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[작업2] 총성과 소음2016.09.24 PM 12:19
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| 여러므로 자료찾기에 열중하던 중 흥미로운 글을 발견하여 스크랩을 하였다. 원글에는 이미지도 첨부되어 있었으나, 이미지를 무단으로 사용하는 것도 그렇고... 사실 이미지보다는 내용이 더 중요하기에 이미지는 스크랩하지 않았다. 본문 중 몇몇 설명은 이미지를 기반으로 한거라 알아보기 살짝 힘들지도 모른다. -------------------------------------------- 총의 소음은 크게 3가지로 구분됩니다. 1. 가스가 만드는 소리. 2. 탄자의 비행음. 3. 총의 작동음. 이중 가장 큰 소리는 가스에 의한 것입니다. 총을 쏘면 고온 고압에 펄스형인 발사약의 연소가스는 탄자를 밀어내며 총구로 이동합니다. 그리고 마침내 탄자가 총구를 떠나게 되고 가스는 공기중으로 분출되죠. 문제는 총구로 분출된 가스는 여전히 고온 고압이라는 겁니다. 총이나 탄약에 따라 다르지만 적어도 3,000psi가량의 압력을 가진 상태입니다. 이 가스는 곧 주변의 공기로 마치 찢어발겨버리는 것처럼 급격하게 팽창하며 이때 발생하는 공기의 비명을 우리는 총성이라고 부릅니다. 대략 총성을 데시벨(dB)로 측정하면 아래 수치정도가 나온답니다.
위의 수치들에서 우선 한가지를 알아낼 수 있습니다. 총신 길이가 짧아지면 그만큼 총성도 커진다는 것. 이는 총신길이와 발사약의 연소속도, 발사약의 연소속도에 따른 총구부근에서의 압력변화에 따른 것입니다. 아시다시피 발사약은 일정한 길이의 총신에서 최적화된 성능을 내게 연소속도를 조정하죠. 만약 발사약이 요구하는 총신길이보다 짧은 총신일수록 그만큼 소리도 커진다는 겁니다. 바꿔말하면 그만큼 탄자로 전달되야할 발사약의 에너지가 완전히 전달되지는 못했다는거죠. 이에 대한 것은 이미 앞부분에서 다뤘으니 생략. 여튼 중요한건 아마도 데시벨이란 단위가 생소할 것입니다. 사전같은걸 찾아보면 뭐라뭐라 해뒀는데 사실 이거 이해하는게 귀찮을 겁니다. 그냥 실생활에 맞춰 간단히 이해가능한 예로 대충 총성이 어느 수준인가를 추측해보시길 바랍니다. 150dB은 제트엔진이 내는 소음 수준. 140dB은 카오디오 볼륨최대로 올릴 때 자신의 자동차 좌석에서 들을 수 있는 수준. 130dB은 공사장의 대형 착암기. 120dB은 구급차 사이렌소리나 야외공연장에선 스피커를 사용한 목청큰 록밴드의 공연. 110dB은 목공소의 전기대패, 공사장등에서의 각종 작업음. 100dB은 동력톱(chainsaw). 90dB은 트럭들이 돌아다닐 때 나는 소리나 아줌마들을 단체손님으로 받은 정신없는 식당. 80dB은 오디오를 꽤 시끄럽다 느껴질 정도로 틀어놓은 수준. 밤에 옆집에서 이러면 죽여버리고 싶죠. 70dB은 붐비는 장소에서 듣는 수준. 생각없는 여자애들 4명이 만들 수도 있는 소리. 65dB은 일상적인 큰 대화. 60dB은 타자치는 소리 혹은 보통 대화. 50dB은 보통 집안에서 사람들과 대화하는 수준. 40dB은 소근소근 대화하는 것. 30dB은 귓속말. 20dB은 살짝 코고는 소리. 10dB은 심호홉할 때. 