成形爆薬

成形炸薬は、爆発物のエネルギー効果を集中させるように形作られた炸薬です。さまざまな種類の成形炸薬が、金属の切断や成形、核兵器の起爆、装甲の貫通、石油・ガス産業における井戸の穿孔など、さまざまな目的で使用されています。

現代の典型的な成形炸薬は、炸薬空洞に金属ライナーを備えており、装甲鋼を炸薬直径（炸薬直径、CD）の7倍以上の深さまで貫通することができるが、10CD以上の深さも達成されている^{[1] [2] 。おそらく}高性能爆薬対戦車砲の頭文字HEATから生じた誤解に反して、成形炸薬の効果は加熱や溶融にまったく依存しない。つまり、成形炸薬の噴射は装甲を溶かして通り抜けることはない。その効果は純粋に運動エネルギーによるものであるためである^{[3] 。しかし、その過程でかなりの熱が発生し、貫通}後には二次的にかなりの焼夷効果をもたらすことが多い。

マンロー効果またはノイマン効果は、爆薬の表面に空洞または空隙をあけることで爆風エネルギーを集中させることである。空洞爆薬に関する最初の言及は 1792 年になされた。当時のドイツの鉱山技師であったフランツ・クサーヴァー・フォン・バーダー(1765–1841) は、鉱山雑誌で爆薬の先端に円錐状の空間を設けて爆薬の効果を高め、火薬を節約することを提唱した。^{[4]このアイデアは、ノルウェーやドイツの}ハルツ山地の鉱山で一時採用されたが、当時利用できる爆薬は火薬のみであり、これは高性能爆薬ではないため、成形爆薬効果に必要な衝撃波を発生することができなかった。 ^[5]

最初の真の中空電荷効果は、1883年にドイツのヴァルスローデにあるウォルフ社のニトロセルロース工場長マックス・フォン・フェルスター（1845-1905） ^[6]によって達成されました。^{[7] [8]}

1886年までに、ドイツのデュッセルドルフのグスタフ・ブルームは、爆発の効果を軸方向に集中させる半球形の空洞金属雷管に関する米国特許342,423を申請していた。 ^[9]マンロー効果は、1888年に発見したチャールズ・E・マンローにちなんで名付けられた。ロードアイランド州ニューポートの米国海軍魚雷基地で働いていた民間化学者として、彼は、製造業者の名前が刻印された爆薬用火薬の塊を金属板の隣で爆発させると、文字が板に刻まれることに気づいた。逆に、文字が爆薬の表面より浮き上がっていれば、板の文字も表面より浮き上がるはずだった。^[10] 1894年、マンローは最初の粗雑な成形爆薬を製作した。^{[11] [12]}

行われた実験の中には、鉄と鋼の板でできた壁の厚さが4インチと3/4インチの安全な29インチの立方体を使った実験がありました...重さ9ポンド半の未充填のダイナマイトの中空弾を爆発させると、直径3インチの穴が壁を突き抜けました...中空の薬莢は、ブリキ缶の周りにダイナマイトの棒を結び付けて作られ、缶の口を下にして置きました。^[13]

マンローの成形炸薬の実験は1900年にポピュラーサイエンスマンスリーで広く公表されたが、中空炸薬のブリキ缶「ライナー」の重要性はその後44年間認識されなかった。^[14] 1900年の記事の一部はポピュラーサイエンスの1945年2月号に再掲載され、^[15]成形炸薬弾頭の仕組みが説明された。この記事によって、第二次世界大戦中にアメリカ陸軍のバズーカが装甲車両に対して実際にどのように機能したかが一般大衆にようやく明らかになった。

