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現在の技術で oto 16/12/22(木) 19:01

Re:現在の技術で おうる 16/12/26(月) 12:49
┗ Re:現在の技術で 兼務 17/1/5(木) 5:44
┗ Re:現在の技術で わんける 17/1/10(火) 10:53
┣ すみませんでした 兼務 17/1/11(水) 7:30
┗ 現代の戦車など 兼務 17/1/11(水) 7:45
┗ Re:現代の戦車など おうる 17/1/11(水) 23:51
┗ Re:現代の戦車など 兼務 17/1/12(木) 21:02
┗ Re:現代の戦車など おうる 17/1/13(金) 18:19
┗ 運動量の保存 兼務 17/1/14(土) 17:53
┗ Re:運動量の保存 おうる 17/1/14(土) 19:32

Re:現在の技術で
 おうる  - 16/12/26(月) 12:49 -
  
> 127mm砲などは第二次大戦当時と比べて格段に性能が上がっていますが現在の技術力で46cm45口径の火砲を製造した場合、望みうる射程や貫徹力はどれぐらいになると思いますか?
> レールガンなどは火砲ではないので無しでお願いします。


 どなたも回答なさらないので・・・

 戦艦の大砲というのは、打ち抜くべき敵艦の装甲を想定して開発されます。
主砲の口径も口径長も精度も、砲弾の形状や材質や重量も、どの砲弾をどの角度でどれくらいの速度で打ち出してどれくらいの距離にいるどんな目標をどう撃破するのか?
 その敵艦が存在しない以上、開発目標そのものが存在しないので開発のしようがありません。

 単純に砲弾の初速をあげれば砲弾の初速が上がって貫通力が高まるか?というと・・・戦車砲の場合はそのように単純に考えて問題ありませんが、戦艦の場合はそれほど単純に考えられない事情があります。
 戦艦の大砲は大きく放物線を描いて上空から落下するように目標に砲弾を命中させるものだからです。
 例えば・・・単純に初速を上げると決戦距離にいる敵艦に命中させるためにそれまで40度の仰角で打ち上げていたのが35度の仰角で打ち上げるようになってしまう⇒砲弾も目標に対して45度の角度で落下して命中していたのが40度で落下するようになってしまった⇒敵艦の水平装甲に対する命中角度が浅くなってしまったので決戦距離での貫通力が却って低下してしまった・・・などという話が出てきてしまうのです。
 戦艦大和が50口径ではなく45口径を採用したのは、初速がより高くなる50口径より45口径の方が決戦距離での装甲貫通力が高くなるからだ・・・という話もあります(ホントかどうかは未確認ですが)。

 また、初速や仰角をあげて砲弾飛距離を伸ばしても、散布界(狙った地点を中心に砲弾が飛び散る範囲)も目標までの距離に比例して大きくなりますから、有効射程距離も砲弾飛距離に比例して伸びるというわけではありません。
 それに、極端に有効射程距離が延びると、今度は遠すぎてねらえない(目標が水平線の向こうにいて直接見れない)という話も出てきます。
 結局、命中が期待できる範囲以遠の飛距離は無駄でしかないのです。

 砲弾の質量を高くして貫徹力を高めたいと思っても、単純に砲弾にタングステンや劣化ウランを使って比重を高めることができるかというとそういうわけでもありません。
 なぜなら、戦艦の大砲は榴弾も撃たなければならないからです。
 戦車の場合は直接照準での射撃しかしないから、砲弾の質量が弾種によって多少違っていても問題はあまりありませんが、大きく放物線を描いて水平線の彼方まで砲弾を送り届ける戦艦の大砲にとって、弾種によって砲弾の重量が極端に違うと一々射撃諸元が変化してくるので実用的ではなくなってしまいます。
 榴弾(炸薬を詰めるための空洞が内部にあるのであまり重くできない)と徹甲弾で砲弾飛翔特性が同じになる様にする都合上、どうしても限度が出てきます。

