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現代の軍事用語における砲弾とは、爆薬、焼夷弾、またはその他の化学物質を充填した発射体のことである。元々は「爆弾砲弾」と呼ばれていたが、軍事用語では「砲弾」という言葉が明確に用いられるようになった。砲弾には曳光弾を装填することができる。
爆薬や焼夷弾を詰めた砲弾、特に迫撃砲用の砲弾は、もともとグレネードと呼ばれていました。これはフランス語でザクロを意味する言葉に由来し、形状が似ていることと、種子の多い果実が火薬を詰めた破片爆弾に似ていることからそう呼ばれていました。グレネードと同源語は、ヨーロッパの一部の言語では今でも砲弾や迫撃砲弾を指すのに使われています。[ 1 ]
砲弾は通常、大口径の砲弾で、砲兵、装甲戦闘車両（戦車、突撃砲、迫撃砲運搬車など）、軍艦、機関砲などから発射される。形状は通常、円筒形で、先端が尖ったノーズコーンが付いており、優れた空力性能を発揮する。また、テーパー状のボートテールが付いている場合もある。ただし、特殊なタイプでは形状が大きく異なるものもある。
火薬は低爆発性物質であり、現代のパイプ爆弾や圧力鍋爆弾のように密閉されていない限り、衝撃的な爆発や激しい爆発は起こらない。初期の手榴弾は火薬を詰めた中空の鋳鉄球であり、「砲弾」は砲弾（「砲弾」）の代わりに大砲から発射されるように設計された同様の装置であった。換喩的に、砲弾のケースから「砲弾」という言葉が弾薬全体を意味するようになった。
火薬を主成分とする砲弾では、外殻が爆発を起こす上で不可欠な役割を果たしていたため、丈夫で厚く作られていなければならなかった。その破片は大きな被害をもたらす可能性があったが、砲弾は数個の大きな破片にしか砕けなかった。その後、技術の進歩により、より小さな破片に砕ける砲弾が開発された。TNTなどの高性能爆薬の登場により、圧力保持用の外殻は不要となり、後の砲弾の外殻は弾薬を収容するだけでよくなり、必要に応じて破片を飛散させることも可能になった。しかし、「砲弾」という用語は十分に定着していたため、こうした弾薬を表す用語としてそのまま使われ続けた。
火薬を詰めた中空の砲弾には、衝撃起爆式（打撃式）または時限式の信管が必要だった。球状の砲弾に打撃式信管を用いる場合、衝撃機構が確実に標的に接触するようにする方法がないため、課題があった。そのため、砲弾には発射前または発射中に点火され、砲弾が標的に到達するまで燃焼し続ける時限信管が必要だった。
火薬を詰めた鋳鉄製の砲弾は、少なくとも13世紀初頭の中国から戦争で使用されてきた。宋王朝（960～1279年）で使用された、火薬を詰めた中空の鋳鉄製砲弾については、14世紀半ばに書かれた明王朝 初期の中国の軍事教本『火龍経』に記述されている。[ 2 ]『金史』（1345年編纂）には、1232年にモンゴルの将軍スブタイ（1176年～1248年）が金の要塞開封に攻め込んだ際、守備兵は「雷撃爆弾」を持っていたと記されている。「これは鉄製の容器に火薬を詰め 、導火線に点火して発射すると、雷のような大爆発が起こり、30マイル以上先まで聞こえ、半ムー以上の範囲の植生が熱で焦げ、吹き飛ばされた。命中すると、鉄製の鎧さえも貫通した。」[ 2 ] 13世紀のモンゴルによる日本侵攻時のこれらの砲弾の考古学的例は、難破船から回収されている。[ 3 ]
1376年、ヴェネツィア共和国はヤドラの戦いで砲弾を戦闘に使用した。 1421年のコルシカ島のサン・ボニファティウス包囲戦では信管付きの砲弾が使用された。これらは、鉄の輪で繋がれた2つの空洞の石または青銅の半球であった。[ 4 ]少なくとも16世紀以降、中央ヨーロッパでは陶器またはガラス製のグレネードが使用されていた。17世紀のものとされる数百個の陶器製グレネードの埋蔵物が、ドイツのバイエルン州インゴルシュタットの要塞前の建設工事中に発見された。グレネードの多くには、元の黒色火薬と点火装置が残っていた。おそらく、手榴弾は1723年より前に要塞の堀に意図的に投棄されたのだろう。 [ 5 ]初期の問題は、起爆までの時間を正確に測定する手段がなかったことである。信頼できる信管はまだ存在せず、火薬信管の燃焼時間はかなりの試行錯誤に左右された。初期の火薬燃焼信管は、発射によって点火するか、銃身に火打ち石やゆっくり燃えるマッチを入れて信管に点火するために、信管を下向きに装填する必要があった。他の砲弾は瀝青布で包まれており、発射中に燃え上がり、それが火薬信管に点火した。それでも、砲弾は16世紀に定期的に使用されるようになった。1543年のイギリスの迫撃砲弾には「ワイルドファイア」が詰められていた。
18世紀までには、砲弾を砲口側に装填すれば、砲弾と砲身の間の風圧によって発生する閃光で信管に点火できることが知られていた。この頃、少量の装薬を用いた榴弾砲による水平射撃に砲弾が使用されるようになり、1779年には、より重い装薬を用いた砲でも使用できることが実験によって実証された。
野戦砲の炸裂砲弾の使用は、19世紀初頭から比較的一般的になった。19世紀半ばまでは、砲弾は火薬を使用し、ゆっくり燃える導火線で起爆する単純な炸裂球のままであった。砲弾は通常鋳鉄製であったが、青銅、鉛、真鍮、さらにはガラス製の砲弾ケースも試された。[ 6 ]当時は「爆弾」という言葉が砲弾全体を包括しており、 「星条旗」の歌詞にあるように「空中で炸裂する爆弾」という表現があるが、今日では爆弾という言葉のそのような意味は廃れている。通常、金属製の砲身の厚さは直径の約6分の1で、同じ口径の実弾の約3分の2の重さであった。
