銃口速度
銃口速度は、発射体（弾丸、ペレット、スラッグ、ボール/ショット、またはシェル）[ 1 ]が銃身の端（つまり銃口）を離れた瞬間の速度です。[ 2 ]銃器の銃口速度は、黒色火薬のマスケット銃で約120 m/s（390 ft/s）から370 m/s（1,200 ft/s）[ 3 ]、. 220 Swiftや.204 Rugerなどの高初速薬莢を使用する現代のライフルでは1,200 m/s（3,900 ft/s）以上[ 4 ] 、運動エネルギー貫通弾を発射する戦車砲では1,700 m/s（5,600 ft/s）[ 5 ]にまで及びます。NASAは、宇宙船への軌道上のデブリの衝突をシミュレーションするために、軽ガス銃から最大8,500 m/s（28,000 ft/s）の速度で弾丸を発射します。[ 6 ] 銃器の種類、カートリッジ、銃身の長さなど、いくつかの要因によって弾丸の銃口速度が決まります。[ 7 ]
発射速度
無動力飛行中の発射体の場合、速度は銃口を出た瞬間に最も速くなり、その後空気抵抗により徐々に低下します。音速（海面の乾燥空気中で約340 m/s（1,100 ft/s））未満の速度で飛行する発射体は亜音速ですが、音速を超える速度で飛行する発射体は超音速です。超音速では、かなりの距離を飛行し、近くの観測者が発射音を聞く前に標的に命中することもあります。空中での発射体の速度は、気圧、湿度、気温、風速など、いくつかの要因によって異なります。
1994年、サンディア国立研究所において、 1グラム（15グレイン）の弾頭が9,000 m/s（30,000 ft/s）を超える速度まで加速された。この銃は2段階で作動する。まず、燃焼する火薬を用いてピストンを駆動し、水素を10,000 atm（1.0 GPa）まで加圧する。加圧されたガスは二次ピストンに放出され、二次ピストンは衝撃吸収用の「枕」へと前進し、そこでピストンからのエネルギーが枕の反対側にある弾頭へと伝達される。[ 8 ]
従来の銃
従来の銃では、銃口速度は推進剤の量、その品質（化学燃焼速度と膨張の観点で）、発射体の質量、および銃身の長さによって決まります。燃焼速度の遅い推進剤は、燃焼を終えて発射するまでに長い銃身が必要ですが、逆に重い発射体を使用することができます。これは数学的なトレードオフです。[ 9 ]燃焼速度の速い推進剤は、同じ量の推進剤を使用した場合、軽い発射体をより高い速度まで加速できます。銃内では、燃焼プロセスの結果として発生する気体圧力が、発射体の速度を制限する要因です。したがって、安全性を確保し、性能を最適化するには、推進剤の品質と量、発射体の質量、銃身の長さをすべてバランスさせる必要があります。
銃身が長いほど、推進剤の力が弾丸の推進に働く時間が長くなります。[ 9 ] このため、他の条件が同じであれば、銃身が長いほど一般的に速度は速くなります。しかし、弾丸が銃身を下るにつれて、推進剤の背後のガス圧は低下します。銃身が十分に長い場合、弾丸と銃身の間の摩擦と空気抵抗が、背後のガス圧の力と等しくなる点が最終的に存在し、その点から弾丸の速度は低下します。
ライフル
ライフル銃身には、弾丸を回転させて飛行中の安定性を保つための螺旋状のねじれが内部に刻まれています。この機構はライフリングと呼ばれています。銃身が長いほど、弾丸が銃から発射される前に回転する機会が増えます。特定の弾丸を適切に安定させるのに十分なライフリングが銃身に施されている限り、銃身の長さが長くても精度が大幅に向上することはありません。銃身が長いほど照準半径が長くなるため、アイアンサイトを使用する場合の照準が容易になります。また、適切な発射薬を装填すれば銃口初速が上がり、弾道がより平坦になり、射程距離調整の必要性が軽減されます。
