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영상으로 보는 과학실험입니다.

재현! 신기전

[실험 개요]
조상들의 얼이 담긴 신기전의 모양과 구조를 관찰하고 직접 발사해 봄으로써,
(탐구) 로켓이 추진되는 원리를 관찰할 수 있다.
(지식) 화약 각 성분들의 역할과 신기전 각 부분의 역할을 알 수 있다.
(태도) 조상들의 지혜를 배우고 자랑스러운 마음을 갖는다.




[실험 재료]
한지, 대롱, 풀, 댓살, 화살촉, 깃털, 끈, 화약, 도화선, 철사줄




[실험 과정]
1. 플라스틱 통에 한지를 감아 화약통을 완성한다.
2. 도화선이 되는 심지를 솜에 붙이고 화약통에 밀어 넣는다.
3. 발사목을 적당한 크기로 자르고 사포로 갈아 화살촉 모양을 만든다.
4. 완성된 화살촉을 댓살의 앞부분에 부착한다.
5. 댓살의 한 쪽 끝에서 조금 떨어진 위치에 화약통을 끈으로 감아 부착한다.
6. 댓살의 뒷부분에 꼬리날개를 부착한다.




[실험 과정]
1. 플라스틱 통에 한지를 감아 화약통을 완성한다.

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2. 도화선이 되는 심지를 솜에 붙이고 화약통에 밀어 넣는다.
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3. 발사목을 적당한 크기로 자르고 사포로 갈아 화살촉 모양을 만든다.

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4. 완성된 화살촉을 댓살의 앞부분에 부착한다.

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5. 댓살의 한 쪽 끝에서 조금 떨어진 위치에 화약통을 끈으로 감아 부착한다.

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[실험 정리]
소신기전의 모양을 보고 소신기전을 날아가게 하는 원리는 무엇인지 생각해보자.

그리고 신기전의 구조를 보고 우리 조상들의 과학기술의 우수성을 생각해보자.

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[참고자료]
▶ 신기전과 신기전기 화차

1448년(세종30년) 고려 말기에 최무선이 화약국에서 제조한 로켓형 화기인 주화(走火)를 개량하여 이름붙인 것으로 대신기전(大神機箭), 산화신기전(散火神機箭), 중신기전(中神機箭), 소신기전(小神機箭) 등의 여러 종류가 있다. 병기도설에 기록된 신기전에 관한 내용은 세계에서 가장 오래된 로켓병기의 기록이다.

국방과학연구소가 복원한 대신기전의 발사장면. 서양로켓 보다 350년 앞섰다.

대신기전은 윗둘레 30.7mm, 아랫둘레 92mm, 길이 5210.5mm의 긴 대나무 윗부분에 원통형의 약통이 부착된 형태로 이 속에 화약을 채운다. 이 약통은 종이로 만들어졌는데 길이 695mm, 외경 95.5mm, 내경 63.1mm이며 두께 17.8mm이다. 폭탄에 해당되는 발화통을 약통 위에 올려놓고 도화선을 약통과 연결하여 신기전이 목표지점에 가까워지면 자동으로 폭발하도록 설계되었다. 약통의 아래에는 추진력을 내는 연소가스의 배출을 위해 지름 36.8mm의 구멍이 있다. 대신기전의 사정거리는 무려 1,000m 이상이었다.

산화신기전은 대신기전과 크기가 거의 같으나 발화통을 변형하여 윗부분이 지화(地火)와 발화(發火)를 함께 넣어 터져서 퍼지게 함으로써 적을 혼란에 빠뜨릴 목적으로 사용되었다.

▶[사진] 국방과학연구소가 복원한 대신기전의 발사장면. 서양로켓 보다 350년 앞섰다.


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6. 댓살의 뒷부분에 꼬리날개를 부착한다.
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<항공우주연구소 소장 채연석 박사가 복원한 중신기전의 설계도>




▲[그림] 항공우주연구소 소장 채연석 박사가 복원한 중신기전의 설계도

중,소신기전의 발사는 한 개씩 빈 화살통 같은 곳에 꽂아 발사했으나1451년(문종1년) 화차가 제작된 이후로는 화차의 신기전기(神機箭機)에서 주로 발사하였다. 병기도설에 의하면 신기전기는 직경 46mm의 둥근 나무통 100개를 나무상자 속에 7층으로 쌓은 것으로 이 나무구멍에 중․소신기전 100개를 꽂고 화차의 발사각도를 조절한 후 각줄의 신기전 점화선을 모아 불을 붙이면 동시에 15발씩 차례로 100발이 발사되었다.









▲[그림] 신기전의 발사대인 신기전기 화차의 설계도

신기전이 가지는 장점은 화약의 힘을 빌어 스스로 적진에 날아감으로써 한 번에 많은 양을 발사할 수 있다. 또, 비행 중에 연기를 분출함으로써 적에게 공포감을 일으키며 적진을 불사를 수 있고, 사정거리가 길며, 앞부분에 발화통이 달려 있어서 적진에 이르러 폭발한다는 점이다.





조선 화차의 우월성
화차는 총통 또는 신기전의 불심지를 서로 연결하여 한 개의 불심지에 불을 붙이는 것만으로 전체 화살을 연거푸 발사할 수 있는, 당시로서는 획기적인 자동화기였다. 문종화차에 사용한 수레의 길이는 2천311.7mm, 폭은 734.7mm이며 바퀴의 축은 차체로부터 588.2mm 떨어진 아래에 설치되어 있고, 바퀴의 지름은 874.7mm이다. 이는 중국의 화차에 사용되었던 수레와 비교하면 매우 독특한 구조를 하고 있다.

또 문종화차의 수레는 바퀴 축과 차체가 바퀴의 반지름 정도 떨어져서 설치되어 있다. 이럴 경우 화약무기에 가장 이상적인 발사각 45도를 유지할 수 있는 장점이 있다. 실제 문종의 화차는 발사각 42도까지 가능했던 데 비해 중국 화차는 20도가 고작이었다.

조선이 보유한 화차가 얼마나 뛰어났는가는 동시대 유럽의 것과 비교하면 쉽게 알 수 있다. 조선시대의 화차는 자동화기로 분류될 수 있었으나 같은 시대의 유럽 전차는 마차 위에 병사들이 타고 화살을 날리는 것이 고작이었다. 화차는 15세기의 무기로는 세계적으로 유례가 없는 우리의 개발품이었다.









동성고등학교 D.E.S.C.
발표학생 : 정승호, 정재길, 송태영, 최용석, 최형욱
지도교사 : 노형재




실험동영상 보기

재생시간 : 13:04

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