砲弾の信管が砲口側を向くように装填するため、砲弾はサボットと呼ばれる木製の底に取り付けられた。1819年、イギリスの砲兵将校の委員会は、サボットが不可欠な備品であることを認識し、1830年にイギリスはサボットの厚さを半インチに標準化した。[ 7 ]サボットは、装填中の詰まりを軽減することも目的としていた。炸裂砲弾の使用にもかかわらず、球状の砲弾を発射する滑腔砲の使用は、1850年代まで主流の砲兵方法であり続けた。
19世紀半ば、実用的な後装式ライフル砲が初めて導入され、砲兵技術に革命がもたらされた。この新しい方式により、球形だった砲弾は現代の円錐円筒形へと形状を変えた。この形状によって砲弾の飛行安定性が大幅に向上し、従来の時限信管を砲弾先端部の打撃信管に置き換えることが可能になった。また、この新しい形状によって、より高度な徹甲弾の設計も可能になった。
20世紀を通じて、砲弾はますます流線型になっていった。第一次世界大戦では、砲弾の先端部（オージブ）は一般的に2つの円弧状の半径を持つ頭部（crh）であった。つまり、その曲線は砲弾口径の2倍の半径を持つ円弧の一部であった。第一次世界大戦後、砲弾の先端部の形状はより複雑で細長くなった。1960年代以降、一部の国では高性能鋼が榴弾に用いられるようになり、これにより砲弾の壁を薄くして金属の重量を減らし、結果としてより多くの爆薬を搭載することが可能になった。弾道性能を向上させるため、砲弾の先端部はさらに細長くされた。
産業時代の冶金技術の進歩により、はるかに高い砲口速度で発射できるライフル銃の後装式砲の製造が可能になった。クリミア戦争でイギリスの砲兵隊がナポレオン戦争以来ほとんど変わっていないことが露呈した後、実業家のウィリアム・アームストロングは政府から新しい砲の設計契約を与えられた。1855年にエルズウィック兵器会社とウーリッジの王立兵器廠で生産が開始された。[ 8 ] [ 9 ]
この砲はライフリングが施されており、より正確で強力な動作が可能になった。ライフリングは15世紀から小火器で試みられていたが、砲に正確にライフリングを施すのに必要な機械が利用可能になったのは19世紀半ばになってからだった。マルティン・フォン・ヴァーレンドルフとジョセフ・ウィットワースは1840年代にそれぞれ独立してライフリング砲を製造したが、クリミア戦争で広く使用されたのはアームストロングの砲が最初だった。[ 10 ]アームストロング砲の鋳鉄製の砲弾はミニエー弾に似た形状で、薄い鉛のコーティングが施されており、砲身の内径よりわずかに大きく、砲身のライフリング溝に噛み合って砲弾に回転を与える。この回転と、ぴったりと嵌め込まれることで風の影響がなくなることにより、この砲はより少ない火薬量で既存の滑腔砲の前装式砲よりも射程と精度が向上した。
この銃は後装式でもあった。後装式機構の試みは中世以来行われてきたが、根本的な技術的問題は、その機構が爆薬に耐えられないことだった。産業革命期における冶金学と精密工学技術の進歩によって初めて、アームストロングは実用的な解決策を構築することができた。もう一つの革新的な特徴は、アームストロングが「グリップ」と呼んだもので、これは基本的に絞り込み式ボアであった。銃口側の6インチのボアはわずかに直径が小さく、砲弾が銃身から出る前に中心にくるように設計されており、同時に鉛のコーティングをわずかに押し下げることで直径を小さくし、弾道特性をわずかに向上させていた。
ライフル銃は、スウェーデンのジョヴァンニ・カヴァッリ少佐とマルティン・フォン・ヴァーレンドルフ男爵、ドイツのクルップ、アメリカのウィアード銃など、他の地域でも開発されました。 [ 11 ]しかし、ライフル銃身には砲弾をライフリングにかみ合わせる手段が必要でした。アームストロング銃では鉛被覆砲弾が使用されましたが、満足のいく結果が得られなかったため、スタッド付き砲弾が採用されました。しかし、これらでは砲弾と銃身の間の隙間を塞ぐことができませんでした。砲弾底部にワッズを入れる試みも行われましたが、成功しませんでした。
1878年、イギリスは鋲付き砲弾の底部に銅製の「ガスチェック」を採用し、1879年には鋲の代わりに回転式ガスチェックを試み、1881年には自動ガスチェックが誕生した。これに続いて、砲弾の一部としてヴァヴァスール銅製駆動帯が採用された。駆動帯は砲弾を回転させ、砲身の中心に位置させ、前方へのガスの漏れを防いだ。駆動帯は、回転応力や彫刻応力による剥離を防ぐのに十分な柔らかさと強度を備えている必要がある。一般的に銅が最も適しているが、白銅やギルディングメタルも使用された。[ 12 ]
1650年には、火打ち石で火花を起こして火薬に点火する初期の打撃式信管が登場したが、この方式が機能するには砲弾が特定の角度で落下する必要があり、球形の砲弾には適さなかった。さらに、適切な安定性を持つ「打撃式火薬」を見つけることも問題だった。 1800年に雷酸水銀が発見されるまで進歩は望めず、アレクサンダー・フォーサイス牧師が小火器用の雷管混合物の特許を取得し、1818年には銅製の雷管が開発された。
イギリスでは1842年に打撃信管が採用された。陸軍と海軍が共同で多くの設計を検討したが、安全機能や起爆機能の問題で満足のいくものは得られなかった。しかし、1846年に王立砲兵隊の需品係将校フリーバーンの設計が陸軍に採用された。これは 長さ約6インチの木製信管で、せん断ワイヤーを使って信管マガジンと燃えているマッチの間にブロックを固定していた。マッチは推進剤の閃光で点火され、衝撃でせん断ワイヤーが切れた。イギリス海軍の金属製打撃信管が登場したのは1861年になってからである。[ 13 ]
