コルダイト
コルダイトは、1889年以来、軍用火器の推進剤として黒色火薬に代わるものとしてイギリスで開発・製造されてきた無煙推進剤の一種です。コルダイトはニトロセルロースとニトログリセリンの混合物であり、化学的に安定化された高性能爆薬と低爆薬の混合物です。これらは、高性能爆薬（ブリザント）が生み出す超音速の爆轟波ではなく、亜音速の爆燃波を発生させます。火薬またはコルダイトの燃焼によって発生する高温ガスは、弾丸または砲弾を標的に向けて発射するのに十分な圧力を生み出しますが、銃身を日常的に破壊するほどの速度ではありません。
コルダイトは、1891年から1915年の間、当初は.303ブリティッシュマークIおよびマークII標準ライフル弾に使用されていました。第一次世界大戦中のコルダイト不足により、イングランドとスコットランドの国境に「デビルズ・ポリッジ」軍需工場（グレトナのHM工場）が設立され、毎週約800トンのコルダイトが生産されました。英国は、ライフル弾に使用するために、米国開発の無煙火薬も輸入しました。コルダイトは、戦車砲、大砲、艦砲などの大型兵器にも使用されました。19世紀後半以降、英国および英連邦諸国では、主にこの目的で使用されていました。第二次世界大戦前にはさらに用途が広がり、対空兵器の発射用として、直径2インチおよび3インチ（51 mmおよび76 mm）の無回転弾として使用されました。[ 1 ]小型コルダイトロケット弾は、マーティン・ベーカー社製の射出座席用に開発されました。コルダイトは、 1945年8月に広島に投下されたリトルボーイ原子爆弾の起爆装置にも使用されました。[ 2 ]
「コルダイト」という用語は、戦間期の公式出版物から概ね姿を消した。第二次世界大戦中は、ダブルベース推進剤が非常に広く使用され、砲兵隊ではトリプルベース推進剤も一部使用された。トリプルベース推進剤は戦後の弾薬設計に使用され、現在もイギリスの兵器用に生産されている。第二次世界大戦時の備蓄が戦後消費されたため、ほとんどのダブルベース推進剤は運用を終了した。小火器では、改良型軍用小銃（IMR）の押出成形火薬シリーズや、現在5.56×45mm NATO弾で使用されているWC844弾頭推進剤など、他の推進剤に置き換えられている。[ 3 ]イギリスでは、第二次世界大戦時の最後のコルダイト工場であるROFビショップトンが閉鎖されたため、20世紀末頃に生産が停止した。イギリス軍用のトリプルベース推進剤（例えば、105mm L118軽砲）は現在、ドイツで製造されている。
英国政府による無煙火薬の採用
火薬（黒色火薬）の代替品
火薬は、硫黄、木炭、硝酸カリウム（硝石とも呼ばれる）の可燃性混合物であり、銃器 や花火に使用された最初の推進剤でした。10世紀または11世紀頃から使用されていましたが、大量の煙を発生させるなどの欠点がありました。19世紀には、セルロースやグリセリンなどの材料に硝酸混合物を反応させることで得られる様々な「ニトロ爆薬」が開発され、火薬の代替品の探索が始まりました。[ 4 ]
初期のヨーロッパの無煙火薬
最初の無煙火薬は1865年にヨハン・エドワード・シュルツェによって開発されました。この画期的な発明当時、シュルツェはプロイセン砲兵隊の隊長でした。シュルツェは後に大佐に昇進しました。彼の処方（シュルツェ火薬と名付けられました）は、硝化木粒から得られるニトロリグノースに硝石または硝酸バリウムを含浸させたものでした。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
1882年、ストウマーケットの爆発物会社はEC火薬を発売した。これは、エーテルアルコールでゼラチン化した粒子に、ニトロ綿、硝酸カリウム、硝酸バリウムを含有していた。他のニトロセルロース火薬よりも粒子が粗かった。ライフル銃には不向きであったが、散弾銃には長く使用され[ 8 ]、後に手榴弾や破片爆弾にも使用された[ 9 ] 。
