원거리 무기 새총 BB탄총 다트 투창 컴파운드보우 공기총 소총 석궁 위력 및 원리

1. 들어가는 말

가끔 뉴스를 보면 터무니 없는 정보와 날조로 국민을 기망하는 기사가 보도되곤 한다.

에어소프트건 일명 비비탄총을 개조해 쇠구슬을 쏘아 맥주캔 관통, 차유리 금, 아파트 창문 깨짐 등

그리고 새총으로 지나가던 차량을 쏘아...위력 시험은 꼭 맥주병 깨는거 같은 자극적인 영상이 나온다.

이런 병맛 기사가 나오는 것은 물론 그런 취미를 해보지 않거나 깊게 생각해보지 않는 사람들이 많으니까 일단 자극적인 기사를 써서 팔아먹자는 지극히 현대의 빠른 소비 지향적 매스컴 관행에 기초한 것이라고 보지만 한편으로는 이런 생각도 든다.

그것은 국민들에게 허위의 경각심을 불러일으켜

그런 취미나 물건을 취급하는 사람을 잠재적인 범죄자 취급함으로써

무기를 가지지 못한 대다수의 사람들에게 안정감을 주도록 하는 것이다.

새총으로 맞으면 물론 아프다. bb탄총도 맞으면 아프다.

그런데 나는 이런 의문이 든다.

짱돌로 머리를 치는 것과 새총으로 머리를 맞추는 거 중에 뭐가 더 위력적일까?

부엌칼로 사람을 찌르는 것과 개조한 비비탄 총에 쇠구슬을 넣고 수십발 쏘는 거 중에 뭐가 더 위력적일까?

물건이 나쁜게 아니고 사람이 나쁜거다.

이 정도 위험성을 가지고 과장하고 정보를 조작하면서 물건을 규제하는 것이 맞는 것인가?

하지만 최근 고무줄 등 탄성을 이용한 발사체도 규제할 수 있도록 바뀐 총포법도 그렇고 우리나라 법이나 규제 방향은 사람보다는 물건에 많은 관심을 보이는 것 같다.

어찌되었건 내가 행정기관의 간부가 되어 법령안을 입안한다든가 국회의원이 되어 국회입법안 발의를 하지 못하면 이러한 잘못된 흐름을 바꿀 수는 없을 것이다.

그런 생각에 허무함도 안타까움도 있지만 이러한 원거리 무기류에 관심이 있고 과학적인 원리나 종류, 단순 흥미든 연구든 어떤 이유든 정보를 찾아보고자 하는 사람들에게 전문 자료에는 못미치지만 조금이나마 가이드가 되었으면 한다.

 

2. 원거리 무기 종류별 위력

위력의 기준을 어떻게 해야할지 모르겠다.

실질적인 상황에서 어떤 경우는 질량이 작더라도 먼 사거리가 필요할 수 있으며 어떤 경우는 관통력이, 속도가, 회전력이 필요한 경우도 있다.

약 15m거리에서 일반적인 옷을 입고 회피 기동을 할 수 있는 사람이 자기를 위협하는 상대를 인지한 상태로 서 있다고 가정하고 위험도 순위를 개인적으로 생각해봤다.

또한 물리적인 개념에서 운동에너지도 비교를 해보겠다.

 

가. 다트 또는 표창류

다트는 유래가 오래된 무기로 짧고 끝이 뾰족한 투척무기를 이른다.

근거리에서 투척하면 방어구를 착용하지 않은 상대에게는 꽤나 위협적이다.

어느 무기든 마찬가지지만 머리부위는 치명상이 된다.

다트는 스포츠화 되어 많은 사람들이 즐기고 있으며 스틸다트의 경기 규칙상 던지는 거리는 2m 37cm, 소프트다트는 2m 43cm라고 한다.

- 구조

위 사진에서 왼쪽에서 오른쪽으로 팁, 배럴, 샤프트, 플라이트로 나뉜다.

팁은 뾰족하게 박히는 부분, 배럴은 무게를 주기 위해, 샤프트는 균형을, 플라이트는 깃 부분으로 비행 안정성을 담당하고 있다.

