코르다이트

코르다이트(Cordite)는 1889년부터 흑색화약을 군용 화기 추진제로 대체하기 위해 영국에서 개발 및 생산된 무연 화약 계열이다. 코르다이트는 나이트로셀룰로스와 나이트로글리세린의 혼합물로, 화학적 고성능 폭약과 저성능 폭약이 안정화된 혼합물이다. 이들은 폭굉성 고성능 폭약이 생성하는 초음속 폭파파 대신 아음속 폭연파를 생성한다. 화약 또는 코르다이트 연소로 생성된 뜨거운 가스는 탄알이나 포탄을 목표물까지 추진하기에 충분한 압력을 생성하지만, 총포신을 일상적으로 파괴할 정도로 빠르게 압력을 생성하지는 않는다.

코르다이트는 1891년부터 1915년까지 표준 소총 탄약인 .303 브리티시 Mark I 및 II에 처음 사용되었다. 제1차 세계 대전 중 코르다이트 부족으로 인해 영국-스코틀랜드 국경에 "악마의 죽" 탄약 공장(HM Factory, Gretna)이 건설되었으며, 이 공장은 매주 약 800미터톤의 코르다이트를 생산했다. 영국은 또한 소총 탄약에 사용하기 위해 미국에서 개발된 일부 무연 화약을 수입했다. 코르다이트는 전차포, 대포, 해군 함포와 같은 대형 무기에도 사용되었다. 19세기 후반부터 주로 영국과 영연방 국가에서 이 목적으로 사용되었다. 제2차 세계 대전 이전에는 그 사용이 더욱 발전했으며,  무회전 발사체와 같은 대공전 무기 발사에도 사용되었다. 마틴-베이커 사에서 만든 이젝터 시트용 소형 코르다이트 로켓 탄약도 개발되었다. 코르다이트는 1945년 8월 히로시마·나가사키 원자폭탄 투하된 리틀 보이 원자폭탄의 폭발 시스템에도 사용되었다.Coster-Mullen, John (2012). Atom Bombs: The Top Secret Inside Story of Little Boy and Fat Man. Waukesha, WI: J. Coster-Mullen. OCLC 298514167.

"코르다이트"라는 용어는 전간기 공식 출판물에서 일반적으로 사라졌다. 제2차 세계 대전 중에는 이중기 추진제가 매우 널리 사용되었으며, 대포에서는 삼중기 추진제가 일부 사용되었다. 삼중기 추진제는 전후 탄약 설계에 사용되었고 영국 무기 생산에서 계속 사용되고 있다. 대부분의 이중기 추진제는 전후 제2차 세계 대전 재고가 소진되면서 서비스에서 제외되었다. 소형 무기의 경우 개량형 군용 소총(IMR) 압출 화약 또는 현재 5.56 × 45 mm NATO에 사용되는 WC844 구형 화약과 같은 다른 추진제로 대체되었다. 생산은 제2차 세계 대전 코르다이트 공장 중 마지막인 ROF 비숍턴이 폐쇄되면서 20세기 말경 영국에서 중단되었다. 영국 서비스용 삼중기 추진제(예: 105 mm L118 경량포)는 현재 독일에서 제조되고 있다.

 영국 정부의 무연 화약 채택 

 흑색화약 대체 
흑색화약은 황, 숯 및 질산 칼륨(또는 초석)의 가연성 혼합물로, 화기 및 불꽃놀이에 사용된 원래 추진제였다. 이는 대략 10세기 또는 11세기부터 사용되었지만, 많은 양의 연기를 생성하는 등 단점이 있었다. 19세기에 질산 혼합물이 셀룰로스 및 글리세린과 같은 물질과 반응하여 다양한 "나이트로 폭약"이 개발되면서 흑색화약을 대체할 물질을 찾는 연구가 시작되었다.

