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ブローバックは、推進薬の点火によって発生した膨張ガスによって薬莢が後方に押し出される際の運動からエネルギーを得る、自動装填式銃器の作動システムである。[ 1 ]
この広範な動作原理の中には、ボルトの動きを制御する方法によって区別されるいくつかのブローバックシステムが存在する。ブローバック動作を使用するほとんどのアクションでは、発射時に薬室は機械的にロックされない。ボルトとリコイルスプリングの慣性は、弾丸の重量に対して、弾丸が銃身から出るまで薬室の開放を遅らせる。[ 2 ] ロックされた薬室の設計の中には、ブローバック（例：プライマー作動）の一種を使用してロック解除機能を実行するものもある。
ブローバック原理は、薬莢が火薬ガスによって駆動されるピストンのように動作するため、ガス作動の簡略化された形態と考えることができます。 [ 1 ]自動装填銃のその他の作動原理には、遅延ブローバック、ブローフォワード、ガス作動、反動作動などがあります。
銃器において、ブローバックシステムは一般的に、銃器のさまざまな機構を作動させ、別のカートリッジの装填を自動化するためのエネルギーが、燃焼する推進剤（通常は火薬）によって生成される急速に膨張するガスによって、使用済みカートリッジケースが薬室の後部から押し出される慣性から得られる作動システムとして定義されます。[ 3 ]弾丸（例えば弾丸）がまだ銃身内にある とき、その背後にある高圧の推進ガスは、閉じたシステムと見なされるものの中に閉じ込められていますが、それが銃口から出る瞬間に、この機能的なシールが破られ、推進ガスが爆発的な銃口爆風として突然放出されます。膨張するガスはまた、使用済みカートリッジケースに対して銃身内で後方へのジェット推進効果を生み出します。この「ブローバック」が反動の主な要素です。[ 3 ]一部の銃はブローバックのエネルギーを利用して自動ボルトサイクル/再装填プロセスを実行するが、他の銃はブローバックの一部を使用してサイクルの特定の部分のみを動作させるか、または単にブローバックエネルギーを使用して別の自動動作システムの動作エネルギーを増強する。[ 3 ]
すべてのブローバックシステムに共通するのは、薬莢が火薬の圧力の直接作用によって移動する必要があることです。したがって、ボルトが固定されていない銃（つまり、薬室内にガス圧が残っている間はボルトが動くことが許されている銃）は、ある程度のブローバック動作を受けます。[ 3 ]発射時のガスの膨張によるエネルギーは、ボルト機構に伝達される運動エネルギーの形で現れ、ボルト機構は制御され、銃器の動作サイクルを実行するために使用されます。ブローバックがどの程度使用されるかは、ボルトの動きを制御する方法と、他の動作システムから引き出されるエネルギーの割合に大きく依存します。[ 1 ]ブローバックシステムが異なるのは、ボルトの動きを制御する方法です。ブローバック動作は、通常、動作サイクルを完了するために残留圧力を使用する 3 つのカテゴリに分けられます。「単純ブローバック」（多くの場合、単に「ブローバック」）、「遅延/遅角ブローバック」、「前進プライマー点火」です。
ブローバックを他のタイプの自動銃の作動方式と関連付けて、ジョージ・M・チンは次のように書いています。「より広い意味では、ブローバックはガス作動の特殊な形態とみなすことができるでしょう。これは、薬莢が火薬ガスによって駆動される一種のピストンとして考えられるため、妥当です。実際には、ブローバックには非常に多くの特殊な問題が伴うため、それ自体で一つのクラスとして考えるのが最適です。それがより一般的なガス作動方式または反動作動方式のクラスに含まれるべきかどうかという問題は、純粋に学術的なものです。重要な点は、ブローバックが両方のクラスの特性の一部を共有しており、目の前の特定の問題に応じて、どちらか一方とみなすことができるということです。」[ 1 ]
1663 年、王立協会のその年のジャーナルに、自動武器を持ってプリンス・ルパートにやってきた技術者についての記述があるが、その仕組みは不明である。 [ 4 ] 1854 年、ヘンリー・ベッセマーが水圧式遅延ブローバック砲の特許を取得した。[ 5 ] 1856 年、米国でチャールズ・E・バーンズがブローバック作動式コッキング機構を備えたクランク式大砲の特許を取得した。[ 6 ] [ 7 ] 1876 年、アメリカ人のバーナード・ファソルトが、ブローバック方式を使用した自動後部開閉およびコッキング機構を備えた単発後装式ライフルの特許を英国と米国で取得した。[ 8 ] 1883 年、ハイラム・マキシムがブローバック作動式ライフルの特許を取得した。1884 年、彼はトグルロック式遅延ブローバック作動式ライフルの特許も取得した。[ 9 ]また、1884 年、マキシムの数カ月後に、リチャード・ポールソンがブローバック式ピストルとライフルの英国特許を出願した。[ 10 ] 1887 年、カール・J・ビャークネスというアメリカ人発明家がブローバック式ライフルの特許を出願した。[ 11 ] [ 12 ] 1888 年、オーストリアのカール・サルバトール大公とドルムス大佐が、シュコダとして知られる遅延ブローバック式機関銃を発明した。[ 13 ]
