APFSDS

날개안정분리철갑탄은 대전차 포탄의 한 종류로,기갑 전력에 대한 대전차 수단 중 하나이다. 송탄통 분리형 날개 안정 철갑탄, 혹은 세이보(Sabot)[3]식 날개안정 철갑탄. APFSDS[4]라고 부르기도 하며, 영국처럼 APDS[5]를 사용하는 나라에서는 탄종 구별을 위해 철자의 배열을 바꾸어 APDSFS라고도 한다. 한국군에서는 약칭 날탄이라고 부른다.

관통력은 일반적으로 면적당 운동 에너지에 비례하며(접촉면이 좁을수록 관통력이 크며)[6], 운동 에너지는 질량에 비례하고 속도의 제곱에 비례한다. 이에 따라 탄자의 지름을 줄이고 길이를 늘려 관통력을 높인다는 개념으로 만들어졌다. 길이에 비해 극히 지름이 작은 탄을 발사하면서도 추진 장약의 폭발력을 온전히 받기 위해, 탄두는 관통자와 이탈피로 구성된다. 발사 시 이탈피는 관통자와 결합된 채로 장약의 폭발 압력을 받아 관통자를 밀어주는 역할을 하며 약 100미터 거리 전후에서 분리된다. 관통자 자체에 폭발을 일으키는 물질은 없으나 관통 과정에서 관통자 자체 및 관통된 장갑판의 내벽이 분쇄되어 고속의 파편을 비산시키므로 전차 내부의 인명을 살상하고 장비를 파괴하며, 유압계통이나 탄약에 화재를 일으킬 수 있다.

관통자가 가늘고 긴 형상을 한 탓에 기존의 짧고 뭉툭한 탄과는 달리 회전 관성에 의한 탄도 안정 효율이 떨어진다. 그래서 화살처럼 관통자 뒤쪽 끝에 날개를 달아서 탄도를 안정시키고, 탄에 회전을 가하지 않는 활강포에서 주로 발사한다. 강선포에서 발사하면 탄자 대신 회전하는 슬립 링을 송탄통 주변에 둘러 탄자의 회전을 막는다.

관통자 형상이 짧고 뭉툭하면(일반 탄) 회전관성에 의해 탄도를 유지하는 편이 유리하다. 뾰족한 앞쪽에 비해 편평한 뒤쪽이 무게가 무거워 무게 중심은 뒤쪽에 위치하게 된다. 반면 공기 저항에 따른 압력을 받는 압력중심은 주로 공기저항이 집중되는 탄 앞쪽에 위치하게 되기 때문이다. 하지만 관통자가 길어지면(날탄) 앞부분과 뒷부분의 무게 차이가 크지 않으므로 무게 중심은 관통자의 중앙에 가까워진다. 압력 중심 역시 공기 저항이 앞쪽보다는 탄 전체에 고루 영향을 미치므로 탄 중심 방향으로 이동한다. 이때는 상호간의 거리가 가까워 지므로 회전 관성에 의한 탄도 안정보다는 관통자 뒤쪽에 날개를 달아 압력중심의 위치를 조정함으로써 탄도를 안정시키는 편이 더 유리하다. 일반적으로 세장 비(관통자의 지름과 길이의 비)가 1:4를 넘어서면 회전 관성에 의한 탄도안정 효과가 급격히 떨어지기 시작한다. 1:7을 넘어서면 관통자 뒤쪽에 날개를 달아 탄도를 안정시키는 편이 더 유리하다. 세계 최초의 전차용 활강포인 U-5TS 에 사용된 3VBM 계얼 APFSDS는 세장 비가 1:10 이었다. 그러나 세장 비는 점점 늘어나서 현재 서방의 3세대 주력전차에 사용되는 APFSDS 탄의 세장 비는 1:30 정도(!) 이다.[7]

날탄을 강선포에서 발사하려면 강선의 회전력을 상쇄시켜 주는 링(슬립 링, slip obturator)을 사용해야 한다. K-1용 M68A1 강선포에서 발사되는 날탄이 이런 형태다. 만약 날탄을 별도의 조치를 취하지 않은채 강선포로 발사될 경우 후방 날개에 의해 대기 마찰이 발생해 감속하게 된다. 또한 여전히 회전 모먼트를 보유한 날탄 전방부에 대하여 큰 뒤틀림 응력을 가하게 된다.

