글쓴이 : SOONDORI
제트 엔진, 원자 폭탄, V1/V2 미사일에, UFO의 원형 모델로 의심받는 종 모양 반중력 장치 등 1940년대 중반의 첨단 기술은 모두 히틀러의 손안에 있었다.
(▲ Ram Air Duct, 터보 펌프, 거대 연소기, 솔레노이드 밸브… 확실히 날아다니는 거대 공장과 다름없음. 출처 및 추가 정보 열람 : https://www.enginehistory.org/Rockets/RPE02/RPE02-2.shtml)
모던한 우주선 발사체, 미사일의 원형이 된 V2 로켓의 제어는,
■ 가속도 센서
슬라이딩 면에 질량 물체를 놓고 그것의 움직임을 가속도로 환산하는 방식인 듯. 경과 시간과 가속도 변화로 현재 속도로 계산하고 목표 지점 도착 여부를 판단한다?
(이상 출처 및 추가 정보 열람 : https://www.allworldwars.com/Technical-Data-on-the-Development-of-the-A4.html)
참고로 초기 버전 로켓은 타이머로 비행시간을 계산하고 적당 시점에 연료를 Cut, 그리고는 낙하하는 방식을 썼다고. 그런 단순함이라면 미사일이라기보다는 자기 추진체 포탄에 가까우니 발사 각도, 발사 방향이 매우 중요했을 것이다.
■ 자이로 센서
베이스 판 위에 배치된 두 개 자이로 센서의 감지 기울기를 가지고 (3축 이상이 필요하니까 한 세트를 더하여?) 로켓의 순항 각도를 계산하는데… 축 변위 감지를 위해 자이로 수평 축에 에어 바리콘과 가변저항을 붙여 놓았다. (오호라~ 아날로그 튜너에 쓰이는 그 에어 바리콘!) 그 외 흔히 보는 리프 스위치, 군용 소켓 등이 배치되어 있고…
(표제부 사진 출처 및 추가 정보 열람 : https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co8064310/gyroscope-platform-with-two-gyroscopes-components)
자이로를 고속 회전시키는 힘, 기타 운용 전력이 필요할 것인데… 배터리는 필수. 추력을 조금만 빼내서 스스로 발전하는 방법은?
■ 아날로그 컴퓨터
축 변위를 감지했다면 분명히 뭔가로 계산해야 한다. 여러 개 센서값을 가지고 목표 궤적과의 비교, 그 편차를 보정하는 회로와 보정 값을 크게 증폭하여 로켓 꼬리에 달린 여러 개 편향판 드라이빙 회로까지 포함해야 하며… 그러면 진공관이 사용되었을까?
대단한 가속도와 대단한 진동이 가해질 것인데… 진공관은 진동에 취약하다는 점, 극강의 단순함을 추구하는 군용이라는 점을 생각하면 신묘한 아이디어가 접목된 전기/기계식 제어를 상상해볼 수 있다. 그런데 후기형 V2 설명 자료에 “Guiding Beam and Radio Control Gear”라는 수식어가 적혀 있으니까…
역시, 진공관을 이용한 제어.
예를 들어 본체에 RF 송신기를 두고 어떤 전파가 감청되면 날고 있는 것이고 아니면 목표점 또는 어딘가에 떨어진 것으로 판단했거나 로켓이 센서 감지 좌표계를 주기적으로 발신하고 담당 부대가 궤적을 모니터링했다면 당연히 진공관이 필요하다. 나아가… 영국 런던시를 향해 날고 있던 V2 로켓의 방향을 틀어 브리스톨 조선소로 향하게 했다면 독일은 정말 대단한 실시간 무선 원격 제어 기술을 갖고 있었던 게 된다.
정말 그럴까?
자료를 더 찾아보면, Helmut Hoelzer가 고안했다는 全 전자 아날로그 컴퓨터가 등장한다. 와우~!
독일어 Mischgerat는 Mixer. 차동 검출, 미분, 적분 등의 아날로그 연산을 하는 즉, 목표값 대 에러를 자동 계산하고 조정해주는 일종의 군용 컨트롤 모듈일 것이고 다른 말로는 탑재형 아날로그 기반 컴퓨터.
