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방탄복
방탄복(防彈服, Bulletproof Vest, Body Armor, Bulletproof, Plate Carrier)은 탄환 및 포탄 파편으로 인한 부상을 줄이려는 목적으로 제작된 의류이다. 보통 방탄복은 군인, 경찰, 사설 경호원들이 주로 착용하지만, 때때로 범죄자, 테러리즘들이 사용하기도 한다.
"방탄"이라고 하지만, 많은 수의 방탄복은 소구경의 권총탄, 산탄총 탄환(발사체), 수류탄과 같은 폭발물의 파편에 대해서만 방어력이 있으며, 소총탄에 대해서는 그 효과가 극히 미미하다. 실질적으로 소총탄을 방어할 수 있는 것은 방탄복 내부에 삽입하는 플레이트이다.
개요
방탄복은 착용자를 총탄/파편 등으로부터 보호하기 위해 특수제작된 보호구. 크게 군용과 민수용으로 나누어진다.
대부분 상체를 가리는 조끼 형태이기 때문에 방탄조끼(Bulletproof, Ballistic Vest)라고도 불린다. 몸을 가려주기 때문에 갑옷의 후손 격이라는 의미에서 Body Armor라고도 한다.
2010년 이후로 군, 경용으로 많이 쓰이는 방탄복은 방탄판(Plate)을 담아주는(Carry) 방식이기 때문에 플레이트 캐리어(Plate Carrier)라고 불린다.
과거에는 총탄, 그것도 눈 먼 총알, 권총탄, 파편 등을 막는 데 주력했으나, 기술이 발달하면서 소총탄도 방호 가능한데다 다양한 군장 구성품을 장착하는 플랫폼 역할도 맡게 되었다.
전술장비/사격 유튜버 Garand Thumb은 플레이트 캐리어(및 현대 방탄복)의 역할을 세 가지로 요약했다.
- 1. To Stop Holes
구멍을 방지한다. 총탄으로부터 착용자를 지켜준다.
- 2. To Plug Holes
구멍을 메꾼다. 총상 응급처치를 할 수 있는 응급처치 키트를 장착한다.
- 3. To Make Holes
구멍을 낸다. 적에게 구멍을 낼 수 있는 탄약을 수납할 수 있다.
역사
방탄복의 역사는 인류의 전쟁 및 안전 기술의 발달과 밀접하게 관련되어 있다. 초기에는 금속 갑옷에서 시작하여 현대에는 첨단 재료를 활용한 방탄복으로 진화했다. 방탄복의 역사는 크게 다음과 같은 시기로 나눌 수 있다.
- 1. 고대 및 중세 시대
- 금속 갑옷
- 초기 보호 장비: 방탄복의 기원은 고대의 가죽과 금속 판을 사용한 갑옷에서 시작되었다. 고대 이집트, 그리스, 로마에서는 청동이나 철로 만든 갑옷을 착용해 전투 중 신체를 보호했다.
- 중세 시대의 전신 갑옷: 중세 유럽에서는 철과 강철로 만든 기사 갑옷이 사용되었다. 이 갑옷은 칼이나 창 같은 근접 무기로부터 보호하는 데 효과적이었지만, 무거워서 움직임이 제한적이었다.
- 2. 화기의 등장과 방어구의 변화
- 총기의 등장: 15세기 이후 화약과 총기가 보급되면서 금속 갑옷은 점점 무용지물이 되었다. 총탄을 막기 위해서는 더 두껍고 무거운 금속이 필요했으나, 이는 착용자의 기동성을 크게 저하했다.
- 플레이트 갑옷의 쇠퇴: 이로 인해 전신 갑옷은 점차 폐기되고 군사 장비는 화기의 위협을 줄이기 위한 새로운 방법을 모색하기 시작했다.
- 3. 19세기
- 초기 방탄 기술
- 최초의 방탄복 시도: 19세기 중반, 일본에서는 사무라이들이 철제 판과 비단으로 만든 방탄복을 실험했다.
- 미국 남북전쟁: 일부 군인들이 강철 판을 사용한 개인 방호복을 착용했으나, 효과는 제한적이었다.