1910年、ドイツのエゴン・ノイマンは、通常であれば鋼板をへこませるTNT火薬の塊でも、爆薬に円錐状のへこみがあれば鋼板に穴を開けられることを発見した。 ^{[16] [17]}マンローとノイマンの研究の軍事的有用性は長い間評価されなかった。第一次世界大戦と第二次世界大戦の間には、ソ連のマイロン・ヤコヴレヴィチ・スハレフスキー(Мирон Яковлевич Сухаревский)、^[18]イギリスのウィリアム・H・ペイメントとドナルド・ホイットリー・ウッドヘッド、^[19]アメリカのロバート・ウィリアムズ・ウッド^[20]など、数か国の 学者が、爆発中に弾丸が形成されることを認識していた。

1932年、ウィーン工科大学で物理学を学んでいたフランツ・ルドルフ・トーマネクは、中空炸薬効果に基づいた対戦車弾を考案した。オーストリア政府がこのアイデアの追求に興味を示さなかったため、トーマネクはベルリン工科大学に移り、弾道学の専門家カール・ユリウス・クランツの下で研究を続けた。^[21] 1935年、トーマネクはヘルムート・フォン・ヒュッテルンと共に対戦車弾の試作品を開発した。この兵器の性能は期待外れだったが、トーマネクはブラウンシュヴァイクの空軍兵器研究所でフーベルト・シャルディンと共同で開発作業を続けた。^[22]

1937年までに、シャルディンは中空炸薬効果は衝撃波の相互作用によるものだと信じていた。この考えをテストしていた1938年2月4日、トーマネクは成形炸薬爆薬（またはHohlladungs-Auskleidungseffekt（中空炸薬ライナー効果））を思いついた。^[23]（1938年に成形炸薬爆発によって生じる金属ジェットをフラッシュラジオグラフィーで初めて視覚化したのはグスタフ・アドルフ・トーマーだった。^[24]）一方、スイスの化学技術者ヘンリー・ハンス・モハウプトは1935年に独自に成形炸薬弾を開発し、スイス、フランス、イギリス、アメリカの軍に披露した。^[25]

第二次世界大戦中、成形炸薬弾はドイツ（パンツァーシュレック、パンツァーファウスト、パンツァーヴルフマイン、ミステル）、イギリス（68号対戦車擲弾、PIAT、ビーハイブクレーター炸薬）、ソ連（RPG-43、RPG-6）、アメリカ（M9ライフル擲弾、バズーカ）^{[26] [27]}およびイタリア（様々な砲用のエフェット・プロント・スペチアーレ砲弾）によって開発された。^[28]成形炸薬の開発は対戦車戦に革命をもたらした。戦車は歩兵や航空機が携行できる兵器に対して深刻な脆弱性に直面した。

成形炸薬が最も早く使用された例の一つは、 1940年にドイツのグライダー部隊がベルギーのエバン・エマール要塞に対して行った攻撃である。 ^[29]ドイツ兵器局のヴュルフケン博士が開発したこの爆破炸薬は、裏地のない炸薬であり^[30]、現代のHEAT弾頭のように金属の噴出はしなかった。金属の裏地がなかったため、砲塔を揺さぶったものの破壊することはなく、他の空挺部隊は砲塔に登って砲身を破壊せざるを得なかった。^[31]

軍事用語では、成形炸薬弾頭は一般に対戦車高性能爆薬（HEAT）弾頭と呼ばれます。HEAT弾頭は、対戦車誘導ミサイル、無誘導ロケット、銃撃弾（回転式（スピン安定化式）と非回転式の両方）、ライフル手榴弾、地雷、子爆弾、魚雷、その他さまざまな兵器によく使用されます。

第二次世界大戦中、爆薬の構造精度と爆発モードはどちらも現代の弾頭に比べて劣っていました。この精度の低さにより、ジェットは早く曲がり、分解し、したがってより短い距離で爆発しました。その結果生じた分散により、一定の円錐直径に対する貫通深度が減少し、最適なスタンドオフ距離も短くなりました。スタンドオフが大きいと爆薬の効果が低下したため、通常の対戦車ライフルから身を守るために一部のドイツ戦車に装備された側面と砲塔のスカート（シュルツェンとして知られる） ^[32]が、ジェットが分散する余地を与え、HEAT貫通を減らすことが幸運にも判明しました。^[要出典]

