JP2005090782A - Ｅｆｐ弾頭 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ライナーを変形させて飛翔体を形成するＥＦＰ弾頭において、複数のライナーから１つの飛翔体を形成可能とし、ＥＦＰ弾頭の侵徹威力を向上させる。
【解決手段】 ＥＦＰ弾頭（10）のライナー（20）を、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成する。主ライナー部（21）を外径が弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成し、副ライナー部（23）を主ライナー部（21）の外周に沿ったリング状に形成する。そして、主ライナー部（21）の周縁部分を副ライナー部（23）の内周縁部分で覆い、主ライナー部（21）の中央部分を露出させる。
【選択図】 図１
【解決手段】 ＥＦＰ弾頭（10）のライナー（20）を、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成する。主ライナー部（21）を外径が弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成し、副ライナー部（23）を主ライナー部（21）の外周に沿ったリング状に形成する。そして、主ライナー部（21）の周縁部分を副ライナー部（23）の内周縁部分で覆い、主ライナー部（21）の中央部分を露出させる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、爆轟圧力によってライナーから飛翔体を生成するＥＦＰ弾頭に関するものである。
従来より、非特許文献１に開示されているように、ＥＦＰ弾頭が知られている。ここで、ＥＦＰは、“Explosively Formed Projectile/Penetrator：爆発成形飛翔体/侵徹体”であって、ＳＦＦ(Self Forging Fragment：自己鍛造破片)とも呼ばれる。
上記ＥＦＰ弾頭は、主に対戦車用の兵器として用いられる。具体的に、ＥＦＰ弾頭では、炸薬の充填された弾殻の前面に皿状のライナーが設けられている。ＥＦＰ弾頭の炸薬を起爆すると、発生した爆轟圧力によってライナーが鍛造されて飛翔体に成形され、生成された飛翔体が飛翔して目標に衝突する。
これまでのＥＦＰ弾頭において、生成した飛翔体の侵徹威力の向上は、ＥＦＰの速度を上昇させたり、ＥＦＰの全長Ｌと直径Ｄの比Ｌ/Ｄの値を増大させることによって図られてきた。ところが、速度やＬ/Ｄの値を大きく設定しすぎると、ライナーの変形量が大きくなって破断してしまう。このため、生成した飛翔体の形状が安定しなくなり、飛翔体の飛翔安定性が損なわれてしまう。従って、速度やＬ/Ｄの増大による飛翔体の侵徹威力向上は、既に限界に近付いてきている。
そこで、ＥＦＰ弾頭の侵徹威力を更に向上させるべく、非特許文献２及び３では、ＥＦＰ弾頭の前面に複数のライナーを積層することが提案されている。つまり、積層した複数のライナーを変形させて同一の弾軸上に複数の飛翔体を生成し、先頭の飛翔体が標的に穿孔した孔を後方の飛翔体が更に穿孔することにより、侵徹威力の向上を図ろうとしている。
弾道学研究会 編集，「火器弾薬技術ハンドブック(改訂版)」，初版，財団法人 防衛技術協会，２００３年５月１４日，ｐ.２６９−２７１ K.Weimann,A.Blache,"Explosively Formed Projectile with Tantalum Penetrator and Steel Stabilization Base",18th International Symposium on Ballistics,San Antonio,USA,1999 R.Fong,W.Ng,K.Weimann,"Testing and Analysis of Multi-Liner EFP Warheads",20th International Symposium on Ballistics,Orlando,USA,2002
弾道学研究会 編集，「火器弾薬技術ハンドブック(改訂版)」，初版，財団法人 防衛技術協会，２００３年５月１４日，ｐ.２６９−２７１ K.Weimann,A.Blache,"Explosively Formed Projectile with Tantalum Penetrator and Steel Stabilization Base",18th International Symposium on Ballistics,San Antonio,USA,1999 R.Fong,W.Ng,K.Weimann,"Testing and Analysis of Multi-Liner EFP Warheads",20th International Symposium on Ballistics,Orlando,USA,2002
しかしながら、複数のライナーを積層した上記ＥＦＰ弾頭では、変形後のライナーを一体化させて１つの飛翔体を形成するのが困難であり、各ライナーにより形成された飛翔体の弾道を一致させることができなかった。このため、ライナーを複数積層した上記従来のＥＦＰ弾頭では、先頭の飛翔体と後続の飛翔体を同一箇所に着弾させることが困難であり、侵徹威力を充分に向上させることができないという問題があった。
ここでは、複数のライナーを積層したＥＦＰ弾頭において、各ライナーにより形成された飛翔体を一体化するのが困難である理由について説明する。
図１２に示すように、例えば２枚のライナーが積層されたＥＦＰ弾頭（100）では、第１ライナー（101）の背面側に第２ライナー（102）が配置され、この第２ライナー（102）の背面が炸薬（103）に接している。炸薬（103）の爆発により生じた爆轟圧力は、先ず第２ライナー（102）に伝わり、この第２ライナー（102）から第１ライナー（101）へ伝わることとなる。このため、図１３に示すように、起爆後における第１ライナー（101）と第２ライナー（102）の飛翔速度が一致しなくなる。具体的には、先頭に位置する第１ライナー（101）の速度が後方に位置する第２ライナー（102）の速度よりも速くなる。従って、時間が経過するにつれて第１ライナー（101）と第２ライナー（102）の距離が離れてゆき、両者を一体化させるのが困難となっていた。
