JP4497780B2 - 大形の爆発性標的を破壊する発射体 - Google Patents

Description

【０００１】
【連邦支援の研究に関する宣明】
該当なし
【０００２】
【関連出願の相互参照】
該当なし
【０００３】
【発明の背景】
Ｉ．発明の分野
本発明は、全体として、弾薬及び爆薬に関し、より具体的には、大形の爆発性標的を破壊するのに特に使用し得るようにされているが、その他の儀式の用途にも有利に使用可能である焼夷軍事用発射体に関する。本発明の発射体は、２０ｍｍ乃至４０ｍｍクラスの比較的小さい口径の急速火炎銃から発射するのに十分であるようにされている。従来の発射体における、トレーサにより着火され、火工技術により作動される異種金属の反応性装薬を利用して穏やかな燃焼により実現される。
【０００４】
ＩＩ．関連技術
火工技術によって作動される組成物は、視覚的発射すなわちトレーサ発射を行うように軍事用弾薬に一般に利用されており、これらのトレーサ発射分は、従来から、ｎ回毎の発射分として多数回射撃の火炎銃に含まれており、一連の、順に間隔をあけた各トレーサ発射体の軌跡又は経路を表わすものを発生させ、武器の操作者又は観察者はこの表わされたものを見ることができ、その操作者又は観察者が各トレーサ発射体の経路を観察し且つそれを追跡し、そして、発火装置からの発射体と所定の標的との間で射撃を行うことを許容する。全反射回数に対するトレーサ発射の比率は、用途に対応して比較的大きい率から比較的小さい率まで変更可能であり、かかる値は殆どの急速火炎武器の弾薬に含められている。
【０００５】
その他の多くの火工技術組成物の場合のように、トレーサ組成物は、基本的に、酸化剤と金属燃料との混合体であり、この金属燃料は、燃焼速度、視覚的効果を改変し且つ取り扱い上の安全性を向上させるため、混合体に添加されるその他の材料と共にしばしば利用される。典型的な金属燃料材料は、マグネシウム及びアルミニウムを含み、また、典型的な酸化材料は硝酸ストロンチウムを含む。これらの組成物は、通常、バインダ材料により共に保持されており、このバインダ材料は、塩素又はフッ素、防水剤及び（又は）難燃材料を含むならば、色増強剤として機能することもできる。
【０００６】
トレーサ材料は、発射体の推進剤により着火され、その後、標的までの発射体の飛行に従うことができるように、十分に強力な可視的明るさを保つような設計とされている。殆んどの場合、トレーサは、標的に対し何ら明確な着火作用を与えないが、場合によっては、化石燃料等を着火させることがある。
【０００７】
安全な距離から爆燃又は爆裂させることにより安全に破壊することを要する大形の爆薬保持標的が多数、存在する。これらには、地雷、魚雷弾頭又は未発爆弾或いは２０ＭＭ乃至４０ＭＭの範囲の比較的小さい口径の銃の範囲に属するその他のものが含まれる。かかる標的を破壊するため、改造せずに、すなわち、銃を標的に照準決めするのに必要とされる以上の準備時間を要せずにかかる武器を使用することができるならば、極めて有利なことであろう。このため、改造しない銃にて発射することができ、また、従来の発射分にて安全に破壊することが困難又は不可能である特定の大形の爆発性標的を破壊する標準化した１回発射分の発射体が必要とされている。更に、かかる発射体が全体として、標的内に保持された爆薬を爆裂させることなく、かかる大形の爆発性標的を破壊し得るならば、望ましいことであろう。
【０００８】
【発明の概要】
従って、上記に鑑みて、本発明の主たる目的は、従来の非改造の武器から発射することのできる、大形の爆発性標的を破壊する発射体を提供することである。本発明の別の目的は、爆燃を実現し得るように熱を爆薬材料中に導入する、大形の爆発性標的を破壊する発射体を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、爆燃により爆発性材料を破壊するのに必要な範囲内の温度を発生させるべく火工技術によって作動された異種金属装薬を利用する、大形の爆発性標的を破壊するための発射体を提供することである。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、発射後、発射体内のある量のトレーサ材料により、着火される火工技術によって作動される異種金属の反応性装薬を利用する、大形の爆発性標的を破壊するための発射体を提供することである。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、選ばれた異種金属の装薬及びチタン、ホウ素、ニッケル及びアルミニウムから選ばれた２種金属組成物システムを利用する、大形の爆発性標的を破壊するための発射体を提供することである。