ブローバック（「シンプル」、「ストレート」、「ピュア」ブローバックとも呼ばれる）システムは、最も基本的な自動装填方式です。ブローバック機構では、ボルトは銃身の後端に当たっていますが、固定されていません。点火すると、膨張ガスが弾丸を銃身を通して前方に押し出すと同時に、薬莢をボルトに押し付けて後方に押し戻します。膨張ガスはボルトアセンブリを後方に押しますが、その動きはボルトの質量、内部摩擦、およびアクションスプリングを圧縮するために必要な力によって減速されます。設計上、薬莢が薬室から出る前に弾丸が銃身から出るのに十分な遅延時間を確保する必要があります。空の薬莢は、ボルトが後方に移動する際に排出されます。圧縮されたアクションスプリングに蓄えられたエネルギーによってボルトが前進します（ただし、オープンボルト方式の場合はトリガーが引かれるまで前進しません）。ボルトが閉鎖位置に戻ると、新しいカートリッジがマガジンから引き抜かれ、薬室に装填されます。
ブローバック方式は、比較的低出力で軽量の弾丸を使用する銃器には実用的です。高出力の弾薬では、薬室が早すぎる開かないようにするために、より重いボルト（通常20ポンド）が必要になります。ある時点で、ボルトは実用的ではなく重くなりすぎます。極端な例として、 単純なブローバックと潤滑された弾薬を使用する20mm砲では、最初の数ミリ秒の間、弾薬を銃身内に安全に保持するために500ポンド（230kg ）のボルトが必要になります。しかし、使用済みの薬莢を排出し、新しい弾薬を装填するためには、ボルトは十分に後退する必要があり、そのため、戻りばねの平均力は60ポンド（270N ）に制限されます。結果として得られるシステムは、もし構築できたとしても、銃が上向きに傾いたときにボルトを確実に閉じた状態に保つための十分なエネルギーを持ちません。[ 14 ]
必要なボルト重量（通常1ポンド/2ポンド）のため、ピストルのブローバック設計は一般的に9×19mmパラベラムより小さい口径（例：.25 ACP、.32 ACP、.380 ACP、9×18mmマカロフなど）に限定されます。Hi -Point Firearmsのシンプルなブローバックピストルなど例外もあり、 .40 S&Wと.45 ACPのモデルが含まれます。[ 15 ]シンプルなブローバック動作は、小口径（ .22LRなど）のセミオートマチックライフル、カービン、サブマシンガンにも見られます。シンプルなブローバックライフルのほとんどは、.22ロングライフルカートリッジ用です。人気のある例としては、Marlin Model 60とRuger 10/22があります。ほとんどのブローバック式カービン銃や短機関銃は、9×19mmパラベラム弾、.40 S&W弾、.45 ACP弾などの拳銃弾薬を使用するように設計されています。例としては、MP40、ステン、UZIなどがあります。これらの銃は拳銃よりも本質的に重く、理想的には両手で、多くの場合肩当てを使って発射するように設計されているため、ボルトを拳銃よりも大きく、重くすることができます。これらの要素は、重いボルトの動きによって射手の照準が乱れるのを軽減するのに役立ちます。したがって、単純なブローバック方式は、標準的な拳銃よりも短機関銃でやや強力な弾薬を使用するのに適しています。単純なブローバック式銃では、弾薬の破裂（低圧弾であっても）を防ぐために、銃身は通常短くする必要があります。[ 16 ]フルパワーのライフル弾を発射できる数少ない既知のシンプルなブローバック式銃器の1つは、ブリクシア930軽機関銃で、弾丸の圧力を処理するために大きなボルトと、反動を処理するために銃床にスプリングバッファー衝撃吸収バットプレートが必要でした。[ 17 ] [ 18 ] ブローバック作動用に特別に設計されたカートリッジを装填するライフルもいくつかありました。例としては、ウィンチェスター モデル1905、1907、1910などがあります。シンプルなブローバックを使用する唯一の既知の突撃銃は、バートンモデル1917でした。[ 19 ]
単純なブローバックは低威力弾を使用する銃に限られますが、非常に効率的なため、小口径のセミオートマチックピストルではほぼ普遍的に採用されています。大口径のセミオートマチックハンドガンは通常、ショートリコイルシステムを採用しており、その中で最も一般的なのはブローニング社製の設計で、ブローバックではなくロッキングバレルとスライドアセンブリに依存しています。しかし、ブローバック式の銃は、APIまたは遅延ブローバックという他の2つのタイプであれば、強力なカートリッジを発射するために使用できます。
