ケースレス弾

ケースレス弾薬（CL）^[1]またはケースレス薬莢は、雷管、発射薬、発射体を一体として保持する薬莢をなくした兵器薬莢の構成である。代わりに、発射薬と雷管は別の方法で発射体に取り付けられ、構成に応じて、例えば発射体の内側または外側に薬莢が取り付けられる。

ケースレス弾薬は、通常、真鍮や鋼で精密に作られた薬莢をなくすことで弾薬の重量とコストを削減し、また、発射後に空の薬莢を抜き取る必要がなくなることで連発銃の操作を簡素化する試みである。^[2]製造費、熱に対する敏感性、密閉性、脆弱性などの問題により、その普及は妨げられてきた。現在まで、いくつかの例外はあるものの、主に試作銃や低出力銃での使用に限られている。

古いケースレス弾薬は、通常、ロケットのように、雷管と推進剤が発射体の底部に一体化されている構成を採用している。発射されると、推進剤ガスが発射体の背面から排出され、加速して速度を上げる。同様の構成を持つロケット弾とは異なり、「内部推進剤ケースレス弾薬」の推進剤は、従来の薬莢のように瞬時に燃焼する（0.2秒未満）ため、^[4]推進剤は、発射体が銃身から出る前に、できれば薬室内で燃え尽きることを意味する。比較すると、ロケット弾の推進剤燃焼時間は0.2秒以上、通常は数秒であるため、ロケット推進剤は、従来、ロケットを発射装置から一定の距離推進する。^[4]

もう一つの違いは、射撃と安定化の手段である。内部推進薬のケースレス弾薬は、カートリッジとして、閉鎖型または無反動型の砲身からのみ発射され、推進ガス用の駆動バンドとライフリングまたは斜めノズルの使用による縦方向の回転（角運動量保存）によって弾道の安定化を実現する。^[4]対照的に、ロケットは、砲身よりも多くのプラットフォーム、例えばレールから発射することができ、伝統的に固定式または折りたたみ式のフィンを安定化のために使用している。^[4]

内部推進薬を使用するケースレス弾薬の初期のタイプは、ウォルター・ハントのロケットボール弾である。これは1850年代に開発され、これを使用した銃は主にボルカニック・リピーティング・アームズによって販売された。ハントのロケットボール弾は威力が著しく不足しており、自己防衛、狩猟、軍事用途で広く受け入れられることはなかった。^[5]

第二次世界大戦中、ドイツは、薬莢の製造に使用される金属、特に銅の不足が深刻化していたことから、軍用の実用的な内蔵式薬莢なし弾薬の研究開発に集中的に取り組んだ。^{[6] [7] [8] [9]}ドイツはある程度の成功を収めたが、戦時中に薬莢なし弾薬システムを生産するには至らなかった。^{[10] [11]}量産段階に入った準例として、55 mm マシーネンカノーネ MK 155がある。これは、現在人気の高いラインメタル Rh-120戦車砲に使用されているものと同様の、部分的に燃焼する薬莢を使用した。一方、日本は戦時中に内蔵式薬莢なし弾薬を使用する航空機搭載型機関砲の開発に成功した。ホ301と名付けられたこの40 mm機関砲は、戦争末期の日本本土防衛で限定的に使用された。^[3]

第二次世界大戦後、内部燃料薬莢無し弾の使用は主流の兵器開発からほぼ姿を消したが、ソ連が1978年にGP-25 40mm内部燃料薬莢無しアンダーバレル擲弾発射器を導入したことで、このタイプは小規模ながら復活した。これに続いて、2017年にロシアが開発したAGS-40バルカン40mm内部燃料薬莢無し自動擲弾発射器が登場した。 ^{[12] [13]}

