砲弾（発射体）

現代の軍事用語では、砲弾とは、爆発物、焼夷弾、その他の化学物質を充填した弾丸のことである。元々は、初期のライフル砲に使用された固体砲弾と対比して爆弾砲弾と呼ばれていたが^[要出典] 、軍事用語では「砲弾」が明確な意味を持つようになった。砲弾には曳光弾を装填できる。

爆発物や焼夷剤を詰めた発射体、特に迫撃砲用の発射体は、もともとはフランス語でザクロを意味する言葉に由来するグレネードと呼ばれていた。形が似ていることと、種子がたくさんある果実が火薬を詰めた破片爆弾に似ていることからそう呼ばれた。グレネードと同義語は、ヨーロッパの一部の言語で今でも大砲や迫撃砲の発射体を指すのに使われている。 ^[1]

砲弾は通常、大砲、装甲戦闘車両（戦車、突撃砲、迫撃砲運搬車など）、軍艦、および機関砲によって発射される大口径の発射体である。その形状は通常、空気力学的性能を高めるために先端が尖ったノーズコーンが付いた円筒形で、テーパーの付いたボートテールが付いている場合もあるが、一部の特殊なタイプでは大きく異なる。

火薬は低爆発性であり、現代のパイプ爆弾や圧力鍋爆弾のように封じ込められない限り、衝撃を与えるような激しい爆発は起こさない。初期の手榴弾は火薬を詰めた中空の鋳鉄製の球であり、「砲弾」は固体の砲弾（「砲弾」）の代わりに大砲から発射するように設計された同様の装置であった。換喩的に、ケースから「砲弾」という用語は弾薬全体を意味するようになった。

火薬ベースの砲弾では、ケースが爆発を起こすために不可欠であるため、強度と厚みが必要でした。破片は相当なダメージを与える可能性がありますが、各砲弾は数個の大きな破片にしか砕けませんでした。その後の開発により、より小さな破片に砕ける砲弾が生まれました。TNTなどの高性能爆薬の出現により、圧力を保持するケースは不要になったため、後の砲弾のケースは弾薬を封じ込め、必要に応じて破片を生成すればよくなりました。しかし、「砲弾」という用語は十分に定着し、そのような弾薬を表す用語として残りました。

火薬を詰めた中空の砲弾には、衝撃で作動する信管 (パーカッション信管) か、時間差で作動する信管が必要でした。球形の発射体を使ったパーカッション信管は、衝撃機構が標的に接触したかどうかを確実に確認する方法がなかったため、課題がありました。そのため、球形の砲弾には、発射前または発射中に点火し、砲弾が標的に到達するまで燃焼する時間差信管が必要でした。

火薬を詰めた鋳鉄製の砲弾は、少なくとも13世紀初頭の中国から戦争で使用されてきた。宋代（960-1279年）に使用された鋳鉄製の中空の火薬入り砲弾は、14世紀半ばに書かれた明代初期の 中国軍事マニュアル『火龍経』^{に記載されている。 [2]} 1345年に編纂された『金史』には、1232年にモンゴルの将軍スブタイ（1176-1248）が金の拠点である開封に攻め入った際、守備隊は「鉄の容器に火薬を入れた雷撃爆弾」を持っていたと記されている。「導火線に火が点くと（そして弾丸が発射されると）、大きな爆発が起こり、その音は雷のようで、30マイル以上も聞こえ、半ムー以上の範囲で植物が熱で焦げ、吹き飛ばされた。命中すると、鉄の鎧さえも完全に貫通した。」^[2] 13世紀のモンゴルの日本侵攻のこれらの砲弾の考古学的例は、難破船から発見されました。^[3]

砲弾は1376年、ヴェネツィア共和国のヤドラの戦いで使用された。導火線付きの砲弾は1421年、コルシカ島のサン・ボニファティウスの包囲戦で使用された。これらは、鉄の輪で留められた2つの中空の石または青銅の半球体であった。^{[4]少なくとも16世紀以降、陶器やガラスで作られた手榴弾が中央ヨーロッパで使用されていた。}ドイツのバイエルン州インゴルシュタットの要塞前の建築工事中に、17世紀の陶器製手榴弾数百個の埋蔵物が発見された。手榴弾の多くには、元々の黒色火薬の弾薬と点火装置が入っていた。おそらく手榴弾は1723年以前に要塞の堀に意図的に投棄された。 ^[5]初期の問題は、爆発までの時間を正確に測定する手段がなかったことだった。信頼性の高い導火線はまだ存在せず、火薬導火線の燃焼時間はかなりの試行錯誤が必要だった。初期の火薬燃焼導火線は、発砲によって点火するために導火線を下に向けて装填するか、銃身にポートファイアまたはスローマッチを置いて導火線に点火する必要があった。他の砲弾はビチューメン布で包まれており、発砲中にこれが発火し、今度は火薬導火線に点火した。^[要出典]それでも、砲弾は16世紀に定期的に使用されるようになり、例えば1543年のイギリスの迫撃砲の砲弾には「野火」が装填されていた。^[要出典]

18 世紀までに、銃口に向かって弾を装填すると、砲弾と砲身の間の風圧によって閃光が導火線に点火できることが知られていました。この頃、砲弾は推進薬の少ない榴弾砲の水平射撃に使用され始め、1779 年には、より重い弾薬を装填した大砲でも使用できることが実験で実証されました。

19世紀初頭から、野砲による炸裂弾の使用は比較的一般的になった。19世紀半ばまで、砲弾は火薬を使用し、ゆっくり燃える導火線で点火する単純な爆発球のままだった。砲弾は通常鋳鉄製だったが、青銅、鉛、真鍮、さらにはガラス製の薬莢も実験された。^[6]当時は爆弾という言葉がそれらを包括しており、星条旗の歌詞に「空中で炸裂する爆弾」とあるが、今日では爆弾というその意味は時代遅れである。通常、金属本体の厚さは直径の約6分の1で、重量は同じ口径の実弾の約3分の2であった。

砲弾の信管が砲口の方を向くように装填するため、砲弾はサボと呼ばれる木製の底に取り付けられていた。1819年、イギリスの砲兵将校の委員会は、これが必須の弾薬であると認識し、1830年にイギリスはサボの厚さを半インチに標準化した。^[7]サボは装填中の弾詰まりを減らすことも目的としていた。炸裂弾の使用にもかかわらず、球形の砲弾を発射する滑腔砲の使用は、1850年代まで砲兵の主流であった。

