포를 쏘려면 누군가 탄을 포 안에 넣어야 합니다. 오랫동안 그 일은 사람의 손이 맡았습니다. 몇 발이야 빠르게 넣지만, 사람은 금세 지칩니다.
그 일을 기계에 넘기는 장치가 자동장전장치(autoloader)입니다. 기계가 장전을 맡으면 무엇이 빨라지고, 승무원은 몇 명이 남으며, 개발은 왜 어려울까요? 미 육군이 공개한 자주포 시험 기사와 미 의회조사국(CRS)의 차기 전차 보고서로 하나씩 살펴봅니다.
포탄을 넣는 사람, 장전수
미 육군 전차는 네 명이 탑니다. 전차장, 조종수, 포수, 그리고 장전수(loader)입니다. 장전수는 이름 그대로 주포에 탄을 넣는 사람입니다. 전차 전체가 화력·방호·기동을 어떻게 맞추는지는 주력전차: 성능은 포 크기로만 결정될까에서 볼 수 있습니다.
자주포에서는 장전이 여러 단계로 이루어집니다. 신관을 맞추고, 발사체와 장약을 포신에 넣고, 폐쇄기를 닫아야 쏠 준비가 끝납니다. 이렇게 잘 짜인 작업들은 오랫동안 포 승무원의 몫이었습니다.
자동장전장치가 맡는 일
자동장전장치는 이 장전 작업을 기계로 하는 장치입니다. 미 육군이 자주포 사업인 사거리 연장 포(Extended Range Cannon Artillery, ERCA)에서 시험한 장치는 신관 맞추기, 발사체·장약 넣기, 폐쇄기 닫기를 포신이 겨누는 동작과 맞물려 차례로 합니다. 사람이 하던 순서를 기계가 이어받는 셈입니다.
공장에서 사람이 하던 반복 작업을 로봇 팔이 넘겨받는 모습을 떠올리면 비슷합니다. 실제로는 다릅니다. 공장 로봇은 조용한 바닥에서 일하지만, 포의 자동장전장치는 쏠 때마다 폐쇄기 안에서 갑자기 쏟아지는 큰 에너지가 가까운 곳과 꽤 먼 곳까지 흔드는 자리에서 일합니다.
사람은 지치고 기계는 덜 지친다
사람이 손으로 장전하면 처음에는 빨리 할 수 있지만 지치면 느려집니다. 자동화는 사람을 그 일에서 빼서 빠르기를 이어 가게 돕고, 사람도 안전하게 합니다.
시험 결과도 있습니다. 2021년에 나온 미 육군 기사에 따르면 ERCA는 제한 용량 자동장전 탄창에 미리 넣어 둔 탄을 포 승무원보다 2~3배 빨리 쏠 수 있음을 보였습니다. 다만 이 빠르기를 얼마나 오래 이어 갈 수 있는지에는 한계가 있고, 포신 과열이 그 예입니다. 기계가 지치지 않아도 포신은 뜨거워집니다.
승무원 수와의 관계
장전을 기계가 맡으면 장전수 자리가 꼭 있어야 할까요? 자주포 쪽에서 2021년 미 육군 기사는 자동장전장치가 앞날의 포대 구성으로 가는 바탕이 될 수 있다고 적었습니다. 사격하는 동안 포 곁에 병사가 더 적게, 어쩌면 한 명도 없어도 되는 구성입니다.
전차 쪽 이야기는 미 육군의 차기 에이브럼스 전차 사업(M-1E3)에서 나옵니다. CRS 보고서가 옮긴 보도들을 모으면 이렇습니다. 육군은 2024년 5월 초 제작사 GDLS(General Dynamics Land Systems)와 계약을 맺었고, 두 곳은 이어 18개월 동안 여러 기술을 성숙시키기로 했습니다.