【００１２】
その他の目的及び有利な点は、本明細書、図面及び特許請求の範囲に記載した説明及び考慮事項を熟知した当該技術分野の当業者に理解されよう。
本発明の手段において、従来の非改造の銃システムからその他の弾薬と共に発射することのできるような従来の寸法及び重量である大形の爆発性標的を破壊するための発射体が提供される。本発明のこの発射体の着想は、安全な距離での爆燃又は爆裂を介して破壊するのに長い距離で高温の（２０００℃以上）の装薬を発射することを許容する。このシステムは、地雷、魚雷弾頭又は未発爆弾のような大形の標的に使用することができる。本発明の発射体の着想は、トレーサ材料を励起させるため発射推進薬を利用する一方、該トレーサ材料は、発射後、装薬を着火させる。発射体の先端部には、対象とする銃にて利用される典型的な１回の発射分に対する従来の射撃特性を有するような形態とされることが好ましい、従来の、すなわち高進入度の進入器システムを前方の先端部分に設けることができる。
【００１３】
本発明の発射体は、テーパー付きの前方先端部分と、後方部分とを有し、先端部分には、前方部分内で火工技術により作動させた異種金属反応性（ＩＭＲ）装薬が充填された、全体として中空の従来の発射体の薬筒を備えている。異種金属の反応性材料装薬の後方にて且つ該装薬と接触する状態で、ある量のトレーサ着火材料が装填される。発射したとき、トレーサは従来の仕方にて薬筒の推進薬によって着火される一方、該トレーサは、装薬に着火する前に所定の反応時間後、異種金属の反応性材料の装薬を着火して発射台から安全に分離することを許容する。トレーサ化合物からの熱は異種金属の反応性装薬内での反応を開始させる。装薬は、発射体が標的に貫入する前に、極めて高温度（２０００℃以上）の新たな固体を形成する。標的に貫入したとき、発射体は制御された仕方にて破断し、高温の破片を高爆薬標的の全体に亙って分配し爆燃させる。このようにして、貫入したとき極めて高温の波面が標的内で伝播し、その後、標的は着火する。所望であるならば、発射体の進入度を向上させ得るように薬筒内に侵入先端部を使用することができる。
【００１４】
装薬自体に関して、異種金属の反応性の装薬に対する好ましい材料は、ホウ化チタン（ＴｉＢ）を生じさせるチタン及びホウ素から選ばれ及びニッケルアルミニド（ＮｉＡｌ）を生じさせるニッケル及びアルミニウムから選ばれた２種金属の反応性材料である。トレーサ材料は、マグネシウム及び硝酸ストロンチウムのような入手可能であり且つ対象とするクラスの弾薬用として使用される、任意のトレーサ化合物の標準的な組合わせ体とすることができ、このため、何ら特殊なトレーサ材料を採用する必要はない。必要であるならば、反応速度又は進行速度を変更し得るようにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はその他の材料のようなバインダを添加剤として材料中に添加することができる。高温の反応によって発生された、少量のガス状副産物は多少追加的な抵抗作用を生じさせるものの、本発明の発射体の射撃特性はほぼ従来通りであり、かかる抵抗力は、カートリッジの構造又は推進薬の負荷にて補償することができる。
【００１５】
本発明の上記の特徴及び本発明自体は、図面に関する以下の説明からより完全に理解することができる。
【００１６】