また、図１４に示すように、起爆後の各ライナー（101,102）は、それぞれの周縁部分が進行方向に対して後方へ倒れるように変形する。そこで、ライナー（101,102）同士の距離が離れないうちに第１ライナー（101）で第２ライナー（102）を押さえ込み、それによって２つのライナーを一体化させることが考えられる。
ところが、第１ライナー（101）と第２ライナー（102）の接触面は、ライナー（101,102）の飛翔方向へ傾いた傾斜面となっている。このため、第１ライナー（101）で第２ライナー（102）を押さえ込もうとすると、後方の第２ライナー（102）は、第１ライナー（101）から受ける力Ｆの飛翔方向成分によって減速される。一方、前方の第１ライナー（101）は、第２ライナー（102）から受ける反力Ｆ'の飛翔方向成分によって加速される。従って、第１ライナー（101）で第２ライナー（102）を押さえ込もうとすると、両ライナー（101,102）の速度差がますます拡大してしまい、両ライナー（101,102）を一体化させるのが却って困難となってしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のライナーから１つの飛翔体を形成可能とし、ＥＦＰ弾頭の侵徹威力を向上させることにある。
第１の発明は、炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭を対象としている。そして、上記ライナー（20）は、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成されており、変形した上記副ライナー部（23）である管状の尾部（42）と、変形した上記主ライナー部（21）であって上記尾部（42）と同軸の棒状に形成されて該尾部（42）の前方へ突出する頭部（41）とが互いに係合した１つの飛翔体（40）を生成するものである。
第２の発明は、上記第１の発明において、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とがそれぞれ１つの部材（22,24）によって構成され、上記副ライナー部（23）を構成する１つの部材（24）が管状に変形して飛翔体（40）の尾部（42）を形成するものである。
第３の発明は、上記第１の発明において、１つの部材（24）によって主ライナー部（21）が、複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成され、上記副ライナー部（23）を構成する各部材（25,26）が管状に変形し、管状に変形した複数の該部材（25,26）が同軸上に配置されて互いに係合することにより飛翔体（40）の尾部（42）を形成するものである。
第４の発明は、炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭を対象としている。そして、上記ライナー（20）は、外径が上記弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成されて該弾殻（11）と同軸に配置された主ライナー部（21）と、該主ライナー部（21）の外側へ延伸して該主ライナー部（21）の周縁部分の前面を全周に亘って覆う副ライナー部（23）とによって構成されるものである。
第５の発明は、炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭を対象としている。そして、上記ライナー（20）は、外径が上記弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成された主ライナー部（21）と、中央に円形の開口（34,35,36）を有する皿状に形成されて上記主ライナー部（21）の前面側に積層された副ライナー部（23）とによって構成されるものである。
第６の発明は、上記第４又は第５の発明において、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とがそれぞれ１つの部材（22,24）によって構成されるものである。
第７の発明は、上記第４又は第５の発明において、１つの部材（22）によって主ライナー部（21）が、同心円状に形成された複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成されており、上記副ライナー部（23）では、互いに隣接する部材（25,26）のうち内側の部材（25）における外周縁部分の前面が外側の部材（26）の内周縁部分によって覆われるものである。
第８の発明は、上記第４又は第５の発明において、１つの部材（22）によって主ライナー部（21）が、同軸上に配置されて積層された複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成されるものである。
−作用−
上記第１の発明では、ＥＦＰ弾頭（10）のライナー（20）が主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成される。起爆後において、主ライナー部（21）及び副ライナー部（23）で構成されたライナー（20）は、爆轟圧力により変形して１つの飛翔体（40）を形成する。
上記第１の発明では、ＥＦＰ弾頭（10）のライナー（20）が主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成される。起爆後において、主ライナー部（21）及び副ライナー部（23）で構成されたライナー（20）は、爆轟圧力により変形して１つの飛翔体（40）を形成する。
この発明において、飛翔体（40）は、頭部（41）と尾部（42）とによって構成される。飛翔体（40）の頭部（41）は、変形した主ライナー部（21）であって、棒状に形成される。一方、飛翔体（40）の尾部（42）は、変形した副ライナー部（23）であって、管状に形成されている。この飛翔体（40）において、棒状の頭部（41）は、管状の尾部（42）と同軸上に位置しており、尾部（42）の前方へ突出した状態で尾部（42）と係合する。つまり、上記飛翔体（40）の頭部（41）は、前側部分が尾部（42）の前方へ突き出し、後側部分が尾部（42）によって囲まれた状態となって尾部（42）と係合する。
