
銃器や砲兵において、雷管(/ ˈpr aɪmər / )は、砲身から発射体を押し出す推進剤の燃焼を開始させる化学物質および/または装置である。
初期の黒色火薬銃、例えば前装式銃では、雷管は基本的に主推進剤と同じ化学物質(ただし通常はより細かい粉末状)でしたが、外部の火皿に注ぎ込まれ、そこでマッチやフリントロックなどの点火源によって点火されました。ただし、一部の前装式銃にはキャップガンの雷管のような雷管が使われていました。この外部の火薬は、銃身後部の小さな開口部を通して銃身内の主装薬に接続されていました。火薬は濡れると燃えないため、雨天時や湿度の高い状況では、これらのタイプの銃を発射することは困難(あるいは不可能)でした。
一方、現代の雷管は、より特殊化されており、点火するように設計された主推進剤とは区別されます。雷管には、衝撃に敏感な化学物質を使用するものと、電気パルスによって点火される化学物質に依存するものの2種類があります。小型の武器では、雷管は通常前者のタイプで、カートリッジの底部に組み込まれています。例としては、拳銃のカートリッジ、ライフルのカートリッジ、散弾銃のシェルなどがあります。対照的に、大型の砲では、一般的に電気式雷管が使用されます。砲では、雷管は多くの場合、主推進剤の後ろの砲身内に配置される別部品ですが、例えば一部の自動火器など、電気式雷管が一体化されたカートリッジを発射するように設計された銃もあります。
撃針によって十分な力が加えられたり、電気的に点火されたりすると、雷管は化学反応を起こして熱を発生し、その熱が主推進薬に伝わって点火し、それが弾丸を推進します。雷管は小さいため、それ自体では弾丸を発射するほどの力はありませんが、弾丸を銃身に途中まで押し込むだけのエネルギーは持っています。これは不発弾と呼ばれる危険な状態です。
あらゆる種類の銃器を発射する最初のステップは、推進剤に点火することです。最も初期の銃器は手持ち式大砲で、単純な密閉された筒でした。筒の閉じた端には「点火孔」と呼ばれる小さな穴が開けられており、そこから主となる火薬が流れ込んでいました。この穴には細かく砕いた火薬が詰められ、熱い炭火や松明で点火されました。携帯型の銃器が登場すると、これは銃を発射する好ましくない方法となりました。燃えている棒を持ちながら黒色火薬を慎重に銃身に注ぎ込むのは危険ですし、片手で銃を持ちながら同時に標的を狙い、点火孔を探すのは正確に発射するのが非常に困難です。
小型火器の発射を容易にするための最初の試みは「マッチロック」でした。マッチロックには、引き金(当初は「トリッカー」と呼ばれていました)によって作動する「ロック」(当時のドアロックに似ていることからそう呼ばれていました)が組み込まれていました。ロックは、引くと回転してマッチを点火孔まで下げる単純なレバーでした。マッチは、硝酸塩、木炭、硫黄の溶液に浸して乾燥させた植物繊維で作られた、ゆっくり燃える導火線でした。この「スローマッチ」は、銃を使用する前に点火され、ゆっくりと燃え続け、燃えている先端に熱い炭火を残します。銃に火薬を装填し、点火孔に火薬を充填した後、マッチの燃えている先端を、ロックが点火孔に接触するように配置します。銃を発射するには、銃を狙い、引き金を引きます。これによりマッチが点火孔まで下がり、火薬に点火します。注意深く管理すれば、ゆっくり燃えるマッチを長時間燃やし続けることができ、ロック機構を使用することでかなり正確な着火が可能になった。
点火技術における次の革命は「ホイールロック」でした。これは、現代のライターと同様に、バネ仕掛けのギザギザの鋼鉄製の車輪が黄鉄鉱の破片に擦れる仕組みでした。鍵を使って車輪を巻き上げ、バネに張力をかけます。張力がかかった車輪は、引き金で固定されます。引き金を引くと、鋼鉄のギザギザの縁が黄鉄鉱に擦れて火花が発生します。これらの火花は、「フラッシュパン」と呼ばれる、火打ち穴につながる粉末が入った容器に導かれます。フラッシュパンは通常、バネ仕掛けの蓋で保護されており、引き金を引くと蓋がスライドして開き、粉末が火花にさらされます。ホイールロックは大きな革新でした。熱源として燃焼物に頼らないため、長時間使用できる状態を維持できたからです。また、蓋付きのフラッシュパンは、悪天候にもある程度耐えることができました。風雨や湿気の多い天候では火縄銃は役に立たないが、装填済みで火皿周辺に少量の油を塗って防水処理を施したホイールロック式銃は、ほとんどの条件下で発砲できる。