APIブローバック設計では、ボルトがまだ前進中で、カートリッジが完全に薬室に装填される前に雷管が点火されます（Canon de 65 M (montagne) modele 1906のような一部の山砲で使用されている閉鎖解除発射の原理に似ていますが、そちらではボルトはロックされており、砲全体が発射時に移動しています）。この設計では、弾丸の重量、推進薬の装薬量、銃身の長さ、ボルトの重量、およびリターンスプリングの強度間の力の適切なバランスと均等化を確保するために、非常に慎重な設計が必要です。単純なブローバック設計では、推進ガスは静的慣性を克服してボルトを後方に加速し、薬室を開く必要があります。APIブローバックでは、まず前進運動を克服してボルトの前進運動を停止させる必要があります。ボルトの前進速度と後退速度はほぼ同じになる傾向があるため、APIブローバックではボルトの重量を半分にすることができます。[ 20 ] 2つの反対方向のボルト運動の運動量が時間とともに相殺されるため、APIブローバック設計は反動の軽減につながります。
先進雷管点火（API）は、もともとラインホルト・ベッカー[ 21 ]によってベッカーM2型20mm機関砲で使用するために開発されました。これは、第二次世界大戦中に対空兵器として広く使用されたエリコン機関砲など、ベッカーの設計に遡ることができる幅広い設計の特徴となりました。
APIブローバック銃の性能を向上させるため、[ 20 ]ベッカーやエリコンなどの大口径APIB銃は、弾丸を収容するのに必要な長さよりも長い延長チャンバーを使用し、APIB銃用の弾薬は、リベートリム（薬莢自体よりも直径が小さいリム）を備えたストレートサイドカートリッジを使用します。[ 22 ]薬莢とボルトの前進運動の最後の部分と後退運動の最初の部分は、この延長チャンバーの範囲内で発生します。銃身内のガス圧が高い限り、薬莢が後退しているにもかかわらず、薬莢の壁は支えられ、薬室は密閉されたままです。薬莢が内部の高ガス圧によって膨張している間、この薬莢の滑り運動は、薬莢を破裂させる危険性があり、一般的な解決策は、摩擦を減らすために弾薬にグリースを塗布することです。ボルトの前端がチャンバーに入るため、薬莢にはリベートリムが必要であり、リムに引っ掛けられたエキストラクターの爪もチャンバーの直径内に収まる必要があります。薬莢の首の部分は、発射サイクル中に支えられず、一般的に変形するため、通常はごくわずかしかない。首の部分が強い薬莢は割れる可能性が高い。
APIブローバック設計では、単純なブローバックを使用した場合よりも軽量な銃でより強力な弾薬を使用することが可能になり、体感反動の軽減によりさらに軽量化が図られます。20×70mmRB弾を発射するオリジナルのベッカー砲は、第一次世界大戦の航空機に搭載するために開発され、重量はわずか30kgでした 。[ 23 ]エリコン社は、APIブローバック方式を使用して20×110mmRB弾を発射する対戦車ライフルSSG36も製造しました。一方、設計上、ボルトの質量、薬室の長さ、ばねの強度、弾薬の威力、発射速度の間に非常に密接な関係があるため、APIB銃では、高い発射速度と高い銃口初速は相反する傾向があります。[ 22 ]また、APIブローバック銃はオープンボルトから発射する必要があり、これは精度に適さず、航空機のプロペラ弧を通した同期射撃も妨げます。
1970年の米国陸軍資材コマンドのエンジニアリングコースによると、「先進的なプライマー点火銃は、発射速度が高く反動運動量が少ないため、単純なブローバック式よりも優れている。しかし、良好な性能は正確なタイミングに依存する。プライマー機能にわずかな遅れがあると、銃は単純なブローバック式に戻り、反動の衝撃を和らげるための大きなボルトとより硬い駆動スプリングの恩恵を受けられない。[...] 銃と弾薬の設計と製造における厳しい要件により、このタイプはほとんど学術的な興味の対象にとどまる。」[ 24 ]
API 機構は使用する弾薬に非常に敏感です。たとえば、ドイツ軍がMG FF (Oerlikon FFF の派生型) を新しい軽量の地雷砲弾に切り替えたとき、銃のバネの強度とボルトの重量を再調整する必要があり、その結果、弾薬が 2 つのモデル間で互換性のない新しい MG FF/M モデルが誕生しました。[ 25 ] 30 mm MK 108 砲は、第二次世界大戦中の API ブローバック技術の頂点だったと言えるでしょう。
この原理は、例えばアメリカのMk 19グレネードランチャーやロシアのAGS-30など、一部の自動グレネードランチャーにも使用されている。
閉鎖ボルト式の発射方式で、アドバンストプライマー点火方式に相当する。ストレートサイドのリベートリムカートリッジを延長された深めの薬室に装填することで、ガス圧が安全なレベルに達するまでわずかに長く保持する。この動作は、単純なブローバック方式とほぼ同じで、カートリッジが完全に薬室に装填された時点で弾丸を発射するAPIブローバック式銃器も同様の仕組みで動作する。
