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[첨단공학기술 작동 메커니즘] 사거리 20m 루미트론 너프 건

세상에서 가장 놀라운 이동수단들과 장난감, 공구들을 분해해 그 작동원리를 알아보자.

미국 아이들은 하나씩 꼭 갖고 있다는 장난감총 너프건(Nerf Gun). 너프 건의 원조 '샤프슈터(Sharpshooter)'가 출시된 지 20년이 흘렀다. 제조사인 너프는 그동안 10m였던 샤프슈터의 사거리 증대를 위해 무던히 애를 썼다. 끊임없이 발사시스템을 개량했고 모터를 탑재하기도 했다. 하지만 모든 노력에도 불구하고 증진된 사거리는 3m에 불과했다. 그러던 지난해 너프는 발사 메커니즘을 재설계하고 탄환을 다트에서 디스크로 변환하는 대대적 수술을 단행했다. 그 결과, 보텍스 시리즈와 야광버전인 루미트론의 사거리는 20m로 늘어났다.

탄환
너프는 서로 모양이 다른 50여종의 디스크형 탄환을 실험해 최종 디자인을 결정했다.

낙점된 탄환은 직경 3.8㎝, 중량 2.6g으로 연질 플라스틱 소재의 반구형 코어를 발포재로 둘러쌌다. 특히 중량 대부분은 하단에 몰리도록 설계됐다.

무게중심을 낮춰 직선에 가까운 탄도를 갖게 하기 위함이다. 또한 겉면에는 신속히 반응하는 야광 발광 물질도 코팅돼 있는데 최소 500번의 사격에도 벗겨지지 않는다.

탄창
길이 21.5㎝의 루미트론 탄창에는 10발의 탄환이 들어간다. 사용자가 장전 손잡이를 잡아당기면 탄환 장전용 암(arm)이 뒤로 밀리면서 빈 공간이 생기고 이곳으로 탄환 1발이 올라간다. 이후 장전 손잡이를 앞으로 밀면 장전용 암이 탄환을 밀어서 발사지점에 위치시킨다. 탄창 속 하단과 탄창 끝부분에 각각 1개와 4개의 백색 LED가 채용돼 있으며 탄환의 형광물질을 신속히 발광시킨다.

정품 탄환 인증
방아쇠에 부착된 2개의 스프링 핀이 병뚜껑 등 비정품 탄환의 발사를 막는다. 핀 하나는 장전된 탄환의 두께(1.3㎝), 다른 하나는 직경(3.8㎝)이 정품과 일치할 때만 완전히 눌리며 2개의 핀이 모두 눌리지 않으면 방아쇠는 당겨지지 않는다.

발사 메커니즘
탄환이 장전될 때 발사용 암도 작동된다. 길이 10㎝의 이 암은 탄환을 밀어내는 플라스틱 고리와 비틀림 스프링(torsion spring)으로 구성돼 있다.



장전 시 고리가 스프링을 누르며 탄환의 뒷부분에 위치하고 방아쇠를 당기면 스프링이 복원되며 고리가 탄환을 타격, 발사가 이뤄진다. 타격 지점은 탄환의 중심이 아닌 약간 우측이며 그로 인해 탄환은 반시계 방향으로 회전하며 발사된다.

총열
루미트론의 곧은 탄도와 긴 사거리는 탄환이 회전하며 발생하는 원심력의 덕이 크다.

엔지니어들은 최초 발사 시점의 회전력과 탄도 유지를 위해 탄환이 지나는 총열 측면에 약 2.5㎝ 길이의 레일을 만들었다. 탄환이 레일을 지나가며 견인력을 얻어 마찰력이 유지되는 것. 총열은 정확히 12.38㎝로서 무수한 실험을 거쳐 찾아낸 가장 이상적인 길이다.

이보다 5㎜만 길어도 탄환이 과도하게 회전, 발사속도가 떨어지고 조금 짧으면 직진성을 잃고 삐딱하게 발사된다.





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