1884年、フランスの化学者ポール・ヴィエイユは無煙推進剤を開発し、ある程度の成功を収めた。これはコロジオン（エタノールとエーテルに溶解したニトロセルロース）から作られ、可塑性コロイド状物質となった。これを非常に薄いシート状に巻き、乾燥させて小さなフレーク状に切断した。これはフランス軍のMle 1886歩兵銃に直ちに採用され、黒色火薬（火薬）と区別するためにPoudre B（Poudre Blanche、白色火薬）と名付けられた。この火薬を使用するために開発された銃と薬莢は、 8mmフルメタルジャケット弾を開発した将校にちなんで、一般に8mmルベルと呼ばれた。[ 10 ]
翌年の1887年、アルフレッド・ノーベルはバリスタイトと名付けた無煙推進剤を発明し、特許を取得しました。[ 11 ]この推進剤は、樟脳10% 、ニトログリセリン45%、コロジオン（ニトロセルロース）45%で構成されていました。樟脳は時間の経過とともに蒸発し、不安定な爆発物となりました。[ 12 ]
発達
フレデリック・エイベル卿が委員長を務める「爆発物委員会」として知られる英国政府委員会は、海外の爆発物の開発を監視し、パウダーBとバリスタイトのサンプルを入手した。これらの無煙火薬はいずれも爆発物委員会によって採用が推奨されなかった。
1889年、アベル、ジェームズ・デュワー卿、そして委員会メンバーでもあったW・ケルナーは、バリスタイトに似た新しい推進薬を開発し、共同で特許（アベルとデュワーの名義で特許番号5,614と11,664）を取得した。この推進薬は、重量比でニトログリセリン58% 、綿火薬（ニトロセルロース）37%、ワセリン5%で構成されていた。アセトンを溶媒として用い、スパゲッティのような棒状に押し出された。当初は「コードパウダー」または「委員会によるバリスタイト改良版」と呼ばれていたが、すぐに「コルダイト」と略されるようになった。
コルダイトはダブルベース推進薬として開発されました。1930年代には、ニトログアニジンを多量に含むトリプルベース推進薬が開発されました。トリプルベース推進薬は、ダブルベース推進薬の欠点である比較的高温で大きな閃光を軽減しました。インペリアル・ケミカル・インダストリーズ（ICI）が第二次世界大戦で開発したダブルベースANも、低温ははるかに低かったものの、NおよびNQトリプルベース推進薬のような閃光軽減特性を備えていませんでした。
コルダイトは爆発物に分類されますが、高性能爆薬として使用されることはありません。コルダイトは、爆燃、つまり燃焼させて高圧ガスを生成するように設計されています。
ノーベルとアベルの特許紛争
アルフレッド・ノーベルは、特許侵害を理由にアベル・アンド・デュワー社を提訴した。彼の特許では、ニトロセルロースは「周知の可溶性のもの」と規定されていた。この訴訟は敗訴し、控訴院に持ち込まれた。この紛争は最終的に1895年に貴族院にまで持ち込まれたが、特許中の「周知の可溶性のもの」という文言が可溶性コロジオンを意味すると解釈され、不溶性の綿火薬が明確に除外されたため、敗訴した。[ 13 ]曖昧な表現は「可溶性ニトロセルロース」であった。可溶性ニトロセルロースはコロジオンとして知られ、アルコールに溶ける。これは主に医療用および写真用に用いられた。一方、アルコールに溶けないニトロセルロースは綿火薬として知られ、爆薬として用いられた。[ 13 ] [ 14 ]ノーベルの特許は、樟脳と可溶性ニトロセルロースを用いたセルロイドの製造に関するものである。そして、これはノーベルが可溶性ニトロセルロースと不溶性ニトロセルロースの使用を明確に区別していたことを暗示していると解釈された。[ 14 ]この事件の法医学的分析については、ジョン・ウィリアムズ著『爆発物の歴史 第2巻 コルダイト事件』（2014年）を参照のこと。しかし、2019年に出版されたアルフレッド・ノーベルの包括的な伝記[ 15 ]では、イングリッド・カールバーグは、アベルとデュワーがパリでのノーベルの研究をどれほど綿密に追跡することを許されていたか、そしてこの信頼が裏切られたことにノーベルがどれほど失望したかを指摘している。この本は、ノーベルが最初の発明者であり、この訴訟が敗訴したのは重要でない技術的な問題のためであると主張している。
