榴弾
榴弾（りゅうだん、High Explosive、HE）は、兵器の1つであり、狭義には弾の内部に火薬が詰められた砲弾を指す。21世紀現在は成形炸薬弾である対戦車榴弾や粘着榴弾など、多様な種類が存在し、また、内部に火薬を詰めた爆弾としての広義の意味合いでも多く使用されている。
概要
古典的な大砲の弾は、単なる金属球であった。それに対して榴弾は、弾丸の内部に炸薬が封入されており、着弾時など信管が定めるタイミングで爆発（炸裂）する。榴弾が炸裂することで、弾殻が破砕され、その破片が広範囲に飛び散り、周囲の物体に突き刺さる。
陸上兵器や艦載兵器で使用されている火砲の砲弾は、ほとんどが榴弾か徹甲弾に大別できる[1]。
徹甲弾がその運動量によって加害するのに対して、榴弾は主に火薬の爆発力によって加害するため、徹甲弾のように高速度で飛翔させる必要性は低く、弾道は曲線を描き、すこし時間をかけて落下するものが多い[2]。これは曲射と呼ばれ、飛距離が伸びることや、上から垂直近くで落下する砲弾を防ぐには困難が伴うために[3]、目視できない離れた地点の敵へ不意に攻撃を加えるような運用方法がとられる事が多い。ただし、小さな目標や移動する目標に直撃弾を当てることは難しく、比較的防護の薄い兵士や軽車両、通常の建物などを広く加害する用途に向いており、直撃しないかぎり戦車などの堅固な目標の撃破は期待できない。
分類
構成
砲弾の飛翔部分は弾体とも呼ばれ、一般的な小銃弾の外形を大きくしたような流線形のものが多い[4]。翼を有するものは、後端部が絞り込まれた涙滴型であることもあり、迫撃砲もしくは近年の戦車砲のような滑腔砲の榴弾にこの形状が多い。
左から、90mm破片榴弾、120mm銑鉄焼夷弾、77/14型75mm高性能爆薬榴弾、16型75mm破片榴弾
- 弾殻
- 弾体の主な外形を作る弾殻は厚い鉄で作られ、すべて一体の中空成型か、または弾底部だけが別部品で作られ接合によって一体化している。弾種によっては、弾殻の内側に細かい格子状の溝が刻まれたものや、弾殻とは別に弾殻内面に金属球や金属棒が配置されているものがあり、炸薬の爆発時にこれらが飛び散り、破片効果による加害効率を高める構造のものがある[5]。
- 薬莢と薬嚢
- 小中口径の砲弾では、保管と運搬や発射時の取扱いの簡便さのために、金属製の薬莢に収められた発射薬と弾体とが一体になっているのが多い。また、弾殻の後部が薬莢内の発射薬に埋め込まれているものがあり、火砲の設計もそれに合わせてある。
- 薬莢を使用しない分離型の砲弾では、発射薬は装薬（そうやく）と呼ばれ、薬嚢（やくのう）と呼ばれる燃焼性の包みに入れられ、発射時には金属製の薬嚢缶から取り出されて弾体の後ろに位置する砲尾の薬室内に装填（そうてん）され、閉鎖機が閉じられた後、火管によって火炎が薬室に侵入し装薬が発火する。
- 弾帯
- 弾殻の外周部には、「弾帯」（だんたい）や「導環」と呼ばれる銅のような軟金属または樹脂製の、弾丸口径より僅かに大きい径のリングが付けられている[6]。
- 弾帯は、発射時に砲内のライフリングと噛み合って、弾殻に回転を与え弾道特性を向上させると同時に、後部からの発射薬の燃焼ガスが前方に漏れるのを防ぐ効果もある[7]。
- 炸薬
- 弾殻の内部に炸薬が充填される。炸薬は威力の面からは爆轟時の爆速が速く反応生成ガス量の多い爆薬ほど適しており、大口径の砲弾では生産性の面からTNTが用いられることが多く、コンポジションBも用いられる。TNTの融点は80.1℃、発火点は475℃で、湯煎による流し込みが可能で安全に製造でき、価格も比較的低価である。
- 炸薬充填後の不均一性が事故の最大の原因となるため、充填には細心の注意が払われる[8]。
