2008/11/19 07:09

ケ号 (KE-GO, 케고-), 日本의 적외선 유도폭탄 Military History

2008.2.16 파란 블로그 및 DC 2대갤에 작성.

관심 있으신 분들은 이어지는 내용을 참조해 주시기 바랍니다.


※ 사진은 클릭하면 크게 나옵니다.


1945년 11월 29일에 작성된 미 해군 보고서는 일본의 케고(ケ号, KE-GO) 폭탄에 대하여 다음과 같이 기술하고 있다.


 "일본의 열감지 유도방식 폭탄은 자유낙하, 적외선 유도, 자이로 안정 방식으로 해상의 선박에 대하여 항공기로부터 투하록  의도되었다. 섀시는 열감지 센서가 있는 두부, 직각으로 교차하는 앞과 뒤의 두쌍의 날개, 그리고 미부의 브레이크   가 포함된 몸체로 구성되어 있었다. 열감지 센서가 있는 두부는 견고히 고정된 열전퇴(堆)*注1)와 이것의 뒤에 위치한   회전축에 대하여 편심(偏心)운동*注2)을 하는 반사경으로 구성되어 있었다. 반사경의 회전에 의하여 열감지 센서는 유도   폭탄의전방에대하여 원뿔형 패턴으로 탐지를 할 수 있었다. 탐지된 열 신호는 유도 컨트롤 장치에 의하여 증폭되어 날개의 플랩으로 전달되었다. 대략적으로 60개의 폭탄이 제조되어 실험을 위하여 투하되었다. 그러나 오직 소수만이 열 감지에 반응하였다. 그러나 이 실험은 가능성을 보여 주었으며 설계자들은 그들이 성공적인 열감지 유도폭탄을 만들 수 있을거라고 확신하였다."

 

- 注1. 여러개의 열전기쌍을 직렬로 접속한 장치

- 注2. 기계장치에서 회전축의 축심이 기준축심에서 벗어난 회전운동 (eccentric)

 

독일의 유도폭탄들에 대해서는 어느정도 많이 알려져 있지만 일본이 이런 신병기를 실험용 으로나마 제조했다는 사실은 꽤 흥미를 끄는 소재이다. 그러나 DCinside 2차 세계대전 게시판에서도 몇 번 논의가 되었지만 일본이 전쟁말기 연구하던 신병기를 소개하는 것은 언제나 부담되는 것이 사실이다. 따라서 이번 글은 당시 일본의 기술을 일방적으로 격찬하는 것이 아니라 美해군 기술 보고서를 바탕으로 그 실체를 어느정도 나마 소개하는 것이 목적임을 미리 밝힌다. 


(미국은 Azon, Razon, Bat 등의 유도폭탄을 개발하여 전쟁말기에 실전에서 사용하였다.)

  

케고(ケ号) 폭탄은 101~109까지의 모델이 있으며 이 중 실제로 제작된 것은 101,102,106,107 모델이다. 가장 대형인 109모델은 107모델의 약 2.5배 크기로 직경 30cm, 길이 5.5m, 무게 800 kg 정도 였다고 한다. 일본의 기술진들은 낙하 <시험에서 지그재그 패턴으로 목표에 유도되는 것을 성공으로 간주하였다. 자 그럼 이 케고(ケ号) 폭탄은 유도 장치는 어떠한 것이었는며 왜 일본 기술진들은 지그재그 패턴의 낙하운동을 관측하고자 한 것일까?


케고(ケ号) 폭탄의 일러스트레이션, model 106을 바탕으로 작도. ]

 

 

유도 폭탄의 센서 바로 뒤에는 소형 전기모터에 의하여 편심(偏心) 회전 운동을 하는 반사경이 부착되어 있었다. [그림 1] 이 반사경을 통하여 케고(ケ号) 폭탄은 비행방향 정면으로 15~30도의 탐지범위를 확보할 수 있었다.

 

[ 그림1, 반사경(Revolving eccentric spherical mirror)의 사진 및 열감지 센서부]

 

 

이 반사경은 외부의 열 신호(주로 적외선)을 앞에 있는 볼로미터(bolometer)*注3 로 전달하였다. 볼로미터의 재질은 니켈이었으며 [그림2] 와 같은 실험에 따르면 섭씨 1/30도의 온도차를 감지할 수 있었다. 이 볼로미터는 띠 모양으로 장착되었는데 일본의 기술자들은 효율적인 볼로미터의 여러가지 패턴을 연구하였다. [그림3]

 

- 注3. 미량 복사 에너지 측정용 저항 온도계

[ 그림2, 흑체(黑體)를 이용한 복사열 감지 실험으로 보인다.]

 

[ 그림 3, 일본 기술자들이 연구한 볼로미터의 다양한 패턴 ]

 


회전하는 반사경에서 반사되는 열 신호의 촛점은 볼로미터가 설치된 센서의 가장자리 원형 부분으로  [그림4]의 빗금친 부분이다. 즉, 반사경을 통하여 열원의 적외선을 센서부분으로 전달하는 것으로서 유도폭탄 정면 15~40도 범위 원뿔 영역의 탐지가 가능했으며, 정면 0~15도 영역은 탐지가 불가능한 영역이었다.