19 世紀半ばには、実用的かつ初のライフル銃の後装式兵器の導入により、大砲に革命が起こりました。新しい方法により、球形の砲弾が現代の特徴である円筒円錐形に再形成されました。この形状により、発射体の飛行安定性が大幅に向上し、原始的な時限信管を砲弾の先端にある打撃信管に置き換えることができました。新しい形状により、さらに装甲を貫通する設計も使用できるようになりました。

20 世紀には、砲弾はますます流線型になりました。第一次世界大戦では、オジーブは通常、2 つの円形半径ヘッド (crh) でした。曲線は、砲弾の口径の 2 倍の半径を持つ円の一部でした。その戦争の後、オジーブの形状はより複雑で細長くなりました。1960 年代から、一部の国では HE 砲弾に高品質の鋼が導入され、これにより金属の重量を減らして砲弾の壁を薄くし、爆薬の重量を増やすことができました。オジーブは、弾道性能を向上させるためにさらに細長くなりました。

産業革命期の冶金学の進歩により、はるかに高い銃口初速で発射できる後装式ライフル砲の製造が可能になった。クリミア戦争でイギリスの砲兵がナポレオン戦争以来ほとんど変わっていないことが明らかになった後、実業家のウィリアム・アームストロングは政府から新型砲の設計を委託された。1855年にエルズウィック兵器会社とウーリッジの王立兵器廠で生産が開始された。^{[8] [9]}

この砲はライフル銃で、より正確で強力な射撃が可能になった。15世紀から小火器へのライフル銃の採用は試みられていたが、大砲を正確にライフル銃で撃つために必要な機械が実用化されたのは19世紀中頃になってからである。1840年代にはマーティン・フォン・ヴァーレンドルフとジョセフ・ホイットワースがそれぞれ独立してライフル銃を製作したが、クリミア戦争で初めて広く使用されたのはアームストロング砲であった。^[10]アームストロング砲の鋳鉄製の砲身はミニエー弾に似た形状で、薄い鉛のコーティングが施されていたため砲身よりわずかに大きくなっており、砲のライフリング溝とかみ合って砲身に回転を与えていた。この回転と、ぴったりとフィットすることで風圧がなくなることで、この砲は、より少ない装填量で既存の滑腔式前装式銃よりも射程距離と精度を向上させることができた。

この銃は後装式でもあった。中世以来、後装式機構の試みは行われてきたが、根本的な技術的問題は、この機構が爆発物に耐えられないことだった。産業革命期に冶金学と精密工学の能力が進歩して初めて、アームストロングは実用的な解決策を作り上げることができた。もう 1 つの革新的な特徴は、アームストロングが「グリップ」と呼んだもので、基本的にはスクイーズ ボアであった。銃口端の 6 インチのボアは直径がわずかに小さく、これにより砲弾が銃身から出る前に砲弾の中心が定まり、同時に鉛のコーティングがわずかに押し下げられて直径が小さくなり、弾道特性がわずかに向上した。

ライフル銃は他の場所でも開発されていた。スウェーデンではジョヴァンニ・カヴァッリ少佐とマーティン・フォン・ヴァーレンドルフ男爵、ドイツではクルップ、アメリカではウィアード銃である。 ^[11]しかし、ライフル銃身には、薬莢をライフリングに噛み合わせる何らかの手段が必要であった。アームストロング銃では鉛でコーティングされた薬莢が使用されたが、満足のいくものではなかったため、スタッド付きの発射体が採用された。しかし、これは薬莢と銃身の隙間を密閉しなかった。薬莢の基部に詰め物をすることも試みられたが、成功しなかった。

1878年、イギリス軍はスタッド付き砲弾の基部に銅製の「ガスチェック」を採用し、1879年にはスタッドの代わりに回転式ガスチェックを試みた。これが1881年の自動ガスチェックにつながった。その後すぐに、砲弾の一部としてヴァヴァスールの銅製駆動バンドが採用された。駆動バンドは砲弾を回転させ、砲身の中心に置き、前方へのガス漏れを防ぐ。駆動バンドは柔らかくなければならないが、回転や彫刻による応力で剥がれないように十分な強度も必要である。一般的に銅が最も適しているが、白銅や金メッキ金属も使用された。^[12]

1650 年に火打ち石で火花を散らして火薬に点火する初期の雷管信管が登場したが、これが機能するには砲弾が特定の方法で落下する必要があり、球形の発射体では機能しなかった。さらに問題となったのは、適切に安定した「雷管信管」を見つけることだった。1800年に雷水銀が発見され、アレクサンダー・フォーサイス牧師が特許を取得した小火器用の起爆剤混合物と、1818 年に銅製の雷管 が発明されるまで、進歩は不可能だった。

雷撃信管は1842年にイギリスで採用された。陸軍と海軍が共同で多くの設計を検討したが、安全性と起爆機能のせいか満足のいくものではなかった。しかし、1846年に王立砲兵隊のフリーバーン補給官の設計が陸軍に採用された。それは長さ約6インチの木製の雷撃信管で、信管の弾倉と燃えているマッチの間にブロックを挟むためにせん断ワイヤーを使用した。マッチは推進剤の閃光によって点火され、せん断ワイヤーは衝撃で破断した。イギリス海軍の雷撃信管が金属製になったのは1861年になってからである。^[13]

19世紀末まで、爆発物としては火薬が唯一のものだった。黒色火薬弾を使用する銃は、巨大な煙の雲で視界が遮られ、射撃位置に隠れていた射手も煙の雲で見破られてしまう。ニトロセルロースをベースとした物質である火綿は、1846年にスイスの化学者クリスチャン・フリードリヒ・シェーンバインによって発見された。彼は、火薬を爆破するための爆薬として使うことを推進し^{[14] 、}オーストリア帝国に製造権を売却した。火綿は火薬よりも強力だったが、同時にやや不安定であった。ジョン・テイラーは火綿のイギリス特許を取得し、ジョン・ホール＆サンズがフェイバーシャムで製造を開始した。 1847年にフェイバーシャムの工場が爆発で破壊された後、イギリスの関心は薄れました。オーストリアのヴィルヘルム・レンク・フォン・ヴォルフスベルク男爵は、砲弾の推進剤を生産する2つの火薬工場を建設しましたが、野外環境では危険であり、火薬を使用して数千発の弾丸を発射できる銃は、より強力な火薬を使用した数百発の射撃で耐用年数に達しました。

