JPS6144240B2 - - Google Patents

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JPS6144240B2
JPS6144240B2 JP56177779A JP17777981A JPS6144240B2 JP S6144240 B2 JPS6144240 B2 JP S6144240B2 JP 56177779 A JP56177779 A JP 56177779A JP 17777981 A JP17777981 A JP 17777981A JP S6144240 B2 JPS6144240 B2 JP S6144240B2
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brittle
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projectile
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Kei Fuerudoman Furitsutsu
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
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    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
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Abstract

An anti-material projectile which fragments wholly or in part due to impact shock on hitting a target thereafter penetrating the target causing damage. The projectile is preferably high density frangibile alloy having a ratio of compressive to tensile strength of 20 to 1. The projectile is useful against soft targets such as aircraft as well as armor targets where initial impact is at the armor plating. The projectile may be a composite of pyrophoric tip (41c) with a projectile body (41a) of frangible alloy and an armor piercing alloy base (41b).

Description

【発明の詳細な説明】 20mm及至それ以上の口径を有する、防空防御用
地上砲火は現在実用に供されるものとして、標的
物を撃破するために通常の高爆発力銃弾は航空機
に対して究極的には可成り有効なものではある
が、高速航空機に対しては、それらの銃弾固有の
外部的弾道上の特性から命中率は乏しいという結
果になつている。高性能爆発力銃弾は信管機構と
高性能爆発充填物を有している。これらの成分は
容積が大きくて軽い結果逆に部分的密度を制限す
ることになる。この結果の弾道係数は、銃弾の飛
距離とそれに対応する時間との関数として、銃弾
速度の急激な低下をもたらす如きものである。高
速航空機の低空飛行に対して地上砲火により迎撃
するに当つては飛弾時間が長いときは非常に大き
なリード角と異常な仰角とが必要になりこの様な
大きな角度は複雑な管制方式を以てしてもその結
果の命中率は不充分なものである。[Detailed Description of the Invention] Ground fire for air defense with a caliber of 20 mm or more is currently in practical use, and ordinary high-explosive bullets are the ultimate weapon against aircraft in order to destroy targets. Although relatively effective, their inherent external ballistic characteristics result in poor accuracy against high-speed aircraft. High explosive ammunition has a fuse mechanism and a high explosive charge. These components have a large volume and are light, which in turn limits the local density. The resulting ballistic coefficient is such that there is a sharp drop in bullet velocity as a function of bullet distance and corresponding time. When intercepting low-altitude high-speed aircraft with ground fire, when the flight time of a bullet is long, a very large lead angle and an abnormal elevation angle are required, and such a large angle requires a complicated control system. However, the resulting accuracy rate is insufficient.

地上砲火を有効ならしめるためには、標的物に
命中する性能が必要条件である。高速で飛行する
敵機に対して高い撃破率を達成するために、銃弾
を高速ならしめることにより、銃弾を発射して飛
ばす時間を短かくすることが必要である。このこ
とは前記水平リード角と超仰角の要件を夫々小な
らしめる。 For ground fire to be effective, the ability to hit the target is a necessary condition. In order to achieve a high kill rate against enemy aircraft flying at high speed, it is necessary to shorten the time it takes for bullets to fly by making them faster. This reduces the horizontal lead angle and superelevation angle requirements, respectively.

短時間の飛翔の高速銃弾は火器管制方式の複雑
化の如何に拘わらず高い命中率を達成するのに必
要である。飛弾の短時間性は本発明者の米国特許
第3714900号「分離されるサボツト（弾底板）を
有する銃弾」中に説明したような高速用先端部を
有する、サボツト具備副口径銃弾を用いることに
よつて達成し得る。更に前記サボツト具備のもの
の発射後の速度損失を最小に押えるためには、副
口径銃弾は高い部分密度を持たせるべきである。
即ち例えば約16乃至19ｇ／cm2の密度を有するタン
グステン合金のような高密度の材料を以て構成さ
れるべきである。これらの特徴並びにそれに関し
た外部的弾道上の特性は該特許中に説明してある
進歩した分離サボツト徹甲弾の項中に述べられて
いる。しかしながら所望の命中率を提供し得たと
しても、この種の弾薬の終極的効果は、航空機等
の標的物に対しては不満足なものである。 High velocity bullets with short flight times are necessary to achieve high accuracy regardless of the complexity of the fire control system. The short-duration of flying bullets can be achieved by using a sabot-equipped sub-caliber bullet with a high-velocity tip as described in the inventor's U.S. Pat. It can be achieved by doing so. Furthermore, in order to minimize the velocity loss after firing of the sabot, the sub-caliber bullet should have a high partial density.
That is, it should be constructed of a high density material, such as a tungsten alloy having a density of about 16 to 19 g/cm 2 . These features, as well as the external ballistic characteristics associated therewith, are discussed in the section on the advanced separated sabot armor-piercing projectile described in that patent. However, even though they may provide the desired accuracy, the ultimate effectiveness of this type of ammunition is unsatisfactory against targets such as aircraft.

徹甲弾の類では高速航空機のようなやわらかい
標的物に対しては終極的効果は限られたものとな
る。即ち命中弾はその航空機に当つたとしても、
それを破壊するには致らず皮粗的な損傷を与え得
るに止まるのである。 Armor-piercing shells have limited ultimate effectiveness against soft targets such as high-speed aircraft. In other words, even if the bullet hits the aircraft,
It is not enough to destroy it, but only to cause some crude damage.

