JPH09236399A - 超高速飛翔弾体用弾頭 - Google Patents

超高速飛翔弾体用弾頭

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JPH09236399A
JPH09236399A JP3929696A JP3929696A JPH09236399A JP H09236399 A JPH09236399 A JP H09236399A JP 3929696 A JP3929696 A JP 3929696A JP 3929696 A JP3929696 A JP 3929696A JP H09236399 A JPH09236399 A JP H09236399A
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JP
Japan
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plasma
bullet
warhead
drive tube
explosive
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Withdrawn
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JP3929696A
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English (en)
Inventor
Kiyotaka Doke
清孝 道家
Ryuichiro Kameyama
龍一郎 亀山
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現有のシステムが利用でき、繰り返し射撃が
可能である超高速飛翔弾体用の弾頭を提供するものであ
る。 【解決手段】 飛翔体の弾頭部に設けられる弾頭であっ
て、爆薬駆動による爆縮法により高圧のプラズマを発生
するプラズマ発生器と、その前方にその発生したプラズ
マを導く駆動チューブと駆動チューブの中に収納された
弾体よりなることを特徴とする超高速飛翔弾体用弾頭で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超高速弾体を作り
だす飛翔体の弾頭に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超高速飛翔する弾体は、戦車等の装甲を
貫通させるためにカイネティクエネルギー弾として開発
され、砲システムから発射される超高速弾体として使用
され、一般的に徹甲弾と呼ばれている。この方法は、砲
身内でサボに固定された弾体を発射薬の燃焼ガスで加速
し、砲口を出る際に、サボを分離しその運動量を弾体側
に供給し超高速飛翔する弾体を得るものである。その他
に、超高速弾体を得るため、電磁砲(レールガン)、電
熱化学砲等が提案され、開発が継続されている。又、ミ
サイルの領域でも炸薬を配備せずカイネティックエネル
ギー弾として直接的に弾頭部が弾丸になる超高速飛翔体
の開発がされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、徹甲弾では、
戦車等の装甲が改良され、更に超高速の弾体が必要にな
り、徹甲弾の速度アップが検討されたが、高燃焼圧力が
必要になり、砲身の限界により改良することが出来なか
った。電磁砲の場合は、超高速で弾丸が電極として機能
するレールを移動するため、レールの磨耗の問題が発生
し、繰り返しの射撃に問題が発生した。又、電熱化学砲
においても、その化学的な燃焼に電気的なエネルギーを
付与することにより、その全体エネルギーを上げるた
め、砲身のエロージョンが発生し繰り返しの射撃に問題
が発生した。それを、改良するためエネルギーを抑制す
ることは、超高速弾体の速度が低下することになる。共
に繰り返し射撃をする場合、超高速弾体を保持するため
の材料が大きな技術課題として有り、その開発のネック
になっている。又、高圧電源の連続的確保の問題も技術
的にあり、移動が簡単な高圧電源の確保も困難であるた
め、弾丸を発射させるシステムが簡単に移動でき、且つ
連続的な射撃を実施する上で問題を残している。
【0004】またこれらの超高速弾体はその加速原理が
異なるため、現在の砲システムで使用されているりゅう
弾砲、戦車砲等で利用することは出来ない。さらに、ミ
サイルの領域でも炸薬を配備せずカイネティックエネル
ギー弾として直接的に弾頭部が弾丸になる超高速飛翔体
の開発がされているが、MACH6程度が限界であり、
2000m/s以上の速度を得ることはロケットモータ
の領域での限界が有り、対応することが困難であった。
そこで本発明は、超高速弾で問題となる材料技術を避
け、現有のシステムが利用でき、繰り返し射撃が可能で
