JPH1130497A - ハイブリッド発射薬砲及びその発射方法 - Google Patents

ハイブリッド発射薬砲及びその発射方法

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JPH1130497A
JPH1130497A JP18266197A JP18266197A JPH1130497A JP H1130497 A JPH1130497 A JP H1130497A JP 18266197 A JP18266197 A JP 18266197A JP 18266197 A JP18266197 A JP 18266197A JP H1130497 A JPH1130497 A JP H1130497A
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JP
Japan
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gun
firing
bullet
valve
oxidizing agent
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JP18266197A
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English (en)
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Kazunari Ikuta
一成 生田
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の液体発射薬砲は、液体の火薬をパイプ
を通して砲内へ注入するため、パイプ内の熱流体力学的
複雑さと共に燃焼室内の燃焼制御が困難であるばかりで
なく、液体火薬の反応生成物の平均分子量が25以上と
大きく、弾の高速発射が困難であった。 【解決手段】 本発明によるハイブリッド発射薬砲及び
その発射薬砲は、火薬として液体可燃物と酸化剤(16)を
用い、この火薬の化学反応時に発生する反応ガスの平均
分子量が18よりも小さくなるようにし、化学反応時過
程に電力を投入して化学反応を制御することにより、弾
(2)の高速発射を行うことができる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド発射
薬砲及びその発射方法に関し、特に、液体アルコール及
び硝安等の低い平均分子量を発生する液体可燃物と酸化
剤を弾発射直前に混合・着火することにより、安全に高
速発射を達成するための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の液体発射
薬砲としては、図3で示されるバルクローディング方式
及び図4で示される再生方式が採用されていた。すなわ
ち、図3のバルクローディング方式の場合、砲1の砲尾
1aには流量制御バルブV及びポンプPを介して燃料タ
ンクTが接続され、砲尾1aには点火装置Zが設けられ
ている。従って、図3のバルクローディング方式の場
合、発射前にバルブVを閉じた後、点火装置Zで着火し
て弾2を発射していた。また、図4の再生方式の場合、
砲1の弾2の弾底側2aにノズル孔3を有する可動式の
ピストンKが設けられ、砲尾1aには流量制御バルブV
及びポンプPを介して燃料タンクTが接続されている。
従って、図4の再生方式の場合、ピストンKの内側へ液
体可燃物を注入した後、点火装置Zを点火して弾底の圧
力を上昇させると、ピストンKのノズル孔3から液体可
燃物が弾底側に噴射されて燃焼し、弾2の加速を行って
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の液体発射薬砲
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、液体発射薬砲は、液体の火
薬をパイプを通して砲内へ注入するため、パイプ内の熱
流体力学的複雑さと共に、燃焼室内の燃焼制御が困難な
ばかりでなく、液体火薬の燃焼生成気体の平均分子量が
25程度以上と大きく、高速弾を得るのにも難があるな
どの欠点があった。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、液体アルコール及び硝安等
の低い平均分子量を発生する液体可燃物と酸化剤を弾発
射直前に混合・着火することにより、安全に高速発射を
達成するようにしたハイブリッド発射薬砲及びその発射
方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるハイブリッ
ド発射薬砲の発射方法は、砲に装填された弾を火薬を用
いて発射する発射薬砲の発射方法において、前記火薬と
して液体可燃物と酸化剤を用い、前記火薬の化学反応時
に発生する反応ガスの平均分子量が18よりも小さくな
る状態とし、前記化学反応過程に電力を投入して前記化
学反応を制御する方法である。さらに、前記弾の弾底に
多孔質性の前記酸化剤を装着し、前記弾発射直前に前記
