JPH0311297A - 液体発射薬の燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分！！ｆ］ 本発明は、液体発射薬の燃焼方法に関するものである。

［従来の技術］ 液体発射薬を燃焼して高圧を発生させ、銃又は白から弾
丸を飛翔させる射撃方法には、モリノ　ン、　Ｗ、　　
　Ｆ、　　他　ｒｌ、１ｑｕｌｄ　　Ｐｒｏｐｅｌｌａ
ｎｔ　　ＧｕｎｓＪ（［ＩＳ＾ｒａｙ　Ｒａ１ｌｌｓｔ
ｌｃ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ＬａｂｏｒａｔｏｒｌｅＴｅ
ｃｈｎｉｃａｌ　］ンｅｐｏｒｔ　ＢＩ？Ｌ−ＴＩ？−
：）８５３，１９８７．）に紹介されているように、−
括装填式（ｂｕｌｋ　１ｏａｄｅｄｓｙｓｔｅＩ１１）
と再生注入式（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｌｖｅＩｎｊｅ＋４
ｉｏｎ　５ｙＳｔｅｏ＋）とがある。−括装填式は、薬
室内に液体発射薬がそのまま注入され、点火器により亡
人される。この場合は、点火中に液体発射薬の中に燃焼
ガスによる空洞が発生し、この空洞の中に発生する圧力
が弾丸が進行する圧力以上に増大することにより、弾丸
は銃又は砲身内を移動し発射される。

一方、再生注入式は、薬室が砲弾丸の直後にある燃焼室
と、その後にある液体発射薬貯蔵部とが、ピストンによ
り分割されており、燃焼過程で液体発射薬がピストンの
ノズルを通して燃焼室に連続的に十分に分散した状態に
なって供給され、燃焼し、薬室内の圧力を増大させ砲弾
丸を発射させる。

また、液体発射薬を密閉ポンプ中で燃焼させ、その液体
発射薬の燃焼特性をシュミレートする試験方法がある。

その試験方法としては、Ｇ、Ｋｌｌｎｇｅｎｂｅｒｇ他
、ｒ　ｌｎｖｅｓｔｌｇａｔｉｏｎ　ｏ「ｔｈｅＣｏｍ
ｂｕｓｔｌｏｎ　　ｏｒ　　Ｌｌｑｕｌｄ　　Ｇｕｎ　
　Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ　　ＩｎＣ１ｏｓｅｄ　　Ｃ
ｈａｍｂｅｒｓ　　Ｊ　　（Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ、
Ｅｘｐｌｏｓｌｖｅｓ。

Ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｌｃｓ　１２，１３３−１３６［１
９８７］）に記載されているように、密閉ポンプにその
まま液体発射薬を貯めた状態で若人燃焼させる方法があ
る。

固体発射薬が燃焼時に高温度燃焼ガスにより銃身又は砲
身に与えるエロージヨン性を射撃を行わずにＪＦＩ定す
る方法に、高温高圧の燃焼ガスをノズルから吹き出させ
、そのノズル径の増加を′Ｋｐ１定する二ローションポ
ンプが用いられているが、液体発射薬については公知の
従来技術は特に存在していなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の液体発射薬を燃焼させ弾丸を飛翔させる一括装填
式は、燃焼の経過とともに弾丸の移動中液体発射薬は液
体表面を通過する高速度ガスによって界面が乱され、流
体力学的な不安定性を生じ、薬室圧力と弾丸初速に大き
な変動が生じるという欠点があるＪ又、それにより薬室
が破壊され爆発事故を起すこともあり実用化には至って
いない。

一方、再生注入式はピストン及び薬室の設計構造により
燃焼がコントロールでき、薬室圧力と弾丸初速について
安定した結果が得られる利点があるが、反面構造が複雑
になるという欠点があり、又、従来の銃又は砲システム
を用いることはできず、これもまた実用化には至ってい
ない。

燃焼特性をシユミレートするための密閉ポンプによる燃
焼方法も、液体発射薬を貯めた状態で燃焼させるために
液表面から燃焼が伝っていき、燃焼開始から終了までの
時間を長く要し、銃又は砲による射撃時のように、高速
度ガスにより界面が乱され液層が飛散する現象が起きず
、実際の射撃時の燃焼形態と異り、燃焼形態のシミュレ
ーションが困難であった。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、銃又は砲シ
ステムの特殊な構造を必要とせず、従来の銃又は砲を用
いて薬室内にある薬莢中に均一に分散した液体発射薬を
燃焼させることにより、安定した薬室圧力と弾丸初速を
得ることを可能にするものである。

また、密閉ポンプ及びエロージョンポンプの薬室内での
燃焼も同様の方法で実際の射撃における燃焼と良く似た
燃焼形態を作り出すことを可能とし、シュミレーション
を可能にしようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、液体発射薬を薬室内で燃焼させる方法におい
て、薬室内に液体発射薬を多孔質の可燃性担体に含浸さ
せた状態で、液体発射薬と担体とを同時に燃焼させる液
体発射薬の燃焼方法である。