19世紀末まで、爆発物としては火薬が唯一の形態として使われていました。黒色火薬弾薬を使用する銃は、巨大な煙の雲で視界が遮られ、隠れた射手は射撃位置の煙の雲で居場所がばれてしまいました。ニトロセルロースをベースとした物質である綿火薬は、1846年にスイスの化学者クリスティアン・フリードリヒ・シェーンバインによって発見されました。彼はこれを爆破用爆薬として宣伝し[ 14 ] 、オーストリア帝国に製造権を売却しました。綿火薬は火薬よりも強力でしたが、同時にやや不安定でした。ジョン・テイラーは綿火薬のイギリス特許を取得し、ジョン・ホール＆サンズがフェイバーシャムで製造を開始しました。 1847年にフェイバーシャム工場が爆発で破壊された後、イギリスの関心は薄れた。オーストリアのヴィルヘルム・レンク・フォン・ヴォルフスベルク男爵は、砲弾推進剤を製造する綿火薬工場を2つ建設したが、野戦条件下では危険であり、火薬で数千発発射できた大砲も、より強力な綿火薬ではわずか数百発で耐用年数を迎えてしまう。
小火器は綿火薬によって発生する圧力に耐えられなかった。1862年にオーストリアの工場の1つが爆発した後、トーマス・プレンティス社は1863年にストウマーケットで綿火薬の製造を開始し、英国陸軍省の化学者フレデリック・エイベル卿はウォルサム・アビー王立火薬工場で徹底的な研究を開始し、ニトロセルロースの不純物を除去して製造をより安全にし、より安定した製品として取り扱いをより安全にする製造プロセスを確立した。エイベルはこのプロセスを1865年に特許取得したが、その年、2番目のオーストリアの綿火薬工場が爆発した。1871年にストウマーケットの工場が爆発した後、ウォルサム・アビーは魚雷と機雷の弾頭用の綿火薬の生産を開始した。[ 15 ]
1884年、ポール・ヴィエイユは、68.2%の不溶性ニトロセルロース、エーテルでゲル化した29.8%の可溶性ニトロセルロース、 2%のパラフィンからなる無煙火薬「プードルB」（プードルブランシュ、黒色火薬と区別される白色火薬の略）[ 16 ]を発明した。これはルベル小銃に採用された[ 17 ] 。ヴィエイユの火薬は、ほとんど煙が出ず、黒色火薬の3倍の威力があったため、小銃の有効性に革命をもたらした。銃口初速が高かったため、弾道が平坦になり、風による弾道のずれや弾丸の落下が少なくなり、1000メートル射撃が可能になった。他のヨーロッパ諸国もすぐにこれに追随し、独自のプードルBを使用し始めた。最初に使用したのはドイツとオーストリアで、1888年に新しい武器を導入した。その後、プードルBはさまざまな化合物が追加および除去され、何度か改良された。クルップは1888年に安定剤としてジフェニルアミンを添加し始めた。 [ 15 ]
イギリスは、注目されたあらゆる種類の推進剤について試験を行ったが、いずれも満足せず、既存のすべてのタイプよりも優れたものを求めた。1889年、フレデリック・エイベル卿、ジェームズ・デュワー、W・ケルナーは、ウォルサム・アビーの王立火薬工場で製造された新しい配合の 特許（エイベルとデュワーの名義で特許番号 5614と11,664）を取得した。これは1891年にコルダイト・マーク1としてイギリス軍に採用された。その主成分はニトログリセリン58%、綿火薬37%、鉱物ゼリー3%であった。改良版のコルダイトMDは1901年に採用され、綿火薬を65%に増やし、ニトログリセリンを30%に減らした。この変更により燃焼温度が低下し、その結果、浸食と砲身の摩耗が軽減された。コルダイトは燃焼速度を遅くすることができ、これによりチャンバー内の最大圧力が低下し（そのため、より軽い薬室などが実現した）、高圧状態が長く維持された。これは火薬に比べて大きな利点であった。コルダイトは任意の形状やサイズに製造することができた。[ 18 ]コルダイトの開発は、ノーベル、マキシム、および別の発明家の間で、英国特許の侵害をめぐる長期にわたる法廷闘争につながった。
歴史を通じて、砲弾にはさまざまな詰め物が使用されてきた。焼夷砲弾は1460年にヴァルトゥリオによって発明された。カーカス砲弾は1672年にルイ14世の治世下のフランス軍によって初めて使用された。 [ 19 ]最初は鉄製の枠の中に長方形の形をしており（弾道特性は劣っていた）、球形の砲弾へと進化していった。その使用は19世紀まで続いた。
焼夷弾の現代版は1857年にイギリスで開発され、発明者の名にちなんでマーティン砲弾として知られていた。この砲弾は溶融鉄が詰められており、敵艦に命中すると破砕し、溶融鉄を標的に飛散させることを目的としていた。1860年から1869年にかけてイギリス海軍で使用され、対艦焼夷弾として加熱砲弾に取って代わった。 [ 20 ]
第一次世界大戦でイギリス軍は2種類の焼夷弾を使用したが 、そのうちの1つはツェッペリン飛行船に対抗するために設計されたものだった。[ 21 ]
焼夷弾に似たスターシェルは、放火ではなく照明を目的として設計されました。ライトボールとも呼ばれ、17 世紀以降使用されていました。イギリスは1866年に10インチ、8インチ、5 1/2インチ口径用のパラシュートライトボールを採用しました。10インチ砲は1920年まで正式に旧式と宣言されませんでした。[ 22 ]
煙玉も17世紀に遡り、イギリス製のものは硝石、石炭、ピッチ、タール、樹脂、おがくず、粗アンチモン、硫黄の混合物を含んでいた。それらは「耐え難いほど大量の不快な煙」を発生させた。19世紀のイギリス軍では、それらは全体の直径の約1/15の厚さの同心円状の紙で作られ、火薬、硝石、ピッチ、石炭、獣脂が詰められていた。それらは「砲郭、機雷、または甲板の間で敵を窒息させたり追い出したりするため、作戦を隠蔽するため、および信号として使用された」[ 22 ] 。
第一次世界大戦中、榴散弾や炸裂弾は歩兵に甚大な被害を与え、全戦死者の約7割を占め、両陣営で鉄製戦闘ヘルメットの採用につながった。砲弾の不具合が頻繁に発生し、不発弾による軍事的惨事が数多く起きた。中でも1916年のソンムの戦いは特に有名である。毒ガスを充填した砲弾は1917年以降使用されるようになった。
砲弾は、装填方法、推進方法、および砲尾機構の種類によって区別される。