液体可燃物を前記弾底に圧入して前記酸化剤と接触させ
る方法であり、さらに、前記弾底の圧力上昇に伴って燃
料タンク内の前記液体可燃物を前記弾底に位置する燃料
注入ノズル付電極から前記弾底に注入する方法であり、
さらに、前記液体可燃物として液体アルコールを用い、
前記酸化剤として硝安を用いる方法であり、さらに、前
記酸化剤内に位置する着火用フィラメントの近傍にボロ
ンあるいはアルミニウム粉を配置して前記化学反応を促
進すると共に、発射時に前記砲の内壁に酸化アルミニウ
ム又は酸化ボロンの膜を形成する方法である。また、本
発明によるハイブリッド発射薬砲は、砲に装填された弾
を火薬を用いて発射する発射薬砲において、前記砲の砲
腔内に設けられノズル孔を有する燃料注入ノズル付電極
と、前記弾と前記燃料注入ノズル付電極との間に設けら
れた酸化剤及び着火用フィラメントと、前記砲の砲尾に
電気絶縁体を介して設けられた第1バルブと、前記第1
バルブと前記砲との間に設けられた電源と、前記砲尾に
第2バルブを介して接続され液体可燃物を収容する燃料
タンクとを備え、前記第2バルブを開弁し、前記燃料注
入ノズル付電極のノズル孔を介して前記酸化剤の中へ前
記液体可燃物を注入し、前記第1バルブを前進させて前
記ノズル孔を閉じ、前記電源によって前記着火用フィラ
メントを発熱させ、前記酸化剤と液体可燃物の化学反応
を発生させる構成である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるハ
イブリッド発射薬砲及びその発射方法の好適な実施の形
態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分
には同一符号を付して説明する。図1において符号1で
示されるものは弾2を装填した砲であり、この砲1の砲
底1aには第1電気絶縁体10を介して導電体からなる
第1バルブ11が出入自在に螺合されており、この第1
バルブ11の先端11aは鋭角状に形成されている。前
記第1電気絶縁体10と前記弾2との間に形成された突
起状の係止部12には、断面形状がほぼH形をなす第2
電気絶縁体13が設けられており、この第2電気絶縁体
13には導電体よりなりノズル孔3を有する燃料注入ノ
ズル付電極14が設けられ、この燃料注入ノズル付電極
14と弾2の弾底2aとの間には例えばモリブデン等か
らなる着火用フィラメント15が軸方向に沿って設けら
れている。この着火用フィラメント15の周囲には硝安
(硝酸アンモニウム)等からなる粒状又は固形状の多孔
質状をなす酸化剤16が設けられている。
【0007】前記第1バルブ11と砲1との間には電源
17とスイッチ18が直列に接続され、前記砲尾1aに
は、配管20、流量を制御するための第2バルブV及び
ポンプPを介して液体アルコール、石油等の液体可燃物
を収容している燃料タンクTが接続されている。
【0008】次に、動作について述べる。まず、図1の
ように、第1バルブ11を図1の左方向に後退させてノ
ズル孔3を開き、第2バルブVを開弁すると、燃料タン
クT内の液体可燃物は前記酸化剤16内へ圧入される。
その後、第1バルブ11を前進させてノズル孔3を閉じ
ると同時に、スイッチ18をオンとし、第1バルブ11
と砲1間に通電すると、着火用フィラメント15が発熱
し、液体可燃物と酸化剤5は化学反応し、高温かつ高圧
の反応生成物であるガスを発生し、弾2を砲1から発射
することができる。なお、この電源17から供給される
電力を波形整形された電力とすることにより、パルス
数、パルス幅、パルス波高等を例えば周知の制御回路等
を用いて制御することにより、化学反応による燃焼の状
態を自在に制御し、弾2の発射速度を制御することがで
きる。
【0009】なお、前述の化学反応において、液体可燃
物としてメチルアルコールを用い、酸化剤として硝安を
用いた場合の化学反応は以下の通りである。 CH3OH+NH4NO3→CO2+N2+2H2+2H2O この時の反応生成気体の平均分子量は18.66と既存
の高性能軍用火薬720、CPE−111、CPE−1
07よりも低い上に発熱量も360KJと大きい。また
エチルアルコールの場合は、C25OH+NH4NO3
2CO2+N2+5H2となり、更に平均分子量は低い1
5.75となる。従って、この平均分子量は18以下が
好ましい。更に、アルミニウム又はボロンを酸化剤と傾
斜機能的に混合すると、反応開始が容易になるのみなら
ず、砲腔内壁面に塗装用の酸化アルミニウム又は酸化ボ
ロンの膜の生成が可能となる。特に、アルミニウム粉等
を一様に混合すると、発生する酸化物量が過剰となり、
腔内が閉鎖される傾向があるため、傾向機能的混合が重
要である。
【0010】さらに、粒状の酸化剤の周囲すなわち着火
用フィラメント15の周囲空間におけるアルミニウム粉
の空間分布は、着火用フィラメント15の発熱あるいは
プラズマ化時の化学反応開始が好適に行われるよう、傾
斜機能的分布、すなわち、着火用フィラメント15の近
傍にアルミニウム密度を大きくするのが好適である。ま
た、発射に際しては、安全確認のため第2バルブVを閉
めた後、スイッチ18をONとすれば、アルミニウムに