本発明の実施例に於ては対空地上防御方式のた
めの弾薬に本発明は指向されており分離型サボツ
ト付銃弾に使用された高密度脆性の合金は航空機
並に同様の戦場における標的物に対して所望の弾
道特性を与える。本発明によれば副口径銃弾は外
部的弾道効率及びそれに関した該副口径銃弾の高
い命中率特性を維持する。更に該銃弾の運動エネ
ルギーにのみに基く終極的効果を有し、その新規
な概念によつて、通常対空防御銃弾に用いられた
信管や高性能爆薬を不要のものとしている。装甲
を含む戦場における種々の標的物に対して有効で
あるので本発明の銃弾を「材料撃破銃弾」と命名
した。 In an embodiment of the present invention, the present invention is directed to ammunition for anti-aircraft ground defense systems, and the high-density brittle alloy used in the separate sabot bullet is suitable for use against aircraft and similar battlefield targets. to give the desired ballistic properties. According to the invention, the sub-caliber bullet maintains the external ballistic efficiency and related high accuracy characteristics of the sub-caliber bullet. Furthermore, it has an ultimate effect based solely on the kinetic energy of the bullet, and its novel concept eliminates the need for fuses and high explosives normally used in anti-aircraft defense bullets. The bullet of the present invention has been named a "material-killing bullet" because it is effective against a variety of targets on the battlefield, including armor.

分離型サボツト銃弾の新規な副口径銃弾は、好
ましくは旋回安定的で、全体或いは大部分が脆性
で高密度の材料から成るものである。その使用操
作に当つては高性能爆薬も信管もいずれも必要で
はない。航空機のような標的物に衝突すると、衝
撃波及び続いての弾体内部を通して膨張により脆
性材料の破裂が誘起される。その結果として該破
裂は該脆性の弾塊全体に亘つて殆んど一様に起る
ことになる。製造工程中に刻み目をつけること、
即ち予かじめ脆性を与えることは必要でもないし
望ましいものでもない。残留飛行速度と銃弾の残
留旋回力による遠心的速度の影響の下に高密度の
破片が膨張する破片集団の形態で標的物内に突入
する。航空機とその内部構成部分とに対する損傷
が高速の破片の衝撃もしくは貫通によつて生ぜし
められる。アルミニウムやチタニウムの構造体で
ある場合においては、高密度、高速度破片群の衝
突により、それはアルミニウムやチタニウムの粉
塵又は蒸気を形成する結果となる。金属の粉塵は
爆発的に酸化して高圧と熱の放出を生じ、これが
破片が惹起した損傷を強める。 The new sub-caliber bullet of the separate sabot bullet is preferably rotationally stable and consists entirely or largely of a brittle, dense material. Neither high explosives nor fuses are required for its operation. Upon impact with a target, such as an aircraft, a shock wave and subsequent expansion through the interior of the projectile induces rupture of the brittle material. As a result, the rupture will occur almost uniformly throughout the brittle bullet. scoring during the manufacturing process;
That is, it is neither necessary nor desirable to provide brittleness in advance. Under the influence of the centrifugal velocity due to the residual flight speed and the residual turning force of the bullet, the dense fragments enter the target object in the form of an expanding fragment mass. Damage to the aircraft and its internal components is caused by high velocity debris impact or penetration. In the case of aluminum or titanium structures, the impact of high density, high velocity fragments results in the formation of aluminum or titanium dust or vapor. Metal dust explosively oxidizes, producing high pressure and heat release, which intensifies the damage caused by the debris.

高速の破片による航空機への損害は、銃弾中に
ジルコニウムやチタニウム或は劣化ウラニウム合
金のような自熱性の金属を含んでいると、増大す
る。これらの金属は破損して破片となり衝突の衝
撃荷重によつて燃焼する。その結果として起る発
熱反応は3000℃近い温度で燃焼する破片を生じ、
それによつてまたガソリンやジエツト燃料のよう
な可燃料を自燃させる可能性を誘発せしめ、その
ことにより該銃弾の終極的有効性に寄与する。 Damage to aircraft from high-velocity fragments is increased when the bullet contains self-heating metals such as zirconium, titanium, or depleted uranium alloys. These metals break into fragments and burn due to the impact load of the collision. The resulting exothermic reaction produces debris that burns at temperatures close to 3000°C,
It also induces the possibility of self-combustion of combustible fuels such as gasoline or jet fuel, thereby contributing to the ultimate effectiveness of the bullet.

通常の銃弾同様に本発明の銃弾は自燃性曵光弾
を伴つて装備することができる。本発明の一つの
態様として、該銃弾には、標的物に命中しなかつ
た銃弾による味方の人員、装置或は施設に対する
偶発的被害を避けしめるための自壊機能を具備さ
せることができる。この場合においては曵光弾の
燃焼によつて該自壊の時間調整を行い、かつ脆性
の弾体を破砕するための発射火薬充填により該自
壊が誘発されるようにしておけばよい。 Like conventional bullets, the bullet of the present invention can be equipped with self-combusting projectiles. In one embodiment of the present invention, the bullet can be equipped with a self-destruct feature to prevent accidental damage to friendly personnel, equipment, or facilities caused by bullets that do not hit the target. In this case, the self-destruction time may be adjusted by the combustion of the rectangular projectile, and the self-destruction may be induced by charging the propellant to crush the brittle projectile.

本発明の或る応用のために、弾体の一部分は脆
性の材料で、かつ他の一部分は高強度の合金で構
成した銃弾を用いることが望ましい。このように
作られた銃弾は、代表的には例えば装甲操縦室或
はその他の防弾部分を装備した航空機やヘリコプ
ターのような離れた多くの板状標的を打破ること
を可能とする。 For some applications of the present invention, it may be desirable to use a bullet in which a portion of the bullet is constructed from a brittle material and another portion from a high strength alloy. A bullet made in this way typically makes it possible to defeat many planar targets at a distance, such as aircraft or helicopters equipped with armored cockpits or other bulletproof parts.

本発明の諸目的は次の通りである。 The objects of the present invention are as follows.

