現代の弾丸を生み出した 10 のイノベーション

重要なポイント

人々が銃について話すとき、多くの場合、マガジン、銃床、スコープ、トリガーガード、コンペンセイター、サプレッサーなど、武器自体に焦点が当てられます。また、トリガーの引き、マズルフラッシュ、反動など、銃の操作に関連する変数についても議論する傾向があります。

しかし、どんな銃も目的を達成するための手段であり、その目的は標的に向かって高速で発射体を投げることです。今日では、ほとんどの人がそのような発射体を弾丸と呼びます。この言葉はフランス語の「ブーレット」に由来し、「小さな球」を意味します。そしてそれが初期の弾丸、滑腔兵器から発射される鉛の弾だったが、ライフル銃身から発射される円筒形の尖った物体に進化した。こうした展開が起こるとすぐに、事態は面白くなりました。ガンマンたちは射撃が上手くなり、弾丸はより遠くまで正確に飛び、標的は壊滅的な傷を負った。

銃器の進化については多くのことが書かれているが、米国軍用兵器の規格である 5.56 mm ライフル弾や 9×19 mm ハンドガン弾などの現代の弾丸の開発にはあまり注目されていない。実際、それがこのリストのまさにポイントです。アサルトライフルから半自動ピストルに至るまで、今日の武器に使用される弾薬を生み出した最も重要な技術革新を段階的に見ていきます。

10 発分の弾薬情報と考えてください。

10: 黒色火薬

古代世界では、素晴らしいアイデアの比喩は、誰かの頭上で爆発する爆竹であったかもしれません。それは、爆竹には10世紀の中国の放火魔が発明した黒色火薬が含まれていたからだ。好戦的な戦士や嫉妬深い夫が、硝石 (硝酸カリウム)、硫黄、木炭の同じ混合物を使用して発射体を発射できることを発見するまで、それほど時間はかかりませんでした。

最も初期の黒色火薬武器はアラブ人のもので、金属で強化された竹筒で、矢を射るために黒色火薬の装薬を使用しました。これらは青銅製ハンドキャノンに置き換えられ、発砲には 2 人が必要でした。一人は武器を保持し、もう一人は固体の端または銃尾に開けられた穴に光る石炭またはワイヤーを挿入しました。これにより黒色火薬が発火し、大砲の開口端から丸い弾、つまり最初の弾丸が轟音を立てて発射されました。

時間が経つにつれて、兵器ははるかに洗練されましたが、依然として同じ古代の化学プロセス、つまり今日科学者が爆燃と表現しているプロセスに依存していました。このタイプの反応では、火花が小さな黒色火薬の塊に点火し、爆発はしませんが、急速に燃焼して大量の膨張ガスを生成し、固定されていないプラグによって抑えられます。もちろん、そのプラグは弾丸であり、銃身にしっかりとフィットし、ガスが周囲に逃げることができません。ガスが膨張して抵抗を受けると、弾丸が銃口から押し出されます。

もっと良いものが現れるまでにはさらに9世紀かかるだろう。

9: 鉛のボール

ほとんどの人は軍拡競争を冷戦時代に米国と旧ソ連の間で起こった競争だと考えています。しかし、より多くの、より優れた武器を蓄積することで敵に対して優位性を発揮しようとする国家の闘争は、長年にわたって続いている現実です。卑劣な弾丸も例外ではありません。初期の弾薬は小さな丸い石で構成されていましたが、鎧で覆われた戦士にはほとんど効果がありませんでした。このため、武器製造業者は、溶融金属を型に流し込んで硬化させて作る金属弾を研究するようになりました。

鉄球は一時期人気がありましたが、作るのが難しく、溶かすのに極端な温度が必要で、発砲しようとするとマスケット銃の銃身が破損することがよくありました。その後、1600 年代初頭には鉛の球が戦場上空を飛び始めるようになりました。鉛は融点が低いため、柄杓で薪の火の上で鋳造することができました。兵士や狩猟者は夕食を作りながら弾薬を補給することができた。また、鉛球は柔らかいため、砲身を損傷する危険性がほとんどありませんでした。マスケット弾または「弾」としても知られるこれらの弾丸は、1800 年代に空気力学的発射体が開発されるまで最高の地位を占めていました。

