화살값이 으마으마 하지 않을까요 ㅎㅎ

스테인리스 강 인장강력이... 매우 안좋습니다.(즉 안늘어나고 깨진다는 말)
강철 중에서 그나마 인장강력이 좋은 건 탄성이나 인장력이 괜찮은 중탄소강이나 고탄소강,
아니면 구리죠... --;;;
(일반적으로 많이 쓰이는 스프링이 고탄소강이 대표적이죠)

고탄소강이나 구리를 통해 활시위를 만든다면 가능할까요?

그런데 강이나 금속이 늘어난다고 해서 활을 발사할 수 있을정도까지 늘어나지는 않습니다.

실제로 활을 발사하기 위한 장력은 활 시위가 아니라
활대, 즉 활의 몸통이며 이 활대가 휘어지면서 만들어지는 탄성력으로 활을 발사하는 겁니다.

활시위가 장력의 문제가 아니라면
활시위는 강한 장력을 버텨 줄 정도의 힘만 있으면 된다는 말씀이신데
그럼 활대가 어느정도가 되야 총에 맞먹는 탄성력을 가질까요? 이 역시 고탄소강으로 만들어야할까요?

고탄소강으로 만든 무기는 실제로 존재했습니다.
(사람이 못당겨서 기계로 당기는 공성용 발리스타 같이 덩치가 좀 컸습니다.)

그런데 이런 발리스타는 중세-근대 접어들면서 대포로 대체되었습니다.
(다시 말하면 초차원적인 마법이 아닌 현실 물리나 화학이 적용된 세계라면
죽어라 깨어나도 화약무기에 맞먹는 투척용 무기는 불가능하다고 봅니다)

마법세계라면 음.. 레버를 당기는거만으로도 사람힘으로 못당길 활시위를 당기기도 하고
마법을 통해 일반적인 활도 강한 힘을 실을 수 있기도 하겠지요?

마법으로 당긴다고 하면 논외겠죠.
(그리고 활의 위력은 활대의 탄성력인데 탄성이 높고 항복강도가 높을려면 길고 두꺼워야하죠.
고탄소강 이런 문제가 아니라 같은 재질이라도 얇고 길이가 작은 활대보다는
길이가 길고 두꺼운 활대가 위력이 큰 것처럼요.)

아무래도 사람이 휴대할 수 있는 기동성의 쇠뇌라면 활대를 이용한 장력에는 큰 제약이 따르겠군요.. 그럼 쇠뇌의 화력 관통력 장력을 키울려면 어느 방향으로 나아가야할까요?

그냥 운동에너지를 높여서 관통력을 키우는 거라면
이것보다 두껍게 하면 됩니다. --;;;
(http://blog.gorekun.com/wp-content/uploads/2009/12/1077785856.jpg)
-구글링 해서 나온 거라-

아니면 리커버리 보우(양궁처럼 일자로 된 활)보다는 컴파운드 보우처럼
기계식 구조를 가진 활을 사용하면 됩니다.

(컴파운드 보우 자체가 활대를 작게 하여 휴대하기 쉽게 만들면서 위력은
리커버리 보우만큼 만들기 위해 만든 거라 동일 크기, 재질의 리커버리 보우랑
컴파운드 보우를 놓고보면 컴파운드 보우가 위력이 높습니다.)

스테인레스가 실용화된게 20세기 초반입니다.
활시위로 쓸 강선을 뽑아낼정도면 제강기술은 기타줄 수준의 선을 뽑아서 꼬아야 하는데 그정도 제선기술은 현대에 와서야 완성되죠

그 기술이 현대에서만 가능한 이유는 무엇인가요? 전근대사에서 철선을 활시위로 쓰기 위해서는 어떤 조건이 필요합니까?

질문하신 내용으로 보아 과학과 문명발전에 대한 기초적 지식이 쌓이지 않아 정봉이님의 답변을 이해하지 못하신듯 합니다.
고등학교 물리,화학과정 정도의 지식을 쌓게 되면 쉽게 이해가 될거에요.

