[정 보] 신형 방탄헬멧 국방부 참고자료

[행 님]

                                  신 형 방 탄 헬 멧

(참고자료)

□ 개발 배경                                                  

   한국이 1976년에 미군 M1헬멧(철모+화이바모)을 대체하여 보급한 구형헬멧은 1980년대 보급된 미국의 PASGT 헬멧에 비해 방탄성(V₅₀)이 50%도 되지 않아 1993년부터 신형헬멧의 개발, 보급이 논의되기 시작하였으며 특히 1996년 강릉공비사건 계기로 소요 제기됨에 따라 1997년 업체자체개발로 추진하여 2003년 개발완료하였음.

    (오리엔탈, 은성사 2개업체: 구형헬멧 생산업체)

구분	품   명	형  상	방탄소재	중량(g)	방탄성(V50) (ft/sec)
한국	구형 헬멧	미군 M1헬멧형	나이론	850 ~ 950	900이상
미국	PASGT 헬멧	독일형 (귀,목보호)	아라미드 섬유 (상품명:Kevlar)	1,400~1,600	2,000이상

   * PASGT (Personal Armour System for Ground Troops) 전투병 개인방호체계

□ 군 요구성능(ROC)(관련근거: 방탄헬멧 군사요구도(보고) '97.3.15.)

  

구  분	신형헬멧 ROC
형  상	한국군 고유형 (귀, 관자놀이, 목 보호)
방탄성	V50 2,000ft/s (609.6 m/s)이상
중  량	1,150gr 이하 (부유대 포함)
두  께	9mm 이하

1) 중량을 1,150g이하로 결정한 이유

   육군은 신형헬멧 ROC설정시 구형헬멧 무게가 950g이므로 헬멧착용시 전투임무 수행에 지장을 주지 않으면서 한국군의 체형을 고려할 때 헬멧 중량을 200g이상 상향시키는 것은 곤란한 것으로 판단하여 1,150g이하로 설정하였음.

2) 방탄성을 V₅₀ 2,000ft/s (609.6 m/s)이상 설정한 이유

  미군 헬멧 방탄성능규격이 MIL-H-44099A, MIL-STD-662에 V₅₀ 2,000ft/s(609.6 m/s)이상으로 규정되어 있어 신형 헬멧 방탄성능 요구 조건을 미국과 동일하게 적용하였음.

  선진국에서 헬멧 방탄성능을 1,800 ~ 2,200ft/s로 설정한 이유는 파편속도가 1,739ft/sec(530m/sec) ~ 2,034ft/sec(620m/sec)이상이면 사상될 가능성이 90%~92%이기 때문임.

  <각국 방탄헬멧 비교>

국  가	무게(g)	방호성능(V50) (방탄한계속도:ft/s)	재 질
미국(PASGT)	1,400~1,600	2,000 이상	아라미드
독  일	1,300 ~1,700	2,033 이상	아라미드
카나다	1,700 이하	2,000 이상	아라미드
스웨덴	1,300 ~1,400	1,800 이상	아라미드
벨지움	1,400 이하	1,800 이상	아라미드
오스트리아	1,500 이하	1,970～2,130	아라미드
프랑스	1,300 ~1,600	2,230 이상	아라미드
브라질	1,400 ~1,600	2,000 이상	아라미드
한  국	1,150 이하	2,000 이상	폴리에틸렌

3) 방탄성능 시험을 파편탄(FSP)으로 하는 이유

  미국규격에 군(전투병)사용 경방탄재(개인방호: 헬멧, 방탄복 등)의 방탄성시험은 대부분 ‘모의 파편탄(FSP : Fragment Simulating Projectile)’에 의한 시험으로 규정되어 있고, 미군의 헬멧 방탄성 시험방법은 시험탄두로 MIL-P-46593A의 Cal.22, Type 2, 17.0 Grain FSP(구경5.58mm, 1.1g 모의 파편탄)로 규정하고 있으며, NATO군도 STANAG 2920에 동일한 기준을 적용하고 있음.

  여러 전쟁을 통해 사상자에 대한 원인을 분석한 결과 파편에 의한 사상률이 59%로 높았기 때문에 헬멧 방탄성능시험시 1.1g 모의파편탄을 사용하는 것임.

  또한, 직격탄 보호를 위해서는 헬멧 무게가 과도하게 무거워 전투

  수행에 지장이 있으므로 방호기준을 파편보호 개념으로 설정되었음.

