弾薬の構造:銃弾はどんな構造でどうやって発射されるのか?

弾薬の構造について解説します。

弾はどんな構造でどうやって発射されるのか?

カートリッジ(弾薬/実包)は、弾頭(弾丸)、ケース(薬莢)、パウダー(火薬 / 装薬)、プライマー(雷管)で構成されています。

銃のファイアリングピン(撃針)が弾薬のプライマー(雷管)を叩くと、プライマー内部の火薬が燃焼します。この火薬は圧力が加わると燃焼する火薬(起爆薬)です。

プライマーの火薬が燃焼すると、薬莢内のフラッシュホール(伝火孔)と呼ばれる小さな穴を火花や燃焼ガスが通過し、パウダー(火薬 / 装薬)に引火して激しく燃焼します。

パウダーが燃焼を始めると、発生した燃焼ガスにより内部圧力(腔圧)が高まり、弾頭が押し出されてバレル(銃身)の中で加速し発射されます。

Photo via cheaperthandirt.com

ケース(薬莢)の厚みは先端が薄く、後部は厚くなっています。

発射時には膨張してチャンバー(薬室)に密着することで高圧ガスが後方へ漏れるのを防ぎます。使用されるパウダーは銃や弾の種類によって燃焼速度が異なり、燃焼速度を調節することで耐圧の限界を超えることを防ぎ、安全かつ最良のパフォーマンスを生み出します。

図ではパウダーがびっしり詰まっているように見えますが、実際はエアスペースと呼ばれる空洞のスペースがあります。内部に酸素があるため、水中であっても十分に燃焼します。エアスペースが占める割合は、拳銃弾では多めで、ライフル弾では少なめの傾向があります。

センターファイアーとリムファイアー

Photo via Guns.com

メタルカートリッジ(金属製薬莢)が発明されるまでは弾丸と火薬を別々に銃に装填したり、紙製薬莢を使用し、着火には火縄、火打石、キャップ火薬(パーカッションキャップ)、ピンファイア等々を使用していました。

しかし現在では圧力が加わると燃焼する火薬を着火薬として利用するカートリッジが使用されており、それは大きく分けてセンターファイアー・カートリッジ(1860年~現在)とリムファイアー・カートリッジ(1857年~現在)の二種類があります。

センターファイアー・カートリッジ

プライマーがケースの底の中央(センター)に配置された弾薬です。

肉厚のケースを持つのでパワーのあるカートリッジに使用でき、雑に扱っても暴発しにくいメリットがあります。

リムファイアー・カートリッジ

Photo via wikimedia.org

ファイアリングピン(撃針)がリム(薬莢底部の周囲)を叩くことで撃発する弾薬です。

リムの内部には圧力が加わると燃焼する火薬がリング状に配置されています。

相対的にリムファイアー・カートリッジはセンターファイアー・カートリッジより不発率が高いのですが、製造コストが安いことから小口径の弾薬やスポーツ用に広く採用されています。

リムの種類

リムの種類は、リムドリムレスベルテッドセミリムドリベイテッドがあります。

リムド

リボルバーやショットガンに多く使用されており、歴史の古いケース形状です。

リムファイアー・カートリッジはリムドケースが使用されます。

小さなリムファイアー・カートリッジでは、バレル内径(口径)とケース直径が同じものが多く、これらの弾はヒールド・ブレットと呼ばれています。

リムレス

ケースとリムが同じ直径です。

現代軍用銃など、オートマチック(自動式銃)のピストルやライフルで現在最も広く流通しているタイプです。

ベルテッド

ハイパワーライフルなどに使用され、高圧になるとケースの後部に圧力が掛かり裂けやすくなるため、これを防止するためにケースの壁(ケースウォール)に厚みを持たせて補強されています。しかし実際には補強しなくても殆ど問題ないため、現在ではマイナーなカートリッジです。

ベルテッドケースが発明された1920年に.375H&Hという弾薬に採用され、他の弾薬メーカーもベルテッドを採用しました。

採用された目的には、類似サイズの通常弾とマグナム弾が存在し、通常弾を使用する銃に誤ってマグナム弾を装填すると破裂事故に繋がるため、誤用を防ぐためにマグナム・カートリッジにベルテッドを採用した経緯があります。

セミリムド

ケースの直径より僅かにリムの直径が大きくなっています。

ボックス・マガジン(箱型の弾倉)が流行を始めた頃、当時一般的だったリムドカートリッジではスムーズな装填が難しい(マガジンの中でリムが引っ掛かる)ことから発明されたカートリッジです。

.32AUTOや.38スーパーなどに採用され、日本では三十年式小銃で使用されていました。

特にダブルカラムマガジン(複列弾倉)で問題が起こりやすいデザインです。

リベイテッド

ケースの直径より小さな直径のリムを持ちます。

銃のボルトなど機関部の大きさを最小限に抑えつつ、できるだけ大きなケース容量を使用するために発明されました。

現在でも.41AEや.50AE、.50GIなどで採用されていますが、流通量は多くありません。

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