APFSDS単語

エーピーエフエスディーエス

APFSDSとは、現在戦車などの弾に広く用いられている徹甲弾の一種である。
正式には“Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot”と言い、日本語では『装弾筒付安定徹甲弾』と表記される。

概要

戦車砲弾[1]

戦車の対装甲弾(徹甲弾)として今日まで流を占めてきたのは、弾丸自身の運動エネルギーを貫に利用する徹甲弾である。初めはの口径一杯の実体弾(AP)や、中に小量の炸が入った甲榴弾(APHE)が使われた。やがて先端に軟鋼のキャップを付けることで着弾時の弾丸の滑りを防止する被帽付き徹甲弾APC)が生まれた。

第二次大戦中には、の口径より小さい貫体(タングステンカーバイド製)をサボ(装弾筒。発射直後に分離する。本来はオランダの木靴のこと)で包んでの口径に合わせた、離脱サボ徹甲弾APDS)が開発された。

徹甲弾弾が命中した時の速度(存速)が大きく、弾の断面積あたりの重量が大きいほど貫できる装甲は厚くなる。存速を大きくするには口を出る時の速度(初速)を高くし、飛行中の空気抵抗による速度減少を減らす必要があった。また発射の量が同じなら弾が軽いほど、身が長いほど初速は高くなる。

APDSではサボに軽合を使うことで弾を軽くし、貫体に高密度のタングステンカーバイドを使うことで断面積当たりの重量を増やした。貫体を細長くすれば断面積当たりの重量は増加するが、ライフルによる弾の回転では、弾の長さが直径の5、6倍になるともはや飛翔中の安定を保つことができない。そこで弾(貫体)の後部にフィンを付けることで、飛翔中の弾の向きを一定に保つ(風見安定)ようにした。これがAPFSDSである。

弾に回転を与える必要がなければライフルの必要はない、というわけでライフルい滑腔スムーズボア・ガン)も作られた。ただし滑腔では通常の榴弾や発煙弾までフィン安定にする必要があるので、弾に関してはむしろコスト高になる。

戦車砲以外での使用

ちなみに、APFSDSの使用されている範囲は意外と広くCV90のような歩兵戦闘車大口機関、あるいは口径20mmクラス機関でもAPFSDSを使用可なものが存在している。ただし、航空機用の機関に関しては後述する装弾筒がエアインテークに入り込む恐れがあるため使用されていない。

現在のところ最小のAPFSDSを用いる火器は、問題の多さから試作に終わったがオーストリア・ステアー社の開発したIWS2000対物ライフルである。口径15.2ミリと重機関銃と大差ない口径ながら、貫通だけならば距離1000mから垂直防弾鋼40mm射貫という性を発揮し、並大抵の装甲車を撃破できる威を持っていた。

8090年台にはM41軽戦車のような旧式戦車、そのに対応するために、76.2mm~90mm口径のものも製造されており台湾陸軍などでは現在も使用されている。貫通2000mで230mmほどとされている。特にM41軽戦車NATO台湾などに広く供与されたため、FCS良と合わせて76mmは密かなベストセラーである。

構造

非常にざっくりと分類すると、実際に標に向けて飛翔する部分(侵体)とそれ以外(装弾筒)で構成される。

体は実際に装甲を貫通する部分であり、尾部に弾道安定のための安定が備えられている。この安定は侵体に毎数回~数十回程度の回転を与えることで弾道の安定を図るもの。

ここで、『弾道を安定させるのであれば、身のライフリングによる回転では駄なのか?』という疑問を抱かれる方もいるかとは思われる。が、ライフリングでは毎回転に及び、回転し過ぎる為に逆に弾道が不安定になってしまう。このため、APFSDSの運用は現在では滑腔によって行われるのが流である。

なお、ライフルでAPFSDSを発射する場合、侵体の回転を抑える為に装弾筒外周にスリッピングバンドを備える。先述の通りAPFSDSの運用には滑腔の方が適しており、現在このタイプのAPFSDSを運用するMBTは設計思想が古いと考えて差し支えない。具体的には74式戦車などが当てはまる。え、チャレンジャー2?あれは英国面に取り憑かれて、FCSにも問題が多すぎて、HESH装備だからゲフンゲフン
またAPFSDSを運用するは、口に反動を抑制するマズルブレーキを取り付けないことがほとんどである。これはよく装弾筒が引っかかるからといわれるがこれは正しくなく、実際にはマズルブレーキによる排気に弾が影を受け命中精度が低下することが理由の一つである。

体の材質は劣化ウランタングステンなどの重金属が用いられることが多い。その初期においては鋼製の物もあったが現在では使わることはほとんどい。しかしロシア(ソ連)製のモンキーモデルがいまだ運用している可性はある。また、材質として最も理想的なのはタンタルなのだが、こちらはその希少性がタングステンかに上回るため、弾としては用いられない。ちなみにタンタルがどれくらい希少な金属かと言えば、2010年の全世界での産出量がタングステン61,000tに達するのに対し僅か670tであるという事からもえよう。

