ケースレス弾
ケースレス弾
内部推進剤
ケースレス7.62mmゲラシメンコ弾。内部発射薬を搭載。VAG -73機関銃に使用。
外部推進剤
.223 レミントン弾(左) と外部推進薬ケースレス 4.73×33mmヘッケラー & コッホ G11弾 (右)の比較。

ケースレス弾薬（CL）[ 1 ]またはケースレスカートリッジは、通常、雷管、推進薬、発射体をユニットとして一緒に保持する薬莢をなくした兵器薬莢の構成です。 [ 2 ]代わりに、推進薬と雷管は別の方法で発射体に取り付けられているため、例えば構成に応じて発射体の内側または外側に薬莢は必要ありません。

ケースレス弾薬は、通常真鍮または鋼鉄で精密に製造される薬莢を不要にすることで弾薬の重量とコストを削減し、また、射撃後に空の薬莢を抜き取る手間を省くことで連発銃の操作を簡素化する試みである。[ 3 ]製造コスト、熱への敏感性、密閉性、そして脆さといった問題により、その普及は阻まれてきた。現在まで、いくつかの例外はあるものの、主に試作銃や低出力の銃にのみ使用されている。

内部推進薬ケースレス弾

説明

40mm Ho-301型内部燃料薬莢なし弾の断面図。[ 4 ]
7.62 mm ゲラシメンコ弾、 VAG-73機関拳銃で使用される内部発射薬ケースレス弾

旧式のケースレス弾は、典型的にはロケットのような構造を採用しており、雷管と推進剤を弾頭の底部に一体化し、後部から推進ガスを排出することで加速する。同様の構造を持つロケット弾とは異なり、「内部推進剤型ケースレス弾」の推進剤は、従来の薬莢と同様に瞬時に燃焼する（0.2秒未満）。[ 5 ]つまり、推進剤は弾頭が銃身から発射される前に、できれば薬室内で燃焼する。一方、ロケット弾の推進剤燃焼時間は0.2秒以上、通常は数秒かかるため、ロケット推進剤は従来、発射装置から一定距離をロケットに推進させる。[ 5 ]

もう一つの違いは、射撃手段と安定化である。内部推進薬ケースレス弾薬は、カートリッジとして、閉鎖型または無反動型の砲身からのみ発射され、駆動バンドとライフリング、あるいは推進ガス用の斜めノズルを用いた縦方向の回転（角運動量保存則）によって弾道安定化を実現する。 [ 5 ]一方、ロケットは、砲身よりも多くのプラットフォーム、例えばレールから発射することができ、伝統的に固定式または折りたたみ式のフィンによって安定化を図る。[ 5 ]

歴史

内部推進薬を使用するケースレス弾薬の初期のタイプは、ウォルター・ハントのロケットボール弾である。これは1850年代に開発され、これを使用した銃は主にボルカニック・リピーティング・アームズ社によって販売された。ハントのロケットボール弾は威力が著しく不足しており、護身用、狩猟用、あるいは軍事用として広く受け入れられることはなかった。[ 6 ]

第二次世界大戦中、ドイツは軍用の実用的な内部燃料式のケースレス弾薬カートリッジの研究開発を集中的に開始したが、これは薬莢の製造に使用される銅などの金属の不足が深刻化していたことが背景にあった。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]ドイツはある程度の成功を収めたが、戦争中にケースレス弾薬システムを生産するには至らなかった。[ 11 ] [ 12 ]生産間近だった準例として、55 mm マシーネンカノーネ MK 155がある。これは、現在人気の高いラインメタル Rh-120戦車砲に使用されているものと同様の、部分燃焼性の薬莢を使用していた。しかし日本は、戦争中に内部燃料式のケースレス弾薬を使用する航空機搭載型機関砲の開発に成功した。 Ho-301と名付けられたこの 40 mm 機関砲は、戦争末期の日本本土防衛で限定的に使用された。[ 4 ]