(a) 短時間飛弾とそれによる命中率が高く、航空
機やヘリコプター等の標的物を撃破するに必要
な終極的弾道効果を供する結果となる外的弾道
性を有し、高密度脆性材料から成るサボツト分
離型銃弾 (b) 脆性材料の終極的効果は標的物に該銃弾が衝
突したときの残余の運動エネルギーにすべてに
由来し、爆発材や信管の必要性を取り除くもの
この目的を現実に達成するためには、該脆性材
料は、一方において銃身中で非常に高い加速度
に抵抗し得るに必要な圧縮強度を有さねばなら
ず、また他方においては航空機やヘリコプター
のような構造物の薄い外皮に衝突した際に、完
全に又即時の破裂となる必要がある。(a) consists of a dense brittle material with external ballistics resulting in short-duration flight and high hit probability and providing the ultimate ballistic effect necessary to destroy targets such as aircraft and helicopters; Sabot Separate Bullet (b) The ultimate effect of the brittle material is derived entirely from the residual kinetic energy of the bullet upon impact with the target, obviating the need for explosive material or fuses.Accomplishing this objective in practice. In order to do so, the brittle material must, on the one hand, have the necessary compressive strength to be able to resist very high accelerations in the gun barrel, and on the other hand, to be able to resist the thin skins of structures such as aircraft and helicopters. rupture must occur completely and immediately upon impact.

(c) 脆性材料からなる該銃弾は、実用弾薬に対し
て通常指定される衝撃や落下、振動などのよう
な不利な環境条件に耐えることが出来るもので
なければならない。(c) The bullet, made of brittle material, must be capable of withstanding adverse environmental conditions such as shock, drop, vibration, etc. normally specified for service ammunition.

(d) 脆性の材料は均質であつて、予じめ製造過程
で刻み目や破裂し易くする予備加工をしなくて
も、標的物に当つたときにその衝撃波にさらさ
れて瞬時の完全な破裂となる如き機械的性質を
有するものであること。(d) A brittle material is homogeneous and, when it hits a target, is exposed to the shock wave and undergoes an instantaneous and complete rupture, even without notches or other pre-processing to make it more susceptible to rupture during the manufacturing process. It must have mechanical properties such that:

(e) 高速高密度の破片群の衝撃及び又は貫通によ
つて標的構成物に重大な損害を誘発させるこ
と、更にまた標的物質がアルミニウムやチタニ
ウムである場合は、衝突した破平群の運動エネ
ルギーを突然吸収することにより標的物を構成
する部材を粉塵及び又は蒸気と化して逸散させ
る結果となること、後者の場合は酸化されて爆
発的に超高圧状態と火炎閃光を生じ、その状態
が局限された航空機の機体内で起るときは特に
激しいものである。(e) Inducing significant damage to the target structure by impact and/or penetration of high-velocity, high-density fragments and, if the target material is aluminum or titanium, reducing the kinetic energy of the impacting fragments. Sudden absorption may result in the materials constituting the target being turned into dust and/or vapor and dissipating; in the latter case, the latter will be oxidized and explosively produce an extremely high pressure state and a flame flash, and the state may be localized. This is particularly severe when it occurs inside the cabin of an aircraft that has been damaged.

(f) 脆い材料を単独で、或はジルコニウム、チタ
ニウム、劣化ウラニウム等の自然性金属と共に
組み合わせて用いること、そしてこれらの金属
は衝突すれば破片となつて瞬時に燃焼する。ま
た該自然発火燃焼の効果はその標的物内に含ま
れる燃料その他の可燃物をも燃焼せしめること
である。(f) The use of brittle materials alone or in combination with naturally occurring metals such as zirconium, titanium, and depleted uranium, which fragment and burn instantly upon impact. The effect of the pyrophoric combustion is also to combust fuel and other combustible materials contained within the target object.

(g) 堅固な装甲貫標的物を撃破するために脆性材
料を効果的に使用した銃弾である。貫通の途中
で銃弾が破裂するために装甲板の背後に於ける
効果が顕著である。またこのことは人員輸送の
装甲機、地上戦用装甲車、上陸用舟艇、砲艦等
の標的物に対する該銃弾の使用において特に応
用される。(g) A bullet that effectively uses brittle materials to destroy hard armor-piercing targets. The effect behind the armor plate is noticeable because the bullet ruptures during penetration. This also has particular application in the use of the ammunition against targets such as armored personnel carriers, armored ground combat vehicles, landing craft, gunboats and the like.

(h) 特定の防空弾薬用として必要とされる自己破
壊性を具備すること。(h) be self-destructive as required for certain air defense munitions;

(i) 装甲板を有する複数の標的物の撃破が可能で
ある複合銃弾とすること。複合銃弾の一部分が
高密度脆性材料でできており、かつ他の一部分
は従来徹甲銃弾に普通に用いられる高強度高密
度の合金から成る合成銃弾の提供。(i) It should be a compound bullet capable of destroying multiple targets with armor plates. To provide a composite bullet in which a part of the composite bullet is made of a high-density brittle material and the other part is made of a high-strength, high-density alloy commonly used in conventional armor-piercing bullets.

(j) 高密度脆性合金を主胴体部分に用い、自然性
曵光弾を取付ける台の部分に高強度合金を使用
する合成銃弾の提供。(j) Provision of a synthetic bullet that uses a high-density brittle alloy for the main body part and a high-strength alloy for the base part on which the natural solar projectile is mounted.