[ 그림 4, 반사경의 초점(Instantaneous focus)이 회전하며 센서를 자극하는 영역이 빗금(Locus of area scanned)으로  표시되어 있다. ]

 

 

열원이 반사경에 의해 집적되어 볼로미터에 전달되면 이 부분의 전기 저항 값에 미묘한 변화가 생긴다. 이 신호는 증폭기를 통하여 전기회로로 전달되게 된다. 그런데 [그림 5]를 보면 전기 모터가 회전시키는 동일한 축에 반사경(Mirror)과 배전기(distributor)의 회전되는 접촉 부위(distribution arm)가 연결되어 있다.

 

즉, 반사경이 의미있는 수준의 열원의 적외선을 볼로미터에 전달하면 이는 증폭기를 통하여 첫번째 계전기(first relay)의 회로에 전류를 전달하며, 이는 접촉 부위(Rotating arm)에 전달되어 두번째 계전기(Second relay)로 전류를 전달한다. 여기서 중요한 점은 반사경(Mirror)과 회전하는 접촉 부위 (Rotating arm)는 같은 축에 있기 때문에 반사경이 바라 보고있는 쪽 (열원이 있는 곳)과 대응되는 두번째 계전기(Second relay)의 전기 회로가 활성화 되는 것이다. 

[ 그림 5, 열감지 센서에서 비행 조종 장치 조종면 까지의 연결 개념도 ]

 

 

회로가 연결되면 반사경이 지향하고 있는 부분과 대응되는 두번째 계전기(Second relay)에 연결된 자기 원통 코일(Magnet Solenoid)이 유압 시스템을 작동시키며 이 유압 시스템이 조정면(flap 및 tail wing)을 작동시켜 반사경이 포착한 열원쪽으로 유도 폭탄을 유도하게 된다.

 

유압시스템이 자동적으로 점차 압력을 상실하게 되면 다시 조정면(flap 및 tail wing)은 중립상태로 돌아오게 되며 다시 반사경에 의하여 열신호가 포착 되어 전기신호가 전달되면 다시 앞서 설명한 과정을 반복하게 된다. 즉, 현대의 유도폭탄과 같이 목표에 대한 연속적인 정보를 전달하여 그 방향으로 유도되는 것이 아니라, 반사경에 의해 포착된 열원 방향으로 단속적인 비행경로의 조정을 통하여 폭탄이 목표 지점으로 수렴하기를 기대한 것으로 보이며 그렇기 때문에 일본의 기술자들은 지그재그 패턴의 낙하경로를 성공적인 유도로 판단하였을 것이다.

[ 유압 시스템의 개념도 ]

 

 

케고(ケ号) 폭탄의 낙하실험은 1944년 12월 ~ 1945년 7월에 걸쳐서 실행되었다. 목표는 10m X 30m 크기로 석탄과 목재를 연소시켜 지속적으로 열원을 제공하였다. 주로 107 모델이 사용되었으며 1500~3000 미터의 상공으로부터 야간에 투하되는 이 폭탄의 후미에는 조명탄이 달려있어 일본 기술진들은 카메라의 연속 촬영으로 낙하 궤적을 관찰할 수 있었다. 그리고 이동하는 목표에 대한 실험은 실시된 적이 없다.

 

오직 5~6개의 폭탄만이 열원을 감지하고 유도 되는 낙하 패턴을 보이는 것으로 관찰되었다. 이는 실험의 이상적인 조건들 - 지속적으로 가열되는 목표 열원, 10~20도로 균일하게 유지된 주위 환경 등 -을 고려할때 실망스러운 것이었다. 그러나 일본의 기술진들은 당시 개발 중이었던 대형의 109 모델은 성공적일 것이라는 신념을 가지고 있었으며 그 상태로 종전을 맞이하게 되었다.

[ 케고(ケ号) 폭탄의 이론적인 유도범위 ]

 

 

 

※ 참고자료 : Japanese Infra red devices article 1, Control for guided missiles, November 1945

 


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덧글

  • jindam 2008/11/20 02:20 # 삭제 답글

    전혀 모르는 분야지만^^
    오빠가 글을 알기쉽고 흥미있게 잘 써줘서 신나게 읽었어요.
    (100% 이해는 안가지만ㅎㅎ)
    주도 달아주셔서 나름 해석 했어요.

    이 시기에도 유도폭탄이 있었다는점이 놀랍네요.
    폭탄 이야기 또 해주십쇼~~

    건강히 잘 지내시죠?
    서울은 영하 7도 정도로 기온이 뚝 떨어져서 이제서야 겨울답네요




  • Orca 2008/11/20 02:37 #

    아니 영하 7도 라니 후덜덜 하구만...

    여긴 영하로 떨어지는 일은 거의 없다는데...그대신 비가 오지...분무기로 뿌리듯이...안개비...-_-;;

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