処方
コルダイトの表面積を変えることで燃焼速度を変えられることがすぐに発見されました。細い棒状のものは小火器に使用され、比較的速く燃焼しました。一方、太い棒状のものは燃焼速度が遅く、大砲や艦砲のような長い砲身に使用されました。
コルダイト（Mk I）とコルダイトMD
オリジナルのアベル・デュワー式は、砲身の過度の侵食を引き起こしたため、すぐに廃止されました。以来、コルダイトMk Iとして知られるようになりました。
第二次ボーア戦争終結直後、コルダイトの成分は65%の火薬綿、30%のニトログリセリン（5%のワセリンはそのまま）、0.8%のアセトンに変更された。これはコルダイトMD （改良型）として知られる。[ 16 ]
コルダイトMD弾は、本質的に威力が弱いため、同じ砲口速度を得るために、置き換えたコルダイトMk I弾よりも通常約15％重い重量になった。[ 17 ]
コルダイトRDB
第一次世界大戦中、イギリスではアセトンが不足していたため、英国海軍向けに新たな実験的なアセトンが開発されました。[ 18 ]これはコルダイトRDB（研究部処方B ）と呼ばれ、52%のコロジオン、42%のニトログリセリン、6%のワセリンで構成されていました。グレトナのHM工場[ 18 ]とホルトン・ヒースの英国海軍コルダイト工場で製造されました。
第一次世界大戦後期のコルダイト産業向けアセトンは、工業発酵の父と称されるハイム・ワイツマン博士の努力によってようやく生産されるに至った。マンチェスター大学で講師を務めていたワイツマンは、細菌発酵を用いて多くの目的物質を大量に生産する方法を発見した。彼はクロストリジウム・アセトブチリクム（いわゆるワイツマン菌）という細菌を用いてアセトンを生産した。ワイツマンはアセトン製造の権利をコマーシャル・ソルベンツ・コーポレーションに譲渡し、その見返りとしてロイヤルティを受け取った。第一次世界大戦中の1915年のシェル危機後、彼は1916年から1919年まで英国海軍研究所の所長を務めた。
その後、Cordite RDB は長期間保管すると不安定になることが分かりました。
コルダイトSC
バリスタイトに技術的に極めて類似した無溶剤コルダイトRDBの研究は、主に安定剤の添加を中心に進められました。この安定剤は、ドイツのRP C/12推進薬をベースにしたもので、セントラライト（英国では「カルバマイト」と呼ばれる）を多量に含有していました。この安定剤は、第二次世界大戦で海軍の主力推進薬として広く使用されたタイプへと発展しました。英国ではこのタイプはコルダイトSC（無溶剤コルダイト）として知られており、従来のコルダイトとは別の製造設備が必要でした。
コルダイトSCは様々な形状とサイズで製造されたため、その形状はSCの後に文字または数字、あるいはその両方で示されました。例えば、「SC」の後に数字が続くものは棒状のコードであり、その数字は直径を1000分の1インチ単位で表します。「SC T」の後に2組の数字が続くものは管状の推進剤であり、その数字は2つの直径を1000分の1インチ単位で表します。
直径2インチ（約50.8 mm）と3インチ（約76.2 mm）のコルダイトSCロケット弾は、第二次世界大戦前に極秘裏に対空砲火用に開発され、いわゆる「非回転弾」を使用するZ砲台と呼ばれていた。[ 1 ]
イギリスは1960 年代にメートル法に変更したため、推進剤の形状番号体系に不連続が生じました。