 초기의 유럽 무연 화약 
최초의 무연 화약은 1865년 요한 에드워드 슐츠가 개발했다. 이 돌파구가 마련될 당시 슐츠는 프로이센 대포의 대위였다. 슐츠는 결국 대령으로 진급했다. 그의 제제(슐츠 화약이라고 불림)는 질산화된 목재 입자에서 파생된 나이트로리그노스로 구성되었으며, 초석 또는 질산 바륨으로 침투되었다.

1882년, 스토마켓 폭약 회사는 니트로-코튼과 칼륨 및 바륨의 질산염을 다이에틸 에터 알코올로 겔화시킨 곡물에 함유한 EC 화약을 도입했다. 이것은 다른 나이트로셀룰로스 화약보다 입자가 거칠었다. 소총에는 부적합한 것으로 판명되었지만 산탄총에는 오랫동안 사용되었고,Hogg OFG, 'Artillery: Its Origin, Heyday and Decline', Hurst & Company, London, 1989 나중에는 수류탄과 파편 폭탄에 사용되었다.

1884년, 프랑스의 화학자 폴 비에유는 어느 정도 성공을 거둔 무연 추진제를 생산했다. 이것은 콜로디온(나이트로셀룰로스를 에탄올과 다이에틸 에터에 용해시킨 것)으로 만들어졌으며, 그 결과 매우 얇은 시트로 말린 다음 건조되어 작은 조각으로 잘린 플라스틱 콜로이드 물질이 되었다. 프랑스군은 즉시 이를 Mle 1886 보병 소총에 채택했으며, 흑색화약(gunpowder)과 구별하기 위해 Poudre B(poudre blanche, 즉 백색 화약의 약어)라고 불렀다. 이 화약을 사용하기 위해 개발된 소총과 탄약은 8 mm 풀 메탈 재킷 탄알을 개발한 장교의 이름을 따서 일반적으로 8mm 르벨로 알려졌다.

이듬해인 1887년, 알프레드 노벨은 발리스타이트라고 명명한 무연 추진제를 발명하고 특허를 받았다. 이것은 장뇌 10%, 나이트로글리세린 45%, 콜로디온(나이트로셀룰로스) 45%로 구성되었다. 시간이 지남에 따라 장뇌는 증발하는 경향이 있어 불안정한 폭발물을 남겼다.

 개발 
프레더릭 아벨 경이 의장을 맡은 "폭약 위원회"로 알려진 영국 정부 위원회는 폭약의 해외 개발 상황을 모니터링하고 Poudre B와 Ballistite 샘플을 확보했다. 이 무연 화약 중 어느 것도 폭약 위원회에 의해 채택이 권고되지 않았다.

아벨, 제임스 듀어 경, 그리고 위원회에도 속해 있던 W. 켈너는 1889년에 새로운 발리스타이트와 유사한 추진제를 개발하고 공동으로 특허를 취득했다(아벨과 듀어의 이름으로 5,614호 및 11,664호). 이것은 (무게 기준으로) 58%의 나이트로글리세린, 37%의 건코튼(나이트로셀룰로스), 5%의 석유 젤리로 구성된다. 아세톤을 용매로 사용하여 스파게티와 같은 막대 형태로 압출되었는데, 처음에는 "코드 파우더" 또는 "위원회의 발리스타이트 변형"이라고 불렸지만, 곧 "코르다이트"로 약칭되었다.

코르다이트는 이중기 추진제로 시작되었다. 1930년대에는 상당한 비율의 나이트로구아니딘을 포함하여 삼중기가 개발되었다. 삼중기 추진제는 이중기 추진제의 단점인 비교적 높은 온도와 상당한 섬광을 줄였다. 임페리얼 케미컬 인더스트리스(ICI)의 제2차 세계 대전 이중기 AN 제제도 훨씬 낮은 온도를 가졌지만, N 및 NQ 삼중기 추진제의 섬광 감소 특성은 부족했다.