固定弾薬は、信管付き砲弾、推進薬と雷管を収容する薬莢、単一の推進薬装薬の 3 つの主要コンポーネントで構成されています。すべてがすぐに使用できるパッケージに含まれており、イギリスの兵器用語では固定速射と呼ばれています。固定弾薬を使用する砲は、多くの場合、スライドブロック式またはスライドウェッジ式の閉鎖機構を使用しており、薬莢は砲の閉鎖機構を密閉し、推進ガスが漏れるのを防ぐ閉塞の役割を果たします。スライドブロック式の閉鎖機構は、水平または垂直にすることができます。固定弾薬の利点は、シンプルさ、安全性、耐湿性、装填速度です。欠点は、最終的に固定弾が長すぎたり重すぎたりして砲兵が装填できなくなることです。もう 1 つの問題は、異なる速度と射程を実現するために推進薬装薬量を変更できないことです。最後に、固定弾は薬莢を使用するため、資源の使用の問題があり、金属不足の長期戦では問題になる可能性があります。[ 23 ]
分離装填式薬莢弾薬は、信管付き砲弾、推進薬と雷管を収容する薬莢、袋詰めの推進薬の 3 つの主要コンポーネントから構成されます。これらのコンポーネントは通常、2 つ以上の部分に分離されます。イギリスの兵器用語では、このタイプの弾薬は分離速射弾と呼ばれます。分離装填式薬莢弾薬を使用する砲は、多くの場合、スライドブロック式またはスライドウェッジ式の閉鎖機構を使用しており、第一次世界大戦と第二次世界大戦中、ドイツは最大の砲でさえ、固定式または分離装填式の薬莢とスライドブロック式閉鎖機構を主に使用していました。分離装填式薬莢弾薬の変種として、半固定式弾薬があります。半固定式弾薬では、弾丸は完全なパッケージとして提供されますが、砲弾と薬莢は分離できます。薬莢には一定数の袋詰めの推進薬が収容されており、砲員は推進薬を追加または削除して射程と速度を変更できます。その後、弾丸は再組み立てされ、装填され、発射されます。利点としては、大口径弾の取り扱いが容易であること、推進薬の装薬量を増減することで射程と速度を容易に調整できることが挙げられます。欠点としては、構造が複雑になること、装填に時間がかかること、安全性が低いこと、耐湿性が低いこと、そして金属製の薬莢は依然として資源の問題となる可能性があることが挙げられます。[ 23 ]
分離装填式袋入り装薬弾薬には、信管付き弾丸、袋入り装薬、雷管の 3 つの主要コンポーネントがあります。分離装填式薬莢入り装薬弾薬と同様に、推進薬の数は変更できます。ただし、このタイプの弾薬は薬莢を使用せず、スライドブロックではなくねじ式閉鎖機構によって閉鎖します。砲兵に関する文献を読むと、薬莢が使用されているかどうかが明確にされないまま分離装填式弾薬という用語が使用されることがありますが、その場合は使用されている閉鎖機構の種類を指します。重砲や海軍砲は、弾丸と推進薬の重量とサイズが砲員が扱える範囲を超える可能性があるため、袋入り装薬と弾丸を使用する傾向があります。利点としては、大型砲弾の取り扱いが容易であること、金属の使用量が減少すること、推進薬の増減によって射程と速度を変更できることなどが挙げられます。欠点としては、構造が複雑になること、装填に時間がかかること、安全性が低いこと、耐湿性が低いことなどが挙げられます。[ 23 ]
射程延長砲弾が使用されることもある。主な種類は2つあり、1つはロケット補助推進弾（RAP）で、砲弾底部に組み込まれたロケットモーターによって追加の推力を発生させる。もう1つはベースブリード弾（BB）で、砲弾後方の低圧領域にガスを噴射することで砲弾底部の抗力を低減する。これらの砲弾は通常、砲弾の許容質量内に収まるように高性能爆薬の充填量を減らしており、そのため殺傷力は低い。
砲弾の口径は、その直径のことです。時代や国の好みによって、ミリメートル、センチメートル、またはインチで表記されることがあります。大型カートリッジや砲弾（海軍用）の砲身の長さは、砲身の長さと口径の比率（口径とも呼ばれる）で表されることがよくあります。たとえば、16インチ/50口径のマーク7砲は50口径の長さ、つまり16インチ×50=800インチ=66.7フィートです。主にイギリス製の砲の中には、砲弾の重量で表記されるものもありました（下記参照）。
12.7 x 82 mm や13 x 64 mmのような小型の炸裂弾は航空機や装甲車両に使用されてきたが、その炸裂力が小さいため、一部の国では炸裂弾を20 mm (.78 インチ) 以上に制限している。国際法では、個人に対する炸裂弾の使用は禁止されているが、車両や航空機に対する使用は禁止されていない。戦争中に発射された最大の砲弾は、ドイツの超大型鉄道砲グスタフとドーラからのもので、口径は 800 mm (31.5インチ) であった。非常に大きな砲弾は、ロケット、ミサイル、爆弾 に置き換えられた。今日では、155 mm (6.1インチ)を超える砲弾は、一部の旧式システムを除いて、あまり使用されていない。 203mmソ連時代の2S7ピオンは注目すべき例であり、ロシア・ウクライナ戦争中、両国の軍隊によって定期的に使用された。ウクライナは、米国から供与された203mm砲弾のおかげで、これらの重榴弾砲を運用し続けることができた。この砲弾は、かつては退役したM110榴弾砲で使用されていたものである。[ 24 ]
砲の口径は、特に大口径砲において、効率的な軍事ロジスティクスに必要な均一性のため、いくつかの一般的なサイズに標準化されている。NATO加盟国では、砲弾として105mmと155mm、戦車 砲 として105mmと120mmの砲弾が一般的である。東ヨーロッパ、西アジア、北アフリカ、東アジアの地域では、砲弾として122mm、130mm、152mm、戦車砲として100mm、115mm、125mmの砲弾が依然として一般的に使用されている。最も一般的な口径は、すべての砲と弾薬庫の口径を変更することがロジスティクス的に複雑であるため、何十年も使用され続けている。