8: 円錐形弾丸

初期の滑腔マスケット銃は銃口から鉛の弾を受け取りました。ボールは口径よりも小さかったため、発砲すると発射されるまで銃身に沿って跳ね返りました。その跳ね返りは精度にはあまり役に立ちませんでした。その後、15 世紀にドイツの銃器メーカーがライフリング(銃身の内壁にらせん状の溝を刻むプロセス) を発明しました。これらの溝は、発射体がバレル内を移動する際に発射体に食い込み、発射体を回転させ、より正確な飛行を実現しました。ライフリングは、発射体がバレルにぴったりと収まる場合により効果的に機能します。これは、鉛球の直径を大きくするためにカバーまたはパッチが必要であることを意味します。

1850 年代に、フランス軍将校クロード・エティエンヌ・ミニエの好意により、大きな進歩がもたらされました。彼の名を冠した弾丸は依然として鉛でできていましたが、それは円形ではなく円錐形でした。黒色火薬の燃焼による高温ガスが中空のミニエ球内に膨張すると、柔らかい弾丸がフレアしてライフル銃身を掴みました。これは、革新的な弾丸を、得られるスピンを損なうことなく口径よりも小さくできることを意味しました。また、パッチが不要なため、ロードが簡単になりました。

最初の円錐形の弾丸であるミニエ ボールは、射手の精度を大幅に向上させました。これらの弾丸が初めて広く使用された南北戦争中、北軍と南軍の歩兵はより頻繁に、そしてはるかに長い距離から目標を攻撃しました。

7: 水銀の噴煙/パーカッションキャップ

「ダンシング・イン・ザ・ダーク」でザ・ボスが声高に叫んだように、「火を起こすことはできない、火花がなければ火を起こすことはできない」。スプリングスティーンはロマンスについて言及していましたが、同じ考えが銃弾にも当てはまります。武器が機能するには、プライマーに点火するための火花または残り火が必要で、それが黒色火薬に点火します。フリントロック式ピストルとライフルは、鋸歯状の鋼片にフリントを打ち付けることによってこれを達成しました。鋼材に当たったフリントからの火花は、プライマーの入った鍋に落ちました。プライマーは急速に燃焼し、それによって火薬に点火しました。

フリントロック式武器はうまく機能しましたが、コックが落ちてから銃が発砲するまでに時間がかかるという欠点がありました。数人の発明者は、衝撃で爆発する爆発性塩がより良い代替品ではないかと考えた。残念ながら、塩は衝撃、摩擦、火花に非常に弱く、不安定すぎて実用的ではありませんでした。その後 1800 年に、英国の化学者エドワード ハワードは、この化合物の比較的安定したバージョンである雷管水銀の単離に成功しました。アレクサンダー・フォーサイス牧師は、劇物水銀と塩素酸カリウムを混合して、非常に信頼性が高く安全なプライミング剤を製造しました。 1820 年代までに、この新しいプライマーは、アンビルまたはニップルの上に置かれる小さな銅製の「シルクハット」であるパー​​カッション キャップの重要な成分になりました。ハンマーがキャップを叩くと、水銀の雷管に点火し、炎が銃身に入り、火薬の燃焼が始まりました。

6: ニトロセルロース/コルダイト

黒色火薬の発明は人類の最も重要な成果の一つかもしれないが、それは混乱した戦場をもたらした。兵士たちが何度も武器を発砲する長期にわたる戦闘では、厚い煙のベールが空気を満たし、敵が見えなくなることもありました。 1800 年代までに、化学者や発明家はより優れた推進剤を探し求めていました。

