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2022年08月30日

銃身長と弾速


銃身長の長い銃は弾速が速くて命中率も高いというのが誰でも最初はしている思い込みで、
ある程度銃身長があらば十分な初速になるし、その後はあまり加速しない、
そして命中率も特別有利にならないというのがちょっと知識を得ると知ることとなります。
しかしながら、銃身長の効果を過少評価している場合も多いと感じます。
今回は銃身長の効果を弾速で判断するのは直感的には難しいという内容です。

銃身長が長くなっても初速が上がらないのは、火薬の燃焼がとっくに終わっているからなんて言う話も良くされます。
確かに、圧力は段々下がっていくでしょう。
しかし、一度発生した圧力は温度低下をとりあえず無視して単純に考えれば、
弾の進んだ銃身内の距離が燃焼の終わった位置から2倍になっても1/2までしか下がりません。
もちろん、この場合は火薬の完全燃焼後は弾の進んだ距離と圧力が反比例するようになりますから、
本当に高いのは薬室付近だけとなる場合もありますが、銃身全体で見てマズル付近だけ極端に圧力が低いというわけでもないはずです。

仮にもっと単純化して、銃身内の圧力がずっと下がらず一定だったと考えましょう。
その場合に銃身長が2倍になると初速が2倍になるでしょうか?
初速が2倍になるとエネルギー(j、威力)が初速の二乗で4倍になります。
銃身長が2倍でエネルギーが4倍になるというのは流石におかしくて、
本当はエネルギーが2倍になるので初速は2の平方根である1.4倍ぐらいですね。
逆に考えると初速を2倍にしようと思うと、銃身長は4倍も必要になることになります、圧が下がらなくても。
初速を上げるのは案外難しいものです。

よく、このぐらい長さがあれば弾速を8割稼げるなんて言うのも、エネルギーにしたら64%だけなわけですし、
弾速が5%しか上がっていなくてもエネルギーは1割上がりますから、弾速とエネルギーではイメージがかなり変わります。
つまり、銃身長を考える時は初速ではなく、理想的状況で銃身長と比例するエネルギーで考えると、
銃身長を伸ばした効果があるのか直感的にわかりやすくなります。
初速は腔圧が変わらない環境であってすら銃身が伸びるほど上昇が鈍くなるのですから、
腔圧の低下と要素が二つになると切り分けて考えにくいです。


図1では腔圧が下がらず一定な時の弾の加速長さ(銃身長)と弾丸のエネルギーと弾速の関係をグラフにしてみました。
縦軸は最大値に対する割合で、圧力はずっと100%、エネルギーと弾速は銃口部の最高値を100%としたものです。
28インチバレル基準としています。
弾に加えられるエネルギーは力×距離なので、力(圧力)が一定なら距離に比例して増えていきます。
その銃身が長くなればなるだけエネルギーが得られる条件でさえも、
弾速を見ると最初は特別に効果があり、銃口付近では上昇が鈍って効果が無くなっているように見えてしまします。
直感的に比較しやすいのがどちらであるかは一目瞭然ではないでしょうか。


現実に銃身長の増加に対してエネルギーが増加しないのは主原因は圧力の低下です。
それを防ぐには火薬の量を増やすしかありませんが、単純に火薬量を増やすと最高圧力も上がってしまうので、
燃焼速度も落とさなければならず、現実的にはそんな調整はしていられないでしょうね。
そんな圧力の変化を考慮に入れたのが図2です。
エネルギーも弾速も上昇が鈍化していきますが、やはり弾速の方が鈍化が大きいように見えます。
これは実際のデータの値ではありませんが、イメージを得るには十分すぎるぐらいではないかと思います。
散弾銃を想定したので火薬の燃焼速度が速く、圧力の変化も大きいです。
ライフル銃や燃焼の遅い黒色火薬の前装銃などは圧力の低下がもっと緩やかなことも考えられますね。
この図では圧力は10インチぐらいまでにぐっと下がってしまっています。
逆に言うとある程度進むと圧力の低下が収まるので、エネルギーで考えると20インチから24インチにするのは効果があるけど、
24インチから28インチにするのは効果がないということにはならないはずです。
ただ、本当にエネルギーではなく弾速が欲しい場合は効果があまりにないとなりやすいですね。
弾速を上げて飛んでる目標に当てやすくとか、ドロップを小さくしたい場合だとか。

余談ですが、二つの銃身長のエネルギー(初速から換算)の差を測定できれば、
その二点の間の平均的な圧力が推測できます。
薬室での最高圧力を測るとかでなければ、少しずつ銃身を切りながら初速を測っていけば、
圧力計無しでも各部の大体の圧力がわかるわけです。
日本では銃身長を短くしていくというわけにはいきませんが。  

Posted by ラスティネイル at 23:41Comments(0)コラム

2022年08月17日

ハーフライフルは元残し?


