(57)【要約】【課題】  セラミックスと鉄鋼板等で形成された複合装甲に対して貫通特性の高い弾丸（弾丸）を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明にかかる弾丸（１０）は、セラミックスと鉄鋼板とで構成された複合装甲を貫通する弾芯（２）と、弾芯（２）を被覆する外郭（１）とを有する弾丸（１０）において、弾芯（２）は、弾丸（１０）の飛翔方向に対して外殻（１）の前方に設けられるとともに、セラミックスを破壊する第１弾芯（３）と、第１弾芯（３）の後方に設けられるともに、複合装甲を貫通する第２弾芯（４）とを備え、第１弾芯（３）が変形した後に第２弾芯（４）が第１弾芯（３）を貫通して複合装甲を貫通することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスと鉄鋼板とで構成された複合装甲を貫通する弾芯と、該弾芯を被覆する外郭とを有する弾丸において、
前記弾芯は、前記弾丸の飛翔方向に対して外殻の前方に設けられるとともに、前記セラミックスを破壊する第１弾芯と、
前記第１弾芯の後方に設けられるとともに、前記複合装甲を貫通する第２弾芯とを備え、
前記第１弾芯が変形した後に前記第２弾芯が該第１弾芯を貫通して前記複合装甲を貫通することを特徴とする弾丸。
【請求項２】
前記弾芯は、前記第１弾芯が軟質で形成され、前記第２弾芯が前記第１弾芯よりも硬い硬質で形成されていることを特徴とする請求項１記載の弾丸。
【請求項３】
前記弾芯は、前記第１弾芯と前記第２弾芯との間に空間が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の弾丸。
【請求項４】
前記第１弾芯は、中心部分が外周部分より薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾丸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機銃に使用される弾丸に関し、特に複合装甲に対して貫通特性の高い弾丸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼等の装甲を貫通する弾丸として、装甲よりも硬度を高くした徹甲弾が用いられている。高硬度の徹甲弾は、低靭性のため、装甲に衝突すると先端部に応力が集中し、破砕してしまうことがあった。また、浅い角度で着弾すると、先端部で滑ってしまうことがあった。このため、弾丸の先端部に軟質の鋼で形成された被甲を付けた徹甲弾がある。この被甲により、着弾時に装甲に対し塑性変形し、応力集中と滑りを防止することができる。
【０００３】
このような徹甲弾として、例えば、特許文献１に記載されるように、弾丸前部に配置されたハードコアと、後部に配置され、ハードコアと中心合せされてかみ合わされるソフトコアとを備え、被甲の前端部とハードコアの前部領域との間に空気スペースが配置された被甲付き弾丸が知られている。この被甲付き弾丸によれば、ガラスの後ろに位置する標的に命中させることが可能となる。
また、特許文献２に記載されるように、複数の硬質弾を縦方向軸線に起爆エレメントを介して多段に積層された徹甲弾が知られている。この徹甲弾によれば、各徹甲弾の間に設けられた起爆エレメント中の爆薬を目標から近い距離で起爆することにより、目標の実質的に同じ場所に複数の硬質弾が衝突する。これにより、重装甲（複合装甲）を破壊することができる。
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５１４３７２号公報
【特許文献２】特開平１１−０３７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年このような弾丸（徹甲弾、硬質弾）に対し防御性を高めるため、セラミックスと防弾鋼板（鉄鋼板）とで形成された高強度かつ高靭性の複合装甲が知られている。このような複合装甲に対して従来の硬質の弾丸では、セラミックスに着弾すると、着弾時または着弾直後の衝撃によって硬質の弾芯が破壊される。または、運動エネルギーがセラミックスに吸収されることで貫通特性が低下し、防弾鋼板で受け止められる。このように、硬質の弾芯で形成された弾丸（徹甲弾、硬質弾）では、複合装甲を貫通できないという問題があった。
【０００６】
