km 사거리에서 지속적인 포격을 가할수 있는 지상형 레일건의 잠재력은 매우 뛰어난지라 근미래엔 등장할 가능성이 높은 체제로 점쳐진다. 특히 한중일 3국처럼 가상 적국이 인접해 있는 경우에는 서로의 수도를 레일건 포격만으로 초토화시킬 수 있기 때문에 수백km가 넘는 사거리를 지니는 레일건 지상기지는 전략적으로 의미가 커진다. 하지만 포구초속을 위해 극단적으로 희생한 탄체 질량과 무지막지한 전자기력이 가해지기에 결국 철갑탄과 같은 관통 위주의 탄환을 쓰게 된다. 그렇기에 레일건을 운용한다면, 도시와 같은 넓은 범위에 공격을 가할 때에 충분한 위력이 확보되지 않는다는 문제점이 생긴다.

6.3. 일본

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2016년 8월 일본 방위성미사일방어체계 등에의 활용을 위해서 레일건 개발에 착수한다는 기사가 올라왔다.


또한 위의 방위성자위대의 연구 프로젝트와는 별도로 일본의 우주기구JAXA 역시 레일건에 대한 연구 프로젝트를 진행하고 있다.

6.4. 러시아

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2009년 레일건 프로젝트가 공개되었다.# 특이한 점은 무기보다는 스페이스 건을 목표로 만들고 있으며, 이 때문에 수송용 탄두 개발과 제 1 탈출 속도 도달을 위해 노력중이다.

탈출 속도 도달을 위해 타국 레일건보다 탄 초속이 훨씬 빠른편이다. 2016년에 이미 초속 5.5km를 달성했으며# 현재는 초속 11km 급 즉 제 2 탈출 속도를 목표로 개발 중이다.

현실과 타협해 무기화를 포기하면서(...) 실용화도 가장 먼저 되었다. 항공기고속열차버드 스트라이크에 대비해서 치킨건을 항공기/열차에 쏘는 것처럼 우주선 타일이나 자재에 알루미늄 탄을 쏴 우주쓰레기 충돌을 모사하는 장치로 활용중이라고 한다.

다만 무기화를 완전히 포기하진 못했는지 리데르급 같은 신규 핵추진 함정에 도입 명분으로 레일건, 레이저건 등 다량의 전력을 소비하는 무기체계 확장성을 명분으로 세우는 수준이다.

6.5. 프랑스 & 독일

프랑스독일1987년부터 시작하여 그간 비공개로 진행하여 왔던 레일건 개발 프로젝트를 2017년 공개했다. 이쪽의 경우에도 해군용 레일건의 개발을 우선하고 있는 것으로 보인다.

6.6. 중국

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2018년, 중국이 군함에 레일건을 장착한 사진이 유출되었다. 언론에 보도된 내용에 따르면 072III급 상륙함에 레일건을 장착하여 시험중인 것으로 보인다.

6.7. 터키

IDEF 2017에 레일건 시제품 목업을 전시한게 확인되었다.

다만 저 목업은 선전용이고, 실제 물건은 아직 16mm 구경에 1MJ의 펄스 전원[25]으로 이루어진, 초기단계의 빈약한 물건이다. 이는 레일건 개발국 중에서는 터키한국에 비해서도 확연한 후발주자인데다 다른 개발국가들에 비해 기반시설과 자본이 빈약해서 나온 결과이다.

하지만 터키로서도 이미 오랜 시간을 투자해온데다, 어차피 자급자족으로 개발해야 하는게 레일건인만큼[26] 앞으로도 개발의지는 확고해 보인다.


2019년에는 지상 테스트 장면을 공개하기도 했다.