- 現代の榴弾は信管の性能が高く、火薬も多種類の中から選べるようになったために、保管と運搬の安全性を考慮して、炸薬には感度の低いものが選ばれる。
- 信管
- 用途によって多様な信管が使用され、着弾時の衝撃によって起爆する瞬発信管だけでなく、空中炸裂による曳火砲撃が可能な時限信管や、着弾後に少し遅れて起爆する遅延信管、対航空機用砲弾での近接信管などを備えるものが多い。1つの信管で上記の複数の起爆モードが選択できる多機能信管もある。
- 信管には雷管などのごく少量の敏感な発火薬などに加えて、炸薬へ確実に火焔を伝えるための伝爆薬も含まれる。大きな砲弾では弾頭部だけでなく、弾底部に信管を備えるものもある[9]。多くの砲弾用信管は、弾がライフリングによる自転運動を始めない限り起爆しないよう安全策が講じられている。
- 大型の榴弾では、弾殻の先端には信管を取り付けるためのネジ穴があり、異物の侵入防止や内部の炸薬の保護も兼ねて、弾を吊り上げるための輪を持つ揚弾栓と呼ばれる金具が付いている。現代の弾は、発射に備えて砲側で信管が取り付けられるまでは比較的安全である。
艦砲用榴弾
- 艦砲用の徹甲榴弾では以下の構成要素を持つものがある。
- 風帽
- 風帽（ふうぼう）は、概ね円錐形をした金属製の風防であり、弾殻の先が丸い大きな砲弾の先端部に付けることで風の抵抗を減らすものである。
- 炸薬の爆発に伴う破片効果で加害する榴弾では、侵徹力を高めること以外の目的では弾殻の先端まで鋭利に尖らせることで無駄に重量を増やす必要は無い。ただし、空中を飛翔時に受ける空気抵抗は砲弾の外形が流線型であるほど減らせるため、弾殻の先端は丸いまま、射程の最大化を求めて軽い金属板で作った風防を先端部に取り付け、あまり重量を増やさず射程を延ばせる。
- 被帽
- 被帽（ひぼう）は、焼入れしない比較的柔らかな鉄で作られ、弾殻の先端部を覆う部品であり、命中時に弾殻と装甲板の中間に位置することで硬い装甲板の表面で硬い弾殻先端が破砕されないように保護しながら自らは潰れ広がりながら弾殻の持つ運動エネルギーを装甲板に伝える働きをする。逆に硬い装甲板を破砕するために被帽に加えて被帽の前に硬い鋼製の被帽頭を持つものもある[出典 1]。
破片効果
炸裂弾の加害は爆風効果と破片効果に大別される。爆風効果は炸薬の爆轟によって生じる衝撃波と火炎によって加害するものであり、加害半径は比較的限定的となる。破片効果は炸薬の爆轟によって生じる高圧力に耐えられずに弾殻が破裂し、断片や散弾が四散する事で加害する。
ほとんどの榴弾は爆風効果より破片効果を優先するため、同じ重量では、炸薬量を増やすよりも弾殻を厚くした方が破片が増えて加害効果が高くなる。破片を遠くまで飛ばすことで加害半径を拡大できる。破片の初速を高めて遠くまで飛ばすために炸薬量を増やすのはある程度までは有効だが、弾殻厚に比べて炸薬量が過剰になれば破片は微細となり質量に比べて空気による抵抗が大きくなり、高初速もすぐに減殺されて加害半径は逆に縮小する[出典 2]。
歴史
中国で発明され、欧州で中世の投石器を代替する兵器として中世から近世にかけて発展してきた"Gun"や"Artillery"、"Cannon"と呼ばれる大砲は、1500年頃までは砲弾に丸い石を使用していた。この頃は、城壁の破壊に使用する他に、敵兵に対して水平に発射し地上を飛び跳ねながらその隊列をなぎ倒す目的で使用された。
石から鉄になっても中実の砲弾ではそれほど使用法に変化はなかった。やがて砲弾の中に黒色火薬を詰めて導火線を使って敵兵の頭上で弾を破裂させる榴弾が作られた。この原型は元寇の際のてつはうにすでに見られる。この「てつはう」は外包が陶磁器で内部に金属片を混入した仕込み爆薬の種であり、投石器などにより射出していたものと見られる。榴弾は空中での爆発だけでなく地上目標への着弾によって爆発すれば破壊力が高く、照準の精度も緩和できるため、高性能の信管が開発されると導火線は不要となり、火砲の弾薬として広範に使用されるようになった。