 

나. 에어소프트건(전동 한정)

국내법의 규제로 법정 탄속을 가진 탄환은 그냥 입으로 불어 나가는 비비탄 수준의 에너지(0.2줄)이므로 위험이 없다 할 수 있지만 개조 에어소프트건의 경우 어느정도 쇠구슬을 발사할 정도의 위력이 나온다. 수박을 관통할 정도는 아니지만 깨트릴 정도의 위력은 되는 것 같다.

화약 사용을 전제로 만들어지지 않았기에 에어소프트건을 아무리 개조해도 화약총처럼 사람을 관통하거나 그런 위력은 나올 수 없다. 그렇게 만들 수 있다면 그건 개조가 아니라 개발이라고 해야 할 것이다.

어찌되었든 전동총의 무서운 점은 연사가 가능하다는 것이다. 맞으면 상당히 아프겠지만 상해 이상의 결과를 보긴 힘들 가능성이 크다.

나무위키 자료를 참고해보니 중국 대만제의 경우 0.2g 탄으로 400fps(feet per second), 시속 약 438km정도까지도 나오는 모양이다.

마루이 차세대전동건 신제품 MK46 MOD.0

- 구조

전동으로 실린더 속의 공기를 밀어주어 BB탄을 발사한다.

공기총 방식이기 때문에 에너지의 손실을 막기 위해 정밀 배럴이 요구된다.

그리고 에어소프트건에는 실총에는 없는 홉업 시스템을 볼 수 있는데 탄에 회전을 걸어 사거리를 늘려준다.(위력이나 에너지가 증가하는 것은 아님)

이는 마그누스 효과라고 하는 것으로 움직이는 구체의 회전에 의해 어떻게 움직임이 변하는지 원리를 설명해준다.

예를 들면 축구공이나 탁구공, 배구공 등이 회전에 의해 왜 그렇게 움직이는지 알 수 있다.

어떻게 보면 베르누이의 원리나 항공기 양력의 원리 등도 연결되는 부분이다.

 

다. 슬링샷 또는 새총

새총은 연사가 안되기 때문에 에어소프트건보다 세다고 할지 좀 애매하긴 하나 한발의 위력만 따지자면 새총이 압도적으로 위력적이다.

탄의 구경을 봐도 일반적인 에어소프트건은 6mm인데 반해 새총은 8mm가 일반적이다.

에어소프트건용 6미리 일반 비비탄의 무게는 0.2g, 강구의 무게는 6미리가 0.88g 8미리가 2.04g정도로 큰 차이가 나고 그 충격량도 당연히 차이가 크다.

물체의 운동에너지는 1/2*질량(m)*속도(v)의 제곱이다.

에어소프트건의 비비탄 일반적인 무게(무게는 질량과 다른 개념이지만 대략 가늠하기 위해서 사용하겠음) 0.2g이고 새총은 일반적으로 8미리 2g정도가 되므로 같은 속도라면 운동에너지가 열배 가까운 스펙이 되겠다.

새총의 속도는 사람마다 편차가 있겠지만 웹상에 떠도는 실험 데이터들을 추려보니 대략 시속 140~440사이인 것 같다. 모 동호회 자료로는 300~400km/h 정도가 평균으로 보인다.(출처: https://cafe.naver.com/didlro/19480)

중국산 새총

- 원리

김병만씨가 정글의 법칙에서 새총을 많이 애용하다보니 국민적으로 새총에 대한 관심이 많이 높아진 것 같다.

새총도 개량에 개량을 거듭하여 최근 제품들은 위 사진과 같이 스프링을 이용하는가 하면, 도르래 등을 이용하기도 하고 반자동 형식으로 에어코킹건처럼 장전 발사가 가능하게끔 나오기도 한다.

기본적인 것은 고무줄이나 스프링 등의 탄성을 이용해서 강구 등 탄환을 발사하는 것이다.

