반동 에너지란?
반동 에너지(흔히 '자유 반동, free recoil'이라고 부릅니다)는 총을 발사할 때 총기에 전달되는 운동 에너지를 말합니다. 운동량 보존 법칙에 따라, 앞으로 나아가는 탄두와 분출되는 발사 가스의 운동량은 뒤로 밀리는 총기의 운동량과 균형을 이루어야 합니다. 이 도구는 입력한 장약 데이터를 반동 속도와 반동 에너지로 변환해 주므로, 서로 다른 탄종과 총기 무게를 비교하고 체감 반동을 예상하는 데 활용할 수 있습니다.
사용 방법
총기 무게(파운드), 탄두 중량과 장약량(그레인), 총구 속도(ft/s), 그리고 추정 발사 가스 분출 속도를 입력하세요. 발사 가스 속도는 보통 약 4,000 ft/s로 가정하거나, 일부 장약에서는 총구 속도의 1.75배 정도로 잡습니다. 계산기는 총기가 뒤로 밀리는 반동 속도와 자유 반동 에너지(피트·파운드)를 알려줍니다.
공식 설명
탄두와 장약은 그레인 단위로 측정하므로, 7,000으로 나누어 파운드로 환산합니다. 분출물의 총 운동량은 \((m_b \cdot v_b + m_c \cdot v_c) / 7000\)으로 구합니다. 이 값을 총기 무게로 나누면 반동 속도가 됩니다. 반동 에너지는 \(\frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\)로 계산하며, 이때 총기 질량은 슬러그(slug) 단위(파운드 무게 ÷ 32.174 ft/s²)를 사용합니다.
$$E = \frac{1}{2} \cdot \frac{W_g}{32.174} \cdot v_r^{2}$$ $$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} W_g &= \text{Firearm Weight (lb)} \\ v_r &= \dfrac{\text{Bullet (gr)} \cdot \text{Bullet V (ft/s)} + \text{Powder (gr)} \cdot \text{Gas V (ft/s)}}{7000 \cdot \text{Firearm Weight (lb)}} \end{aligned} \right.$$
계산 예시
8 lb 라이플이 150 gr 탄두를 2,800 ft/s로 발사하고, 50 gr의 장약이 4,000 ft/s로 분출된다고 가정해 봅시다. 분출물 운동량 $$= (150 \cdot 2800 + 50 \cdot 4000)/7000 = (420000 + 200000)/7000 = 88.571 \text{ lb} \cdot \text{ft/s}.$$ 반동 속도 $$= 88.571 / 8 = 11.07 \text{ ft/s}.$$ 에너지 $$= \frac{1}{2} \cdot (8/32.174) \cdot 11.07^2 \approx 15.24 \text{ ft} \cdot \text{lb}.$$
자주 묻는 질문
발사 가스 속도는 얼마로 잡아야 하나요? 보통 4,000 ft/s를 많이 사용하지만, 일부 자료에서는 총구 속도의 1.5~1.75배를 적용하기도 합니다. 값이 클수록 계산되는 반동도 커집니다.
자유 반동과 체감 반동은 같은 건가요? 아닙니다. 체감 반동은 개머리판 설계, 리코일 패드, 그립, 사수의 자세 등에 따라 달라집니다. 자유 반동은 순수하게 물리적으로 계산된 수치입니다.
반동 에너지를 줄이려면 어떻게 해야 하나요? 더 무거운 총기, 더 가벼운 탄두, 낮은 속도, 또는 머즐 브레이크를 사용하면 어깨에 전달되는 에너지를 줄일 수 있습니다.