小火器は火薬綿の圧力に耐えられなかった。1862年にオーストリアの工場の一つが爆発した後、トーマス・プレンティス・アンド・カンパニーは1863年にストウマーケットで火薬綿の製造を開始した。また、イギリス陸軍省の化学者、サー・フレデリック・アベルはウォルサム・アビー王立火薬工場で徹底的な研究を開始し、ニトロセルロースの不純物を除去して製造をより安全にし、安定した製品をより安全に取り扱うことができる製造工程を開発した。アベルはこの工程を1865年に特許取得したが、そのときオーストリアの2番目の火薬綿工場が爆発した。1871年にストウマーケット工場が爆発した後、ウォルサム・アビーは魚雷や機雷の弾頭用の火薬綿の生産を開始した。^[15]

1884年、ポール・ヴィエイユは、 68.2%の不溶性ニトロセルロース、29.8%のエーテルで糊化した可溶性ニトロセルロース、2%のパラフィンから作られたPoudre B （ poudre blancheの略で、黒色火薬と区別される白色火薬）^[​​16]と呼ばれる無煙火薬を発明した。これはルベル銃に採用された。^[17]ヴィエイユの火薬は、ほとんど煙を出さず、黒色火薬の3倍の威力があったため、小銃の有効性に革命をもたらした。銃口初速が速いということは、弾道がより平坦になり、風による偏りや弾丸の落下が少なくなることを意味するため、1000メートルの射撃が可能になった。他のヨーロッパ諸国もすぐに追随し、独自のPoudre Bを使い始めた。最初は1888年に新兵器を導入したドイツとオーストリアだった。その後、Poudre Bはさまざまな化合物が追加または削除され、数回にわたって改良された。クルップは1888年に安定剤としてジフェニルアミンを添加し始めた。 ^[15]

英国は、注目した様々なタイプの推進剤すべてについて試験を行ったが、すべてに満足せず、既存のタイプよりも優れたものを求めた。1889年、フレデリック・エイベル卿、ジェームズ・デュワー、W・ケルナーは、ウォルサム・アビーの王立火薬工場で製造された新しい配合の特許（エイベルとデュワーの名義で第5614号および第11,664号）を取得した。これは1891年にコルダイトマーク1として英国で採用された。その主な成分は、ニトログリセリン58%、火綿37%、ミネラルゼリー3%であった。改良版のコルダイト MDは1901年に採用され、火綿を65%に増やし、ニトログリセリンを30%に減らした。この変更により燃焼温度が下がり、浸食と銃身の摩耗が軽減された。コルダイトは燃焼速度を遅くすることができ、薬室内の最大圧力を下げ（そのため砲尾が軽くなった）、高圧状態が長く続くため、火薬に比べて大幅に改善された。コルダイトは、どのような形や大きさにも作ることができる。^{[18]コルダイトの開発は、イギリスの}特許侵害をめぐってノーベル、マキシム、および別の発明家の間で長い法廷闘争を巻き起こした。

歴史を通じて、砲弾にはさまざまな詰め物が使われてきました。焼夷弾は1460年にヴァルトゥリオによって発明されました。カーカス砲弾は1672年にルイ14世の治世下のフランスで初めて使用されました。 ^{[19]当初は鉄製のフレームに収められた}長方形の形状（防弾特性が劣る）でしたが、球形の砲弾に進化しました。その使用は19世紀まで続きました。

焼夷弾の現代版は1857年にイギリスで開発され、発明者にちなんでマーティン砲弾と呼ばれた。砲弾は溶融鉄で満たされており、敵艦に衝突すると破裂し、標的に溶融鉄を飛び散らすように設計されていた。1860年から1869年にかけてイギリス海軍で使用され、対艦焼夷弾として加熱弾に取って代わった。 ^[20]

第一次世界大戦ではイギリス軍が2種類の焼夷弾を使用したが、そのうち1つはツェッペリン飛行船に対抗するために設計されたものであった。^[21]

焼夷弾に似たものにスターシェルがあるが、これは放火ではなく照明用に設計されたものである。ライトボールと呼ばれることもあり、17世紀以降使用されていた。イギリスは1866年に10インチ、8インチ、5 1/2インチ口径のパラシュートライトボールを採用した。10インチは1920年まで公式に廃止と宣言されなかった。^[22]

煙玉の歴史も 17 世紀に遡り、イギリスの煙玉には硝石、石炭、ピッチ、タール、樹脂、おがくず、粗アンチモン、硫黄が混ぜてあった。煙玉は「耐えられないほどの大量の不快な煙」を出した。19 世紀のイギリス軍では、煙玉は直径の約 1/15 の厚さの同心円状の紙で作られ、火薬、硝石、ピッチ、石炭、獣脂が詰められていた。煙玉は「砲郭、機雷、甲板間の敵を窒息させたり追い出したり、作戦を隠蔽したり、信号として使用された」。^[22]

第一次世界大戦中、榴散弾と炸裂弾は歩兵に多大な損害を与え、全戦争犠牲者の約70%を占め、両軍で鋼鉄製の戦闘用ヘルメットの採用につながった。砲弾の問題が頻繁に発生し、不発弾による軍事的惨事が多く発生し、最も顕著なのは1916年のソンムの戦いである。毒ガスを充填した砲弾は1917年以降に使用された。

砲弾は、砲弾の装填方法と発射方法、および砲尾機構の種類によって区別されます。

固定弾薬は、信管付きの発射体、発射薬と雷管を入れるケース、および単一の発射薬装填という 3 つの主要コンポーネントから構成されています。すべてがすぐに使用できるパッケージに含まれており、英国の兵器用語では固定速射と呼ばれています。固定弾薬を使用する銃は、多くの場合、スライドブロックまたはスライドウェッジの銃尾を使用し、ケースは銃の銃尾を密閉して発射ガスが漏れるのを防ぐ閉塞を提供します。スライドブロック銃尾は、水平または垂直にすることができます。固定弾薬の利点は、単純さ、安全性、耐湿性、および装填の速さです。欠点は、固定弾が長すぎたり重すぎたりして、最終的に銃の乗組員が装填できなくなることです。別の問題は、異なる速度と射程を実現するために発射薬装填量を変更できないことです。最後に、固定弾はケースを使用するため、資源の使用の問題があり、金属不足がある場合、長期戦争で問題になる可能性があります。^[23]