上記第２の発明では、主ライナー部（21）が１つの部材（22）により構成され、副ライナー部（23）が１つの部材（24）により構成される。飛翔体（40）の頭部（41）は、主ライナー部（21）を構成する１つの部材（22）が変形することによって形成される。一方、飛翔体（40）の尾部（42）は、副ライナー部（23）を構成する１つの部材（24）が変形することによって形成される。
上記第３の発明では、主ライナー部（21）が１つの部材（22）により構成される一方、副ライナー部（23）が複数の部材（25,26）により構成される。飛翔体（40）の頭部（41）は、主ライナー部（21）を構成する１つの部材（22）が変形することによって形成される。一方、飛翔体（40）の尾部（42）は、副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）が変形することによって形成される。つまり、副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）は、それぞれが筒状に変形し、変形した状態で互いに同軸上に位置して互いに係合することによって、１つの尾部（42）を形成する。
上記第４の発明では、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成されたライナー（20）が弾殻（11）の前面側に設けられる。主ライナー部（21）は、その外径が弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成される。副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）の周縁部分に沿うように形成される。また、副ライナー部（23）の内周縁部分は、主ライナー部（21）の周縁部分を前面側から覆っている。そして、主ライナー部（21）は、その周縁部分が副ライナー部（23）により覆われる一方、その中央部分が副ライナー部（23）で覆われずに露出した状態となっている。
上記第５の発明では、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成されたライナー（20）が弾殻（11）の前面側に設けられる。主ライナー部（21）は、その外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成されており、弾殻（11）の前面を塞ぐように配置されている。主ライナー部（21）の前面側には、副ライナー部（23）が積層されている。この副ライナー部（23）は、中央に円形の開口（34,35,36）が設けられた皿状に形成されている。そして、前面側に副ライナー部（23）が積層された主ライナー部（21）は、その中央部分が副ライナー部（23）で覆われずに露出した状態となっている。
上記第４及び第５発明において、ＥＦＰ弾頭（10）の起爆後には、主ライナー部（21）及び副ライナー部（23）で構成されたライナー（20）が爆轟圧力を受けて変形しつつ飛翔する。その際、例えば主ライナー部（21）のうち副ライナー部（23）で覆われた部分と露出した部分の面積比や、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が重なる部分の幅などを調節することで、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度が比較的自由に設定される。
また、上記第４及び第５発明において、起爆前の状態では主ライナー部（21）の一部が副ライナー部（23）で覆われており、起爆後においても主ライナー部（21）と副ライナー部（23）は互いに接触したままで変形してゆく。そして、起爆後の変形過程で主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が互いに力を及ぼし合うこととなり、それによって主ライナー部（21）は減速されて副ライナー部（23）は加速される。このため、起爆後の加速中における主ライナー部（21）の飛翔速度を副ライナー部（23）の飛翔速度よりも高く設定しておけば、変形過程における主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の間の相互作用によって両者の飛翔速度差が減少してゆく。
上記第６の発明では、主ライナー部（21）が１つの部材（22）により構成され、副ライナー部（23）が１つの部材（24）により構成される。起爆後において、主ライナー部（21）を構成する部材（22）と副ライナー部（23）を構成する部材（24）とは、互いに係合した状態で変形し、１つの飛翔体（40）を形成して飛翔する。
上記第７の発明では、主ライナー部（21）が１つの部材（22）により構成される一方、副ライナー部（23）が複数の部材（25,26）により構成される。副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）は、同心円状に形成される。この副ライナー部（23）において、互いに隣接する部材（25,26）は、内側の部材（25）における外周縁部分が外側の部材（26）の内周縁部分によって覆われる。起爆後において、主ライナー部（21）を構成する１つの部材（22）と副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）とは、互いに係合した状態で変形し、１つの飛翔体（40）を形成して飛翔する。つまり、主ライナー部（21）を構成する部材（22）が副ライナー部（23）を構成する部材（25,26）の１つと係合し、更には副ライナー部（23）を構成する部材（25,26）同士が互いに係合する。
上記第８の発明では、主ライナー部（21）が１つの部材（22）により構成される一方、副ライナー部（23）が複数の部材（25,26）により構成される。副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）は、同軸上に配置されており、主ライナー部（21）の前面側に積層されている。起爆後において、主ライナー部（21）を構成する１つの部材（22）と副ライナー部（23）を構成する複数の部材（25,26）とは、互いに係合した状態で変形し、１つの飛翔体（40）を形成して飛翔する。つまり、主ライナー部（21）を構成する部材（22）が副ライナー部（23）を構成する部材（25,26）の１つと係合し、更には副ライナー部（23）を構成する部材（25,26）同士が互いに係合する。