- 발명가들의 도전: 19세기 후반에는 실크를 이용한 방탄복이 개발되었다. 폴란드의 발명가 카지미에시 주갈스키(Kazimierz Żegleń)가 발명한 실크 방탄복은 일부 총탄을 막을 수 있었다.
- 4. 20세기 초
- 방탄복의 진화
- 제1차 세계대전: 화학 무기와 고속탄의 사용으로 기존 방호복이 효과를 발휘하지 못했다. 일부 군인들은 강철 헬멧과 방탄 조끼를 착용했으나, 사용이 제한적이었다.
- 제2차 세계대전: 미국과 영국은 금속 판과 나일론으로 구성된 방탄복을 실험적으로 사용했다. 특히 공군 승무원들을 보호하기 위해 플랙 재킷(Flak Jacket)이 개발되었다. 이 재킷은 포탄 파편을 막는 데 효과적이었으나 총탄 방호 능력은 부족했다.
- 5. 20세기 후반
- 첨단 재료의 도입
- 케블라의 등장: 1965년 듀폰(DuPont)에서 개발된 케블라(Kevlar) 섬유는 방탄복의 혁신을 가져왔다. 케블라는 가볍고 강도가 높아 총탄과 파편으로부터 효과적으로 보호할 수 있었다.
- 발라스틱 나일론: 냉전 시대에는 경량 소재와 고강도 섬유를 사용하여 방탄복을 더욱 개선했다.
- 베트남 전쟁: 미군은 파편 방호용 방탄복을 사용했으며, 이는 현대 방탄복의 기반이 되었다.
- 6. 21세기
- 모듈형 및 첨단 방탄복
- 세라믹 플레이트: 현대 방탄복에는 케블라뿐 아니라 세라믹 플레이트가 추가되어 고속 탄환을 막을 수 있다.
- UHMWPE 섬유: 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)은 케블라보다 가볍고 내구성이 뛰어난 섬유로, 방탄복 제작에 사용된다.
- 소프트 및 하드 아머: 오늘날 방탄복은 유연한 소프트 아머와 단단한 하드 플레이트의 조합으로 제작된다.
- 첨단 기술: 나노소재, 스마트 섬유, 자가 복구 기술 등이 방탄복 개발에 도입되고 있다.
방탄 재질
방탄복은 크게 소프트와 하드로 나뉜다. 소프트는 말 그대로 부드럽고 유연한 섬유 계열, 하드는 딱딱한 플레이트 모양이다. 소프트 아머는 주로 권총탄 수준의 방어를 위해 만들어지며 아라미드와 UHMWPE 섬유가 주로 쓰인다. 하드 플레이트는 권총탄에서 소총탄까지의 방어를 위해 만들어지며 주로 금속이나 세라믹으로 만들지만 아라미드와 UHMWPE 등의 섬유를 적층시키고 굳혀서 만들기도 한다.
현재 가장 대중적으로 쓰이는 재질은 섬유, 금속, 세라믹, 그리고 폴리머 등이다.
- 섬유(소프트/하드)
아라미드 등의 고강도 섬유 재질을 써서 직조한 삽입물. 실을 짜서 만든 천이라 상대적으로 잘 휘는 편이다. 물론 튼튼한 만큼 섬유치고는 매우 뻣뻣하다. 섬유 형태로 짜서 만든 것이기 때문에 내구력은 아무리 좋아도 레벨 IIIA가 한계다. 따로 방검 소재를 넣지 않았을 경우 종종 강하게 찍은 아이스 픽에도 뚫리지만 가볍고 착용감이 좋다. 다만 섬유재라 수명 한계가 있고 땀과 습기에 취약한 편(어느 정도 습기에 강한 소재로 만든 경우도 있다). 비교적 최근 개발된 M5 섬유는 케블라나 스펙트라보다 강하면서 훨씬 가볍고 잘 불타지 않는 성질이 있어서, 방탄복 안에 삽입하는 판뿐만 아니라 외부 피복 등에 쓰이기에도 적합해 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 착용감이 편안해 주로 권총탄 등급의 방어가 필요하고 장시간 입어야 하는 경찰쪽에서 제일 많이 사용되는 방탄복 재질이다. 대표적인 브랜드로 케블라가 있다.