한편 날개가 측풍(옆바람)을 받으므로 기존 포탄에 비해 측풍 민감도가 높으므로 대부분의 최신 전차는 측풍 감지기를 설치한다. 그러나 예외도 있어서, 레오파르트2 전차는 개발 초기에는 측풍 감지기를 장착했으나 2A1 이후의 모델에서는 제거했다.[8] 소련의 침공 시 주 전장이 될 독일 전장의 전차전은 대부분 1~2km 이내의 거리에서 이루어질 가능성이 높아 측풍이 유의미한 변수가 되지 못한다고 판단되어 탄도 계산기의 성능이 현재보다 뒤떨어지던 시절 킬 타임을 조금이라도 줄이기 위해 나온 방책이다. 다만 탄도 계산기에 측풍 변수가 사라진 것은 아니라서 수동으로 입력 가능하다.

기원은 중세 시대에 이른다. 중세시대의 야금 기술은 상당히 낮아서 대포의 구경이 일정하지 않았다. 따라서 탄환은 크기가 작아서 가스가 새 화력이 약해지는 결과가 생겼다. 중세시대 포병들은 탄환 뒤쪽에 대포의 구경과 일치하는 원형의 나무판을 끈 등으로 묶어 해결했다. 이렇게 하면 가스가 새지 않고 압력이 탄환에 그대로 전해서 더 높은 관통력을 가지게 된다. 마찬가지로 구경은 그대로 두고 탄환의 구경을 줄여 관통력을 높인 것이다. 이 나무판을 프랑스어로 사보(Sabot)라고 했으며, 현대 포탄에서 부르는 장탄 통의 원형[9]이다. 맨 위 움짤에서 세 조각으로 갈라저 떨어지는 놈이 날탄의 장탄통, 즉 현대의 사보이다. 중세 유럽뿐만 아니라 한국 등지에서도 '격목'(탄자판 이라는이름으로도불린다.)이란 이름으로 화포에 이런 판을 넣어 사용했다.(장약/격목/포탄) 참고로 날탄 쏠 때 전차 전면 150m 이내에서는 얼쩡거리지 말자. 발사 폭풍은 둘째 치더라도 이거 맞아 요단강 익스프레스 탈 수 있다.

완전히 같진 않지만 이 시기 조선에서는 대장군전이라는 현대의 날탄과 매우 흡사한 개념의 병기를 이용하였다.-대함 로켓인가-

원리는 분리철갑탄의 발전형이다. 21세기인 현재 가장 강력한 날탄을 보유한 국가가 미국, 독일이라서 이들이 개발한 물건으로 보일 수도 있다. 실은 소련이 최초로 실용화한 국가이다. 자국 APDS의 낮은 명중률을 보완하려 T-62 전차 주포인 115 mm U-5TS 활강포용으로 1961년에 최초로 배치했다.

서방에서는 1950년대 미국이 T95 전차에서 사용하기 위한 90mm 날탄을 개발하였다. 그러나 서방 전차의 주포인 영국제 105mm L7계열 강선포로 발사하는 APDS가 이에 대응할만큼 위력이 충분하다고 간주되었기 때문에 개발이 늦어졌다. 또한 익안정탄은 원래 활강포에 특화되었기에 강선포용은 개발이 상대적으로 어렵다지만 서방세계 최초의 익안정탄은 강선포용으로 나왔다. 익안정탄의 필요성이 제기되기도 전에 슬립 링 기술은 탄에 회전이 걸리면 위력이 급감하는 대전차고폭탄 때문에 이미 확보되어 있었다. 그래서 필요성이 대두되자 급격하게 개발이 진행돼서 1970년대 중반 이후부터 본격적으로 실용화가 시작되었다.

같은 날탄이라도 소련이나 그 기술을 받은 중국에서 생산한 날탄은 케로젤/코르지나 자동장전장치의 특성상 분리형 탄두를 사용하며 탄 제조 기술도 모자란 관계로 구경이 더 큼에도 서방제만큼의 관통력이 나오지 않는다.[10] 다만 T-14부터는 일체형 탄을 사용할 수 있게 자동장전장치가 개량되었다고 한다.

한국의 날개 안정분리철갑탄 기술이 급속하게 발전하는 건 엄청난 수요 때문이라고 하는 사람도 있다. 정확히는 미군 등은 축소된 관통자가 있는 연습탄으로 훈련을 하는데 비해서 한국군은 그냥 실전용 날탄으로 훈련하는 통에 수요가 많아서라는 듯하다.