装弾筒は発射時のガス圧を受け止める為のものであり、口から射出された後は空気抵抗により速やかに分離する。

旧来の徹甲弾とは異なり極めて細長い棒状(ダーツ状)の構造をしており、長さ(Length)と直径(Diamater)のを表すL/Dとしては2030と言われている(L/D20であれば侵体の長さは直径の20倍)。ちなみにこの極端な細長さがライフルでの運用に適さない理由の1つ。
ねこのL/Dが大きいほど理論上の貫は増す傾向にある。しかしこれにはある欠点が付きまとうがそれは後述。

着弾時には装甲と侵体がそれぞれ高圧に圧縮されるためにユゴニオ弾性限界を突破するため、それぞれが流体としてふるまい(塑性流動)、相互侵食を起こし、結果として装甲の貫通ないし加に到る。
ものすごく大雑把に言うと、弾を高速でぶつけることによりその圧で装甲を固体のままでいられなくなるようにして、まるで液体のようになったところを突き進んでいくのである(塑性流動を起こしやすくするために弾を作る金属材料には金属ガラスというアモルファス合の一種の粉末が混入されている)。

よほど浅い度(装甲に対してほぼ並行)で命中しない限りはこの現に到り、従って跳弾はまず生じ得ないためAPFSDSの前には避弾経始という概念そのものが全く意味を成さない。つまり、APFSDSに撃たれた場合、「弾を斜めに弾いてやり過ごす」がほぼ不可能なのである。現在世界で新規に運用、開発されている戦車の多くが直線的な面構成のばった構造をしているのはこのためである。

L/Dが大きければいいのか、本当に劣化ウラン砲弾は安価なのか?

極端にL/Dの大きなAPFSDSは、特に戦後第三世代の正面装甲を前にした場合、カタログスペック上の貫と引き換えに着弾時に弾芯が折損して貫を大きく減じてしまうケースも少なくない。このため、陸上自衛隊で採用されている93105mm、10式120mmなどの徹甲弾バランスを重視した設計となっている。因みに初速・L/D・精度バランスが最善と言われているのは、冷戦時代にラインメタルにより開発された120mm滑腔のAPFSDSのDM33と言われ日本でもダイキン工業がJM33の名前でライセンス製造している。

劣化ウラン自然に存在する物質の中では最も高密度であり、加えて装甲を侵する過程において先端部分が先鋭化する“セルフ・シャープニング現”が生じる為貫に優れる。さらに、装甲を貫通した劣化ウランが高熱によって急化、燃焼する現が発生するため中の敵兵(戦車そのものよりも、兵の養成にかかるコストの方が高額であるし、また時間もかかる)の確実な化が期待できるというメリットも存在する。

ただし、核廃棄物であるからして当然に放射性物質であり重金属としての性の問題もある。これらは戦闘要員のみならず、現地の住民に対して長期に渡って悪影を与え得るものでもあり軍事と言うよりも政治的な問題に発展するリスクんでいる。加えて加工費を加味した場合、調達費はタングステン弾芯APFSDSと大差ない。

我が国におけるAPDS/APFSDS事情

この点は核廃棄物を潤沢に用いることが出来るのか、核アレルギーが強い情なのか、あるいは高強度金属の冶技術に優れているのか。コストというよりは寧ろ、それぞれの国家情に合わせて選択されている。

故に核アレルギーが強い情を背負い、安全性を重視する自衛隊ではライセンス製造品、産開発品のいずれもタングステン弾芯の弾を用いている(これはCIWSに用いる86式20mm徹甲弾包/APDSも同様である)。開発メーカーは意外なことに、調機器で有名なダイキン工業が担当している。

近年ではAPFSDSと同一の弾道特性を維持しつつも、一定距離を経過すると自壊し、演習場から私有地へ弾が飛び込む危険性を抑制した演習徹甲弾TPFSDS)も開発されており、総火演で使われているのはこちらと言われる。

威力向上へのアプローチ方

上でも少々述べているが、ここではAPFSDSの威向上の手段を見ていく。口径の拡大が頭打ちとなっている現在、APFSDSの威を増す手法として一般的なのは

となっている。

体の長さを長くする、というのは弾体をすり減らして装甲を突き進む特性上、長さがそのまま貫に関わるAPFSDSにとってはある意味で理想的な方法であるといえる。反面、この方法はただ侵体の長さを長くすると重量増加により初速低下を招き、結果的に貫は落ちてしまう。そのため一般には長さを長くする代わりに侵体の直径を細くすることにより初速低下を防ぐ、すなわちL/Dを大きくするという手法がとられる。
この方法の欠点としては、先述の通り着弾時に侵体が破断する可性が上がる、ERAに対する脆弱性が増すというものである。
もちろん、発射に使う装(要するに火)のパワーをあげればわざわざ侵体を細くする必要はないのだが、実は装は燃焼タイミングや燃焼スピードにかなり精密なコントロールが必要な上に、考えなしに装を強くすると側の耐久オーバーしてしまうためあまり一般的ではない。
余談ではあるが、ロシア戦車やそれに順ずる戦車は自動装填装置の機構的な問題により侵体の全長を容易に伸ばせないという欠点がある。