- 강철(하드)
수명 문제가 적고, 여러번 사용할 수 있으며 단순히 통짜 철판으로 총알을 막는 구조라 원재료만 있다면 생산과정이 복잡하지 않아 저렴하고 빨리 대량 양산이 가능하다. 그 대신 방탄 재질 중에서 제일 무거운 편에 속하기 때문에 뛰어다닐 일이 적은 민간 시장에서 많이 쓴다. 수리나 재활용도 쉽다. 원리는 철판 자체의 강성과 경도를 이용해서 상대적으로 무른 납과 구리로 된 탄자를 뭉개거나 깨뜨려 방어한다. 때문에 비슷한 위치에 여러 발을 맞더라도 방호가 가능한 급의 탄이라면 무리 없이 막아낸다. 단점은 이 때문에 깨진 탄자 파편이나 도탄한 총탄이 턱 같은 엉뚱한 방향으로 튀어서 2차 피해를 유발할 수 있는데, 이를 막기 위해 표면에 별도의 파편 방지 코팅을 입히기도 한다. 또한 세라믹처럼 부스러지거나 변형되는 성질이 덜하기 때문에 자신과 경도가 유사하거나 더 높은 철갑탄류에는 상당히 취약하여 거의 대부분 AR500 같은 레벨III 짜리다. AR600 같이 레벨III+ 제품도 있으나, 실제 사격 테스트를 보면 텅스텐 철갑탄인 M995는 말할것도 없고 강철 탄심이 든 M855A1 방어도 실패하는 모습이 자주 보인다. 그래서 우크라이나 전쟁에서 저렴하게 찍어낸 철제 방탄판이 양측 징집병들에게 다량 지급되었는데, 러시아 측과 우크라이나 측 모두 노획한 상대측의 강철 방탄판에 소총탄을 쏘면서 잘 뚫린다고 비방하는 심리전을 펼쳤다.
- 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)(소프트/하드)
2012년 즈음에 다이니마계 플라스틱 재질의 방탄판이 최신예 제품으로 등장했는데, DKX MAX III나 Midwest armor의 MASS III가 이에 해당한다. 소총탄을 막는 레벨 III(철갑탄 막는 레벨 IV는 14년 시점에서 아직 시험 중)인데도 불구하고 무게가 판 하나 당 고작 1.3 kg에 물에 뜨기까지 하는 무지막지한 것이 나오고 있다. 똑같이 가벼운 세라믹과는 달리 충격에도 강하고 관리가 편하다. 세라믹과 마찬가지로 경도가 그리 높지는 않기 때문에 맞은 곳에 또 맞으면 뚫리지만 분산되어 맞으면 여러 발을 막을 수 있다. 소프트 아머와 하드 플레이트를 둘 다 만들 수 있으며 소프트 아머는 비교적 얇고 어느정도의 유연성이 있어서 몹시 편하다. 아라미드 섬유 계열과 달리 습도에 강하지만 단점은 열에 약하다는 것으로 아라미드 재질의 방탄복이 300도까지도 버티는 반면 PE 재질의 방탄복은 200도만 되어도 망가져 버린다. 대표적 브랜드로 다이니마, 스펙트라가 있다.
- 티타늄(하드)
주로 냉전기 소련에서 쓰인 방탄재로 철보다는 가볍다는 특징 덕분에 더 두껍게 만들 수 있어 강철 플레이트의 상위 호환이다. 그러나 강철 플레이트보다 비싸고, 재질 특성 상 수리도 어려우며, 세라믹 계열보다 떨어지는 성능 등 애매한 부분이 많아 최근엔 잘 쓰이지 않는다. 소련-아프가니스탄 전쟁 당시 헬리콥터 파일럿들에게 지급된 BZh-2, 보병용 방탄복인 6B3/6B23 계열 등이 있었다.