요건 소음 노출에 대한 한계로 이 정도면 보통 사람에게 청력과 행동등에 지장을 줄 수 있다는 겁니다. 90dB로 8시간. 95dB로 4시간. 100dB은 2시간. 105dB은 1시간. 110dB은 30분. 115dB은 15분. 이건 신문 기사중에 난 것인데... 지하철역 승강장의 평균 소음도는 청력을 손상시킬 수 있는 수준인 약 80dB이고 서울 지하철 1호선이 가장 심하다 고 하죠. 1 ~ 5호선 승강장의 평균 소음도가 79.96dB라나요. 지하철 전동차안의 소음도는 약 76.4dB. 개인적으로 매우 궁금한건 지하철 소음보다 더 크게 들리는 지하철내의 떠드는 소리는 뭔가하는 겁니다. 위의 단편적인 것들만봐도 총소리가 결코 작은게 아님을 알 수 있을 겁니다. 그럼 소음기(suppressor, silencer)는 뭐 어떤 물건이기에 이 시끄러운 총소리를 없에는가? 여기서 풍선을 한번 생각해보시길 바랍니다. 바람이 잔뜩 들어간 풍선을 바늘로 찌르면 빵하고 터지죠. (꽤 스릴넘칩니다.) 그런데 풍선에 테이프를 바르고 바늘로 찌르면 소리가 거의 안납니다. 테이프가 풍선이 급격하게 찢어지며 터지는 것을 막아주며 그로 인해 바늘구멍으로 바람이 천천히 세어나오게 해 주죠. 소음기의 원리는 바로 이겁니다. 고압의 가스를 천천히 배출시킨다는. 같은 원리는 내연기관의 머플러(마후라라고도 부르는...)라는 물건에서도 보여집니다. 자동차나 오토바이를 보면 엔진의 배기가스는 총의 가스처럼 고압상태로 분출됩니다. 이 배기가스를 머플러로 집어넣어 가스가 가진 압력을 낮게 만들어 버립니다. 보통 쓰는 방법은 여러 개의 격벽을 두고 가스를 이리저리 돌리며 작게작게 팽창시키거나 홉수합니다. 그래서 최종적으로 방출되는 가스의 압력은 낮아지게 되죠. 만약 머플러를 제거하거나 변형시키면 소리는 커집니다. 보통 이러면 도로교통법에 의거하여 처벌받게되죠. 총의 소음기는 총강내의 면적보다 20 ~ 30배 혹은 그 이상의 넓은 공간을 총구앞에 달아둔 겁니다. 탄자와 가스는 소음기속을 이동하며 가스는 소음기속에서 일단 한번 작게 팽창하여 압력을 잃어버리게 됩니다. 대략 3,000psi의 압력이 60psi정도로 감소되버리죠. 소음기는 19세기말에 내연기관이 등장하면서 같이 등장합니다. 20세기초쯤에는 여러가지 소음기가 개발되어 판매되거나 합니다. 1900년대 제정러시아의 모신-나강 리벌버에 이미 소음기가 장착됐으며 영국과 미국, 독일에서 소음기가 군용총기 에 장착됐으니까요. 지금도 소음기내에서 어떻게하면 더욱 효과적으로 가스의 압력을 제거할 것인가를 연구하며 최신의 유체역학적인 시뮬레이션까지 도입하기도 합니다. 소음기의 구조는 각양각색입니다. 가장 간단한 것은 바로 다음 그림과 같이 단순한 빈깡통 하나를 총구앞에 달아주는 겁니다. 가스는 빈깡통속에서 한번 팽창하며 A로 표시된 지점으로 나올 때는 압력이 저하된 상태로 나오게되죠. 이런 소음기는 대단히 고전적인 것이며 지금도 간혹 사용됩니다. 결점이라면 소음기 자체의 덩치가 꽤 커지며 빠른 시간안에 여러발을 연사하면 가스가 내부에서 압축되어 분사됨 으로 갈수록 소리가 커진다는 것입니다. 위의 빈깡통에서 발전한게 격벽(baffle)을 둔 형태입니다. 가스는 격벽사이를 지나가면서 점차 압력을 잃어버리게되죠. 격벽을 다음과 같이 배치할 수도 있습니다. 