本発明はかかる構成をとることにより、銃又は砲システ
ムでは安定的な薬室圧力と弾丸初速を得て弾丸を飛翔さ
せることを可能にし、また、密閉ポンプ及びエロージョ
ンポンプでは再現性の良い理想的な燃焼のコントロール
ができるものである。

使用する可燃性担体としては、スポンジ状のセルロース
、スポンジ状のポリウレタン、繊維状のセルロースなど
があるが、これらに限定されるわけではなく、使用する
液体発射薬と親和性を有し、薬室内の空間部でその担体
に含浸させた液体発射薬を均一に分散できる可燃性の多
孔質体であれば良い。その形状は薬室の全体を占める薬
室と同一の形状かまたは薬室の少くとも一部を占、めで
薬室形状とは異る形状であっても良い。好ましくは含浸
させた液体発射薬の保持と、良好な分散状態を得るため
に、材料の真比重から見掛比重を差引いた値と、真比重
との比で示される空隙率９５〜９９．５９６、また、発
射薬として適正な燃焼時間を得るための初期着火面積を
決める担体の比表面積０．５〜１５ｍ’　／ｇを存する
ものが良好である。

また、使用する液体発射薬は、ヒドロキシルアンモニウ
ムナイトレートを酸化剤として、燃焼成分に、トリエタ
ノールアンモニウムナイトレート又はトリメチルアンモ
ニウムナイトレート、エタノールアンモニウムナイトレ
ート、トリエチルアンモニウムナイトレート、イソブロ
ピルアンモニウムナイトレート、プロピレングリコール
シナイトレート等を用いた、酸化剤と複数の燃焼成分の
混合水溶液を使用するが、液性の液体発射薬であれば使
用できる。酸化剤として硝酸アンモニウム及び過塩素酸
アンモニウムなどを混合することも可能であり、特に上
記のものに限定されるものではない。

本発明は、従来技術の射撃方法であるところの一括装填
式のように薬室内に液体発射薬がそのまま注入されるも
のではなく、また、再生注入式のように連続的に液体発
射薬の液滴が注入されるものでもない全く新しい液体発
射薬の燃焼方法である。

この方法によると、使用する担体の表面積を選定するこ
とにより、薬室内に分散した液体発す、ｊ薬の液の厚さ
を任意に決めることができ、その結果、射撃においては
一括装填式のように液体発射薬の液貯りが、燃焼ガスに
よって界面が乱され、不安定な大きさの液滴が飛散し燃
焼するのではなく、燃焼の最初から最適な着火面積と液
の厚さを決めているので、理想的な燃焼形態を得ること
ができ、あたかも再生注入式の液滴状態の液体発射薬が
燃焼しているように安定した再現性の良い薬室圧力と弾
丸初速を得ることができる。

また、他の特徴は再生注入式のように複雑な構造の銃又
は砲システムを必要とせず、従来の銃又は砲システムを
そのまま使用できる点にある。

さらに、密閉ポンプ、エロージョンポンプによる燃焼に
おいても、実際の射撃における燃焼と良く似た燃焼形態
をつくり出すことができ、より実際の射撃値に近いシュ
ミレーションを可能にするものである。これは、各種液
体発射薬のもつ性能を簡単にかつ確実に評価することが
できるもので、新しい液体発射薬の研究、開発用に特に
有効である。

［実施例］ 以下実施例について本発明をさらに詳しく説明する。

ここに本発明のシステムの具体的実施例を説明する第１
図は銃システムの薬室内で液体発射薬を多孔質のスポン
ジ状セルロース担体に含浸させて、燃焼させ、射撃を行
うものである。

第２図は燃焼のシミュレート用密閉ポンプの薬室内で液
体発射薬を多孔質のポリウレタンフォームの担体に含浸
させて燃焼試験を行うものである。

第３図は液体発射薬の燃焼ガスが銃身に与える二ローシ
ョン性をシミュレートする二ローションポンプシステム
の薬室内で液体発射薬を多孔質スポンジ状セルロース担
体に含浸させて燃焼ガス吹出口に取付けられたテストピ
ースでエロージヨン性の試験を行うものである。

実施例１ 本例は銃の射撃に本発明を適用した例を示すものである
。第１図においてｌは口径１２．７Ｉ１ｍの銃身、２は
弾丸（Ｍ２弾）であり、この弾丸２は薬室８を形成する
薬莢４を備えている。薬室８内には、液体発射薬を含浸
させた担体３が充填されている。液体発射薬はヒドロキ
シルアンモニウムナイトレート、トリエタノルアンモニ
ウムナイトレート及び水の混合［１比６３．２　：　２
０１６．８よりなるものであり、担体は、多孔質のスポ
ンジ状セルロース（空隙率９７％、比表面積０．９ｍ’
　／ｇ）のものである。

弾丸重量は４８ｇで使用した液体発射薬の重量は５．２
６〜７．５１ｇであり、担体は薬莢の形状に形成したも
のを０．７ｇ用いた。

また、薬莢内面は液体発射薬と金属の接触による液体発
射薬の変質を防止するために金属表面に通常用いられる
高分子被膜のアセチルセルロースを薄くコーティングし
た。又、第１図中、５は撃針、６は点火器、７は薬室圧
力測定孔、９は弾丸初速１１ＦＪ定用ルミラインスクリ
ーンである。