単純なブローバック方式では安全に使用できない強力な弾薬、あるいは単純な方式よりも軽量な機構を実現するために、API方式に代わる選択肢として、遅延ブローバック方式が用いられる。この方式では、ボルトは完全にロックされることなく、最初は所定の位置に保持され、様々な設計の遅延機構の機械的抵抗によって薬室内のカートリッジが密閉される。API方式における運動量による抵抗と同様に、推進ガスがこの抵抗を克服してカートリッジとボルトを後退させ始めるまでには、ほんの一瞬の時間がかかる。このごく短い遅延は、弾丸が銃口から発射され、銃身内の圧力が安全なレベルまで低下するのに十分である。その後、残留ガス圧によってボルトとカートリッジが後退する。
遅延ブローバック方式は、ガスや反動を利用した複雑な作動方式を排除し、少数のシンプルな固体部品のみを使用し、主要な可動部品をレシーバーに集中させています。高圧のため、FAMAS、AA-52、G3などのライフル口径の遅延ブローバック式銃器は、排莢を容易にするために通常、溝付きチャンバーを備えています。以下に、遅延ブローバック方式のさまざまな形式を示します。
ローラー遅延ブローバックは、モーゼルのGerät 06Hプロトタイプで初めて使用されました。ローラー遅延ブローバックの動作は、 MG 42に見られるローラーロック式反動動作や、 Gerät 03およびGerät 06に見られるガス作動式ローラーロックとは異なります。[ 26 ] MG 42 とは異なり、ローラー遅延ブローバックでは銃身は固定されており、反動しません。また、Gerät 03、Gerät 06、StG 44 とは異なり、ローラー遅延ブローバックシステムにはガスピストンがありません。これらの省略により、ライフルを製造するために必要な部品の数と機械加工の量が大幅に削減され、比較的軽量な構造になります。ボルトヘッドが後退すると、ボルトの側面にあるローラーがテーパーボルトキャリア延長部に対して内側に押し込まれます。これにより、ボルトキャリアがはるかに速い速度で後退し、ボルトヘッドの動きが遅延します。ローラー遅延ブローバックの主な利点は、ガス式や反動式に比べて設計が単純であることです。[ 27 ]
ローラー遅延ブローバック式銃の作動方式は、モーゼル社のヴィルヘルム・シュテーレとルートヴィヒ・フォルグリムラーによって特許が取得されました。一見単純に見えますが、第二次世界大戦中のその開発は、モーゼル・ヴェルケ兵器研究所および兵器開発グループの所長であるオット＝ヘルムート・フォン・ロスニッツァーの指揮の下、ドイツの技術者、数学者、その他の科学者たちが好むと好まざるとにかかわらず協力しなければならなかったため、技術的にも個人的にも大変な努力を要しました。実験では、ローラー遅延ブローバック式銃は、自動射撃時にボルトが約20m/s（66ft/s）という極めて速い速度で開くため、ボルトバウンスが発生することが示されました。ボルトバウンスを抑制するには、ボルトヘッドの先端の最適な角度を見つけて、ボルトの開閉速度を大幅に低下させる必要がありました。極めて高いボルトキャリア速度の問題は、試行錯誤では解決できませんでした。数学者のカール・マイヤーは、開発プロジェクトにおける部品とアセンブリの分析を提供しました。[ 28 ] 1943 年 12 月、マイヤーは、ボルトの跳ね返り問題を軽減するために、レシーバーのロッキング ピースの角度を縦軸に対して 45° と 27° に変更するためにエンジニアが使用する方程式を考案しました。これらの角度により、ボルト キャリアからボルト ヘッドへの幾何学的伝達比は 3:1 となり、後部のボルト キャリアはボルト ヘッドよりも 3 倍速く動くことを強いられました。ボルト キャリアとレシーバーにかかる後方への力は 2:1 でした。レシーバーに伝達される力とインパルスは、ボルト キャリアに伝達される力とインパルスとともに増加します。ボルト キャリアを重くすると、反動速度が低下します。マウザーのStG 45(M)プロジェクトでは、マイヤーは120 g (4.2 oz)のボルト ヘッドと360 g (12.7 oz)のボルト キャリア (1 対 3 の比率) を想定しました。試作型StG 45 (M)突撃銃には、膨張した薬莢を薬室壁から引き抜くために、薬室壁に18本の縦方向のガス抜き溝が刻まれていた。薬室の端に溝を刻むことで、薬莢の前面外面と内部の圧力が均等になり、薬莢が破れることなく引き抜くことができるため、引き抜きがより簡単かつ確実になる。1944年には、グロースフース、ラインメタル、CGヘーネルなどの他のドイツ企業も、ローラー遅延ブローバック式小火器の開発に関心を示した。グロースフースはローラー遅延ブローバック式汎用機関銃MG 45の開発に取り組んでいたが、StG 45 (M)と同様に、第二次世界大戦の終戦までに試作段階から進展することはなかった。
