XK11 복합소총의 20mm 공중폭발탄 모듈
XK11의 상부에는 각각 2.2배율의 열영상, 광학조준경, 레이저거리측정기, 탄도컴퓨터로 구성된 사격통제모듈이 장착되어 있다.
이들 강력한 사격통제장치를 통해 목표에 대한 정밀한 거리, 좌표정보가 얻어지면, 본 정보는 곧바로 20mm AB(Air Burst : 공중폭발)을 능력을 운용하는 일명 HE(High Explosive)모듈에 제공된다.
HE모듈은 20mm HEAB탄에 3가지의 폭발모드 및 정확한 공중폭발(Air Buster)시점을 전송하는 자기감응식 <신관정보입력시스템>과 국내 최초의 군사용 채용사례인 460mm 길이의 티타늄 총신과 함께, 후방에 20mm탄을 공급하는 6연발짜리 투명 플라스틱 탄창으로 구성되어 있다.
◆ XK11의 다양한 사격모드시스템
XK11은 장착된 우수한 사격통제시스템을 이용, 다양한 전장상황에 맞추어 20mm HEAB탄을 가장 이상적인 상태로 운용할 수 있게끔 4가지 신관모드를 가지고 있다.
* 20mm HEAB탄의 <4가지 신관모드>
1. <공중폭발(AB)모드>
목표의 3-4m 높이에서 20mm HEAB탄을 공중 폭발시켜 확산된 파편으로 적을 공격하는 방법으로, 지면에서 탄이 폭발하는 것과 비교해 약 3배 이상의 피해면적을 자랑한다. 덕분에 20mm탄의 탄약중량은 현재 운용되는 40mm탄과 비교해 1/3정도에 불과하지만, 공중폭발능력을 이용해 40mm탄과 동등한 위력을 발휘한다고 평가되고 있다. 한국형 HEAB탄의 정확한 위력은 공개되지 않았지만, 살상에 이르는 가해반경은 직경 3-4m정도로 알려지며, 가해범위 안에 비교적 불균질한 파편공격을 가하는데, 파편의 에너지량은 유효사거리 내라면 현재 사용되고 있는 미군의 케블러 헬멧과 한국육군의 표준형 방탄복을 관통하는 수준으로 알려지고 있다.
2. <접촉폭발(PD)모드>
접촉하는 순간에 터지는 모드로, 적이 근접하여 사격통제장치를 운용할 수 없거나, 사격통제장치가 고장나도 이 모드만은 그대로 사용할 수 있다.
3. <충격지연(PDD)모드>
유리창이나 얇은 목제문과 같은 소프트한 방호물을 관통한 이후, 실내에서 탄을 공중 폭발시키는 모드이며, 특히나 시가전에서 유용한 모드라 하겠다.
4. <자폭(SD)모드>
오사되거나 고장난 탄이 2차 피해를 입히지 않도록 공중에서 폭발하는 모드이다. 모든 운용모드에서 자폭모드가 적용되어 잘못 발사된 탄이 지상에서 2차 피해를 입히지 않도록 되어있다. 이들 기능이외에도 XK11은 사격통제장비의 <목표추적모드>를 이용해 30km이하로 비교적 빨리 움직이는 보병집단, 트럭이나 혹은 전차 및 장갑차의 이동량을 추적하고, 미래를 위치를 향한 사격을 통해 노출된 보병들을 공격할 수 있다.
▲ XK11로 바라본 조준장면이다. 본 그래픽은 XK11의 사격 시뮬레이션을 위해 만들어진 것으로, 개발 초기부터 20mm HE모듈을 훈련하기 위한 시뮬레이션이 함께 개발되고 있다.
◆ 20mm 공중폭발탄의 우수한 탄도
20mm탄의 위력은 공중폭발능력(AB)을 이용해 기존의 40mm유탄과 동등한 파괴력을 자랑하는 수준이다.
그럼에도 굳이 40mm가 아닌 20mm 신형탄을 사용하는 것은, 20mm탄의 우수한 탄도특성 때문이다.
곡사형태로 발사되는 40mm탄의 통상적인 속도는 약 75m/s로, 탄도가 그리 정확하지 않아 참호의 좁은 사격용 구멍이나, 시가전시 만나는 작은 창문을 명중시키는 것은 거의 불가능하다.
더욱이 40mm탄은 유효사거리인 250m까지 도달하는데 약 4초 가량의 시간이 소요되어서, 시가전 상황에서 급히 사격하고 도망가는 적에 대해서는 유효하지 못하다.
이와 비교해 한국형 20mm HEAB탄은 500m이내의 유효사정거리내에서 약 3배정도 빠른 초속 200m/s의 속도를 이용해 직사에 가까운 매우 낮은 곡사형 탄도로 발사된다.