かかる銃を使った射撃時の薬室最高圧力と弾丸初速のデ
ータを表１に示す。薬室圧力は鋼柱（ＯＬＩＮ　Ｃ０Ｒ
ＰＯＲＡＴＩＯＮ製）で測定し、弾丸初速は銃口付近に
設置したルミラインスクリーン［東京電気持器銖製］に
よりＪｌｌｌ定した。

実施例２ 本例は密閉ポンプ中で燃焼させる液体発射薬の燃焼特性
をシュミレートする方法を示すものである。

第２図において、１０は密閉ポンプ本体で内部に薬室■
を白゛し、該薬室１１内に液体発射薬を含浸させた担体
１２が充填しである。なお、第２図中１３は点火器、１
４はピエゾセンサーである。液体発ｉｆ薬はヒドロキシ
アンモニウムナイトレート、トリエチルアンモニウムナ
イトレート及び水の混合重量比６８．４　：　１１．８
　：　１９．８のものを用い、担体としては多孔質のポ
リウレタンフォームを用いた。かかる液体発射薬３５ｇ
を空隙率９９％、比表面積１．２１１１’　７ｇの担体
３，５ｇに含浸させ、薬室容積２５０ｃｃの中に、担体
を薬室形状に合せて成形したものを充填し、燃焼試験を
行った。圧力変化はピエゾセンサーで７１１定した。

その結果、燃焼圧力は　ｌ０９０ｋｇ／ｅ１１２に達し
、２００ｋｇ／ｃｍ　２から　ｉｏ００ｋｇ／ｃｍ　’
までの燃焼時間は２ｍｓであった。

実施例３ 本例はエロージヨン性の７１−１定法の実施例である。

第３図において、１５はエロージョンポンプ本体で内部
に薬室１Ｂを有し、該薬室１６内には液体発射薬を含浸
させた担体１７が充填しである。１８は燃焼ガスの吹出
し口１９を有するテストピースで、吹出し口１９の後方
には１００ｋｇ／ｃｍ　２の圧力で吹き破れる破裂板２
０が設置しである。なお、第３図中、２１は点火器、２
２はピエゾセンサーである。

液体発射薬としては、ヒドロキシルアンモニウムナイト
レート、トリエタノールアンモニウムナイトレート及び
水の混合重量比８０．１１　：　１．９．２　：２０．
０のものを用い、担体としては多孔質のスポンジ状セル
ロースを用いた。かかる液体発射薬１４ｇを、空隙率９
７％、比表面積１．３１１２／ｇの担体１．４ｇで１辺
５１１Ｉｍの立方体に切断したものの複数個に含浸させ
、薬室容積１００ｃｃのエロージョンポンプ中に装填し
て燃焼させ、燃焼ガスの吹出し口Ｉ９を設けである内径
５■の銃身・を想定したテストピース１８（材質ＳＮ　
ＣＭ４２０）に与えるエロージヨン性を１１１定した。

点火器２１には少量のニトロセルロースを用いた。

その結果、５回の繰返し燃焼でテストピースの内径の拡
大値はｌｓｍ以下であった。

Ｌ発明の効果〕 本発明によれば、液体発射薬を表面積のわかっている多
孔質の可燃性担体に予め含浸させて薬室内に装填してお
くか、あるいは薬室内にあらかしめ装填した多孔質可燃
性担体に液体発射薬を含浸させて燃焼させるため、燃焼
の最初から最適な着火面積と液体発射薬の量を決めるこ
とができ、その結果、安定した液体発射薬の燃焼が得ら
れる。そして、液体発射薬専用の銃又は砲システムを必
要とせずに、従来の銃又は砲システムを用いて弾丸を飛
翔させることができる。

可燃性担体を使用するため燃焼残渣がなく、銃身又は砲
身内部に異物が残らず、連続射撃が可能である。

さらには、密閉ポンプを用いて液体発射薬の射撃を想定
した燃焼試験や、二ローションポンプを用いて液体発射
薬の射撃を想定した銃身に与えるエロージヨン性をＷｊ
定することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の、第２図は実施例２の、第３図は実
施例３のそれぞれ説明図である。 １・・・銃身、２・・・弾丸、 ３、＋２．１７・・・液体発射薬を含浸させた担体、４
・・・薬莢、５・・・撃針、６．１３．２１・・・点火
器、７・・・薬室圧力測定孔、８．１１．１Ｂ・・・薬
室、９・・・弾丸初速測定用ルミラインスクリーン、Ｉ
Ｏ・・・密閉ポンプ本体、１．４　、２２・・・ピエゾ
センサー１５・・・エロージョンポンプ本体、 １８・・テストピース、１９・・・燃焼ガス吹出し口、
２０・・・破裂板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体発射薬を薬室内で燃焼させる方法において、薬室内
   に液体発射薬を多孔質の可燃性担体に含浸させた状態で
   、液体発射薬と担体とを同時に燃焼させることを特徴と
   する液体発射薬の燃焼方法。