 このように戦艦の大砲は戦車砲などよりも複雑なバランスの上に成り立っています。
 どのくらいの距離にいるどのような敵を攻撃するか?が分からない以上、そうしたバランスのとりようがありませんから、あなたが期待する答えは大砲開発に第一線で携わっている研究者であっても答えることはできないでしょう。

 なので、このスレッドにもどなたも回答なさらないのだと思います。


 それで突き放してもちょっと可哀そうなので・・・

 アイオワ級に使われている高質量徹甲弾を単純に46センチ砲にサイズアップさせて、砲弾の飛翔特性を大和の46センチ砲と同じように調整できたとしたらどうなるか、単純に計算してみます。
 口径16インチ(40.6センチ)を46センチに単純に拡大するとサイズで約1.13倍。質量は1.45倍になります。
 16インチ砲の徹甲弾が1.225トンなので、拡大46センチ砲だと徹甲弾質量は約1.75トンに達します。
 大和の46センチ砲の徹甲弾が1.46トンなので1.22倍重くなります。
 運動エネルギーは速度の二乗と質量に比例しますから、単純に考えると史実大和の主砲は1.2倍程度は貫徹力を高くできる余地があると言えるかもしれません。
 それ以外の威力に関する性能については素人では計算も予想もできません。

 劇的に変化することが期待できるのは命数(主砲を何発撃てるかを表す寿命の数値)でしょう。アイオワ級は砲身内部に表面処理を追加することで命数を1000発以上に増加できたという話がありますから。
引用なし
パスワード
<Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0@97.108.0.1.megaegg.ne.jp>

Re:現在の技術で
 兼務  - 17/1/5(木) 5:44 -
  
>  例えば・・・単純に初速を上げると決戦距離にいる敵艦に命中させるためにそれまで40度の仰角で打ち上げていたのが35度の仰角で打ち上げるようになってしまう⇒砲弾も目標に対して45度の角度で落下して命中していたのが40度で落下するようになってしまった⇒敵艦の水平装甲に対する命中角度が浅くなってしまったので決戦距離での貫通力が却って低下してしまった・・・などという話が出てきてしまうのです。

水平装甲に対する命中角度なら、40度の方が良いのではないでしょうか。
引用なし
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<Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko@aa20111001946AB81531.userreverse.dion.ne.jp>

Re:現在の技術で
 わんける  - 17/1/10(火) 10:53 -
  
> >  例えば・・・単純に初速を上げると決戦距離にいる敵艦に命中させるためにそれまで40度の仰角で打ち上げていたのが35度の仰角で打ち上げるようになってしまう⇒砲弾も目標に対して45度の角度で落下して命中していたのが40度で落下するようになってしまった⇒敵艦の水平装甲に対する命中角度が浅くなってしまったので決戦距離での貫通力が却って低下してしまった・・・などという話が出てきてしまうのです。
>
> 水平装甲に対する命中角度なら、40度の方が良いのではないでしょうか。

たとえば100mmの水平装甲があった場合、単純計算で見かけ上
入射角40°だと159mm
入射角45°だと141mm
の装甲になります


さらに砲弾の先端は鋭角なので、入射角が小さいほど砲弾が弾かれやすくなります。
引用なし
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すみませんでした
 兼務  - 17/1/11(水) 7:30 -
  
> > >  例えば・・・単純に初速を上げると決戦距離にいる敵艦に命中させるためにそれまで40度の仰角で打ち上げていたのが35度の仰角で打ち上げるようになってしまう⇒砲弾も目標に対して45度の角度で落下して命中していたのが40度で落下するようになってしまった⇒敵艦の水平装甲に対する命中角度が浅くなってしまったので決戦距離での貫通力が却って低下してしまった・・・などという話が出てきてしまうのです。
> >
> > 水平装甲に対する命中角度なら、40度の方が良いのではないでしょうか。
>
> たとえば100mmの水平装甲があった場合、単純計算で見かけ上
> 入射角40°だと159mm
> 入射角45°だと141mm
> の装甲になります
>
>
> さらに砲弾の先端は鋭角なので、入射角が小さいほど砲弾が弾かれやすくなります。

すみませんでした。
引用なし
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現代の戦車など
 兼務  - 17/1/11(水) 7:45 -
  