第１図によれば、分離サボツト副口径銃弾組立
体の形状、寸法は、従来の全口径銃弾の形状、寸
法に類似している。分離されるサボツトは同軸位
置に副口径弾体１２を含み、米国特許第3714900
号に記載されたように実質的に三つの構成要素か
ら成る。サボツト先端部１４は副口径弾体を包ん
でいる。サボツトの後部は好ましくは米国特許第
3786760号に記載してあるような射出成型された
プラスチツクで製造される回転環１８を備えたサ
ボツト基部１６から成る。分離されるサボツト副
口径銃弾組立体は一般に発射火薬２２を備えたカ
ートリツジ弾薬筒２０に取付けられる。発砲で銃
口から飛び出す際に、サボツトの構成部分は米国
特許第3714900号に記載された態様で自動的に分
離され、副口径弾体が高速度で銃の火線方向に沿
つて進む。 Referring to FIG. 1, the shape and dimensions of the separate sabot subcaliber bullet assembly are similar to those of a conventional full caliber bullet. The sabot to be separated includes a sub-caliber projectile 12 in a coaxial position, as described in U.S. Pat. No. 3,714,900.
It consists essentially of three components as described in the No. The sabot tip 14 encloses the sub-caliber bullet. The rear portion of the sabot preferably has a U.S. Pat.
It consists of a sabot base 16 with a rotating ring 18 made of injection molded plastic as described in US Pat. No. 3,786,760. The separated sabot subcaliber ammunition assembly is typically attached to a cartridge 20 containing propellant 22. Upon exiting the muzzle upon firing, the sabot components are automatically separated in the manner described in U.S. Pat. No. 3,714,900, and the secondary caliber projectile is advanced along the line of fire of the gun at high velocity.

第２，第３図に示す銃弾は円筒形中心部２５と
テーパ状先端部２６とテーパ状基部２７とから成
る銃弾本体部２４を含んでいる。 The bullet shown in FIGS. 2 and 3 includes a bullet body portion 24 consisting of a cylindrical center portion 25, a tapered tip portion 26, and a tapered base portion 27.

銃弾本体部２４は脆性高密度合金から成る。銃
弾尖頭部２８は好ましくはジルコニウム合金やチ
タニウムや又は劣化ウラニウム合金のような自然
性金属を使用して製造される。その二つの構成要
素は種々の既知の方法で組み立てることができ
る。第２図に示された形態において、組立体は自
然性金属使用の銃弾体先端のニツプル状延長部２
９と銃弾体の本体との境界部の圧入嵌合によつて
得られる。もし必要ならばニツプル状延長部２９
は第３図に示すように銃弾本体部の全長に亘つて
後方に貫通してもよい。 The bullet body portion 24 is made of a brittle high-density alloy. Bullet point 28 is preferably manufactured using a naturally occurring metal such as zirconium alloy, titanium, or depleted uranium alloy. The two components can be assembled in various known ways. In the configuration shown in FIG.
This is achieved by press-fitting the boundary between 9 and the main body of the bullet body. Nipple-like extensions 29 if necessary
may penetrate rearward over the entire length of the bullet body as shown in FIG.

自然性金属を銃弾尖頭に使用することは随意で
あり、非常に小さな口径の銃弾体の場合には省略
も出来る。この場合には小径口銃弾の全体は第１
図に示すように単一素子の副口径銃弾体を組み込
んだ高密度脆性材料から成る。 The use of natural metal in the bullet point is optional and can be omitted in the case of very small caliber bullets. In this case, the entire small caliber bullet is
It consists of a dense brittle material incorporating a single element sub-caliber bullet as shown.

本発明の一部である副口径銃弾に使用する脆性
高密度金属は所望の操作を可能にする特別な強度
特性を備えている。先づ第１に銃身から発射され
る際に、該金属は銃弾体に加えられる縦方向の加
速度の力に耐え得る圧縮強さを有する。この加速
度は短時間に175000ｇを超える場合があり、
15000Kg／cm2を上まわる該圧縮強さが要求され
る。また標的物上に命中衝突する場合には、該副
口径銃弾体は、その銃弾体を通して後方に伝達さ
れる衝突衝撃波を受ける。衝撃によつて引き起き
された圧縮の直後に該材料は膨張する。この膨張
は材料の破壊をもたらす高張力荷重を生ずる。即
ちこれは破裂といわれている破壊現象である。飛
弾距離が伸びて弾体の速度がそれに応じて低下し
て、航空機のアルミニウム機体表面へ衝突して発
生するような比較的穏やかな衝突衝撃強さで該銃
弾体の所望の破裂を行なわせるために銃弾体材料
の引張強さは800Kg／cm2程度に十分に低くしなけ
ればならない。 The brittle dense metals used in the sub-caliber bullets that are part of this invention have special strength properties that allow for the desired operation. The metal has a compressive strength that allows it to withstand the forces of longitudinal acceleration applied to the bullet body when initially fired from the barrel. This acceleration can exceed 175,000g in a short period of time.
The compressive strength of more than 15000 Kg/cm 2 is required. In addition, when colliding with a target, the sub-caliber bullet receives an impact shock wave that is transmitted rearward through the bullet. Immediately after the compression caused by the impact, the material expands. This expansion creates high tensile loads that result in material failure. That is, this is a destructive phenomenon called rupture. As the distance of the bullet increases, the velocity of the bullet decreases accordingly, so that the desired rupture of the bullet can be achieved with a relatively mild impact impact strength, such as that generated by collision with the aluminum fuselage surface of an aircraft. The tensile strength of the gun body material must be sufficiently low, around 800Kg/ cm2 .