미군이 1989년 배치한 105mm 날탄인 M-900

제조에는 강철, 텅스텐 합금, 열화우라늄 등 비중이 큰 금속을 사용한다. 발사에 큰 에너지가 필요하므로 전차포 혹은 이에 준하는 장비(2A45 등과 같은 장포신 대전차포)가 있어야만 한다.

미군은 주로 열화우라늄탄을 사용한다. 열화우라늄탄은 고온의 마찰이 일어나면(즉 탄자가 관통중일 때) '자기첨예화'라는 작용이 일어난다. 탄자의 겉면은 마찰로 크게 가열되지만 우라늄의 열전도도가 매우 낮기에 마찰하는 겉면만 열팽창하고 안쪽은 원래 부피와 경도를 유지하고 있다. 이 때문에 겉면이 양파 껍질처럼 벗겨져 나가고 본래 안쪽이던 부분이 겉으로 노출되어 계속 본래 형태와 경도를 유지하며 장갑을 뚫고 나가는 것. 이 자기첨예화 작용으로 인해 마찰로 탄두가 뭉툭해지는 현상(Mushrooming)을 줄일 수 있어 관통력이 더 향상되는 것이다. 덤으로 텅스텐보다 싸서 예산 절감 효과가 있는데다 텅스텐보다 비중이 커서 동 부피일 때 탄자가 더 무거워져서 관통력 확보에 유리하다. 이런 이유로 인해 미국의 자국군용 APFSDS탄은 전부 열화 우라늄탄이며, 러시아, 영국, 이스라엘, 중국 등의 국가에서도 보유 탄약 중 일부만큼을 생산 또는 비축하고 있다.

단 높은 생산성과 저가격은 오직 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 중국 등 공인 핵보유국들만 실현할 수 있다. 많은 양의 열화우라늄을 축적, 제련 및 생산을 할 수 있는 기반이 있는 국가만이 텅스텐보다 싸게 생산할 수 있기 때문이다. 그 외의 국가에서 시도하긴 어렵다. 미국이 텅스텐 관통자를 만들 기술력은 있다. 다만 텅스텐으로 열화우라늄과 비슷한 성능을 내려면 가격이 훨씬 비싸진다.[11] 또한 미국은 에이브람스의 개량 계획 중 하나에 액체합금 APFSDS(!)를 염두에 두고 있다고 한다. 교범이나 보급, 재교육 등의 문제들이 얽힌 듯. 기존 탄들은 열화우라늄-티타늄합금계인데 비해 텅스텐탄들은 텅스텐-몰리브덴 계열이다. 실제 텅스텐 탄계의 최고봉인 독일의 DM-53/63계열의 관통 매커니즘과 M829A2/3계열의 관통 매커니즘은 전혀 다르다.

산화우라늄의 분진이 중금속 중독을 일으킨다는 설이 있다. 열화우라늄 자체는 방사성 반응이 거의 없지만, 포탄이 목표에 명중하면서 발생하는 산화우라늄이 문제다. 방사능은 제쳐 놓더라도, 우라늄은 엄연한 중금속이다.[12] 산화 우라늄 분진으로 인한 걸프 증후군이라는 증세가 있으며, 걸프전 후 이라크 남부의 기형아 출산이 늘었다고 한다. 그러나 이 증상이 공식적으로 인정되진 않았다. 상세한 내용은 열화우라늄 문서 참조.

대한민국 국군을 비롯한 몇몇 국가들은 주로 텅스텐 탄자를 사용한다. APFSDS의 전체적인 기술력은 독일이 우월하며, 한국 또한 독일에 버금가는 높은 기술력을 지니고 있다. 물론 텅스텐 관통자 기술만은 한국이 최강으로 국내 탄자 생산, 개발업체인 풍산의 최신 다단열처리 기술 및 미세조직 제어기술로 마치 열화우라늄탄처럼 자기첨예화가 일어나게 하여 열화우라늄탄에 버금가는 수준의 관통력을 가진 관통자를 만들어냈다. 공밀레 공밀레 실제로 여기에 들어가보면 철갑탄용 텅스텐 중합금 관통자(1) ~ 철갑탄용 텅스텐 중합금 관통자(15)까지의 국방일보 기사가 링크로 연결이 되어있는데 이 기사들이 텅스텐 머쉬루밍 현상을 해결하기 위해 개발한 에피소드들로 이 영향으로 최신 다단열처리 기술과 미세조직 제어기술 등의 신기술이 등장했다.