上記第１〜第３の発明において、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とは、それぞれの変形過程においても互いに係合して力を及ぼし合う。このため、起爆直後には主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とで速度が相違していても、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が互いに力を及ぼし合うため、両者の速度差が次第に減少してゆく。
従って、これら第１〜第３の発明によれば、爆轟圧力により変形しつつ飛翔する主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の速度を一致させることができ、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とで構成されたライナー（20）から１つの飛翔体（40）を生成することができる。この結果、１つの飛翔体（40）を構成する頭部（41）と尾部（42）の両方によって標的の同一箇所を穿孔することが可能となり、ＥＦＰ弾頭（10）の侵徹威力を向上させることができる。
上記第４〜第８の発明では、主ライナー部（21）の一部だけを副ライナー部（23）で覆い、主ライナー部（21）の中央部分を露出させている。そして、例えば主ライナー部（21）のうち副ライナー部（23）で覆われた部分と露出した部分の面積比や、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が重なる部分の幅などを調節することで、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度を比較的自由に設定することが可能となる。また、主ライナー部（21）の一部を副ライナー部（23）で覆っておくことにより、起爆後の変形過程において主ライナー部（21）と副ライナー部（23）を互いに接触させるようにしている。
従って、上記第４〜第８の発明において、起爆後の加速中における主ライナー部（21）の飛翔速度を副ライナー部（23）の飛翔速度よりも高く設定しておけば、互いに接触する主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の相互作用によって両者の飛翔速度差を削減でき、最終的には主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度を一致させて１つの飛翔体（40）を形成することが可能となる。この結果、１つの飛翔体（40）を構成する主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の両方によって標的の同一箇所を穿孔することができ、ＥＦＰ弾頭（10）の侵徹威力を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。
本発明の実施形態１について説明する。
−ＥＦＰ弾頭の構成−
図１に示すように、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）は、弾殻（11）とライナー（20）とを備えている。弾殻（11）は、有底の円筒容器状に形成されている。この弾殻（11）の内部には、炸薬（12）が充填されている。尚、この弾殻（11）では、その底面側（図１における左側）が背面側となり、その開口側（同図における右側）が前面側となっている。
図１に示すように、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）は、弾殻（11）とライナー（20）とを備えている。弾殻（11）は、有底の円筒容器状に形成されている。この弾殻（11）の内部には、炸薬（12）が充填されている。尚、この弾殻（11）では、その底面側（図１における左側）が背面側となり、その開口側（同図における右側）が前面側となっている。
ライナー（20）は、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成され、その全体形状が皿状となっている。このライナー（20）は、弾殻（11）の背面側へ窪んだ姿勢で、弾殻（11）における前面側の開口部に嵌め込まれている。つまり、ライナー（20）は、弾殻（11）の前面側の開口を塞ぐように配置されている。
主ライナー部（21）は、１つの主部材（22）だけで構成され、外径が弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成されている。この主ライナー部（21）は、その中央部分が弾殻（11）の背面側へ向かって窪んだ姿勢で、弾殻（11）と同軸上に配置されている。
副ライナー部（23）は、１つの副部材（24）だけで構成され、外径が弾殻（11）の内径と等しくて内径が主ライナー部（21）の外径よりも小さいリング状に形成されている。また、副ライナー部（23）は、その内周縁部分が外周縁部分よりも弾殻（11）の背面側へ窪んだ形状となっている。このように、副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）の外周に沿って形成され、主ライナー部（21）の外側へ延伸している。つまり、副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）の外周と弾殻（11）の内周の隙間を塞ぐように配置されている。
副ライナー部（23）は、その肉厚が主ライナー部（21）の肉厚よりもやや大きくなっている。この副ライナー部（23）は、その内周縁部分が主ライナー部（21）の外周縁部分に覆い被さるように形成されている。つまり、主ライナー部（21）の外周縁部分は、その前面側が全周に亘って副ライナー部（23）の内周縁部分で覆われている。