산업의 어느 한 부분만 유독 앞서 발전할 수가 없습니다.
즉 한 분야가 발전하기 위해서는 그와 관련된 다른 분야가 충분히 발전해 있어야 가능합니다. 그리고 그 다른 분야들은 역시 그들과 관련된 다른 분야들이 발전해 있어야 그 수준에 도달할 수 있구요. 그런식으로 반복해보면 아시겠지만, 한 분야의 성취는 그 분야뿐 아니라 다른 모든 분야들 즉 문명 전체가 고루 발전해 있어야 가능하다는 얘기가 됩니다.
다시말해 스테인리스강 하나를 만들어 내는것만 해도 20세기 초반 정도의 문명사회가 구축되어 있어야 가능하다는 얘기입니다(심지어 기술 자체와 무관해보이는 정치,문화,교육 등 전체적 사회 시스템도 필요합니다).
그러니 현대의 제철기술자들이 타임머신을 타고 15세기로 간다해도 그 시대에 스테인리스강을 만들어 낼수는 없습니다. 스테인리스강을 만들어낼 제반 기술들이 없기때문에 어떻게 만들어야 하는지 알면서도 못만드는것이죠.

이공계열과 친하질 못 해서 관련지식이 바닥을 깁니다 ㅠㅠ 답변 감사드립니다

그리고 스테인리스가 뭐라고 할까... 강철에 크롬이나 니켈을 첨가하여 만든건데
합금강이 되면서 경도랑 강도가 매우 높아지는 바람에 가공하기 힘든 물건입니다.
그래서 기본 레이저 가공으로 만들고요
(즉 레이저로 절단한다는 말입니다.)

만약에 레이저 대신에 쇠줄로 깎는다고 치면 화살 한개 만드는데 시간이...
(그리고 스테인리스 깎는데 레이저를 안쓴다고 할 경우 초경합금, 일명 초경이라고 해서 다이아몬드 동급-아래 경도를 지닌 물건으로 깎습니다. 이를 단순히 강철로 만든 쇠줄로 깎일리가 없죠. 물론 인공다이아몬드로 만든 쇠줄이라면 논외이고 어차피 인공다이아몬드로 깎아도 시간이 답이 없죠)

이런 응용이 레일건입니다. 전자기학이 발전도 못한 시대에 꿈도 못꿀 방식이죠. 기계적인 힘으로는 사거리가 안나옵니다. 그래서 화약 -> 로켓추진 -> 전자기력으로 추진 방식이 발전되고 있는 거죠.

전자기력의 원리가 무엇입니까? 스타크래프트에 나오는 레일쇼크방식의 발사처럼, 탄알에 강력한 열을 가해 자기장으로 엄청난 힘을 주어 튕겨내는 것 아닌가요?
그 원리가 무엇인지 모르겠습니다.

열이 아니라 작용 반작용의 법칙이 적용됩니다. 자석의 같은 극끼리 서로 밀어내는 원리이며 기계력과 달리 마찰계수가 0에 가까우니 주입되는 에너지에 비례해서 추진력도 상승합니다. 이걸 기계동력으로 해결할려면 산적한 문제가 너무 많죠. 기계의 내구성 열효율 에너지량등.....

전자기력 말 그대로입니다.
전기와 자기(간단하게 설명하면 자석의 힘)력으로 물체를 밀어내는 것이죠.

정확히 말하면 레일건의 경우 전류가 흐르면서 발생되는 자기장에 의해 물체를
발사하는 겁니다.(정확한 건 로렌츠 검색하시면 됩니다.)

더 추가하자고 하면
에너지 전달 과정에서 과정이 많으면 많을수록 에너지 효율이 떨어집니다.
실제로 100% 에너지 변환은 불가능하고 어떠한 과정이든 에너지가 변환하는 과정에서 에너지손실이 일어납니다.
(열역학 제2법칙이며 100% 변한은 제2법칙 위배라 사실상 불가능합니다.)