ある超高速飛翔弾体用の弾頭を得ることを目的とするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、飛翔体の弾頭
として爆薬駆動による爆縮法により高圧のプラズマを発
生するプラズマ発生器と、その前方にその発生したプラ
ズマを導く駆動チューブと、駆動チューブ内に収納した
弾体よりなることを特徴とし、これによって超高速弾体
を得ることができる。プラズマ発生器は、ボイテンコ
型、同軸(ケトフ型)型、二重同軸型等があり、爆薬で
希ガス等を圧縮し、プラズマを発生させるものであれば
使用することが可能である。このボイテンコ型及び同軸
型の概念図を図4、図5に示す。
【0006】図4において、ボイテンコ型プラズマ発生
器5は、雷管20又は雷管とブースタの組合せにより起
爆された爆薬レンズ21で金属飛翔板22を飛ばし、ガ
ス圧縮容器23に入った希ガス25等を圧縮することで
プラズマを生成させる。金属飛翔板22が進むにつれ、
圧縮断面積が小さくなるため希ガス25等の圧縮が促進
される。この高温、高圧のプラズマが弾体を推進する。
また図5において、同軸(ケトフ型)型プラズマ発生器
7は、雷管26又は雷管とブースタの組合せにより起爆
された外周部の爆薬27で金属管28内部にある希ガス
29等を圧縮することでプラズマを生成させる。ボイテ
ンコ型及び同軸型等で用いられる爆薬は液体爆薬でも固
体爆薬でも使用することが可能であるが、弾頭等に用い
る場合は、貯蔵上固体爆薬の方が管理上好ましい。又低
脆弱性の問題よりPBX(Plastic Bonde
d Explosives)と呼ばれる分類の固体爆薬
を用いることも可能である。
【0007】ボイテンコ型のガス圧縮容器23は金属容
器を使用する。一般的には、銅、鉄等を使用する。同軸
型で用いられる金属管28は、爆薬による圧縮上変形し
易い金属がよく、一般的にはアルミニウム、銅等が用い
られる。弾頭等に用いる場合は重量低減の観点及び変形
速度の観点からアルミニウムの方が好ましい。但し、高
加速度で飛翔する場合は、変形の問題より、その必要強
度と圧縮上変形し易い特性をトレードオフし、形態を設
定する必要が有る。
【0008】ダイヤフラム24、30は、希ガスのシー
ル材及び爆薬で圧縮されたガス25、29で初期に弾体
が移動しにくいよう、又は駆動チューブ19を減圧にす
る際はシール材として使用する。一般的に樹脂、金属を
用いるが、その使用目的により、選択することが可能で
ある。減圧にする場合は透過性の問題があり、金属を使
用するほうがよい。但し、ダイヤフラムを破壊するエネ
ルギーのロスを避けるためその質量を小さくするほうが
好ましく、比重の低いアルミニウム等が使用される。ま
た使用条件下でその厚みは薄くする方がよい。前方のシ
ールは、減圧保持、及び飛翔体が進行していく際、弾丸
の先端で気流の乱れが発生しないよう、弾丸の外殻形状
の確保するために使用される。この場合も、その破壊エ
ネルギーロスを最小にするため、使用条件下で質量を適
正化する必要がある。
【0009】プラズマ化させるガス25、29としては
一般に希ガスが用いられる。希ガスとしては、アルゴ
ン、ネオン、キセノン、クリプトン等が利用される。同
一気体分子数であれば質量が高いほうが加速には有利で
あるが、入手性の問題より一般的にはアルゴンを使用す
る。またガスを入れる容器の耐圧が許せば大気より加圧
してガスを封入することも可能である。これらのプラズ
マ発生器5、7とダイヤフラム24、30とを介して繋
がれる駆動チューブ19は樹脂、金属でも可能である。
但し、高加速度で飛翔する場合は、変形の問題より、そ
の必要強度と圧縮上変形し易い特性をトレードオフし、
形態を設定する必要がある。りゅう弾のような弾殻が有
る場合は、その弾殻を利用して孔を開け、駆動チューブ
にすることが可能である。またプラズマ発生器より駆動
チューブの径が小さい場合は、プラズマが駆動チューブ
に導かれやすいようになめらかな接続をするほうがよ
い。
【0010】駆動チューブ19内はガス、例えば空気が
在ってもよいが、プラズマに先行して衝撃波が発生し、
弾体を移動させる状況もあり、圧力を減圧しておいたほ
うが、衝撃波の影響がなく好ましい。その場合、1mm
Hg以下が良い。駆動チューブは長いほうがよいが、プ
ラズマとなる空間内のガス量が高圧プラズマとなり、駆
動チューブ内でそのプラズマが膨張していく過程で弾体
が加速されるため、プラズマ発生器と駆動チューブが配
置される空間の大きさを考慮し、ガスを入れる容器と駆
動チューブの大きさのバランスを設定する必要がある。
弾体としては強度の高い金属が良く、一般的にはタング
ステン等が良い。但し、弾体の重量が増すとプラズマと
なるガスと弾体の質量比が小さくなり速度が低下するた
め、比重が高いものはその大きさを適正化する必要があ
る。弾体としては、一つである必要はなく粒子状の弾体
を複数個配置することも可能である。この場合、粒子状
弾体の広がりを増やすために駆動チューブにテーパーを