코르다이트는 폭발물로 분류되지만, 고성능 폭약으로 사용되지 않는다. 이것은 폭연 또는 연소하여 고압 가스를 생성하도록 설계되었다.

 노벨과 아벨의 특허 분쟁 

알프레드 노벨은 아벨과 듀어가 특허 침해를 저질렀다고 주장하며 그들을 고소했다. 그의 특허는 나이트로셀룰로스가 "잘 알려진 용해성 종류"여야 한다고 명시했다. 소송에서 패소한 후, 사건은 영국 항소법원으로 넘어갔다. 이 분쟁은 결국 1895년 귀족원 (영국)에 이르렀지만, 그의 특허에 있는 "잘 알려진 용해성 종류"라는 단어가 용해성 콜로디온을 의미하는 것으로 해석되어 불용성 건코튼은 명시적으로 제외되었기 때문에 최종적으로 패소했다. 모호한 문구는 "용해성 나이트로셀룰로스"였다. 용해성 나이트로셀룰로스는 콜로디온으로 알려져 있었고 에탄올에 용해되었다. 주로 의료 및 사진용으로 사용되었다. 반면, 알코올에 불용성인 나이트로셀룰로스는 건코튼으로 알려져 있었고 폭약으로 사용되었다. 노벨의 특허는 장뇌와 용해성 나이트로셀룰로스를 사용한 셀룰로이드 생산을 언급하며, 이는 노벨이 용해성 및 불용성 나이트로셀룰로스의 사용을 특별히 구별하고 있음을 암시하는 것으로 해석되었다. 이 사건에 대한 법의학적 분석은 John Williams(2014)의 The History of Explosives Vol II; The Case for Cordite를 참조하라. 그러나 2019년 잉그리드 칼베리가 쓴 알프레드 노벨에 대한 포괄적인 전기는 아벨과 듀어가 파리에서 노벨의 작업을 얼마나 면밀히 따르도록 허용되었는지, 그리고 이 신뢰가 어떻게 배신되었는지에 대해 노벨이 얼마나 실망했는지 언급한다. 이 책은 노벨을 원래 발명가로 주장하며, 사건이 중요하지 않은 기술적 문제 때문에 패소했다고 주장한다.

 제제 
연소 속도는 코르다이트의 표면적을 변경함으로써 달라질 수 있다는 것이 빠르게 발견되었다. 가는 막대는 소형 무기에 사용되었고 상대적으로 빠르게 연소되었으며, 더 두꺼운 막대는 더 느리게 연소되었고 대포 및 해군 함포와 같이 더 긴 총열에 사용되었다.

 코르다이트 (Mk I) 및 코르다이트 MD 
원래의 아벨-듀어 제제는 과도한 총포신 침식을 일으켰기 때문에 곧 대체되었다. 이후 코르다이트 Mk I로 알려지게 되었다.

코르다이트의 조성은 제2차 보어 전쟁이 끝난 직후 건코튼 65%, 나이트로글리세린 30%(석유 젤리 5% 유지), 아세톤 0.8%로 변경되었다. 이것은 코르다이트 MD(수정됨)로 알려졌다.Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "cordite". Encyclopedia Britannica, 13 Apr. 2017, https://www.britannica.com/technology/cordite . Accessed 29 December 2021.

코르다이트 MD는 본질적으로 코르다이트 MD의 위력이 약하기 때문에 동일한 총구 속도를 달성하기 위해 일반적으로 교체되는 코르다이트 Mk I 탄약보다 약 15% 더 무거웠다.Example : BL 6-inch Mk VII gun : 20 lb cordite Mk I, 23 lb cordite MD. Table 8 in Treatise on Ammunition 1915.

 코르다이트 RDB 
제1차 세계 대전 중 대영제국은 아세톤이 부족했고, 영국 왕립 해군에서 사용하기 위한 새로운 실험 형태가 개발되었다.Ministry of Munitions of War 이것이 코르다이트 RDB(= 연구 부서 공식 B)였는데, 이는 콜로디온 52%, 나이트로글리세린 42%, 석유 젤리 6%였다. 이것은 HM Factory, Gretna에서 생산되었으며, 홀튼 히스 왕립 해군 코르다이트 공장에서도 생산되었다.