また、多段に積層された硬質弾を複合装甲から近い距離で相互に隔離した場合、実質的に同じ場所に着弾する確率は低いものと思われ、セラミックスにより硬質弾が粉砕され、確実に複合装甲を貫通することができないという問題があった。また、同じ箇所に着弾したとしても、複数の硬質弾により、セラミックスを破壊した後、残りの硬質弾により防弾鋼板を貫通することとなり、単一の硬質弾では複合装甲を破壊できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、セラミックスと防弾鋼板（鉄鋼板）とで形成された複合装甲に対し、貫通特性の高い弾丸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる弾丸は、セラミックスと鉄鋼板とで構成された複合装甲を貫通する弾芯と、該弾芯を被覆する外郭とを有する弾丸において、前記弾芯は、前記弾丸の飛翔方向に対して前記外殻の前方部に設けられるとともに、前記セラミックスを破壊する第１弾芯と、前記第１弾芯の後方部に設けられるとともに、前記複合装甲を貫通する第２弾芯とを備え、前記第１弾芯が変形した後に前記第２弾芯が該第１弾芯を貫通して前記複合装甲を貫通することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、複合装甲に対して、第１弾芯が変形しながら複合装甲のセラミックスを破壊した後、第１弾芯の後部に配置された第２弾芯が第１弾芯とともに複合装甲の鉄鋼板を貫通することができる。これにより、セラミックスと鉄鋼板とで構成された複合装甲に対しても貫通特性の高い弾丸とすることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる弾丸において、前記弾芯は、前記第１弾芯が軟質で形成され、前記第２弾芯が前記第１弾芯よりも硬い硬質で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明よれば、第１弾芯がセラミックスを破壊し得る硬さの軟質とし、第２弾芯を第１弾芯よりも硬い硬質とすることにより、セラミックスに着弾した第１弾芯が変形しながらセラミックスを破壊した後、第２弾芯が第１弾芯を貫通して鉄鋼板を貫通することができる。
【００１２】
また、本発明にかかる弾丸において、前記弾芯は、前記第１弾芯と前記第２弾芯との間に空間が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明よれば、第１弾芯と第２弾芯との間に空間を形成することにより、第１弾芯が着弾した際の衝撃をこの空間で吸収する。これにより第２弾芯の貫通特性、動的特性を低下させることなく第１弾芯及び防弾鋼板を貫通することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる弾丸において、前記第１弾芯は、中心部分が外周部分より薄肉に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明よれば、第１弾芯の中心部を外周部より薄肉に形成することにより、第２弾芯が第１弾芯を貫通する際、貫通特性、動的特性を低下させることなく防弾鋼板を貫通することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の弾丸によれば、複合装甲に対してもセラミックスで破壊されることなく、防弾鋼板を貫通することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
【００１８】
図１には、本発明の第１実施形態にかかる弾丸の縦断面図が示されている。
弾丸１０は、ＳＵＳ又は銅などの軽合金で形成された外郭１の中に一回り小さな弾芯２が形成されている。この弾芯２の飛翔方向に対して前方には、軟質弾（第１弾芯）３が配置されており、軟質弾３の後方には軟質弾３よりも比重と硬度が高い材質で形成された硬質弾（第２芯部）４が配置されている。弾芯２の軸線方向において、軟質弾３の硬質弾４側中心部３ａは、硬質弾４の先端部４ａと軟質弾３の中心部３ａとが契合するよう凹状に形成されている。また、軟質弾３と硬質弾４との間には、空間５が形成されている。
【００１９】
軟質弾３は、例えば鉛、銅、黄銅、又は錫等の純金属、又はこれらの純金属のうち少なくとも１種を含む合金から形成されている。硬質弾４は、軟質弾３よりも比重及び硬度が高い材質、例えば、タングステン、クロム、チタン等の純金属、又はこれらの純金属のうち少なくとも１種を含む合金から形成されている。
なお、軟質弾３及び硬質弾４の材質は、それぞれ複合装甲１１のセラミックス１２層及び防弾鋼板１３の厚さ、及び材質（硬度）と、弾芯２との硬度との関係により適宜選択されるものである。