분출된 가스는 팽창하고 격벽에 부딫혀 반사됩니다. 반사되어 흐르는 방향이 달라짐으로 일단 가스가 가진 힘(압력)을 잃어버리고 어느정도 압력이 저하된 가스는 몇 개의 격벽을 더 거치면서 압력을 더욱 잃게됩니다. 격벽을 유연하지만 질긴 재료로 만들어 가스를 폐쇄시킬 수도 있습니다. 가령 코르크나 실리콘 고무같은 것으로 격벽을 만들고 탄자가 지나갈 수 있는 작은 구멍을 내놓습니다. 탄자는 격벽의 구멍을 넓게 하며 지나갈 수 있지만 탄자가 지나간 뒤 격벽은 다시 원상복귀되려 함으로 가스가 통 과하는 양은 적어지게 됩니다. 이 방식은 격벽의 수명문제가 있으므로 오래 사용은 못합니다. 여러발을 계속 연사해야할 경우 내부의 가스를 외부로 빼줄 필요가 있습니다. 이때 소음기 밖에 그냥 구멍을 내고 빼는 것보다 가스가 더욱 늦게 빠지게 만드는 구조를 추가할 수 있습니다. 작은 구멍이 뚫린 관을 소음기 속에 더넣거나 스폰지나 솜과 같은 물체로 가스가 빠질 구멍을 한번 더 막고 최종 적으로 가스를 외부로 빼준다는거죠. 꽤 독특한 구조의 것도 있습니다. 아래처럼 고무와 같은 물질로 격벽을 만들고 이 격벽을 스프링으로 지지해둡니다. 가스가 들어와 팽창하면서 격벽을 밀어주게되며 이로 인해 가스의 압력은 감소됩니다. 가스의 압력은 가스가 가진 에너지인 셈이고 그런 상황에서 가스가 격벽을 밀어내는 일을 한다면 그만큼 가스의 압력도 낮아지는 겁니다. 소음기는 마치 소염기(muzzle brake)와 같은 효과를 가져옵니다. 가스의 압력이 낮아지고 느려져 분출되므로 그만큼 반동은 작아집니다. 보통 20 ~ 30% 혹은 그 이상의 반동상쇄효과를 가집니다. 보통 소염기들은 가스의 방향을 바꿈으로 가스가 발생시키는 반동을 상쇄시킵니다. 그러나 이 방향이 바뀐 가스덕분에 소음이 증가하는 경우도 생깁니다. 소음기는 이런 일은 벌어지지 않죠. 또한 총구화염을 크게 감소시킵니다. 소음기 내부에서 화염이 발생했다 식어빠진 가스가 빠져나오는 셈이니 총구화염이 크게 날리는 없겠죠. 그래서 총구화염이 큰 화기에 소음기나 혹은 소음기의 구조를 한 총구 부착물의 사용을 고려하기도 합니다. 가령 미군과 같은 50구경 저격총을 사용하는 곳에서는 총구화염이 큰 이들 총기에 대해 소음기의 사용을 고려중입 니다. 한 민간업체에서 만든 소음기 겸 소염기를 장착해본 결과 상당히 좋은 효과를 가져온다고 평가됐다죠. 중요한 점은 소음기는 발사시 발생하는 가스의 압력에 따라 그 크기도 달라진다는 겁니다. 380 ACP탄용으로 만들어진 소음기와 7.62X51mm NATO탄용으로 만들어진 소음기의 크기가 같을 수는 없겠죠. 소음기는 납과 같은 탄자 찌꺼기를 공기중에 퍼지지않게 해줍니다. 실내 사격장에서 유용하죠. 그러나 완전히 연소안한 발사약 찌꺼기등이 축적되어 소음기 자체가 파괴되는 경우가 생길 수 있습니다. 즉, 소음기는 자주 청소하거나 교환해줄 필요가 있다는 것이죠. 아울러 소음기를 사용하고 총에서 분리하지 않은 채로 그냥 두면 쉽게 부식될 수 있습니다. 부식성 물질을 포함한 가스가 소음기와 총강속에 남아있게 되니까요. MP5SD같이 소음기를 고정장착한 총기들을 쓸 때는 이런 사항을 충분히 고려해야 할겁니다. 소음기 자체의 기계적 강도도 생각할 문제입니다. 요즘의 총들은 연사성능이 우수합니다. 