JP5354963B2 - 砲弾の発射速度変更装置 - Google Patents

Description

本発明は、砲弾等の飛翔体の発射速度を増減変更するための飛翔体の発射速度変更装置に関する。

従来、この種の発射速度変更装置として、特許文献１に開示された構成のものがある。
特許文献１に記載されている発射速度変更装置は、点火薬及び可燃容器を含む複数の発射火薬モジュールを、モジュールの全長に亘って互いに同軸に配列したものであり、発射速度に応じた数のモジュールを、砲身内に多層状に装填するようにしたものである。
特公昭６２−３１２７６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、危険性を伴う火薬を射撃前に取り扱わなければならない上に、上記モジュールを発射速度に応じた数に変更する作業をしなければならず、その作業が煩雑であるとともに時間を要する。
さらに、未使用の余剰の火薬が射撃後に残存する場合、その取り扱いが面倒である。

そこで本発明は、発射装薬を増減することなく、飛翔体の発射速度を容易に変更することができるとともに、未使用の余剰の発射装薬を生じさせことがない飛翔体の発射速度変更装置の提供を目的としている。

上記課題を解決するための本発明に係る発射速度変更装置は、発射筒に装填された発射装薬の燃焼ガスにより発射する飛翔体の発射速度を増減変更するためのものである。
本発明においては、上記発射装薬と飛翔体との間に、飛翔体に作用する燃焼ガスの圧力を増減調整するためのガス圧力調整体を配設しており、そのガス圧力調整体は、燃焼ガスの圧力が作用する面積を、飛翔体が所定の発射速度となるように設定した圧力調整板を有している。

本発明によれば、発射装薬を増減調整することなく、飛翔体の発射速度を容易にかつ短時間で変更できるとともに、未使用の余剰の発射装薬を生じさせことがない。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置を含む発射筒の断面図である。

第一の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置Ａ１は、所要の全長からなる発射筒１０、飛翔体２０、ガス圧力調整体３０及び発射装薬４０を有して構成されており、発射筒１０に装填された発射装薬４０の燃焼ガスにより発射する飛翔体２０の発射速度を増減変更するためのものである。

発射筒１０は、一端を閉口しかつ他端を開口した円筒形の砲身（以下、単に「砲身」という。）であり、内周壁面１０ａにはライフリング（図示しない）が形成されている。
本実施形態においては、飛翔体２０は砲弾（以下、単に「砲弾」という。）であり、前半部を尖頭形にするとともに後半部を円柱形にした本体２１と、この本体２１の弾底部２２の外周面２２ａに弾帯２３を配設したものである。
弾帯２３は、砲身１０のライフリングに食い込んで、砲弾２０を旋転させるためのものである。

発射装薬４０は、例えば一定量のダブルベース発射薬等からなるものであり、公知のものである。

ガス圧力調整体３０は、上記砲弾２０に作用する燃焼ガスの圧力を増減調整するためのものであり、発射装薬４０と砲弾２０との間に配設されている。
本実施形態においては、上記砲身１０内に、発射装薬４０を装填するための装填用空間α１と、この装填用空間α２と砲弾２０との間に圧力調整用空間α２を区画形成し、かつ、装填用空間α１で発生した燃焼ガスが圧力調整用空間α２に流入するガス流量を増減調整するための圧力調整板３２を有している。

本実施形態において示すガス圧力調整体３０は、圧力調整板３２と取付け部材３１とを一体に成形したものであり、取付け部材３１により砲弾２０の弾底部２２の底面２２ｂに固着されている。

取付け部材３１は、所要の容積からなる圧力調整用空間α２を区画する所要長さの円柱形にして形成されている。
圧力調整板３２は、燃焼ガスの圧力が作用する面積を、砲弾２０が所定の発射速度となるように設定したものであり、砲身１０の内周壁面１０ａとの間に、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に燃焼ガスを流入するためのガス流通路βを円環状に形成する外径にした円板形に形成されている。

上記取付け部材３１と圧力調整板３２とは互いに同軸的に配置され、その圧力調整板３２の外周面３２ａと、砲身１０の内周壁面１０ａとの間に、全周にわたり一定幅の上記ガス流通路βが形成されるようにしている。

燃焼ガスの圧力が作用する圧力調整板３２の面積を小さくすると、砲弾２０の発射速度を減少させられる。換言すると、ガス流通路βの流路断面積を大きくすると砲弾２０の発射速度を減少させられる。
また、燃焼ガスの圧力が作用する圧力調整板３２の面積を大きくすると、砲弾２０の発射速度を増加させられる。換言すると、流路断面積を小さくすると砲弾２０の発射速度を増加させられる。

すなわち、圧力調整板３２の面積が小さい、すなわち、ガス流通路βの流路断面積が大きいと、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に流入する燃焼ガスの流量が増加して装填用空間α１内の圧力が低下し、砲弾２０の押圧力が低下する。
また、圧力調整板３２の面積が大きい、すなわち、ガス流通路βの流路断面積が小さいと、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に流入する燃焼ガスの流量が減少して装填用空間α１内の圧力が上昇し、砲弾２０の押圧力が高まる。

