JP2003294395A - 複合弾頭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複合弾頭において、弾片は副弾頭の元の径の
半分以上にすることは容易でなく、主弾頭が装甲を貫通
する際には、導入孔を押し広げるため相当の運動エネル
ギーを失うことが避けられない。そのため、弾速が特に
遅い場合には主弾頭が装甲を貫通した後、さらに充分奥
まで侵入することができずに手前で炸裂してしまい、破
壊効果が減少する恐れがあった。 【解決手段】 主炸薬の起爆時に多数の破片となって飛
散する弾殻と、弾殻をその起爆力により飛散させる主炸
薬と、主炸薬起爆用の主ブースタとにより構成される主
弾頭と、主弾頭の円周方向と同一方向に配置される、副
炸薬の起爆により目標の外板に前記主弾頭を導入するた
めの穴を開けるライナと、ライナにエネルギーを与える
副炸薬と、副炸薬起爆用の副ブースタとにより構成され
る副弾頭とにより構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、砲弾、爆弾等の
対装甲破壊兵器に使用する弾頭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】艦船を火砲やロケット、爆弾等で攻撃す
る場合、従来は徹甲弾、半徹甲弾のような弾頭を用い、
まず弾体の運動エネルギーで攻撃相手の装甲を貫通さ
せ、相手の内部に深く侵入した後弾頭が炸裂して、相手
の内部を破壊するような方法が取られていた。精密誘導
兵器の発達した近年では、それらに誘導装置を備えた誘
導砲弾、誘導爆弾、対艦ミサイル等が対艦攻撃の主要な
手段になっている。その結果、無誘導の砲弾では弾速が
低下したり着弾の散布界が広がったりして命中が期待で
きないような遠距離まで、正確に弾体を飛ばすことがで
きるようになっている。しかし、弾速の低下そのものは
避けられないので、命中した時に装甲を充分貫通するだ
けの運動エネルギーが残ってなく、相手の内部深くまで
弾体が侵入できない恐れがある。

【０００３】それに対し、弾速が低下しても装甲を貫通
する能力のある、複合弾頭がすでに考案されている。図
８は、従来の複合弾頭の構成の一例を示す断面図であっ
て、１は誘導ミサイルであれば推進装置や操舵装置が配
置される後部胴体、２は前記後部胴体１の前部に配置さ
れた目標を破壊するための、例えばクロム鋼等の材料で
作られている主弾頭、３は主炸薬の起爆時に多数の破片
となって飛散する弾殻、４は前記弾殻３の内部に配置さ
れた主たる炸薬である主炸薬、５は前記主炸薬４を起爆
させるための主炸薬４と一部を接するように配置された
起爆薬である主ブースタであり、主弾頭２は、前記弾殻
３、主炸薬４、主ブースタ５から構成されている。

【０００４】６は主弾頭２の前部に配置される中継筒、
２１は目標の装甲（外板）を打ち抜いて穴を開けるため
の弾頭である円錐状副弾頭、８は円錐状副弾頭２１の前
方に配置され、この複合弾頭の円錐形の先端を成すノー
ズ、２２は円錐状副弾頭２１の炸薬であり前方を円錐状
にくぼませた形状に作られ、縦断面は前方に開いたＶ字
状となっている円錐状副炸薬、２３は前記円錐状副炸薬
２２の前端円錐状の面に密着して、銅製の円錐形状に作
られた円錐状ライナであり、２４は円錐状副炸薬２２を
起爆させるため、円錐状副炸薬２２の後端に接してこれ
に取付けられた丸型副ブースタであり、円錐状副弾頭２
１は円錐状副炸薬２２、円錐状ライナ２３、及び丸型副
ブースタ２４とから構成されている。

【０００５】主弾頭２が破片を四方八方に飛ばすいわゆ
る破片型弾頭であるのに対し、円錐状副弾頭２１は主に
戦車の装甲を打ち抜くのに使われる、いわゆる成形炸薬
型弾頭と称するものである。