第二次世界大戦後、元モーゼル社のエンジニアであるルートヴィヒ・フォルグリムラーとテオドール・レフラーは、フランスの小火器メーカーであるミュルーズ兵器研究センター（CEAM）で働きながら、1946年から1950年の間にこの機構を完成させた。1950年、ルートヴィヒ・フォルグリムラーはスペインのCETMEで働くために採用された。ローラー遅延機構を採用した最初の本格的な量産ライフルはスペインのCETME戦闘ライフルで、スイスのSIG SG 510とCETMEモデルBをベースにしたヘッケラー＆コッホG3がそれに続いた。G3のボルトには、ボルトが銃身の薬室面から跳ね返るのを防ぐアンチバウンス機構が備わっている。[ 29 ] G3の「ボルトヘッドロックレバー」は、ボルトキャリアグループが閉鎖位置に入るときにボルトヘッドをつかむ、ボルトキャリアに取り付けられたバネ仕掛けの爪である。レバーは基本的に摩擦によって所定の位置にラチェット式に収まり、ボルトキャリアが跳ね返らないように十分な抵抗力を提供する。ピストル弾薬のボルトスラストが比較的低いため、ヘッケラー＆コッホはピストル弾薬を使用するローラー遅延ブローバック式銃器ではアンチバウンス機構を省略している。ヘッケラー＆コッホのMP5短機関銃は、このシステムを採用して現在も世界中で使用されている最も一般的な武器である。ヘッケラー＆コッホP9半自動拳銃、CETME Ameli軽機関銃、SIG MG 710-3、ヘッケラー＆コッホHK21、およびオハイオ・オーディナンスREAPR汎用機関銃もこのシステムを採用している。
ローラー遅延ブローバック式銃は、様々な推進剤や弾丸の圧力特性に合わせて銃を調整するための調整可能なガスポートやバルブがないため、弾薬に特化しています。その信頼性の高い動作は、弾丸の重量、推進剤の装薬量、銃身の長さ、摩耗量などの特定の弾薬と銃のパラメータによって制限されます。カートリッジの点火の瞬間、チャンバーは密閉された状態を維持し、弾丸が銃身から出て、銃身内のガス圧が安全なレベルまで低下してからシールが破られ、チャンバーが開き始めるまで密閉状態が続きます。適切な安全な動作パラメータを得るために、銃器メーカーは、質量と肩角が異なるさまざまなロッキングピースと、直径が異なる円筒形ローラーを提供しています。ロッキングピースはボルトヘッドキャリアと連動して動作するため、角度は重要であり、ロック解除のタイミングとガス圧低下の管理を決定します。ボルトギャップの幅はヘッドスペースを決定し、したがって（閉じた）チャンバー内のカートリッジの正しい位置を決定します。使用による摩耗により、ロッキングピースとボルトヘッドキャリア間のボルトギャップは徐々に大きくなることが予想されます。シックネスゲージによる測定で確認でき、円筒形ローラーを異なる直径のローラーに交換することで変更できます。直径の大きいローラーを取り付けると、ボルトの隙間が大きくなり、ロックピースが前方に押し出されます。直径の小さいローラーを取り付けると、逆の効果が得られます。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
ベアリング遅延ブローバックは、複数のボールベアリングを用いて、発射後のボルトキャリアグループの動きを遅延させる。異なる形状のリフターに交換することで、ユーザーの好みや他のコンポーネントの構成に合わせて調整できるように設計されている。
レバー遅延ブローバックは、てこの原理を利用してボルトを機械的に不利な状態にし、薬室の開放を遅らせます。カートリッジがボルト面に押し付けられると、レバーがボルトキャリアを軽量ボルトに対して加速して後方に移動させます。てこの原理は、専用部品または互いに作用する傾斜面によって適用できます。このてこの原理により抵抗が大幅に増加し、軽量ボルトの動きが遅くなります。レバー遅延ブローバック銃の信頼性の高い動作は、弾丸重量、推進薬量、銃身の長さ、摩耗量などの特定の弾薬および銃のパラメータによって制限されます。ジョン・ペダーセンは、レバー遅延システムの最初の既知の設計の1つを特許取得しました。[ 33 ]この機構は、 1910年代と1930年代にハンガリーの銃器設計者パール・キラーイによっても使用され、ハンガリー軍のダヌビア39Mおよび43M短機関銃に使用されました。[ 34 ]第二次世界大戦後、キラーイはドミニカ共和国に定住し、同様の機構を採用したクリストバル・カービン（またはキラーイ・クリストバル・カービン）を開発した。このシステムを使用する他の武器には、ホーグ・アベンジャーとベネリB76ピストル、FNAB-43短機関銃、TKB-517、VAHAN、FAMAS [ 35 ]アサルトライフル、スターリング7.62とAVB-7.62バトルライフル/軽機関銃、AA-52汎用機関銃がある。[ 36 ]