日本独自の猟銃の文化となっている散弾銃のハーフライフル銃身というものがあります。
基本的にサボット弾で用いるライフリング入り銃身のライフリングを銃身長の半分以下に削り落としたものです。
ライフリングを削るときに元残し(チャンバー側)と先残し(マズル側)のどちらが良いかという話が出ます。
先残しだと銃身内を半分進んで加速された弾が急激にライフリングに当たって回転させられるので、
圧力の問題やら安定性やらが悪いように思えます。
いきなり弾に抵抗がかかるのは安全性としてもいかがなものかと。
まあ、世の中にはライフルドチョークなどというものもあり、
マズルに取り付けられてチョークのライフリングで回転させるという無茶な感じのこともやるので実用上は問題ないのでしょう。

では、元残しにはデメリットが無いのかというと、ライフルマークのついた弾が平筒を進むようになるのでガスが隙間から流れそうですね。
無視できるレベルにも思えますがデータは知らないです。
そしてもう一点が回転数の問題です。
ライフリングの回転数はツイストが何インチに一回転という割合で示されます。
基本的に弾速と回転数は(rpm)は比例するわけですが、途中でライフリングが無くなると弾速だけ上がります。
例えば、弾が銃身の中間から銃口までの間に先の半分で、さらに2割の弾速が加速されるとします。
ツイストが1-30だったら1-36インチになるわけです。
弾速の増加割合は弾の種類や銃身長によっても変わりますが、無視できない数値だと思います。

銃のツイストに合わせて弾が作らているのか、弾に合わせて銃のツイストが決められているのか知りませんが、
本来より緩くなったら設計と違うから当たらなくても当然となるわけです。
回転数や初速の安定性を気にする以前に、回転数足りて無くない?と。
一般的に軽い弾や短い弾はライフリングが緩くても大丈夫ですが、長い弾や重い弾はライフリングを急にする必要があります。
本来、弾が重い方が射程が延びて良く当たるのですけどね。

じゃあ、先残しの方が良いのかという話になりますね。
やはりデータは知りませんがその可能性は十分にあります。
結局は弾との相性なので、実験してみてもツイストと弾の組合せによってどちらが良くなるかは変わるでしょう。
また、加工された状態で販売されるのでユーザーでは選べず、現在は元残しが主流のようです。
同じ元残しなら、最初からツイストの急な銃身の方が、多くの弾で設計時の回転数に足る可能性が高いですね。
ツイストはメーカーによって結構違うので、回転数低いメーカーのものは当たらなくなっても、
回転数が高いメーカーのものな、2割程度落ちても問題ないと。
もしくは、回転数が低くても大丈夫な弾を使うか。
最初からどの弾でも回転数に余裕があったなら、杞憂な話になりますね。
回転数が大きすぎても良くないのですが、足りないよりは断然マシな話なのでメーカーはどのように決めているのか。。

猟銃は持っていないものの、前から気になっていたので文章にしてみました。
元残しなら欲しいツイストより少し急なものを選びましょうと。  

Posted by ラスティネイル at 21:44Comments(2)コラム

2022年08月11日

イルミネーションが輝かない


一時期、この2本のスコープの実物をどちらも持っていました。
西と東の有名なスナイパーライフルですが、軍用のドラグノフと警察用のPSG-1ではちょっと違いますね。
本当はドラグノフ用だかAK用だかよくわかっていなく、レティクルのレンジファインダーも1.8m基準でよくある1.7mのと違いますね。
ソ連関係への興味が薄いので情けない話です。



レティクルはPSG-1は本当にただのクロスヘアでシンプルです。


このスコープのレティクルは暗くてなかなか撮影するのが大変した。
いえ、今回の画像は10年以上前に携帯で撮ったのでそれもあるのですが。
ドラグノフの電動ガンが出始めたころはソ連製のスコープも多く輸入され、
手にした人々がイルミネーションの暗さからソ連の工業レベルの低さを嘆いてみたり、
不良を直すためにLEDの交換に挑戦する人が出てきたりしていました。


PSG-1のスコープのイルミネーションは更に暗く、暗闇でも目が暗順応するまで見えません。
暗順応してやっと白だか銀色だかでぼんやりと浮かぶ程度です。
昼間なんて絶望的に光って見えませんが、その時はレティクルはちゃんと黒く見えていることでしょう。

昔はナイトビジョンなんていうものが普及していなかったり、そもそもナイトビジョンの性能が低かったたりしました。
しかしながら、スコープは対物レンズが人間の瞳よりずいぶんと大きく光を集めてくれますし、
人間の目も暗順応してくれるわけです。
そうして一生懸命に何とか見えている目標を撃つときに、イルミネーションレティクルが煌々と輝くスコープを覗いたら、
目標を見ることは叶わず、一瞬にして明順応した目が再び暗闇を見ることができるのはかなり先となります。
つまり、目標ができるだけ良く見えて、レティクルは邪魔しない程度にほんのり浮かぶ程度が良いのです。
さらにPSG-1の場合は電源ボタンの押した後に2分経つと自動でオフになる仕様です。
本当に射撃直前からその時だけ光らせて撃つのです。
逆にそこら辺のオモチャの立派なイルミネーションは最弱にしても夜には眩しいものが少なくないものです。