- 금속 해면체(하드)
- 복합금속체(composite metal foam)라는, 금속으로 만든 스펀지. 스테인레스강을 거품지도록 성형해 만든 것이다. 자동차 업계에서 촉매변환기, 구조재료 용도로 쓰이던 재료를 응용한 것인데, 스펀지 같은 구조를 통해 기존 강철제 방탄판의 쉽게 깨진다는 단점을 보완하여 3센티미터 남짓한 두께로 철갑탄도 방어하는 NIJ IV급도 가능하다고. 케블러나 세라믹 패널 등 기존 방탄복 재료들과 겹쳐서 쓸 수도 있고, 스펀지 형태라 부피에 비해 가벼우며, 중량 대비 강성이 통짜 금속보다 높아 같은 방호력의 기존 방탄복보다 20% 정도 더 가볍게 만들 수 있다고 한다.
- 판형 세라믹(하드)
무게 대비 뛰어난 성능을 보이는 방탄판의 대표주자다. 금속계에 비해 비교적 가볍고 비싸다. NIJ IV 방탄판을 원한다면 이 소재를 찾는 수밖에 없다. 소총탄에 직격하면 하얀 충전물이 부스러지면서 패이지만 그 과정에서 충격을 흡수해 내구력이 높고, 무게에 비해 월등한 성능을 뽐낸다. 하지만 세라믹 계열은 충격에 약하기에 바닥에 떨구면 안쪽에 금이 가 폐품이 되기 십상이라 주기적으로 비파괴 검사를 거쳐야 하는 등 관리가 까다로운 데다 수명도 존재한다. 더불어 세라믹 특성 상 부분적으로 깨지고 패이면서 탄을 방호하기 때문에 같은 위치에 또 탄을 맞으면 방어에 실패하기 쉽다.
미군에서 사용하는 Small Arms Protective Insert(SAPI)와 eSAPI(enhanced SAPI)는 각각 레벨 3, 4에 대응하는데(이건 군에서 자체 시험을 거쳤기 때문에 NIJ 레벨을 매기지는 않는다) 보통 섬유재로 포장을 한 보론 카바이드 계열 세라믹이다. 맞으면 푹 파이면서 허옇게 내부 충전물이 새어 나오기 때문에 맞은 곳에 또 맞으면 뚫리기 십상이지만, 전투 중에 한 방 맞고 같은 곳에 또 맞을 때까지 가만히 서 있는 일은 없으므로 '한 번 목숨을 구해준다'는 점에서 이만하면 충분하다. 제조사에서나 SAPI계열의 실험에서 '무슨 탄을 몇 발 방호' 하는 식으로 나오는 것은 한 곳에 모아쏜 것이 아니라 이곳저곳 분산시켜서 사격한 것이니 착각하면 안 된다.
SAPI 패널은 중간 사이즈 가슴판, 등판이 각각 1.82kg 무게이다. ESAPI는 같은 사이즈가 2.5kg 무게. 여기에 몸통 측면을 보호하는 부가적 소형판이 각각 1kg이다.
- 블록형 세라믹(하드)
세라믹판이 사각형 또는 육각형 구조로 조립되어 있어서 여러발 타격시 판 전체가 깨지지 않고 피격부위만 깨지는 방식이다. 피격 시 균열이 패널 전체로 퍼지지 않기 때문에 여러 발 피격 시 방호력이 더 높으며, 깨진 블록만 빼서 교체할 수 있기 때문에 방탄판 야전 수리도 그럭저럭 가능하다. 9×39 mm 문서에 나오듯 일체형 세라믹 판인 XSAPI는 여러 발을 막아낸 뒤에는 방탄판 전체에 금이 가서 본래라면 막아낼 수 있는 탄에도 뚫리는 일이 희귀하게 있으나, 블록형은 피격된 부위 외에는 깨지지 않기 때문이다. 상단 방탄 등급에 나와있는 여러총탄을 막는 움짤인 러시아의 6B45나 최근 나오는 NIJ 4 등급 이상의 민간 방탄 플레이트들이 대부분 이런 구조다. 그러나 단점도 있는데 바로 블록 접합부는 방탄성능이 매우 떨어지는 단점이 있다.