ホイールロック式銃は、よりシンプルで頑丈な設計の銃に取って代わられるまで、短期間しか人気を博しませんでした。ホイールロック式銃と同様に、火皿と火花を使って火薬に点火します。名前が示すように、フリントロック式銃は黄鉄鉱ではなく火打ち石を使用します。火打ち石はバネ仕掛けのアームに保持され、その動きが鶏がつつく様子に似ていることから「コック」と呼ばれていました。コックは約90度の弧を描いて回転し、引き金によって張力のかかった「コック」位置に保持されます。通常、フリントロック式銃はコックを2つの位置に固定できます。「ハーフコック」位置ではコックが半分の位置で保持され、引き金を引いてもコックが解放されないように深い切り欠きが使用されています。ハーフコックは安全位置であり、装填、保管、または装填済みのフリントロック式銃の持ち運び時に使用されます。「フルコック」位置ではコックが完全に後方に保持され、この位置から銃が発射されます。 L字型の「フリズン」は、フリントロック式銃の点火システムのもう一方の半分でした。これは、火皿の蓋と、火打ち石を叩く鋼鉄製の打撃面の両方の役割を果たしました。フリズンは蝶番とバネで固定されており、開いた状態と閉じた状態でロックできました。閉じた状態では、打撃面が火打ち石が適切な角度で当たるように配置され、火花を発生させました。火打ち石が当たるとフリズンが開き、火皿が火花にさらされます。フリントロック式銃の機構は、ホイールロック式銃よりもシンプルで頑丈であり、火打ち石と鋼鉄は良好で信頼性の高い点火源となりました。フリントロック式銃は200年以上にわたり軍用として使用され、現在でも歴史再現イベントや前装式射撃競技、そしてフリントロック式ならではの挑戦を楽しむハンターのために製造されています。

点火技術における次の大きな飛躍は、化学プライマー、すなわち「キャップ」の発明と、それを使用する機構である「キャップロック」の発明でした。パーカッション点火は、1807年にスコットランドの聖職者アレクサンダー・ジョン・フォーサイス牧師 によって発明されましたが、1820年代から1830年代にかけて徐々に受け入れられるまでには、さらなる改良が必要でした。19世紀半ばまでに、パーカッションまたはキャップロック方式は十分に確立されました。これは、フリントロックよりもシンプルで信頼性が高かったため、南北戦争の両陣営で採用されました。キャップロックが急速に普及した主な理由は、フリントロックとの類似性と、古い銃をパーカッションキャップ点火方式に改造するのが容易だったことです。通常、同じロックと銃身をわずかな変更で使用できました。火皿とフリズンは取り外され、代わりに小型の中空水平円筒(ドラム)が取り付けられた。この円筒は、穴を開けてタップ加工された発火孔にねじ込まれ、キャップを取り付けるための「ニップル」が付いていた。コックの代わりに、半コック(キャップの装填と取り付け用)と全コックの位置を持つ「ハンマー」が取り付けられた。引き金を引いてハンマーを放すと、キャップが叩かれ、ニップルに押し付けられて潰れる。雷管は、少量の感圧性爆薬(多くの場合、雷酸水銀)が入った薄い金属製のカップだった。潰されると爆薬が爆発し、高温のガスがニップルの穴を通って銃の点火孔に流れ込み、火薬に点火する。発射の過程で、ハンマーを半コックの位置に移動して装填すると、キャップは通常割れて外れた。キャップロック方式はうまく機能し、今でも前装式銃を使用するハンターやレクリエーション射撃者にとって好ましい点火方法となっている。
ケースレスカートリッジの中には、雷管を全く使用せず、外部から供給される電気エネルギーで主推進薬に点火するタイプのものも少数存在する。例えば、 Voere VEC-91やO'Dwyer VLeなどが挙げられる。これは、電気点火式の内部雷管(下記参照)とは異なる。

19世紀には、化学雷管、高度な冶金技術、そして製造技術が融合し、全く新しい種類の銃器、すなわちカートリッジ式銃器が誕生しました。フリントロック式やキャップロック式の銃を使う射手は、長らく紙製のカートリッジに弾薬を入れて持ち運んでいました。このカートリッジは、一定量の火薬と弾丸を一つの便利なパッケージに収める役割を果たし、また、銃身内で弾丸を密封する役割も担っていました。しかし、点火源はカートリッジとは別に扱われていました。化学雷管の登場により、弾丸、火薬、雷管を一つのパッケージに組み合わせ、銃の薬室から素早く装填できる様々なシステムが開発されるようになりました。これにより、再装填の手順が大幅に簡素化され、半自動式および全自動式銃器への道が開かれました。
