포격 거리 측정 물리학

2024-02-04-일 수정

전함이나 전차는 거리 측정을 해야 정확한 사격이 가능하다. 거리가 너무 멀어서 포탄이 직선으로 날아가지 않고 포물선을 그리기 때문이다. 그런데 거리 측정을 어떻게 하나? 2차 대전 때 사용하던 방식이다. 원리는 아주 간단하다. 삼각측량법이다.

1~2차 대전 때 방식

기본은 잠망경이다. 이 잠망경의 대물거울의 각도를 측정하면 거리를 계산할 수 있다. 대안거울에 반사된 물체와 중심선에 보이는 물체가 일치되면 대물거울의 각도를 읽는다. 대물거울과 대안거울의 거리를 알기 때문에 간단하게 탄젠트 함수를 이용해서 거리를 구할 수 있다. 양쪽 눈이 넓으면 거리 측정에 유리하기 때문에 대물거울과 중심축의 간격이 넓으면 유리하다. 좌측과 우측 대물거울에 반사된 물체의 상반신, 하반신의 중심을 일치시킨다. 그러니 각도 오차가 곧 거리 오차로 이어진다. 

각도와 거리 관계는 탄젠트 함수를 따라가기 때문에 각도가 커지면 거리 오차도 커진다. 양쪽 눈과 중심의 거리가 1m라고 하자. 그럼 각도가 45도일 때 물체와 거리도 1m이다. 각도가 잠망경처럼 90도가 되면 무한히 먼 거리다. 거리 측정은 45~90도 사이의 각도를 측정하는 것이겠다. 아래 표를 모면 알겠지만 정밀 기계 없이 육안으로는 0.1도 구분도 어렵다. 정밀 기계 없이는 100m 거리 측정도 어렵다. 1/1000의 정밀도를 내는 기계라야 1km까지 측정할 수 있다.

거리(m)	각도
1	45.000
2	63.435
3	71.565
4	75.964
5	78.690
6	80.538
7	81.870
8	82.875
9	83.660
10	84.289
20	87.138
30	88.091
40	88.568
50	88.854
60	89.045
70	89.182
80	89.284
90	89.363
100	89.427
200	89.714
300	89.809
400	89.857
500	89.885
600	89.905
700	89.918
800	89.928
900	89.936
1000	89.943

고대/중세 방식

활을 쏘기 위해 거리를 측정한다고 해 보자. 자신의 팔 길이와 엄지손톱 크기를 기준으로 삼는다. 눈과 엄지 손톱 거리가 50cm 정도이고 엄지 손톱 높이가 1cm라고 하면 멀리 있는 사람의 키와 엄지 손톱을 비교하면 거리가 나온다.

한국 여자 평균 : 160cm
한국 남자 평균 : 173cm
서양인은 동양인에 비해 10cm 더 크다.
옛날 사람들은 현대인보다 10cm가 더 작다.

1cm(손톱) : 183cm(서양) = 50cm(팔 길이) : 9150cm(거리)

1cm(손톱) : 173cm(남자) = 50cm(팔 길이) : 8650cm(거리)

1cm(손톱) : 160cm(여자) = 50cm(팔 길이) : 8000cm(거리)

엄지 손톱과 사람 키가 같았다고 하면 거리는 약 80~91m가 된다. 영미식 단위로 100야드(90m)에 해당한다. 이 거리에서 사람 머리는 1mm정도로 작게 보인다. 사람의 어깨 폭은 약 3mm 정도로 보인다.

영국 장궁병 중에 전설적 저격수 수준에 해당하는 엄친아가 이 거리에서 다람쥐를 맞춘다는 환상적 얘기가 기록으로 전해 내려오는데 이건 갑옷을 입은 적군의 얼굴을 맞힌다는 말이다. 믿거나 말거나 현대에 이걸 재현한 궁사는 없을 것이다. 궁빠들의 판타지 소설에 더 가깝다. 보통 100m에선 소총으로 쏴도 얼굴 맞히기 힘들다. (눈이 얼마나 좋기에 그 거리에서 얼굴이 보이냐?)

옛날 기록만 믿고 실험으로 재현해 보지 않은 밀덕들이 영국 장궁병이나 각궁을 지나치게 과장해서 이해하고 있다. 활로 갑옷을 뚫었다거나 100m 이상, 150m, 200m에서 저격을 했다는 말을 하는데 이건 망원경 달린 저격 소총으로 1km 저격했다는 것과 비슷한 얘기다. 저격수들도 깨기 힘든 기록이란 말이지. (자기가 세운 기록이라도 자기가 깨기 힘든 경우가 있다. 실력보단 행운인 경우이다.)