GPSとINSによって誘導されるJDAM誘導爆弾のように、M982 エクスカリバー（en:M982_Excalibur）や開発中の LRLAP（en:LRLAP）のような誘導砲弾など、自由落下する火砲の砲弾にも誘導能力を持つものが現れるようになっている。
柘榴弾
日本語での「榴弾」は「柘榴弾」（ざくろだん）に由来すると考えられている。柘榴弾は熟すと実が裂ける柘榴のように弾が割れることから名付けられた。また、手榴弾の英語名であるGrenadeが柘榴（pomegranate）に由来するという理由も考えられる。
対応火器
20mm程度以上の口径であれば弾体に炸薬を充填できるので、砲の多くが榴弾の発射が可能である。 主に榴弾砲、艦砲、臼砲、迫撃砲などの曲射砲から発射されるが、対空砲、無反動砲、カノン砲、野砲、戦車砲などの直射砲（直接照準砲）でも使用される。
一般に中小口径の榴弾は、容積にしめる信管の割合が大きく、それに圧迫される形で炸薬量が過小である。それゆえ、被害半径が小さく、面制圧には向かなかった。近年ではプログラム可能な時限信管による空中炸裂によっての欠点を補う試みがなされている。
特に戦車用の広義の榴弾として、対戦車用に装甲貫徹力を高めた成形炸薬弾がある。 テンプレート:-
注記
- ↑ 榴弾と徹甲弾の他にも徹甲榴弾という中間的な砲弾があり、21世紀現在では侵徹能力を考慮しない純粋な榴弾は少数派となり、侵徹能力と破片効果による加害能力を併せ持つ徹甲榴弾が増えている。特に艦艇に搭載される砲熕兵器は徹甲榴弾を使用するものが主体である。榴弾と徹甲弾、徹甲榴弾の他にも、照明弾や発煙弾、焼夷弾、キャニスター弾なども存在する
- ↑ 榴弾の一種である対戦車用の成形炸薬弾の多くは直接射撃によって攻撃するが、やはり運動量によって加害するのではなく炸薬の爆発エネルギーを利用する
- ↑ ほぼ垂直で落下することによって、弾殻が縦長で破片効果によって加害する同種の炸裂弾の中でも水平面方向への断片の飛散割合は高くなり、加害効率が高くなる
- ↑ 対戦車用砲弾では流線形でないものがあり、グレネード弾は先端が半球状のものが多い
- ↑ 過去には榴散弾と呼ばれる、空中で散弾を一方向に発射する形態の砲弾も存在した
- ↑ 弾帯は外周部の弾体尾部にあることが多い
- ↑ 対戦車用の成形炸薬弾では、弾殻に固着した弾帯に代わって「スリップリング」とよばれる遊びのある輪が使用され、弾の回転を減じている
- ↑ 21世紀現在では、榴弾や航空爆弾などの炸裂弾は信管によって起爆しない限りは倒したり転がしたりしても爆発しない設計となっているが、炸薬充填時に内部が不均一となり空洞が生じていると、まれに内部の炸薬の一部が動き互いに擦れ合って信管によらずに爆発する事故が起きる
- ↑ 21世紀に入ってからは、機関砲弾に高性能な信管を持たせて、空中炸裂のタイミングを砲から飛び出す速度に応じて砲口先端のコイルにより瞬時にプログラミングするものも開発中されている。これにより、遮蔽物背後の敵兵士への攻撃や航空機への加害性能の向上が図られる
参考図書
- 大波篤司著 『図解 ヘビーアームズ』 新紀元社 2008年9月3日初版発行 ISBN 9784775306512
- 加藤朗著 『兵器の歴史』 芙蓉書房出版 2008年1月25日第一刷発行 ISBN 9784829504130
出典
- ↑ 梅野和夫著 『世界の艦載兵器』、光人社、2007年8月12日発行、ISBN 9784769813590
- ↑ 小林源文著 『武器と爆薬』、大日本絵画、2007年5月20日初版第1刷発行、ISBN 9784499229340
