JPH0366599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二元推薬砲（bipropellant guns）及
び前記砲を発砲する方法に関するものであり、特
に液体酸化剤を使用する砲及び方法に関するもの
である。

推薬で燃焼室全容量を満たす液体単元推薬を使
用する先行技術の砲は、制御するのが困難である
という不安定さ故に、本質的に安全ではない。こ
の問題は装填サイクル中に燃焼室（combustion
chamber）中に小空気泡を含むことに関係する。
単元推薬中に漂つているこれらの泡を圧縮すると
断熱的加熱の為に点火を制御できなくなることが
あり、推薬内に高熱発火個所が生じる。点火段階
で液量を全く減じないとすると液体の高い体積弾
性率の為、過剰の圧力が生じる。本発明はそれら
の問題を回避する。

液体推薬を使用する先行技術の砲は燃料及び酸
化剤がピストンにより燃焼室に注入する再生方法
を利用してきた。ピストン燃焼圧力によつて動
き、圧力増加率はピストンそのものを通して推薬
が計量器で計られた率によつて制御されている。
燃焼室の反対側のピストン側に推薬をデイーゼル
したり自動点火する方法を含むこのような構造に
は、ピストン運動によつて圧力が増加する為、い
くつかの問題がある。それらは、逆火
（flashback）、すなわちピストン中の計測口から
火炎の先端が進入すること及び／又はシリンダー
又は隣接壁の過熱部分によつて又は砲尾内の汚染
物によりおこる触媒作用によつてもたらされる過
早点火である。本発明はこれらの問題の全てを回
避するものである。

すなわち本発明によれば、砲尾ブロツクを有す
る砲から弾丸を発射する弾丸発射方法において、 弾丸を砲の中に充填する段階、非溶融性の粉末
固体燃料の薬包を砲尾の燃焼室内に挿入する段
階、粉末固体燃料を液体酸化剤内に分散させると
同時に粉末固体燃料と液体酸化剤に点火する段階
を含む弾丸発射方法が与えられる。更に本発明に
よれば、砲身、砲尾、砲尾ブロツク、及び砲身の
砲尾側の端部内に配置された弾丸によつて郭成さ
れる燃焼室を有する砲において、73重量％よりも
薄い濃度の過酸化水素である液体酸化剤供給源、
液体酸化剤を燃焼室内に導くポンプ装置、液体酸
化剤に対して非溶融性の炭化水素燃料を供給す
る、液体酸化供給源とは独立して設けられる供給
源、炭化水素燃料を燃焼室内に導く供給装置、及
び炭化水素燃料と液体酸化剤を点火する点火装置
を含有し、液体酸化剤と炭化水素燃料の反応前の
総体積は燃焼室の体積よりも少ないことを特徴と
する砲が与えられる。

本発明は比較的安全に発砲でき、失敗せずに高
度の反復性をもつている点で信頼でき、構造と操
作の両方が比較的簡単で経済的であり、高初速を
出し、砲推薬に通常付随する補給管理（logistic）
及び資材管理（material handling）上の問題を
最小にする、二元推薬砲を提供するものである。
これらの特質は73重量％より薄い濃度の過酸化水
素である液体酸化剤を燃焼室に直接バルク積みす
る事により達成される。その燃料は酸化剤と不混
合の、ケロシン（kerosene）のような液体炭化
水素で酸化剤をバルク積みする時に小滴で酸化剤
に分散されるものか又は、石炭のような粉末の固
体の炭化水素で、これを慣用的火花点火装置
（Pyrotechnic igniter）により酸化剤に注入し、
分散する。両方の燃料とも安全で無毒、そして扱
いやすい。上記酸化剤も硝酸のような他の液体酸
化剤と比較すると同様な特性を有している。これ
らの燃料及び酸化剤は燃焼して弾丸を高速で発射
させるのに十分なエネルギーを放つ。燃料及び酸
化剤の燃焼率は、燃料及び酸化剤が混合しにくい
為制御できるものであり燃焼率は固体燃料の粉末
又は粒のサイズの細かさ、及び液体燃料の液滴の
大きさにより決まる。粒や液滴の大きさが小さけ
れば小さいほど、燃焼率が速くなる。燃料及び酸
化剤が充填され燃焼室の容量は酸化剤及び燃料の
合計容量を概して、５−50％越える。燃焼室の超
過容量すなわち充填空積は空気及び気化した液体
により占められており、燃焼によつて圧力が増加
すると充填空積は縮小する。このように圧縮され
る空気、気化液体は燃焼室における圧力上昇率を
制限するのに役立ち、砲の安全操作に寄与する。
このような火花点火装置は著しく発展した段階に
達し、確実で信頼性があるので花火点火によるの
が好ましい。

本発明の他の特徴や長所は下記の記載及び添付
図面を熟読すると更に容易に明らかになるであろ
う。

第１図に関して図面に指示番号１０で略示され
ている砲は、砲口端１６からのびて砲尾１８に連
絡する中心腔１４をもつ砲身１２を有する。砲尾
ブロツク２０が、砲身の砲尾端にとりつけられ、
砲尾ブロツクを閉じた時は砲身を封鎖し、開いた
時は弾丸２２が装填できる。砲尾ブロツクは砲尾
に向けて開放する凹部を備え、石炭のような固体
の粉末炭化水素燃料や化学的花火点火剤を含有す
る点火装置２３を受承するようになつている。燃
料及び点火装置の実際の配置は変更し得る。すな
わち燃料に、点火物質を混入したり燃料を点火装
置の内側で点火装置の独立区画に配置することが
できる。重要な要件は点火装置が付勢されると燃
料が砲尾１８に吹き込まれる事である。