하지만 그만큼 가격은 열화 우라늄 관통자보다 대체로 비싸다. 우라늄 농축이나 핵물질 재처리를 시행하는 국가란 전제 하에 핵분열 물질로는 쓸모가 없는 열화 우라늄은 핵연료를 생산하면서 부산물로 왕창 쌓이기 때문. 다만 열화 우라늄의 여러 정치적/환경 문제 탓에 훈련 중 실사격이 제한되고 운용 국가도 사실상 안보리 상임 이사국으로 한정되므로 규모의 경제를 실현하기엔 텅스텐이 훨씬 유리하다.[13] 아군에게 위험이 갈지도 모르고 자국에서 연습용으로 위험한 탄을 쓸 수는 없으니 텅스텐을 쓰는 편이 더좋긴하다.

주로 전차포의 포탄에서 볼 수 있으며, 그 중에서도 대전차 포탄으로 가장 많이 사용된다. 그 이유는 관통력에 치중한 나머지 건물이나 함선같이 내부 공간이 넓은 물체를 사격하면 작은 구멍만 두 개 뚫리고 타격이 없는 일이 흔하기 때문이다. 게다가 폭발하지 않으므로 보병용으로 쓰기도 어렵다. 따라서 전차처럼 좁은 공간에 승무원과 탄약과 장비가 꽉 찬 물건에만 유용하게 사용[14]할 수 있다. 물론 내부에 고폭장약을 충전해서 착탄-관통 후 내부에서 폭발하는 철갑유탄도 있지만 날탄은 기본적으로 '대전차'용 인 만큼 대인용으로 사용되지 않는다.

또한 비기갑 표적을 잡을 때도 날탄을 쓰지 않는다. 고폭탄 사격만으로 장갑 없는 차량은 물론이고 대부분의 장갑차마저 박살내기에 충분하기 때문. 단, 상황에 따라 표적 주변의 피해를 최소화할 필요가 있고 그 표적이 고정 표적이라면 쓸 수도 있다. 오직 관통만 하고 폭풍 및 파편 효과가 상대적으로 거의 없는 편이기 때문이다. 동축 기관총이나 전차장용 기관총이 망가진 게 아닌 한에야 어지간해선 그냥 표적 앞으로 기동해서 기관총을 쓰겠지만 말이다.

이렇게 범용성 떨어지는 날탄을 전차포탄으로 사용하는 이유는 명확하다. 전차가 상대해야 하는 목표의 최우선 순위에 적의 전차가 있기 때문이다. 날탄 외의 탄종으로는 효과적으로 적 전차를 상대할 수 없다. 고폭탄도 적 전차에 명중 시 무력화시키는 정도는 가능하겠지만 서로 한 방씩 주고받았다는 가정에서 고폭탄에 맞은 전차는 견인해서 수리가 가능하고 승무원도 생존할 수 있지만 날탄에 맞은 전차는 격파되어 승무원도 사망하고 전차도 못 쓰게 된다. 물론 전차가 보병을 상대하는 것도 대전차전 못지않게 중요하고 또 언제 어떤 적이 튀어나올지 모르기 때문에 보통 전차에 장전하는 첫 포탄은 고폭탄 혹은 다목적 고폭탄(대기갑 효율을 강화한 고폭탄)이 된다.

기관포는 관통용으로 분리철갑탄을 사용하고 철갑유탄 같은 복합탄을 혼용하여 목표에 피해를 늘리는 방식을 주로 사용했다. 하지만 미국이 1994년 25mm M242 부시마스터에서 쓸 용도로 M919 APFSDS를 배치했고,[15] 2000년대에는 기관포의 날탄 운용이 보편화되었다.

소총 같은 소화기에도 쓰이기는 하나 이런저런 문제가 있어 널리 쓰이기는 어렵다. 자세한 건 플레셰트 문서 참조.

풀 메탈 패닉! The Second Raid 1화 시가지 전투씬에서 아바레스트를 향해 날탄을 발사하는 전차가 나왔는데, 이때 날탄의 작동 매커니즘을 철저히 구현한 리얼리티에 많은 밀덕을 감동시켰다. 다만 그 직후 물리법칙을 씹어버리는 람다 드라이버에 가볍게 막히는 굴욕을 겪었다.

HEROMAN에선 외계인 잡졸들이 날탄을 씹는다. 포로를 확보하여 매우 고문해야 할 듯 근데 작중 에이브람스의 연사속도가 범상치 않다.