本発明の主題は、改造せずに既存の急速発炎銃によって取り扱うことのできる、爆燃により爆発性標的を破壊する独創的な焼夷発射体及びその方法を含むものである。発射体は、発射後、発熱により活性化される異種金属装薬を火工技術によって作動させるべく発射燃焼によって着火されるトレーサ材料を使用し、この装薬は、標的の高爆発性材料の全体に亙って高温の破片を分配し得るような仕方にて標的に貫入し、これにより、爆燃を生じさせる設計とされている。この点に関して、特定の発射体及び開示された異種金属反応性（ＩＭＲ）の装薬の特定の成分は、説明した本発明の概念に関して限定的ではなく、一例とすることを意図するものである。
【００１７】
図１には、金属製ケーシング１２を有し且つ比較的大きい寸法の侵入性尖頭形の先端部分１４と、開放した尾端又は後方部分１６とを備える、典型的な発射体の本体１０を表わす、一部断面図とした概略図が図示されている。ケーシング１２には、トレーサ着火材料１８と、異種金属反応性の装薬材料２０とを含むセグメント化した２種材料爆薬が充填されている。
【００１８】
図２乃至図６には、図１の発射体の作動順序が図示されており、図２には、推進薬の着火後であるが、発射前であり、推進薬ガスの不断に増大する容積２４によって推進される発射外筒２２に沿って移動する発射体１０が図示されている。図３には、発射体１０が外筒２２から現れ、推進剤ガスが参照番号２８で示すように膨張したときのトレーサ材料１８の着火状態が参照番号２６で示してある。
【００１９】
図４には、参照番号３０で示すように多少のガスを排気しつつ、トレーサ化合物１８が燃焼する状態が図示されている。含まれるトレーサ化合物の量は、ＩＭＲ装薬２０の着火前、所定の設定時間にて燃焼することを可能にし、該ＩＭＲ装薬は、図５にその反応する状態が更に図示されており、参照番号３２で示すように、後側から追加的な材料を排気する。ＩＭＲ装薬材料２０の反応によって、図５に参照番号３４で示すように、極めて高温度の砕け易い固体材料が生じる。
【００２０】
図６には、標的４０に貫入する発射体１０が図示されており、先端部分１４（図示せず）が標的４０の側壁４２に侵入し、ケーシング１２の前方部分が破断し且つ極めて高温度の装薬破片４６のパターン４４を標的４０を占める爆薬材料４８内に分配する。一方、高温度の装薬破片は、標的４０の爆薬材料４８を爆発させずに爆燃させるが、その何れの場合にも、破壊されて不活性となるようにする。本発明の発射体の２種金属又は異種金属の反応剤は、標的に貫入する迄、続けて、発射体の薬筒１２内で極めて高温度すなわち２０００℃以上に保たれた砕け易い固体材料を生じさせ、この貫入の時点にて比較的重い先端部分１４が標的の壁に侵入し、ケーシング壁１２が破損して、高温の砕け易い固体材料３４が、破壊しようとする大きい容積の活性材料の全体に亙って分配することのできる高温度の破片のパターンに分解することを許容する。より大きい進入効果が必要とされるならば、本発明に従った周知の方法にて発射体内に進入器を含めることができることを認識すべきである。
【００２１】
説明のための図面に従って、トレーサ材料の着火は従来通りに行われ、発射後、相当な時間が経過する迄、比較的高温度のＩＭＲは着火されず、このため、発射手段の外筒にて生ずるかもしれない過早の着火に伴う問題点が回避される。装薬が反応して高温度の砕け易い塊体を形成するとき、後側から装薬を排気することは、発射体１０の弾道特性に影響を与えるであろうが、この効果は、比較的確実に予見することができ、このため、追加的な抵抗力又はその他の弾道上の効果を補償する措置を最初の発射体の設計に含めることができる。
【００２２】
装薬自体に関して、異種金属の反応性の装薬に好ましい材料は、ホウ化チタン（ＴｉＢ）を生じさせるチタン及びホウ素と、反応してニッケルアルミニド（ＮｉＡｌ）を生じさせる、ニッケル及びアルミニウムとの組み合わせを含む、幾つかの２種金属の反応性組合わせ体の任意のものとすることができる。しかし、同様に作用するその他の組合わせ体を、関連する特定の用途に対応して発射体内に使用することが可能であると考えられる。トレーサ材料は、マグネシウム及び硝酸ストロンチウムの組合わせ体等のような上述した任意の標準的なトレーサ化合物とすることができ、この化合物は、本発明の発射体が互換可能に使用することのできるクラスの弾薬用として使用され、このため、何ら特殊なトレーサ材料は不要である。
