バルク充填液体推進剤

バルク装填液体推進剤は、1950 年代から 1990 年代にかけて米国陸軍研究所と米国海軍兵器センターで研究された砲兵技術です。利点は、銃が簡素化され、戦術的および兵站的選択肢が広がることです。理論的には、発射薬装填量が異なる標準砲弾と、火薬装填量の違いを排除することで兵站的簡素化が実現し、精度と戦術的柔軟性が向上します。

一般的に、BLP 砲は操作が安全でないことが証明されており、実際に使用されたことはありません。

さまざまなプログラムでいくつかの推進剤が試されました。

後期（1991年）に成功した銃の燃料の1つは、アンモニア中の過塩素酸アンモニウムの飽和溶液でした。これは20℃（68℉）で1気圧の蒸気圧を持ち、一般的には安定していて取り扱い可能な便利な液体を形成します。この混合物は、推力あたりの燃焼温度が低いことで知られており、高価な銃身やライナーへの損傷が低減され、あるいは代わりに発射速度が向上します。典型的な推力は388,000 ft-lb/lbです。アンモニア蒸気は有毒ですが、その毒性は一般の人々に容易に明らかであり、通常の産業上の予防措置で取り扱うことができます。^[1]

1950年代から1970年代にかけて、63%のヒドラジン、32%の硝酸ヒドラジン、5%の水の混合物が、37mm砲の実験射撃に使用され、後に120mm砲の射撃にも使用された。32%の硝酸ヒドラジン混合物は、広範囲にわたる実験により、圧力プロファイルが著しく平坦で、砲の安全性を高めるために選択された。^[2]

低爆発性のプロピレングリコール二硝酸塩と安定剤の混合物であるオットー燃料IIも37mm砲で試された。^[2]

1981年、海軍兵器センターは、90%硝酸と独自の炭化水素（おそらくプロパンのような低分子量アルカン）を使用して、毎分350発のサイクリック二液推進薬砲を試作した。高い砲尾圧または低い砲尾圧は、インジェクターの表面積と容積の比率を変えることで得られる。酸化剤の比率を変えると、性能が変わる可能性がある。アレージ、つまり射出圧力は、砲の信頼性に影響したが、安全性や操作には影響しなかった。^{[2] [3]}

他にテストされた銃燃料はNOS-365です。これはヒドロキシルアンモニウム硝酸塩、イソプロピルアンモニウム硝酸塩、水の混合物です。 ^[3]

一般的に、流体力学的な効果により、点火プロセスは予測不可能になります。気泡は制御不能な方法で形成され、表面積が変化し、圧力プロファイルも変化します。その結果、砲尾と砲身内の圧力が大きく変化し、予期せぬ銃のストレスや安全上の問題を引き起こす可能性があります。ほとんどのプログラムで失敗が報告されており、中には壮大な失敗もあり、通常は失敗するたびにプログラムが終了しています。^[2]

点火装置の排気口、点火エネルギー、チャンバー構成を変えることで、点火の信頼性が高まり、圧力プロファイルの予測可能性も高まります。しかし、1993年のナプトンらによる調査時点では、 BLP銃の設計された流体力学モデルは実際に検証されていませんでした。^[4]

戦術的には、距離の精度が大きく異なる可能性があり、これは期待される戦術的優位性とは正反対です。最良のシステムでは、投射距離に1～1.5%の単一標準偏差（つまり大きな）変動が報告されています。^[4] 40 km（25マイル）を超える距離では、これは150 m（490フィート）の補正不可能な誤差です。

陸軍研究所の 120mm BLP 砲のヒドラジン混合物を使用した最後の射撃の失敗は、不完全な点火によるものとされた。射撃後の調査で、点火薬の箔の破損により、点火ガスが点火装置を介して、また推進剤に漏れたことが判明した。点火不良の薬によって、発射体が部分的に管内を移動し、推進剤の表面積が増加した。その後、推進剤の表面積が増加し、管内で点火し、設計されていない砲の部品の圧力が上昇した。大きな過圧により、「壊滅的な管の破損」（砲身を破壊する爆発）が発生した。^[5]

1977年、海軍兵器センターは25mm（0.98インチ）硝酸/炭化水素二液推進砲を試験した。ある時点で、混合物が「細かすぎる」ために壊滅的な故障が発生した。^[5]

1981年、DARPAとの契約に基づき、Pulse Power Systems Inc.はNOS-365を使用した高性能な自動75mm BLP砲の大幅な開発を行った。205号弾は推進剤の高次の爆発が見られたが、これはあり得ないと考えられていた。管の破片を冶金学的に検査した結果、以前の弾の過圧により累積的な損傷が発生した可能性があることが判明した。別の壊滅的な故障を起こした206号弾の圧力プロファイルを検査したところ、異常に低い圧力の後に圧力スパイクが見られ、これは圧力が上昇するにつれて爆発に移行したモノプロペラントの泡沫の燃焼と思われる。これは燃料の取り扱いと加圧の手順が不十分だったためとされた。^[6]

• クリンゲンベルグ、ギュンター; ナプトン、ジョン D.; モリソン、ウォルター F.; レン、グロリア P. (1997)。液体推進薬銃技術。宇宙航空学の進歩。第 175 巻。レストン、バージニア州、米国:アメリカ航空宇宙学会。ISBN 1-56347-196-5。