設けることも可能である。
【0011】飛翔体としては、ロケットモータを推進力
として飛翔するミサイル又はロケット、砲システムより
発射薬で発射される砲弾又は射出機よりガス発生器で射
出される迫撃砲弾等弾頭部を持つワンショットの飛翔体
が利用でき、その前方部の弾頭部にプラズマ発生器と駆
動チューブを配置する。雷管の起爆トリガーとしては、
ミサイル及び砲弾で用いられる信管を利用することがで
き、近接信管、着発信管、時限信管等が使用できる。こ
れらの信号を受け、点火回路により雷管を起爆させプラ
ズマ発生器を作動させる。雷管としては、高速応答性の
ある雷管が良い。
【0012】またプラズマ発生器と駆動チューブの機軸
をシーカ部よりの情報と連動させ、飛翔体の機軸とプラ
ズマ発生器と駆動チューブの機軸とをずらす装置と組み
合わせることにより、その飛翔方向を制御することも可
能である。またこれらのプラズマ発生器と駆動チューブ
の組み合わせを複数弾頭部に並列配置し、複数の弾体を
発射することも可能である。更には、プラズマ発生器と
複数の駆動チューブを組み合わせ、複数の弾体を発射す
ることも可能である。またプラズマが導かれた駆動チュ
ーブを爆薬で圧縮することで追加加速をし、弾体の速度
を更に上げることができる。
【0013】弾体の質量を重くすることは、破壊効果を
上げる上で重要であるが、弾体の速度が低下する事にな
る。飛翔体にプラズマ加速システムを装備することによ
り、この補正が可能になる。飛翔体の速度としては、数
百m/s〜千数百m/sの範囲が得られ、弾体の初速と
してその飛翔体の速度を利用することが出来る。それ
故、2000m/s以上の速度を得る場合、その飛翔体
の速度、質量、弾体の質量、プラズマ加速のバランスを
取ることが可能になるため、その設計の範囲を拡大する
ことが可能になる。このことにより、プラズマ加速とそ
の飛翔体の持つ速度を付加し弾体の速度範囲を広げるこ
とが可能になる。又、目標物の近傍まで飛翔によりプラ
ズマ加速システムを運ぶことにより、空気抵抗による速
度減衰を抑制することが可能になり、高速が保持しやす
くなる。又目標物の近傍ではプラズマ加速に用いた爆薬
の二次効果による損害も期待できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。
【0015】
【実施例】図1、図2、図3は本発明に関する弾頭の実
施例を示す概要図である。なお、飛翔体の外径としては
約155mmを使用した。図1において、飛翔体の弾頭
部はボイテンコ型プラズマ発生器5(ダイヤフラム含
む)、駆動チューブ3、弾体1、シール材4よりなる。
プラズマ発生器5により発生したプラズマによりダイヤ
フラムが破壊され、発生したプラズマが減圧下の駆動チ
ューブ内に導かれ、弾体1が加速され、シールを破って
弾体1が放出される。爆薬は爆速約8000m/sのH
MX系爆薬を用いた。駆動チューブ3の直径は約10m
m、長さ約450mmの物を用い、圧縮器容器/駆動チ
ューブ体積比は約5にした。その際、弾体1としてポリ
カーボネート1gを用い、その衝突圧力をシールの裏面
に張りつけたマンガニンゲージで計測し約50GPaが
得られた。この結果より速度を推定した結果、7〜8k
m/sの速度が出ていることが推定された。この場合、
弾体1をタングステンとして質量を15g程度に変更し
た場合、速度は2000m/s程度になり、これに数百
m/s〜千数百m/sの飛翔体2の速度を付加すること
により、従来の徹甲弾では得られなかった2000m/
s以上の速度を確保することが可能となる。
【0016】図2において、弾頭部は同軸(ケトフ型)
型プラズマ発生器7(ダイヤフラム含む)、駆動チュー
ブ3、弾体1、シール材6よりなる。作動の状況はボイ
テンコ型プラズマ発生器5と同じである。プラズマ加速
部の長さは約500mm,駆動チューブの直径は約10
mm、長さ約450mmのものを用い、圧縮器容器/駆
動チューブ体積比は約5にした。爆薬は爆速約8000
m/sのHMX系爆薬を用いた。その際、弾体1として
ポリカーボネート1gを用い、その衝突圧力をマンガニ
ンゲージで計測し、速度を推定した結果、ボイテンコ型
と同様の値が得られた。
【0017】図3は同軸(ケトフ型)型プラズマ発生器
7(ダイヤフラム含む)による弾頭部の他の例を示す。
図2と異なる点は駆動チューブ8が弾丸の先頭に行くに
したがい開いており、その中に粒状の弾体10を置き、
プラズマでその粒状弾体10を加速する。この場合、駆
動チューブ8のテーパを0.2度付け、長さ450mm
で試験した結果、良好に加速され飛散することが確認さ
れた。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、現在の砲システム、ミ
サイルシステムの弾頭部に配置できる大きさのプラズマ
加速システムを得ることができる。それにより、飛翔体
としては、ロケットモータを推進力として飛翔するミサ