ガス遅延ブローバックは、ガス作動と混同してはならない。ガス遅延銃では、ボルトは決してロックされないため、他のブローバック式設計と同様に、膨張する推進ガスによって後方に押し戻される。ただし、推進ガスは銃身からピストン付きのシリンダーに排出され、ボルトの開放を遅らせる。これは、クラーグ・ヨルゲンセン拳銃や、 7.92×33mm クルツ弾薬用の第二次世界大戦中のドイツ設計の一部、フォルクスシュトゥルムゲヴェーア小銃（効果は低い）やグロスフス・シュトゥルムゲヴェーア（やや効果的）[ 37 ]、戦後にはヘッケラー＆コッホ P7、ワルサー CCP、シェフチェンコ PSh、シュタイヤー GB、M-77B拳銃で使用された。近年では、ラウゴ エイリアン拳銃で使用されている。
カートリッジが発射されると、薬莢が膨張して薬室の側面を密閉します。この密閉により、高圧ガスが銃の作動機構に漏れるのを防ぎます。従来の薬室はわずかに大きめに作られているため、未発射のカートリッジは自由に挿入できます。チャンバーリング遅延式銃では、薬室の壁の内側に凹状のリングがある点を除けば、薬室はあらゆる点で従来型です。カートリッジが発射されると、薬莢はこの凹状のリングに膨張し、ボルトフェイスを後方に押し戻します。薬莢が後方に移動すると、このリングが薬莢の膨張部分を締め付けます。薬莢の壁を締め付けるのに必要なエネルギーにより、薬莢とスライドの後方移動が遅くなり、質量要件が軽減されます。このシステムが最初に使用されたことが知られているのは、1920年のフリッツ・マン拳銃で、その後、ハイスタンダード社に勤務していたオット＝ヘルムート・フォン・ロスニッツァーが開発したハイスタンダード社モデルT3実験拳銃にも使用されました。[ 38 ] [ 39 ] このシステムを採用した他の銃器には、LWS Seecampピストル、AMT AutoMag II、Kimball .30 カービン ピストルなどがある。[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] SIG SG 510ライフルファミリーは、遅延要素ではなくボルトの跳ね返りを防ぐために、カートリッジの肩付近に段付き溝付きチャンバーリングを採用している。[ 43 ]
同様の作動方式として、溝付き薬室を用いた遅延機構が存在する。弾丸が発射されると、薬莢が溝付き薬室壁に付着し、排莢がわずかに遅れる。試作型の6x45mm SAW口径のブランズウィック軽機関銃は、この機構を採用した例である。
圧力逃がしポートを備えたバレルチャンバーを使用するポート付きチャンバーの別の例として、抽出時にガスが環状チャンバーに漏れるようになっているものがあります。[ 44 ]基本的に、カートリッジがチャンバー壁に付着して抽出がわずかに遅れるように設計されているため、溝付きチャンバー潤滑とは正反対です。これには、圧力を保持するための内部環状溝を備えた溶接スリーブが必要です。[ 45 ] [ 46 ]
ジョン・ペダーセンの特許取得済みシステムは、スライドやボルトキャリアとは独立したブリーチブロックを組み込んでいます。ブリーチブロックは、閉鎖状態では銃のフレームにあるロッキングショルダーのわずかに前方に位置します。弾薬が発射されると、薬莢、ボルト、スライドが一緒に少し移動し、ブリーチブロックがロッキングショルダーに当たって停止します。ブリーチがロックされたまま、スライドは最初の段階で得た勢いで後退を続けます。これにより、弾丸が銃身から出ると、薬室圧力が安全なレベルまで低下します。スライドの継続的な動きにより、ブリーチブロックは凹部から持ち上げられ、後退し、発射サイクルが継続します。この操作では、ストレートウォール型の薬莢が使用されます。これは、発射時に高圧下で薬室から弾薬を瞬時に引き戻すボルト操作式の銃では、テーパー（円錐形）型の薬莢よりも破裂しにくいためです。レミントンモデル51およびR51ピストル、SIG MKMOサブマシンガン、スターSi 35サブマシンガンは、この設計を採用した唯一の量産型銃器である。
フライホイール遅延ブローバック作動とは、発射時にボルトの開放がフライホイールの回転慣性によって遅延される作動方式である。これはボルトキャリア上のラックアンドピニオン機構によって駆動される。バルニツケ、カザチョクSMG、MGD PM-9はこの作動方式を採用している。[ 47 ] [ 48 ]
トグル遅延ブローバック式銃では、閉鎖器の後退運動は大きな機械的てこ作用を克服しなければならない。[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]ボルトは中央でヒンジで固定され、後端は静止しており、静止時はほぼ真っ直ぐである。ブローバックの力で閉鎖器が後退すると、ヒンジジョイントが上方に移動する。[ 53 ] てこの不利な作用により、弾丸が銃身から出て圧力が安全なレベルまで低下するまで閉鎖器は開かない。この機構はペダーセン小銃とシュワルツローゼMG M.07/12機関銃で使用された。[ 51 ] [ 54 ]
