JPH02150743A - 高加速度シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明は例えば、砲弾の発射時には数百Ｇに及ぶ高加速
度が砲弾内部の火薬類に印加されるが、そのような火薬
類に高加速度荷重が印加されたときの挙動を調べるため
高加速度に相当する圧力を直接火薬類に印加する高加速
度シミュレーション装置に関するものである。

〈従来の技術〉 高加速度をシミュレートする方法として、従来から弾薬
又は模擬弾薬を砲（エアガン等）を用いて実際に比較的
低速で打ち出し、緩衝物に衝突させた時の減速（負の加
速度）から加速度をシミュレートする方法（ＡＤレポー
ト、Ａ　Ｄ　−Ａ　０２２３５１　／　２）が知られて
いる。

また、エアガンによって駆動したピストンにより火薬類
を圧縮することから加速度をシミュレートする方法（第
１９回ＩＣＴ国際会議論文集、２２−１−１５）も知ら
れている。第２図はこの方法の一例を示す断面図であり
、以下図面によって説明する。エアガン２１に、よって
駆動した飛翔体２２は緩衝物２３により減速しでピスト
ン２４に衝突する。駆動したピストン２４はシリンダ２
５内部の試料の火薬類２６を圧縮し、その圧力はロード
セル２７によって測定される。

〈発明が解決しようとする課題） 砲を用いて打ち出す方法の場合、実験設備として弾薬を
打ち出すための砲、弾薬を飛翔させるための広いスペー
ス、消音設備等の比較的大規模な設備が必要であり、又
、測定毎に加速度に相当する減速を計測することは極め
て困難である。エアガンでピストンを駆動させる方法の
場合においてもエアガン、消音設備等が必要となり実験
設備は大がかりなものになる。更に、これらの大規模な
設備を用いて実験をす＼める中で、もし火薬類に激しい
反応（爆轟等）が生じた場合損害が大きく復旧に大変な
手間がかかる。又、このような実験方法では打ち出す速
度や緩衝物によって火薬類に印加される加速度荷重や接
続時間を変えることが可能であるが、校正に大部手間が
かかり、変化可能な範囲はごく限られたものである。

火薬類に加わる最も厳しい加速度条件の中で代表的なも
のは砲弾の発射時の条件であり、加速度としておよそ１
万Ｇ程度、持続時間はｌ（１ｍｓ程度である。この場合
、砲弾内部の火薬類に加わる圧力は約１００１００Ｏ／
　ｃｍ”程度となる。

このような条件をシミュレートするために高圧力を短時
間の間に加え、かつエアガン等の大規模な設備を用いず
に比較的安価で使い捨てができる方法として火薬類が発
生する瞬間的なエネルギーを直接試料に加える方法が考
えられる。つまり、火薬類によって発生する圧力をでき
るだけ簡略化した形で試料に加えることができれば、余
分な設備を使わずに比較的安価で使い捨てができること
になる。

爆薬の爆轟によって発生した圧力を直接域、料Ｊこ印加
する場合圧力が高すぎる（１０万ｋｇｆ／ａｍ”程度）
ので、爆薬と試料の火薬類との間にポリメチルメタアク
リレート板あるいはアルミニウム板を緩ｍ板として介在
させ減衰した圧力を試料に印加する方法（カードギャッ
プ法）が用いられる。この方法では圧力は緩衝板の厚さ
や材質を変えることによって５００〜ｌＯ万ｋｇｆ／ｃ
ｍ”程度変化させることができるが、圧力の持続時間は
約ｌＯμＳ程度と一定であり、現実の加速度条件をシミ
ュレートするには持続時間が短すぎる。

（課題を解決するための手段） 本発明者は種々研究の結果推進薬の燃焼によって発生し
たモーターの推進力を圧力として直接試料の火薬類に加
える方法であれば、特定の推進薬を特定の装置にするこ
とによって、シミュレートする対象に適した圧力や持続
時間を比較的自由に選択できることを知り、この知見に
基づいて本発明を完成した。

即ち本発明は、ロードセルが設けられている荷台と。

該荷台に取り付けられ、荷台とともに荷台を底とする筒
体を構成するガイドと、 該筒体内に、 その底部に接して設けられ、内部に試料がロードセルに
接するよう設けられた試料容器、及び前記試料に一端部
が接し、反対側端部にノズルを有し、内部に推進薬が配
置され、かつ前記ガイドに摺動可能に設けられたモータ
ーとよりなる高加速度シミュレーション装置に関する。