装甲車両に追加の間隔をあけた装甲スカートを使用すると、逆の効果が得られ、成形炸薬弾頭の貫通力が実際に高まる可能性がある。発射体/ミサイルの長さの制約により、多くの弾頭に組み込まれたスタンドオフは最適距離よりも短い。そのような場合、スカートは装甲と標的の距離を効果的に広げ、弾頭は最適なスタンドオフに近い位置で爆発する。^[33]スカートはケージ装甲と混同してはならない。ケージ装甲は主にRPG-7発射体の起爆システムにダメージを与えるために使用されるが、衝突時にHEAT発射体が上下にピッチングして、成形炸薬の貫通流の貫通経路を長くすることもできる。先端プローブがケージ装甲のスラットの1つに当たった場合、弾頭は通常どおり機能する。

非軍事用途では、成形炸薬は建物や構造物の爆破に使用され、特に金属の杭、柱、梁を切断するために使用される^{[34] [35] [36]}。^[37]製鉄業では、小型の成形炸薬はスラグで詰まった栓を突き刺すためによく使用される。 [37]また、採石、氷の粉砕、丸太の詰まりの解消、木の伐採、柱穴の掘削にも使用される。 [ ^{37 ]}

成形爆薬は石油・天然ガス産業で最も広く使用されており、特に油井やガス井の仕上げ作業で、油井やガス井の金属ケーシングを一定間隔で穿孔して油やガスを流入させるために使用されています。^{[38] [39]}この産業における別の用途としては、酸素を遮断して石油やガスの火災を消火することなどがあります。

はやぶさ2の小惑星リュウグウ162173探査ミッションでは、4.5kg（9.9ポンド）の成形炸薬が使用された。宇宙船は爆発装置を小惑星に投下し、宇宙船を覆い隠した状態で爆発させた。爆発により幅約10メートルのクレーターが掘られ、小惑星の未処理のサンプルを採取することができた。^[40]

典型的な装置は、一端に金属で裏打ちされた円錐形の空洞があり、もう一端に中央の雷管、雷管の列、または起爆導波管がある固体の爆薬円筒から構成されます。爆発エネルギーは爆薬の表面から（表面に対して垂直に）直接放出されるため、爆薬の形状を整えることで爆発エネルギーが空洞に集中します。空洞が適切に（通常は円錐形に）形成されている場合、爆薬の爆発によって発生する巨大な圧力によって空洞内のライナーが内側に押し出され、中心軸を中心に崩壊します。

衝突の結果、金属粒子の高速ジェットが形成され、軸に沿って前方に噴射されます。ジェット物質のほとんどは、ライナーの最も内側の部分、つまり厚さの約 10% から 20% の層から発生します。ライナーの残りの部分は、動きの遅い物質の塊を形成します。この塊は、その外観から「キャロット」と呼ばれることもあります。

ライナーに沿って崩壊速度が変化するため、ジェットの速度も長さに沿って変化し、前方から減少します。このジェット速度の変化により、ジェットは引き伸ばされ、最終的に粒子に分解されます。時間が経つにつれて、粒子は整列から外れる傾向があり、長いスタンドオフでの浸透の深さが減少します。

ジェットの最前部を形成する円錐の頂点では、ライナーはジェットの一部を形成する前に完全に加速する時間がありません。その結果、ジェットの小さな部分は、その後に形成されるジェットよりも低い速度で発射されます。その結果、ジェットの最初の部分が合体して、顕著に広い先端部分を形成します。

