신개념 첨단 무기 ‘레일건’…미래 전장 모습 바꿀 미래 유망 국방기술

최근 미해군이 음속보다 7배나 빠른 탄환을 발사하는 레일건을 개발 완료했다는 외신보도가 눈길을 끌고 있다.

미 해군은 총알보다 빠른 신무기 레일건(Rail Gun) 개발에 성공, 2016년부터 함정에 장착해 운용한다고 보도했다. 레일건은 화약이 아닌 전자력을 이용해 탄환(발사체)을 음속보다 7배 빠르게 발사할 수 있는 미래형 첨단무기로, 미군이 지난 10년간 2억4천만 달러를 투입해 최근 개발에 성공했다. 레일건 개발에 큰 기여를 한 해군연구소의 매튜 클런더 소장은 최근 “레일건은 공상과학이 아니라 현실이 됐다”며 “앞으로는 적이 미국을 공격할 경우 재고할 수밖에 없을 것”이라고 말했다.

화약을 쓰지 않고 순수한 전기의 힘만으로 탄환을 날려 보내, 전기포(Electric Gun)라고도 불리는 레일건은 전류를 흘리는 전선을 따라 발사체(탄환)가 가속되어 날아가는 모습이 마치 열차가 레일을 달려 가속되는 것과 비슷하기 때문에 붙은 이름이다. 엄밀하게는 입자 가속총(Particle accelerator gun) 또는 전자장 가속 발사기(Electromagnetic Pulse Accelerator Launcher)라고 부르는 게 더욱 적합하다는 전문가들의 설명이다.

미래창조과학부 산하 전기전문 출연연구기관인 한국전기연구원(원장 김호용, 이하 KERI)은 지난 2012년 호국의 달 6월을 맞아 미래유망국방기술을 발표한 바 있다. 이때 선정한 ‘미래 전장을 바꿀 5대 핵심전기기술’에도 레일건이 선정된 바 있다.

레일건은 강력한 전기의 힘으로 기존의 미사일 방호체계를 무시할 만큼 빠른 음속의 7배 빠른 속도로 대기권을 통과한 다음 우주궤도에서 적진의 목표물을 향해 자유 낙하하여 정밀하게 타격하는 첨단 전기기술 활용 무기다.

레일건 발사 시에는 총탄이 음속을 넘어가면서 제트기가 날아갈 때와 같은 강력한 충격파가 발생하기 때문에 발사시의 실제 소리는 더 크지만 총탄이 소리보다 빨리 도달하기 때문에 표적 당사자들은 레일건의 소리를 들을 수 없다. 또한 레일건은 화약을 쓰지 않기 때문에 한밤 중에 발사해도 아무런 흔적을 남기지 않아 적군들은 레일건의 발사와 도달을 예측하거나 관측하기가 어렵게 된다.

뿐만 아니라 레일건은 장약을 사용하지 않기 때문에 탄두 자체가 총탄의 역할을 하게 된다. 이런 소형화로 인해 작은 탄알집에도 많은 수의 탄환을 갖출 수 있다.

하지만 레일건에도 단점은 있다. 레일건의 발사시 탄환이 발사되는 레일에서 서로 반대 방향이 자장이 발생하며 이는 두 개의 레일이 서로 바깥쪽으로 향하는 강한 반발을 일으킨다. (마치 자석의 같은 극끼리 밀어내듯) 약한 자장이라면 큰 문제가 없겠지만 레일건에서는 매우 강력한 자장이 발생하여 총신에 큰 충격을 발생시키고 때로는 총신을 파괴할 수도 있다. 또한 전기를 흘리게 되면 초전도체가 아닌 한 필연적으로 저항에 의한 열이 발생되게 된다. 특히 전류가 높을수록 열에너지 손실도 커진다. 이는 총신 자체를 가열시키는 문제점을 발생시켜 연사에 어려움이 있어 연사를 위해서는 필연적으로 냉각 시스템을 갖춰야 한다.

가장 큰 단점은 레일건의 탄환과 레일은 전기가 흐를 수 있도록 또 탄환보다 전류가 앞서 나가지 못하도록 단단히 밀착되어야 하므로 고속의 탄환 발사시 마모가 되기 쉽다. 마모가 되풀이 되면 총신을 자주 교환해 줘야 하는 문제점이 있어 레일건의 실용화에 가장 큰 기술적 문제점으로 남아 있다.

하지만 이런 단점을 무시하고도 레일건의 파괴력이나 효용가치는 높은 것으로 판단되고 있다. 특히 적진의 목표물을 정밀 타격하는 것 이외에도 궤도상 탄도미사일의 요격에도 활용할 수 있기 때문에 탄도 미사일 방위(BMO) 시스템으로도 활용할 수 있는 미래형 첨단 무기이다. 이토록 강력한 위력을 가지는 레일건의 자기력 추진기술을 활용하면 위성과 무인항공기, 우주선 발사 등에도 기술이 응용될 수 있어 국제협정에 의해 제한된 미사일이 아닌 일반 포의 개념에서 우리나라의 미사일 방호체계 구축 및 원거리에 있는 표적 정밀타격에도 활용할 수도 있을뿐더러 우주/항공분야에서도 큰 역할을 할 수 있다.

한편, KERI가 2012년 발표한 ‘미래 전장을 바꿀 첨단 전기기술’에는 △미래공격 무기용 전자기장 기술인 레일건/코일건 △비살상 무기용 전자기파 기술로 EMP, 비살상 통증무기 △미래함정용 초전도기술로 초전도 추진함 △전투로봇용 전동력기술로 전투로봇, 파워슈트 △에너지 보급용 전력전송 및 전지기술로 연료전지, 극한전지, 무선전력전송 등 총 10개의 첨단전기기술이 선정된 바 있다.