보통 소총은 250m에서 저격, 보통 저격 소총은 500m에서 저격한다. 1km면 총알도 바람의 영향을 받는다. 중력의 영향도 많이 받아서 소총으로도 곡사를 해야 하는 거리다. 망원경 없이 저격하는 것도 불가능한 것은 아닌데 사람이 아닌 들소처럼 큰 동물을 쏜다. 강선이 있는 옛날 총으로 (조총에 강선이 있다고 보면 된다) 300m에서 말을 탄 적군 장교를 저격하는 게 보통 전문 사냥꾼들 솜씨다. (스나이퍼란 단어가 사냥꾼에서 온 것이다.)

현대적 방식

현대는 레이저와 전파를 이용해서 거리 측정을 한다. 레이저와 전파는 빛과 같은 것이다. 일단 물체에 맞으면 빛은 사방으로 반사 된다. 그 중에 측정기로 들어오는 한 가닥의 빛을 잡는다. 이 때 시간을 측정하거나 위상을 측정해서 거리로 환산한다.

빛(전파)의 속도는 엄청나게 빠르니 시계의 정밀도가 오차를 결정한다. 빛은 30만km/s의 속력이다. 지구를 1초에 7.5바퀴 돈다. 다시 말해서 지구 둘레는 4만km라는 얘기다. 1m 단위로 거리를 측정하려면 1/300,000,000초를 측정해야 한다. 이건 거꾸로 300MHz 시계로 충분하단 얘기다. 요즘 컴퓨터는 1GHz가 넘지?

위상을 측정한다는 말은 톱니파, 정현파, 즉 반복 패턴 신호를 쏘았다는 말이다. 출발과 반사 되어 돌아온 도착 전파의 위상(파형의 위치)을 비교하면 한 파장의 단위 거리 안에서 정밀하게 거리를 분해할 수 있다. 이것도 정밀한 시계가 있기 때문에 가능한 것이다. 정말 대단하지?

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개독교는 종교로서 자생능력이 없다. 즉 스스로 힘으로 커질 수 없는 종교다. 어디 가나 비상식적 논리를 펴기 때문에 지역 종교와 마찰만 일으킨다. 그런데 어떻게 개독교가 성장할 수 있었을까?

종교의 기본은 기복종교다. 결국 사람들은 현실의 도움을 원하지 내세의 약속은 믿지 않는다. 그래서 다음 것들이 모두 종교로서 기능한다.

• 무교리 무당 종교 : 여러 잡신
• 유일신 이슬람
• 현대적이고 세련된 교리의 불교, 힌두교 : 신 = 부처 = 인간
• 어중간하고 비논리적인 기독교 : 야훼(성부) = 예수(성자) = 성령(귀신)
• 내세가 없는 유대교, 좌파 사상 : 죽으면 흙으로 돌아간다.

기독교가 다른 종교를 물리치고 거대해진 이유는 로마 황제 콘스탄티누스의 지원을 받아 국교로 성장했기 때문이다. 그런데 이 로마 황제는 미트라교를 믿었단다. 기독교인이 아니었단 얘기다. 동로마(비잔틴), 서로마로 갈라지면서 기독교도 로마 천주교, 그리스 정교회로 갈라진다. 종교계에서 보이는 흔한 타락 현상으로 천주교에서 개신교가 떨어져 나온다.

이슬람은 정복 전쟁을 통해 퍼졌다. 정치권력 없이 이슬람이 커질 수 있었을까? 수니파(다수파/추대파)와 시아파(소수파/세습파)는 권력 계승 문제로 갈라진 것이다. 기독교인들이 게 거품 무는 이단 논쟁도 사실은 권력 투쟁이다. 어느 종파가 권력을 잡느냐? 진 쪽은 개종하거나 추방 되는 거지.

불교는 한나라 때 중국에 들어간다. 허나 중국 5호16국 시대 북방에서 침입한 이민족들의 지원을 받아 동양에서 가장 큰 종교가 된다. 원래 중국 토종 종교는 도교(삼국지의 황건적)이고, 한국은 무당 종교를 믿고 있었다. 인도가 불교화가 된 것도 인도를 통일한 잔혹한 황제 덕이다.

그럼 개신교는 누가 키웠을까? 개신교는 독일 → 영국 → 미국으로 이어지기 때문에 개신교의 큰 형님은 미국이다. 그래서 개독교(개신교 중 삐딱한 것)는 어쩔 수 없는 친미파이다. 예수를 믿는 것이 아니라 미국을 믿는 것이다. 한국에선 박정희를 구세주로 믿고 있는 개독교도 있다.

정치 권력의 지원 없이 커진 종교는 없다. 이것이 정교 유착이다. 권력 세습, 기업 세습, 교회 세습 모두 같은 것이다. 공유물을 사유물로 세습하는 것이니 예외 없이 욕을 먹어야 하는데 미친 보수 꼴통, 개독 꼴통들은 자신과 아무 상관없는 자들을 위해 게 거품을 문다. 지가 상속받는 것도 아니고 떡고물이 떨어지는 것도 아닌데 말이지. 미친 것들!