JPS614000A - 二元推薬砲及びその発射方法 - 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】 本発明は二元推薬砲（ｂｉｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ｇｕ
ｎｓ　）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（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ　）
中に小空気泡を含むことに関係する。単元推薬中に漂っ
ているこれらの泡を圧縮すると断熱的加熱の為に魚介を
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
。ピストンは燃焼圧力によって動き、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っ
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ィーゼルしたり
自動点火する方法を含むこのような構造には、ピストン
運動によっ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（ｆｌａｓｈ−ｂａｃｋ）、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Ｑこよって又は
砲尾内の汚染物によりおこる触媒作用によってもたらさ
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。

本発明は比較的安全に発砲でき、失敗せずに高度の反復
性をもっ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（Ｉｏｇｉｓｔｉｃ　）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。こ石、ら
の特質は７３重量条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ノ、ケロシン（ｋｅｒ
ｏｓｅｎｅ　）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のき又は、
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　１ｇｎ１ｔｅｒ
　）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；！１５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％超える
。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、燃焼によって圧力が増
加すると充填空積は縮小する。このように圧縮さ江る空
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火花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７１ｓになるであろう。

第１図に関して図面に指示番号００）で略示されている
砲は、砲口端１１６）からのびて砲尾（１８１１こ連絡
する中心腔α滲をもつ砲身ａりを有する。砲尾ブロック
（２１か、砲身の砲尾端にとりつけられ、砲尾ブロック
を閉じた時は砲身を封鎖し、開いた時は弾丸（２匂が装
填できる。砲尾ブロッ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火
花点火剤を含有する点火装置（２３）を受承するように
なっている。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α
印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（財）内に蓄えられていて、酸化剤は計量ポン
プ（２印の入口に導管ｃ！０で連絡している。