그만큼 열을 더욱 많이 발생하고 소음기도 이 열에서 무관하지 못합니다. 아니 소음기가 총신부분에 있는 것중 약실만큼 쉽게 열을 받고 가장 열을 느리게 배출하는 편입니다. 열을 많이 받을수록 그만큼 소음기의 기계적 강도는 떨어지고 싸구려 소음기의 경우 거의 1회용정도의 수명밖에는 안됩니다. 부적당한 것은 소음기 자체가 파괴될 수도 있고요. 제작업체들은 탄도에 영향은 안준다고 선전은 하지만 완전히 믿을 수 있어야 합니다. 만약 잘못만들어진다면 그만큼 탄도에 영향을 줄 수 있습니다. 무엇보다 소음기 장착과 사격의 문제는 조준잡는 요령이 달라진다는 것일 겁니다. 더 길고 무거워진 총구는 익숙해지지 않으면 총의 조준을 방해할 수 있습니다. 가장 흔한 실수는 늘어난 무게로 인해 조준점을 약간 낮게 잡고 결과적으로 하탄이 난다는 것이죠. 또 소음기의 무게균형이 나쁘면 그 균형이 나쁜만큼 조준은 흐트러집니다. 여기까지는 가스가 만드는 소음이었습니다. 그럼 탄자가 내는 소음으로 넘어가죠. 탄자가 빠른 속도로 비행하면 그만큼 충격파를 만듭니다. 특히 음속(대기밀도등에 따라 달라지지만 대략 310 ~ 350 m/sec) 비행을 하는 탄자들은 충격파(shock-wave)를 만 들어내죠. 다음 사진은 7.62X51mm NATO탄의 비행중 모습입니다. (이런 사진을 그 찍는 기법때문에 shadowgraph라 부릅니다. 사진 건판을 두고 여기에 탄자가 지나갈 때쯤 순간적인 섬광을 비추고 이때 건판에 생긴 그림자를 찍은 것이죠.) 속도는 850m/sec가량. 이것은 9X19mm Parabellum탄이 음속정도의 속도(320m/sec)로 비행하는 것. 아래는 32 ACP탄이 음속보다 느린 속도로 비행중인 것. 탄자가 지나가며 발생하는 공기의 진동 역시 사람의 고막을 뒤흔듭니다. 이른바 초음속 비행하는 비행기가 만들어내는 Sonic-boom(음속폭음)과 같은거죠. 탄자의 비행음은 탄자의 형상, 중량, 당시의 대기상황등에 따라 달라집니다. 대기밀도가 높고 저항이 크게 발생하며 무겁고 큰 탄자가 더욱 빠른 속도로 비행할수록 큰 소리가 들립니다. 사람들에 따라 다르지만 탄자의 비행중 발생한 파는 소총탄 정도라면 마치 귓가에 양동이를 대고 두들기는 소리처 럼 요란하다고 하더군요. 30구경대의 소총탄이 50cm정도거리를 두고 옆으로 스쳐지나갈 경우 100dB이상입니다. 이런 소리는 속어적으로 'crack'이라고도 합니다. 크랙은 '딱'내지는 '우지직'하는 의성어를 의미하고 cracker면 이런 소리가 나는 물건을 말하죠. 군에서 훈련용으로 쓰는 폭음탄(?)도 크랙커고 얇고 바삭바삭하게 만든 비스킷종류도 씹으면 소리를 내며 부숴지 니 크랙커. 여튼 이 크랙은 가스가 만드는 총성보다 더 빠릅니다. 탄자가 먼저 음속이상으로 발사되어 나올 때 크랙이 발생하고 그 다음에 가스가 총구로 나오며 소리를 만든다면 당연히 크랙이 먼저 소음으로 나타나는 겁니다. 이게 드문 현상이면 괜찮지만 생각보다 흔합니다. 많은 탄약들이 초음속으로 탄자를 발사하고 탄자속도가 빠를수록 그만큼 큰 에너지를 얻을 수 있습니다. 속도가 빠르면 그만큼 잇점으로 작용하니 탄자의 속도를 증가시키는건 좋은데 그러면 크랙 역시 커지거든요. 그래서 소음총용으로 등장한 것이 아음속탄(sub-sonic ammunition)입니다. 