ジェットの大部分は極超音速で移動する。先端は毎秒7～14キロメートル、ジェット尾部はより低速（毎秒1～3キロメートル）、スラグはさらに低速（毎秒1キロメートル未満）で移動する。正確な速度は、爆薬の構成と閉じ込め、爆薬の種類、使用される材料、および爆発の起爆モードによって決まる。典型的な速度では、貫通プロセスで非常に大きな圧力が発生するため、流体力学的圧力とみなすことができる。近似的には、ジェットと装甲は非粘性で圧縮可能な流体として扱うことができ（例えば、^[41]を参照）、材料の強度は無視できる。

磁気拡散分析を用いた最近の技術では、飛行中の銅製ジェット先端の外側の 50% の体積の温度は 1100K から 1200K の間であることが示され、^[42]これまでの想定よりも銅の融点 (1358 K) にかなり近い値でした。^[43]この温度は、実験全体をシミュレートした流体力学計算と一致しています。^[44]これと比較して、1970 年代後半の 2 色放射測定では、さまざまな成形爆薬ライナーの材質、コーンの構造、爆薬充填剤の種類によって温度が低くなることが示されています。^[45]

銅ライナーと尖った円錐の頂点を持つComp-B充填成形爆薬のジェット先端温度は、5回のショットサンプリングで668 Kから863 Kの範囲でした。丸い円錐の頂点を持つオクトール充填爆薬は、一般的に表面温度が高く、平均810 Kで、Comp-B充填のスズ鉛ライナーの温度は平均842 Kでした。スズ鉛ジェットは液体であると判定されましたが、銅ジェットは銅の融点よりはるかに低いです。しかし、これらの温度は、回収された柔らかい銅ジェット粒子が中心部で溶融の兆候を示し、外側の部分は固体のままであり、バルク温度と同一視できないという証拠と完全には一致していません。^[46]

爆薬と標的の位置関係は、2 つの理由から、最適な貫通力を得るために重要です。爆薬が近すぎる場所で爆発すると、ジェットが十分に発生する時間が足りません。しかし、ジェットは比較的短い距離、通常は 2 メートル未満で分解して分散します。このような距離差では、爆薬は粒子に分解され、貫通軸から外れて転がり落ちる傾向があるため、後続の粒子は穴を深くするのではなく広げる傾向があります。距離差が非常に長いと、空気抵抗によって速度が失われ、貫通力がさらに低下します。

中空炸薬の有効性の鍵は、その直径です。標的を貫通し続けると、穴の幅が狭くなり、特徴的な「拳から指」の動きが起こります。最終的な「指」のサイズは、元の「拳」のサイズに基づいています。一般的に、成形炸薬は、炸薬の品質に応じて、直径の150%から700% ^[47]の厚さの鋼板を貫通できます。この数字は基本的な鋼板のものであり、複合装甲、反応装甲、またはその他のタイプの現代の装甲のものではありません。

ライナーの最も一般的な形状は円錐形で、内部の頂角は 40 ～ 90 度です。頂角が異なると、ジェットの質量と速度の分布が異なります。頂角が小さいと、ジェットが分岐したり、ジェットがまったく形成されなくなることもあります。これは、崩壊速度が特定のしきい値を超えているためで、通常はライナー材料のバルク音速よりわずかに高い値です。広く使用されている他の形状には、半球、チューリップ、トランペット、楕円、双円錐形などがあり、さまざまな形状によって、速度と質量の分布が異なるジェットが生成されます。

^{ライナーは、様々な金属[48]}やガラスなど、多くの材料から作られてきました。最も深い貫通は、高密度で延性のある金属で達成され、非常に一般的な選択肢は銅です。一部の現代の対装甲兵器では、モリブデンや、タングステンフィラーと銅バインダーの疑似合金（9:1、したがって密度は≈18 Mg/m ³）が採用されています。アルミニウム、タングステン、タンタル、劣化ウラン、鉛、スズ、カドミウム、コバルト、マグネシウム、チタン、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、ベリリウム、ニッケル、銀、さらには金やプラチナなど、ほぼすべての一般的な金属元素が試されてきました。^[要出典]材料の選択は、貫通するターゲットによって異なります。たとえば、アルミニウムはコンクリートのターゲットに有利であることがわかっています。

