JPH05332700A

JPH05332700A - 成形爆薬

Info

Publication number: JPH05332700A
Application number: JP11344591A
Authority: JP
Inventors: Motoshi Tooyama; 茂登伺遠山; Hiroshi Ogasawara; 宏小笠原; Hitoshi Miyoshi; 仁三好; Makoto Hikichi; 誠引地
Original assignee: Chugoku Kayaku KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Chugoku Kayaku KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】前端に円錐形の金属製ライナ２を有する円筒
形の成形爆薬３を爆発させて宇宙空間を飛翔する人工の
ゴミ（デブリ）をシミュレートする飛翔物（ジェット）
を作り出す人工衛星用の防御構造（バンパー）試験用の
ジェット発生装置において、ジェットの量を調整し、か
つスラグが被試験物であるバンパーに当たらないように
する。【構成】ライナ２に截頭円錐形で開口１４を有するイ
ンヒビタ１３を嵌合する。インヒビタ１３はプラスチッ
ク又は伝爆する成形爆薬で作る。ジェットのみは開口１
４を通過するが、スラグはプラスチックが破砕した大き
なものとなるか或いは成形爆薬の爆発により四散してし
まうためスラグとジェットの分離が完全にできる。イン
ヒビタ１３の長さｌを調整することにより、ジェットの
質量を変化させることが容易にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速飛翔体を発生させ
る成形爆薬に関し、ことに人工衛星や宇宙ステーション
等の宇宙飛翔体の防御構造（以下、バンパーという）の
試験装置、詳しくは宇宙空間を高速で飛翔する人工のゴ
ミ（以下、デブリという）と同様の速度及び質量を有す
る飛翔物（以下、ジェットという）を地上において作り
出すことができるバンパーの強度試験用ジェット発生装
置として用いるのに適した成形爆薬に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、宇宙開発が進み、各種の人工衛星の
ほか、宇宙ステーションの打ち上げも計画されている。
ところが、宇宙空間には、隕石やロケットなどの破片な
どが高速で飛翔しており、これらの飛翔物から人工衛星
等を防御するため人工衛星等にバンパーを設ける必要性
が高まっている。

【０００３】これら飛翔物のうち、隕石は、その速度が
１０〜７０Km/secと高速であるが、その数はきわめて少
なく、実際上、衝突のおそれはない。ところが、ロケッ
トエンジンの微細破片などの人工のゴミであるデブリ
（Ｄｅｂｒｉｓ）は７〜８Km/secの速度であるが、人工
衛星の軌道とほゞ同一高度にあって、その数も多く衝突
の危険は無視できないものとなっている。したがって、
宇宙飛翔体のバンパーの研究開発に際しては、このデブ
リと同様の速度、質量を有する飛翔物（ジェット）を地
上において実現し、宇宙空間におけるデブリの衝突をシ
ミュレートする必要がある。

【０００４】従来、このジェットを作り出すためには、
２段式軽ガス銃やレールガンが試用されているが、２段
式軽ガス銃では最大８Km/secまでのジェットしか得られ
ず、またレールガンはその試験コストが高過ぎて実用化
には至っていない。そこで、デブリの質量、速度に相当
する質量１〜２g 、速度１０Km/secのジェットを地上に
おいて作り出す手段として、爆薬の爆発力を利用するこ
とが考えられている。

【０００５】これは、図１に示すように、先端に円錐形
凹面を有する金属製ライナを嵌合することにより全体と
して円筒形で、かつ先端に凹面を有する成形爆薬を爆発
させ、爆発によって破砕されたライナ２が線状又は面状
の高速のジェットとなる現象を利用しようとするもので
ある。この現象は、ノイマン効果ないしモンロー効果と
して知られるもので、図１及び図２により、このノイマ
ン効果について説明すると、図１において、本体Ａは基
体６に円筒形のケース１を固定し、その反対側端部に円
錐形のアルミニウム製のライナ２をその頂点部２´が内
側となるように嵌合し、ケース１内に爆薬３を成形充填
したものよりなっている。また、基体６の中心部には、
伝爆薬４とそれに着火するための雷管５及び雷管５の点
火用の導線７からなる起爆装置が備えられている。起爆
時に導線７に電流を流すと、雷管５が点火し、伝爆薬４
が爆発したのち爆薬３が爆発する。爆発時には図におい
て左側の伝爆薬４側から爆発を開始し、右側の方向に伝
播する。その伝播面は爆轟波１０と呼ばれ、その速度は
爆薬の種類によって異なるが、爆薬により決まった速度
である。つゞいて爆轟波１０は、まずライナ２の頂点部
２´に達し、ライナ２を構成するアルミを粉々に粉砕
し、前方（図で右側）にジェット１１として吹き飛ば
す。つゞいて、爆轟波１０はライナ２の側面部をも吹き
飛ばすが、図の矢印で示すように、本体Ａの軸心に向か
ったのちジェット１１に続いて中心軸に沿うように飛翔
する。このジェット１１に続く部分をスラグ１２と称す
る。ジェット１１は、スラグ１２により後方から押され
て更に加速し前方に鋭く伸びてゆく。