コルダイトN
第二次世界大戦中の重要な開発の一つは、ニトログアニジンという別の爆薬を混合物に加え、トリプルベース推進剤、すなわちコルダイトNとNQを生成したことです。この配合は砲兵用と海軍用で若干異なっていました。これにより、イギリス海軍の主力艦に搭載された大型艦砲に伴う2つの問題、すなわち砲口の閃光と砲口の侵食が解消されました。ニトログアニジンは加熱すると大量の窒素を発生するため、砲口の閃光を軽減する効果があり、また燃焼温度が低いため砲身の侵食も大幅に軽減されました。
N および NQ は、イギリスの25 ポンド砲および5.5 インチ陸上砲 で使用される弾薬にも少量発行されました。
第二次世界大戦後、ダブルベース推進薬の生産は概ね終了した。105mm野砲弾や155mm FH70弾などの新しい弾薬設計では、トリプルベース推進薬であるNおよびNQのみが使用された。
チャージ設計
製造
英国政府の工場
イギリスでは、コルダイトはウーリッジのアベル・デュワー・アンド・ケルナー社によって王立兵器廠で軍事用に開発され、[ 19 ] 1889年以降はウォルサム・アビー王立火薬工場で生産されました。 [ 20 ]
第一次世界大戦の初めには、ウォルサム・アビー王立火薬工場および他の7つの供給業者（ブリティッシュ・エクスプローシブズ・シンジケート社、チルワース火薬会社、コットン・パウダー会社、カーティス・アンド・ハーベイ社、ナショナル・エクスプローシブズ社、ニュー・エクスプローシブズ社、ノーベルズ・エクスプローシブ社）でコルダイトが生産されていた。[ 21 ]既存の工場の拡張や新工場の建設が行われ、特にノーベルズ社はアーディア、HM工場（スコットランドとイングランドの国境にまたがるグレトナ）、ホルトン・ヒースの王立海軍コルダイト工場が有名である。インド政府によってニルグリスに工場も設立された。第一次世界大戦の終結とともに、グレトナとホルトン・ヒースのコルダイト工場は両方とも閉鎖された。
第二次世界大戦の勃発までに、ホルトン・ヒースは再開され、ウェールズのカーウェントにはイギリス海軍向けの新たな工場、カーウェント王立海軍推進薬工場が開設されました。スコットランドには、イギリス陸軍とイギリス空軍向けのコルダイトを製造するため、大規模な王立兵器工場（ROFビショップトン）が開設されました。ウォルサム・アビーにも新たなコルダイト工場が開設され、さらに2つのROF （ROFランスキルとROFレクサム）も開設されました。これらの工場で生産されたコルダイトは、弾薬に充填するために充填工場に送られました。
第二次世界大戦におけるMoS機関工場とICIノーベル
英国政府は追加のコルダイト工場を設立したが、これらは王立兵器廠の管理下ではなく、補給省（MoS）に代わって運営される機関工場として設置された。アーディアのICIノーベル社は1939年、スコットランド南部に6つの工場を建設し運営するよう依頼された。この6つのうち4つはコルダイトまたは銃器の推進剤の製造に携わっていた。MoSドランガンズ（ダンフリース）の工場では火薬綿を生産し、これはMoSダルビーティ（トリプルベースコルダイト）とMoSパウフット（小火器用のモノベース粒状火薬綿）でコルダイトに変換された。現在グラントの蒸留所が占めているサウスエアシャーのガーバンのより小規模な工場では、コルダイトとTNTが生産されていた。[ 22 ] ICIアーディアの工場には、第一次世界大戦中に閉鎖された政府所有のコルダイト工場もあった。[ 23 ]
1942年から1945年の間に生産されたイギリスのコルダイトの35%は、アーディアとこれらの代理店の工場で生産されました。[ 24 ] ICIは、オーストラリアのメルボルン近郊のディアパーク（隣接する郊外にちなんでアーディアとも呼ばれていた）と南アフリカで同様の工場を運営していました。[ 24 ]
海外供給