【０００６】図９は、図８に示す従来の複合弾頭の構成
の一例が動作した状態を示す断面図であって、２９は円
錐状ライナ２３が円錐状副炸薬２２の爆発エネルギーに
より溶解されて前方に高速で噴出する針状ジェット、１
３は目標の装甲、１４は針状ジェット２９により装甲１
３にあけられた導入孔である。

【０００７】次に動作について説明する。上記のように
構成された複合弾頭が目標の艦船に命中すると、例えば
命中の衝撃を検知してまず丸型副ブースタ２４が作動し
て円錐状副炸薬２２が起爆する。円錐状副炸薬２２の前
面が円錐状に成形されているため、いわゆるノイマン効
果として知られる現象によって爆発のエネルギーは中央
に集中し、円錐状ライナ２３は溶解して粒子に分解する
とともに、図９に示すように中央部に収束して細い噴流
であるところの針状ジェット２９となって前方に放出さ
れ、目標の装甲１３を貫通する。針状ジェット２９の速
度は数千ｍ毎秒と非常に速いので、複合弾頭の命中する
時の弾速がいくら遅くなっても、装甲１３を貫通する能
力は低下しない。装甲１３に導入孔１４があいたところ
へ主弾頭２が突入し、さらに導入孔１４を押し広げつつ
目標内部に侵入する。無傷の装甲１３を貫通するのに比
べ、すでにあいている導入孔１４を広げるだけなので、
主弾頭２の失う運動エネルギーは少なくてすみ、遅い弾
速で命中しても、目標の内部深くまで侵入することがで
きる。深く侵入した後、図８の主ブースタ５が発火して
主炸薬４が起爆し、弾殻３が多数の破片になって飛散し
て、目標内部に損害を与えることができる。

【０００８】上記のような複合弾頭の場合、円錐状副弾
頭２１によって生成される針状ジェット２９は細くいた
め、導入孔１４の径は円錐状副弾頭２１の径に比べ小さ
くなる。そのため主弾頭２が導入孔１４を押し広げる時
の抵抗も大きく、導入孔としては能率が悪い。抵抗を減
らそうとして、主弾頭２を円錐状副弾頭２１よりも細く
作ると、主弾頭２の威力が大きく低下するので抵抗を減
らすことが無意味になってしまう。また、成形炸薬型弾
頭は、細く深い穴をあけるのに適したもので、本来戦車
のような重装甲を貫通するのが主たる用途である。円錐
の頂角にもよるが、多くは円錐状ライナの外径の数倍の
深さの穴をあけることができ、例えば一般的な外径２０
cm程度の弾頭であれば５０cm以上の装甲を貫通すること
ができる。現代の主要な艦船は従来の戦艦のように重装
甲のものではなく、船体外板が数cm程度の比較的薄い中
〜軽装甲のものが主体であるので、成形炸薬型弾頭では
貫通する威力が余り過ぎ無駄が多い。以上のように、図
８のような複合弾頭は、艦船を目標とするのに効率がい
いとは言い難い。

【０００９】この課題に対して、別の副弾頭を組み合わ
せた複合弾頭も考案されている。図１０は別の副弾頭を
組み合わせた複合弾頭の構成を示す断面図であり１から
８、及び２４は図８と同じであり、２５は目標の装甲を
打ち抜いて穴を開けるための弾頭であるおう面状副弾
頭、２６はおう面状副弾頭２５の炸薬であり、前面がお
う面状にくぼんだ円柱形に作られているおう面状炸薬、
２７はおう面状炸薬２６のおう面に密着するように時計
皿のような形状に作られた鉄製のおう面状ライナであ
り、２４はおう面状副炸薬２５を起爆させるため、おう
面状副炸薬２６の後端に接してこれに取付けられた丸型
副ブースタであり、おう面状副弾頭２５はおう面状炸薬
２６、おう面状ライナ２７、及び丸型副ブースタ２４と
から構成されている。