航空機のような標的物への衝突の際の銃弾体の
破裂については第４図乃至第６図に図解的に示し
た、これは第２図に示した銃弾体本体２４（脆性
高密度合金使用）と自然性金属の先端部２６とか
ら成る銃弾体が航空機のアルミニウム表面３０に
衝突すると仮定したものである。衝突は３２の位
置で生じ、銃弾体よりもわずかに大きい寸法の穴
３４を航空機のアルミニウム表面に残す。衝突の
衝撃は第５図に図解的に示したように銃弾体の構
成部分に破壊する。該銃弾が貫通したアルミニウ
ム表面３０の後側に到つて、該銃弾の不規則な破
裂片３６が衝突後の残余の速度と銃弾体の旋回に
よる遠心力速度成分との合成である速度でその運
動を続ける。その結果として、高密度高速の膨張
破裂片群は第５図の矢印によつて示すように形成
される。 The rupture of a bullet upon impact with a target such as an aircraft is schematically shown in Figures 4 to 6. ) and a natural metal tip 26 impacting an aluminum surface 30 of an aircraft. The impact occurs at location 32, leaving a hole 34 in the aircraft's aluminum surface with dimensions slightly larger than the bullet body. The impact of the impact fractures the components of the bullet as shown diagrammatically in FIG. When reaching the rear side of the aluminum surface 30 pierced by the bullet, the irregular fragments 36 of the bullet move at a speed that is the combination of the residual velocity after impact and the centrifugal velocity component due to the swirling of the bullet. Continue. As a result, a group of high-density, high-velocity expanding burst fragments is formed as shown by the arrows in FIG.

該破裂片群の円錘状拡散のため、標的物の外皮
に引続きその内部の構成部分に与える損害の範囲
は、初めの衝突点３２から奥に入る程増大する。
附加的な航空機構成材３５と３８が銃弾破片によ
つて貫通される場合の効果は第６図に図解的に示
してある。夫々の続いて起る貫通によつて、例え
ば航空機内部構成材を表わす第６図の板３８と４
０に於て衝突破裂片群３６の更に一層の破壊が生
ずる。 Due to the conical spread of the fragments, the extent of damage to the target's outer shell and subsequent internal components increases with distance from the initial impact point 32.
The effect when additional aircraft components 35 and 38 are penetrated by bullet fragments is illustrated diagrammatically in FIG. With each subsequent penetration, for example, plates 38 and 4 of FIG.
At 0, further destruction of the impact fragment group 36 occurs.

衝突と破裂の行なわれる間に、自然性金属銃弾
の先端に自動点火が生ずる。該金属のこのような
誘発外部熱反応は破片の大きさと破片の速度如何
によつては3000℃に至る燃焼温度を生ずる。その
結果としての発火の効果は、ガソリンやジエツト
燃料（ケロシン）のような種々の可燃物の点火を
引き起す如き程度である。 During impact and rupture, auto-ignition occurs at the tip of the natural metal bullet. This induced external thermal reaction of the metal results in combustion temperatures of up to 3000° C., depending on the size of the fragments and the speed of the fragments. The resulting ignition effect is such that it causes the ignition of various combustible materials such as gasoline and jet fuel (kerosene).

前述の如く、該副口径銃弾の脆性材料は有効な
作用を可能にするための特別な物理的かつ機械的
性質を有する。先づ第１に短時間の飛弾、一様な
弾道、最小の速度低下を特徴とする効果的外部弾
道性能のための高い弾道係数を得るため、好まし
くは17ｇ／cm3乃至19ｇ／cm3の範囲の該材料の密度
の高いものを使用すべきである。第二に該材料は
銃身内でなされる発射加速度に耐え得る高い動的
圧縮強度を備えなければならない。第三に薄肉航
空機体構造の薄い外皮に対して低下した速度で銃
弾体が適当に破裂し得る程度に材料の引張り強さ
は小さいものを使用すべきである。動的強度の性
質の程度は該銃弾用の銃の口径と弾丸の他の特別
なパラメータにより定められる。一例として、典
型的な35ミリサボツト分離型防空用銃弾の特徴を
以下に列挙する。 As mentioned above, the brittle material of the subcaliber bullet has special physical and mechanical properties to enable effective operation. In order to obtain a high ballistic coefficient for effective external ballistic performance, which is characterized first of all by a short flight time, uniform trajectory and minimal velocity loss, preferably between 17 g/cm 3 and 19 g/cm 3 . A higher density of the material in the range should be used. Second, the material must have high dynamic compressive strength to withstand the firing accelerations experienced within the barrel. Third, the tensile strength of the material should be low enough to allow the projectile to adequately rupture at reduced velocity against the thin skin of the thin-walled aircraft structure. The degree of dynamic strength properties is determined by the gun caliber for the bullet and other specific parameters of the bullet. As an example, the characteristics of a typical 35mm sabot-separated air defense bullet are listed below.

材料密度 15〜19ｇ／cm3 動的強度性質 圧 縮 σC＞15000Kg／cm2 引張り σT＞800Kg／cm2 重要なることは第一に該材料が高密度のもので
あることであり、第二に圧縮強さと引張り強さと
の比が約20となるように、圧縮強さに比較して相
対的に引張り強さが弱いということである。 Material density 15-19 g/cm 3 Dynamic strength properties Compressive σ C > 15000 Kg/cm 2 Tensile σ T > 800 Kg/cm 2 The important thing is first that the material is of high density; Second, the tensile strength is relatively weak compared to the compressive strength, as the ratio of compressive strength to tensile strength is approximately 20.

その望ましい独得の性質は、溶融し、焼結して
固体の状態で市販されているタングステンを使用
することにより達成し得る。焼結後、該材料は機
械加工前に焼き戻される。この状態で、該材料は
高度の脆性を有し、該銃弾が標的物に命中したと
きのような、衝突衝撃に遭遇した際、該材料は細
かに破片となつて分散する。完全とまではいかな
い破片、例えば大きめの破片への***は機械加工
前に該焼結タングステンをより少なめに焼き戻し
することにより達成し得る。かくして***の完全
さの程度は、所定の限度内において、銃弾材料組
織の焼き戻しとそれに関連した再結晶化の程度に
よつて調節することができる。 The desirable unique properties can be achieved by using tungsten, which is commercially available in the solid state by melting and sintering. After sintering, the material is tempered before machining. In this state, the material has a high degree of brittleness, and when it encounters an impact impact, such as when the bullet hits a target, the material breaks into small pieces. Less than complete fragmentation, such as into larger fragments, may be achieved by tempering the sintered tungsten less before machining. The degree of completeness of splitting can thus be adjusted, within predetermined limits, by the degree of tempering and associated recrystallization of the bullet material structure.