弾丸は銃身内を進む際に、後方で膨張するガスによって前方に押し出されます。このガスは引き金を引くことで発生し、撃針が雷管に衝突することで発生します。雷管は薬莢内に充填された固体推進薬に点火し、薬室で燃焼させます。弾丸が銃身を離れると、膨張するガスの力による弾丸の推進力は失われます。[ 10 ] 2インチ（51mm）銃身の拳銃から発射された弾丸は、銃身を離れる前に回転する2インチ（51mm）の「滑走路」しかありません。同様に、弾丸が加速して追加の力を受けずに飛び出す前に、加速できる空間も2インチ（51mm）しかありません。場合によっては、銃身の短い銃では、火薬が完全に燃焼していないこともあります。したがって、2 インチ (51 mm) 砲身の砲口速度は 4 インチ (100 mm) 砲身の砲口速度よりも低く、4 インチ (100 mm) 砲身の砲口速度は 6 インチ (150 mm) 砲身の砲口速度よりも低くなります。
大型の海軍砲は、長さと直径の比率が高く、38:1から50:1の範囲です。この長さの比率により、発射体の速度が最大になります。電磁パルスを使用して発射体を発射する電動レールガンを使用して海軍兵器を近代化することには大きな関心が寄せられています。これらは上記の制限を克服します。これらのレールガンを使用すると、電磁パルスによって装置全体にわたって一定の加速が提供されます。これにより、銃口速度が大幅に増加します。レールガンのもう1つの重要な利点は、爆発性の推進剤を必要としないことです。[ 11 ]この結果、船は推進剤を輸送する必要がなく、陸上ステーションも推進剤の在庫を維持する必要がありません。大量に貯蔵された爆発性の推進剤は爆発しやすいです。[ 12 ]これは安全対策で軽減できますが、[ 12 ]レールガンではそのような対策がまったく必要ありません。発射体自体の速度が既に高いため、内部の電荷さえも消滅する可能性があります。つまり、発射体は完全に運動エネルギー兵器となります。
速度のカテゴリー
アメリカ陸軍は、武器の種類に応じて異なる銃口速度のカテゴリーを定義しています。[ 13 ]
| 武器 | 低速 | 高速 | 超高速 |
|---|---|---|---|
| 大砲 | 396 m/s (1,299 ft/s) 未満 | 910～1,070 m/s（3,000～3,500 ft/s） | 1,070 m/s (3,500 ft/s) 以上 |
| 戦車砲 | - | 470～1,020 m/s（1,550～3,350 ft/s） | 1,020 m/s (3,350 ft/s) 以上 |
| 小火器 | - | 1,070～1,520 m/s（3,500～5,000 ft/s） | 1,520 m/s (5,000 ft/s) 以上 |
参照
参考文献
- ^ 「銃口速度」 .軍事用語辞典. 2005年. 2024年7月29日閲覧。
- ^ “Muzzle Velocity” . 2010年5月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年6月9日閲覧。
- ^ 「黒色火薬マスケット銃の精度」（PDF）2011年6月9日閲覧。
- ^ 「Speed of a Bullet」 . 2013年12月10日閲覧。
- ^ “120mm戦車砲KE弾薬” . 2010年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年6月9日閲覧。
- ^ 「Remote Hypervelocity Test Laboratory」 。 2014年7月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年7月29日閲覧。
- ^ 「弾丸はどれくらいの速さで飛ぶのか？」
- ^ブラウン、マルコム（1994年3月22日）「地球最速のガンマン：目標は惑星を超えて」ニューヨーク・タイムズ。 2018年3月23日閲覧。
- ^ a b「ライフル銃身」 。 2011年6月9日閲覧。
- ^ミゾカミ・カイル (2018年3月7日). 「銃の仕組み」 . 2019年4月28日閲覧。
- ^ 「鉄道ストライキ」『エコノミスト』 2015年5月9日。2015年5月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年4月28日閲覧。
- ^ a b西オーストラリア州政府（2018年1月）「爆発物の保管」（PDF）鉱山・産業規制・安全省2019年4月28日閲覧。
- ^ 「アメリカ陸軍用語辞典」（PDF） .