初期の対戦車兵器では、銅がライナー材料として使用されていました。その後、1970年代に、タンタルは銅よりもはるかに高い密度と高ひずみ速度での非常に高い延性により、銅よりも優れていることがわかりました。他の高密度金属や合金は、価格、毒性、放射能、または延性の欠如の点で欠点がある傾向があります。^[49]

最も深く貫通する場合、純金属を使用すると最も良い結果が得られます。これは、純金属が最も高い延性を示し、ジェットが伸びるときに粒子に分解されるのを遅らせるためです。ただし、油井完成用の充填物では、固体のスラグまたは「キャロット」が形成されないようにすることが重要です。これは、貫通したばかりの穴を塞ぎ、石油の流入を妨げるためです。したがって、石油業界では、ライナーは一般に粉末冶金で製造され、多くの場合、焼結しない場合は、主に分散した微細金属粒子で構成されるジェットを生成する 擬似合金で作られています。

しかし、焼結されていない冷間プレスライナーは防水性がなく、脆い傾向があるため、取り扱い中に損傷しやすくなります。通常は亜鉛ライニング銅であるバイメタルライナーを使用できます。ジェット形成中に亜鉛層が蒸発し、スラグは形成されません。欠点は、コストが増加し、ジェット形成が2つの層の結合品質に依存することです。低融点（500 °C未満）のはんだまたはろう付けのような合金（例：Sn ₅₀ Pb ₅₀、Zn _97.6 Pb _1.6、または鉛、亜鉛、カドミウムなどの純金属）を使用できます。これらは井戸のケーシングに到達する前に溶けるため、溶けた金属が穴を塞ぐことはありません。その他の合金、二元共晶合金（例：Pb _88.8 Sb _11.1、Sn _61.9 Pd _38.1、またはAg _71.9 Cu _{28.1 ）は、脆い}樹枝状結晶を持つ延性マトリックスを持つ金属マトリックス複合材料を形成します。このような材料はスラグ形成を減らしますが、成形が困難です。

低融点材料の個別介在物を含む金属マトリックス複合材も別の選択肢です。介在物は、ジェットが坑井ケーシングに到達する前に溶けて材料を弱めるか、亀裂の核形成部位として機能し、衝突時にスラグが分解します。第 2 相の分散は、ビスマス、1～5% のリチウム、最大 50% (通常 15～30%) の鉛など、銅に溶けない低融点金属を含む鋳造合金 (銅など) でも実現できます。介在物のサイズは熱処理によって調整できます。介在物の不均一な分布も実現できます。その他の添加物で合金の特性を変更できます。スズ (4～8%)、ニッケル (最大 30%、多くの場合スズと一緒に)、最大 8% のアルミニウム、リン(脆いリン化物を形成)、または 1～5% のシリコンは、亀裂の開始部位として機能する脆い介在物を形成します。材料コストを下げ、脆性相をさらに形成するために、最大30％の亜鉛を添加することができる。^[50]

酸化ガラスライナーは低密度のジェットを生成するため、貫通深度は低くなります。密度は低いが自然発火性の金属（アルミニウムやマグネシウムなど）の層を1つ使用した二重層ライナーは、装甲貫通作用後の焼夷効果を高めるために使用できます。爆発溶接は、金属と金属の界面が均質で、大量の金属間化合物を含まず、ジェットの形成に悪影響を与えないため、そのようなライナーの製造に使用できます。^[51]