* 출처 및 참고 문서 : Helmut Hoelzer Fully Electronic Analog Computer used in the German V2
■ RF 원격 제어
탑재형 자동 조정이 아니라 실제로 실시간 무선 원격 조정을 했는지에 대한 당장의 단서는 없음. 다만, 중형기에서 떨어뜨리는 무선 원격 조정 Henschel HS-293 순항 미사일이 있었다는 사실을 적어두고…
(출처 및 추가 정보 열람 : http://www.ausairpower.net/WW2-PGMs.html)
(내용 추가) 발사 직후 자세 제어용. 역시… 근거리로 제한되었지만, RF 수신 모듈이 있기는 하다. 네델란드에서 런던으로, 그런 장거리 비행이라면 연합군 측의 RF 교란이 가능했을 것이니 탑재형 자동조정으로 가는 게 맞을 수도. 그 시절에 암호화 코드 변환 디지털 전송을 기대하는 것은 많이 무리한 상상이다.
“…Some versions were controlled by radio signals from the ground during launch, to keep the rocket on course as it ascended through crosswinds. An on-board receiver, such as this one, took these signals, mixed them with information taken from on-board gyroscopes, and directed control signals to the vanes in the rocket exhaust to steer the rocket…”
(▲ 필립스가 된 Valvo, Telefunken의 진공관 + CAN 코일들. 출처 및 추가 정보 열람 : https://airandspace.si.edu/collection-objects/receiver-v-2-rocket-guide-plane/nasm_A19870356000)
■ 생산과 운용
연합군이 제공권을 장악한 시점이라… 지하 공장에서 만들고 이동형 차량에 싣고 돌아다니면서 발사.
(▲ 역사 사진 자료를 판매하는 어떤 분의 샘플 사진에 “Installation of the control system of the German V-2 rocket at the Mittelwerk plant”라는 문구가 적혀 있다. V2 제조 공장의 테스트 시스템으로 보는 게 좋을 듯하고… 그나저나 (유대인으로 추정되는) 죄수복을 입은 분은 그곳에 왜? 미텔베르크 지하 공장은 인근 수용소의 수감자를 마구잡이로 굴린 곳이었다고 한다. 그리하여 2만 명 사망. V2를 만든 폰 브라운은 수감자들의 안위에는 전혀 관심이 없었고 오히려 가혹 행위를 했다고 한다. 출처 : https://www.ebay.com/itm/382882679680)
(▲ 조작자 3명의 보호를 위해 방폭형 캐빈을 적용한 이동형 V2 발사/관제 차량. 출처 및 추가 정보 열람 : http://www.leadwarrior.com/Lw35222-h.htm)
이상을 두고 가만히 생각해보면,
소련의 스푸트니크 위성 발사, 미그기 개발, 미국의 세이버 전투기, 아폴로 우주선의 발사와 통제, 실험실 수준을 막 벗어나려고 했던 일본의 원폭 개발은 독일의 원천 기술이 없었다면 불가능했던 일. 시간이 흘러 독일제 자동차와 독일제 오디오가 선호되는 것은 나름의 이유가 있다. 그럼에도 한때 정신병자의 나라였다는 사실만은…
“어땋게 정신병자 한 놈이, 몇 놈이 7천만 명을 죽거나 다치게 하지? 인간계에도 사람의 탈을 쓴 악질 바이러스가 있다.”
[ 관련 글 ]
North American P-51 머스탱의 전자통신 시스템
영화 Fury의 M4 Sherman 탱크 그리고 전자통신 시스템
■ 모던한 센서
미세전자기계시스템(MEMS; Micro Electro Mechanical System) 기술을 응용한 다 축 센서 제품, 극자기 센서 등이 시장에 널려 있다. MEMS 가속도 센서는 반도체 구조물이 지구 중력에 의해 또는 가속도에 의해 살짝 변형되는 것을 적당히 감지는데 출력은 흔히 디지털.
* 관련 글 : Philips Motional Feedback 스피커