主ライナー部（21）を構成する主部材（22）は、その材質がタンタル（Ta）となっている。このタンタルは、密度が１６.６５g/cm3で比強度が１０である。尚、主部材（22）の材質としては、タンタルとタングステンの合金（Ta-W合金）を採用してもよい。一方、副ライナー部（23）を構成する副部材（24）は、その材質がニッケル（Ni）となっている。このニッケルは、密度が８.９０g/cm3で比強度がタンタルの約２倍である。尚、主部材（22）の材質としては、鉄（Fe）を採用してもよい。このように、上記ライナー（20）において、副ライナー部（23）は、その密度が主ライナー部（21）の密度よりも小さく、その比強度が主ライナー部（21）の比強度よりも大きくなっている。
−飛翔体の形成−
炸薬（12）を起爆すると、ライナー（20）が飛翔しながら変形して飛翔体（40）が形成される。
炸薬（12）を起爆すると、ライナー（20）が飛翔しながら変形して飛翔体（40）が形成される。
先ず、ライナー（20）の変形過程について、図２を参照しながら説明する。尚、図２は、汎用衝撃解析コードによる数値シミュレーションの結果を図示したものであって、起爆時点から３０μｓ経過後、４０μｓ経過後、５０μｓ経過後、６０μｓ経過後、８０μｓ経過後、及び２５０μｓ経過後におけるライナー（20）の形状を示している。
炸薬（12）を起爆すると、発生した爆轟圧力がライナー（20）に作用し、ライナー（20）が射出されて飛翔しながら変形してゆく。具体的に、主ライナー部（21）は、副ライナー部（23）で覆われていない中央部分が前方へ押し出されるように変形してゆき、副ライナー部（23）で覆われている周縁部分が後方へ倒れ込むように変形してゆく。そして、主ライナー部（21）は、起爆から５０μｓ経過後にはやや太い棒状となり、その後は次第に伸長していって細長い棒状になる。一方、副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）と接触する内周縁部分が前方へ引き延ばされてゆき、外周縁部分が後方へ倒れ込むように変形してゆく。そして、副ライナー部（23）は、後方へ向かってやや広がった管状に変形する。
ライナー（20）の変形過程において、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とは、互いに接触した状態で変形してゆく（図２参照）。そして、起爆後の変形過程では、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が互いに力を及ぼし合うことになる。このため、図３に示すように、起爆時点から約２０μｓ経過までは主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度（平均速度）の差が増大するものの、その後は、相互に作用する力によって主ライナー部（21）は減速されて副ライナー部（23）は加速される。つまり、主ライナー部（21）は、副ライナー部（23）から受ける力によって減速され、その飛翔速度が低下してゆく。一方、副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）から受ける力によって加速され、その飛翔速度が増大してゆく。そして、起爆時点から約２３０μｓ経過後には、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度が一致して１つの飛翔体（40）が形成され、その後はこの飛翔体（40）が飛翔を続けて目標物に着弾する。
図４に示すように、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）から生成される飛翔体（40）は、変形した主ライナー部（21）である頭部（41）と、変形した副ライナー部（23）である尾部（42）とが互いに係合して一体化したものである。この飛翔体（40）では、管状の尾部（42）と同軸に棒状の頭部（41）が位置し、頭部（41）の後半部分が尾部（42）に挿入されて互いに嵌合した状態となっている。つまり、頭部（41）の前半部分は、尾部（42）の前方へ突出している。また、尾部（42）は後端側へ向かって大径化するフレア形状となっている。
−実施形態１の効果−
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、主ライナー部（21）の一部だけを副ライナー部（23）で覆い、主ライナー部（21）の中央部分を露出させている。従って、例えば主ライナー部（21）のうち副ライナー部（23）で覆われた部分と露出した部分の面積比や、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が重なる部分の幅などを調節することで、加速中における主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度を比較的自由に設定することが可能となる。また、主ライナー部（21）の一部を副ライナー部（23）で覆っておくことにより、起爆後の変形過程において主ライナー部（21）と副ライナー部（23）を互いに接触させるようにしている。
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、主ライナー部（21）の一部だけを副ライナー部（23）で覆い、主ライナー部（21）の中央部分を露出させている。従って、例えば主ライナー部（21）のうち副ライナー部（23）で覆われた部分と露出した部分の面積比や、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）が重なる部分の幅などを調節することで、加速中における主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度を比較的自由に設定することが可能となる。また、主ライナー部（21）の一部を副ライナー部（23）で覆っておくことにより、起爆後の変形過程において主ライナー部（21）と副ライナー部（23）を互いに接触させるようにしている。
このため、起爆後の加速中における主ライナー部（21）の飛翔速度を副ライナー部（23）の飛翔速度よりも高く設定しておけば、互いに接触する主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の相互作用によって両者の飛翔速度差を削減でき、最終的には主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度を一致させて１つの飛翔体（40）を形成することが可能となる。この結果、１つの飛翔体（40）を構成する主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の両方によって目標物の同一箇所を穿孔することができ、ＥＦＰ弾頭（10）の侵徹威力を向上させることができる。