ジョン・ブローニングは、おそらく第一次世界大戦末期に、ボルトの移動軸が銃身軸と一致しないというこの単純な方法を開発し、1921年に特許を取得した。[ 55 ] [ 56 ]その結果、銃身軸に対するボルトのわずかな後退移動には、ボルトの移動軸に沿ったより大きな移動が必要となり、実質的にボルトの質量を増やすことなくボルトの抵抗が増大した。1938年のフランス製MAS-38短機関銃は、反動経路が銃身に対して角度をなすボルトを使用している。JatimaticとKRISS Vectorはこの概念の改良版を使用している。
CMMGは2017年にラジアルディレイを組み込んだMkGカービンを発表しました。このシステムはボルトヘッドの回転を利用してAR-15パターンライフルのボルトキャリアを加速します。ボルトロッキングラグは、従来のブローバックパワーでボルトが後退する際にボルトを回転させる120°の角度を組み込むように調整されています。ボルトが22.5°回転すると、調整された50°の角度のカムピンスロットを介してボルトキャリアを後方に加速する必要があります。この加速によりボルトキャリアの実効質量が増大し、ボルトヘッドの速度が低下します。[ 57 ]この遅延により、ボルトキャリアアセンブリが重くなるというデメリットなしに、抽出前に圧力を低下させることができます。[ 58 ]このシステムは、ボルトヘッドよりも速い速度で移動するボルトキャリアの質量を利用してアクションの開放を遅延させるという点で、ローラーおよびレバー遅延ブローバックに似ています。この設計は、米国特許10,436,530に記載されています。
マンリッヒャー モデル 1893 自動小銃で初めて使用されたボルト式スクリュー遅延ブローバックは、角度のついた断続ねじによって遅延された回転ボルトを使用し、ロック解除には 4 分の 1 回転が必要です。 [ 59 ]ジョン T. トンプソンは1920 年頃に同様の原理で動作する自動小銃を設計し、米陸軍に試験のために提出しました。この小銃は、M1903 スプリングフィールド小銃を置き換えるための初期の試験で、ペダーセン小銃やガランド雷管作動小銃と競合しましたが、成功しませんでした。 [ 60 ]この動作は遅延ブローバックの最も単純な形式の 1 つですが、弾薬に潤滑剤が塗布されていないか、溝付き薬室を使用していない限り、特に全長のライフル弾を使用する場合は反動が激しくなる可能性があります。[ 61 ]カートリッジの破裂を防ぐために、ボルトの回転は少なくとも 90° である必要があります。[ 62 ]螺旋状のねじを使用して後退を遅らせるこの操作の別の形式は、サルバトール・ドルムスM1893機関銃、そして後に1942年のカラシニコフM1942短機関銃のプロトタイプ[ 63 ]とフォックス・ワスプ・カービンでした。
デテント遅延ブローバックは、ボルト内部に取り付けられたバネ仕掛けのデテント（ロールピンなど）を使用し、レシーバー/トラニオンの一部ではなく、銃身室に最も近いガイドロッドの端の部分にあるノッチにロックされます。[ 64 ]ボルトからデテントを取り外すと、単純なブローバック動作になります。Show Low Manufacturing Black-Jack ピストル口径カービンはこの動作を使用しています。[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]
デビッド・マーシャル・ウィリアムズ（米国兵器局、後にウィンチェスターの著名な設計者）は、フルサイズのカートリッジ用に設計された銃器で.22口径リムファイア弾を確実に発射できるようにする機構を開発した。彼のシステムは、チャンバーを組み込んだ小さな「ピストン」を使用した。カートリッジが発射されると、従来のピストンと同様に、チャンバーの前部に衝突するガス圧によってフローティングチャンバーの前部が押し戻される。これは、カートリッジに与えられるブローバックエネルギーに加えて、どちらか一方の力だけの場合よりも大きなエネルギーでボルトを押し戻す。これはしばしば「加速ブローバック」と呼ばれ、.22リムファイアカートリッジの本来弱い反動エネルギーを増幅する。[ 68 ]ウィリアムズは、ブローニング機関銃 の訓練バージョンと、 M1911のコルトサービスエース.22ロングライフルバージョンを、彼のシステムを使用して設計した。フローティングチャンバーによって発生する反動の増加により、これらの訓練用銃は安価な低出力弾薬を使用しながらも、フルパワーの銃に近い挙動を示すようになった。フローティングチャンバーはブローバックとガス作動機構の両方である。[ 69 ]