砲弾の重量は、口径とともに概ね増加する。一般的な 155 mm (6.1 インチ) 砲弾は約 50 kg (110 ポンド)、一般的な 203 mm (8 インチ) 砲弾は約 100 kg (220 ポンド)、コンクリート破壊用 203 mm (8 インチ) 砲弾は 146 kg (322 ポンド)、280 mm (11 インチ) 戦艦砲弾は約 300 kg (661 ポンド)、460 mm (18インチ) 戦艦砲弾は 1,500 kg (3,307 ポンド) を超える。シュヴェーラー・グスタフ大口径砲は、4,800 kg (10,582 ポンド) から 7,100 kg (15,653 ポンド)の砲弾を発射した。
19世紀、イギリスは砲兵部隊の名称に独特の形式を採用した。野砲は標準的な砲弾の公称重量で、榴弾砲は砲身口径でそれぞれ表記された。イギリスの砲とその弾薬はポンドで表記され、例えば「2ポンド砲」は「2-pr」または「2-pdr」と略された。通常、これは標準的な砲弾（散弾、榴散弾、または高性能爆薬）の実際の重量を指していたが、紛らわしいことに、必ずしもそうとは限らなかった。
同じ口径の旧式砲弾の重量、あるいは機能的に同等とみなされた旧式砲弾の重量にちなんで名付けられたものもあった。また、同じ砲から発射されるが重量が標準でない砲弾は、砲にちなんで名付けられた。したがって、「ポンド」から実際の砲身直径への変換には、歴史的な資料を参照する必要がある。第一次世界大戦から第二次世界大戦終結まで（ BL 60ポンド砲、RML 2.5インチ山砲、4インチ砲、4.5インチ榴弾砲など）、陸上砲にはさまざまな名称が使用されていたが（5.5インチ中砲、 25ポンド砲榴弾砲、17ポンド戦車砲など）、海軍砲の大部分は口径で命名されていた。第二次世界大戦終結後、野砲は口径で命名された。
貝殻には様々な種類があります。主なものとしては以下のものがあります。
1850年代と1860年代に最初の装甲艦が導入されると、砲弾は艦の装甲を効果的に貫通するように設計する必要があることが明らかになった。1863年の一連のイギリスの試験では、高速軽量砲弾が前進の道であることが実証された。最初の尖頭徹甲砲弾は1863年にパリサー少佐によって導入された。1867年に承認されたパリサー砲弾は、当時の通常の細長い砲弾よりも改良されていた。パリサー砲弾は鋳鉄製で、頭部は鋳造時に冷やして硬化させ、頭部には金属製の水冷部分を備えた複合鋳型が使用された。[ 25 ]
イギリスは1870年代から1880年代にかけてパリサー砲弾も使用した。砲弾の空洞は砲弾よりもわずかに大きく、装甲板を貫通した後に小さな爆発効果を与えるために、空洞ではなく1.5%の火薬が充填されていた。砲弾は、空洞が軽い分を補うために砲弾よりもわずかに長かった。火薬は着弾の衝撃で点火するため、信管は必要なかった。[ 26 ]しかし、1880年代から1890年代にかけて艦船の装甲は急速に改良され、鋼鉄製の炸薬砲弾には、破片性の向上や発射時の応力に対する耐性などの利点があることが認識された。これらは鋳造鋼と鍛造鋼であった。[ 12 ]
炸薬を充填した徹甲弾は、当初は「砲弾」ではなく「榴弾」と呼ばれることで、炸薬を充填していない徹甲弾と区別されていました。第二次世界大戦の頃には、炸薬を充填した徹甲弾は、「HE」という接尾辞を付けて区別されることもありました。戦争初期には、 75mm口径以上の対戦車砲弾では、既に広く使用されていたはるかに大型の海軍用徹甲弾との類似性から、APHEが一般的でした。戦争が進むにつれて、兵器設計が進化し、特に小口径砲弾では、APHEの炸薬はますます小さくなり、最終的には存在しなくなりました。例えば、Panzergranate 39は炸薬充填率がわずか0.2%でした。
無煙火薬は推進剤としては使用されたが、衝撃に敏感なため、発射時に砲身内で爆発することがあったため、爆発弾頭の物質としては使用できなかった。ピクリン酸は、従来の砲撃の衝撃に耐えられると広く考えられていた最初の高爆発性硝酸有機化合物であった。1885年、ヘルマン・シュプレンゲルの研究に基づき、フランスの化学者ウジェーヌ・ターパンは、爆薬や砲弾に圧縮・鋳造したピクリン酸を使用する特許を取得した。1887年、フランス政府は、メリナイトという名称でピクリン酸と綿火薬の混合物を採用した。1888年、イギリスはケント州リッドで、リッダイトという名称で非常によく似た混合物の製造を開始した。
日本は、下瀬粉末として知られる「改良」処方でこれに続いた。1889年、オーストリア＝ハンガリー帝国で、クレシリン酸アンモニウムとトリニトロクレゾールの混合物、またはトリニトロクレゾールのアンモニウム塩である同様の物質が、エクラサイトという名前で製造され始めた。1894年までに、ロシアはピクリン酸を充填した砲弾を製造していた。ピクリン酸アンモニウム（ダナイトまたは爆薬Dとして知られる）は、1906年から米国で使用された。[ 27 ] [ 28 ]ドイツは1902年に砲弾にTNTを充填し始めた。トルエンはフェノールよりも入手しにくく、TNTはピクリン酸よりも強力ではないが、弾薬の製造と保管の安全性の向上により、第一次世界大戦と第二次世界大戦の間に、ほとんどの軍事目的でピクリン酸がTNTに置き換えられた。[ 27 ]しかし、純粋なTNTは製造コストが高かったため、ほとんどの国は粗製のTNTと硝酸アンモニウムの混合物を使用し、中には他の化合物を加えたものもあった。これらの充填剤には、アンモナル、シュナイデライト、アマトールなどがあった。後者は第二次世界大戦でも広く使用されていた。