탄자를 일부러 음속보다 느리게 비행시키는 것이죠. 여기서 탄자를 느리게 비행시키면되니 탄자를 추진시킬 힘을 빼주면 된다고 생각할 수 있습니다. 즉, 가장 손쉬운 방법은 발사약을 덜어내버리는 것이죠. 그러나 이런 쉬운 생각은 금물입니다. 발사약의 연소속도는 탄피내의 공간과 입자간의 간격에 영향을 받습니다. 함부로 발사약 덜어내면 잘못하다간 큰일냅니다. 오히려 발사약 연소속도가 빨라지고 덕분에 급격한 압력변화로 총에 무리를 줄 수 있습니다. 함부로 탄약의 발사약 양을 손대는 것은 그게 더 추가하는 것이든 더 덜어내는 것이든 위험합니다. 그럼 실재적인 방법은? 적당한 부피와 총신길이에 대해 적당하게 연소되는 발사약을 다시 고르는 겁니다. 흔히 아음속탄용 발사약은 일반적인 발사약보다 낮은 압력을 만들며 또한 부가적으로 낮은 온도에 적은 섬광을 만 드는 것이 사용됩니다. 덕분에 아음속탄을 쓰면 상대적으로 저섬광, 저온으로 발사할 수 있습니다. 물론 발생하는 가스양도 감소하죠. 즉, 소음기를 장착한 총기에서 그만큼 유리하다는 겁니다. 훨씬 작은 가스가 나오니 소음기도 작아지고 같은 크기의 소음기를 쓴다면 소음은 더욱 작아지죠. 열도 작게 나고 섬광도 적게 나오고. 그러나 그만큼 탄자에 전달될 에너지는 낮아져 살상과 파괴의 위력이 낮아지게 되며 자동총기에서는 작동에 필요 한 힘을 내기 어렵게 됩니다. 특히 위력의 문제로 아음속탄을 사용할 경우 사거리는 짧아집니다. 그리고 살상과 파괴능력이 떨어질 수 있죠. 특별히 만든 아음속탄이 아닌데도 아음속탄처럼 작용하는 탄약들도 존재합니다. 가장 좋은 예는 무겁고 큰 탄자를 느리게 비행시키며 강력한 45 ACP탄을 들 수 있습니다. 속도를 증가시킨 경우가 아니라면 45 ACP는 아음속 비행을 합니다. 강력한 소음총용 탄약을 찾는다면 최선의 선택이 될 수 있습니다. 32 ACP와 같은 저위력 탄약들도 아음속 비행을 하며 이런 탄약들은 특별한 아음속탄을 만들지 않아도 될 정도죠. 다만 이런 저위력 탄약들은 그 위력이 낮다는 결점이 있지만 만약 사격실력이 좋은 사람이 소음기를 달아도 여전 히 작고 가벼운 소형총기로 무장하고 누군가의 등뒤를 노린다면 이는 치명적인 겁니다. 흔히 영화의 영향인지 소음총하면 보통 권총에 소음기만 달면 된다고 생각합니다. 그러나 현실세계에서 9mm Para탄을 쓰는 일반적인 권총에 적당한 소음기는 약간 아주 약간 과장해서 팔뚝만해집니 다. 길이 20cm에 지름 60mm짜리 소음기를 단 권총이 결코 작은 것은 아닐겁니다. 또한 탄자가 초음속 비행을 한다해도 덩치작고 가벼운 탄자를 발사하는 경우는 소음총에 적당한 선택이 될 수 있 습니다. 22 LR탄의 경우 흔히 작고 뭐만한 탄약이라 얕보는 경향이 크지만 소음기를 장착하고 사격실력이 좋은 사람에게 쥐어지면 무서운 암살용 무기로 돌변합니다. 작고 가벼운 총기에 그만큼 작고 가벼운 소음기를 달고 여기에 의외로 치명적인 탄약의 조합이 몇몇 특정한 목적 으로는 최선이 될수도 있으니까요. 44 매그넘을 휘두르는 더티 하리만이 모든 것은 아니란 겁니다. |
