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| 흑색화약의 사진. |
1. 개요
폭속이 상대적으로 낮은 수준의 화약으로(deflagration, 연소속도가 음속보다 느림), 총포의 장약이나, 발사체의 추진제로 사용되는 경우가 많다. 실제 산업 현장에서 사용되는 대부분의 물건이 이쪽에 속한다. 폭속이 낮다고 우습게 볼 것이 아닌 것이, 산을 허물어뜨리거나 건물을 주저앉히는 쪽에서는 고성능 폭약보다 더 우수한 성능을 보일 때가 많다. 폭속과 에너지 혹은 파괴력의 비례관계는 없으며 대상의 물성, 밀폐된 계냐 아니냐 등에 따라 크게 나뉜다. 밀폐된 경우, 폭속을 좀 희생하더라도 열량과 발생 가스량이 많은 쪽이 유리하고, 그렇지 않는 경우 폭속을 높여 단시간에 많은 에너지를 전달하는 것이 유리하다. 군사적 목적으로 교량을 폭파하는 경우 등은 밀폐된 계가 아니므로 고폭약을 이용해야 한다.참고로 총포의 장약에 고성능 폭약을 사용하면 가스의 팽창 속도가 지나치게 빨라 총이 폭발해서 사수를 잡는다. 그리고 발파 등을 할 때에도 고성능 폭약을 사용하면 파편을 고속으로 비산 시켜서 위험한 주제에 가스의 양은 많지 않아 그냥 바위를 쪼개 놓기만 하고 끝난다. 추진 '장약'과 탄두 '작약'이 따로 구분되는 이유 중 하나가 이것이다. 장약의 경우 발생하는 가스의 양이 중요한데, 어차피 탄두가 총을 떠날 때까지 총열은 닫힌 계고 빠르든 느리든 가스는 총알을 밀어내며 빠져나가야 하기 때문에 폭속이 빠를 이유가 없다.[1] 빨라봤자 총열 자체에 데미지를 주는데 에너지가 소모되어 버린다. 반대로 작약이 폭속이 느리면 탄체의 가장 약한 부분으로만 가스가 빠져나가 파편이 비산되지 않는다.[2]
- 흑색화약: 고전적인 전장식 총기 시절부터 사용해온 전통 화약이며, 현재는 공업용이나 불꽃놀이, 화약총 클립 재료 등 여러 가지 용도로 쓰인다. 사실 요즘에 와서 흑색화약은 발사약보다는 도화선 같은 화공품으로 더 많이 쓰인다. 하지만 최초의 화약인 흑색화약은 조건에 따라 폭약으로도 충분히 사용할 수가 있다. 현재는 다른 화약이 충분히 개발되어 특수한 목적으로도 많이 쓰인다.
- 갈색화약: 흑색 화약과 성분은 동일하나, 일반 숯 대신 덜 탄화된 갈색 목탄을 사용한다. 때문에 일반 흑색화약보다 색이 옅어 코코아 화약이라고도 부른다. 일반 흑색화약보다 발화 속도는 느리지만 압력이 점차 강해진다.
- 무연화약(Smokeless powder): 기존의 흑색화약이 연소 시 잔여물이 너무 많이 나와서, 이것을 개량하기 위해 만들어진 화약. 연기가 없는 화약이라는 뜻이지만, 사실 조금만 생각해봐도 뭐가 타는데도 연기가 안 날 리가 없기 때문에 실제로 완전히 연기가 없지는 않다. 그저 한 발에 자욱하게 안개가 끼는 흑색화약에 비해 매우 적은 것뿐. 구성분 대부분이 가스화해서 연소하기 때문에 잔여물이 거의 없다. 이것 덕분에 현대적인 자동화기가 등장할 수 있는 발판이 생겼다. 흑색 화약이 흑색이듯이, 무연화약이라고 하면 어감상 무색이나 흰색일 것 같은 느낌이 들게 만들지만 무연화약의 색상은 흰색으로 정리되지는 않는다. 요즘 무연화약은 대개 정전기에 의한 실화를 방지하기 위해 흑연 코팅을 해놓기 때문에, 보통 후추알보다 작은 검은색의 알갱이다.
구성은 니트로셀룰로오스, 니트로글리세린, 니트로구아니딘 3가지가 대세를 차지하고 있다.
니트로셀룰로오스만을 주재료로 사용한 것을 싱글 베이스 파우더라고 부르며, 폭속은 대략 7,300 m/s 가량, 소화기의 탄약에 사용한다. 다만 니트로셀룰로오스는 그 자체로 굉장히 불안정한 편이라서, 저것으로만 만들면 가만히 내버려두어도 불이 날 수 있을 정도로 위험하다. 때문에 디니트로톨루엔 같은 완연제(연소 속도를 낮춤), 디페닐라민 같은 안정제(자기 분해를 막거나 늦춤), 질산 칼륨 같은 소염제 등등 온갖 것을 다 섞어준다. 조성은 제조사마다 다르지만, 미군에서 쓰는 싱글 베이스 화약의 예를 들면 니트로셀룰로오스 84.2%에 완연제로 디니트로톨루엔 9.9%과 프탈산 디부틸 4.9%, 안정제로 디페닐라민 1.0% 조성을 쓴다.
니트로셀룰로오스에 니트로글리세린을 섞은 것을 더블 베이스 파우더라고 하며 싱글 베이스보다 폭속이 빠르고(대략 7,700 m/s), 박격포 추진제 등 좀 큰 놈에 쓴다. 실제 조성은 니트로셀룰로오스 77.45%에 니트로글리세린 19.50%, 안정을 위한 기타 조성물 3.05% 정도.
니트로셀룰로오스 20% 정도에 니트로글리세린 19%과 니트로구아니딘 54.7%가량, 기타 안정을 위한 조성물 6.3%쯤을 혼합한 것을 세 가지 재료를 주축으로 한다 하여 트리플 베이스 화약이라고 부른다. 싱글이나 더블 베이스보다 연기는 좀 더 나지만, 연소 속도가 더 빠르고(대략 8,200 m/s) 안정성이 더 높으며 포구 화염이 적게 나고 가스 발생량이 크다. 주로 전차포, 함포 등 대구경 화포에 사용하는 화약이다.
그 외, 20세기 후반부터는 니트로구아니딘과 RDX를 섞은 신형 추진제도 개발됐다.
2. 관련 자격증
| {{{+2 {{{#FFFFFF 화약 관련 자격증}}}}}} | ||||||
| <colbgcolor=#f5f5f5,#333> 국가기술자격 | 151. 채광 | 기능사 | 화약취급기능사 | |||
| 산업기사 | 화약류관리산업기사 | |||||
| 기사 | 화약류관리기사 | |||||
| 기술사 | 화약류관리기술사 | |||||
| 181. 화공 | 산업기사 | 화약류제조산업기사 | ||||
| 기사 | 화약류제조기사 | |||||
채광 분야는 화약취급 및 화약류관리이고 화공 분야는 화약류제조이다.
[1] 가스의 양을 늘리기 위해 의도적으로 불완전 연소를 시키거나 산화제를 과도하게 섞기도 한다.[2] 세 장의 이어진 휴지를 뜯으면 반드시 한 곳에만 파열이 일어나는 것과 같다. 파열 속도보다 폭속이 빠르면 국지적으로는 닫힌 계처럼 행동하므로 탄체가 파편처럼 찢어진다. 세열 수류탄이 이러한 원리다. 다만 이쪽도 미리 파편화 시켜놓는 것과는 파편량의 차이가 많아 요즘은 파편을 따로 넣는다.