砲弾重量に占める爆薬の割合は、20世紀を通じて着実に増加した。最初の数十年間は10%未満が一般的であったが、第二次世界大戦の頃には、主要な設計では約15%に達していた。しかし、同戦争中のイギリスの研究者たちは、これまでよりもはるかに小さな破片の方が効果が高いという認識に基づき、対人目的には25%が最適な設計であると特定した。この指針は、ドイツとイギリスのFH-70 計画の一環として開発された155mm L15砲弾によって1960年代までに達成された。砲弾重量を増やさずに高性能爆薬の含有量を増やすための重要な要件は、砲弾壁の厚さを減らすことであり、そのためには高張力鋼の改良が必要であった。
最も一般的な砲弾の種類は高性能爆薬で、一般的に単にHEと呼ばれます。これらは頑丈な鋼鉄製のケース、炸薬、信管を備えています。信管が炸薬を起爆させ、ケースを粉砕し、高温で鋭利なケースの破片（破片、木片）を高速で飛散させます。防護されていない人員などの軟目標への損傷のほとんどは、爆発ではなく砲弾の破片によって引き起こされます。砲弾の破片を表すのに「榴散弾」という用語が使われることもありますが、榴散弾は機能が大きく異なり、すでに廃れています。破片の速度はガーニー方程式によって制限されます。使用される信管の種類に応じて、HE砲弾は地面で炸裂（打撃）、地上で空中で炸裂（空中炸裂[ 29 ]と呼ばれる） （時間または近接）、または地面に少し貫通した後に炸裂（遅延打撃、遮蔽された場所に地面の衝撃をより多く伝えるため、または破片の飛散を減らすため）するように設定できます。破片化が強化された発射体は、高爆発破片（HE-FRAG）と呼ばれます。[ 30 ]
RDXとTNTの混合物は、特にコンポジションBとシクロトールといった標準的な化学物質として使用されている。1990年代に「低感度弾薬」に関する要件、協定、規制が導入されたことにより、現代の西側諸国の設計では、RDXをベースとした様々な種類のプラスチック結合爆薬（PBX）が使用されるようになった。
初期（1800年代）のイギリスの榴弾砲に用いられた一般的な砲弾は 、「P混合物」（火薬）などの「低爆薬」が詰められており、通常は先端に信管が取り付けられていた。一般的な砲弾は、炸裂（非爆発）すると、比較的大きな破片に分裂し、横方向ではなく砲弾の軌道に沿って飛散する傾向があった。また、ある程度の焼夷効果もあった。
19世紀後半には、「二重通常砲弾」が開発された。これは、標準砲弾の重量の約2倍まで延長され、より多くの火薬を搭載することで爆発効果を高めたものであった。しかし、飛行中の不安定性と低速性という欠点があり、広く使用されることはなかった。
1914年当時、直径6インチ以上の一般的な砲弾は鋳鋼製で、それより小さい直径の砲弾は実戦用には鍛造鋼、訓練用には鋳鉄製であった。[ 31 ]これらは1890年代後半に「一般的なリッダイト」砲弾に置き換えられたが、一部の在庫は1914年まで残っていた。イギリス軍では、一般的な砲弾は通常黒く塗装され、砲弾が充填されていることを示すために先端の後ろに赤い帯が描かれていた。
共通尖頭砲弾、または CP は、1890 年代から 1910 年代にかけて海軍で使用された一般的な砲弾の一種で、一般的な砲弾の先端信管ではなく、底部に打撃信管を備えたソリッドノーズが特徴でした。オジール 2 CRH ソリッド尖頭は船舶攻撃に適していると考えられていましたが、装甲貫通性はなく、主な機能は依然として爆発でした。これらは鋳造または鍛造鋼 (3 ポンド砲弾と 6 ポンド砲弾) で、一般的な砲弾よりもわずかに少ない火薬爆発装薬が使用されていました。これは、より長く重い先端とのトレードオフでした。[ 32 ]
イギリス軍では、一般的な尖頭砲弾は通常黒色に塗装されていたが、QF砲専用の12ポンド砲弾は、BL砲とQF砲の両方で使用できる12ポンド砲弾と区別するために鉛色に塗装されていた。砲身先端の後ろにある赤い輪は、砲弾に弾薬が充填されていることを示していた。
第二次世界大戦の頃には、イギリス海軍では、TNTを充填した一般的な尖頭弾（CPC）や半徹甲弾（SAP ）に取って代わられた。
一般的なリッダイト砲弾は、リッダイトを充填したイギリス製の炸薬砲弾で、当初は「一般的なリッダイト」と呼ばれ、1896年からイギリスで最初の世代の近代的な「高性能爆薬」砲弾となった。リッダイトは、ピクリン酸を280 °F（138 °C）で溶融し固化させたもので、液体状のものより密度が高く、水分の影響を受けず、爆発しやすい濃い黄色の形態となる。フランスでは「メリナイト」、日本では「シモセ」と呼ばれた。一般的なリッダイト砲弾は「爆発」し、あらゆる方向に小さな破片に砕け散ったが、焼夷効果はなかった。最大の破壊効果を得るには、砲弾が目標を貫通するまで爆発を遅らせる必要があった。
初期の砲弾は全長にわたって壁の厚さが同じでしたが、後の砲弾は底部が厚く、先端に向かって薄くなる壁構造になりました。これにより強度が増し、爆薬のためのスペースが増えることがわかりました。[ 33 ]後の砲弾は4つの c.r.ヘッド を備えており、初期の2 c.rh設計よりも尖っていて流線型になっています。
リッダイト砲弾の適切な起爆では、黒から灰色の煙、または水爆の蒸気による白い煙が見られる。黄色の煙は起爆ではなく単純な爆発を示しており、リッダイト砲弾、特に初期の使用においては、確実に起爆しないことが問題であった。起爆を改善するために、少量のピクリン酸火薬、あるいはTNT（小型砲弾、3 ポンド砲、12 ポンド砲、4.7 インチ砲弾の場合）を信管とリッダイト主充填物の間、または砲弾の大部分の長さに沿って走る細い管に装填した。
リッダイトは金属製の基部と危険な反応を起こすため、重大な安全上の問題を引き起こした。そのため、砲弾の内側にはニスを塗り、外側には鉛を含まない塗料を塗り、信管穴は鉛を含まない合金で作る必要があった。鉛を含む信管はリッダイトと併用できなかった。
