무인 포탑 탱크는 세계에서 가장 최신 개념의 탱크 체계인데, 한국도 차후 개발될 K-3 탱크차체에는 무인포탑이 탑재될 것이라고 합니다. 

무인 포탑 탱크는 포탑의 윤곽을 줄이고 포탑 정면 샷의 면적이 줄여지게 되며 표면에 더 많은 장비를 설치할 수 있습니다. 

방어 미사일 발사기, 소형 능동 위상 배열 레이더 및 정찰, 공격목적의 UAV 발사장치와 유사한 다목적 발사기와 같은 포탑은 4세대 탱크의 표준 시스템입니다. 

포탑이 무인이기 때문에 원래 탄약수 공간은 더 많은 탄약을 실을 수 있는 구획으로 변경되어 탱크 탄약의 운반 용량을 늘릴 수 있습니다.

↓ 중국이 개발중인 4세대 무인포탑이 얹어진 신형 탱크차량 ZTZ-20 MBT 그림.

전투실은 탱크 차체에 위치한 무인 포탑과 자동 장치를 포함하며, 전투실은 장갑 칸막이에 의해 승무원실 및 동력실이 완전히 분리되어 있음을 알 수 있습니다.

기존 무인 포탑은 매우 컴팩트하여 장갑을 강화시키게 한다고 합니다.

또한 중국에서 새로 개발한(실제는 미국 기술을 절취한...-_-;) Graphene Sponge 복합장갑을 신형 무인포탑 전차에 사용한다면 Graphene Sponge 복합장갑의 방어력이 기존 탱크차량의 방어장갑 보다 10배 더 강력하다는 시험결과를 얻어냈기 때문입니다. 

현재 기본적인 탱크의 방어 소재인 강철에서 새로운 탱크 장갑 보호 소재인 Graphene Sponge 복합장갑으로 중국의 탱크는 전세계적으로 전례없는 방어력이 향상될 것으로 보고 있다는 것입니다.

↓ 복합장갑 소재인 Graphene Sponge를 생성시키는 과정

↓  중국 4세대 신형 무인포탑 탱크의 동력계 부분

 (내장형 동력 compartment에는 통합 하이브리드 전기 구동 파워팩과 메인 연료탱크가 장착되어 있음을 알 수 있습니다.)

또한 크기가 크고 효율이 높으며 약 10,000 발 정도를 발사가 가능할 정도로 긴 수명을 보였다고 합니다.  

또한 초당 3발의 빠른 연사 요구를 총족할 수 있었다고 합니다.   실전 적용 관점에서 시스템 통합 요구 사항은 충분히 충족될 수 있을 정도였다고 합니다. 

이러한 연구 결과대로라면 중국이 개발하는 4세대 신형 무인포탑 전차는 독일의 Krauss-Maffei社가 설계한 Leopard 2A7, 미국의 General Dynamics Corporation이 설계한 M1A2, 한국의 Hyundai-Rothem이 설계한 K2 Black Panther를 능가할 것이라고 분석하여 우려를 나타내고 있습니다. 

↓ 중국의 4세대 신형 무인포탑 ZTZ-20 MBT 탱크 포탑상부와 측면에 장착하게 될 방어장비와 대전차 공격무기 및 UAV 발사장치 

↓ 중국이 개발 중인 4세대 무인포탑 ZTZ-20 MBT 탱크의 각 구성장비와 위치

 

↓ 중국에 소재한 Chengdu Organic Chemistry Co., Ltd. 가 개발한 Magnetic Graphene Aerogel 

↓ Magnetic Graphene Aerogel의 특성을 이용하여 탱크나 장갑차 그리고 항공기와 같은 방탄 소재의 겉면에 볼트나 너트, 리벳이 없는 장착과 응착력을 높여 좀더 밀도 높은 장갑을 부착할 수 있어 피해를 최소화 하는데 응용할 수 있다고 합니다.(전자현미경으로 확대한 Magnetic Graphene Aerogel의 모습) 

◆. 중국은 ETC(전열화학포)의 전차포탑 탑재의 기술 한계를 극복할 수 있을까?

전열화학포의 기술은 기존 화약에너지에 기반한 화학 에너지의 기술을 덧붙여 포의 의력을 강화하는 ETC의 가장 중요한 발사 기술입니다. 

ETC 포는 기존 탱크에 비해 발사체의 포구 속도와 운동 에너지를 크게 증가시킬 수 있고, 탄두 발사체는 30% ~ 50%가 증가된 포의 사거리와 운동에너지에 기반한 포구 발사속도가 크게 향상되었다는 것이 지금까지의 연구 결과 실측치입니다. 

Coil Gun는 기존 탄약이 탱크 내에서 폭발 한다던지, 탄약차에 적재될 경우 탄약이 폭발할 확률을 줄일 수 있어 병력 피해를 최소화 하고 더 안정적인 추진체를 사용할 수 있는 잇점이 있습니다. 