【００２０】
また、弾丸１０の直径が小さく、弾頭が尖っているものほど装甲に対する抵抗が小さくなり、貫通力が増大する。一方で、弾丸の直径Ｄと長さＬとの比（Ｌ／Ｄ比）を一定以上大きくすると、飛翔中の安定性が悪くなり、命中精度が落ちる。しかしながら、本発明の実施形態にかかる弾丸１０によれば、弾丸の安定性、命中精度を外殻1の形状により規定し、複合装甲に対する貫通特性は、弾芯２の軟質弾３と硬質弾４とのＬ／Ｄ比を調整することにより規定することができる。したがって、弾丸の外郭１の形状、弾芯２の軟質弾３及び硬質弾４の形状、材質は、複合装甲に対する貫通特性と安定性を考慮して最適となるように決めることができる。
【００２１】
軟質弾３と硬質弾４との間に形成されている空間５は、弾芯２の中心部５ａが軟質弾３の衝撃を吸収するように広く形成されており、弾芯２の外周部５ｂが外殻１の強度を保つために狭く形成されている。この空間５には、ゲル状やスポンジ状の衝撃吸収材を充填してもよい。
なお、空間５の大きさは、標的となる複合装甲１１の厚さ、及び複合装甲１１の材質による衝撃伝播速度の関数との関係から適宜選択される。
【００２２】
次に、本発明の第１実施形態にかかる弾丸の作用について、図２を用いて説明する。
図２（ａ）に示すように、薬莢、弾薬室から射出された弾丸１０は、標的である複合装甲１１のセラミックス１２層に対して、まず、飛翔方向に対して外殻１の前方に配置された軟質弾３が着弾する。軟質弾３の着弾時の衝撃により、高硬度のセラミックス１２層は靭性及び延性が低いため、軟質弾３により粉々に破砕される。このとき、軟質弾３も着弾時の衝撃或いはセラミックス１２層からの反発力により変形または破砕され、防弾鋼板１３で受け止められる。
なお、軟質弾３は、セラミックス１２層を破砕し得る硬度で、かつ塑性変形する材質であればよく、標的となる複合装甲１１のセラミックス１２層の硬度、厚さによって適宜選択される。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、軟質弾３が塑性変形した後、弾芯２の後方に配置された硬質弾４が軟質弾３の中心部付近を貫通し、複合装甲１１の防弾鋼板１３を貫通する。このとき、軟質弾３に伝播された衝撃又はセラミックス１２層からの反発力は空間５で吸収されるため、軟質弾３の着弾に伴う衝撃が硬質弾４に与える影響は小さい。
したがって、硬質弾４は、軟質弾３の着弾に伴う衝撃の影響を受けないため、貫通特性、及び動的特性が低下することなく、変形した軟質弾３の中心付近を貫通する。軟質弾３を貫通した硬質弾４は、軟質弾３によって破壊されたセラミックス１２層部分に着弾し、複合装甲１１の防弾鋼板１３を貫通する。
なお、硬質弾４は、軟質弾３よりも高硬度、かつ複合装甲１１の防弾鋼板１３を貫通し得る硬度を有する材質であればよく、標的となる複合装甲１１の防弾鋼板１３の硬度、厚さによって適宜選択される。
［第二実施形態］
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態にかかる弾丸について、図３及び図４を用いて説明する。
図３には、本発明の第２実施形態にかかる弾丸の縦断面図が示されている。上記した第１実施形態にかかる弾丸とは、軟質弾の形状において異なる。
図３において、弾丸１０は、ＳＵＳ又は銅などの軽合金で形成された外郭１の中に一回り小さな弾芯２が形成されている。この弾芯２の飛翔方向に対して前方には、軟質弾（第１弾芯）６が配置されており、軟質弾６の後方には軟質弾６よりも比重と硬度が高い材質で形成された硬質弾（第２芯部）４が配置されている。弾芯２の軸線方向において、軟質弾６の弾頭側中心部６ａには、窪みが形成されており、軟質弾６の硬質弾４側の中心部６ｂにも同様に窪みが形成されている。このため、軟質弾６の中心付近の板厚が薄く、断面形状がＨ状になっている。
【００２５】
軟質弾６は、例えば鉛、銅、黄銅、又は錫等の純金属、又はこれらの純金属のうち少なくとも１種を含む合金から形成されている。硬質弾４は、軟質弾３よりも比重及び硬度が高い材質、例えば、タングステン、クロム、チタン等の純金属、又はこれらの純金属のうち少なくとも１種を含む合金から形成されている。
なお、軟質弾６及び硬質弾４の材質は、それぞれ複合装甲１１のセラミックス１２層及び防弾鋼板１３の厚さ、及び材質（硬度）と、弾芯２との硬度との関係により適宜選択されるものである。
【００２６】