別装ケース装薬弾薬は、信管付きの発射体、発射薬と雷管を入れるケース、袋入りの発射薬という 3 つの主要部品から構成されています。これらの部品は通常、2 つ以上の部分に分かれています。英国の兵器用語では、このタイプの弾薬は別装速射と呼ばれます。別装ケース装薬弾薬を使用する銃は、多くの場合、スライディング ブロックまたはスライディング ウェッジの銃尾を使用し、第一次世界大戦と第二次世界大戦中、ドイツは最大の銃に対しても、主に固定式または別装ケース装薬とスライディング ブロックの銃尾を使用していました。別装ケース装薬弾薬のバリエーションとして、半固定式弾薬があります。半固定式弾薬では、弾丸は完全なパッケージとして提供されますが、発射体とケースは分離できます。ケースには一定数の袋入り装薬が入り、銃手は発射薬を増減して射程距離と速度を変更できます。その後、弾丸は再び組み立てられ、装填され、発射されます。利点としては、大口径弾の取り扱いが容易であること、発射薬の量を増減することで射程距離と速度を簡単に変更できることなどが挙げられます。欠点としては、より複雑であること、装填が遅いこと、安全性が低いこと、耐湿性が低いこと、金属ケースが依然として材料資源の問題となる可能性があることなどが挙げられます。^[23]

別装の袋装薬弾薬には、信管付き発射体、袋装薬、雷管の 3 つの主要部品がある。別装のケース装薬弾薬と同様に、発射薬の数は変更可能である。ただし、このタイプの弾薬は薬莢を使用せず、スライド ブロックではなくネジ式銃尾によって閉塞を実現する。砲兵について読むと、別装薬弾薬という用語が薬莢が使用されているかどうかを明確にせずに使用されることがあるが、薬莢が使用されている場合は、使用されている銃尾の種類を指す。重砲や海軍砲兵は、発射体と発射薬の重量とサイズが砲兵の手に負えない可能性があるため、袋装薬と発射体を使用する傾向がある。利点としては、大型の弾丸の取り扱いが容易であること、金属の使用量が減少すること、発射薬の増減によって射程距離と速度を変更できることなどがある。欠点としては、より複雑であること、装填が遅いこと、安全性が低いこと、耐湿性が低いことなどがある。^[23]

射程延長砲弾が使用されることもあります。これらの特殊な砲弾設計は、射程距離を延ばすためにロケット補助弾(RAP) またはベースブリード(BB) になることがあります。前者は、推力を高めるためにベースに小型ロケット モーターが組み込まれています。後者は、ベースに火工装置が組み込まれており、ガスをブリードして砲弾の後ろに生じた部分的な真空を充填し、ベース抵抗を減らします。これらの砲弾設計では、通常、高爆薬の充填量が減らされ、砲弾の許容質量内に収まるため、致死性が低くなります。

砲弾の口径は直径です。時代や国の好みによりますが、これはミリメートル、センチメートル、インチで指定されることがあります。大型のカートリッジや砲弾（海軍用）の砲身の長さは、砲身の長さと内径の比率（口径とも呼ばれます）で示されることがよくあります。たとえば、16 インチ / 50 口径の Mark 7 砲は 50 口径の長さで、つまり 16 インチ × 50 = 800 インチ = 66.7 フィートの長さです。主にイギリス製の一部の砲は、砲弾の重量で指定されていました（以下を参照）。

12.7 x 82 mmや13 x 64 mmほどの小さな炸薬弾が航空機や装甲車両に使用されてきたが、爆発力が小さいため、一部の国では炸薬弾を20mm（0.78インチ）以上に制限している。国際法では、個人に対する炸薬弾の使用は禁じられているが、車両や航空機に対するものは禁じられていない。戦争中に発射された最大の砲弾は、ドイツの超列車砲であるグスタフとドーラの口径800 mm（31.5インチ）のものだった。非常に大きな砲弾は、ロケット、ミサイル、爆弾に取って代わられた。今日、一般的に使用されている最大の砲弾は155 mm（6.1インチ） である。

銃の口径は、主に効率的な軍事ロジスティクスに必要な統一性のため、特に広い範囲では、いくつかの一般的なサイズを中心に標準化されています。NATO 同盟国では、大砲用の 105 および 155 mm 砲弾と戦車砲用の 105 および 120 mm 砲弾が一般的です。大砲用の 122、130、152 mm 砲弾と戦車砲用の 100、115、125 mm 砲弾は、東ヨーロッパ、西アジア、北アフリカ、東アジアの各地域で引き続き一般的に使用されています。すべての銃と弾薬庫の口径を変更するのはロジスティックス的に複雑であるため、最も一般的な口径は数十年にわたって使用されています。

砲弾の重量は、概ね口径とともに増加します。一般的な 155 mm (6.1 インチ) 砲弾の重量は約 50 kg (110 ポンド)、一般的な 203 mm (8 インチ) 砲弾は約 100 kg (220 ポンド)、コンクリート解体用 203 mm (8 インチ) 砲弾は 146 kg (322 ポンド)、280 mm (11 インチ) 戦艦砲弾は約 300 kg (661 ポンド)、460 mm (18 インチ) 戦艦砲弾は 1,500 kg (3,307 ポンド) を超えます。シュヴェラー グスタフ 大口径砲は、 4,800 kg (10,582 ポンド) から 7,100 kg (15,653 ポンド) の砲弾を発射しました。

19 世紀、イギリスは砲兵の指定に特別な形式を採用しました。野砲は公称標準発射体の重量で指定され、榴弾砲は砲身の口径で指定されました。イギリスの砲とその弾薬はポンドで指定され、たとえば「2 ポンド砲」は「2-pr」または「2-pdr」と短縮されました。通常、これは標準発射体 (散弾、榴散弾、または高性能爆薬) の実際の重量を指しますが、紛らわしいことに、常にそうであるとは限りませんでした。