▲ 20mm HEAB 시제탄의 내부 구성도이다. 매우 작은 크기임에도 수많은 전자부품이 밀집되어 있어 실제 고폭탄의 적용부분이 매우 한정됨을 알 수 있다.
때문에 통상적인 시가전 및 근접교전이 벌어지는 200-300m이내라면 가로 및 세로폭이 30cm정도에 불과한 적의 유개참호의 좁은 사격창이나 건물의 창 사이를 명중시키는 것이 가능하고, 유효사거리인 500m이내라면 목표된 폭발지점에 90%이상의 확률로 폭발하게 된다.
특히나 미국의 경우, 점차로 보급이 확산되는 소대 및 중대용 소형 무인기에 대응, 20mm-25mm 공중폭발탄을 사용하는 소총체계를 이용해 무인기를 요격하는 방법도 연구하고 있는 등등, 20mm탄의 운용능력은 계속 확대될 전망으로 있다.
세 번째, 5.56mm KE모듈의 운용과 분석
20mm HEAB를 주로 운용하는 XK11이지만, 자위목적, HEAB탄의 사용이 곤란한 근접 산악전 및 시가전 전투에 대응하고자 5.56mm KE(Kinetic Energy : 운동에너지)모듈을 가지고 있다.
사실 KE모듈이라고 이름은 거창하지만 K2 소총이 사용하는 5.56x45mm SS-109 NATO표준탄(국내에선 K100탄으로 호칭)을 그대로 사용하는 소총이다.
다만 XK11의 중량을 제한하고자 K2 소총과 같은 길이 465mm의 긴 총열을 사용하지 못하고, K1A 기관단총과 유사한 길이 250mm의 짧은 총열을 가지게 되었다.
◆ KE모듈의 우수한 명중률
XK11의 복잡한 사격통제장비는 20mm HEAB탄을 위해 개발된 것이지만, 5.56mm KE모듈의 운용에도 큰 도움을 제공한다고 한다.
우선 중량자체를 증가시켜 반동을 크게 줄이는 효과가 1차적이며, 사격통제장치의 레이저거리측정기를 이용할 경우, 거리에 맞는 가장 이상적인 조준점을 제공하므로 기존의 K2 소총처럼 거리에 맞추어 가늠좌를 조정할 필요가 없어진다.
또한 일명 스코프 효과가 우수하다고 한다.
현재 미 육군은 M4 등에 대량에 각종 스코프를 지급하고 있고, 대한민국 역시 자이툰 부대 및 동명부대의 K2 소총에 여러 종류의 스코프가 장착되고 있다.
이는 통상적인 가늠좌를 이용하는 K2나 M16A1 소총과 비교해, 간이형이라도 스코프를 사용하는 총을 사용하는 병사의 명중률 및 조준시간이 훨씬 빠르기 때문이다.
▲ 20mm HEAB탄의 형상이다. 크게 3부분으로 나누어져 있는데, 전방부분에는 파편을 형성하는 금속제 케이스가, 중간부는 XK11로부터 전자기 유도로 정보를 획득하는 수신부이고, 후방은 추진에너지를 발생시키는 탄피이다.
많은 국가들이 스코프를 채용하면서 기존 소총과의 비교평가를 수행했는데, 통상적으로 스코프를 사용하는 경우, 목표에 집중할 수 있게 해 주어 조준시간은 20%이상, 명중률은 30-40%이상 높으며, 만약 훈련수준이 부족한 신병일 경우에는 그 명중률이 100%까지 증대되는 효과가 얻어진다고 한다.
2.2배율의 우수한 광학스코프를 장착한 XK11은 300m의 거리에서 90% 수준의 우수한 명중률이 가능하며, 한국형 보병전투시스템과 결합할 경우, 노출하지 않은 상태에서의 은폐사격이 가능해져 혁신적인 전투를 수행할 수 있게 될 것이다.
◆ 독특한 소염기의 설계
한국군이 소유한 K1A 및 K2 소총은 총구의 끝이 막힌 <폐쇄형 소염기>를 갖추고 있다.
하지만 등장한 XK11 차기소총의 테스트형은 XM29나 XM8과 같은 <개방형 소염기>를 장착하고 있다. 이는 XK11이 KE 모듈은 그 총열의 길이가 250mm에 불구해, 발사된 5.56mm탄의 장약을 총열 내에서 충분히 연소시키지 못해, 총구에서 큰 화염이 방출되는 문제점을 개선하고자 선택된 것이다.
최대한 소염기를 개방시켜 장약에서 만들어는 가스가 산소와 충분히 만나 연소시키는 방법으로, 야간전에 치명적인 노출점이 되는 총구 화염을 감소시킨 것이다.