この大きな進歩には代償が伴った。弾薬に薬莢という新たな部品が加わり、銃を再装填する前に薬莢を取り外さなければならなくなったのだ。例えば、フリントロック式銃は発射後すぐに再装填できるが、真鍮製の薬莢を採用したことで、薬莢の排出と排莢に問題が生じた。現代の銃の機構は、弾薬を装填して発射するだけでなく、使用済みの薬莢を取り出す必要もあり、そのためには多くの可動部品が必要となる。薬莢が薬室から適切に取り出せなかったり、薬莢が作動機構に詰まったりすることで、多くの故障が発生する。19世紀の発明家たちは、この新たな複雑さを受け入れることに抵抗があり、真鍮製の薬莢の利点が唯一の欠点をはるかに上回ると認めるまで、様々な自己消費型薬莢を試作した。
長年にわたり使用され続けてきた、自己完結型の金属薬莢点火方式は、リムファイア式、ベルダン式センターファイア雷管、ボクサー式センターファイア雷管の3種類である。
ピンファイア式銃弾は、真鍮製の旧式薬莢の一種で、薬莢底部から放射状に突き出た小さなピンを叩くことで点火する仕組みになっています。1828年にカシミール・ルフォーショーによって発明されましたが、特許が取得されたのは1835年で、金属製薬莢の初期の実用的な設計の一つでした。しかし、突き出たピンは損傷や位置ずれ、偶発的な点火を起こしやすいという欠点がありました。さらに、装填時にはピンを小さな切り欠きに慎重に配置する必要があったため、連発式や自動装填式の銃器には使用できませんでした。現在では、ピンファイア式は、騒音発生装置として設計されたごく小型の空包や、珍しい銃器にのみ使用されています。
リムファイアカートリッジは、後端に中空の膨らみ(リム)がある薄い真鍮製の薬莢を使用します。このリムは製造時に衝撃に敏感な雷管で満たされます。湿潤状態では雷管は安定しており、湿潤雷管のペレットを薬莢に入れ、リムの端まで覆うように回転させます。(正確な製造工程と、成功裏に使用された一連の化学物質については、ジェームズ・E・バーンズによる1932年のレミントン・アームズ社の特許である米国特許第1,880,235号を参照してください。)乾燥状態では、リム内の雷管は衝撃に敏感になります。その後、ハンマーまたは撃針によってリムが押しつぶされると、雷管が爆発して火薬に点火します。リムファイアカートリッジは通常使い捨てで、再装填はできません。また、リムは容易に押しつぶせるほど薄くなければならないため、薬莢内の最大圧力はこの薄いリムの強度によって制限されます。リムファイア弾薬は当初、最大1インチ(25mm )口径まで入手可能でしたが、.22インチ(5.6mm )以下の口径を除いて、最終的にはすべて廃れてしまいました。ピストルでも使用される.22ロングライフル弾は、安価で比較的静かで反動が非常に少ないため、今日では最も人気のあるレクリエーション用口径となっています。
リムファイアの雷管方式は、必要なケースが薄いため制限があるものの、近年何度か復活を遂げている。最初は、1959年にウィンチェスターの.22マグナムリムファイア、または.22 WMRが登場し、続いて1970年には、ウィンチェスターのマグナムケースをベースにしたレミントンの短命に終わった5mmリムファイアが登場した。2002年には、ホーナディが.22 WMRをベースにした新しい.17口径カートリッジ、.17 HMRを発表した。.17 HMRは基本的に.22 WMRカートリッジのネックを下げて.17口径の弾丸を装填できるようにしたもので、弾道が平坦な軽量の害獣駆除用弾薬として使用されている。 .17 HMRに続いて、2003年にはホーナディの.17 Mach 2、または.17 HM2が登場しました。これは、わずかに長く、ネックダウンされた.22ロングライフル弾をベースにしています。これら2つの.17口径リムファイア弾は、銃器メーカーから広く支持されており、ハイテクで高速な.17口径ジャケット弾のため、.17リムファイア弾は.22口径バージョンよりもかなり高価ですが、近距離射撃には最適で、同等のセンターファイア弾よりもはるかに安価です。 2013年、ウィンチェスターは.17ウィンチェスター・スーパーマグナムを発売した。これは、すでに廃止された.25スティーブンスのより大きな薬莢を使用することで、 20グレイン(1.3g)の弾丸で3,000フィート/秒(910m /秒)近い速度を実現し、現在使用されているリムファイア弾の中で世界最速かつ最強の弾薬となっている。[ 1 ]