第一次世界大戦と第二次世界大戦の両方において、イギリス連邦からも推進剤の追加供給が求められました。カナダ、南アフリカ、オーストラリアにはICI所有の工場があり、特に大量のコルダイトを供給していました。
第一次世界大戦
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カナディアン・エクスプローシブズ・リミテッドは1910年に設立され、ケベック兵器廠向けにベロイル工場でライフル用コルダイトを生産していた。1915年11月までに生産量は拡大し、帝国軍需品委員会向けに月産35万ポンド（15万9000キログラム）のコルダイトを生産していた。[ 25 ]
帝国軍需委員会はカナダにさらにいくつかの爆発物工場を設立した。1916年から1917年にかけて、オンタリオ州ノーベルにブリティッシュ・コルダイト社工場を建設し、コルダイトを生産した。生産は1917年半ばに開始された。[ 25 ]
カナディアン・エクスプローシブズ・リミテッド社は、オンタリオ州ノーベルにコルダイト工場を増設した。工事は1918年2月に着工され、同年8月24日に完了した。この工場は、月産150万ポンド（68万1000キログラム）のコルダイトを生産できるように設計されていた。[ 25 ]
工場、特に「重工業」（Long, and Marland 2009）は弾薬供給において重要な役割を果たした。コルダイト工場では、通常、女性（Cook 2006）が雇用され、彼女たちは命を危険にさらしながら弾薬を梱包していた。
生産量
両世界大戦では、軍用として大量のコルダイトが製造された。[ 26 ]
第一次世界大戦前
第一次世界大戦以前、英国政府が使用したコルダイトのほとんどは自国の工場で生産されていました。第一次世界大戦直前、英国では民間メーカーによって年間6,000～8,000トンのコルダイトが生産されていました。そのうち1,000～1,500トンはアーディアのノーベルズ・エクスプロシブズ社によって製造されていました。[ 23 ]しかし、民間産業は年間約10,000トンの生産能力を有しており、アーディアではそのうち約3,000トンを生産することができました。[ 23 ]
第一次世界大戦
第一次世界大戦の勃発時、英国の民間産業は1万6000トンのコルダイトを生産するよう求められ、すべての企業が拡大し始めた。[ 23 ] 英国最大の推進剤工場であるグレトナのHM工場は1916年に開設され、1917年までに週800トン（812トン）のコルダイトRDB（年間約4万1600トン）を生産していた。[ 18 ] [ 23 ]英国海軍はホルトン・ヒースに独自の工場を持っていた。[ 27 ]
1910年、カナディアン・エクスプローシブズ社は、ケベック兵器廠向けにベロイル工場で月産3,000ポンド（1,362kg）のライフル用コルダイトを生産していた。1915年11月までに生産量は月産350,000ポンド（159,000kg）（年間約1,900トン）にまで拡大した。[ 25 ]オンタリオ州ノーベルにあるカナディアン・エクスプローシブズ社のコルダイト工場は、月産1,500,000ポンド（681トン）（年間約8,170トン）のコルダイトを生産するように設計されていた。
戦争と戦争の間
終戦後、グレトナのHM工場とホルトン・ヒースの王立海軍コルダイト工場はともに閉鎖され、グレトナ工場は解体された。 [ 18 ]これにより、ウォルサム・アビー工場とアーディア工場のみが生産を継続した。
第二次世界大戦
前述の通り、英国政府は、自国の施設に加え、スコットランド、オーストラリア、カナダ、南アフリカに ICI ノーベル社にコルダイトを生産する代理店工場をいくつか設立させました。
参照
引用
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外部リンク