【００１０】また、図１１は、図１０に示す複合弾頭の
動作状態を示す断面図であって、１３と１４は図９と同
じであり、１５はおう面状ライナ２７がおう面状副炸薬
２６の爆発エネルギーにより変形して前方に高速で射出
された断片である。おう面状副弾頭２５は、いわゆる自
己鍛造型弾頭と称されるものである。

【００１１】次に図１０の複合弾頭の動作を説明する。
上記のように構成された複合弾頭が目標の艦船に命中す
ると、図８と同様にまず丸型副ブースタ２４が作動して
おう面状副炸薬２６が起爆する。おう面状副炸薬２６の
前面がおう面状に成形されていることにより、いわゆる
ミズネ・シャルダン効果として知られる現象によって、
おう面状ライナ２７はばらばらの破片にならず、図１１
に示すように内側に巻き込まれて一個の団子のように成
形されながら加速され、高速の硬い弾片１５となって、
目標の装甲１３を貫通する。この弾片１５の速度は図９
の針状ジェット２９よりは遅いが、それでも千ｍ毎秒を
越えるため、船体外板の比較的薄い現代の艦船は充分に
貫通することができる。また、弾片１５の径は図９の針
状ジェット２９よりは大きく、装甲１３により大きな導
入孔１４をあけることができ、主弾頭２が突入する時の
抵抗も小さく、より内部深くまで侵入することができ
る。従って、艦船を目標にする場合は、図８に示す複合
弾頭よりも効率的に目標を破壊できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の複合弾頭は以上
のように構成されていたので、円錐状副弾頭２１やおう
面状副弾頭２５によって装甲１３にあける導入孔１４
は、主弾頭２に比べ充分大きくすることが困難であっ
た。図１０と図１１に示す複合弾頭でも、弾片１５はお
う面状副弾頭２５の元の径の半分以上にすることは容易
でなく、主弾頭２が装甲を貫通する際には、導入孔１４
を押し広げるため相当の運動エネルギーを失うことが避
けられない。そのため、弾速が特に遅い場合には主弾頭
２が装甲１３を貫通した後、さらに充分奥まで侵入する
ことができずに手前で炸裂してしまい、破壊効果が減少
する恐れがあった。

【００１３】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであって、導入孔を主弾頭の径近く
まで大きくすることができ、主弾頭が装甲を貫通する際
のエネルギー損失がより少なくなるように複合弾頭を構
成したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、主炸薬の
起爆時に多数の破片となって飛散する弾殻と、前記弾殻
をその起爆力により飛散させるために、前記弾殻の内部
に配置される主炸薬と、前記主炸薬と一部を接するよう
に配置される主炸薬起爆用の主ブースタとにより構成さ
れる主弾頭と、前記主弾頭の円周方向と同一方向に配置
される、副炸薬の起爆により目標の外板に前記主弾頭を
導入するための穴を開けるライナと、前記ライナに、目
標の外板に穴を開けるためのエネルギーを与える副炸薬
と、前記副炸薬と一部を接するように配置される副炸薬
起爆用の副ブースタとにより構成される副弾頭とにより
構成したものである。