예를 들면 화약이 연소할 때 만들어내는 에너지를 100이라 하고 모든 과정의 에너지 변환손실을40%라 치면

화약이 연소하면서 탄환을 밀어내는 운동에너지는 40인데 비해
화약을 연소하여 활 시위를 당기는데 이때 장력이 가진 에너지는 40이 되고 장력이 운동에너지로 바뀔 때 에너지 손실이 일어나면서 실제 운동에너지는 16으로 확 떨어지죠.


그래서 지금 레일건이이나 코일건 전열화학포 같이 에너지 변환 중에 손실을 최소화하기 위해서
새로운 무기들이 개발되고 있는 것이고요...

(만약에 마법으로 99% 변환이 가능하다고 하면 에너지 부족 현상은 없는 유토피아 세계가
만들어지겠죠)

고탄소강이나 구리로 된 철선을 내장된 증기기관같은 걸로 압력을 주어 당긴다면 엄청난 에너지손실이 발생하겠군요.

대신에 이렇게 생각해보면 되겠죠.
에너지 손실은 있어서 위력은 저하될지 몰라도
화약이나 땔감을 들고다니는 것보다

진격의 거인(맞는지 모르겠습니다.)나 갑철의 카네 뭐시기(이것도 제목이)처럼
증기기관을 휴대하기 편할정도로 압축시켜서 들고다닌다면 위력보다는 휴대성에서
오히려 실용적일지도 모르죠.
다시 말하면 화약 생산이나 땔감으로 현지에서 만드는 것보다
공장 같은 곳에서 대량으로 불을 지피고 물을 증기로 바꾸어서 휴대하기 쉽게 만든다라는 식으로요... 

(물론 흑색화약을 상아주머니나 카트리지 형식으로 들고다니는게 더 편하겠지만
흑색화약 소형화하기 힘들다고 하는 설정?등을 쓰시면...)

증기기관을 휴대용으로 만드는 거라..
제가 고안한 게 강철로 만든 쇠뇌에 자체적으로 증기기관을 내장시키는겁니다.
수증기의 몇배의 팽창력을 갖는 증기물질로 작동하는 증기기관이요.
그덕에 레버를 당겨 장전해도 어느정도 근력만 받쳐주면 지렛대의 원리로, 적은 인력으로 엄청난 기계적 힘을 가해 활시위를 당긴다고 설정했습니다.
이 고도로 발달된 쇠뇌가 총을 누르고 주류를 이루는 겁니다. 무려 중절식 소총과 화력 관통력보다 월등한 것이지요.
이와같은 수준의 쇠뇌를 못 만들더라도 여러가지 환경과 기술 및 문화적 종교적 이유 때문에 머스킷이 개발되고도 잊혀지는 설정이에요.
이를 납득시키기위해 쇠뇌에 대해 알아보고있습니다.
가장 확실한 밸런싱은, 총 자체의 화력과 관통력을 너프먹이는거랑 총알 자체 생산단가를 비효율적이다 싶을 정도로 더럽게 높게 만들면 되지요. 이 역시 적용한 상황입니다.

철로 쇠뇌는 만들려면 스테인레스가 아닌 스프링강을 사용해야죠
그리고 요즘 만들어지는 쇠뇌중 가장 강력한 성능을 뽑아내는
리버스 컴파운드 크로스보우는 화이바글라스나 카본을 사용해서 탄성력을 뽑아냅니다

그리고 쇠뇌는 100% 사람의 노동력으로 에너지를 축적해야합니다
즉 일정이상 장력의 쇠뇌는 에너지를 축적하려면 기계장치가 필요하고
그러면 장전시간이 엄청 길어지게 되며 중간에 에너지 손실이 커집니다
기계장치를 사용하지 않으며 사용할 장력은 100~125파운드정도가 한계이죠
쇠뇌를 어떤 소재로 만들던 인력으로 당기면 어차피 한계가 있습니다