사실 이들 개방형 소염기는 1960년대 초기 배치된 M16 소총에도 동일한 이유로 선택되기도 했지만, 이윽고 베트남의 짙은 울림지대의 나뭇가지나 잎에 M16 총구가 걸리는 문제점이 다발하자, 현재의 M16A1부터는 폐쇄형 소염기가 채택되었다.
한국군도 마찬가지여서 산악지역이 많은 한반도의 전장상황을 반영해 K1A, K2 소총에 폐쇄형 소염기를 장착했지만, XK11의 경우에는 짧아진 총열에 대한 보상 및 중량상의 한계로 K1A과 같은 큰 소염기를 선택할 수 없어 새로운 개방형 소염기를 선택한 것으로 판단된다.
◆ 통합헬멧 서브시스템과 병사용 컴퓨터
한국군의 다단계 계획을 통해 보병을 미래화하려 하며, XK11과 관련된 차기 보병시스템으로 2013년부터 배치될 계획인 통합헬멧 서브시스템(Integrated Helmet Assembly Subsystem)에 장착되는 HMD형의 소형 <전시기>가 있다.
XK11과의 공동운용 방식을 보면, XK11에 장착된 비냉각형 열영상 정보 및 CCD카메라가 잡아낸 주간 칼라영상은 지금 휴대폰에도 널리 사용되고 있는 무선기술인 <블루투스(Bluetooth)>를 이용해 <병사용 컴퓨터>로 전달되어 처리된 이후, 전시기를 통해 전시되게 된다.
헬멧에 장착된 전시기는 세계최고를 자랑하는 저전력 고휘도의 OLED(유기발광다이오드)형 모니터를 사용할 계획으로 있다. 덕분에 전시기의 크기는 상당히 작지만, 바로 눈앞에 정보가 전시되므로 통상적인 17인치 모니터를 바라보는 느낌을 받게 되며, 해상도 역시 800x600픽셀의 선명한 수준이므로 XK11의 조준경을 직접 조준하는 것과 큰 차이없는 영상정보를 얻게 된다.
◆ XK11과 차기 보병시스템의 시너지 효과
XK11과 전시기의 연결운용을 통해, 병사가 자신을 노출시키지 않은 상태에서 사격이 가능하다는 제한적인 사항만 알려지고 있다.하지만 양자의 융합은 매우 다양한 위력을 발휘할 수 있다. 한반도에서 전쟁이 일어날 경우, 주요 양상은 산악전과 시가전에 되는데, 이때에 가장 유력한 지원화기는 바로 박격포가 된다.
문제는 통상적인 절차에 따라 박격포 화력을 요청할 경우, 발사요청에서 초탄 사격까지는 약 5분 정도의 시간이 소요되는데, 적이 엄폐물을 이용해 접근할 경우 진지 앞 3-5분 이내의 거리에서 발견될 가능성이 높으므로 이는 곧 사용불능을 의미한다.
하지만 미국의 경우, 이번 이라크전에 을 배치하였는데, 본 시스템은 각각 레이저 거리측정기, GPS가 연동된 소형 포병용 전방관측장비로, 주/야간을 가리지 않고 단순히 표적에 레이저를 조준하는 것만으로 별도의 통신없이 120mm 박격포 화력을 1분 미만의 시간내에 유도할 수 있다.
▲ 국내에서 최초로 자동방열식 사격통제장치가 결합될 한국형 차기 120mm 박격포의 모크업이다. 자동방열식 박격포와 XK11, 차기 보병시스템이 결합되면 1분 미만 시간내의 초탄 발사하는 기술혁신이 가능해질 것이다.
이를 통해 통상적으로 화력이 부족한 M2A2 브레들리는 120mm 박격포탄으로 화력을 보충, 1발의 사격으로 통상적인 2층 건물을 완전히 붕괴시킬 수 있었다. 산악전을 수행할 경우에도, 1발의 120mm 박격포는 공중폭발 모드를 이용해 반경 45m이내의 노출된 모든 적을 괴멸시킬 수 있으므로 매우 유용한 화력수단이 된다.
한국형 차기보병시스템은 내부적으로 근거리 무선시스템과 함께, GPS와 사격통제 모듈을 가지고 있므므로, XK11에 장착된 열영상장비와 레이저거리측정기를 연동시켜 운용할 경우, 보병용 M95 MFCS의 능력을 대부분 모사할 수 있다.
덕분에 적이 산악지형을 통해 접근할 경우, 참호에 숨은 상태에서 XK11만을 노출시킨 이후, 적의 정확한 위치정보를 전송하여 접근전투 없이 1분 이내에 120mm 및 81mm 박격포 사격을 유도하여 적에게 일방적인 타격을 가할 수 있게 될 것이다.