4) 방탄소재로 폴리에틸렌을 선택한 이유

   신형헬멧 중량 ROC가 1,150gr이하로 설정되어, 현재 방탄소재로 가장 많이 사용되고 있는 아라미드섬유(상품명: 케브라)를 사용할 수 없어 경량화 신소재인 폴리에틸렌을 사용하게 되었음.

   (실제 아라미드 섬유를 사용하여 1,150g이하로 헬멧을 제조하였으나 방탄성시험 결과 기준 미충족)

  ※ 소재 특성 비교

     아라미드 섬유는 열을 주면 딱딱하게 굳는 성질이 있고, 충격을 가하면 깨지는 특성이 있는 반면,

     폴리에틸렌 섬유는 열을 주면 굳으면서 부드러운 성질이 있고 충격을 주면 변형이 생기는 특성이 있으며,

     따라서, 동일 중량에서는 아라미드 섬유보다 폴리에틸렌 섬유가 방탄성능이 더 우수한 재질적 특성이 있음.

□ 신형헬멧 성능 시험결과

   이라크 파병 장병용 신형방탄헬멧 초도생산품에 대하여 육사화랑대 연구소에서 방탄성능 시험을 실시한 결과 국방규격 2,000ft/s(609.6m/s) 보다 106%~111%상향된 2,120ft/s~2,213ft/s(646.17m/s~674.45m/s) 에서 방탄성을 충족하였음.

<신형헬멧 성능 시험 결과>

시험항목	시  험  방  법	규 격 기 준	시험결과
			오리엔탈	은성사
방탄성	MIL-H-44099 4.5.2항 적용 V50을 측정	2,000 ft/sec 이상	합 격	합 격
중 량	부유대포함 중량측정	1,150 g 이하	합 격	합 격
두 께	5곳 측정	9.0 mm 이하	합 격	합 격
외관 및 치수검사	KDS 8470-4001의 도면	표면/도장/청결도 구성품부착상태	합 격	합 격
침수시험	16시간 침지, 2시간 자연건조	벗겨짐, 부풀음,   중량변화1.0%이하	합 격	합 격
고무테 접착력	초기, 노화후 접착력시험	벗겨진 길이: 0mm,6.4mm이하	합 격	합 격
충격 저항	충격시험기 (강구3.6㎏,1.5m낙하)	금속물, 부유대 손상확인	합 격	합 격
가속 내후성	KS K 0705 적용	적층분리,  외부 색상변화	합 격	합 격
가열 가압시험	1.2±0.1kg/㎠인 포화 수증기압에 헬멧을 90분 동안 넣은후 꺼냄	보호피막,  손상, 적층분리, 부풀음 확인	합 격	합 격

□ 신형헬멧이 실탄 사격시 변형되는 이유

   신형헬멧의 방탄소재인 폴리에틸렌섬유는 소재 특성이 매우      

   유연하고 충격에 약하므로, 실탄으로 사격시 후면 변형이 발생되며

   변형은 에너지 총량보다는 충격 물체의 표면적이 보다 큰 영향을

   미치게 됨.

   파편탄으로 방탄시험시에도 후면변형(trauma)이 발생하나,

   헬멧과 부유대간의 거리인 1/2인치(13mm) 이내로 변형되므로

   두부에 미치는 영향이 없도록 설계되었음.

   * 헬멧에 외부 충격을 가할 경우 변형이 발생하지 않는다면 외부

     충격이 100% 두부에 전달되어 치명적 손상 발생 가능성이 큼.

□ 결 론

   ○ 신형헬멧은 미군 헬멧 방탄성능 규격과 동일한 규격을 적용한 품보활동 결과 합격되어 납품되었으며,

      또한 신형방탄헬멧은 미국 헬멧과 비교시 무게가 72~82% 경량이면서 방호력이 대등할 뿐 아니라 외부 충격시

      후면 변형으로 두부 손상을 감소시킬 수 있는 우수한 제품임.

   ○ 실탄 사격시 국산 신형헬멧과 미군 헬멧의 변형(trauma) 차이는  소재 특성상 불가피하게 발생되는 현상으로써 충격물체의 표면적이 클 경우 국산 신형헬멧(폴리에틸렌 소재)이 미군헬멧(아라미드 소재) 보다 변형이 크게 발생하게 됨.

   ○ 실탄을 헬멧에 사격할 때 발사방향, 발사거리 등 발사조건에 따라 방탄성능 차이가 크므로 일부매체가 제기한 문제에 대한 정확한 평가를 위해서는 필요하다면 공인시험소에서 국제적으로 통용되는 기준을 적용하여 확인할 필요가 있음.