いくつかの砲は、同じ口径の旧式の砲弾の重量にちなんで名付けられました。また、機能的に同等であると考えられていた旧式の砲弾の重量にちなんで名付けられたものもあります。また、同じ砲から発射されたが標準重量ではない砲弾は、その砲にちなんで名付けられました。したがって、「ポンド」から実際の砲身直径への変換には、歴史的な参考文献を参照する必要があります。陸上砲には、第一次世界大戦から第二次世界大戦の終わりまで（BL 60ポンド砲、RML 2.5インチ山砲、4インチ砲、4.5インチ榴弾砲など）さまざまな呼称が使用されていましたが、海軍の砲の大部分は口径で指定されていました。第二次世界大戦の終結後、野砲は口径で指定されました。

貝殻にはさまざまな種類があります。主なものは次のとおりです。

1850年代と1860年代に最初の装甲艦が導入されると、砲弾は効果的に艦の装甲を貫くように設計する必要があることが明らかになりました。1863年にイギ​​リスで行われた一連のテストにより、今後は高速で軽量な砲弾が主流であることが実証されました。最初の尖頭徹甲砲弾は1863年にパリサー少佐によって導入されました。1867年に承認されたパリサー砲弾は、当時の一般的な細長い砲弾よりも改良されたものでした。パリサー砲弾は鋳鉄で作られ、頭部は鋳造時に冷却されて硬化し、頭部には金属製の水冷部分を備えた複合鋳型が使用されました。^[24]

イギリスも1870年代から1880年代にかけてパリサー砲弾を配備した。砲弾の空洞は砲弾よりもわずかに大きく、空洞ではなく1.5%の火薬が充填されていた。これは装甲板を貫通した後に小さな爆発効果をもたらすためである。砲弾は空洞が軽いことを補うために砲弾よりわずかに長くなっていた。充填された火薬は衝撃で点火されるため信管は不要であった。^{[25]しかし、1880年代から1890年代にかけて船の装甲が急速に改良され、}鋼鉄製の炸薬には破片化が優れ、発射時の圧力に耐えるなどの利点があることが認識された。これらは鋳造および鍛造された鋼鉄であった。^[12]

炸薬を充填した徹甲弾は、当初は「散弾」ではなく「砲弾」と呼ばれ、非HE弾と区別されていた。第二次世界大戦の頃までには、炸薬を充填した徹甲弾は、接尾辞「HE」をつけて区別されることもあった。戦争の初めには、すでに一般的に使用されていたはるかに大型の海軍徹甲弾との類似性から、75mm口径以上の対戦車砲弾ではAPHEが一般的であった^[要出典]。戦争が進むにつれて、兵器の設計が進化し、特に小口径の砲弾では、APHEの炸薬はますます小さくなり、あるいは存在しなくなった。たとえば、パンツァーグラネート39は、わずか0.2%のHEが充填されているだけだった。

• 固体砲弾（「ショット」） - 初期の衝撃エネルギーのみを使用して装甲を貫通する固体貫通体
  • 徹甲弾（AP）
  • 徹甲弾（APBC） - 空気力学を改善するためにカバーをつけた弾丸
  • 徹甲弾（APC）
  • 徹甲弾頭（APCBC）
  • 複合硬質徹甲弾(APCR)、高速度徹甲弾 (HVAP) とも呼ばれる
  • 徹甲複合非剛性弾（APCNR）、徹甲超高速弾（APSV）とも呼ばれ、先細りの砲身から発射される。
  • 徹甲弾（APDS）
  • 徹甲安定フィン付廃棄弾(APFSDS)
• 爆発物を含む硬質砲弾 - 砲弾が衝撃速度を利用して装甲を貫通した後に爆発する爆発要素を含む、ほぼ固体の砲弾。
  • 徹甲榴弾（APHE）
  • 徹甲榴弾（APHE-T） - ベースに曳光弾を装備した徹甲榴弾
  • 半徹甲弾 ( SAP )
  • 半徹甲榴弾（SAPHE）
  • 半徹甲榴弾（SAPHEI）
  • 半徹甲榴弾（SAPHEI-T）
• 間接貫通砲弾 - 衝撃を受けると作動し、装甲の背後に損傷を与える機構を備えた砲弾
  • 対戦車榴弾（HEAT）
  • 高爆発性スクワッシュヘッド（HESH）、高爆発性プラスチック/可塑化（HEP）とも呼ばれる

無煙火薬は推進剤として使われていたが、衝撃に敏感なため発射時に砲身内で爆発することがあったため、爆発性弾頭の材料としては使用できなかった。ピクリン酸は、通常の大砲の発射衝撃に耐えるのに適切であると広く考えられた最初の高爆発性の有機ニトロ化化合物であった。1885年、ヘルマン・シュプレンゲルの研究に基づき、フランスの化学者ウジェーヌ・ターパンは、圧縮および鋳造したピクリン酸を爆薬や砲弾に使用する特許を取得した。1887年、フランス政府はピクリン酸と火薬綿の混合物をメリナイトという名前で採用した。1888年、イギリスはケントのリッドにおいて、リダイトという名前で非常によく似た混合物の製造を開始した。

日本はこれに続いて「改良」された製法でシモセ火薬を開発した。1889年、同様の物質であるアンモニウムクレジル酸塩とトリニトロクレゾールの混合物、またはトリニトロクレゾールのアンモニウム塩が、オーストリア＝ハンガリー帝国でエクラシットという名前で製造され始めた。1894年までに、ロシアはピクリン酸を充填した砲弾を製造していた。ピクリン酸アンモニウム（ダナイトまたは爆薬Dとして知られる）は、1906年から米国で使用された。^{[26] [27]}ドイツは1902年に砲弾にTNTを充填し始めた。トルエンはフェノールよりも入手しにくく、TNTはピクリン酸よりも威力が低いが、軍需品の製造と保管の安全性が向上したため、第一次世界大戦と第二次世界大戦の間にほとんどの軍事目的でピクリン酸がTNTに置き換えられた。^[26]しかし、純粋なTNTは製造コストが高く、ほとんどの国では粗TNTと硝酸アンモニウム、あるいは他の化合物を混ぜた混合物を使用していた。これらの充填剤にはアンモナール、シュナイダーライト、アマトールなどが含まれていた。アマトールは第二次世界大戦でも広く使用されていた。

20世紀を通じて、砲弾の重量に占める爆薬の割合は着実に増加した。最初の数十年間は10%未満が普通だったが、第二次世界大戦までに主流となった設計は約15%になった。しかし、その戦争中の英国の研究者らは、これまでよりもはるかに小さな破片のほうが効果が高いという認識に基づき、対人目的には25%が最適設計であると特定した。このガイドラインは、ドイツ=イギリス共同のFH-70計画の一環として開発された155mm L15砲弾によって1960年代までに達成された。砲弾の重量を増やさずにHE含有量を増やすための重要な要件は、砲弾壁の厚さを減らすことであり、そのためには高張力鋼の改良が必要だった。