- 우블렉(oobleck)(소프트/하드)
우블렉이란 일종의 콜로이드 용액으로, "비뉴턴 유체(non-newtonian fluid)", 혹은 전단농화물질이라고도 불리는 물질이다. 고분자 물질을 용매에 풀어서 일정 정도의 점성을 갖게 한 용액인데, 여기다 천천히 손가락을 넣듯이 천천히 압력을 가하면 그냥 물처럼 쑥 들어가지만, 주먹으로 후려치는 것처럼 빠르게 압력을 가하면 순간적으로 엄청나게 단단해져 주먹을 튕겨내는 수준으로 굳어진다. TV 등에서 전분(녹말)을 풀어서 만든 우블렉 액체 표면을 사람이 뛰어서 건너가는 등의 실험으로 나오기도 했다. 이 점을 응용해서 방수 재질의 천 몇 겹으로 만들어진 조끼의 섬유 사이에 우블렉을 빽빽이 채우면 평소에는 유연하고 비교적 가벼우면서도 방호력은 케블라를 능가하는 이상적인 방탄복이 만들어진다. 외피가 손상되면 그 부위의 우블렉이 누수되어 방탄 능력을 소실한다는 문제가 있지만, 어차피 같은 자리를 여러 번 맞으면 큰 일이 나는 건 어느 방탄복이나 마찬가지이니... 영국 방위산업체인 BAE 시스템즈와 폴란드 기업인 모라텍스(http://www.moratex.eu/en/) 등이 상용화를 목표로 활발히 연구 중이라고 한다. 우리나라에서도 ‘전단 농화 물질 방탄복’이라고 하며 연구 중이다. 다만 이론 상으로는 참 좋아 보이지만 여러 한계점으로 인해 아직은 실용화되지 못하고 있다. 대표적인 문제는 유체인 만큼 유연성이 있는 외피에 담을 시 중력이 가해지는 방향으로 불룩하게 쏠려 균일한 방호력이 나오지 않고, 고속탄은 우블렉이 제대로 굳어지기 전 관통해 버릴 수 있다는 것.
- 미세가공물(나노구조)(소프트/하드)
이제 시장에 슬슬 탄소나노튜브를 사용한 제품이 시장에 등장하고 있다. 전면 패널 한 장에 500g 밖에 안 해서 아주 가볍고, 상상 이상으로 유연하면서도 IIIA 단계까지 버티는 수준이다. 섬유 계열 연질 삽입물 형태로 이제 막 시장에 상용화되는 중인데, 생각보다 값이 싸다. 통짜 탄소 나노튜브 직조물은 아니지만 기존의 섬유 구성물에 탄소 나노튜브를 잘 섞어 보강하는 부류이다. 하지만 현재 탄소나노튜브는 석면과 같은 기전의 발암물질임이 강력하게 의심되는 상황이라 만약 실제로 그러하다는 것이 밝혀진다면 방탄판으로 쓰기는 상당히 찝찝하다.
특수 방탄복
EOD 슈트
방탄복이 파편 방호가 가능하며, 무거운 중량을 감수한다면 더욱 높은 방호력을 만들 수 있다는 것에 착안하여 폭발물 처리반(Explosive Ordnance Disposal. 이하 EOD)이 폭발물로부터 몸을 보호할 수 있도록 하는 보호복. 덕분에 허용범위 안의 폭발물의 양과 적당한 거리만 있다면 폭발물이 터져도 EOD 인력이 생존할 가능성이 엄청나게 높아졌다. 하지만 이것은 어디까지나 단기간 동안 임무를 수행하는 인력이나 사용이 가능한 물건이라 입을 기회는 거의 없고 전체 무게가 30~40kg나 나가며 엄청난 가격(헬멧만 5만달러) 때문에 그 미군조차 많은 양을 소모품처럼 배치/사용하긴 곤란한 물건이다.
그리고 이 슈트는 어디까지나 착용자가 치명상을 입을 가능성을 낮춰 주는 데에 의의가 있는 물건이며, 정밀한 수작업이 요구되는 폭발물 해체 작업의 특성 상 손 부위에는 충분한 방호력을 제공할 수 없기 때문에 만일의 사고가 발생한다면 목숨은 살려줄지언정 손가락만큼은 못 지켜 줄 확률이 높다. 농담으로 EOD 부대에서는 EOD 슈트를 입는 이유가 관에 들어갈 시신을 남기기 위해서라며 신병 놀리기를 하는 경우도 있다.