浸透深さはジェットの最大長さに比例し、ジェットの最大長さはジェットの先端速度と粒子化までの時間の積である。ジェットの先端速度はライナー材料内のバルク音速に依存し、粒子化までの時間は材料の延性に依存する。達成可能な最大ジェット速度は、材料内の音速のおよそ 2.34 倍である。^[52]速度は 10 km/s に達することがあり、爆発後約 40 マイクロ秒でピークに達します。円錐の先端は約 2500 万 g の加速を受けます。ジェットの尾は約 2～5 km/s に達します。ジェットの先端とターゲットの間の圧力は 1 テラパスカルに達することがあります。この莫大な圧力により金属は液体のように流れますが、X 線回折では金属は固体のままであることが示されています。この動作を説明する理論の 1 つは、ジェットの溶融コアと固体シースを提案しています。最も延性の高い面心立方金属が最適な材料ですが、グラファイトや延性ゼロのセラミックコーンでも大きな浸透が見られます。^[53]

貫通力を最適化するために、通常は爆発速度と爆発圧力が高い高性能爆薬が選ばれる。高性能対装甲弾頭に使用される最も一般的な爆薬はHMX (オクトゲン) であるが、純粋な形では決して使用されない。これは、過敏すぎるからである。通常は、ポリマー結合爆薬 (PBX) LX-14 のように数パーセントの何らかのプラスチック結合剤と混合されるか、または TNT などの感度の低い別の爆薬と混合されてオクトゲンが形成される。その他の一般的な高性能爆薬はRDXベースの組成物であり、これも PBX として、または TNT (組成物 Bおよびサイクロトールを形成) またはワックス (サイクロナイト) との混合物として使用される。爆薬の中には、爆発温度と爆発温度を上げるために粉末アルミニウムを組み込んだものがあるが、この添加によって一般に成形爆薬の性能が低下する。非常に高性能だが敏感な爆薬CL-20を成形炸薬弾頭に使用する研究が行われてきましたが、現時点ではその敏感さのため、PBX複合材LX-19（CL-20とエスタンバインダー）の形で行われています。

「ウェーブシェイパー」とは、爆発波の経路を変える目的で爆薬内に挿入される不活性材料（通常は固体または発泡プラスチックだが、金属や中空の場合もある）の本体（通常は円盤または円筒形のブロック）である。その効果は、貫通性能を高める目的で、円錐の崩壊とそれに伴うジェット形成を修正することである。ウェーブシェイパーは、スペースを節約するためによく使用され、ウェーブシェイパーを使用した短い装薬は、ウェーブシェイパーなしの長い装薬と同じ性能を達成できる。可能な波形の空間は無限であることから、計算設計によって成形爆薬の性能を向上させることができる、より最適なウェーブシェイパーを設計するための機械学習方法が開発されている。^[54]

もう一つの便利な設計上の特徴は、サブキャリブレーション、つまり爆薬よりも小さい直径（口径）のライナーの使用です。通常の爆薬では、円錐の底部付近の爆薬は非常に薄いため、隣接するライナーを十分な速度まで加速して効果的なジェットを形成することができません。サブキャリブレーションされた爆薬では、デバイスのこの部分が効果的に遮断され、同じ性能でより短い爆薬になります。

成形爆薬にはいくつかの形態がある。

線形成形爆薬 (LSC) は、V 字型の形状で長さの異なるライニングを備えています。ライニングは爆薬で囲まれており、爆薬は適切な材料で包まれています。この材料は爆薬を保護し、爆発時に爆薬を閉じ込める (突き固める) 役割を果たします。「爆発時に、爆発の高圧波が側壁に入射して集中すると、LSC の金属ライニングが崩壊し、切断力が発生します。」^[55]爆発はライニングに突き刺さり、連続したナイフのような (平面の) ジェットを形成します。ジェットは、その経路にあるあらゆる材料を、爆薬のサイズと材料に応じた深さまで切断します。通常、ジェットは爆薬の幅の約 1 ～ 1.2 倍^[56]まで貫通します。複雑な形状の切断には、鉛または高密度フォームの外装と、鉛であることが多い延性/柔軟性のあるライニング材を備えた柔軟なバージョンの線形成形炸薬もあります。LSCは、建物の制御された解体など、ロール鋼製梁（RSJ）やその他の構造ターゲットの切断によく使用されます。LSCは、多段式ロケットの段を分離し、軌道を外れたときに破壊するためにも使用されます。 ^[57]