【００１５】第２の発明は、ライナとして、前記副弾頭
の直径方向の断面が、目標と対向する方向が開いている
Ｖ字型であることを特徴とするものである。

【００１６】第３の発明は、ライナとしてＶ字型の中心
軸が、複合弾頭の中心軸に対し平行であることを特徴と
するものである。

【００１７】第４の発明は、ライナとしてＶ字型の中心
軸が、複合弾頭の中心軸に対して外側に向いていること
を特徴とするものである。

【００１８】第５の発明は、ライナにより開けられた穴
の径よりも前記主弾頭の径が小さいことを特徴とするも
のである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１はこの発明の実施の形態１の構成を示す図であっ
て、１から６は従来技術と同じである。７は目標の装甲
（外板）を打ち抜いて穴を開けるための弾頭である副弾
頭、８は副弾頭７の前方に配置され、この複合弾頭の円
錐形の先端を成すノーズ、９は副弾頭７の炸薬であり前
方をくぼませた形状に作られた、目標の装甲に穴を開け
るためのエネルギーを与える副炸薬、１０は副炸薬９に
より目標の外板に主弾頭２を導入するための穴を開け
る、主弾頭２と同一円周方向のライナであり、１１は副
炸薬９を起爆させるため、副炸薬９と一部を接するよう
に配置された副ブースタである。また、図２は、図１に
示す複合弾頭が動作した状態を示す断面図であって、１
２はライナ１０が副炸薬９の爆発エネルギーにより溶解
されて前方に高速で噴出するジェット、１３は目標の装
甲、１４はジェット１０により装甲１３にあけられた導
入孔、１６はジェット１２が目標の装甲１３を貫通して
導入孔１４があいた後、装甲１３の中央に分離した円板
である。

【００２０】図１において、主弾頭２の前方に置かれた
成形炸薬型弾頭である副弾頭７は、リング状に作られて
いる。この形状を図３及び図４で詳しく説明する。図３
において、１７は副炸薬９を直線状に引き伸ばした直線
状副炸薬、１８はライナ１０を直線状に引き伸ばした直
線状ライナ、１９は副ブースタ１１を直線状に引き伸ば
した直線状副ブースタ、２０はジェット１２を直線状に
引き伸ばした直線状ジェットである。通常の成形炸薬型
弾頭の炸薬は図８の従来例のように前面が円錐状のおう
面に成形され、断面はＶ字状であるが、同じ断面形のま
ま横一直線に引き伸ばすと図３のような形状になる。図
３では、上面がＶ字状にえぐれた横長の棒状の炸薬１７
の上面に密着して、Ｖ字型断面を持つ棒状のライナ１８
があり、炸薬１７の下面に接して棒状のブースタ１９が
ある。このブースタ１９を発火させて炸薬１７が起爆す
ると、図９と同様にライナ１８は細く尖った超高速のジ
ェットになるが、図９のような細い針状ではなく、横一
直線につながったカーテン状のジェット２０になり、そ
の前面に板があれば、細い孔ではなく、直線状の細い溝
があく。炸薬１７を横一直線ではなくリング状に一周さ
せると図４に示すような形状となり、このＶ字状溝のあ
る方を前面になるよう配置したものが図１の副炸薬９で
ある。

【００２１】すなわち、副弾頭７は前方に向かって開い
たＶ字型の断面を持つリング状の副炸薬９と、この前面
に密着するように取付けられた、Ｖ字型断面を持つリン
グ状のライナ１０、及び副炸薬９の後端に接し、副炸薬
９を後方から起爆するように取付けられたリング状の副
ブースタ１１とから構成されている。図２は図１に示す
この発明の実施の形態１の動作状態を示す断面図であ
る。

【００２２】この発明の実施の形態１の動作を図２によ
り説明する。複合弾頭が目標の艦船に命中すると、図８
の従来例と同様にまず副ブースタ１１が発火して副炸薬
９が起爆するが、この時生成されるジェット１２は針状
にとがった形ではなく、Ｖ字の頂点に沿って一周する連
続した円筒状になって装甲１３を貫通する。その結果、
装甲１３には円形ではなくリング状の導入孔１４があ
き、その内側に残された円板１６は支えがなくなって宙
に浮いた状態となる。そこへ主弾頭２が突入して円板１
６はそのまま無抵抗に目標内部に押し込まれ、結局円板
１６の径にほぼ等しい大きな円形の導入孔があけられた
ことになる。この円板１６の径は、主弾頭２の外径より
もわずかに小さいだけなので、主弾頭２が装甲１３を貫
通する際に受ける抵抗も少なく、図８や図１０に示す従
来の複合弾頭の場合より、目標により深く侵入して大き
な損害を与えることができる。