上述のように、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）によれば、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の形状を調節することにより、加速中における主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の飛翔速度や、変形過程における主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の間での相互作用の大きさ等を比較的自由に設定できる。このため、図５に示すように、飛翔体（40）の尾部（42）を後方へより長く伸長させると共に、尾部（42）と頭部（41）の嵌合長を短縮することも可能である。
従って、本実施形態によれば、１つのライナー（20）を備える一般的なＥＦＰ弾頭（10）に比べ、生成する飛翔体（40）の全長を飛躍的に増大させることができ、ＥＦＰ弾頭（10）の侵徹威力を増大させることができる。つまり、ＥＦＰ弾頭（10）から生成する飛翔体（40）が貫通可能な装甲の厚さを増大させることができる。
また、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）によれば、頭部（41）と尾部（42）とで１つの飛翔体（40）を形成できるため、いわゆるポストアーマー効果を向上させることができる。尚、ポストアーマー効果とは、飛翔体（40）が装甲を貫通後に別の装甲や構造物などに与える侵徹効果を意味する。
この点について説明する。最初の装甲に着弾した飛翔体（40）には、その装甲を貫通する際に圧縮の圧力が作用して内部エネルギが蓄えられる。この内部エネルギは、主に飛翔体（40）の頭部（41）に蓄えられ、尾部（42）には殆ど蓄えられない。最初の装甲を貫通して周囲からの拘束が解除されると、大きな内部エネルギを蓄えた頭部（41）は破砕してしまうが、さほど内部エネルギを蓄えていない尾部（42）は前側の部分が破砕する程度で概ね原形を保ったまま飛翔を続ける。このため、別の装甲や構造物に対して、最初の装甲を貫通後も概ね原形を保つ尾部（42）を着弾させることが可能となる。そして、最初の装甲の奥側に設けられた別の装甲や構造物を、飛翔体（40）の尾部（42）によって確実に破壊することが可能となる。
また、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、副ライナー部（23）の密度が主ライナー部（21）の密度よりも小さくなっている。つまり、このＥＦＰ弾頭（10）から生成される飛翔体（40）において、副ライナー部（23）により形成される尾部（42）の密度は、主ライナー部（21）により形成される頭部（41）の密度よりも小さくなる。このため、副ライナー部（23）が主ライナー部（21）と同じ密度である場合に比べ、飛翔体（40）の質量中心は飛翔体（40）の前端寄り（図４における右寄り）となる。一方、飛翔体（40）の空力中心は、飛翔体（40）の形状が同じである限り、頭部（41）と尾部（42）の密度が等しいか異なるかに拘わらず同じ位置となる。従って、本実施形態によれば、尾部（42）が頭部（41）と同じ密度である場合に比べて飛翔体（40）の質量中心と空力中心の位置を離すことができ、飛翔体（40）の飛翔安定性を向上させることができる。
また、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、飛翔体（40）の質量中心と空力中心の位置を離すことによって飛翔安定性を確保できるため、フレア形状となった尾部（42）を小径化することも可能である。このため、飛翔体（40）の前面投影面積を削減して空気抵抗を低減でき、飛翔中における飛翔体（40）の速度低下を低減することによって飛翔体（40）の侵徹威力を向上させることもできる。
また、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、副ライナー部（23）の比強度が主ライナー部（21）の比強度よりも大きくなっている。一般に、ライナー（20）の比強度が大きいほど、変形後のライナー（20）の形状が安定することが知られている。このため、本実施形態のように副ライナー部（23）を比強度の大きな材質で構成すると、飛翔体（40）の飛翔安定性に大きな影響を与える尾部（42）の形状を安定させることができる。つまり、飛翔体（40）における尾部（42）の形状のバラツキを抑えることができる。従って、本実施形態によれば、飛翔体（40）における尾部（42）の形状を安定させることができ、飛翔体（40）の飛翔安定性を確保することができる。
また、本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、主ライナー部（21）だけを高価なタンタルで構成し、副ライナー部（23）は安価なニッケルで構成している。このため、ライナー（20）の全体をタンタルで構成する場合に比べ、タンタルの使用量を削減してＥＦＰ弾頭（10）の製造コストを低減できる。
−実施形態１の変形例−
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、ライナー（20）を次のように構成してもよい。ここでは、本変形例について、図６を参照しながら説明する。
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、ライナー（20）を次のように構成してもよい。ここでは、本変形例について、図６を参照しながら説明する。
本変形例のライナー（20）において、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とは、何れも外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成される。ただし、副ライナー部（23）を構成する副部材（24）では、その中央部に円形の開口（34）が形成されている。この副ライナー部（23）は、主ライナー部（21）の前面側に積層されている。そして、主ライナー部（21）は、その中央部が副ライナー部（23）によって覆われずに露出した状態となっている。つまり、本変形例のライナー（20）は、その中央部分が主ライナー部（21）のみの一層で構成され、その周縁部分が主ライナー部（21）と副ライナー部（23）の二層で構成されている。