【００２３】
２種金属の反応性の装薬２０の材料の成分は微細に分割した微粒子の形態をしていることが好ましく、その粒子は約１０ミクロンの平均寸法を有し、理論比率にて完全に混合させ且つ発射体１０の前方部分に充填する。反応速度又は量及び２種金属材料が反応する間に排気されるガスの型式を調節するため、ポリテトラフルオロエチレン又はその他の不活性な材料のようなバインダを利用することができる。
【００２４】
上述した方法にて、本発明の発射体は、極めて高温度であり且つ発炎性の破片のパターンを負荷から安全な距離にて活性負荷内に供給し、エネルギ的に有害でない仕方にて負荷の爆燃又は爆裂を開始させることができる。化石燃料のタンク等のような標的に対して使用することができる発炎性の性質を有することに加えて、該発射体は、陸上及び海底双方の地雷、爆弾、薬筒及びその他のケース入りの爆薬材料内の活性材料を破壊するために使用することができる。本発明によれば、発射体は特定の標的の破壊に関して必要な任意の寸法又は形状或いは弾道特性であるように形成することが可能であることが更に理解されよう。
【００２５】
米国の法律に適合すると共に、当該技術分野の当業者に対しこの新規な原理を適用し、また必要に応じて一例としての実施の形態を構成し且つ使用するのに必要な情報を提供すべく、明細書にて本発明を極めて詳細に説明した。しかし、本発明は特に異なる装置にて実施することができ、また、本発明自体の精神及び範囲から逸脱せずに色々な改変を実現することが可能であることを理解すべきである。
【００２６】
本明細書に引用した全ての出版物及び参考文献は、その内容の全体を参照することにより本明細書に明示的に含めてある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って異種金属の反応性材料の装薬を保持する典型的な発射体を表わす部分断面図とした概略図である。
【図２】 推進薬の着火直後に発射外筒内を移動する、図１の薬筒を表わす縮小した概略図である。
【図３】 発射時、推進薬によってトレーサ化合物を着火する状態を示す、図２と同様の概略図である。
【図４】 トレーサ化合物が所定の時間、燃焼し且つ発射後、ＩＭＲ装薬を着火する状態にある、飛行中の発射体を示す図である。
【図５】 ＩＭＲ装薬が反応し且つ薬筒の後側部分から排気する状態を表わす、図４と同様の図である。
【図６】 典型的な標的内に侵入し且つ高温度の装薬の破片を標的内に分配するときのパターンを示す、本発明の発射体の概略図である。

Claims (6)

1. 爆発性標的を破壊する発射体において、
   （ａ）テーパー付きの先端部分及び後方部分を有する発射体の薬筒体と、
   （ｂ）前記先端部分内にあり、火工技術により作動される異種金属の反応性装薬と、
   （ｃ）前記異種金属の反応性装薬の後方にあり且つ該装薬と接触するよう前記薬筒体内に設けられたトレーサ材料にして、前記異種金属の反応性装薬を着火させる、ある量のトレーサ材料とを備える、発射体。
2. 請求項１の発射体において、前記テーパー付きの先端部分が標的のケーシングに進入する進入器の形態を有する、発射体。
3. 請求項１の発射体において、前記異種金属の反応性装薬が、反応性の２種金属混合体から選ばれた粉体化した金属混合体である、発射体。
4. 請求項３の発射体において、前記異種金属の反応性装薬が、ホウ化チタン（ＴｉＢ）及びニッケルアルミニド（ＮｉＡｌ）を形成するものから成る２種金属混合体の群から選ばれる、発射体。
5. 請求項４の発射体において、前記２種金属混合体がＴｉＢを形成する、発射体。
6. 対象とする爆発性標的を破壊する方法において、
   （ａ）装薬の後方に配置され且つ装薬に接触するトレーサ材料によって火工技術にて作動される異種金属の反応性装薬であって、高温度の破片が前記爆発性標的内に分配されるような仕方にて作動される前記異種金属の反応性装薬を保持する発射体の薬筒にて、対象とする前記標的に進入するステップを備える、方法。

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