중국은 4세대 전차의 화력 성능 향상에 대한 실질적인 요구와 전동포 기술의 발전에 따라 flame atomic absorption spectrometry를 연구하는 기관에서 125mm 전열화학포를 채택하게 되었고, 동시에 기술적인 위험을 줄이기 위해 Coil Gun은 액체 추진 포탄보다 상대적으로 기술적 향상을 이룬 자체 설치된 고정 발사기 추진제 포탄을 선택하여 연구 개발하였지만 어려운 기술적 난관이 있었다고 합니다. 

◆ 탱크포 탄약의 기본인 중국의 날개안정분리 철갑탄의 가공할 위력

↓ 2018년 8월에 공개된 10겹의 강판 배열을 관통한 중국의 철갑탄

고정된 강판기둥의 두께가 일반적인 강판보다 훨씬 두꺼운 10단의 강판의 구체적인 두께는 알 수 없었고, 공개된 이미지에서도 정확한 수치는 알 수 없었습니다. 

두께 뿐만 아니라 강판의 재질도 알려지지 않았습니다. 

발사된 철갑탄에 탄착된 탱크의 장갑 재질은 장갑 관통을 하는 발사체의 관통 깊이에 큰 영향을 미치고, 반응장갑의 재료 조합이 달라도 동일한 장갑 관총 발사체의 성능이 크게 달라질 수 있습니다. 또한 철갑탄이 발사된 거리도 장갑 관통 발사체의 최종 효과에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 

 

↓ 2018년 공개된 중국의 무기 수출 카달로그에서의 120mm APFSDS-T, PTZ89

2018년 공개된 중국군 무기 수출 카달로그의 제원표를 분석해 보면 105mm의 경우 BTA-2 105mm 날개안정분리 철갑탄은 2km 거리에서 550mm 균일장갑을 효과적으로 관통할 수 있었다고 하며, 러시아의 T-90 이나 미국의 M1A2에도 큰 문제 없이 관통시킬 수 있다는 분석이 나왔습니다. 

중국이 국내의 자국군에 보유중인 날개안정분리 철갑탄의 위력은 수출형보다는 훨씬 더 강력할 것으로 대체적으로 평가되고 있으며, 2km의 거리에서 650mm 균질장갑을 관통할 수 있다는 것이 중론입니다. 

↓ 탱크, 장갑차의 장갑을 관통하는 철갑탄 발사체의 관통원리는 원뿔형 금속 방패를 사용해여 방패가 용융되어 폭발할 때

액체로 된 고속의 금속 제트를 형성하여 관통하는 원리가 적용된 것입니다.

긴 막대 모양의 운동 에너지를 가진 장갑 관통 발사체는 종횡비가 너무 높기 때문에 더 큰 회전 각운동량을 부여하게 되면 내부 응력이 증가하여 접선 탄선 변형이 발생하게 됩니다. 

탄성률이 낮은 재료 만들어진 탱크 포탄의 경우 발사 후 착탄 전에 비행 중 분해될 수 있습니다. 

따라서 더 이상 비행 안정성을 유지하기 위해서 스핀에 의존할 수 없이 때문에 날개를 부착해야 하는 것입니다. 

따라서 APFSDS의 탄약은 회전하지 않거나 고속으로 회전하지 못하며 약간의 회전이 있는 정도는 괜찮습니다. 

↓ 포구 강선 내에서 회전하면서 벗어난 APFSDS의 분해 비행 모습

↓ 미군 M1A1/A2 에서 사용중인 APFSDS 탄약 M829, 2km 시리즈

↓ 2022년 10월 10일에 공개될 4세대 무인포탑형 탱크인 Next Generation Abrams Prototype

중국무기공업공사에서 중국의 4세대 주력탱크의 특징 7가지를 다음과 같이 정리하였습니다. 

①. 4세대 탱크의 주포 구경은 130mm, 발사체의 종류는 3~5개, 사정거리는 기존 2km에서 늘어난 5km로 증가시킬 것.

②. 2인승 layout

③. 광전자 장비는 주.야간 통합을 실현하고 야간 작전 능력은 주간과 같은 수준에 도달해야 하며, 적의 미사일 회피 능력을 확보하여 적의 시야에서 이탈하여 탱크의 보호 능력을 향상시킬 것.

④. 통합 전자 정보 시스템은 탱크 간 정보 공유, 플랫폼 통합 작업, 구성 요소 자동화 및 모니터링 상태 구비, 정보 장비 표준화, 탱크 설치 장비 자율성 운영 및 제어 가능성, 통합 명령 및 제어, 상황 공유, 통합 공격 및 방어 등의 기능이 포함. 낮은 탐지(stealth) 기능 달성할 것.

⑤. 다중 화기 관제 및 타격 화력 시스템 구비, 탱크 자체의 화력은 물론 탱크 분리 및 결합된 대대의 화력과 호환되도록 할 것.

⑥. 통합 고출력 밀도 추진 시스템(전기 기계 복합 드라이브)

⑦. 전면적 종합 보호 시스템 (능동 보호 시스템, stealth, 새로운 장갑, 연막 차폐, 2차 효과 보호 및 핵 방사능, 생화학 무기로부터의 보호등이 포함), observer network 통합