그 하나가 무인 포탑을 가능하게 하는 주포 자동장전 능력입니다. M-1E3가 3인 승무원을 가능하게 하는 자동장전장치를 갖출 것이라는 보도가 있고, 육군참모총장도 2025년 9월 새 전차에 더 적은 승무원이 필요할 것이라고 말했다고 전해졌습니다.
새 전차 이야기가 나온 배경도 있습니다. 육군 발표가 옮긴 사업 책임자의 말로는, 에이브럼스 전차는 무게를 더하지 않고는 더 이상 능력을 키울 수 없고 군수 부담도 줄여야 합니다. 보도에 따르면 2019년 육군 과학위원회 연구가 제안한 "5세대 전투 차량"의 능력 목록에도 자동장전장치와 새 주포가 들어 있었습니다. 자동장전은 이런 새 설계 논의 안에 함께 놓여 있습니다.
쉽지 않은 점
기계를 넣는다고 바로 끝나지 않습니다. 육군은 M-1E3에 자동장전장치를 통합하는 데 개발상의 어려움 때문에 시간이 더 걸릴 수 있다고 밝혔습니다.
자주포 쪽에서는 그 어려움이 더 자세히 드러납니다. 처음 시험한 제한 용량 장치는 발사체와 장약을 한 종류씩만 다뤘습니다. 다음 장치는 육군이 이미 쓰는 신관·장약·발사체와 새로 나올 것까지 다뤄야 해서 더 복잡합니다. 이것들은 모양, 크기, 무게가 서로 다릅니다.
가장 어려운 부분으로는 동작 제어를 맞추는 일과 소프트웨어 시험이 꼽혔습니다. 일은 언제나 소프트웨어 에뮬레이터에서 시작했고, 가상 시험에서 출발해 실제 하드웨어를 넣은 시험으로 옮겨 갔습니다.
ERCA 사업 담당자 조사이아 페이(Josiah Fay)는 "발사 속도는 체계 전체의 일"이며 자동장전장치만의 일이 아니라고 말했습니다. 포를 들어 올리는 장치는 빠르고 정확하게 겨눠야 하고, 폐쇄기는 포가 들린 채로 빨리 열리고 닫혀야 합니다. 장전하는 기계 하나가 빨라도 나머지가 따라오지 못하면 전체 빠르기는 오르지 않습니다.
레이저와 맞닿는 점: 탄약 걱정
자동장전장치는 탄을 더 빨리, 더 오래 넣게 돕습니다. 그래도 탄을 싣고 다니는 무기라는 점은 그대로입니다. 실은 탄을 다 쓰면 다시 채워야 합니다.
바다 쪽에서는 이것을 "탄약고 깊이(depth of magazine)" 문제라고 합니다. 수상함은 대공 미사일과 근접방어 기관포로 정해진 수의 무인기와 대함 미사일만 떨어뜨릴 수 있고, 그 뒤에는 탄이 떨어집니다. 함정 고체 레이저는 사정이 다릅니다. 함정 전력에서 전기를 얻고, 레이저가 작동하고 발전할 연료가 있는 한 되풀이해 쏠 수 있습니다.
전차와 함정은 다른 무기지만, 탄을 얼마나 싣고 얼마나 빨리 쓰느냐는 물음은 같습니다. 탄을 싣는 무기와 레이저가 어떻게 역할을 나누는지는 레이저, 요격미사일, 방공포: 서로 어떤 역할을 나눌까에서 이어집니다. 레이저의 한계도 그 글에서 함께 봅니다.
다음에 읽을 글
- 주력전차: 성능은 포 크기로만 결정될까: 장전수가 타는 전차가 화력·방호·기동을 어떻게 맞추는지 봅니다.
- 자주포: 포가 스스로 움직이면 달라지는 것: 자동장전장치를 시험한 자주포가 어떤 무기인지 봅니다.
- 레이저, 요격미사일, 방공포: 서로 어떤 역할을 나눌까: 탄을 싣는 무기와 레이저를 같은 잣대로 놓고 봅니다.