【００２３】また、同じように成形炸薬型弾頭を用いる
図８の従来例では、前述のように装甲の厚みに対して貫
通できる深さが大きすぎ非効率になるきらいがあった
が、図１の実施例では副弾頭のリングの内径を自由に変
えられるので、目標の装甲の厚みにちょうど適切な威力
のジェットが生成されるよう、ライナ断面の寸法を選択
することができ、副炸薬の量が少なくて済む。例えば図
８の従来例で副弾頭の外形が２０cmとすると、ジェット
が貫通できる装甲の厚さは５０cmにもなるが、現代の中
型艦船の外板は５cm程度であり、１０倍もの威力があっ
てそれだけ炸薬も無駄になるのに対し、図１の副弾頭９
の内径を１６cmにすると、貫通できる厚さは５cm程度と
なり、中から軽装甲の艦艇外板を貫通するのに適する。
その分副炸薬も少なくすむのでその分を主炸薬４に振り
向ければそれだけ主弾頭２の威力を増すことができ経済
的である。

【００２４】また、図８の従来例では丸型副ブースタ２
４が中央にあり、主弾頭２の先端が円錐状にとがってい
る。これは、円錐状副弾頭２１によってあけられる導入
孔が小さいため、それを押し広げつつ侵入するためには
主弾頭２の先端がとがっている方が有利なためである。
図１の実施例では導入孔が大きいので主弾頭２の先端を
鋭くとがらせる必要はなく、主弾頭２を副弾頭７とぎり
ぎりまで接近させることができる。あるいはリング状の
副弾頭９は中央が空洞になっているので、ここに主弾頭
２の先端がはまりこむように構成すれば、無駄なスペー
スが最小となり中継筒６を極端に短くすることができ
る。これによって複合弾頭全体の長さも縮めることがで
き、それだけ同じ威力で全体を軽量に作ることができる
か、または軽量になった分主弾頭を大きくして威力を増
すことができる。あるいは、これがロケット弾であるな
ら複合弾頭が縮まった分、推進装置を長くして射程を伸
ばすこともできる。

【００２５】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２の構成を示す図であって、１から１１は実施の形態
１と同じである。２８は主弾頭２よりも細身の細身主弾
頭である。実施の形態１では、図２の円板１６の径は主
弾頭２の径よりも小さいので、主弾頭が装甲を完全に無
抵抗で貫通することは無理である。図５に示す実施の形
態２では、図１の主弾頭２の代わりに、主弾頭２よりも
外径を縮めた細身主弾頭２８を備えたもので、細身主弾
頭２８の外径を、副炸薬９の断面Ｖ字の頂点が作る円、
すなわち図２ではほぼ円板１６の外径に相当する円より
も小さくしたものである。

【００２６】なお、細くしただけでは、複合弾頭全体の
外形に段差がついて飛しょう時の空気抵抗が増えてしま
い、もしロケット弾であれば射程が減ってしまうので、
中継筒６が後部胴体１と副弾頭９とを連結するように長
く延長され、その内部に細身主弾頭２８が収まるように
配置されている。図１の主弾頭２に対し細身主弾頭２８
の径をわずかに小さいだけなので、それによる破壊威力
の減少も少ない。この実施の形態２によれば、細身主弾
頭２は図２の円板１６の径よりも細いから無抵抗で装甲
を貫通でき、例えばパラシュートで目標甲板に垂直落下
するような極端に弾速が低い場合でも、目標に損害を与
えることができる。

