フューズ

軍用弾薬において、信管（時には信管とも呼ばれる）は、その機能を起動させる装置の一部である。魚雷などの用途では、信管は機能によって起爆装置として識別されることがある。^[1]最も初期の信管設計の相対的な複雑さは、断面図で見ることができる。

信管は、特定の条件下で弾薬の爆発物を起爆させる装置である。さらに、信管には、使用者を早すぎる起爆や偶発的な起爆から保護する安全機構と起爆装置が備わっている。[ ^{2] [3]}たとえば、砲兵信管のバッテリーは大砲発射の高加速によって作動し、信管が機能するには高速回転している必要がある。「完全な砲身安全性」は、砲弾が発射されるまで起爆装置を主爆薬から隔離する機械式シャッターによって達成できる。^[4]

信管には、起爆装置に信号を送るか作動させるために必要な電子部品または機械部品のみが含まれている場合もありますが、一部の信管には、起爆を開始するための少量の主爆薬が含まれています。大量の爆薬を装填する信管には、爆発ブースターが含まれている場合があります。

爆発物や弾薬に関する専門出版物の中には、「fuse」と「fuze」の綴りを区別しているものもあります。^{[5] [6]}英国国防省は次のように述べています（強調は原文のまま）。

導火線：火炎や爆発を伝達するためのコードまたは管。通常は火薬や高性能爆薬を織り込んだコードまたはロープでできている。（この用語にはfuzeという綴りもあるが、この文脈ではfuseという綴りが推奨される。）^[7]

信管：主爆薬を作動させるために設計された爆発部品を備えた装置。（この用語にはfuseという綴りも適しているが、この文脈ではfuzeという綴りが推奨される。）^[8]

歴史的には、's' または 'z' で綴られており、今でも両方の綴りが見られます。^[9]米国および一部の軍隊では、^[10] fuze ^[11]は、機械^{的および/または}電子的部品を組み込んだ高度な点火装置^（たとえば、砲弾の近接信管、機雷の磁気/音響信管、バネ式手榴弾信管、^{[15] [16] [ 17]鉛筆型}雷管またはアンチハンドリング装置）^[18]を表すために使用されます。^[19]

使用状況と、起爆を意図する弾薬の特性は、安全性や作動機構などの信管設計に影響を及ぼします。

砲兵

砲兵信管は、砲弾の特殊な状況下で機能するように調整されています。関連する要因は、砲弾の初期の急加速、高速度、通常は急速な回転であり、これらは安全性と武装の要件およびオプションの両方に影響し、ターゲットは移動中または静止中の場合があります。砲兵信管は、タイマー機構、衝撃、ターゲットへの接近の検出、またはこれらの組み合わせによって起動される場合があります。

手榴弾

手榴弾の信管の要件は、発射体が小さく、短距離でゆっくりと発射されることです。手榴弾の初期加速が不十分で「セットバック」によって作動を開始できず、回転もないため遠心力によって作動を開始できないため、投げる前に手動で作動を開始する必要があります。

航空爆弾

航空爆弾は、主爆薬を起爆するための小さな爆薬を内蔵した信管、または、起爆時に起爆装置を叩くケース入りの撃針である「ピストル」のいずれかによって起爆される。^[20]ピストルは、機械式信管アセンブリの一部とみなされる場合がある。

地雷

設計上の主な考慮事項は、信管が作動させる爆弾は静止しており、標的自体は接触時に移動しているということです。

機雷

海軍の機雷信管に関連する設計要素は、機雷が静止しているか水中を下向きに移動する可能性があり、標的は通常、水面上または水面下、通常は機雷の上を移動していることです。

時限信管は、機械式、電子式、花火式、化学式タイマーを1つ以上組み合わせて、一定時間後に爆発します。使用される技術に応じて、この装置は、展開後数秒、数分、数時間、数日、または数か月で自己破壊する^（または爆発せずに安全になる）場合があります。 ^[21]

初期の砲兵の時限信管は、発射体の表面から中心まで通じる火薬が入った穴に過ぎませんでした。発射時に火薬推進剤の燃焼による炎がこの「信管」に点火し、飛行中に中心まで燃え尽き、発射体に充填されていたものを点火または爆発させました。

19 世紀までに、現代の大砲の「信管」としてより認識される装置は、慎重に選ばれた木材で作られ、発射後に予測可能な時間燃焼するように調整されていました。これらは、砲弾と砲身の間に比較的大きな隙間がある滑腔式の前装式砲から発射されるのが一般的であり、発射時に砲弾から逃げる火薬の発射薬の炎によって木製の信管が点火され、タイマーが作動することに依存していました。