爆発成形貫通体 (EFP) は、自己鍛造破片 (SFF)、爆発成形弾 (EFP)、自己鍛造弾 (SEFOP)、プレートチャージ、ミスネー・シャルダン(MS) チャージとも呼ばれます。EFP は、爆発物のデトネーション波の作用 (および、それほどではないがデトネーション生成物の推進効果) を利用して、延性金属 (銅、鉄、タンタルなど) のプレートまたは皿を、一般にスラグと呼ばれるコンパクトな高速弾に射出して変形させます。このスラグは、約 2 キロメートル/秒の速度でターゲットに向かって射出されます。EFP が従来の (円錐形など) 成形チャージよりも優れている主な利点は、チャージの直径の数百倍 (実用的なデバイスではおそらく 100 メートル) に相当する非常に大きなスタンドオフでも有効であることです。

EFP は、第一世代の反応装甲による影響が比較的少なく、空気抵抗により装甲を貫通する速度が無効になるか、ターゲットへの命中が問題になるまで、おそらく最大で 1000 チャージ直径 (CD) まで移動できます。ボールまたはスラグ EFP の衝撃により、通常は直径は大きいが比較的浅い穴 (最大で CD 数個分) が開きます。EFP が装甲を貫通すると、剥離と広範囲の装甲背後効果 (BAE、装甲背後損傷、BAD とも呼ばれる) が発生します。

BAE は主に、内部空間に注入される高温で高速の装甲とスラグの破片、およびこの破片によって生じる爆風の過圧によって発生します。より現代的な EFP 弾頭バージョンでは、高度な起動モードを使用することで、長いロッド (伸張したスラグ)、複数のスラグ、およびフィン付きのロッド/スラグ弾も生成できます。長いロッドは装甲をはるかに深く貫通できますが、BAE には多少の欠点があります。マルチスラグは軽量またはエリア ターゲットの撃破に優れ、フィン付きの弾ははるかに正確です。

このタイプの弾頭の使用は、主力戦車 (MBT) の上部、腹部、後部装甲部などの軽装甲部に限定されています。これは、防御力がそれほど高くない他の装甲戦闘車両 (AFV) の攻撃や、物質的な目標 (建物、バンカー、橋の支柱など) の突破に適しています。新しいロッド弾は、MBT のより重装甲の部分に対して効果的である可能性があります。EFP 原理を使用する兵器は、すでに戦闘で使用されています。2003年のイラク戦争で米国空軍と海軍が使用したCBU-97クラスター爆弾の「スマート」子弾はこの原理を採用しており、米国陸軍はSADARM (Seek And Destroy ARMor)プロジェクトの下で精密誘導砲弾の実験を行っていると報じられています。 EFPの原理を利用した発射体（BONUS、DM 642）やロケット子弾（Motiv-3M、DM 642）、地雷（MIFF、TMRP-6）も数多く存在する。EFP弾頭の例としては、米国特許5038683 ^{[58]やUS6606951 [59]}がある。

現代の対戦車ロケット弾（RPG-27、RPG-29）とミサイル（TOW-2、TOW-2A、エリクス、HOT、ミラン）には、2つの別々の成形炸薬からなるタンデム弾頭成形炸薬が使用されており、通常、成形炸薬同士の間にはある程度の距離がある。TOW-2Aは1980年代半ばにタンデム弾頭を使用した最初の弾頭であり、NATOの対戦車ミサイルは新しいERAボックスを装備したソ連の戦車には効果がないという懸念から、米軍は報道機関と議会の圧力を受けてこの兵器の特徴を明らかにしなければならなかった。陸軍は、TOW-2とTOW-2Aの折り畳み式プローブの先端に40mmの前身成形炸薬弾頭が取り付けられていることを明らかにした。^[60]