前述の焼結非合金タングステン材料は約19ｇ／
cm3の密度を有し、その***の性質は口径が12.7乃
至40ミリメータの銃弾を航空機に対して使用する
場合に特に適している。 The aforementioned sintered non-alloyed tungsten material weighs approximately 19g/
It has a density of cm 3 and its fragmentation properties make it particularly suitable for use against aircraft with bullets of caliber 12.7 to 40 mm.

より大きな口径の防空用弾薬とそれに相応する
より重い銃弾用には前述した小口径用の場合より
も一層大きい破片への***が望ましい。これは銅
浸透をさせた約80％稠密焼結タングステンを使用
することにより達成し得る。該銅浸透タングステ
ンは16ｇ／cm3の密度を有し航空機標的物への衝突
の際には該材料はおよび２乃至８ミリメータの寸
法を有する不規則的な形の破片に***する。 For larger caliber air defense ammunition and correspondingly heavier bullets, fragmentation into larger fragments is desirable than for the smaller calibers described above. This can be accomplished by using approximately 80% dense sintered tungsten with copper infiltration. The copper-impregnated tungsten has a density of 16 g/cm 3 and upon impact with an aircraft target the material fragments into irregularly shaped fragments having dimensions of 2 to 8 millimeters.

前記タングステン以外の材料であつて、前記の
圧縮と引張との関連比率の動的強度性質を有する
ものとして脆性劣化ウラニウムを含む他の材料を
本発明に使用することもできる。また低密度の材
料、例えば15ｇ／cm3以下のものも使用されてもよ
いが、材料が高密度であるサボツト分離弾薬の固
有の利点のいくつかを犠性にするので余り好まし
くはない。一例として密度7.8ｇ／cm3の鋼鉄合金
は望ましくない外部弾道と弾道の最終性能を有す
る。それにもかゝわらず、前述した圧縮と引張り
に関する相対的強度特質を有する脆性の鋼鉄合金
は衝突速度が非常に高い場合のICBMのような高
速移動標的物に対して効果的である。 Other materials other than tungsten may also be used in the present invention, including brittle degraded uranium, having dynamic strength properties with the related compression to tension ratios described above. Lower density materials, such as 15 g/cm 3 or less, may also be used, but are less preferred as they sacrifice some of the inherent advantages of sabot-separated munitions where the material is dense. As an example, a steel alloy with a density of 7.8 g/cm 3 has undesirable external trajectory and final ballistic performance. Nevertheless, brittle steel alloys with the aforementioned relative strength characteristics in compression and tension are effective against fast moving targets such as ICBMs where impact velocities are very high.

航空機のような実質的なアルミニウム構造に対
して使用される場合（第６図参照）、脆性タング
ステン銃弾の終局的弾道機構は、破片の衝撃と貫
通そして自然性反応によつて生ずる損傷とアルミ
ニウムの粉末化及び又は蒸発効果による損傷とを
与える。アルミニウムの蒸発の効果は高速度のタ
ングステン破片群の衝突とその後の白熱化したア
ルミニウムの爆発的酸化によつて生じたアルミニ
ウムの蒸発作用に帰因する。この蒸発効果の程度
は、この種の銃弾では独得のものであり、アルミ
ニウム標的物に対してタングステン破片の運動エ
ネルギーの略々全部を転移する結果である。速度
に影響を受けるから銃弾の終末効果の程度は衝突
速度の増加と共に増大する。 When used against a substantially aluminum structure, such as an aircraft (see Figure 6), the ultimate ballistic mechanism of a brittle tungsten bullet is to combine the damage caused by fragment impact and penetration and natural reaction with the aluminum. damage due to powdering and/or evaporation effects. The effect of aluminum evaporation is due to the aluminum evaporation effect caused by the collision of high-velocity tungsten fragments and the subsequent explosive oxidation of the incandescent aluminum. The extent of this evaporation effect is unique for this type of bullet and results in the transfer of substantially all of the tungsten fragment's kinetic energy to the aluminum target. Because it is velocity-influenced, the magnitude of the bullet's terminal effect increases with increasing impact velocity.

高速度高密度の破片群の運動エネルギーは航空
機の燃料タンクに衝突すると液体内の激しい液圧
衝撃を誘起し、その結果のタンクの破壊を生ず
る。アルミニウム蒸気の爆発及び又は自然性金属
破片の燃焼は燃料と燃料空気混合体の点火に最も
効果的である。 The kinetic energy of the high-velocity, high-density debris swarm induces severe hydraulic shock within the liquid upon impact with an aircraft fuel tank, resulting in tank rupture. Explosion of aluminum vapor and/or combustion of natural metal debris is most effective for igniting the fuel and fuel air mixture.

この撃破分離型サボツト銃弾は脆性タングステ
ン合金から成るがそれは最初の衝突点に固い装甲
を有する標的物に対してもまた同様に効果的であ
る。若し銃弾が固い装甲に衝突する前に固い装甲
の手前の距離をおいた位置に取付けられた、例え
ばアルミニウム又は他の金属の薄板によつて破裂
させられるならば固い装甲を貫通する力は弱めら
れる。 Although the sabot bullet is made of a brittle tungsten alloy, it is equally effective against targets with hard armor at the point of initial impact. If, before impacting the hard armor, the bullet is ruptured by a thin plate of aluminum or other metal, mounted at a distance in front of the hard armor, the power to penetrate the hard armor will be reduced. It will be done.