２番目の導管００）はポンプ（２８）を砲尾吐に連絡し
ていや。酸化剤は砲尾０印に圧入される。砲尾は一端が
−弾丸（２２により閉ざされ他端は砲尾ブロック（２唱
こまっ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０１）は液体酸化剤を砲尾に流入さ
せるが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、特別な注意は必
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空
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
の充填空積を占めるガスは、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（
こ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
よって決まる。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
きさ及び点火の完全さが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って決まる。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
ロック（４■は第１図の砲尾ブロックρＯ）といくら力
）同じであるが慣用の火花点火装置（４２１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（４
６）の入口に導管囮によっ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　ｖａｌ
ｖｅ　）（５のに連絡している。ポンプ（２８＋　、　
（４６１は共通の装置によって作動されるが、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（２（至）の排
出量はポンプ（４６）の約８倍になる。乳化機弁（５ツ
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ｌＯ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。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）砲身、及び砲身の砲尾端に位置する弾丸とともに
   燃焼室を形成する砲尾ブロックを含む砲尾を有する砲に
   おいて； 前記燃焼室に７３重量％より少ない濃度である過酸化水
   素からなる液体酸化剤を導入するポプン装置； 前記酸化剤と不混和性である炭化水素燃料を前記燃焼室
   に導入する装置；及び 前記燃料及び酸化剤を点火する装置を含有し、反応前の
   前記酸化剤及び燃料の合計量は、前記燃焼室の容量より
   少ない砲。
2. （２）砲身、砲尾、前記砲尾に装填された弾丸及び砲尾
   ブロックによって形成された燃料室を有する二元推薬砲
   において、前記燃焼室に直接一定量の液体酸化剤を導入
   するポンプ装置と計量装置；及び 前記砲尾ブロックに担持され前記燃焼室に接触する表面
   を有する取り換え可能な点火装置を含有し、前記点火装
   置には粉末固体燃料と火花点火装置が配置され、前記火
   花装置を付勢すると前記燃料が前記表面を通して押出し
   て、前記燃料を前記液体酸化剤に分散させ、前記燃料の
   燃焼を開始する二元推薬砲。
3. （３）前記液体酸化剤は７３重量％より少ない濃度の過
   酸化水素である、特許請求の範囲第２項記載の二元推薬
   砲。
4. （４）前記燃焼室の容量が前記液体酸化剤の一定量を約
   ５％超える、特許請求の範囲第３項記載の二元推薬砲。
5. （５）前記燃料と前記液体酸化剤は不混和性であり、燃
   焼率が前記固体燃料の粒子の大きさを予め決定すること
   により制御される特許請求の範囲第４項記載の二元推薬
   砲。
6. （６）弾丸、砲尾、及び砲尾ブロックによって形成され
   た燃焼室を有する二元推薬砲において、前記燃焼室に予
   め決められた割合で一定量の液体酸化剤及び液体燃料を
   導入する第１ポンプ装置、第２ポンプ装置、及び計量装
   置； 前記液体酸化剤と前記液体燃料を点火する為の装置；及
   び 前記液体燃料と前記液体酸化剤を点火する為に前記砲尾
   ブロックに担持される点火装置 を含有し、もって前記容量の差が前記液体燃料及び液体
   酸化剤の燃焼によって前記燃焼室内の圧力上昇率が制限
   され、前記燃焼室の容量は前記液体酸化剤と前記液体燃
   料の前記一定量よりも最少値で約５％多くなっている二
   元推薬砲。
7. （７）前記液体酸化剤が７３重量％より少ない濃度の過
   酸化水素である特許請求の範囲第６項記載の二元推薬砲
   。
8. （８）前記液体燃料が炭素原子が約１０の石油蒸留物で
   ある二元推薬砲。
9. （９）前記流体酸化剤及び液体燃料が不混和性であり、
   更に、燃料の小滴の大きさを決定しそれによって燃焼率
   が決定する、前記ポンプ手段及び前記砲尾の間に設置さ
   れた乳化機弁（ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ　ｖａｌｖｅ）を
   含有する特許請求の範囲第６項記載の二元推薬砲。
10. （１０）前記液体酸化剤は７３重量％より少ない濃度の
    過酸化水素であり前記液体燃料はケロシンのような燃料
    である特許請求の範囲第９項記載の二元推薬砲。
11. （１１）前記点火装置は火花装置である特許請求の範囲
    第１０項記載の二元推薬砲。
12. （１２）砲に弾丸を充填して燃焼室を形成する段階；前
    記燃焼室に一定量の酸化剤を圧入する段階；燃料を前記
    酸化剤に供給する段階；及び 前記燃料及び前記酸化剤を燃焼する段階 を含有する、砲から弾丸を発射する方法。
13. （１３）砲に弾丸を充填する段階； 砲尾の燃焼室に粉末固体燃料を装填する段階；前記粉末
    固体燃料と不混和性である液体酸化剤を一定量前記燃焼
    室に圧入する段階；及び前記粉末固体燃料を前記酸化剤
    中に同時に分散し、前記粉末固体燃料及び前記液体酸化
    剤を点火する段階 を含有する、砲尾ブロックを有する砲から弾丸を発射す
    る方法。
14. （１４）砲身に弾丸を充填する段階； 砲尾ブロック中に火花点火装置を挿入する段階； 前記砲尾ブロックを閉鎖して燃焼室を形成する段階； 不混和性の液体燃料と過酸化水素の乳化液を形成する段
    階； 前記乳化液を前記燃焼室に注入して前記火花点火装置を
    付勢する段階 を含有する、砲尾ブロック及び砲身を有する砲から弾丸
    を発射する方法。
15. （１５）選ばれた弾丸を砲身に充填する段階；砲尾栓ブ
    ロック中に火花点火装置を挿入する段階； 前記砲尾ブロックを閉鎖し燃焼室を形成する段階； 前記弾丸に所望の速度を与える為に必要な燃焼率を決定
    する段階； 過酸化水素である酸化剤中に不混和性の液体燃料の小滴
    を形成し、前記小滴が前記燃焼率を生じるような大きさ
    にする段階；及び 前記点火装置に付勢する段階を含有する砲身及び砲尾ブ
    ロックを有する砲の砲身から所望の速度で弾丸を発射す
    る方法。