第一次世界大戦が始まると、イギリスはリッダイトをTNTなどの近代的な高性能爆薬（HE）に置き換えていった。 第一次世界大戦後、「コモン・リッダイト」という用語は使われなくなり、残存するリッダイト充填砲弾は「HE（高性能爆薬）リッダイト充填砲弾」と呼ばれるようになった。こうして「コモン」は使われなくなり、「HE」が砲弾の名称として定着した。
イギリス軍で一般的に使用されていたリッダイト砲弾は黄色に塗装され、砲弾の先端の後ろに赤い輪が描かれており、砲弾に弾薬が充填されていることを示していた。
地雷砲弾は、20mm から 30mm砲などの小口径兵器で使用するために開発された特殊な高性能榴弾である。従来の小型高性能榴弾は、限られた量の爆薬しか装填できない。しかし、高張力鋼板製の薄肉ケースを使用することで、より多くの爆薬を装填することが可能になる。また、一般的には、より高価ではあるが爆発エネルギーの高い爆薬が用いられる。
機雷弾の概念は、第二次世界大戦中にドイツ軍によって考案されたもので、主に敵機に向けて発射される航空機搭載機関砲での使用を目的としていた。機雷弾は破片による被害は比較的少なかったものの、爆発力ははるかに強力だった。第二次世界大戦時の航空機のアルミニウム製の構造や外板は、この強力な爆発によって容易に損傷を受けた。
榴散弾は対人兵器であり、ライフルや機関銃では到達できないほどの射程距離（1914年までに最大6,500ヤード）で多数の弾丸 を発射した。第一次世界大戦で使用された典型的な榴散弾は流線型で、直径75mm （3 インチ）であり、直径約1/2インチの鉛アンチモン製の球（弾丸）が約300個入っていた。榴散弾は、弾丸が流線型の単一の砲弾に詰め込まれて飛行する方が、個別に飛行するよりも空気抵抗がはるかに少なく、そのためはるかに長い射程距離を達成できるという原理を利用していた。
砲手は砲弾の時限信管を、目標に到達する直前（理想的には目標の約150ヤード手前、地上60～100フィートの高さ）に砲弾が地面に向かって斜めに落下しているときに炸裂するように設定した[ 34 ]。信管は砲弾底部の小さな「炸裂薬」に点火し、砲弾の弾丸を砲弾ケースの前方から前方に発射し、 既存の750～1200フィート/秒の速度に200～250 フィート/秒の速度を加えた。砲弾本体はほぼ無傷で地面に落下し、弾丸は拡大円錐形を描きながら地面に落下し、米国の3インチ砲弾の場合は約250ヤード×30ヤードの範囲に着弾した[ 35 ] 。その効果は目標のすぐ前と上空で大きな散弾銃の爆発を起こしたようなもので、開けた場所にいる兵士に対しては致命的だった。訓練された砲兵隊は、1分間に20発、合計6000発の砲弾を発射することができ、これは小銃や機関銃と比べても非常に優れた性能だった。
しかし、榴散弾の弾道は比較的平坦であったため（その殺傷力は主に砲弾の速度に依存し、前方方向のみに致命的な効果を発揮した）、開けた場所を避け、窪地、掩蔽壕、塹壕、建物、樹木などを遮蔽物として利用する訓練された兵士には命中させることができなかった。建物や掩蔽壕の破壊にも役立たなかった。そのため、第一次世界大戦中に榴散弾は、破片が全方向に爆発し（そのため回避がより困難）、榴弾砲などの高角度砲で発射できる高性能炸薬弾に取って代わられた。
クラスター弾は、運搬用砲弾または積載弾薬の一種です。クラスター爆弾と同様に、砲弾は対人手榴弾、対戦車トップアタック弾、地雷などの小型子弾を散布するために使用されます。複数の弾薬が殺傷範囲を広げ、装甲車両を破壊するために必要な直撃の確率を高めるため、これらは一般的に単純な高性能炸薬弾よりも装甲車両と歩兵の両方に対してはるかに致命的です。現代の多くの軍隊は、砲兵部隊でクラスター弾薬を多用しています。
砲撃によって散布される地雷は、工兵部隊を危険にさらすことなく、敵の進路に迅速に地雷原を展開することを可能にするが、砲撃による地雷散布は、個別に地雷を敷設した場合よりも、不発弾が多く、不規則で予測不可能な地雷原となる可能性がある。
クラスター弾に関する条約の署名国は、砲弾を含むクラスター弾の使用制限を受け入れている。同条約では、クラスター弾は9個以下の子弾を含み、各子弾の重量は4キログラム以上でなければならず、単一の目標を探知して攻撃できる能力を持ち、電子的な自爆装置と自己無効化装置を備えている必要があると規定されている。重量が20キログラム以上の子弾は 制限の対象外である。
化学砲弾には、砲弾を破裂させるための少量の爆薬と、液体、気体、粉末のいずれかの形態で、より多量の化学剤または暴動鎮圧剤が装填されている。M687サリンガス砲弾のように、装薬は2種類の前駆体化学物質として貯蔵され、砲弾発射後に混合される場合もある。M110 155mm弾のように、粉末状の化学剤を運搬するために設計された砲弾の中には、後に粉末状の白リンを含む発煙弾／焼夷弾として転用されたものもある。
化学兵器弾は第一次世界大戦中に最も広く使用されました。あらゆる種類の化学兵器の使用は、1925年のジュネーブ議定書（ジュネーブ条約とは異なる）をはじめとする数多くの国際条約によって禁止されており、1993年の化学兵器禁止条約は、こうした兵器の製造、備蓄、移転も禁止する最も新しい条約です。すべての署名国は、戦争における致死性化学兵器と無力化剤の両方の使用を放棄しています。
核砲弾は、戦術的な使用を目的とした戦場規模の核兵器を提供するために使用される。これらは、比較的小型の155mm 砲弾から 、重戦艦の主砲や同じ砲を装備した沿岸防衛部隊で使用される406mm砲弾まで多岐にわたる。