【０００６】図２によりその状態を示すと、爆発して四
散した本体Ａの前方には、ライナ２の微粉末であるジェ
ット１１とスラグ１２が高速で飛翔し、爆発より１．０
μs後には略円錐形であったものが、１０μs 後には中
心軸上にジェット１１が伸長してくる。上述の現象を利
用すると、ジェット１１はその径が４〜８mmと十分に小
さく、速度が１０Km/sec、質量が１．６g 〜４．０g の
ものが得られ、地上においてデブリをシミュレートする
ことが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の爆
薬を利用したジェットの発生装置においては、ジェット
１１の直後にそれより低速ではあるが、はるかに大きな
質量を有するスラグ１２がジェット１１を追いかけるよ
うに飛翔してくる。従って、例えば人工衛星用のバンパ
ーにジェット１１を衝突させ、宇宙空間におけるデブリ
の衝突をシミュレートさせようとしても、その直後にス
ラグ１２が衝突し、バンパー全体を破壊してしまう。こ
れを防止するため、細孔を設けた防御板をバンパーの前
に置いてジェット１１のみ通過させようとすると、爆発
の威力によりきわめて強固な防御板でもすぐに破壊さ
れ、また細孔もスラグ１２により塞がれてしまい実験が
困難となる。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決し、スラグを
ジェットより分離した高速飛翔体を発生させることがで
きる成形爆薬を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は、そのため起爆装置を備え
た基体に円筒形のケースを固定し、該ケースの基体と反
対側の端部に円錐形のライナをその頂点部が内側となる
ように嵌合し、該ケースとライナの間に爆薬を成形充填
した成形爆薬において、截頭円錐形であって、中心軸上
にジェットの通過できる開口を有するインヒビタをライ
ナに嵌合させたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明で用いられるインヒビタとしては、
例えばプラスチック、前記爆薬の爆発により伝爆する成
形爆薬等を用いることができる。

【００１１】

【作用】本発明は、截頭円錐形であって、中心にジェッ
トの通過できる開口を有するインヒビタをライナに嵌合
させてあるため、該開口を通過してジェットは飛翔する
が、スラグはインヒビタの存在によりその飛翔が著しく
阻害される。その理由は、インヒビタが例えばプラスチ
ックである場合、インヒビタ自体もスラグとなって前方
に飛翔するが、スラグがライナのみからなる場合に比べ
て重量、容積ともに著しく大きくなるため、その飛翔速
度は大きく低下し、防御板で十分阻止でき、かつ防御板
の穴を塞いでも容積大のため防御が容易となる。したが
って、スラグとジェットの分離が完全に行われ、標的に
ジェットのみ衝突させることができる。

【００１２】またインヒビタが、本体の爆薬により伝爆
する成形爆薬で構成されている場合には、開口をジェッ
トが通過直後にスラグ自体が爆発、飛散してジェットの
後方を追いかけるように飛翔するスラグ自体がなくな
る。そのため、ジェットのみを標的に衝突させることが
できる。本発明の成形爆薬は、人工衛星等のバンパーの
衝突実験を行うためのジェットの発生装置として用いら
れるほか砲弾など他の用途に用いることもできる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図３は、従来の技術の説明において説明したもの
と同じバンパー試験装置に開口１４を有するインヒビタ
１３を設けた状態を示す。インヒビタ１３は截頭円錐形
であって、ライナ２の先端部に嵌合固定されている。他
は先に述べたものと全く同じである。