19 世紀中期から後半にかけて、ライフル砲の導入に伴い、遅延機構として燃焼火薬を含む、今日の時限信管の先駆けとなる調節可能な金属製時限信管が普及しました。ライフル砲では砲身と砲身がきつく締まるため、タイマーを起動するのに発射薬の炎に頼ることはできなくなりました。新しい金属製信管は通常、発射の衝撃 (「セットバック」) や発射体の回転を利用して信管を「作動」させ、タイマーを起動します。これにより、これまでなかった安全係数が導入されます。

第一次世界大戦の頃まで、一部の国では現代の花火によく似た単純な黒マッチの導火線を備えた手榴弾がまだ使用されていました。歩兵は手榴弾を投げる前に導火線に火をつけ、意図した数秒間導火線が燃え続けることを期待していました。これらはすぐに 1915 年にミルズ爆弾に取って代わられました。これは、投げるときに安全ピンを引き抜いて起爆ハンドルを解放することで起動する比較的安全で信頼性の高い時限信管を備えた最初の現代的な手榴弾でした。

現代の時限信管では、電子遅延システムが使用されることが多いです。

衝撃信管、打撃信管、接触信管は、通常、ターゲットなどの物体に物理的に衝突して、前方への動きが急激に減少すると起爆します。起爆は瞬時に行われる場合もあれば、ターゲットを貫通してからあらかじめ設定された数分の 1 秒後に意図的に遅延される場合もあります。瞬時の「スーパークイック」信管は、ターゲットとのわずかな物理的接触で瞬時に起爆します。かすめ作用のある信管は、地面などの物理的障害物に軽く当たったことで方向が変わったときにも起爆します。

砲兵用の衝撃信管は、砲弾先端（ポイント起爆）または砲弾基部（ベース起爆）に取り付けられます。

近接信管は、ミサイルの弾頭やその他の弾薬（空中投下爆弾や機雷など）が目標の特定の設定距離内に入ると爆発する（またはその逆）。近接信管は、レーダー、アクティブソナー、パッシブ音響、赤外線、磁気、光電、地震、さらにはテレビカメラの 1 つ以上の組み合わせを組み込んだセンサーを使用する。これらは、持ち上げたり傾けたりするなど、何らかの方法で弾薬に不正アクセスする人を殺傷することを目的として特別に設計された取り扱い防止装置の形をとることがある。使用するセンサーに関係なく、事前に設定された起爆距離は、爆発が目標の十分近くで発生し、目標が破壊されるか深刻な損傷を受けるように計算される。

遠隔起爆装置は、ワイヤーまたは電波を使用して、装置に遠隔的に起爆命令を出します。

気圧信管は、レーダー、気圧高度計、または赤外線距離計を使用して、海抜の特定の設定高度で爆弾を爆発させます。

信管アセンブリには、直列または並列配置で複数の信管が含まれる場合があります。RPG -7には通常、衝撃 (PIBD) 信管が 4.5 秒時限信管と並列に配置されているため、衝撃時に起爆しますが、そうでない場合は 4.5 秒後に起爆します。爆発物を含む軍用兵器には、弾薬発射プラットフォームの危険距離内で時期尚早に起動 (爆発) しないようにするための直列時限信管を含む起爆システムがあります。一般に、弾薬は一定の距離を移動し、一定時間待機するか (時計仕掛け、電子的または化学的遅延メカニズムを使用)、何らかの形式の作動ピンまたはプラグを取り外す必要があります。これらのプロセスが発生した場合にのみ、直列時限信管の作動プロセスが完了します。地雷には、予想される敵対行為の期間後に死傷者を最小限に抑えるために、事前に決められた時間後に地雷を爆発させて破壊する並列時限信管が備わっていることがよくあります。現代の海軍機雷の爆発には、掃海作業を複雑にするために、音響、磁気、圧力センサーの直列配置による同時検出が必要になる場合があります。 ^[23]

迫撃砲 に使用されるM734 信管の複数の安全/作動機能は、現代の電子信管の洗練度を象徴しています。

安全/武装機構は、 M67またはRGD-5 手榴弾信管のバネ式安全レバーのように単純なものでも、ピンが手榴弾に挿入されている限り、またはピンレス手榴弾の安全レバーが押されている限り、爆発列を始動させないものもあります。あるいは、影響機雷の電子タイマー カウントダウンのように複雑なものもあり、磁気センサーまたは音響センサーが完全に作動する前に、機雷を敷設した船舶が爆発ゾーンから移動するのに十分な時間を与えます。