次に本発明の一実施態様を示す第１図に基づいて本発明
を説明する。

図中、１は本発明の高加速度シミュレーション装置であ
る。９は荷台でロードセルｌ。

が設けられ、荷台９はガイド６と共に筒体を構成してい
る。筒体の底部、即ち荷台９に接して試料容器７が設け
られ、試料容器中には試料火薬類８がロードセルに接す
るように設けられている。更に前記筒体の試料容器７の
上にモーター２が配置されている。モーター２の上端部
にはノズル５が設けられ、又その下端面は試料容器７内
の試料火薬の上面に接している。そしてその内部には推
進薬３が配置され、推進薬３には点火のためのイブナイ
フ４が取り付けである。尚モーター２はガイド６に沿っ
て摺動じつるよう試料容器とモーターとの間には空所１
１が設けである。

本発明の装置に用いる推進薬はシミュレートする対象に
よって種々選択できるが、固体のもの、具体的には無煙
火薬系コンポジット系の推進薬が好ましい６例えば、砲
弾の条件をシミュレートするのに用いる推進薬としては
高圧力をごく短時間に発生させる必要があるため、ガス
発生量が多くかつ燃焼時間が短い根状の無煙火薬を複数
積層したものが使用できる。

〈作　　　用〉 第１図において推進薬３をイブナイフ４で点火すると、
推進薬３は燃焼を開始し、燃焼によって発生したガスは
ノズル５から図中上方に噴出する。これによりモーター
２の推進力が図中下方に発生し、ガイド６により保持さ
れたモーター２が図中下方に駆動することから、試料容
器７に入った試料の火薬類８に高加速度に相当する圧力
を印加する。発生した圧力は荷台９に取り付けたロード
セル１０によって連続的に測定される。

モーターの推進力は推進薬の薬量、燃焼面積、燃焼速度
等を変えることやモーター、ノズルの内形状を変えるこ
とによってほぼ自由に選択できる０例えば、推進薬の燃
焼面積を増加すると単位時間当たりのガス発生量が増加
することになり推進力は増加する。推進力は試料の火薬
類に加わる圧力に比例することからモーターと試料の火
薬類との間の受圧面積を変えることにより試料の火薬類
に加わる圧力は更に自由に選択できる。又、ピストンを
モーターと試料の火薬類との間に介在させ、れば、ピス
トンの形状を変えることによってモーターの外形状を変
えることなく同一のモーターを使用しても試料の火薬類
との受圧面積を変えることができる。

持続時間についても推進薬の薬量、燃焼面積、燃焼速度
等を変えることやモーター、ノズルの内形状を変えるこ
とによってほぼ自由に選択できる６例えば、推進薬の燃
焼面積を増加することにより短時間で推進薬が燃え尽き
ることになり、圧力の持続時間はより短くなる。

〈発明の効果〉 本発明の高加速度シミュレーション装置を使用すること
により、基本的な設備として発生した推進力や圧力を保
持するためのガイドや荷台があれば良く、実験設備とし
てごく簡単なもので十分であり、もし試料の火薬類に激
しい反応が生じても比較的容易に安価で復旧することが
可能である。又、ロードセル等を用いて各実験毎の試料
の火薬類に加わる圧力を容易に測定することが可能であ
り、実験精度の向上に役立つものである。更に、推進薬
の薬量、燃焼面積等やモーターの形状等を変えることに
よって、シミュレートする対象に適した圧力および持続
時間をほぼ自由に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高加速度シミュレーション装置の一例
を示す断面図である。第２図はエアガンでピストンを駆
動させる方法を示す断面図である。 図中、１：高加速度シミュレーション装置、２：モータ
ー、３・推進薬、４：イブナイフ、５：ノズル、６：ガ
イド、７：試料容器、８：試料の火薬類、９：荷台、ｌ
Ｏ：ロードセルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロードセルが設けられている荷台と、 該荷台に取り付けられ、荷台とともに荷台 を底とする筒体を構成するガイドと、 該筒体内に、 その底部に接して設けられ、内部に試料が ロードセルに接するよう設けられた試料容 器、及び前記試料に一端部が接し、反対側端部にノズル
   を有し、内部に推進薬が配置さ れ、かつ前記ガイドに摺動可能に設けられたモーターと
   よりなる高加速度シミュレーション装置。