最も一般的な砲弾の種類は高性能爆薬で、一般的には単に HE と呼ばれています。この砲弾には、頑丈な鋼鉄製の薬莢、炸薬、信管があります。信管が炸薬を爆発させ、薬莢を粉砕し、高温で鋭利な薬莢の破片 (破片、破片) を高速で飛び散らせます。防護されていない人員などの柔らかい標的への損傷のほとんどは、爆風ではなく砲弾の破片によって引き起こされます。砲弾の破片を「榴散弾」と呼ぶこともありますが、榴散弾の機能は大きく異なり、はるか昔に使われなくなりました。破片の速度はガーニー方程式によって制限されます。使用される信管の種類に応じて、HE 砲弾は地上で炸裂 (パーカッション)、地上より上空で炸裂 (空中炸裂^[28]、時間または近接)、または地面に少し貫通した後 (遅延パーカッション、遮蔽された位置に地面からの衝撃をより多く伝えるため、または破片の拡散を減らすため) するように設定できます。破片化が強化された弾丸は、高性能破片化爆弾（HE-FRAG）と呼ばれます。^[29]

RDXと TNT の混合物、特にコンポジション Bとサイクロトールは、使用される標準的な化学物質です。1990 年代に「不感応性弾薬」の要件、協定、規制が導入されたことにより、現代の西側諸国の設計では、RDX をベースにしたさまざまな種類のプラスチック結合爆薬 (PBX) が使用されるようになりました。

初期 (つまり 1800 年代) のイギリスの爆薬砲弾に指定された一般的な砲弾には、「P 混合物」(火薬) などの「低爆薬」が充填されており、通常は先端に信管が付いていました。一般的な砲弾は、破裂すると (起爆しない)、横方向ではなく砲弾の軌道に沿って比較的大きな破片に砕け散る傾向がありました。ある程度の焼夷効果がありました。

19 世紀後半には「ダブル コモン シェル」が開発され、標準のシェル重量の 2 倍近くまで延長され、より多くの火薬を搭載して爆発効果を高めました。飛行が不安定で速度が遅いという問題があり、広くは使用されませんでした。

1914年、直径6インチ以上の共通砲弾は鋳鋼製で、より小さい直径の砲弾は実戦用には鍛鋼製、練習用には鋳鉄製であった。^[30]これらは1890年代後半に「共通リダイト」砲弾に置き換えられたが、一部の在庫は1914年まで残っていた。イギリス軍では、共通砲弾は通常黒く塗装され、砲弾が充填されていることを示すために先端の後ろに赤い帯が付いていた。

コモン・ポイント・シェル（CP）は、1890年代から1910年代にかけて海軍で使用されたコモン・シェルの一種で、コモン・シェルのノーズ信管ではなく、ソリッド・ノーズとベースに打撃信管を備えていた。オジバル型の2つのCRHソリッド・ポイント・ノーズは船舶攻撃に適していると考えられていたが、装甲を貫通せず、主な機能は依然として爆発であった。これらは鋳造または鍛造（3ポンド砲と6ポンド砲）鋼で作られ、より長く重いノーズと引き換えに、コモン・シェルよりもわずかに小さい火薬炸薬を含んでいた。^[31]

イギリス軍では、一般的な尖頭砲弾は通常黒く塗装されていたが、QF 砲専用の 12 ポンド砲弾は例外で、BL 砲と QF 砲の両方で使用できる 12 ポンド砲弾と区別するために鉛色に塗装されていた。先端の後ろの赤いリングは、砲弾が充填されていることを示していた。

第二次世界大戦までに、イギリス海軍では、TNT を詰めた共通尖頭キャップ弾 (CPC) と半徹甲弾 (SAP) がこれらの弾に取って代わった。

コモン リダイト弾はイギリスの爆薬で、リダイトを充填したものは当初「コモン リダイト」と呼ばれ、1896 年からはイギリス初の近代的な「高性能爆薬」弾となった。リダイトはピクリン酸を280 °F (138 °C) で溶融して固化させたもので、液体よりも湿気の影響を受けず、爆発しやすい、はるかに密度の高い濃い黄色の形態を呈する。フランス語では「メリナイト」、日本語では「しもせ」である。コモン リダイト弾は「爆発」してあらゆる方向に小さな破片に砕け散ったが、焼夷効果はなかった。最大の破壊効果を得るには、弾が標的を貫通するまで爆発を遅らせる必要があった。

初期の砲弾は全長にわたって壁の厚さが同じだったが、後期の砲弾は底部の壁が厚くなり、先端に向かって壁が薄くなった。これにより強度が増し、爆薬のためのスペースが広くなったことがわかった。^[32]後期の砲弾は4つのCRヘッドを備え、初期の2CRH設計よりも尖っていて流線型だった。

リダイト弾が適切に爆発すると、黒から灰色の煙、または水爆の蒸気による白い煙が出てきます。黄色の煙は、爆発ではなく単なる爆発を示し、リダイト弾は、特に初期の使用では、確実に爆発しないという問題がありました。爆発を改善するために、少量のピクリン粉末または TNT (小型の弾では、3 ポンド、12 ポンド - 4.7 インチ) を装填した「爆発器」が、信管とリダイト弾の主充填部の間、または弾の全長にわたって通っている細い管に装填されました。

リダイトは金属ベースと危険な反応を起こすため、安全上の大きな問題がありました。このため、砲弾の内側にはニスを塗り、外側には鉛を含まない塗料を塗り、信管孔は鉛を含まない合金で作る必要がありました。鉛を含む信管はリダイトと一緒に使用できませんでした。

第一次世界大戦が始まったとき、イギリスはリダイトを TNT などの現代の「高性能爆薬」(HE) に置き換えていました。第一次世界大戦後、「一般的なリダイト」という用語は使用されなくなり、リダイトを充填した砲弾の残りの在庫は、HE (高性能爆薬) 砲弾充填リダイトと呼ばれるようになりました。したがって、「一般的な」は使用されなくなり、爆薬砲弾の指定として「HE」に置き換えられました。