제1차 세계 대전 후기 코르다이트 산업을 위한 아세톤은 결국 산업 발효의 아버지로 여겨지는 하임 바이츠만 박사의 노력으로 생산되었다. 맨체스터 빅토리아 대학교 강사였던 바이츠만은 박테리아 발효를 사용하여 많은 원하는 물질을 대량으로 생산하는 방법을 발견했다. 그는 박테리아 클로스트리디움 아세토부틸리쿰(이른바 바이츠만 유기체)을 사용하여 아세톤을 생산했다. 바이츠만은 아세톤 제조 권리를 상업용 용매 회사(Commercial Solvents Corporation)에 로열티를 대가로 양도했다. 제1차 세계 대전 중 1915년 포탄 위기 이후, 그는 1916년부터 1919년까지 영국 해군 본부 연구소 소장이었다.

코르다이트 RDB는 너무 오랫동안 보관하면 불안정해지는 것으로 나중에 밝혀졌다.

 코르다이트 SC 
발리스타이트와 기술적으로 극히 유사한 무용매 코르다이트 RDB에 대한 연구는 주로 안정제 첨가에 초점을 맞춰 계속되었는데, 이는 상당한 양의 센트랄라이트(영국 용어로는 "카바마이트")를 특징으로 하는 독일 RP C/12 추진제를 기반으로 했고, 제2차 세계 대전의 주요 해군 추진제로 일반적으로 사용되는 유형으로 이어졌다. 대영제국에서는 이것을 코르다이트 SC(= 무용매 코르다이트)라고 불렀으며, 이는 고전적인 코르다이트와는 별도의 생산 시설을 필요로 했다.

코르다이트 SC는 다양한 모양과 크기로 생산되었으므로, 특정 기하학적 형태의 코르다이트 SC는 SC 뒤에 문자 또는 숫자, 또는 둘 다를 사용하여 표시되었다. 예를 들어, SC 뒤에 숫자가 오면 막대 모양의 코드로, 숫자는 천분의 1인치 단위의 직경을 나타냈다. "SC T" 뒤에 두 세트의 숫자가 오면 관형 추진제를 나타냈으며, 숫자는 천분의 1인치 단위의 두 직경을 나타냈다.

2인치(약 50 mm) 및 3인치(약 75 mm) 직경의 로켓 코르다이트 SC 탄약은 제2차 세계 대전 이전에 대공 목적으로 극비리에 개발되었는데, 이는 소위 Z 배터리라고 불리며 '무회전 발사체'를 사용했다.

대영제국은 1960년대에 미터법 단위로 변경되었으므로 추진제 기하학 번호 매기기 시스템에 불연속성이 있었다.

 코르다이트 N 
제2차 세계 대전 중 중요한 발전은 혼합물에 또 다른 폭발물인 나이트로구아니딘을 추가하여 삼중기 추진제 또는 코르다이트 N과 NQ를 형성한 것이다. 포병 및 해군 사용에 따라 제제가 약간 달랐다. 이는 영국 해군 주력함에 장착된 대구경 함포와 관련된 두 가지 문제, 즉 총구 섬광과 총구 침식을 해결했다. 나이트로구아니딘은 가열될 때 많은 양의 질소를 생성하여 총구 섬광을 줄이는 이점이 있었고, 낮은 연소 온도는 총포신 침식을 크게 줄였다.

N과 NQ는 또한 영국 25파운더 및 5.5인치 지상 포병이 사용하는 탄약에 제한된 양으로 지급되었다.