【００２７】実施の形態３．図５に示す複合弾頭では、
わずかとはいえ細身主弾頭２８の径を複合弾頭全体の最
大径よりも小さくするため破壊威力の低下を伴い、また
細身主弾頭２８と中継筒６との間に無駄な空間も多く、
できるだけ小型にして最大効果の欲しい飛しょう体兵器
としては効率がよくない。図６はこの発明の実施の形態
３の構成を示す断面図であって、図１と本質的には同じ
構成になっているが、副炸薬９のＶ字形断面が真正面を
向かず、中心軸に対し外側に傾斜するよう副弾頭７が作
られている。図７は図６の実施の形態３の動作状態を示
す断面図であり、副弾頭７が起爆すると、図７に示すよ
うに生成されるジェット１２は中心軸に並行な円筒形で
はなく、斜め外側へ広がる円錐面状になって装甲１３を
貫通するので、実施の形態１及び２の場合より大きなリ
ング状の導入孔１４をあけることができる。副弾頭７の
外側への傾斜角度と起爆する際の装甲１３との距離とを
適切に選ぶと、導入孔１４の外径を副弾頭７の外径より
も大きくすることができ、この場合は主弾頭２を副弾頭
７の外形と同じ大きさにしても、導入孔１４を通過する
際に抵抗を受けず、主弾頭７の威力を最大限生かすこと
ができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、導入孔を主弾頭の径
近くまで大きくすることができ、主弾頭が装甲を貫通す
る際のエネルギー損失がより少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による複合弾頭の実施の形態１の構
成を示す断面図である。

【図２】 この発明による複合弾頭の実施の形態１の動
作状態を示す断面図である。

【図３】 この発明による複合弾頭の実施の形態１を構
成する副弾頭の形状を説明するための斜視図である。

【図４】 この発明による複合弾頭の実施の形態１を構
成する副炸薬の形状を示す斜視図である。

【図５】 この発明による複合弾頭の実施の形態２の構
成を示す断面図である。

【図６】 この発明による複合弾頭の実施の形態３の構
成を示す断面図である。

【図７】 この発明による複合弾頭の実施の形態３の動
作状態を示す断面図である。

【図８】 従来の複合弾頭の構成を示す断面図である。

【図９】 従来の複合弾頭の動作状態を示す断面図であ
る。

【図１０】 従来の複合弾頭の別の構成を示す断面図で
ある。

【図１１】 従来の複合弾頭の別の構成の動作状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 後部胴体、２ 主弾頭、３ 弾殻、４ 主炸薬、５
主ブースタ、６ 中継筒、７ 副弾頭、８ ノーズ、
９ 副炸薬、１０ ライナ、１１ 副ブースタ、１２
ジェット、１３ 装甲、１４ 導入孔、１５ 弾断、１
６ 円板、１７炸薬、１８ ライナ、１９ ブースタ、
２０ ジェット、２１ 円錐状副弾頭、２２ 円錐状炸
薬、２３ 円錐状ライナ、２４ 丸型副ブースタ、２５
おう面状副弾頭、２６ おう面状炸薬、２７ おう面
状ライナ、２８ 細身主弾頭、２９ 針状ジェット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主炸薬の起爆時に多数の破片となって飛
   散する弾殻と、前記弾殻をその起爆力により飛散させる
   ために、前記弾殻の内部に配置される主炸薬と、前記主
   炸薬と一部を接するように配置される主炸薬起爆用の主
   ブースタとにより構成される主弾頭と、前記主弾頭の円
   周方向と同一方向に配置される、副炸薬の起爆により目
   標の外板に前記主弾頭を導入するための穴を開けるライ
   ナと、前記ライナに、目標の外板に穴を開けるためのエ
   ネルギーを与える副炸薬と、前記副炸薬と一部を接する
   ように配置される副炸薬起爆用の副ブースタとにより構
   成される副弾頭とを備えることを特徴とする複合弾頭。
2. 【請求項２】 前記ライナとして、前記副弾頭の直径方
   向の断面が、目標と対向する方向が開いているＶ字型で
   あることを特徴とする請求項１に記載の複合弾頭。
3. 【請求項３】 前記ライナとしてＶ字型の中心軸が、複
   合弾頭の中心軸に対し平行であることを特徴とする請求
   項２に記載の複合弾頭。
4. 【請求項４】 前記ライナとしてＶ字型の中心軸が、複
   合弾頭の中心軸に対して外側に向いていることを特徴と
   する請求項２に記載の複合弾頭。
5. 【請求項５】 前記主弾頭として、ライナにより開けら
   れた穴の径よりも前記主弾頭の径が小さいことを特徴と
   する請求項１に記載の複合弾頭。