プライマー作動式銃器は、プライマーの後退エネルギーを利用して銃器のロックを解除し、作動させる。[ 70 ]ジョン・ガランドは、1920年代初頭にM1903ボルトアクションライフルを置き換える試みでこのシステムを開発したが、成功しなかった。[ 71 ] [ 72 ]ガランドの試作機は、米軍の.30-06弾薬と圧着されていないプライマーでうまく機能したが、その後、軍は速燃性の火薬から漸進燃焼の改良軍用ライフル（IMR）火薬に変更した。圧力上昇が遅くなったため、プライマー作動式の試作機は信頼性が低くなり、ガランドはガス作動式ライフルの設計を放棄し、それがM1ガランドとなった。[ 71 ] [ 73 ] AAIコーポレーションは、SPIWコンペティションに提出したライフルにプライマーピストンを使用した。[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]米国特許第 2,401,616 号に記載されているポストニコフ APTアサルトライフルおよびクラーク カービン。[ 78 ]また、米国特許第 2537443A号のように、ボルトのポートからプライマー全体がカートリッジから排出され、ストライカーをコッキングする場合もある。 [ 79 ]
LAW 80のスポッティングライフルやショルダーランチャー式多目的アサルトウェポンでも同様のシステムが使用されており、9mm、.308 ウィンチェスター弾をベースにしたカートリッジを使用し、雷管の代わりに.22 ホーネット空包が使われています。発射すると、ホーネットの薬莢が少し後退し、作動機構がロック解除されます。[ 80 ]
薬莢自体を、ガランドの雷管作動と同様の作動機構として実験的に使用してきた。この作動方式を採用した既知の試作機には、1936年にミハイル・マモントフとマカール・ゴリャイノフがツKB-14で設計した2つのライフルと、1980年代にAFバリシェフが設計したものが含まれる。マモントフとゴリャイノフのライフルは部分的にしか自動ではなく、ボルトのロック解除のみがガスによって薬莢が押し戻される力で駆動され、残りのサイクル（排莢、再装填）は従来のボルトアクションライフルと同様に手動で行われる。薬莢をピストンとして使用する際の大きな問題は、ピストンを通して銃身の奥深くでガスを吸い上げる場合（マモントフのライフルと同じ薬莢を使用したドラグノフ狙撃銃では約5ミリ秒）に比べて、薬莢の動きがはるかに速い（約1ミリ秒）ことである。バリシェフは、機械式遅延機構を用いた完全自動式だがやや大型の機構を開発した。彼のシステムでは、薬莢が傾斜ボルト面を押し戻し、一定の角度に達すると、ボルトのロックを解除するレバーをさらに押し戻し、ボルトのロックを解除する。[ 81 ]しかし、 GRAUはバリシェフの銃を依然として否定的に評価し、薬莢をピストンとして使用する銃器の信頼性に関する主な問題は1930年代から知られており、未だ解決されていないと指摘した。[ 82 ]
ブリッシュ ロックは、ジョン ベル ブリッシュが極度の圧力下では、特定の異種金属が通常の摩擦法則が予測するよりも大きな力で動きに抵抗するという観察に基づいて設計した尾栓閉鎖機構です。現代の工学用語では、静止摩擦またはスティクションと呼ばれます。彼の閉鎖機構は、トンプソン短機関銃、オートライフル、オートカービンの設計に使用されました。この疑わしい原理は、後に米陸軍の主張により、短機関銃の M1 および M1A1 バージョンでは冗長であるとして排除されました。[ 83 ]潤滑または汚れは、遅延を完全に無効にします。清潔で潤滑されていないブリッシュ システムがもたらす実際の利点は、ボルトにわずか 1 オンスの質量を追加するだけでも達成できます。[ 84 ]
サベージのシステムは、銃身のライフリングが回転力を生み出し、弾丸が銃身から出るまで銃をロックする理論を採用していた。しかし、後に弾丸はロックが起こるずっと前に銃身から出ていることが判明した。サベージのピストルは実際には単純なブローバック式銃として機能していた。[ 85 ] フランスのMAB PA-15およびPA-8 9mmピストルは同様の設計を採用しており、正しく機能する。
発射時にボルトヘッドが後方に移動することで、カートリッジが後方に移動したり、ボルトがロック解除されるまで伸びたりする珍しい動作。[ 86 ] [ 87 ]カートリッジを発射すると、ボルトヘッドが約2.5mm後方に移動して停止し、その後ボルトが回転してロックが解除され、動作が繰り返されます。
ネオジム磁石を用いて作動を遅延させる「単純ブローバック」タイプのボルトを使用した作動。[ 88 ]この作動方式を用いた特殊な緩衝装置がTACCOMによって開発されている。
空気圧/油圧遅延とは、「単純なブローバック」タイプのボルトを使用し、空気圧によって作動を遅延させる方式である。スオミKP/-31やムーア短機関銃はこの方式を採用している例である。[ 89 ]
その他の自動装填システムは以下のとおりです。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）雷管作動装置は、.30口径カートリッジがこの種の作動に適していなかったため、失敗する運命にあった。
{{citation}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）