イギリス軍で一般的に使用されていたリダイト弾は黄色に塗装され、弾頭の後ろには弾頭に弾薬が充填されていることを示す赤い輪が付いていた。

地雷弾は、20 mm から 30 mm 砲などの小口径兵器で使用するために開発された特殊な形態の HE 弾です。従来の設計の小型 HE 弾には、限られた量の爆薬しか入れることができません。高張力の薄壁鋼製ケースを使用することで、より大きな爆薬を使用することができます。最も一般的な爆薬も、より高価ですが、爆発エネルギーが高いタイプでした。

機雷弾のコンセプトは、第二次世界大戦中にドイツ軍が、敵機に向けて発射する航空機銃に使用するために考案しました。機雷弾は破片による被害は比較的少なかったものの、爆風ははるかに強力でした。第二次世界大戦の航空機のアルミニウム構造と外皮は、この強力な爆風によって容易に損傷を受けました。

榴散弾は対人兵器で、ライフルや機関銃の射程距離をはるかに超える距離、1914 年までに最大 6,500 ヤードまで、大量の弾丸を発射しました。第一次世界大戦で使用された典型的な榴散弾は流線型で、直径 75 mm (3 インチ) で、直径約 1/2 インチの鉛アンチモンの球 (弾丸) が約 300 個入っています。榴散弾は、弾丸が流線型の 1 つの殻に詰め込まれた状態で飛行すると、個別に飛行する場合よりも空気抵抗がはるかに少なくなり、射程距離がはるかに長くなるという原理を利用しました。

砲手は砲弾の時限信管を、目標に到達する直前（理想的には約150ヤード手前、地上60～100フィートの高さ^[33]）に地面に向かって斜めに落下するタイミングで爆発するように設定した。信管は次に砲弾の底部にある小さな「炸薬」に点火し、弾丸を砲弾ケースの前面から前方に発射し、既存の速度750～1200フィート/秒に200～250フィート/秒を追加した。砲弾本体はほぼ無傷で地面に落下し、弾丸は円錐形に広がり続け、米国の3インチ砲弾の場合、約250ヤード×30ヤードの範囲で地面に着弾した。^[34]その効果は目標の真正面と真上に大きな散弾銃の爆発を起こし、野外にいる兵士に対しては致命的であった。訓練された砲兵チームは、1分間に20発、合計6,000発の砲弾を発射することができ、これはライフルや機関銃と比べても遜色ないものでした。

しかし、榴散弾の弾道は比​​較的平坦であるため（榴散弾の致死性は主に砲弾の速度に依存し、前方方向でのみ致死的であった）、開けた場所を避けて死角（窪み）、シェルター、塹壕、建物、木々を隠れ場所として利用する訓練を受けた兵士を攻撃することはできなかった。建物やシェルターの破壊には役に立たなかった。そのため、第一次世界大戦中に榴散弾は高性能爆薬に置き換えられた。高性能爆薬は破片を全方向に爆発させ（そのため回避が困難）、榴弾砲などの高角度兵器で発射できた。

クラスター弾は、運搬砲弾または積荷弾の一種です。クラスター爆弾と同様に、砲弾は、対人手榴弾、対戦車トップアタック弾、地雷などの小型子弾を散布するために使用されます。これらは通常、単純な高爆発性砲弾よりも、装甲車両と歩兵の両方に対してはるかに致命的です。これは、複数の弾薬によって殺傷ゾーンが広くなり、装甲車両の破壊に必要な直撃を達成する可能性が高くなるためです。現代の多くの軍隊は、砲兵隊で クラスター弾を多用しています。

砲兵が散布する地雷は、工兵部隊を危険にさらすことなく敵の進路に地雷原を素早く展開することを可能にしますが、砲兵の投下により、地雷を個別に設置した場合よりも不発弾が多くなり、不規則で予測不可能な地雷原が発生する可能性があります。

クラスター弾に関する条約の署名国は、砲弾を含むクラスター弾の使用に関する制限を受け入れている。条約では、クラスター弾として定義される兵器には、子弾の数が9個以下で、それぞれの重量が4キログラム以上で、単一の標的を探知して攻撃でき、電子式自爆装置および自己不活性化装置を備えていなければならないと規定している。重量が20キログラム以上の子弾は制限されない。

化学砲弾には、砲弾を破裂させるための少量の爆薬と、液体、ガス、粉末のいずれかの形で大量の化学薬品または暴動鎮圧剤が含まれています。M687サリンガス砲弾などの一部のケースでは、弾丸は2種類の前駆化学物質として格納されており、砲弾の発射後に混合されます。M110 155mmカートリッジなど、粉末化学薬品を発射するように設計されたいくつかの例は、後に粉末​​白リンを含む煙幕弾/焼夷弾として再利用されました。

化学弾は第一次世界大戦中に最も一般的に使用されました。あらゆる種類の化学剤の使用は、1925年のジュネーブ議定書（ジュネーブ条約とは異なります）に始まる数多くの国際条約によって禁止されており、1993年の化学兵器禁止条約は、そのような兵器の製造、貯蔵、譲渡も違法とする最新の条約です。すべての署名国は、戦争における致死性の化学剤と無力化剤の両方の使用を放棄しました。

核砲弾は、戦術的な使用を目的とした戦場規模の核兵器を提供するために使用されます。これらは、比較的小型の 155 mm 砲弾から、同じ砲を装備した重戦艦の砲塔や沿岸防衛部隊で使用される 406 mm 砲弾まで多岐にわたります。

すべての砲弾が殺傷や破壊を目的として設計されているわけではありません。以下のタイプは、特定の非致死効果を達成するように設計されています。これらは完全に無害というわけではありません。煙幕弾や照明弾は誤って火災を引き起こす可能性があり、3 種類の砲弾の廃棄されたキャリアによる衝撃で人が負傷したり死亡したり、または軽微な物的損害が発生する可能性があります。

煙幕弾は、友軍の動きを隠したり敵を混乱させたり、特定のエリアをマークしたりするために煙幕を作成するために使用されます。主なタイプは、爆発型（粉末化学物質のペイロードを使用）とベース排出型（着弾前に砲弾の背面から展開される 3 つまたは 4 つの煙筒、または爆発爆薬によって散布される子弾を含む 1 つの砲弾を発射する）です。ベース排出型砲弾は、キャリア砲弾または貨物弾薬の一種です。