  

Posted by ラスティネイル at 22:27Comments(2)コラム

2022年05月22日

アクセレータ


ポイントのルガーP08をいじりながら、ルガーのショートリコイルは特別だと思ったので思い立ったことを書いてみます。
まず、普通のショートリコイル、例えばガバメントなどはスライドがバレルと一体となって弾丸発射のリコイルで後退し、
弾が出て反動が無くなった後に慣性で動いているスライドとバレルのロックが解除され、バレルはフレームに当たり後退が止まり、
スライドだけがリコイルスプリングの圧縮で速度を落としながらも最後まで後退していくことになります。


P08の場合は弾が出た後にトグルがフレームに当たり、上下方向の速度がゼロだったのが突如上に蹴り上げられます。


ボルトもバレルエクステンションに対して相対位置が後退します。
少なくともこのエアガンではトグルがフレームに当たってから、バレルエクステンションが後退を終えるまでの距離と、
ボルトとバレルエクステンションの位置の変化の長さが同じぐらいです。
それだけでボルトの速度が倍ぐらいになったことになりますが、実際に比例的に距離が変わっているわけでもないことや、
トグルの上下も考えると重たいバレルエクステンションに蓄えられていた運藤エネルギーが軽いボルト周りに移されて急加速するはずです。
つまり、アクセレータ(加速器)付きのショートリコイルなわけですね。
44オートマグみたいですね。

弾が出るまではボルトは軽くてもバレルエクステンションの重さで後退速度を遅くし、
弾が出てからは重いバレルエクステンションに蓄えられたエネルギーで軽いボルトを高速運動させる。
ルガーの回転が速いというのは単純にボルトの軽さとリコイルスプリングの強さだと思っていましたが、
よく考えるとボルトを速く動かすメカニズムが搭載されていたわけです。
ルガーは保持が悪いとジャムりやすいなんて話も聞きますが、
もしかすると保持が甘いとトグルとフレームが当たったときにエネルギーがフレームに逃げて加速が上手くいかないのかもしれませんね。  

Posted by ラスティネイル at 13:43Comments(0)コラム

2021年08月11日

星を狙え


射撃の練習は星を狙えというのを昔の月刊GUNで読んだ覚えがあります。
夜は明かりが無い時代、他にすることも無ければ星を狙うのもいいのかもしれません。
周りに光るものや高い構造物も無ければ、割と低い位置の星も狙えるでしょうし。
そして、近くの小さいものより遠くの大きなものを狙えと言うことでもあります。
星ほど遠くて大きな物はないでしょうしね。

では、なぜ遠くて大きなものを狙うのがいいかということですね。
100m先の幅60cmmの人間を狙うのと10m先の6cm、1m先の6mmは変わらないのではないかという気がしてきます。
確かに、見える大きさは同じですから、銃を完全に揺れることなく構えられるのならばそうかもしれません。
しかしながら、銃の揺れを考えるとちょっと性格が変わってきます。
特に対人戦闘や狩猟で大きさのあるものを狙う場合は影響があるのではないかと思います。

銃の揺れ方は人体の色んな関節が動くので複雑ですが、
上下左右の角度揺れと、左右の平行揺れの場合を考えて見ます。
角度揺れというには大抵の銃のブレの原因ですから分りやすいと思いますが、
銃の角度は変わらず平行揺れは体ごと左右に揺れるような感じでしょうか。
性格にはこれも大きな円運動かもしれませんが、銃の向きが平行なまま揺れるものを考えます。
角度揺れは距離に比例しますので、的から離れるほど誤差が大きくなります。
平行揺れは距離に関係がありません。
3cmの揺れはどこまで行っても3cmです。
100m先の60cmの的に対して3cmは無視できますが、10m先の6cm的に対しては無視できないでしょう。
その水平揺れが収まるように頑張って練習しても、実際の時にはあまり意味がないかもしれません。

まあ、意味がないだけならそこまで問題ないのですが、照準がずっと的の中心を向いているように、
水平揺れを角度方向の修正で直しながら狙う癖がついたり、無駄な悪い癖がつく可能性もあります。
もしくは、角度揺れと水平揺れの区別がつかないと、角度揺れが収まっているのかどうかも分からなくなります。
素早く構えて撃つ場合は、構えていない状態で的を見て、構えた時に目の位置が変わるため、
最初に見た位置とは違った角度で構えないとズレるなどもあります。

諸々考えたときに、遠くの大きなものを狙うのは理に適っているとわかります。
どうせ練習するなら、効果的な練習を。
もちろん、部屋の中で近い距離でしかできなくても、まったくやらないよりもやる方が良いでしょうね。
ただ、部屋の中でもちょっとした労力で的からの距離を取ることができるなら、その方が有効なのではないでしょうか。  

Posted by ラスティネイル at 02:24Comments(0)コラム