7. 대중매체

8. 관련 문서


[1] 다만 일반적으로 번역기들은 '전자포'라고 입력하면 영어 번역을 'Electric cannon'으로 출력하고 '초전자포'라고 입력해야 'Railgun'이라고 정확하게 출력하는 경향을 보인다. 당연히 몇몇은 예외이긴 하지만. 이는 많은 번역기들이 누적된 데이터를 번역에 활용하기 때문으로 전자포라고 입력하면 'Railgun'을 출력해주지 못하고 '초전자포'라고 입력해야 'Railgun'이라 출력하는 것 역시 서브컬처 관련 누적 데이터의 영향이라 할 수 있다.[2] 일본 쪽에서 나오는 서적에서는 레일건을 지칭하는 표현으로서 전자투사포나 전자가속포 등의 표현을 많이 쓰기 때문에, 그 영향으로 일본 서브컬처에서는 레일건만이 아니라 코일건을 포함한 가우스건이나 가속기 등 로렌츠 힘을 이용한 모든 무기를 레일건으로 통칭하는 경우 역시 잦은 편이다.[3] 이 중에서도 특히 '전자투사포'라는 명칭은 일본에서 레일건을 일컫는 한문식 표현으로서 많이 쓰이는 표현이기도 하다.[4] 실제로는 453.5~9km 나온다.[5] 줌왈트도 그렇고 중국이 탑재를 계획하고 있는 군함은 전부 배수량 1만톤은 훨씬 넘는 군함들이다.[6] 4월에 미 해군 발표한 레일건 탄자의 가격은 2만 5천달러다! # 연구개발 중에 책정된 가격이 저 정도니 실용화 단계에 들어가면 훨씬 더 싸질 가능성이 높다.[7] 2004년 미군육군의 레일건 개념연구과제를 기준으로 하면(전차포용도), 레일건용 APFSDS탄은 120mm 활강포용 m829 APFSDS탄과 비교해 용적이 1/8, 중량이 1/10에 불과해 M829탄 16발을 적재하는 가대에 156발을 탑재할 수 있었다.(출처: Military Review 2016.08 - p35 좌측상단 에서 5번째줄).[8] 이경우 발사에 필요한 전류 또한 많아지므로 충전 시간이 더 걸려 발사 속도가 줄어들 수 있다.[9] 현재 기술로는 핵분열 엔진이 아니라면 레일건 구동에 필요한 에너지를 군함 정도의 사이즈에서 충분하게 공급하기 어렵다는 시각이 강하다.[10] (출처: Military Review 2016.08 - p36 우측상단 에서 12번째줄)[11] 물론 이것도 우스갯소리에 가깝고, 포탄을 그렇게 마개조할 바에야 미사일을 갈기는 게 더 낫다. 또한 포탄을 마개조해야 레일건의 일반 탄처럼 격추 확률을 낮출 수 있다면 양산해봤자 그냥 통째로 찍어내는 레일건 탄보다 비싸고 만들기도 더 어려우니 이미 진 거나 마찬가지이다.[12] 아직도 극초음속 미사일처럼 레일건만큼 빠르거나 더 빠른 무기가 만들어지고 있다.[13] 정찰 위성의 발달과 대함 탄도미사일 및 극초음속 미사일 등의 계발로 그럴 가능성은 상당히 낮긴 하다.[14] 이러한 부분은 화약식 대포들과 그렇게 크게 다르지는 않은데, 범용성의 확보를 위해서는 아무리 소구경화가 용이한 레일건이라 하더라도 일단 현용 화약식 함포들과 비슷한 수준의 구경은 유지해야 할 가능성이 크고 이는 결과적으로 레일건의 운용에 필요한 설비의 확대와 함선의 대형화로 연결될 가능성이 클 것이다.[15] 반동제어를 위해 조금 공간이 필요할수는 있다.[16] 끔찍하게 무거운 설비+극심한 충격과 열+가뜩이나 여유 없는데 발사시마다 전력 공급이 요구됨+탄 보급까지 필요[17] 당장 지상형 레일건이 어떠한 구성으로 운영되는지만 봐도 이에 대한 답은 나온다.[18] 당장 과거에 사용됐던 전함 주포만 해도 300발쯤 쏘면 수명이 다하는 게 보통이었다. 때문에 예비 포신을 만들어두고 수명이 다하면 갈아 끼우는 방식으로 운용했다.[19] 이전 문서에서는 레일건이 소형화가 힘들고 코일건이 대형화가 힘들다고 서술되어 있었으나, 이와는 정반대로 해외 하드SF팬덤 등지에서는 투사체의 자성적 포화(Magnetic Saturation) 문제 때문에 레일건은 큰 투사체를 날리기 힘들고(=구경을 키우기 힘듬), 반대로 코일건은 큰 투사체를 날리는데 더 적합하다 평가되고 있다.[20] 물론 입자병기의 경우에는 과연 언제 현실에서 실용화될 수 있을 지 알 수 없는 물건인데다 소형화도 기술적으로 어렵다고 평가되고 있지만, 이미 실용화가 진행되는 중인 광학병기는 얘기가 좀 다르다.[21] 여기에는 작약과 작약을 기폭시킬 뇌관 역시 포함된다. 뇌관이 발사 단계에서의 강한 전자기장을 견디기 어렵기 때문이다. 레일건의 탄속이 제 아무리 빨라 봐야 작약이 아예 없어 파편이나 폭풍에 의한 2차 효과를 기대하기 어렵다면 내부 공간이 좁은 전차나 애초 맷집이 지상이나 해상의 다른 장비류에 비해 취약한 항공기 상대로는 모를까 산개된 보병이나 내부 공간이 제법 넓은 함선, 벙커 등을 타격할 때는 화력이 제한될 수밖에 없을 것이다.[22] GPS로 유도가능해서 드론, 비행기, 미사일등을 격추시킬수 있다.[23] 만약 HVP탄의 성능이 레일건과 비슷해지거나, 극초음속 미사일의 가격을 큰폭으로 낮출 수 있게 된다면, 레일건은 자칫 전열화학포와 비슷한 처지에 놓일 수도 있다.[24] 개인적인 문서 반달 행위인지, 아니면 ADD측이나 정부(국방부)쪽에서 공개를 꺼려하는지, 혹은 '개발 취소' 및 '개발 난항으로 인한 추후 계획 모호'로 인한 문제인지는 아는 위키러가 추가바람. 혹은 대한민국의 레일건 계발 목표 및 현황을 아는 위키러가 수정바람.[25] 이는 한국에서 1990년에 만들어진 레일건 시제품보다 약간 나은 정도다.[26] 미래 전술, 전략 무기로서의 잠재력을 생각하면 레일건 기술은 항공우주기술 만큼이나 중요하므로 원천기술을 판매해줄 개발국들이 나오기는 어렵다.

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