そのような複数板や間隔をあけて設けられてい
る装甲を有する標的物に対しては、十分な効果を
あげるため複合的な撃破銃弾を使用することがで
きる。そのような副口径弾体４１の主な構成要素
を描写した一部縦断面図を第７図に示す。銃弾体
の中央部分４２は前述の脆性タングステン合金か
ら成る。該銃弾体の後部に位置する基部４４は装
甲銃弾に通常使用される高強度タングステン合金
又はそれと同等の金属を使用して製造される。銃
弾に発火性を付加するために、ジルコニウム又は
チタニウム合金のような自燃性物質を銃弾の先端
４６に使用することができる。自燃性物質の使用
は任意であり、それを使用する代わりに銃弾先端
が銃弾本体４２の延長であつて、脆性タングステ
ン合金から形成してもよい。 For such targets with multiple plates or spaced armor, a compound blast shot can be used to great effect. A partial longitudinal sectional view depicting the main components of such a sub-caliber bullet 41 is shown in FIG. The central portion 42 of the bullet body is comprised of the aforementioned brittle tungsten alloy. The base 44, located at the rear of the bullet, is manufactured using a high strength tungsten alloy or equivalent metal commonly used in armored bullets. A combustible material, such as a zirconium or titanium alloy, can be used in the bullet tip 46 to add flammability to the bullet. The use of a pyrophoric material is optional; instead, the bullet tip may be an extension of the bullet body 42 and formed from a brittle tungsten alloy.

第８図は、第７図に示した合成銃弾が複合多板
に命中したところを示している。標的物は外側の
アルミニウム板４８及び５０それに内側装甲板５
２を含む。外側板４８の点５４で、銃弾４１が衝
突すると、脆性銃弾体４２と先端４６は第４図乃
至第６図において前述した態様で多数の破裂片３
６に***する。銃弾の基部４４は実質的には変形
せずに残り、航空機構造内部の高強度鋼鉄或は装
甲板５２を貫通可能な装甲貫通銃弾として作用す
る。 FIG. 8 shows the composite bullet shown in FIG. 7 hitting a composite multi-plate. The targets are outer aluminum plates 48 and 50 and inner armor plate 5.
Contains 2. Upon impact by the bullet 41 at point 54 on the outer plate 48, the brittle bullet body 42 and tip 46 explode into multiple fragments 3 in the manner previously described in FIGS. 4-6.
Split into 6. The base of the bullet 44 remains substantially undeformed and acts as an armor-piercing bullet capable of penetrating high strength steel or armor plating 52 within the aircraft structure.

本発明に係る銃弾は第９図に示すように基部に
取付けられた従来型の自然性曳光部６０を含むよ
うにすることもできる。しかしながら第１図に示
す如きスピンで安定させるサボツト分離型銃弾の
場合においては、発射の間の加速力が銃弾の基部
に伝達されるその場所では曳光弾の空洞を囲む範
囲の部分が補強されなければならない。曳光弾空
洞があるのでその場所では、発射加速中に該脆性
材料の強度を越えるかなり大きな剪断力がかゝ
る。前述した特性を有する材料は特色として低い
切欠き感度を有する。従つて曳光弾空洞６４を含
む銃弾体の部分は従来のタングステン合金又はそ
れと同等のより強度の高い材料により構成しなけ
れざならない。高強度タングステン合金を選定使
用することによつて、前記補強された銃弾部分６
４が、前方部分６６との境界面６８においてろう
付けによつて取付けることができるという利点を
得ることができる。共通界面６８の幾何学的形状
は脆性材料から成る銃弾の本体部分６６内に過度
の剪断荷重をかけさえしなければ特に重要でな
い。 A bullet according to the invention may also include a conventional natural trailing portion 60 attached to the base, as shown in FIG. However, in the case of a spin-stabilized sabot-separated bullet as shown in Figure 1, the region surrounding the cavity of the tracer bullet must be reinforced at the location where the acceleration force during firing is transmitted to the base of the bullet. It won't happen. Because of the tracer cavity, significant shear forces are experienced at that location during firing acceleration, exceeding the strength of the brittle material. Materials with the above-mentioned properties characteristically have low notch sensitivity. Therefore, the portion of the bullet body containing the tracer cavity 64 must be constructed of conventional tungsten alloy or an equivalent stronger material. By selecting and using high-strength tungsten alloy, the reinforced bullet portion 6
4 can be attached by brazing at the interface 68 with the front part 66. The geometry of the common interface 68 is not particularly important as long as it does not impose excessive shear loads within the bullet body portion 66 of brittle material.

一般に敵の航空機に対して使用される高爆発力
銃弾にはしばしば自壊装置が取つけられている。
多くの場合自己破壊は銃弾に取り付けられた信管
の最終機能であり、該信管は飛弾距離が効果的範
囲を越えたとき一定時間で作動する。該自動装置
の目的は味方の土地に衝突する前に意図した標的
物に当らなかつた銃弾を破壊することにある。 High-explosive bullets commonly used against enemy aircraft are often equipped with self-destruct devices.
Self-destruction is often the final function of a fuse attached to a bullet, which is activated for a period of time when the projectile range exceeds the effective range. The purpose of the automatic device is to destroy bullets that do not hit the intended target before impacting friendly land.