第二次世界大戦後、内部燃料薬莢無し弾の使用は主流の兵器開発からほぼ姿を消した。しかし、ソ連が1978年にGP-25 40mm内部燃料薬莢無しアンダーバレル擲弾発射器を導入したことで、このタイプは小規模ながら復活した。その後、2017年にロシアが開発したAGS-40バルカン40mm内部燃料薬莢無し自動擲弾発射器が続いた。 [ 13 ] [ 14 ]

問題

発射時に推進薬が砲弾の後方から吹き飛ばされるため、内部推進薬のケースレス弾を使用する多くの歴史的な大砲では、推進薬の残留物が蓄積して故障につながるという問題がありました。残留物の蓄積を減らすために、歴史的なシステムでは、弾薬内の推進薬の量を減らすか、射撃時に燃えている推進薬の一部を砲の後部から排出する無反動式の銃を採用せざるを得ませんでした。[ 5 ]しかし、これ自体が問題を引き起こし、弾薬を推進するために使用される推進薬の量が少なくなり、銃口初速が低下し、音速（約250～350 m/s（820～1,150 ft/s））を下回ることがよくあります。[ 5 ] [ 4 ]これは、大きな発射弧を描いて高仰角で発射することを意図した多くの迫撃砲兵器の銃口初速に相当します。ケースレス弾を使用する兵器は水平射撃を目的としたものであることが多く、超亜音速弾は弾速の急激な低下により射程が極めて限られ、精度も低下する。[ 5 ] [ 4 ]

外部燃料薬莢なし弾薬

説明

外部発射薬ケースレス弾（4.92×  34mmヘッケラー＆コッホ型）の断面図
4.73×33mmヘッケラー＆コッホ社製の外部発射薬式ケースレス弾を分解した図。構成部品は、左から順に、固体発射薬、雷管、弾丸、そして弾丸を発射薬ブロックの中心に保つためのプラスチックキャップである。

現代のケースレス弾薬は典型的には、プライマーと弾丸が外部推進剤（元々はニトロセルロース）の固体塊に一体化され、カートリッジの本体を形成するように鋳造される構成を採用している。弾丸とプライマー（両方とも接着される）を受け入れるための空洞が本体に存在する。完成したカートリッジには、本体の点火を助け、弾丸に最初の推力を与える粉末推進剤のブースターチャージも含まれる場合がある。[ 3 ]これらの外部推進剤ケースレスカートリッジの多くは、カートリッジの長さを短縮するために、弾丸の大部分がカートリッジの本体内に保持される、伸縮式でもある。カートリッジが短いと、新しい弾丸を装填するために銃器の動作が往復しなければならない距離が短くなり、サイクル速度が向上し、長距離で標的に複数命中する確率が高くなる。ケースがないことで、特に小口径ライフルではカートリッジの重量も大幅に軽減される。例えば、オーストリアの発明家フーベルト・ユーゼル（1926-2010）がフォエレVEC-91用に設計した外部燃料式のケースレス弾は、同じ口径の通常の弾薬の約3分の1の重さです。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

問題

ケースを固体燃料に交換するのは簡単な作業のように思えますが、薬莢は単に薬莢の部品をまとめる以上の役割を果たしており、ケースを交換するには、これらの他の機能も交換する必要があります。外部燃料式のケースレス弾には欠点がないわけではなく、これらの欠点が現代の外部燃料式のケースレス弾が広く普及するのを妨げているのです。

熱過敏症

軍事用途において特に懸念される最初の大きな問題は、弾薬の熱に対する感受性です。これは、しばしば持続的な射撃を伴うためです。現代の銃器の推進剤の主成分であるニトロセルロースは、約170℃（338℉）という比較的低温で発火します。金属製薬莢の機能の一つはヒートシンクとしての役割です。射撃後に取り出される金属製薬莢は、推進剤の燃焼による熱の大部分を奪い、薬室内の熱上昇を抑制します。薬莢による断熱効果は、逆の作用も果たし、推進剤を薬室壁に蓄積された熱から保護します。

これらの機能を果たす薬莢がなければ、ニトロセルロースを使用した外部推進薬莢なし弾は、薬莢入りの薬莢よりもはるかに早く、薬室の残留熱によってコックオフ（火薬の爆発）を起こし始めます。コックオフは、ボルトを開放した状態で発射するように設計することで回避できますが、別の問題が発生するため、小口径の機関銃や短機関銃にしか適していません。