発射時に発射薬が砲弾の後方から吹き飛ばされるため、内部燃料式のケースレス弾薬を使用する多くの歴史的な大砲では、発射薬の残留物が蓄積して故障につながるという問題があった。残留物の蓄積を減らすために、歴史的なシステムでは、弾薬内の発射薬の量を減らしたり、発射時に燃えている発射薬の一部を砲の後部から排出する無反動式の銃を採用したりせざるを得なかった。[ ^4]しかし、これ自体が問題を引き起こし、弾薬の発射に使用される発射薬が少なくなり、銃口速度が低下し、音速（約200〜250 m/s（660〜820 ft/s））を下回ることが多い。^{[4] [3]}これは、大きな発射弧を描いて高仰角で発射されることを意図した多くの迫撃砲兵器の銃口速度に等しい。ケースレス弾薬兵器は水平射撃を目的としたものであることが多く、亜音速弾薬は弾速の急激な低下により射程が非常に限られ、精度も低下する。^{[4] [3]}

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  ボルカニック .41ロケットボール内部推進薬ケースレス弾薬カートリッジ
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  サーブ21R用に提案されたCL武装は、翼に搭載された4つの95mm内部推進薬ケースレス砲で構成されています。
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  VAG-73  [ru] 機関銃用7.62 mmゲラシメンコ内蔵推進薬ケースレス弾薬
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  40 mm GP-25アンダーバレルグレネードランチャー用 VOG-25 7P17 内部推進薬ケースレス弾薬
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  40 mm AGS-40 バルカン 自動擲弾発射機用 7P39 内蔵推進薬ケースレス弾薬

現代のケースレス弾薬は、通常、プライマーと発射体が外部推進剤（元々はニトロセルロース）の固体の塊に統合され、カートリッジの本体を形成するように鋳造される構成を採用している。弾丸とプライマー（両方とも接着されている）を受け入れるために、本体に空洞がある。完成したカートリッジには、本体の点火を助け、弾丸に最初の推力を与える粉末推進剤のブースターチャージも含まれる場合がある。^[2]これらの外部推進剤ケースレス薬莢の多くは、薬莢の長さを短縮するために、弾丸の大部分が薬莢の本体内に保持される、伸縮式でもある。薬莢が短いほど、新しい弾丸を装填するために銃器の動作が往復しなければならない距離が短くなり、これによりサイクル速度が向上し、長距離のターゲットに複数回命中する可能性が高くなる。薬莢がないことで、特に小口径ライフルでは薬莢の重量も大幅に軽減される。例えば、オーストリアの発明家フーベルト・ユーゼル（1926年 - 2010年）がフォエレVEC-91用に設計した外部燃料式のケースレス弾薬は、同じ口径の通常の弾薬の約3分の1の重さです。^{[14] [15] [16]}

ケースを固体推進剤に交換するのは簡単な作業のように思えますが、薬莢は薬莢の部品をまとめる以上の役割を果たしており、ケースを交換する場合は、これらの他の機能も交換する必要があります。外部推進剤ケースレス弾薬には欠点がないわけではなく、これらの欠点が、現代の外部推進剤ケースレス弾薬が広く普及するのを妨げています。

軍事用途ではしばしば持続的な射撃を伴うため、特に懸念される最初の大きな問題は、弾薬の熱に対する感受性である。現代の銃火器の推進剤の主成分であるニトロセルロースは、約 170 °C (338 °F) の比較的低い温度で発火する。金属製薬莢の機能の 1 つはヒートシンクとしてである。射撃後に取り出されると、金属製薬莢は推進剤の燃焼による熱のかなりの部分を運び去り、薬室内の熱の蓄積速度を遅くする。薬莢によって提供される断熱性は、逆の働きも果たし、薬室壁に蓄積された熱から推進剤を保護する。

これらの機能を提供する薬莢がなければ、ニトロセルロースを使用した外部推進薬のケースレス弾は、薬莢入りの薬莢よりもはるかに早く、薬室の残留熱によってコックオフし始める。武器をオープンボルトから発射するように設計すればコックオフは避けられるが、これにより別の問題が発生するため、小口径の機関銃やサブマシンガンにしか適さない。

熱の問題に対する通常の解決策は、より高い発火温度を持つ推進剤、典型的には適切な燃焼速度を提供するために注意深く配合された非結晶性爆薬に切り替えることによって耐熱性を高めることである。^{[2] [15]} ヘッケラー＆コッホはダイナミット・ノーベルと協力して、比較的耐熱性の高い外部推進剤ケースレス弾薬を製造することでこの課題を解決した。