새총 자료를 살펴보니 기계적으로 매우 흥미러웠는데 손목 지지대와 조준기, 판스프링, 도르래의 원리 등 과학적인 방법들이 많이 시도되고 있는 모습을 볼 수 있었다.

하지만 최근 총포법 개정으로 인해 도르래나 스프링이 달린 것, 화살을 발사하는 것을 규제한다는 말도 있으므로 새총을 구입할 생각이라면 이러한 법 검토를 해보는 것을 추천한다.

 

라. 투석

투석은 가장 원초적이지만 효과적인 원거리 무기이다. 돌을 던지는 것인데 투석구 등을 이용해 사거리를 늘릴 경우 더욱 위협적인 무기가 된다. 맞으면 골절과 피멍 등 중대한 부상을 당할 위험이 높다.

원주속도=이동한거리(L)/시간(T)

- 원리

회전운동을 하는 물체의 원주속도는 같은 시간당 같은 회전을 한다고 가정할 때(rpm이 같을 때)직경이 커질수록 빨라진다. 이러한 원리는 투석이나 투창, 투석기에 그대로 적용되어 보조구는 사람의 팔 길이를 더 늘리는 효과를 내고 있는 것이다.

마. 투창

투창 역시 수렵문화 발달과 더불어 함께한 오래된 역사의 무기로 그 관통력은 사슴과 같은 큰 포유류를 잡는데 큰 도움이 되었다.

아틀라틀과 같은 투척 보조구를 쓰면 위력이 증가되는데 이러한 원리를 알아보는 것도 꽤 재밌다.

위 사진은 경기용 창의 모습인데 규칙인지는 모르겠지만 학년에 따라 창 무게를 달리 하여 팔고 있는 것을 확인할 수 있었다.

 

바. 국궁과 컴파운드보우, 크로스보우(석궁)

헌팅용 컴파운드보우의 경우 350fps(ATA기준, Archery Trade Association, 약 70파운드의 힘으로 350그레인의 무게 즉 약 22g의 화살을 쏠 때의 속도를 기준으로 삼는다) 이하의 속도가 대부분이다.

이는 시속으로 환산하면 약 384km/h 가 된다.

방금 내가 사용하는 화살의 무게를 재보니 정확히 21g(깃, 노크제외)이 나왔으나 내 힘으로는 연습시 50파운드 정도가 적당하다.

60파운드까지는 쏠 수 있을 것 같지만 꽤 무리가 와서 10발 이내의 사격만 가능할 것 같다.

70파운드를 당기려면 힘이 꽤 좋던가 숙련된 사수가 아니면 힘들것이다.

정리하자면 에어소프트건 비비탄은 0.2g, 새총 강구는 2g, 컴파운드 보우용 화살은 22g이었다.

조사한 바로는 세가지 무기의 속도가 시속 300~400km/h 정도로 비슷한 모습을 보였다.

앞서 서술한 바와 같이 운동에너지는 질량에 비례하므로 무게=질량이라고 가정하고나서 생각해보면 에어소프트건 운동에너지의 약 10배=새총, 새총의 약 11배는 컴파운드보우가 된다.

아래 사진에서 좌측은 국궁, 중간은 컴파운드보우, 우측은 석궁이다.

나는 컴파운드보우만 체험을 해봤고 국궁은 깊게 알지 못한다. 석궁의 경우는 외관상 멋있어 보이지만 집에 가지고 있을 수 없고 경찰서에 영치시켜야 하는 총포법 관리 대상 물건이다.

활 부류에 속하는 이 세가지 물건은 각각의 특성이 있는데 연사속도는 국궁이 가장 빠르고 석궁이 가장 느리다. 위력은 그 반대로 석궁이 가장 높다.

가격은 활과 악세서리 가격을 봤을 때 국궁의 경우 예외적인 경우가 아니면 수십만원대이지만 컴파운드보우의 경우 백만원을 넘어가는 것이 보통이라고 볼 수 있다. 석궁의 경우는 좋은 브랜드가 무엇인지 모르겠어서 가격을 모르겠지만 국궁만큼 싸진 않을 것이다.