基地の排出煙は通常は白ですが、マーキングの目的で色のついた煙が使われてきました。オリジナルのキャニスターでは、通常ヘキサクロロエタン亜鉛( HC) が使用され、現代のキャニスターでは、マルチスペクトル特性を持つ赤リンが使用されています。ただし、他の化合物も使用されており、第二次世界大戦では、ドイツは発煙硫酸と軽石を使用しました。

特に白リンを使用した火薬煙弾は、その弾頭の性質上、焼夷兵器としての副次的な効果を持つが、この役割においてはテルミットを使用した専用兵器ほど効果的ではない。

現代の照明弾は、運搬砲弾または積荷弾の一種です。第一次世界大戦で使用されたのは、小さな燃える「壺」を排出する榴散弾型の砲弾でした。

現代の照明弾には時限信管が備わっており、地上の標準高度（通常約 600 メートル）でキャリア シェルのベースから照明弾「パッケージ」を射出し、そこから照明弾は不燃性のパラシュートの下にゆっくりと落下し、下方を照らします。射出プロセスでは、白または「黒」の赤外線を発する花火の照明弾も発射されます。

通常、照明弾は約 60 秒間燃焼します。これらはスターシェルまたはスターシェルとも呼ばれます。赤外線照明は、暗視装置の性能を高めるために最近開発されたものです。白色光と黒色光の両方の照明弾は、一定時間にわたって一定範囲を連続的に照明するために使用でき、複数の分散した照準点を使用して広い範囲を照らすことができます。あるいは、単一の照明弾を発射すると同時に、HE 弾の射撃を目標に合わせることもできます。

色付きの照明弾は、標的のマーキングやその他の信号目的にも使用されてきました。

砲弾は、単に中空の砲弾で、計算された時間に内容物を排出する信管が装備されている。この砲弾にはビラが詰められることが多いが(外部リンクを参照)、重量制限を満たし、発射の衝撃に耐えられるものであれば何でも詰めることができる。有名な話として、1899 年のクリスマスの日にレディスミスの包囲戦中に、ボーア人が信管のない砲弾をレディスミスに発射した。砲弾にはクリスマス プディング、2 つの英国旗、および「季節のご挨拶」というメッセージが詰められていた。砲弾は現在もレディスミスの博物館に保管されている。

試射は戦闘には使用されず、新しい砲身が運用上のストレスに耐えられるかどうかを確認するために使用されます。試射は通常の砲弾や薬莢よりも重く、特大の推進薬が使用されるため、砲身に通常よりも大きなストレスがかかります。試射は不活性（爆発物や機能する充填物がない）で、多くの場合は固体ですが、水、砂、鉄粉を充填したものを銃の取り付けテストに使用することもできます。試射は機能する砲弾（どのような種類でも）に似ているため、砲身内では実際の砲弾と同じように動作しますが、銃口を離れた時点で役割は終了するため空気力学的ではありません。したがって、飛行距離ははるかに短く、通常は安全対策として土手によって止められます。

万一の故障に備えて安全のため遠隔操作される銃は、試射を行い、その後損傷がないか検査されます。銃身が検査に合格すると、銃身に「試射マーク」が付けられます。銃は、試射よりもストレスの少ない通常の弾薬を撃っても損傷を受けないことが期待できます。

誘導弾または「スマート」弾は、発射後に自らを誘導する何らかの方法を備えており、通常は、動力のない滑空時に弾の軌道を変える操舵フィンが追加されます。コストがはるかに高いため、すべての用途において、誘導されていない弾薬に取って代わるには至っていません。

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  M982 エクスカリバー、GPS誘導砲弾
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  レーザー誘導砲弾M712カッパーヘッドが目標の戦車に接近する
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  SMArt 155 、2つの自律型センサー誘導式発射・放火子弾を搭載した対装甲砲弾
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  M1156精密誘導キット、砲弾用アドオンGPS誘導システム
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  ボフォース/ネクスターボーナス、赤外線およびLiDAR誘導子弾搭載

砲弾の信管は、保管中に乱暴な取り扱いや火災などによって砲弾が誤って作動しないように保護する必要があります。また、砲身からの激しい発射にも耐え、適切なタイミングで確実に作動する必要があります。これを実現するために、信管には発射シーケンスの影響を受けて順次有効になる多数の作動機構が備わっています。

場合によっては、これらの起爆機構の 1 つ以上が故障し、発射体が起爆できなくなることがあります。より心配な (そして潜在的にはるかに危険な) のは、完全に起爆した砲弾に対して信管が HE 弾の発射を開始できないことです。これは、弾道が浅い、発射速度が低い、または衝撃が弱いなどの理由が考えられます。故障の理由が何であれ、このような砲弾は、不発弾( UXO )と呼ばれます(古い用語の「不発弾」は、砲弾が起爆できないことを意味するため、推奨されません)。不発弾は、古い戦場によく散らばっています。衝撃速度によっては、潜在的に危険なまま、地中に埋もれてしまうことがあります。たとえば、圧電信管を備えた対戦車弾は、圧電素子への比較的軽い衝撃で起爆できますが、その他の弾は、使用する信管の種類によっては、小さな動きでも起爆できます。第一次世界大戦の戦場では、今日でも残された弾薬による犠牲者が出ています。現代の電気式および機械式の信管は信頼性が高く、正しく作動しない場合は起爆装置が作動せず、（電気式の場合は）蓄積された電気エネルギーが放出されます。

• ハミルトン、ダグラス T. (1915)。「榴散弾の製造: 総合論文」。ニューヨーク: インダストリアル プレス。
• ハミルトン、ダグラス T. (1916)。「高性能爆薬弾の製造: 総合論文」ニューヨーク: インダストリアル プレス。
• Hogg, OFG (1970)。「砲兵：その起源、全盛期、衰退」ロンドン：C. ハースト アンド カンパニー。

• 「砲弾が破裂すると何が起こるか」『ポピュラーメカニクス』1906年4月号、408ページ – 爆発した砲弾を組み立てた写真付き
• Wayback Machineの第二次世界大戦の宣伝ビラ(2007 年 9 月 30 日アーカイブ): 空中投下、砲弾投下、ロケット弾発射による宣伝ビラに関する Web サイト。宣伝を広めるための砲弾の例。
• ナポレオン戦争における砲兵戦術と戦闘
• 牽引式砲の弾薬はどのように機能するのか？ – ビデオによる説明