すべての砲弾が殺傷や破壊を目的として設計されているわけではありません。以下の種類の砲弾は、特定の非致死的な効果を発揮するように設計されています。ただし、これらは完全に無害というわけではありません。発煙弾や照明弾は偶発的に火災を引き起こす可能性があり、また、これら3種類の砲弾を投棄した砲弾が着弾すると、人員に負傷や死亡事故が発生したり、物的損害が生じたりする可能性があります。
発煙弾は、友軍の動きを隠蔽したり、敵を混乱させたり、特定の地域をマーキングしたりするために煙幕を作る目的で使用されます。主な種類は、炸裂式（粉末状の化学物質を装填）と底部射出式（着弾前に砲弾後部から3個または4個の発煙筒を展開するか、炸裂薬によって子弾を散布する単一の発煙筒を投下する）です。底部射出式砲弾は、運搬砲弾または貨物弾薬の一種です。
ベース噴射煙は通常白色ですが、マーキング目的で着色煙が使用されることもあります。初期のキャニスターでは一般的にヘキサクロロエタン亜鉛（ HC）が使用されていましたが、現代のキャニスターでは多波長特性を持つ赤リンが使用されています。しかし、他の化合物も使用されており、第二次世界大戦中、ドイツではオレウム（発煙硫酸）や軽石が使用されました。
ペイロードの性質上、特に白リンを使用した火薬発煙弾は、焼夷兵器としての二次的な効果を持つが、テルミットを使用した専用兵器ほど効果的ではない。
現代の照明弾は、運搬用砲弾または貨物弾薬の一種である。 第一次世界大戦で使用されたものは、小さな燃える「ポット」を射出する榴散弾型の砲弾であった。
現代の照明弾は、時限信管を備えており、地上一定の高度（通常約600メートル）で弾頭底部から照明弾を射出する。射出弾は 不燃性のパラシュートの下をゆっくりと落下し、下方のエリアを照らす。射出過程では、白色または「黒色」（赤外線）の光を発する火工品照明弾も同時に点火される。
照明弾は通常約60秒間燃焼します。これらはスターシェル とも呼ばれます。赤外線照明は、暗視装置の性能を向上させるために開発された比較的新しい技術です。白色光および黒色光の照明弾は、一定期間にわたってある領域を継続的に照らすために使用でき、複数の分散した照準点を使用して広い領域を照らすことができます。あるいは、単一の照明弾の発射を、目標への榴弾の射撃調整と連携させることも可能です。
色付きの照明弾は、目標のマーキングやその他の信号伝達目的にも使用されてきた。
運搬砲弾とは、単に中空の筒に信管を取り付け、計算された時間に内容物を射出する砲弾のことです。多くの場合、ビラが詰められますが（外部リンク参照）、重量制限を満たし、発射時の衝撃に耐えられるものであれば何でも詰めることができます。有名な例として、1899年のクリスマス、レディスミス包囲戦の最中、ボーア軍は信管のない運搬砲弾をレディスミスに向けて発射しました。その砲弾にはクリスマスプディング、2枚のユニオン・フラッグ、そして「季節のご挨拶」というメッセージが詰められていました。この砲弾は現在もレディスミスの博物館に保管されています。
試射弾は戦闘では使用されず、新しい砲身が運用上のストレスに耐えられることを確認するために使用されます。試射弾は通常の砲弾よりも重く、通常よりも大きな推進薬が使用されるため、砲身には通常よりも大きなストレスがかかります。試射弾は不活性（爆発物や機能する充填物なし）で、多くの場合固体ですが、砲架のテストには水、砂、または鉄粉を充填したものが使用されることもあります。試射弾は（どのような種類の）機能する砲弾に似ているため、砲身内では実際の砲弾のように振る舞いますが、砲口から出た時点で役割を終えるため、空気力学的ではありません。したがって、飛距離ははるかに短く、安全のために通常は土塁で止められます。
万が一故障した場合の安全のため、遠隔操作される銃は、まず試射を行い、その後、損傷がないか検査されます。銃身が検査に合格すると、「プルーフマーク」が銃身に刻印されます。この銃は、試射よりも負荷の少ない通常の弾薬を使用しても、損傷することなく使用できると期待されます。
誘導弾、あるいは「スマート弾」は、発射後に何らかの方法で自らを誘導する機能を備えており、通常は無動力滑空中に軌道を変える操舵フィンを追加することで実現される。しかし、そのコストが非常に高いため、あらゆる用途において非誘導弾に取って代わるまでには至っていない。
砲弾の信管は、保管中に（おそらく）乱暴な取り扱い、火災などによって砲弾が誤って作動するのを防ぐ必要があります。また、砲身からの激しい発射に耐え、適切なタイミングで確実に作動する必要があります。このために、発射シーケンスの影響を受けて順次作動する複数の起爆機構を備えています。[ 36 ]
時には、これらの起爆機構の1つまたは複数が故障し、結果として砲弾が起爆しないことがあります。さらに懸念される（そして潜在的にはるかに危険な）のは、信管が炸薬の起爆を開始しない完全武装砲弾です。これは、浅い弾道、低速発射、または軟らかい着弾条件が原因である可能性があります。故障の理由が何であれ、このような砲弾は不発弾または不発弾（UXO）と呼ばれます（古い用語である「dud」は、砲弾が起爆できないことを示唆するため、使用は推奨されません）。不発弾はしばしば古い戦場に散乱しています。着弾速度によっては、地面にかなり深く埋まっている場合があり、その間も潜在的な危険性を伴います。たとえば、圧電信管を備えた対戦車砲弾は、圧電素子への比較的軽い衝撃で起爆することがあり、使用されている信管の種類によっては、わずかな動きでも起爆することがあります。第一次世界大戦の戦場では、今でも残された弾薬によって死傷者が出ている。現代の電気式および機械式信管は非常に信頼性が高く、正しく作動しない場合は、起爆装置を誤作動させないようにするか、（電気式の場合は）蓄積された電気エネルギーを放電する。[ 37 ]
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