제2차 세계 대전 이후 이중기 추진제 생산은 일반적으로 종료되었다. 삼중기 추진제인 N과 NQ만이 105 mm 야포 및 155 mm FH70용 탄약과 같은 새로운 탄약 설계에 사용되었다.

 장약 설계 

 제조 

 영국 정부 공장 
대영제국에서 코르다이트는 아벨, 듀어, 켈너에 의해 울리치의 왕립 병기창에서 군사용으로 개발되었고,Zukas (2002) 1889년부터 월섬 애비 왕립 화약 공장에서 생산되었다.Hogg (1970)

제1차 세계 대전이 시작될 때, 코르다이트는 월섬 애비 왕립 화약 공장과 7개의 다른 공급업체(British Explosives Syndicate Ltd, Chilworth Gunpowder Company Ltd, Cotton Powder Company Ltd, Messrs Curtis's and Harvey Ltd, National Explosives Company Ltd, New Explosives Company Ltd 및 Nobels Explosive Company Ltd)에서 생산되었다.Ministry of Munitions (1922) 기존 공장들이 확장되고 새로운 공장들이 건설되었는데, 특히 아르디어의 노벨 공장, 스코틀랜드 그레트나의 스코틀랜드-잉글랜드 국경에 걸쳐 있는 HM Factory, Gretna, 그리고 홀튼 히스 왕립 해군 코르다이트 공장이 눈에 띄었다. 인도 정부도 닐그리스에 공장을 설립했다. 그레트나와 홀튼 히스 코르다이트 공장은 모두 제1차 세계 대전이 끝난 후 폐쇄되었다.

제2차 세계 대전이 시작될 무렵, 홀튼 히스는 재개되었고, 영국 왕립 해군을 위한 추가 공장인 캐어웬트 왕립 해군 추진제 공장이 웨일스의 캐어웬트에 개장했다. 매우 큰 왕립 병기 공장인 ROF 비숍턴은 영국 육군과 왕립 공군을 위한 코르다이트를 제조하기 위해 스코틀랜드에 개장했다. 월섬 애비에 새로운 코르다이트 공장과 두 개의 추가 ROF(ROF 랜스킬 및 ROF 렉섬)도 개장했다. 이 공장에서 생산된 코르다이트는 탄약 충전을 위해 충전 공장으로 보내졌다.

 MoS 에이전시 공장 및 ICI 노벨 제2차 세계 대전 
영국 정부는 군수품부(MoS)를 대신하여 운영되는 에이전시 공장으로서 왕립 병기 공장 통제하에 있지 않은 추가 코르다이트 공장을 설립했다. 1939년 ICI 노벨 회사는 스코틀랜드 남부에 6개의 공장을 건설하고 운영하도록 요청받았다. 이 6개 중 4개는 코르다이트 또는 화기 추진제 제조에 관여했다. MoS 드룬간스(덤프리스) 공장은 건코튼을 생산했으며, 이는 MoS 달베티(삼중기 코르다이트)와 MoS 파우풋(소형 무기용 단일기 과립형 건코튼)에서 코르다이트로 전환되었다. 현재 그랜트 증류소가 차지하고 있는 사우스 에어셔의 길번의 작은 부지에서는 코르다이트와 TNT를 생산했다. ICI 아르디어 부지에는 제1차 세계 대전 당시 정부 소유의 코르다이트 공장도 휴면 상태로 있었다.

1942년에서 1945년 사이에 생산된 영국 코르다이트의 35%가 아르디어와 이 에이전시 공장에서 나왔다. ICI는 호주 멜버른 근처의 디어 파크(인접한 교외의 이름을 따서 아르디어라고도 혼동됨)와 남아프리카에서도 유사한 작업을 수행했다.

 해외 공급 
제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 모두에서 영연방으로부터 추가 추진제 공급원을 확보했다. 캐나다, 남아프리카, 호주에는 ICI 소유의 공장이 있었는데, 특히 많은 양의 코르다이트를 공급했다.