몸통에는 보통 세라믹 방탄판이 들어가서 소총탄 방호도 가능하지만, 나머지 두꺼운 방탄섬유로 이루어져 있을 뿐이라 생각보다 총탄 방호력은 떨어지는 편.
군견/경찰견용 방탄복
군과 경찰에선 오래 전부터 개를 길들여서 임무에 사용해왔으나 이런 군견/경찰견을 양성하는데 드는 비용과 훈련기간에 비해 임무 중의 위험에 대한 보호책은 오랜 기간 준비되지 않았었다. 그 결과 많은 군견/경찰견들이 임무 중 총탄과 파편에 대한 피해를 입었고, 이를 해결하고자 전용 방탄복이 개발되었다.
착용 시 최대 .357 매그넘 볼탄 수준의 총탄까지 방어해낼 수 있기에 생존률은 증가했지만, 그만큼 무거운 탓에 군견/경찰견에게 입히려면 적응훈련이 필요하다. 그리고 '이런 것에까지 예산을 들일 필요가 있는가'라는 반론도 있다. 단순히 '개 따위에게 해주는 게 아깝다' 같은 문제가 아니다. 앞서 말했듯 군견/경찰견의 양성 비용과 훈련 기간은 결코 만만치 않기에 절대 '개 따위'가 아니라 고급인력이나 마찬가지이기 때문이다.
다만 한 번 총에 맞은 개는 설령 방탄복 덕에 살아남더라도 트라우마 때문에 군견 업무를 계속할 수 없어 대부분 은퇴시켜야 하기에 효용성에 의문이 제기되는 것이다. 물론 인간 또한 총상으로 인한 트라우마에 걸릴 수 있지만 훈련과 심리 치료 등으로 회복해서 임무에 복귀할 수 있다. 하지만 개는 이게 힘들어서 아예 은퇴시키는 것이고, 이러니 사람과는 달리 비싼 돈 들여 방호복을 입혀도 실질적인 인원 손실은 그대로 일어나는 것이다. 어쨌든 개의 생명을 구할 확률은 높아지므로 윤리적 측면에선 가치가 있지만 막대한 예산이 필요한 장비 도입을 (사람 장비에 쓸 예산도 부족한 판국에) 단순히 동물복지를 이유만으로 시행하긴 어려운 면이 있다. 그래서 보급률이 그리 높진 않다고 한다.
여성용 방탄복
기존 방탄복들은 남성 몸 기준으로 제작되어 여성몸에 맞지않거나 입기 불편했다.
남성의 몸 형태는 통짜로 되어있고 어께도 넓었으나 여성은 어께도 좁고 가슴은 튀어나오며 허리부분은 들어간 형태라 기존의 방탄복 형태는 맞지 않았던 것이다. 그래서 여성용 방탄복 개발이 각국에서 진행되었다.
여성용 방탄복 업체의 광고를 보면 '옷맵시가 살아난다.', '방탄복을 입었는지 알수없다.', '가볍다.', '속옷같다.' 등등 기존 방탄복 광고문구와 다른 모습을 보여주는데, 이는 방탄복이 예쁘다고 광고하는것이 아니라 외부 모습을 보면 방탄복을 입은줄 모른다는 기도비닉의 의미이다.
- 여군용 방탄복
여군의 전투병 투입이 현실로 다가오면서 미군은 그간 남성 체격 위주로 방탄복을 디자인하던 기조에 변화를 줄 수밖에 없게 되었다. 이에 미군은 여성들의 신체에 부담을 주지 않으면서 실전에서 써먹을 수 있는 방탄복을 도입하고 있다. 다만 군 조직의 특성 상 남녀 비율의 숫자 차이가 어마어마하고 또 여군이 한 부대에 몰려 있는 것도 아니라서 보급에는 확실히 불편함이 따른다.
참고자료
- 〈방탄복〉, 《사이트명》
- 〈방탄복〉, 《사이트명》
- 〈방탄복의 원리〉, 《원리사전》
- 미사리 건더기, 〈방탄복? 플레이트 캐리어? 무슨 차이일까?〉, 《티스토리》, 2024-09-24
같이 보기