その答えは植物界から、セルロースの形でもたらされました。この巨大分子、つまりグルコース単位の繰り返しからなる長鎖は植物細胞によく見られ、木材パルプや綿の短繊維から得ることができます。 1846年、スイスの化学者クリスティアン・フリードリッヒ・シェーンバインは綿花を硝酸と硫酸の混合液に浸し、セルロースのヒドロキシル基をニトロ基に置き換えました。その結果、ニトロセルロースまたはガンコットンとして知られる非常に可燃性の物質ができました。残念なことに、それは自然に分解し、警告なしに爆発する傾向がありました。その後、1880 年代にフランスの技術者ポール ヴィエイユは、ニトロセルロースを特定の安定剤と混合すると、揮発性が大幅に低下することを発見しました。これは、一般に無煙火薬として知られる新しいタイプの火薬に直接つながり、弾薬に革命をもたらしました。これで、兵士は武器を発砲することができ、白煙の煙の背後に消えることはなくなりました。

現代の無煙粉末であるコルダイトには、ニトロセルロース、ニトログリセリン、ワセリンが含まれています。最終的な形状では、小さな黒鉛色の粒子のように見えます。

5: リムファイアーカートリッジ

19 世紀以前は、プライマー、火薬、弾丸は独立したコンポーネントとして存在していました。たとえば、マスケット銃を撃つには、発砲皿に少量の火薬を注ぎ、さらに銃口に火薬を注ぎ、次に弾薬にボールを体当たりする必要がありました。外部の火花がプライマーに触れると、発射シーケンスが開始されました。紙カートリッジを使用すると、射撃者に事前に計量した火薬のパケットが提供されるため、これが少し簡単になりましたが、それでも紙を引き裂いて火薬をパンと銃身の両方に分配する必要がありました。

このすべては 1800 年代後半に、真鍮の薬莢に雷管、推進剤、発射体を収納した自己完結型ユニットである弾丸カートリッジの導入により変わりました。パリの銃器製造者ルイ・フロベールは 1840 年にすでに実包を製造していましたが、それらは小型で主に屋内での射撃練習用に留められていました。ダニエル・ウェッソン (スミス&ウェッソンで有名) はフローバートの実験を見て、1850 年代に戦場や奥地で使用できる最初の真鍮製カートリッジを発明しました。ウェッソンのデザインでは、真鍮のケースの縁に少量の水銀が詰め込まれていました。黒色火薬が薬莢の中空管を満たし、弾丸がその上に乗っていた。

ユニット全体を銃尾に設置できるため、パッチ、雷管、その他の別個のコンポーネントが不要になります。薬莢自体が銃尾でシールを形成しました。武器のハンマーが薬莢の縁を叩くと、雷撃薬に点火し、黒色火薬を通して炎が広がり、弾丸が銃身に押し込まれた。

4: センターファイアーカートリッジ

リムファイアカートリッジは革新的でしたが、いくつかの欠点がありました。最大のものは薬莢自体で、ハンマーが当たったときに確実に変形するように、より薄いシェルが必要でした。しかし、薬莢が薄くなることで、収容できる爆発力が制限されました。その結果、リムファイアカートリッジは保持する火薬が少なくなり、生成される火力も低下しました。

これらの制限を克服するために、銃メーカーは急速に薬莢を進化させ、衝撃に敏感なプライマーを充填した雷管を一体化した肉厚構造の中に組み込むことができるようになりました。キャップが砲弾の基部の中央に位置するため、センターファイアカートリッジと呼ばれるようになりました。ガンメーカーはまた、新しい薬莢を発射するために撃針やストライカーなどの武器を改造する必要もあった。前者では、バネ仕掛けのハンマーがそのエネルギーを先の丸いロッドに伝達し、それがパーカッションキャップを打ちました。後者では、ハンマーが雷管を直接叩きました。いずれの場合も、キャップに鋭い打撃を加えるとプライマーに点火し、その後火薬に点火して弾丸が発射されました。

センターファイアカートリッジはより多くの出力を生成するため、より大きな弾丸を発射できるため、今日の銃器で使用される最も一般的なタイプの弾薬となっています。

3: 銅ジャケット

無煙火薬の導入は兵器製造業者に課題をもたらした。ニトロセルロースベースの発射薬は黒色火薬よりも高い温度と圧力を生成するため、より速い速度で弾丸を銃身内に移動させました。彼らが旅を続けるにつれて、柔らかい鉛弾では摩擦の増加に耐えることができなくなりました。外側の層が剥がされてバレル内に残されたため、汚れが生じていました。