よる発熱効果によって、酸化剤と液体可燃物の反応が滑
らかに開始され、電力によって好適な温度となった低平
均分子量の高温高圧ガスにより弾2が高速で発射され
る。なお、前述の実施の形態では、バルクローディング
方式のハイブリッド発射薬砲に適用した場合について述
べたが、再生方式についても同様に適用できることは述
べるまでもないことである。また、液体可燃物について
もアルコールのみではなく石油も可であるが、消防法に
おける第1石油類に分類されるものが好適である。
【0011】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、アル
コールと硝安等の低い、平均分子量を発生する燃料と酸
化剤を発射直前に混合し着火するように構成したので、
安全に高速弾も発射できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるハイブリッド発射薬砲を示す構成
図である。
【図2】図1の発射状態を示す構成図である。
【図3】従来のバルクローディング方式を示す構成図で
ある。
【図4】従来の再生方式を示す構成図である。
【符号の説明】
1 砲 1a 砲尾 2 弾 2a 弾底 3 ノズル孔 T 燃料タンク 10 電気絶縁体 11 第1バルブ 14 燃料注入ノズル付電極 15 着火用フィラメント 16 酸化剤 17 電源 V 第2バルブ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砲(1)に装填された弾(2)を火薬を用いて
    発射する発射薬砲の発射方法において、前記火薬として
    液体可燃物と酸化剤(16)を用い、前記火薬の化学反応時
    に発生する反応ガスの平均分子量が18よりも小さくな
    る状態とし、前記化学反応過程に電力を投入して前記化
    学反応を制御することを特徴とするハイブリッド発射薬
    砲の発射方法。
  2. 【請求項2】 前記弾(2)の弾底(2a)に多孔質性の前記
    酸化剤(16)を装填し、前記弾(2)発射直前に前記液体可
    燃物を前記弾底(2a)に圧入して前記酸化剤(16)と接触さ
    せることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド発射
    薬砲の発射方法。
  3. 【請求項3】 前記弾底(2a)の圧力上昇に伴って燃料タ
    ンク(T)内の前記液体可燃物を前記弾底(2a)に位置す
    る燃料注入ノズル付電極(14)から前記弾底(2a)に注入す
    ることを特徴とする請求項1又は2記載のハイブリッド
    発射薬砲の発射方法。
  4. 【請求項4】 前記液体可燃物として液体アルコールを
    用い、前記酸化剤として硝安を用いることを特徴とする
    請求項1ないし3の何れかに記載のハイブリッド発射薬
    砲の発射方法。
  5. 【請求項5】 前記酸化剤(16)内に位置する着火用フィ
    ラメント(15)の近傍にボロンあるいはアルミニウム粉を
    配置して前記化学反応を促進すると共に、発射時に前記
    砲(1)の内壁に酸化アルミニウム又は酸化ボロンの膜を
    形成することを特徴とする請求項1ないし4の何れかに
    記載のハイブリッド発射薬砲の発射方法。
  6. 【請求項6】 砲(1)に装填された弾(2)を火薬を用いて
    発射する発射薬砲において、前記砲(1)の砲腔内に設け
    られノズル孔(3)を有する燃料注入ノズル付電極(14)
    と、前記弾(2)と前記燃料注入ノズル付電極(14)との間
    に設けられた酸化剤及び着火用フィラメント(15)と、前
    記砲(1)の砲尾(1a)に電気絶縁体(10)を介して設けられ
    た第1バルブ(11)と、前記第1バルブ(11)と前記砲(1)
    との間に設けられた電源(17)と、前記砲尾(1a)に第2バ
    ルブ(V)を介して接続され液体可燃物を収容する燃料
    タンクとを備え、前記第2バルブ(V)を開弁し、前記
    燃料注入ノズル付電極(14)のノズル孔(3)を介して前記
    酸化剤(16)の中へ前記液体可燃物を注入し、前記第1バ
    ルブ(11)を前進させて前記ノズル孔(3)を閉じ、前記電
    源(17)によって前記着火用フィラメント(15)を発熱さ
    せ、前記酸化剤と液体可燃物の化学反応を発生させるこ
    とを特徴とするハイブリッド発射薬砲。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104697395A (zh) * 2014-02-10 2015-06-10 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 动能武器及其操作方法
CN109238010A (zh) * 2018-11-06 2019-01-18 四川科志人防设备股份有限公司 一种自动控制点火发射装置

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