【００１４】インヒビタ１３がプラスチック製の場合に
ついて、図３及び図４により説明すると、図１に関して
説明した場合と同様にして伝爆薬４、雷管５よりなる起
爆装置により爆薬３が点火爆発し、爆轟波は前方（図の
右側）へ進む。すると、ライナ２の頂点部２´がまず破
砕され、開口１４を通ってジェット１１として飛翔す
る。その直後に爆轟波はインヒビタ１３をライナ２の側
面部と共に中心軸方向に押し潰すように破砕し、スラグ
１２となって飛翔する。

【００１５】しかし、このスラグ１２はインヒビタ１３
の全重量及び体積を含むから、ジェット１１に較べて著
しく重く、かつ大きいものとなる。そのため、その飛翔
速度はジェット１１に比べて遅く、かつ容積は大きいか
ら図４に示すようにジェット１１とスラグ１２は完全に
分離して飛翔し、防御板１６の細孔１７は、ジェット１
１のみ通過させ、スラグ１２は阻止される。そして、ジ
ェット１１のみが試験体であるバンパー１８に衝突し、
宇宙空間におけるデブリの衝突をシミュレートできる。

【００１６】また、図５はインヒビタ１３に本体Ａの爆
薬３により伝爆する成形爆薬を用いた場合を示す説明図
で、先ず図３において爆薬３の爆轟波１０がライナ２の
頂点部２´に達し、その部分を微粉末のアルミに破砕し
てジェット１１を形成する。ジェット１１がインヒビタ
１３の開口１４を通過直後にインヒビタ１３を構成する
成形爆薬が爆発する。すると図５に示すように、ライナ
２の側面部は四散して粉々となり、スラグは発生しな
い。したがって、ジェット１１の後方には爆風が生起す
るだけであってデブリ衝突のシミュレーション試験には
格別の影響は生じない。

【００１７】また、インヒビタ１３の長さｌ（図３参
照）を調整することによりインヒビタ１３がプラスチッ
クの場合でも成形爆薬の場合でも、ジェット１１の長さ
を変えることができる。すなわち、インヒビタ１３の長
さｌを大きくして頂点部２´に近付けるほど、インヒビ
タ１３の破砕又は爆発が早くなり、ジェット１１が開口
１４を完全に通過する前に開口１４を塞いでジェット１
１の後端をカットすることができる。

【００１８】また、逆にインヒビタ１３の長さｌを小さ
くしてライナ２の頂点部２´とインヒビタ１３の截頭部
との距離を大きくすると、インヒビタ１３の破砕又は爆
発が遅くなり、開口１４を通過するジェット１１を構成
するアルミの微粉末の通過量を大きくする。したがっ
て、ジェット１１の長さ、すなわちジェット１１の質量
を変化させることができ、各種のデブリの飛翔状態をシ
ミュレートすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の成形爆薬によれば、爆発時に生
起される高速飛翔体からスラグを分離し、障害となるス
ラグの標的への衝突を防止することができ、バンパー強
度試験用ジェット発生装置として用いた場合でもデブリ
の状態を地上において容易にシミュレートすることがで
きる。

【００２０】また、インヒビタの長さを調整することに
より容易にジェットの長さ、すなわちその重さを変える
ことが可能であるから、上記用途に用いた場合の各種の
デブリをシミュレートすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の成形爆薬の断面図。

【図２】ジェット及びスラグの発生の説明図。

【図３】本発明に係る成形爆薬の断面図。

【図４】インヒビタがプラスチックである場合の説明
図。

【図５】インヒビタが成形爆薬である場合の説明図。

【符号の説明】

１ケース２ライナ３爆薬１１ジェット１２スラグ１３インヒビタ

フロントページの続き (72)発明者小笠原宏愛知県名古屋市港区大江町10番地三菱重工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者三好仁広島県広島市東区牛田東２丁目15の８の 317 (72)発明者引地誠広島県呉市海岸４丁目７番４−501

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】起爆装置を備えた基体に円筒形のケース
を固定し、該ケースの基体と反対側の端部に円錐形のラ
イナをその頂点部が内側となるように嵌合し、該ケース
とライナとの間に爆薬を成形充填した成形爆薬におい
て、截頭円錐形であって、中心軸上にジェットの通過で
きる開口を有するインヒビタをライナに嵌合させたこと
を特徴とする成形爆薬。
【請求項２】インヒビタがプラスチックで成形された
ものであることを特徴とする請求項１記載の成形爆薬。
【請求項３】インヒビタがケース内の爆薬の爆発によ
り伝爆する成形爆薬で構成されていることを特徴とする
請求項１記載の成形爆薬。