| 간혹 몇몇 만화같은 것을 보면 소음총용 탄약은 탄자부분이 녹색으로 칠해진다 어쩐다하는 소리를 합니다. 이는 1920년대부터 2차대전까지, 독일군용 9mm Para 아음속탄에 이런 도장을 했기 때문입니다. 그러나 이건 모든 아음속탄에 해당하는 것은 아닙니다. 간혹 녹색으로 도장된 아음속탄을 만드는 곳도 있지만 다른 표시를 하는 경우가 더 흔합니다. 그러니 이런 식의 고정관념을 가질 필요는 전혀없겠죠. |
| 마지막으로 총의 기계적 작동음. 총의 작동음도 작다고는 못합니다. 노리쇠가 움직이거나 하는 소리는 꽤 크게 들리죠. 여기에 더해 흔히 아음속탄을 사용할 경우, 자동총기들이 작동하기에는 에너지가 부족해집니다. 결과적으로 자동총기들의 작동이 시원찮아집니다. 그러니 아예 단발총이나 수동식으로 만들어버리는 경우가 생깁니다. 어차피 작동이 잘안될거니 아예 단발로 바꿔서 소음감소를 극대화시키자는거죠. 아래의 파이프가 조용한 암살자로 활약한 영국제 윌로드 단발 소음총이라면 믿기 힘들지도 모릅니다. 자동총중에서도 소음총용으로 특별히 만든 것은 아음속탄을 사용할 때 노리쇠나 슬라이드같은 작동부분을 고정해 버리는 장치가 추가되기도 합니다. 하여튼 이런저런 것을 다 동원해도 총의 소음은 확실히 줄이지는 못합니다. 많은 경우 100dB이하로 감소시키기 어렵습니다. 그나마 50dB정도라도 감소시켰으니 이걸로라도 만족해야죠. 무슨 이야기라면 조그만 소음기가 달렸음에도 불구하고 아주 조용한 영화속의 소음총은 '뻥'이라는 겁니다. 그리고 중요한 것은 소음기보다는 총의 소음이 크다는 사실입니다. 소음은 심리적으로나 신체상으로나 영향을 주게 됩니다. 사격장과 같은 총을 다루는 곳에서 귀마개와 같은 귀보호장비는 필수적이란 것이고 앞으로의 전장에서 귀를 다치 게 하며 심리적으로 나쁜 영향을 주는 소음을 걸러내고 완하시키는 방어도구가 나와야 한다는 겁니다. |
출처 : 가스총 가진 사람들의 모임 | 글쓴이 : 통닭 |
댓글 : 2 개
- L.S RyuJin
- 2016/09/24 PM 12:55
훈련병 시절 군사격장서 일동 초긴장. 게임과 영화랑 달리 총이란 것이 얼마나 무서운 것임을 한 번 쏘면 알게 됨. 그리고 수류탄 투척장에서 느낀 공포는 정말...
- FowardMarch
- 2016/09/24 PM 01:26
총알 화약량 줄인다고 해서 총에 무리가 가지는 않습니다. 단지 필요 이상으로 줄이면 화약을 연소시키는 과정에서 총기의 작동에 필요한 충분한 개스를 못얻기 때문에 총기가 오작동을 일으킬수 있다는것 정도겠네요. 아.. 물론 총알의 운동에너지도 줄어들기 때문에 유효 사거리와 관통력도 같이 줄어 드는건 덤.
그래서 군대에서 쓰는 소총급에 다는 소음기는 총소리보다는 소염의 목적이 더 큽니다.
그리고 80db이었던가? 아니.. 70db(80db 가까운..) 언저리의 소음이라도 장시간 노출되면 영구적인 청력 손실이 오기 때문에 사격하는거 아니라도 평상시 소음이 많은 곳에서 일하면 귀마개는 필수, 총소리는 100db 이상이니 귀마개 안하면 잠깐 노출되도 영구청력 손실이 오니 절대조심.
그래서 군대에서 쓰는 소총급에 다는 소음기는 총소리보다는 소염의 목적이 더 큽니다.
그리고 80db이었던가? 아니.. 70db(80db 가까운..) 언저리의 소음이라도 장시간 노출되면 영구적인 청력 손실이 오기 때문에 사격하는거 아니라도 평상시 소음이 많은 곳에서 일하면 귀마개는 필수, 총소리는 100db 이상이니 귀마개 안하면 잠깐 노출되도 영구청력 손실이 오니 절대조심.