배틀필드 4에서도 MBT의 주무기 중 하나로 선택할 수있다. 스플래시 대미지가 감소하여 대인전에서 다소 불리해지지만, 대기갑 대미지는 철갑탄과 동일한 수치이다. 탄속이 빨라서 장거리에서 적 기갑을 맞추기가 용이하다. 특히 전투기의 경우 한 방, 헬기의 경우 빈사 상태로 만들 수 있어서, 공중 장비 유저들이 저공비행을 안하게 되는 주범 중 하나. 물론 지상에서 500미터 떨어져 있어도 맞출 사람은 맞춘다.

데이어스 엑스에서는 보병화기로써 날탄이 구현되었다. 산탄총에 장착가능한 12게이지 산탄 중 상위 탄종으로 12게이지 SABOT탄이 등장한다. MJ12 중보병같은 중장갑보병에게 효과가 있다는 듯하다.(?) 대신 중하급 적 상대로는 오히려 일반 산탄보다 효과가 떨어지는 듯.

크라이시스 시리즈에 등장하는 미합중국군의 제식화기인 돌격소총 MK.20 SCAR의 탄환이 4mm Sabot이라는 설정이 있다. 게임 안에서 특별한 연출은 없지만 기존에 존재하던 보편적인 소총탄을 뛰어넘는 탄속과 관통력을 갖췄다고. 극초음속이라고 한다. 하지만 더 강한 화기가 널린 세계관상 아무도 신경쓰지 않는다.(…)[16] 참고로 총탄에서의 Sabot은 APFSDS가 아닌 APDS에 가깝다. APFSDS에 가까운 것은 플레셰트. Sabot은 송탄통을 이용해 상대적으로 작은 탄두를 발사함으로서 이득을 보기 위한 방식의 한 종류일 뿐이다. 탄도안정은 여전히 강선에 의한 회전에 의존하며 탄두형상도 일반적인 탄두와 크게 다르지 않기 때문에 세장비도 짧다.

이터널시티2의 '대전차철갑탄' 탄창이 이 효과를 가진다. 9회 관통하다 클릭한 지점에서 폭발하는 대신 기본 공격력이 감소하는 '로켓런처 전용 기본 탄창'인데, 사실상 잉여 취급을 받는다.

워 썬더에서는 육군 일부 5랭크 중형전차부터 6~7랭크 중형전차의 주력 탄종으로 사용된다. 분리철갑탄(APDS)보다 훨씬 뛰어난 파편량과 살상력, 경사장갑 상쇄한 뛰어난 관통력을 보여주면서 너프먹고 퇴물이 된 날대탄(HEATFS)을 제치고 주력 탄종이 되었다.

아머드 워페어에서도 많은 차량이 이걸 기본탄으로 사용한다.

헤일로 시리즈의 SRS 99 저격 소총은 보병화기지만 이 탄환을 발사한다. 정확히는 14.5mm를 쓰는 대물 소총이지만 헤일로 세계관에선 보병들도 슈트와 방어막으로 어느정도 장갑화되어 있기에 효용성있게 쓰인다.

닌자 가이덴에서는 화살로 나오는데 일본판에서는 "철갑탄의 탄심"으로, 북미판에서는 "APFSDS"로 표기된다. 최강의 위력을 자랑하는 화살로 중간보스인 헬리콥터와 탱크를 빠르게 잡을 수 있는 결전병기. 이걸 얻은 후에는 일반 화살이나 폭탄 화살같은 건 더 이상 쓸 일이 없어진다.

서바이벌 호러 게임 GTFO 에서 런다운#003 패치로 추가된 전열화학-레일 하이브리드식 중화기이자 특수무기인 옴네코 LRG HEL 소총은 한 탄창에 날탄 4발이 들어가고 전열화학-레일 하이브리드 가속기로 이 날탄을 가속시켜 작중의 적이자 The Complex 지하 연구시설을 점거하고 있는 괴물들인 슬리퍼 들을 4마리 관통 가능한 위력을 갖춘 하이테크 무기이다.

Phantom Forces에서 .50 BMG 탄환을 사용하는 총기에 M903이란 날탄을 착용 가능하다. 안 그래도 높은 관통력이 2배가 되어 콘크리트 벽 두어개는 뚫는 수준이 되고 탄속도 증가하지만 밸런스 차원에서 대미지가 약간 감소한다.