イル又はロケット、砲システムより発射薬で発射される
砲弾又は射出機よりガス発生器で射出される迫撃砲弾等
弾頭部を持つワンショットの飛翔体が利用でき、その前
方部の弾頭部にプラズマ発生器と駆動チューブを配置こ
とにより、レールガン等で問題であった連続的、繰り返
し射撃が可能な超高速弾を得ることが可能である。また
現在の砲システム、ミサイルシステムを利用できること
により容易に移動可能な射撃システムができるようにな
った。
【0019】弾体の速度としては、2000m/s以上
を得られるようになり、従来の戦車砲で使われている徹
甲弾以上の弾体速度が得られる。更に、飛翔体の速度と
しては、数百m/s〜千数百m/sの範囲が得られ、弾
体の初速としてその飛翔体の速度を利用することが出来
る。それ故、弾体の質量を上げることも可能になり、そ
の設計の範囲を拡大することが可能になった。又、目標
物の近傍まで飛翔体によりプラズマ加速システムを運ぶ
ことにより、空気抵抗による速度減衰を抑制することが
可能になり、高速が保持しやすくなる。また目標物の近
傍ではプラズマ加速に用いた爆薬の二次効果による損害
も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超高速飛翔弾体用弾頭を示す概要図で
ある。
【図2】本発明の超高速飛翔弾体用弾頭の他の例を示す
概要図である。
【図3】本発明の超高速飛翔弾体用弾頭の他の例を示す
概要図である。
【図4】ボイテンコ型プラズマ発生器を示す概念図であ
る。
【図5】同軸型プラズマ発生器を示す概念図である。
【符号の説明】
1 弾体 2 飛翔体 3 駆動チューブ 4 シール 5 ボイテンコ型プラズマ発生器 6 シール 7 同軸型プラズマ発生器 8 駆動チューブ 9 シール 10 粒状弾体 20 雷管 21 爆薬レンズ 22 金属飛翔体 23 ガス圧縮容器 24 ダイヤフラム 25 ガス 26 雷管 27 爆薬 28 金属管 29 ガス 30 ダイヤフラム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛翔体の弾頭部に設けられる弾頭であっ
    て、爆薬駆動による爆縮法により高圧のプラズマを発生
    するプラズマ発生器と、その前方にその発生したプラズ
    マを導く駆動チューブと駆動チューブの中に収納された
    弾体よりなることを特徴とする超高速飛翔弾体用弾頭。
JP3929696A 1996-02-27 1996-02-27 超高速飛翔弾体用弾頭 Withdrawn JPH09236399A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3929696A JPH09236399A (ja) 1996-02-27 1996-02-27 超高速飛翔弾体用弾頭

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JP3929696A JPH09236399A (ja) 1996-02-27 1996-02-27 超高速飛翔弾体用弾頭

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JPH09236399A true JPH09236399A (ja) 1997-09-09

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JP3929696A Withdrawn JPH09236399A (ja) 1996-02-27 1996-02-27 超高速飛翔弾体用弾頭

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JP (1) JPH09236399A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001199787A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Asahi Kasei Corp 起爆装置ならびに起爆方法
DE10347761B4 (de) * 2002-10-17 2007-10-18 Deutsch-Französisches Forschungsinstitut Saint-Louis Steuerung eines Geschosses durch Plasmaentladung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001199787A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Asahi Kasei Corp 起爆装置ならびに起爆方法
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