センターファイア弾薬の特徴は、カートリッジ底部中央のくぼみに挿入された雷管を収容する金属製のカップです。銃の撃針は、カップとアンビルの間の爆薬を押しつぶし、高温ガスと白熱粒子のシャワーを発生させて火薬に点火します。[ 2 ]センターファイアカートリッジにはベルダン式とボクサー式の雷管が使用され、雷管の構造が異なります。火薬の迅速な点火を実現するために、さまざまなサイズの雷管にさまざまな雷管混合物が使用されてきました。無煙火薬の防爆コーティングを迅速に点火するには、比較的高い熱容量を持つ粒子が必要です。一部の雷管爆薬は、白熱固体または液体に分解します。爆薬がガスに分解すると、不活性成分が白熱火花に加熱されることがあります。軍事用カートリッジには安定した雷管配合が必要であり、これにより、小火器弾薬の戦時備蓄は、何年も保管した後でも確実に機能します。[ 3 ]
機関銃や機関砲の弾薬( MG 131 13mmやM61 Vulcan 20mmなど)の中には、機械的な衝撃ではなく、外部から供給される電気によって活性化される化学物質を含む内部電気雷管を使用するものがある。雷管は、衝撃感知式や外部電気式と同様に、主推進薬に点火する。この利点の一つは、自動火器において、銃の機械的な動作とは部分的に独立して弾薬の点火タイミングを制御できることである。歴史的に、この柔軟性は第二次世界大戦中のドイツ空軍によって、戦闘機のプロペラの回転を通して機関銃や機関砲を発射することを可能にする、非常に効率的な同期装置に利用され、自動射撃の出力への影響は比較的小さかった。ソビエト連邦などの他の国は、より粗雑な機械式システムに頼っていたため、銃の発射速度はより大きく低下した。[ 4 ]
電気式プライミングは、レミントン社が開発・販売した一部のスポーツライフル用のEtronXシステムにも採用されていた。これは、ロックタイムが大幅に短縮された銃器として販売された。しかし、スポーツ銃器システムとして普及することはなく、結果としてレミントン社は製造を中止した。

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。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。[ 5 ]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。[ 5 ] [ 6 ] 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。[ 7 ]このシステムを使用する他の銃器としては、ロス機関銃[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]、ポストニコフ APTアサルトライフル、および米国特許 2,401,616に記載されているクラーク カービン銃がある。[ 11 ]また、米国特許 2537443A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[ 12 ] 。
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。[ 13 ]
雷管作動式カートリッジ/ピストン式雷管カートリッジは、カートリッジ内に推進剤を封じ込めるための空芯、またはボルトのロックを解除して武器の作動サイクルを繰り返すためのピストンとして雷管を使用する。例としては、9×51mm SMAW、MBA Javette、M48A2などが挙げられる。
{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク){{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。