もちろん、解決策は弾丸に厚い皮、つまりジャケットを与えることでした。ガンメーカーはピストルの弾丸を覆うために銅、または銅と亜鉛の合金を選びました。彼らはライフルや機関銃の弾丸に鋼または白銅のより硬いジャケットを使用しました。どちらの場合も、硬化鋼の内核を使用した徹甲弾を除いて、弾丸の核には依然として鉛が含まれていた。

軍事兵器では、弾丸にはフルメタル ジャケット( FMJ ) が付いています。これは、ジャケットが発射体全体を覆うことを意味します。これらの弾丸は、ターゲットを通過するときに形状を保持するため、非拡張性と呼ばれることもあります。兵士や軍医にとっては、FMJ弾による内部組織や臓器へのダメージが少ないため、これは良いことだ。 大物ハンターの要件は大きく異なります。獲物を素早く仕留めるために、内部に大きな外傷を引き起こす弾丸が必要だ。彼らは膨張する弾丸を使用し、抵抗に遭遇するとすぐに弾丸が飛び出します。このような弾丸のジャケットは、先頭の発射体の一部を覆うだけであり、先端は露出したままになります。ソフトポイント弾が鹿や熊などの目標に当たると、先端が広がって広がり、内臓にさらに大きなダメージを与えることができます。

2: トレーサー弾薬

ライフルの銃身から弾丸が飛び出すとき、弾丸は秒速 800 ～ 1,000 メートル (秒速 2,625 ～ 3,280 フィート) で移動することがあります。その速さは肉眼では見ることができません。黒色火薬の時代には、発射された弾丸が煙の跡を残し、空中での発射体の進路を示すことがありました。しかし、無煙火薬の出現により、射手は標的に到達するまで弾丸の軌道に関するフィードバックを受け取ることができなくなりました。

曳光弾を入力します。これには追加の焼夷性化合物、通常はリンまたはマグネシウムの混合物が弾丸の基部に含まれています。曳光弾が発射されると、カートリッジ内の火薬が弾丸を推進し、焼夷混合物に点火します。弾丸が空気中を移動するとき、強い光を発し煙をたどるため、射手は弾丸が射程距離を超えていくのを確認することができます。軍隊では、このタイプの弾薬を機関銃で使用することが多く、マガジンまたはベルトの 5 発ごとに曳光弾が含まれています。

現在、トレーサーは日中および夜間の用途に合わせてさまざまな色を生成できます。日中は白いトレーサーが見え、夜は赤と緑のトレーサーが見えます。

1: 壊れやすい弾薬

銅被覆発射体を含む金属薬莢の導入後 100 年間、弾丸には大きな変化はありませんでした。これらは驚くほどうまく機能し、その結果、時間が経ってもほとんど変化しませんでした。そして 20 世紀後半、法執行機関は民間人に混じって犯罪者やテロリストを逮捕する任務を負う現代的な人質救出部隊を編成し始めました。多くの場合、このような相互作用は非常に至近距離で発生し、弾丸が標的を通過し、無実の傍観者に当たる可能性があります。一方、法執行機関は、至近距離から発砲された銃弾や固形物からの跳ね返りによって警察官が負傷したり死亡したりする状況も数多く目撃していた。

これにより、阻止力を持ちながらも壁や他の固い表面に当たるとばらばらになる新しい種類の弾丸の探索が始まった。最終的に、弾薬メーカーは複合材料の小さな粒子を圧縮または接着する方法を考案しました。弾丸の形に成形されると、いわゆる壊れやすい弾、または柔らかい弾には銅製のジャケットが付けられません。そうすれば、弾丸が硬い物体に当たった場合、複合材料は単純に小さな粒子サイズの粒子に破壊されます。飛行機をハイジャックしようとするテロリストなど、悪者に当たると、体内に入り込み、バラバラになり、過度の貫通の危険なしに重大な傷を負うことになります。

著者のメモ: 最新の弾丸を生み出した 10 のイノベーション

銃が好きでも嫌いでも、この小さなパッケージにどれほどのイノベーションが詰め込まれているかに驚かずにはいられません。弾丸の完全なライフサイクルは、物理学、化学、そして残念ながら人体構造について多くのことを教えてくれます。