熱の問題に対する通常の解決策は、発火温度の高い推進剤（典型的には適切な燃焼率を提供するために注意深く配合された非結晶性爆薬）に切り替えることによって耐熱性を高めることである。[ 3 ] [ 16 ]ヘッケラー＆コッホはダイナミット・ノーベルと協力して、比較的耐熱性の高い外部推進剤ケースレス弾薬を製造することでこの課題を解決した。

シーリング

薬莢のもう一つの重要な機能は、薬室後部の密閉である。薬莢入り薬莢を発射すると、薬室内の圧力によって金属製の薬莢が膨張し、薬室を密閉する。これにより薬室後部からのガスの流出が防止されるだけでなく、ボルトに大きな支持力を与えることが実験的に示されている。この密閉機能を果たす薬莢がないため、銃器の設計ではこの点を考慮し、薬室後部を密閉する手段を設ける必要がある。この問題はドライゼ式ニードルガンでも発生していた。フランスのシャスポー銃は、ボルトにゴム製のシールを追加することで、銃尾からの弾漏れの問題を解決した。[ 18 ] [ 19 ]

伸縮式外部推進薬ケースレス弾は、弾丸が推進薬に囲まれているため、銃身の閉塞という問題にも対処する必要がある。この問題に対処するためにブースターチャージが使用され、弾丸を薬莢本体から銃身へと押し出すための初期圧力バーストを発生させ、その後、本体が燃焼する。[ 17 ]

脆弱性

外部発射薬式のケースレス弾は、薬莢本体が主に推進薬であり、構造特性は燃焼特性に次ぐものであるという事実によって制限される。主な問題は抽出である。ケースレス弾薬は発射済みの薬莢を抽出する必要がないが、未発射のケースレス弾は銃器から弾を抜くため、または不発弾を解消するために抽出可能でなければならない。金属製薬莢の場合、この機能は薬莢後部に機械加工されたリムまたは抽出溝によって提供される。アクティブブランドの散弾銃用薬莢などの完全にプラスチック製の薬莢でも、抽出器を支えるために薄い金属製のリングがリムに成形されている。[ 11 ] [ 16 ] [ 17 ]二次的な問題は、使用中の弾薬が空気、水、潤滑剤、溶剤にさらされる可能性があることである。外部発射薬式のケースレス弾の雷管と推進薬は保護されていないが、薬莢は高度な保護を提供する。

外部燃料薬莢なし砲

ケースレス銃器と弾薬システムの最初のものの一つは、1968年に空気銃メーカーのデイジー社によって製造された。デイジーV/Lライフルは、雷管のない、.22口径（5.5 mm）の低出力外部推進薬ケースレス弾を使用する。このライフルは基本的にはスプリングピストン式空気銃だが、V/L弾薬を使用すると、ピストンの圧縮エネルギーがケースレス薬莢の後ろの空気を加熱して推進薬に点火し、これが射撃エネルギーの大部分を生成する。デイジーV/Lライフルシステムは、ATFがこれを空気銃ではなく銃器と裁定し、デイジー社は銃器の製造ライセンスを持っていなかったため、1969年に製造中止となった。[ 20 ]

一部のアサルトライフルは、外部燃料式のケースレス弾を使用しています。このタイプのよく知られた武器の1つは、G3バトルライフルの潜在的な代替としてヘッケラー&コッホ社が製造したG11です。G11は本格的な生産には至りませんでしたが、アメリカの先進戦闘ライフル計画の一環としてのテストを含む、多くの試作段階と実地テストを経ました。1990年から2002年の間に30万丁のG11K2ライフルを調達する計画で西ドイツ軍に採用される予定でしたが、ドイツ統一によって生じた費用と、NATO標準の弾薬を使用するためにG11を改造することが不可能だったため、G11プロジェクトは中止され、より安価で従来型のNATO標準アサルトライフルである5.56 mm G36が採用されました。 G11 のケースレス弾は後に、米国の軽量小火器技術プログラムにおけるケースレス弾の開発の基礎として使用されました。  