現代の砲弾では、ほとんどの信管に、信管が砲身から出る前に作動するのを防ぐための安全機能がいくつか組み込まれています。これらの安全機能には、「セットバック」または遠心力による作動が含まれる場合があり、多くの場合、両方が同時に機能します。セットバック作動では、加速する砲弾の慣性を利用して、発射体が静止状態から飛行速度まで加速するときに安全機能を解除します。回転作動では、遠心力によって安全機能が解除されるか、作動機構が作動位置に移動する前に、砲弾が特定のrpmに達する必要があります。砲弾はライフル銃身を通して発射されるため、飛行中に回転します。

その他の場合、爆弾、地雷、または発射物には、偶発的な起爆を防ぐ信管が取り付けられている。たとえば、小型プロペラの回転を停止する(ひもでピンを引き抜かない限り) ことで、武器が地面に落とされても、ストライカー ピンが起爆装置に当たることはない。これらのタイプの信管は航空機兵器で機能し、損傷した航空機が飛行を継続できるようにするために、友軍の領土に武器を投棄しなければならない場合がある。乗組員は、安全ピンを付けたまま装置を投棄して安全に武器を投棄するか、武器が航空機から離れるときに安全ピンを取り外して生きたまま投棄するかを選択できる。

航空爆弾および爆雷は、異なる起爆装置/起爆装置の特性を使用して機首と尾部に信管を装着できるため、乗組員は飛行前にはわからない可能性のある目標条件に適した信管効果を選択できます。作動スイッチは、乗組員の選択により、 安全、機首、または尾部のいずれかに設定されます。

ベース信管は、大砲や戦車でも「スクワッシュヘッド」タイプの砲弾に使用されています。また、核砲弾と同様に、一部の徹甲弾にもベース信管が使用されています。

最も洗練された信管機構は核兵器に装備されているもので、その安全装置や起爆装置もそれに応じて複雑です。PAL 保護に加えて、核兵器に使用される信管には、弾頭が完全に起爆する前に非常に特殊な加速および減速プロファイルを必要とするセンサーなど、複数の非常に洗練された環境センサーが備わっています。加速/減速の強度と期間は、爆弾/ミサイルの弾頭が投下または発射されたときに実際に経験する環境条件と一致している必要があります。さらに、これらのイベントは正しい順序で発生する必要があります。追加の安全対策として、ほとんどの現代の核兵器は、タイミングのとれた 2 点起爆システムを使用しており、両方の起爆装置を正確に順番に発火させた場合にのみ、核分裂反応を引き起こす正しい条件が得られます^{[引用が必要]}

注: 一部の信管、例えば空中投下爆弾や地雷に使用される信管には、爆弾処理要員を殺すために特別に設計された処理防止装置が組み込まれている場合があります。信管にブービートラップ機構を組み込む技術は、少なくとも1940年から存在しており、例えばドイツのZUS40除去防止爆弾信管などがあります。^[24]

信管は、標的に対する弾薬の相対的な動きを考慮して適切に機能するように設計されなければならない。標的は、地雷や機雷のような静止した弾薬を通り過ぎるかもしれないし、あるいは、ロケット、魚雷、砲弾、空中投下された爆弾が標的に接近するかもしれない。信管が機能するタイミングは、標的へのダメージが最大になるタイミングで爆発した場合は最適、最適より前に爆発した場合は早期、最適を過ぎて爆発した場合は遅延、弾薬が不発になった場合は不発と説明できる。特定の設計の任意のバッチをテストして、その信管の設置から予想される早期、最適、遅延、不発の割合を判定することができる。^[23]

複合信管の設計は、早期に信管が作動する危険性（および、その後友軍が目標地帯を占領した場合や地上陣地の防衛に使用された対空兵器が重力で戻ってくる場合の遅延作動の潜在的危険性）を認識しながら、最適な起爆を最大化しようとする。直列信管の組み合わせは、個々のコンポーネントの最も遅い起動時に起爆することで、早期作動を最小限に抑える。直列の組み合わせは安全な起爆装置には役立つが、遅延弾や不発弾の割合が増える。並列信管の組み合わせは、個々のコンポーネントの最も早い起動時に起爆することで不発弾を最小限に抑えるが、弾薬が時期尚早に早期作動する可能性が高くなる。高度な軍用弾薬信管には通常、標的破壊用の感知信管の並列配置と直列の起爆装置と、標的が検出されない場合に自己破壊する時限信管が含まれている。^[23]