따라서 세가지를 비교하자면 대규모 전쟁에서는 국궁이 유리하고 사냥에서는 석궁이 유리하다고 볼 수 있다.

- 원리

국궁의 경우 사수의 숙련도, 활의 성능이 매우 큰 비중을 차지한다.

활 자체에 보조기능을 담당할 악세사리가 없기 때문이다.

양궁의 경우 이런 저런 악세사리를 달아 보조 기능을 추가할 수 있다.

그것은 조준기, 스테빌라이저, 라이저, 스코프 등등이다.

도르래는 적은 힘으로 강궁을 당길 수 있게 해주는 기능 외에 그 형상을 정교하게 만듬으로써 렛오프(끝까지 활줄을 당겼을 때 조준시까지 그 상태를 버텨야 하는데 당길때 필요한 힘보다 적은 힘으로 버틸 수 있게 해준다) 기능까지 구현할 수 있다.

활의 기본적인 동력은 판스프링의 탄성과 같다고 볼 수 있다.

 

사. 엽총 또는 공기총

화약을 사용한 엽탄의 경우 주로 작은 알맹이의 납알을 한꺼번에 방출하는 산탄용 실탄을 쓰는데 유효사거리(거의 명중시킬 수 있는 거리)는 50미터 전후, 최대 도달거리는 560미터정도 된다고 한다.

공기총의 경우는 연지탄이라고 하는 납탄을 쓰는데 발사시 추진력을 최대로 얻기 위하여 탄의 뒷부분이 치마모양을 하고 있다. 이를 스커트라고 한다.

유효거리는 30미터 이내이며 최대 도달거리는 250미터 이내라고 한다.

위력의 경우는 직접 해본 분야가 아니라 수렵면허 강습시 들었던 내용과 책의 내용을 참고하자.

조류의 경우는 당연히 직격하면 한방.

멧돼지의 경우는 조금 애매한데 심장이 있는 킬링포인트 부분이 아닌 두개골쪽을 사격했을 시는 총탄이 두개골을 관통하기 어렵기 때문에 주의가 필요하다고 한다.

멧돼지의 경우 컴파운드보우로 사냥할 시에도 60파운드 이상의 상당한 강궁에 화살 무게도 무거운 것을 쓰며 반드시 옆구리 명중을 노린다고 한다.

잘못된 부위에 맞거나 위력이 없는 활로는 그냥 살짝 가죽에 꽂혀있는 상태밖에 안된다고.

어떤 경우든 멧돼지 사냥시는 발목을 잡고 도발해줄 사냥개가 필요하다.

멧돼지가 얼마나 위험한 동물인지 알 수 있다.

 

아. 군용 소총 등 군용 무기

엽총 이상으로 가게 되면 당연히 국내에선 소지 불가.

가끔 뉴스에서 총기 자작이나 개조 등으로 적발한 총을 보여주던데 군용만큼 제대로 만든 것은 보지 못했다.

아마 공개를 못하던가 만들지 못했던가 둘중 하나겠지.

총알 속도를 알아보니 M16A1의 경우 약 3,500km/h 라는 글을 보았다.

음속이 약1,224km/h 정도 되니 음속의 3배에 가까운 속도다.

5.56미리 총탄의 총중량은 12g. 탄두질량은 약 3.5g정도. (출처: https://namu.wiki/w/5.56%C3%9745mm%20NATO)

컴파운드보우와 비교하자면 발사체의 무게는 육분의 일, 속도는 약 10배이다. 운동에너지는 16배정도 차이가 나는 것 같다.

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정리하겠다. 투석이나 투창은 무게와 속도 자료를 얻기 힘들어 통계에서 제외한다. 무게는 질량과 같다고 가정하고 속도는 조사결과의 평균치 정도로 해서 대략적으로 계산하였다.

에어소프트건 운동에너지의 약 10배=새총, 새총의 약 11배는 컴파운드보우, 컴파운드보우의 약 16배는 군용소총(K2, M16A1)

새삼스레 화약총이 얼마나 대단한 것인지 깨달아버렸다.