低リコイル大口径高速射出システムの実用開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555271
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐宗 章弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (40215752)
• 研究分担者: 生田 一成 (株)日本製鋼所, 研究開発本部, 部長(研究職) ; 齋藤 努 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00302224) ; 高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193) ; 永易 伸生 中国化薬(株), 開発部, 係長(研究職)
• キーワード: ラム加速機 / 推進 / ペイロード / 火薬銃 / プロペラント / 軽ガス銃

研究概要

高速飛行体射出装置における装置のリコイルを軽減し、同レベルの推進性能であってもより軽量で可動性の高い装置を開発するため、新たに「低リコイル高速射出装置」を設計・試作した。本装置は、二段式である。初段に固体無煙火薬と軽ガス(ヘリウム)のハイブリット(PLハイブリット銃)を採用した。これは、本研究にて新たに開発した機構で、従来の火薬室の下流に軽ガス管を取り付け、無煙火薬の既燃気体がまず軽ガスを圧縮加熱し、プロジェクタイルを加速する。ヘリウムの音速は、既燃気体のそれに比べて高く、さらに比熱比も高い。そのため、加速初期の過度な荷重が軽減される一方、有効加速距離を長くすることができ、プロジェクタイルに対しては「ソフトスタート」、装置本体に対しては「低リコイル」の加速が実現できる。PLハイブリット銃の設計は、無煙火薬の特性とヘリウムのポリトロープ圧縮の関係から、実質的な駆動気体となる軽ガスの圧力が隔膜破断圧力に達するときの体積が最大となるようにした。第二段には、研究実績の豊富なラム加速を採用した。ラム加速の場合、推力はプロジェクタイルのマッハ数の関数となるが、C-Jデトネーション速度の70〜110%の範囲では、経験的に比較的高くほぼ一定の推力を保てることが分っている。今年度は、こういった設計に元づくシステムを製作し、基本的な作動を確認した。来年度は、その推進性能とリコイルの定量測定を行うことを計画している。

研究成果

• [文献書誌] Sasoh A,Ohba S,Takayama K: "Quantitative Effects of Projectile-Launch Tube Wall Friction on Ballistic Range Operation"AIAA J. 38・9. 1709-1715 (2000)
• [文献書誌] 永易伸生,河野雄次,大坪信武,生田一成,佐宗章弘,高山和喜: "プリル硝安-アルコール混合物の爆薬特性"火薬学会誌. 61・3. 114-119 (2000)
• [文献書誌] Sasoh A,Ohba S,Takayama K: "Coupling of projectile acceleration and liquid/solid combustion in single-stage gun"Shock Waves. 10・4. 235-240 (2000)
• [文献書誌] Hamate Y,Sasoh A,Takayama K: "Ram accelerator operations at acceleration level up to 6×10^4g"Journal de Physique. IV10・Pr11. 3-10 (2000)
• [文献書誌] Sasoh A: "Laser-Propelled Ram Accelerator"J de Physique. IV10・Pr11. 41-47 (2000)
• [文献書誌] Sasoh A,Ogwa T,Takayama K,Ohtsubo S,Nagayasu N,Ikuta K: "Gun Interior Ballistic Performance with Ammonium Nitrate-Alcohol Propellants"J Propulsion & Power. 17・1. 120-124 (2001)
• [文献書誌] Sasoh A,Hamate Y,Takayama K: "Small-Bore Ram Accelerator Operation at Modest Pressures"J Propulsion & Power. (2001)