電子射撃機能を備えた最初の市販の外部燃料薬莢なしライフルは、Voere VEC-91であった。[ 15 ]

参照

参考文献

  1. ^アンソニー・G・ウィリアムズ、エマニュエル・ガスティン、ヘニング・ルッフ（謝辞）。「第二次世界大戦における戦闘機の武装効果、表1-2、表4」。quarryhs.co.uk 。2022年8月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年7月2日閲覧。40mm CL
  2. ^ US2632391A、キンツィンガー、ウォーレン・H.、「消耗品カートリッジ」、1953年3月24日発行 
  3. ^ a b cマイヤー、ルドルフ;ケーラー、ヨーゼフ。ホンブルク、アクセル (2007)。爆発物。ワイリー-VCH。ISBN 978-3-527-31656-4。
  4. ^ a b c dアンソニー・G・ウィリアムズ、エマニュエル・ガスティン、ヘニング・ルッフ（謝辞）。「第二次世界大戦における戦闘機の武装の有効性：表3に関するコメント」。quarryhs.co.uk 。2022年7月2日閲覧。日本軍はキ44の火力を向上させるために、ケースレス弾を発射する40mmホ301機関砲を搭載するという興味深い試みを行った。しかし、この兵器の砲口初速は245m/sと非常に低く、実戦では失敗に終わった。キ44-IIcは多くは製造されなかった。
  5. ^ a b c d e f gシェーグレン、スヴェン。Raketbeväpning i svenska flygvapnet、FV raketbeväpning 1944-1954 [スウェーデン空軍のロケット兵器、AF ロケット兵器 1944-1954 ] (スウェーデン語)。ストックホルム、スウェーデン: Kungliga Flygförvaltningen (スウェーデン王立空軍物資局)。 p. 6.
  6. ^ 「火山 - 検索結果 - ウィンチェスターコレクター」。winchestercollector.org 。
  7. ^ダニエル・W・ケント著『ドイツの7.9mm軍用弾薬、1888-1945』96ページ、『秘密弾薬』
  8. ^軍需研究部（外国軍需品課）、文書参照番号はDEFE 15/1557
  9. ^小火器用可燃性弾薬、自己完結型推進薬の開発、フランクフォード兵器廠、1960年5月、1～2ページ
  10. ^ SIDEMインターナショナル、「自己消費型カートリッジの開発」、契約AF61(514)-745C、最終報告書、1957年4月
  11. ^ a bバーンズ、フランク・C. (2003). スキナー、スタン (編). 『世界のカートリッジ』（第10版）. クラウス出版. p. 8. ISBN 0-87349-605-1。
  12. ^ 「GUNS」(PDF) .ガンズマガジン.
  13. ^管理者。「新型AGS-40バルカン40mm自動擲弾発射機がロシア軍に配備される。TASS 11311161 - 兵器、防衛産業、軍事技術、英国 - 分析、焦点、陸軍、防衛、軍事産業、陸軍」。www.armyrecognition.com 。
  14. ^ "Lenta.ru: Оружие: Вооружение: Россия вооружится новым крупнокалиберным гранатометом" (ロシア語)。レンタ.ru 。2014 年10 月 21 日に取得。
  15. ^ a b “Voere” . 2008年6月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  16. ^ a b cマルジョッタ、フランクリン・D. (1997).ブラッシー陸軍戦争百科事典. ブラッシー社. ISBN 9781574880878。
  17. ^ a b cディマイオ、ヴィンセント・JM（1998年）。『銃創』 CRCプレス。ISBN 978-0-8493-8163-8。
  18. ^ Ackley, PO (1962).ハンドブック for Shooters & Reloaders . 第1巻. Plaza Publishing. ISBN 978-99929-4-881-1。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）
  19. ^参考文献については、メイン記事「シャスポ」を参照
  20. ^ Fjestad, SP 『銃の価値に関するブルーブック（第13版）』Blue Book Publications.
  • スターリー、ドン・A・将軍『ベトナムにおける騎馬戦闘』陸軍省、ワシントンD.C.、1978年。
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