通常、前方の炸薬は後方のものよりいくらか小さく、ERAボックスまたはタイルを破壊することを主な目的としている。タンデム弾頭の例としては、米国特許7363862 ^[61]および米国特許5561261 ^[62]がある。米国のヘルファイア対装甲ミサイルは、1つの弾頭に同じ直径の成形炸薬2つを積み重ねるという複雑な技術的偉業を成し遂げた数少ないミサイルの1つである。最近、ロシアの兵器会社は、同じ直径の成形炸薬2つを前後に並べた125mm戦車砲弾を発表したが、後ろの成形炸薬は、その貫通流が前方の成形炸薬の貫通流を妨げないようにオフセットされている。ヘルファイアとロシアの125mm弾薬の両方が同一直径のタンデム弾頭を持っている理由は、貫通力を高めるためではなく、装甲外効果を高めるためである。

1964年、ソ連の科学者が、もともと厚い鋼鉄の装甲を貫通するために開発された成形炸薬を衝撃波の加速に応用することを提案した。^[63]結果として得られた装置は、風洞に少し似ており、ヴォイテンコ・コンプレッサーと呼ばれている。^[64]ヴォイテンコ・コンプレッサーは、最初に可鍛性の鋼板で成形炸薬から試験ガスを分離する。成形炸薬が爆発すると、そのエネルギーのほとんどが鋼板に集中し、鋼板を前方に押し出し、試験ガスをその前方に押し出す。エイムズ研究所はこのアイデアを自己破壊型衝撃管に応用した。66ポンドの成形炸薬が、長さ2メートルの3センチのガラス壁の管内でガスを加速した。結果として生じた衝撃波の速度は毎秒22万フィート（67 km/s）だった。爆発にさらされた装置は完全に破壊されたが、その前に有用なデータが抽出された。^[65]

典型的なヴォイテンコ圧縮機では、成形爆薬が水素ガスを加速し、その結果薄い円盤が約 40 km/s まで加速されます。^{[66] [67]}ヴォイテンコ圧縮機のコンセプトに若干の変更を加えたものが超圧縮デトネーションです。^{[68] [69]}これは、従来のガス混合物の代わりに、鋼鉄製の圧縮チャンバー内で圧縮可能な液体または固体燃料を使用する装置です。^{[70] [71]}この技術をさらに拡張したものが爆発性ダイヤモンドアンビルセルです。^{[72] [73] [74] [75]}これは、水素などの単一の鋼鉄でカプセル化された燃料^[76]に向けて複数の対向する成形爆薬ジェットを噴射します。これらの装置で使用される燃料は、二次燃焼反応および長い爆風インパルスとともに、燃料空気爆薬およびサーモバリック爆薬で遭遇するものと同様の条件を生み出します。^{[77] [78] [79] [80]}

オリオン計画で提案された核推進システムには、宇宙船の反応加速のための核成形炸薬の開発が必要だった。核爆発による成形炸薬の効果は推測的に議論されてきたが、実際に生成されたかどうかは不明である。 ^{[81] [82] [83]}たとえば、初期の核兵器設計者テッド・テイラーは、成形炸薬に関して「1キロトンの核分裂装置を適切に形作れば、直径10フィート（3.0メートル）の穴を1000フィート（305メートル）の岩に開けることができる」と述べたと伝えられている。^[84]また、核推進の爆発成形貫通体が、1960年代に弾道ミサイル防衛用に提案されたようだ。^{[85] [86]}

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• 1945年のポピュラーサイエンスの記事で、ついに成形炸薬兵器の秘密が明らかになった。記事には、マンロー教授の粗雑な成形炸薬実験を描いた1900年のポピュラーサイエンスの図面の再版も含まれている。
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