また、一般に弾丸１０の直径が小さく、弾頭が尖っているものほど装甲に対する抵抗が小さくなり、貫通力が増大する。一方で、弾丸の直径Ｄと長さＬとの比（Ｌ／Ｄ比）を一定以上大きくすると、飛翔中の安定性が悪くなり、命中精度が落ちる。しかしながら、本発明の実施形態にかかる弾丸１０によれば、弾丸の安定性、命中精度を外殻１の形状により規定し、複合装甲１１に対する貫通特性は、弾芯２の軟質弾３と硬質弾６とのＬ／Ｄ比を調整することにより規定することができる。したがって、弾丸の外郭１の形状、弾芯２の軟質弾３、及び硬質弾４の形状、材質は、複合装甲１１に対する貫通特性と安定性を考慮して最適となるように決めることができる。
【００２７】
軟質弾６と硬質弾４との間に形成されている空間５は、弾芯２の中心部５ａが軟質弾６の衝撃を吸収するように広く形成されており、弾芯２の外周部５ｂが外殻１の強度を保つために狭く形成されている。この空間５には、ゲル状やスポンジ状の衝撃吸収材を充填してもよい。
なお、空間５の大きさは、標的となる複合装甲１１の厚さ、及び複合装甲１１の材質による衝撃伝播速度の関数との関係から適宜選択される。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態にかかる弾丸の作用について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）に示すように、薬莢、弾薬室から射出された弾丸１０は、標的である複合装甲１１のセラミックス１２層に対して、まず、飛翔方向に対して外殻１の前方に配置された軟質弾６が着弾する。靭性及び延性が低い高硬度のセラミックス１２層は、軟質弾６の着弾時の衝撃により粉々に破砕される。
【００２９】
このとき、図４（ａ）に示すように、軟質弾６は、着弾時の衝撃或いはセラミックス１２層からの反発力により中心部６ａから外周側に向かって塑性変形または破砕され、防弾鋼板１３で受け止められる。
なお、軟質弾６は、セラミックス１２層を破砕し得る硬度で、かつ塑性変形する材質であればよく、標的となる複合装甲１１のセラミックス１２層の硬度、厚さによって適宜選択される。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、軟質弾６が塑性変形した後、硬質弾６は、軟質弾６の薄肉部である中心付近を貫通し、複合装甲１１の防弾鋼板１３を貫通する。
軟質弾６の着弾に伴う衝撃又はセラミックス１２層からの反発力は、空間５或いは空間５に充填された衝撃吸収材で吸収される。このため、軟質弾６の着弾による衝撃が硬質弾４に与える影響は小さい。したがって、軟質弾６の後方に配置された硬質弾４は、軟質弾６の着弾に伴う衝撃の影響を受けないため、貫通特性、及び動的特性が低下することがない。これにより、軟質弾６によって破壊されたセラミックス１２層部分を硬質弾４が着弾することにより、防弾鋼板１３を貫通することが可能となる。
なお、硬質弾４は、軟質弾６よりも高硬度、かつ複合装甲１１の防弾鋼板１３を貫通し得る硬度を有する材質であればよく、標的となる複合装甲１１の防弾鋼板１３の硬度、厚さによって適宜選択される。
【００３１】
このように、軟質弾６の中心部を薄肉としたことにより、弾芯２の後方部に配置された硬質弾４が軟質弾６を貫通しやすくなる。したがって、硬質弾４が軟質弾６を貫通する際、貫通特性、及び弾道特性を損なうことなく、複合装甲１１の防弾鋼板１３に着弾し、防弾鋼板１３を貫通することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる弾丸の縦断面図を示す。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる弾丸の作用を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる弾丸の縦断面図を示す。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる弾丸の作用を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  外殻
２  弾芯
３  軟質弾（第１弾芯）
４  硬質弾（第２弾芯）
５  空間
６  軟質弾（第１弾芯）
１０  弾丸
１１  複合装甲
１２  セラミックス
１３  防弾鋼板
【図１】
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【図２】
2006132874.tif 000004
【図３】
2006132874.tif 000005
【図４】
2006132874.tif 000006