本変形例においても、起爆後は主ライナー部（21）の中央部分が前方へ押し出されるように変形してゆく。そして、変形後の主ライナー部（21）である頭部（41）と、変形後の副ライナー部（23）である尾部（42）とを備えた１つの飛翔体（40）が形成される。
尚、本変形例において、主ライナー部（21）の外径と副ライナー部（23）の外径とは、必ずしも弾殻（11）の内径と完全に一致していなくてもよい。つまり、主ライナー部（21）や副ライナー部（23）の外径と弾殻（11）の内径とは、完全に一致しなくても実質的に等しいとみなせればよく、寸法誤差などによって互いに多少異なっていても構わない。
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１のライナー（20）において、副ライナー部（23）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のライナー（20）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１のライナー（20）において、副ライナー部（23）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のライナー（20）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
図７に示すように、本実施形態のライナー（20）において、副ライナー部（23）は、同心円状に形成された第１副部材（25）及び第２副部材（26）によって構成されている。尚、副ライナー部（23）の全体形状は、上記実施形態１とほぼ同じである。また、第１副部材（25）及び第２副部材（26）の材質は、何れもニッケル（Ni）又は鉄（Fe）である。
第１副部材（25）は、外径が弾殻（11）の内径よりも小さくて内径が主ライナー部（21）の外径よりも小さいリング状に形成されている。また、第１副部材（25）は、その内周縁部分が外周縁部分よりも弾殻（11）の背面側へ窪んだ形状となっている。この第１副部材（25）は、その内周縁部分が主ライナー部（21）の外周縁部分に覆い被さるように形成されている。つまり、主ライナー部（21）の外周縁部分は、その前面側が全周に亘って第１副部材（25）の内周縁部分で覆われている。
一方、第２副部材（26）は、外径が弾殻（11）の内径と等しくて内径が第１副部材（25）の外径よりも小さいリング状に形成されている。また、第２副部材（26）は、その内周縁部分が外周縁部分よりも弾殻（11）の背面側へ窪んだ形状となっている。この第２副部材（26）は、その内周縁部分が第１副部材（25）の外周縁部分に覆い被さるように形成されている。つまり、第１副部材（25）の外周縁部分は、その前面側が全周に亘って第２副部材（26）の内周縁部分で覆われている。
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）においても、炸薬（12）の起爆後にはライナー（20）が射出されて変形しつつ飛翔する。具体的には、主ライナー部（21）を構成する主部材（22）が棒状に変形し、副ライナー部（23）を構成する第１副部材（25）及び第２副部材（26）がそれぞれ管状に変形する。そして、図８に示すように、棒状に変形した主ライナー部（21）である頭部（41）と、管状に変形した副ライナー部（23）である尾部（42）とによって１つの飛翔体（40）が形成される。
この飛翔体（40）において、尾部（42）は、変形した第１副部材（25）である第１部分（43）と、変形した第２副部材（26）である第２部分（44）とが互いに係合することで、全体として管状に形成されている。具体的には、第２部分（44）が第１部分（43）よりも大径に形成され、第２部分（44）の前端部分に第１部分（43）の後端部分が嵌合する。また、この飛翔体（40）では、第１部分（43）の前端部分に頭部（41）の後端部分が嵌合している。
本実施形態では、ライナー（20）の副ライナー部（23）を２つの副部材（25,26）によって構成している。このため、副ライナー部（23）を１つの副部材（24）で構成する上記実施形態１のＥＦＰ弾頭（10）に比べ、飛翔体（40）の尾部（42）の長さを長くすることが可能となる。従って、本実施形態によれば、ＥＦＰ弾頭（10）から生成する飛翔体（40）の全長を一層長くすることができ、飛翔体（40）の侵徹能力を向上させることができる。
−実施形態２の変形例−
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、ライナー（20）を次のように構成してもよい。
本実施形態のＥＦＰ弾頭（10）では、ライナー（20）を次のように構成してもよい。
先ず、図９に示すように、第１副部材（25）の前面側に第２副部材（26）を積層して副ライナー部（23）を構成し、この副ライナー部（23）を主ライナー部（21）の前面側に積層してもよい。
この場合、主ライナー部（21）を構成する主部材（22）は、その外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成される。また、副ライナー部（23）を構成する第１副部材（25）及び第２副部材（26）は、それぞれの外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成される。また、第１副部材（25）及び第２副部材（26）では、それぞれの中央部に開口（35,36）が形成されている。第１副部材（25）の開口（35）は、第２副部材（26）の開口（36）よりも小径となっている。そして、ライナー（20）では、その中央部分が主部材（22）のみの一層で構成され、この中央部分の周囲が主部材（22）と第１副部材（25）の二層で構成され、最外周側の周縁部が主部材（22）と第１副部材（25）と第２副部材（26）の三層で構成されている。