73重量％より少ない濃度の過酸化水素からなる
酸化剤が貯蔵室２４内に蓄えられていて、酸化剤
は計量ポンプ２８の入口に導管２６で連絡してい
る。２番目の導管３０はポンプ２８を砲尾１８に
連絡している。酸化剤は砲尾１８に圧入される。
砲尾は一端が弾丸２２により閉ざされ他端は砲尾
ブロツク２０によつて閉ざされているので、砲尾
は燃焼室としての機能をする。逆止め弁３１は液
体酸化剤を砲尾に流入させる燃焼圧力に抗して砲
尾を密閉する。上述の濃度レベルでの酸化剤は扱
うのに安全であり、特別な注意を必要とせず、燃
料と反応した時弾丸に高初速度を与えるのに十分
なエネルギーを放出する。自動点火を防ぎ、燃焼
室内の圧力の上昇率を制限する為に空間すなわち
充填容積を備える事が大切である。燃焼室容量は
室に圧入される液体量より概して５〜50％増にす
るべきである。この充填容積を占めるガスは、燃
焼室内で自動点火をおこしかねないレベルの圧力
が生じないようにするとともに燃焼室内の圧力上
昇率を制限する。

燃焼率は燃料と酸化剤との間の接触面を反応さ
せる事によつて決まる。この反応面が広ければ広
いほど、燃焼率が速くなる。粉末燃料の細かさ、
すなわち粒子の大きさ及び点火の完全さがこの接
触面の面積を決め、粒子の大きさが小さくなれば
なるほど面積は増す。燃焼率の許容限度は、普通
砲身の強さによつて決まる。燃焼率の許容限度が
一度決まれば、粉末固体燃料の細かさも決定でき
る。

第２図の実施例は第１図に示されるものと似て
おり、類似部分には同じ特定番号を与えた。主な
違いは第２図では液体燃料を使用しているという
事である。砲尾ブロツク４０は第１図の砲尾ブロ
ツク２０といくらか同じであるが慣用の火花点火
装置４２のみを受承する凹部を必要としている。
液体燃料は計算ポンプ４６の入口に導管４８によ
つて連絡している貯蔵室４４内に蓄えられてい
る。ポンプ４６の出口側は導管５０を経て乳化機
弁（emulsifier valve）５２に連絡している。ポ
ンプ２８，４６は共通の装置によつて作動される
が、酸化剤と燃料の望ましい混合割合に等しい両
者の流出率差をもたらしながら両者を送り出して
いく。すなわち、燃料対酸化剤の化学量論的比率
を望むならポンプ２８の排出量はポンプ４６の約
８倍になる。乳化機弁５２は、不混和性燃料好ま
しくはケロシンのような、炭素数を約10有する石
油蒸留物を過酸化水素中に小滴状態で分散させ
る。燃料及び酸化剤の不混和性は燃料を小滴状に
保つ上で重要である。小滴の大きさ及び点火の完
全性が燃焼率を決定する。小滴の大きさが小さく
なるにつれ燃焼率が増大する。

本発明の２つの実施例を図示、説明したが、本
願特許請求の範囲で定義される発明の精神から逸
脱する事なく、様々な変更及び変形を加える事は
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉末固体燃料使用の砲の概要
図で、第２図は本発明の液体燃料使用の砲の概要
図である。 １２……砲身、１４……腔、１６……砲口端、
１８……砲尾、２０，４０……砲尾ブロツク、２
２……弾丸、２４，４４……貯蔵室、２８，４６
……ポンプ、４２……点火装置、５２……乳化機
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 砲尾ブロツクを有する砲から弾丸を発射する
   弾丸発射方法において、 弾丸を前記砲の中に充填する段階、 非溶融性の粉末固体燃料の薬包を砲尾の燃焼室
   内に挿入する段階、 一定量の液体酸化剤を前記燃焼室内に圧送する
   段階、及び 前記粉末固体燃料を前記液体酸化剤内に分散さ
   せると同時に前記粉末固体燃料と前記液体酸化剤
   に点火する段階を含む弾丸発射方法。 ２ 砲身、砲尾、砲尾ブロツク、及び前記砲身の
   前記砲尾側の端部内に配置された弾丸によつて郭
   成される燃焼室を有する砲において、 73重量％よりも薄い濃度の過酸化水素である液
   体酸化剤供給源、 前記液体酸化剤を前記燃焼室内に導くポンプ装
   置、 前記液体酸化剤に対して非溶融性の炭化水素燃
   料を供給する、前記液体酸化供給源とは独立して
   設けられる供給源、 前記炭化水素燃料を前記燃焼室内に導く供給装
   置、及び 前記炭化水素燃料と前記液体酸化剤を点火する
   点火装置を含有し、前記液体酸化剤と前記炭化水
   素燃料の反応前の総体積は前記燃焼室の体積より
   も少ないことを特徴とする砲。