上述した構成からなる発射速度変更装置Ａ１の動作について説明する。
全長Ｌ及び外径Ｄの組み合わせの異なるガス圧力調整体３０を固着した砲弾２０を、発射速度に合わせて複数種類用意しておき、所望の発射速度をもつ砲弾２０を砲身に装填する。

そして、発射装薬４０が点火されると、装填用空間α１内で燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスがガス流通路βを通じて圧力調整用空間α２に流入する。
このとき、上述したように、ガス流通路βの流路断面積の大小により、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に流入する燃焼ガスの流量が増減し、装填用空間α１内の圧力が上下して、砲弾２０に対する押圧力が増減する。これにより、砲弾２０の発射速度を増減変更できるのである。

以上のように、燃焼ガスの圧力が作用する圧力調整板の面積を、飛翔体が所定の発射速度となるように設定しているので、同一の発射装薬４０を使用しながら、任意の速度により砲弾２０を発射することができる。

換言すると、ガス流通路βの流路断面積を、砲弾２０の発射速度に応じたものとしているので、同一の発射装薬４０を使用しながら、任意の速度により砲弾２０を発射することができる。
また、従来のように、複数の発射装薬を組み合わせて使用しなくともよいので、余剰の未使用の発射装薬を生じさせることがない。

次に、第二の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置について、図２を参照して説明する。図２（Ａ）は、第二の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置を含む発射筒の断面図である。また、同図（Ｂ）〜（Ｄ）は、その発射速度変更装置の一部をなすガス圧力調整体の変形例を示す断面図である。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第一の変形例に係るガス圧力調整体５０は、取付け部材５１と圧力調整板５２とを一体に成形したものであり、砲弾２０の弾底部２２の底面２２ｂに対し着脱自在に構成した点で、上記第一の実施形態において示すものと相違している。

取付け部材５１は、所要の容積からなる圧力調整用空間α２を区画する所要長さの円柱形にして形成されており、これの基端部には、例えば図示しない雄ネジ部が形成されている一方、砲弾２０の弾底部２２の底面２２ｂには、その雄ねじ部を螺合する雌ねじ部（図示しない）が形成されている。

なお、砲弾２０の弾底部２２に、取付け部材の基端部を着脱自在に嵌合する嵌合孔（図示しない）を形成しておき、その嵌合孔に取付け部材の基端部を嵌入することにより、着脱自在な構造にしてもよい。

圧力調整板５２は、上述したものと同等の装填用空間α１と圧力調整用空間α２とを区画形成するものであり、砲身１０の内周壁面１０ａとの間に、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に燃焼ガスを流入するためのガス流通路βを円環状に形成する外径にした円板形のものである。

具体的には、上記取付け部材５１と圧力調整板５２とは互いに同軸的に配置され、その圧力調整板５２の外周面５２ａと、砲身１０の上記した内周壁面１０ａとの間に、全周にわたり一定幅の上記ガス流通路βが形成されるようにしている。

図２（Ｂ）〜（Ｄ）に示すガス圧力調整体５０Ａ〜５０Ｃは、ガス圧力調整体５０のそれぞれ変形例を示すものであり、同図（Ａ）に示す圧力調整板５２の外径Ｄ及び取付け部材５１の全長Ｌを、発射速度に応じて異ならせたものである。

次に、第三の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置について、図３を参照して説明する。図３（Ａ）は、第三の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置の断面図である。また、（Ｂ）〜（Ｄ）は、ガス圧力調整体の一部をなす外側板の変形例を示す断面図である。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第三の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置Ａ３の一部をなすガス圧力調整体６０は、取付け部材６１と圧力調整板６２の一部とを一体に形成したものであり、砲弾２０の弾底部２２に対し着脱自在にした点で、上記第二の実施形態において示したものと同等のものである。

取付け部材６１は、所要の容積からなる圧力調整用空間α２を区画する所要長さの円柱形にして形成されており、これの基端部は、第一の実施形態において示したものと同様に、砲弾２０の弾底部２２に固着されている。

この取付け部材６１の先端部（後端部）には、圧力調整板６２の一部をなす内側板６３が一体に形成されている。
すなわち、圧力調整板６２は、上記内側板６３と外側板６４とからなる。
内側板６３は、所要の外径にした円板形のものであり、これの外周面には、大径部６３ａが発射方向ａ前側半部に、また、同方向後側半部に小径部６３ｂを形成した段差部６５が形成されている。

外側板６４は、砲身１０の内周壁面１０ａとの間に、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に燃焼ガスを流入させるためのガス流通路βを円環状に形成する外径にしたものであり、これの中心には嵌合孔６６が形成されている。
嵌合孔６６の内周面には、上記内側板６３の大小径部６３ａ，６３ｂに嵌合する大小径部６６ａ，６６ｂからなる段差部６７が形成されており、内側板６３の段差部６５と、外側板６４の段差部６７とを介して、内側板６３に外側板６４を嵌着できるようにしている。