尚、この変形例において、主部材（22）と第１副部材（25）と第２副部材（26）の各外径は、必ずしも弾殻（11）の内径と完全に一致していなくてもよい。つまり、主部材（22）等の外径と弾殻（11）の内径とは、完全に一致しなくても実質的に等しいとみなせればよく、寸法誤差などによって互いに多少異なっていても構わない。
次に、図１０に示すように、第１副部材（25）の外径を弾殻（11）の内径と等しくし、この第１副部材（25）の前面側に第２副部材（26）を積層して副ライナー部（23）を構成してもよい。
この場合、第２副部材（26）は、外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成される。また、第２副部材（26）の中央部には、第１副部材（25）の内径よりも大きい開口（36）が形成される。そして、ライナー（20）では、その外周縁部が第１副部材（25）と第２副部材（26）の二層で構成される。
また、図１１に示すように、主ライナー部（21）の前面側に副ライナー部（23）を積層し、この副ライナー部（23）を同心円状に形成された第１副部材（25）及び第２副部材（26）で構成してもよい。
この場合、主ライナー部（21）を構成する主部材（22）は、その外径が弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成される。一方、第１副部材（25）は、外径が弾殻（11）の内径よりも小さくて中央部に開口（35）が形成された皿状に形成され、第２副部材（26）は、第１副部材（25）の外周に沿ったリング状に形成されている。そして、第１副部材（25）の外周縁部分は、その全周に亘って第２副部材（26）の内周縁部分で覆われている。
尚、この変形例において、主部材（22）の外径は、必ずしも弾殻（11）の内径と完全に一致していなくてもよい。つまり、主部材（22）の外径と弾殻（11）の内径とは、完全に一致しなくても実質的に等しいとみなせればよく、寸法誤差などによって互いに多少異なっていても構わない。
以上説明したように、本発明は、ＥＦＰ弾頭について有用である。
（11） 弾殻
（12） 炸薬
（20） ライナー
（21） 主ライナー部
（22） 主部材
（23） 副ライナー部
（24） 副部材
（25） 第１副部材
（26） 第２副部材
（40） 飛翔体
（41） 頭部
（42） 尾部
（12） 炸薬
（20） ライナー
（21） 主ライナー部
（22） 主部材
（23） 副ライナー部
（24） 副部材
（25） 第１副部材
（26） 第２副部材
（40） 飛翔体
（41） 頭部
（42） 尾部
Claims (8)
- 炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、
上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭であって、
上記ライナー（20）は、主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とによって構成されており、
変形した上記副ライナー部（23）である管状の尾部（42）と、変形した上記主ライナー部（21）であって上記尾部（42）と同軸の棒状に形成されて該尾部（42）の前方へ突出する頭部（41）とが互いに係合した１つの飛翔体（40）を生成するＥＦＰ弾頭。 - 請求項１に記載のＥＦＰ弾頭において、
主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とがそれぞれ１つの部材（22,24）によって構成され、
上記副ライナー部（23）を構成する１つの部材（24）が管状に変形して飛翔体（40）の尾部（42）を形成しているＥＦＰ弾頭。 - 請求項１に記載のＥＦＰ弾頭において、
１つの部材（24）によって主ライナー部（21）が、複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成され、
上記副ライナー部（23）を構成する各部材（25,26）が管状に変形し、管状に変形した複数の該部材（25,26）が同軸上に配置されて互いに係合することにより飛翔体（40）の尾部（42）を形成しているＥＦＰ弾頭。 - 炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、
上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭であって、
上記ライナー（20）は、外径が上記弾殻（11）の内径よりも小さい皿状に形成されて該弾殻（11）と同軸に配置された主ライナー部（21）と、該主ライナー部（21）の外側へ延伸して該主ライナー部（21）の周縁部分の前面を全周に亘って覆う副ライナー部（23）とによって構成されているＥＦＰ弾頭。 - 炸薬（12）が充填された弾殻（11）と、該弾殻（11）の前面側に配置されたライナー（20）とを備え、
上記炸薬（12）を爆発させることで上記ライナー（20）を変形させて飛翔体（40）を生成すると共に該飛翔体（40）を飛翔させるＥＦＰ弾頭であって、
上記ライナー（20）は、外径が上記弾殻（11）の内径と等しい皿状に形成された主ライナー部（21）と、中央に円形の開口（34,35,36）を有する皿状に形成されて上記主ライナー部（21）の前面側に積層された副ライナー部（23）とによって構成されているＥＦＰ弾頭。 - 請求項４又は５に記載のＥＦＰ弾頭において、
主ライナー部（21）と副ライナー部（23）とがそれぞれ１つの部材（22,24）によって構成されているＥＦＰ弾頭。 - 請求項４又は５に記載のＥＦＰ弾頭において、
１つの部材（22）によって主ライナー部（21）が、同心円状に形成された複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成されており、
上記副ライナー部（23）では、互いに隣接する部材（25,26）のうち内側の部材（25）における外周縁部分の前面が外側の部材（26）の内周縁部分によって覆われているＥＦＰ弾頭。 - 請求項４又は５に記載のＥＦＰ弾頭において、
１つの部材（22）によって主ライナー部（21）が、同軸上に配置されて積層された複数の部材（25,26）によって副ライナー部（23）がそれぞれ構成されているＥＦＰ弾頭。
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