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  メザリンガム空軍基地のアブロ ランカスター。各爆弾の先端にチョークで書かれた「起爆」状態に注目してください。
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  エリコン20mm砲信管
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  QF 2ポンド艦砲の砲弾の断面図。打撃信管が示されています。
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  M107 155mm砲弾に取り付けられた信管、2000年頃
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  1980 年に起爆した 81mm白リン 迫撃砲弾。隣接するボックスの「fuze」の綴りに注意
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  砲弾と迫撃砲弾用の信管各種
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  第二次世界大戦のイギリス海軍の 4 インチ照明弾。時限信管 (オレンジ、上)、照明剤 (緑)、パラシュート (白、下) が見える。
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  ストークス迫撃砲弾の信管
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  イギリスのNo.63 Mk I 時限式および打撃式信管、1915年頃、榴散弾に使用
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  第一次世界大戦のイギリス製、高爆発性砲弾用グレイズ信管 No. 100 。
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  第一次世界大戦で塹壕迫撃砲に使用されたイギリスの打撃信管 No. 110 Mk III
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  イギリス No. 131 DA (直接動作) 衝撃信管、Mk VI、第一次世界大戦、対空砲で使用
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  イギリス No. 16 D Mk IV N ベース雷管、1936 年頃
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  イギリスのNo.45P直接作用衝撃信管、第一次世界大戦、榴弾砲の砲弾に使用
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  日本の 九九式手榴弾の信管機構を示す断面図。1939 年頃
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  M6A1 圧力/引力信管を示す、米国のM2A4 境界地雷の断面図。1950 年頃
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  ソ連の引き込み信管は、ブービートラップや取り扱い防止の目的で設計された。1950年代頃。起爆装置が爆発物に挿入される。
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  ソ連のブービートラップ引き込み信管の代替設計。通常はトリップワイヤーに接続されています。1950 年代頃
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  ソ連の圧力信管はブービートラップ用で、例えば被害者が緩んだ床板の上に足を踏み入れると、その下に信管（TNT爆薬に接続）が隠されている。1950 年代頃
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  1980年代頃のイタリアのTC/2.4機雷。機械式圧力信管が中央に位置している。
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  第二次世界大戦時のドイツのS地雷。3本爪の信管がねじ込まれる信管穴が見える。
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  ドイツのS地雷用の信管。地雷の信管穴にねじ込まれる。
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  M4対戦車地雷。中央に主信管があり、さらに2つの信管ポケット（両方とも空）があり、対ハンドリング装置を取り付けるオプションがあります。
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  M15対戦車地雷に取り付けられた引き込み信管および/または圧力解放信管の典型的な構成
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  問題を起こしやすいマーク14潜水艦魚雷用のマーク6磁気影響爆発装置は、第一次世界大戦と第二次世界大戦の間に限られたテストで秘密裏に開発されました。

• 砲兵信管 – 砲弾に使用される信管の種類
• 黒マッチ – 綿で作られたヒューズの種類
• 接触信管 – 硬い表面と接触すると爆弾が爆発する装置
• スローマッチ – ゆっくり燃えるコードまたはより糸のヒューズ

• カナダ陸軍電子図書館。野戦砲兵第 6 巻。弾道と弾薬。B-GL-306-006/FP-001 1992-06-01
• 国防省（陸軍部）（1968年）。爆発物の用語と定義。A 32/ARTS/R & D/678。

ウィキメディア・コモンズには、 Fuzesに関連するメディアがあります。

• 最新の弾薬信管のシリーズと詳細な技術仕様
• 爆弾信管データ - 1945 年発行の米国ガイド
• Globalsecurity.org からの安全確保、武装、信管、発砲 (SAFF) 情報
• 空中投下爆弾の信管に関するチュートリアル
• 1940 年代の航空爆弾信管の内部。1 本のネジ山で留められた 2 つのストライカーと 2 つのクリープ スプリングを備えています。
• 第90歩兵師団保存グループ - 81mm迫撃砲信管のページ
• ファーマー、ウィリアム C. (1945)、兵器野外ガイド、第 3 巻、ハリスバーグ、ペンシルバニア州: ミリタリー サービス パブリッシング、pp. cf 7、「信管の紹介」