本実施形態においては、図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すガス圧力調整体６４Ａ〜６４Ｃは、外側板のそれぞれ変形例を示すものであり、同図（Ａ）に示す外側板６４の外径Ｄを、発射速度に応じた外径Ｄ１〜Ｄ３として異ならせたものである。

次に、第四の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置について、図４を参照して説明する。図４（Ａ）は、第四の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置の断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に包囲線Ｉで示す部分の部分拡大図である。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第四の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置Ａ４の一部をなすガス圧力調整体７０は、取付け部材７１と圧力調整板７２とを一体に成形したものであり、砲弾２０の弾底部２２に固着している。

圧力調整板７２は、上記したものと同等の装填用空間α１と圧力調整用空間α２とを区画形成するものであり、砲身１０の内周壁面１０ａとの間に、装填用空間α１から圧力調整用空間α２に燃焼ガスを流入するためのガス流通路βを円環状に形成する外径にした円板形のものである。

圧力調整板７２には、中心軸線Ｏ１を中心とする大小二つの円周上であって、所定の角度間隔で複数のプラグねじ孔７３…が形成されている。
各プラグねじ孔７３は、圧力調整板７２の後面７２ａに臨む開口側に大径孔部７３ａを所要の幅にして、また、その大径孔部７３ａから前面７２ｂにかけて小径ねじ部７３ｂにして形成したものである。

プラグねじ孔７３…には、発射速度に応じた数の流量調整プラグ８０が螺合されるようになっている。
流量調整プラグ８０は、大径孔部７３ａに嵌合する大径部８１と、小径ねじ部７３ｂに螺合する小径ねじ部８２とを一体に形成したものである。
なお、大径部８１を装填用空間α１側に配置しているので、燃焼ガスの押圧力に対して機械的強度を向上させることができる。

上記の構成では、発射速度に応じた数の流量調整プラグ８０をプラグねじ孔７３…に適宜嵌合することにより、砲弾２０の発射速度を増減変更する。
本実施形態においては、ガス流通路βを形成した構成について説明したが、そのガス流通路βを形成することなく、プラグねじ孔７３…に流量調整プラグ８０を適宜嵌合することのみによって、砲弾２０の発射速度を増減変更するようにしてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上述したように、ガス圧力調整体の圧力調整板を介して砲弾に作用する燃焼ガスの押圧力を、その圧力調整板と発射筒の内周壁面との間のガス流通路βにより増減変更するものについて説明したが、要するに、燃焼ガスが作用する圧力調整板の面積を増減できる構造のものであればよい。

以上詳細に説明したが、いずれにしても、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものであることを付記する。

本発明の第一の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置を示す断面図である。 （Ａ）は、第二の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置を含む発射筒の断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）は、その発射速度変更装置の一部をなすガス圧力調整体の変形例を示す断面図である。 （Ａ）は、第三の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置の断面図である。（Ｂ）〜（Ｄ）は、ガス圧力調整体の一部をなす外側板の変形例を示す断面図である。 （Ａ）は、第四の実施形態に係る飛翔体の発射速度変更装置の断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に包囲線Ｉで示す部分の部分拡大図である。

符号の説明

１０ 発射筒（砲身）
１０ａ 発射筒の内周壁面
２０ 飛翔体（砲弾）
３０，５０，６０，７０ ガス圧力調整体
３１，５１，６１，７１ 取付け部材
３２，５２，６２，７２ 圧力調整板
４０ 発射装薬
７３ プラグねじ孔（ガス流通路）
Ａ１〜Ａ４ 発射速度変更装置
α１ 装填用空間
α２ 圧力調整用空間
β ガス流通路

Claims (6)

1. 発射筒に装填された発射装薬の燃焼ガスにより発射する飛翔体の発射速度を増減変更するための発射速度変更装置において、
   上記発射装薬と飛翔体との間に、飛翔体に作用する燃焼ガスの圧力を増減調整するためのガス圧力調整体を配設しており、
   上記ガス圧力調整体は、燃焼ガスの圧力が作用する面積を、飛翔体が所定の発射速度となるように設定した圧力調整板を有していることを特徴とする飛翔体の発射速度変更装置。
2. 圧力調整板を、発射装薬を装填するための装填用空間と、この装填用空間と飛翔体との間に圧力調整用空間を上記発射筒内に区画形成する所要長さにした取付け部材を介して飛翔体に取り付けていることを特徴とする請求項１に記載の飛翔体の発射速度変更装置。
3. 圧力調整板は、発射筒の内周壁面との間に、装填用空間から圧力調整用空間に燃焼ガスを流入するためのガス流通路を円環状に形成する外径にした円板形に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の飛翔体の発射速度変更装置。
4. 取付け部材を飛翔体に固着していることを特徴とする請求項２又は３に記載の飛翔体の発射速度変更装置。
5. 取付け部材を飛翔体に対して着脱可能に取り付けていることを特徴とする請求項２又は３項に記載の飛翔体の発射速度変更装置。
6. 圧力調整板に、装填用空間から圧力調整用空間に燃焼ガスを流入させるためのガス流通路を複数形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の飛翔体の発射速度変更装置。

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