薬莢のもう一つの重要な機能は、薬室後部の密閉である。薬莢入り薬莢の発射中、薬室の圧力によって金属製の薬莢が膨張し、薬室が密閉される。これにより薬室後部からのガスの流出が防止されるほか、実験的にボルトにかなりの支持力を与えることが分かっている。薬莢がこの密閉力を発揮しない場合、銃器の設計ではこの点を考慮し、薬室後部を密閉する手段を用意する必要がある。この問題はドライゼ式ニードルガンでも発生しており、フランスのシャスポー銃はボルトにゴム製のシールを追加することで銃尾からの漏れの問題を解決した。^{[17] [18]}

伸縮式外部推進薬ケースレス弾は、弾丸が推進薬に囲まれているため、銃身を塞ぐ問題にも対処する必要がある。この問題に対処するためにブースターチャージが使用され、弾丸を薬莢本体から銃身に押し出すための最初の圧力バーストを供給し、その後本体が燃焼する。^[16]

外部推進薬のケースレス弾は、薬莢本体が主に推進薬であり、構造特性は燃焼特性に次ぐものであるという事実によって制限される。主な問題は抽出である。ケースレス弾薬は発射済みの薬莢を抽出する必要がないが、未発射のケースレス弾は、銃器から弾を抜くため、または不発弾を解消するために抽出可能でなければならない。金属製薬莢の場合、この機能は薬莢の後部に機械加工されたリムまたは抽出溝によって提供される。Activブランドの散弾銃用薬莢などの完全にプラスチック製の薬莢の場合でも、抽出器を支えるために薄い金属製のリングがリムに成形されている。^{[10] [15] [16]}二次的な問題は、使用中の弾薬が空気、水、潤滑剤、溶剤にさらされる可能性があることである。外部推進薬のケースレス弾の雷管と推進薬は保護されていないが、薬莢は高度な保護を提供する。

ケースレス銃器と弾薬システムの最初の生産品の一つは、1968年にエアガンメーカーのデイジー社によって作られた。デイジーV / Lライフルは、プライマーのない、口径.22（5.5 mm）の低出力外部推進薬ケースレス弾を使用する。このライフルは基本的にはスプリングピストン式エアライフルだが、V/L弾薬を使用すると、ピストンの圧縮エネルギーがケースレス薬莢の後ろの空気を加熱して推進薬に点火し、これが発射エネルギーの大部分を生み出した。デイジーV/Lライフルシステムは、ATFがエアガンではなく銃器であると裁定したため、1969年に製造中止となった。デイジー社は銃器の製造許可を受けていなかった。^[19]

一部のアサルトライフルは、外部燃料式のケースレス弾薬を使用しています。このタイプのよく知られた武器の1つは、G3バトルライフルの潜在的な代替品としてヘッケラー＆コッホ社によって製造されたG11です。G11は本格的な生産には至りませんでしたが、アメリカの先進戦闘用ライフル計画の一環としてのテストを含む、いくつかの試作段階と実地テストを経ました。1990年から2002年の間に30万丁のG11K2ライフルを調達する計画で西ドイツ軍に採用される予定でしたが、ドイツ統一によって生じた費用と、NATO標準の弾薬を使用するためにG11を改造することが不可能であったため、G11プロジェクトはキャンセルされ、より安価で従来型のNATO標準アサルトライフルである5.56 mm G36が採用されました。 G11 のケースレス弾薬は後に、米国の軽量小火器技術プログラムにおけるケースレス弾の開発の基礎として使用されました。  

電子射撃機能を備えた最初の市販の外部燃料薬莢なしライフルはVoere VEC-91であった。^[14]

• ブランダーバス – 銃口が広がったタイプの銃
• コイルガン – コイルを使用して電磁的に発射体を推進する砲兵
• ジャイロジェット – 小型ロケット弾を発射する銃器
• ポリマーケース弾薬
• 伸縮式弾薬

• スターリー、ドン A. 将軍。ベトナムにおける騎馬戦闘。 陸軍省、ワシントン DC、1978 年。

• アサルトライフル弾薬の歴史
• TRWが提案するケースレス機関銃
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