初速を上げる、というのは大砲の威向上方法では昔からありふれた方法である。具体的な方法では前述の装の強化、そして身長の延長があげられる。身長の延長はこれまたありふれた方法であるが、これはもともと装側に身を延長しても弾を加速し続けられるだけの余裕があることが必須である。もっとも一般的にはその余裕があることは多い。
身延長は装強化よりも技術も手間も必要ない半面、長身化により取りまわしの悪化と発射時に共振を起こし精度低下を招きやすいという欠点が存在する。

劣化ウランについては先述の通りなので割愛する。

APFSDSの一例

関連動画

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関連項目

脚注

  1. *戦車と機甲戦」野木恵一 1981 朝日ソノラマ

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APFSDS

84 ななしのよっしん
2017/05/08(月) 23:11:16 ID: SwrjUZo3DV
>>82 @前半
あー考えてる対が違うな いや、お前の話はおかしいって言ってるんじゃなくて、
自分は>>73 「つまり発射装置にべて軽い弾ほど効率よくエネルギーを与えられる」って話から、反動によって逃げるエネルギーを考えてたんだ
実際は発射が同じなら貫たる弾の運動エネルギーはほとんど変わらない、と
反動フォース自体は変わると思うよ。

@後半
否定は悪魔の証明になるから肯定する側が立しなさい。適当なほらを根拠もなく吹いて、反論できないからが正しいwwwなんて通るわけないだろ。

いや、理ならいいけど。ソース出せないからと言って即座にその説が誤りになるわけではないからムキにならんでもいい
実際自分も本当はそれぞれがどういう経緯で開発されたのか気になったからソースあるのか聞いただけなんで。>>80氏以外でもだれかちゃんと調べてる人いないかな
85 ななしのよっしん
2017/05/10(水) 15:34:44 ID: LBp+QGhdQK
>>83
体が固すぎるから軟金属を被せないと食いつきが悪くなる。

>>84
反動の減少率なんてたかが知れてるんだよね」に対して反論し、それに対してのそれはちょっと話がつながってなさすぎる。

「しなさい」とか「www」とか、会話する気もなさそうだし。
86 ななしのよっしん
2017/05/10(水) 18:51:14 ID: SwrjUZo3DV
>>85 それに対してのそれは
どれに対してのどれ?

"反動の減少率なんてたかが知れてるんだよね"が誤解を生じかねない表現だったのは認める。アンカーとか見てもらえれば話はつながると思う
87 ななしのよっしん
2017/05/11(木) 01:11:27 ID: LBp+QGhdQK
それ(反動の減少率〜)に対してのそれ(>>84)

誤解を生じかねないどころか誤解しかされんわ。>>81反動の話しかしてないのに運動エネルギー話題がまだ生きてるとは思わんだろ普通
88 ななしのよっしん
2017/05/13(土) 00:00:59 ID: SwrjUZo3DV
>>87 >>81">>74にも書いたけど"
生きてるだろ
なんで終わったものについてアンカーつけなきゃいけないんだよ

89 ななしのよっしん
2017/08/02(水) 16:05:45 ID: iM2EkOgpJD
APAPCRって同じ発射使うの?
同じ発射だと弾頭が軽くなった分腔圧が下がるし、身にいる時間も短いから駄が出る
反動も下がったし発射を増量か配合変えて運動エネルギーを増やしていると思ってたんだけど…
90 ななしのよっしん
2018/04/13(金) 16:19:14 ID: 5vkPDVXGh4
http://www.geocities.co.jp/Technopolis-Mars/1550/shell_var/ap_pene.htmexit
ここの較によれば同一身弾種でAPCRのエネルギーが必ずしも高いわけではないようだ
91 ななしのよっしん
2018/04/21(土) 00:35:28 ID: HudKFRXEum
今更のレスだがAPCRは軽量であるが故に遠距離ではAPよりも威が急に劣るのだ。
WW2では4号戦車の長(L48)で1500メートル前後で威の逆転が起きるぐらいだったらしい。あと寒いと威低下はより深刻だった。気温が下がると空気密度が上がるんで、それだけ空気抵抗が大きくなるのだ。
しかし同じ温度でもが降っている場合は威が上がる。低気圧の下では空気密度が下がるため腫れているとき(=高気圧の下)より弾速の低下が緩やかになるのでより遠くの敵に対応できるというわけだ。変動が極端だった対ソ連戦線側ではこの僅かな差が生死を分けた場合があるという。
92 ななしのよっしん
2018/12/21(金) 14:22:39 ID: qAo8W07eSf
サボット分離をハイスピードカメラで捉えた映像は堪らない。見るからにゴツい戦車がぶっとい身からダーツみたいな弾を放ち、命中さえすればほぼ弾かれない。重厚長太で兵器に見えて、実は洗練されている事を感じられる
93 ななしのよっしん
2019/05/21(火) 17:11:04 ID: pQnxp7CPjy
この弾についての説明を聞いていると現実ってバトルよりバトルっぽいなと思う

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