 제1차 세계 대전 
캐나다 익스플로시브스 리미티드는 1910년에 퀘벡주 병기창을 위해 벨로에일 공장에서 소총 코르다이트를 생산하기 위해 설립되었다. 1915년 11월까지 생산량은 제국 군수위원회를 위해 월 350,000 lb(159,000 kg)의 코르다이트를 생산하도록 확장되었다.Carnegie (1925).

제국 군수위원회는 캐나다에 여러 추가 폭발물 공장을 설립했다. 1916/1917년에 온타리오 주 노벨에 영국 코르다이트 유한 회사 공장을 건설하여 코르다이트를 생산하게 했다. 생산은 1917년 중반에 시작되었다.

캐나다 익스플로시브스 유한 회사는 온타리오 주 노벨에 추가 코르다이트 공장을 건설했다. 작업은 1918년 2월에 시작되어 1918년 8월 24일에 완료되었다. 이 공장은 월 1,500,000 lb(681톤 (단위))의 코르다이트를 생산하도록 설계되었다.

공장, 특히 "중공업"(Long, and Marland 2009)은 군수품 공급에 중요했다. 코르다이트 공장은 일반적으로 포탄을 포장하면서 목숨을 걸고 일하는 여성들(Cook 2006)을 고용했다.

 생산량 
군사적 용도로 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 모두에서 코르다이트가 대량으로 제조되었다.

 제1차 세계 대전 이전 
제1차 세계 대전 이전에 영국 정부가 사용하는 대부분의 코르다이트는 자체 공장에서 생산되었다. 제1차 세계 대전 직전, 영국에서는 민간 제조업체에서 연간 6,000~8,000톤 (단위)의 코르다이트가 생산되었으며, 아르디어의 노벨 엔터프라이즈에서 연간 1,000~1,500톤이 생산되었다. 그러나 민간 산업은 연간 약 10,000톤을 생산할 수 있었고, 아르디어는 이 총량 중 약 3,000톤을 생산할 수 있었다.

 제1차 세계 대전 
제1차 세계 대전이 시작될 무렵, 영국의 민간 산업은 16,000톤의 코르다이트를 생산하도록 요청받았고, 모든 회사는 확장을 시작했다. 1916년에 개장한 영국 최대의 추진제 공장인 HM Factory, Gretna는 1917년까지 주당 800미터톤의 코르다이트 RDB를 생산했다(연간 약 41,600톤). 영국 왕립 해군은 홀튼 히스 왕립 해군 코르다이트 공장에 자체 공장을 가지고 있었다.

1910년, 캐나다 인더스트리스 리미티드는 퀘벡주 병기창을 위해 벨로에일 공장에서 월 3,000 lb(1,362 kg)의 소총 코르다이트를 생산했다. 1915년 11월까지 생산량은 월 350,000 lb(159,000 kg)의 코르다이트(연간 약 1,900미터톤)로 확장되었다. 온타리오 주 노벨의 캐나다 익스플로시브스 리미티드 코르다이트 공장은 월 1,500,000 lb(681미터톤)의 코르다이트(연간 약 8,170미터톤)를 생산하도록 설계되었다.

 전간기 
HM Factory, Gretna와 홀튼 히스 왕립 해군 코르다이트 공장은 모두 전쟁이 끝난 후 폐쇄되었고 그레트나 공장은 해체되었다. 이로 인해 월섬 애비와 아르디어 공장만 생산을 계속했다.


 제2차 세계 대전 
위에서 언급했듯이, 영국 정부는 자체 시설 외에도 ICI 노벨에게 스코틀랜드, 호주, 캐나다 및 남아프리카에 여러 에이전시 공장을 설립하여 코르다이트를 생산하도록 했다.

 같이 보기 
 시모세 화약

 각주 

 참고 문헌 















 외부 링크 

 탄약
 Sausalito News 1917년 6월 2일 – 캘리포니아 디지털 신문 컬렉션

분류:영국의 발명품