요즘 만들어지는 최첨단 소재의 쇠뇌들은 이렇게 축적된 에너지를
볼트에 얼마나 높은 효율로 전달하는가의 문제이지
첨단 소재를 사용한다고 사람이 축적한 에너지를 넘어서는건 물리적으로 불가능하죠

요즘나오는 쇠뇌들중 175파운드 장력도 간간히 보이는데
이건 사람이 직접 장전보다 특별한 장전 도구들이 필요하죠

쇠뇌 볼트 운동에너지가 125 J 정도입니다

9mm파라블럼 권총탄이 500 J
357 매그넘  권총탄이 700 J
44 매그넘  권총탄이 1000 J

5.56mm 나토탄이 1800 J
7.62mm 나토탄이 3400 J
 
비교하는것이 무의미할정도로 차이가 큽니다

미국등에서 쥐나 다람쥐 경우에따라 토끼까지 사냥이 가능한
초소형 탄환인 22구경 SHORT 탄환이 100~125 J 정도 합니다
이게 최신 쇠뇌와 비슷한 운동에너지인데 눈물이 앞을 가릴지경이죠

아 옛날에 사용하던 머스킷들도 2000~3000 J 정도의 운동에너지를 보유했습니다

음 플린트락 방식 머스킷과
최신 175파운드짜리 쇠뇌는 보조 도구를 이용하여 장전하는데 비슷한 시간이 걸린다고 가정해도

두 무기의 관통력 차이가 크고
가장큰 문제는 머스킷 사수는 하루에 수백발을 쏠수있는 반면
쇠뇌 사수는 10~20발 정도 발사하면
팔에 힘이 빠져 팔이 후덜덜 떨리기 시작합니다

그렇군요.

쇠뇌가 발전이 없었다고 보시는가요 ?
아주 필요가 없어진게 아닌 이상 세월이 흐르면서 분명히 발전하게 되어 있습니다.
현대의 각종 소재 기술들도 이미 다 반영되어 있죠.

https://namu.wiki/w/%EC%87%A0%EB%87%8C

위 글 읽어보세요. 그렇게 다 기술 발전이 반영되고도 아이쿠님이 말씀하신 정도가 한계인게 쇠뇌입니다.

쇠뇌의 용도는 총알이나 화약의 흔적을 남기지 않는다는 점에서 사냥 용으로 쓰기에 딱인 정도 ?
그런데 사냥을 취미로 하는 사람들이 많으니 더 좋은 쇠뇌 개발하는 업체들은 계속 남아있는거죠.

제가 알기로는 강철이 예전에 활대로 쓴 물소뿔보다 오히려 탄성이 더 약한 걸로 앎. 강철은 경도(hardness)가 강할 뿐 실제 추진력의 요소인 탄성(elasticity)은 별로임. 또 철선 언급하셨는데 철선의 인장강도는 같은 굵기의 거미줄에 비해 형편없이 떨어집니다. 참고로 철사줄의 열배의 인장강도를 갖고있는 것이 거미줄입니다.

* 찾아보니 거미줄이 (연철인 철사줄보다 더 강한) 강철보다 10배가 아니라 20배 질기다고 나오네요..ㅎ


((강철과 철선으로 활대와 시위를 바꾸는 것은 기존 쇠뇌의 성능을 오히려 퇴보시키는 것이죠))

장점이 1개도 없으니 총과 비교할 수가 없습니다.
연사력 - 소총30발 쏠때 쇠뇌[기계식 장전] 1발 정도..
화력 - 소총탄의 고속 회전으로 인한 파괴력을 무회전 화살이 따라갈수가 없슴.
휴대성 - 화살의 크기와 총알의 크기.. 총탄 600발 휴대하고 다니는 군인 V 화살 60개 ..