本発明による脆性銃弾はその使用操作上におい
て、信管も高性能爆薬充填物をも必要としない利
点がある。自壊性能を具備させるために、自燃性
曳光部６０は第１０図に示すように該銃弾の破壊
を開始させるようなタイマーとして使用される。
該破壊は***小球７２によつて引き起こされる。
***小球７２は自燃性曳光弾の燃焼サイクルの終
了時点で着火される。***小球の燃焼によつて生
ずる圧力動脈は銃弾の回転運動によつて予じめ応
力を加えた状態にある脆性銃弾本体の破壊を引き
起すのに充分である。破壊の後にその結果として
の破片は散乱させられ空力学的抵抗によつて危険
でない程度に減速させられる。 The frangible bullet according to the invention has the advantage in its operation that neither a fuse nor a high explosive charge is required. To provide self-destruction capability, the self-combustion tracer 60 is used as a timer to initiate the destruction of the bullet, as shown in FIG.
The destruction is caused by the detonator ball 72.
The detonator pellet 72 is ignited at the end of the combustion cycle of the pyrophoric tracer projectile. The pressure artery created by the combustion of the primer pellet is sufficient to cause rupture of the brittle bullet body, which has been prestressed by the rotational motion of the bullet. After rupture, the resulting debris is scattered and non-hazardously decelerated by aerodynamic drag.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は典型的な旋回安定性サボツト分離型副
口径銃弾組立体の縦方向断面図、第２図は副口径
銃弾の縦断面図、第３図は代替型の副口径銃弾の
縦断面図である。第４図は標的物に近づいている
該銃弾の説明図、第５図は該銃弾が標的物に命中
した直後の説明図、第６図は数部から成る構造部
材を有する航空機のような標的が本発明の銃弾に
よつて貫通された状態の説明図、第７図は本発明
に係る、多くの構成要素から成る銃弾の縦断面
図、第８図は航空機のような標的物を示している
が、その有する複数の構造部材並に装甲板が本発
明に係る多くの構成要素から成る銃弾によつて打
ち抜かれた状態の説明図、第９図は曳光弾を含む
本発明の銃弾の縦断面図、第１０図は自己破壊機
能を含む本発明の銃弾の縦断面図である。 図において１２は銃弾体、１６は分離弾底板、
２０は弾薬筒、２４は銃弾本体部分、２６は自燃
性先端部、３０は航空機標的物、３６は破裂片
群、４１は銃弾、４４は高密度貫通用基部、５２
は装甲板、６０は信管、６２は曳光弾である。 FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a typical swing-stable sabot-separated sub-caliber bullet assembly; FIG. 2 is a longitudinal cross-section of a sub-caliber bullet; and FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of an alternative sub-caliber bullet. It is. Fig. 4 is an illustration of the bullet approaching the target, Fig. 5 is an illustration of the bullet immediately after it hits the target, and Fig. 6 is an illustration of a target such as an aircraft having a structural member consisting of several parts. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the bullet consisting of many components according to the present invention, and FIG. 8 shows a target such as an aircraft. 9 is an explanatory diagram showing a state in which the plurality of structural members and armor plates thereof are punched out by a bullet made up of many components according to the present invention, and FIG. 9 is a longitudinal cross-section of the bullet of the present invention including a tracer bullet. 10 are longitudinal cross-sectional views of the bullet of the present invention including a self-destruct function. In the figure, 12 is a bullet body, 16 is a separate bullet bottom plate,
20 is an ammunition cylinder, 24 is a bullet body portion, 26 is a self-combustible tip, 30 is an aircraft target, 36 is a group of bursting fragments, 41 is a bullet, 44 is a base for high-density penetration, 52
is an armor plate, 60 is a fuse, and 62 is a tracer bullet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 銃弾体と銃弾点火用の銃弾筒とを含み金属性
外板を有する標的に対して使用するための脆性銃
弾で、 前記銃弾体が圧縮強さと引張り強さの比が20：
１であり、15ｇ／cm3乃至19ｇ／cm3の高濃度の脆性
金属材料から形成されていることを特徴とする脆
性銃弾。 ２ 前記脆性銃弾が発火性の先端部を有する前記
第１項に記載の脆性銃弾。 ３ 前記銃弾体が装甲貫通基部を含んでいる前記
第１項記載の脆性銃弾。 ４ 前記銃弾体が銃弾体を追跡するための手段を
含む前記第３項に記載の脆性銃弾。 ５ 前記追跡する手段が銃弾体が発射された後所
定時間後に前記銃弾体を破壊する様になされた自
己破壊信管を含む前記第４項に記載の脆性銃弾。 ６ 引張り強度がほぼ800ｇ／cm2である前記第１
項記載の脆性銃弾。 ７ 圧縮強さが少なくとも15500Kg／cm2である前
記第１項に記載の脆性銃弾。 ８ 前記銃弾体が焼結タングステンから形成され
ている前記第１項に記載の脆性銃弾。 ９ 前記銃弾体が劣化ウラニウムである前記第１
項に記載の脆性銃弾。 １０ 前記銃弾体が銅浸透焼結タングステンから
形成されている前記第１項に記載の脆性銃弾。 １１ 前記銃弾体が前記脆性材料から作られた回
転安定性の副口径銃弾部と、前記副口径弾体用の
サボツトを含んでいる前記第１項に記載の脆性銃
弾。[Scope of Claims] 1. A brittle bullet for use against a target having a metallic outer plate, including a bullet body and a bullet barrel for igniting the bullet, wherein the bullet body has a ratio of compressive strength to tensile strength. 20:
1, and is formed from a brittle metal material with a high concentration of 15 g/cm 3 to 19 g/cm 3 . 2. The brittle bullet according to item 1, wherein the brittle bullet has an ignitable tip. 3. The brittle bullet according to item 1, wherein the bullet body includes an armor-piercing base. 4. The brittle bullet according to item 3 above, wherein the bullet body includes means for tracking the bullet body. 5. The frangible bullet according to item 4, wherein the tracking means includes a self-destruct fuse configured to destroy the bullet a predetermined time after the bullet is fired. 6 Said first material having a tensile strength of approximately 800 g/cm 2
Brittle bullets as described in section. 7. The brittle bullet according to item 1 above, which has a compressive strength of at least 15,500 Kg/cm 2 . 8. The brittle bullet according to item 1 above, wherein the bullet body is made of sintered tungsten. 9 The first bullet body is made of depleted uranium.
Brittle bullets as described in section. 10. The brittle bullet according to item 1, wherein the bullet body is formed from copper-infiltrated sintered tungsten. 11. The brittle bullet of claim 1, wherein the bullet body includes a rotationally stable sub-caliber bullet portion made from the brittle material and a sabot for the sub-caliber bullet.
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