> > 水平装甲に対する命中角度なら、40度の方が良いのではないでしょうか。
>
> たとえば100mmの水平装甲があった場合、単純計算で見かけ上
> 入射角40°だと159mm
> 入射角45°だと141mm
> の装甲になります

水平装甲とは海面に平行な装甲なのですね。(汗)

> さらに砲弾の先端は鋭角なので、入射角が小さいほど砲弾が弾かれやすくなります。

装甲板より砲弾の方が硬ければ、入射角はあまり関係ないのではないでしょうか。
引用なし
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Re:現代の戦車など
 おうる  - 17/1/11(水) 23:51 -
  
> > さらに砲弾の先端は鋭角なので、入射角が小さいほど砲弾が弾かれやすくなります。
>
> 装甲板より砲弾の方が硬ければ、入射角はあまり関係ないのではないでしょうか。

 砲弾の硬さじゃなくて、主に「衝突する速度が高ければ」です。

 装甲が砲弾をはじくのは、主に装甲の剛性と靭性(粘り強さ)による効果です。

 しかし、砲弾の運動エネルギーが高くなり、装甲と砲弾の接点の圧力がある一定以上に達すると、靭性がほとんど利かず液体のようになって砲弾が侵徹するようになります。
 この領域では入射角の違いによる影響はほとんどなく、避弾経始の効果は期待できません。
引用なし
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<Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0@FL1-119-240-101-242.tcg.mesh.ad.jp>

Re:現代の戦車など
 兼務  - 17/1/12(木) 21:02 -
  
> > 装甲板より砲弾の方が硬ければ、入射角はあまり関係ないのではないでしょうか。
>
>  砲弾の硬さじゃなくて、主に「衝突する速度が高ければ」です。

衝突する速度が高くても、砲弾が鉛弾のように柔らかいと、砲弾の運動エネルギーは、弾丸を変形させるエネルギーに変換され、つぶした餅みたいになると思います。

>  装甲が砲弾をはじくのは、主に装甲の剛性と靭性(粘り強さ)による効果です。

剛性というのは弾性係数の逆数[N/m]ですから、あまり関係ないように思います。

>  しかし、砲弾の運動エネルギーが高くなり、装甲と砲弾の接点の圧力がある一定以上に達すると、靭性がほとんど利かず液体のようになって砲弾が侵徹するようになります。

靭性というのは、応力ひずみ曲線の下の面積[N/m2]で、これが大きければ、大きなひずみ変形を得ることができる。
靭性は一定の値だから、それが「効かない」ということはないと思います。

靭性が無ければ、ガラスのように割れてしまって、セルフシャープニングは起こらないのではないかと思います。

>  この領域では入射角の違いによる影響はほとんどなく、避弾経始の効果は期待できません。

そうですね、現代の戦車はカクカクしてますね。
引用なし
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Re:現代の戦車など
 おうる  - 17/1/13(金) 18:19 -
  
> 衝突する速度が高くても、砲弾が鉛弾のように柔らかいと、砲弾の運動エネルギーは、弾丸を変形させるエネルギーに変換され、つぶした餅みたいになると思います。

> 剛性というのは弾性係数の逆数[N/m]ですから、あまり関係ないように思います。

> 靭性というのは、応力ひずみ曲線の下の面積[N/m2]で、これが大きければ、大きなひずみ変形を得ることができる。
> 靭性は一定の値だから、それが「効かない」ということはないと思います。

> 靭性が無ければ、ガラスのように割れてしまって、セルフシャープニングは起こらないのではないかと思います。


 それは塑性流動現象が起きない領域に限った話です。

 「硬さ」のない水等の液体であっても、水面に極端に速い速度で物体がぶつかると、その物体は破壊されますよね?
 通常であれば水は物体が衝突すれば、その部分の水が飛び散って物体を避けますが、物体の速度が水が飛び散るより速度よりも速ければ、水がよけてくれないので衝突の衝撃が物体に返ってくるからです。

 物体は外圧を受けると変形しますが、変形するためには外圧が接点以外の部分に伝達する必要があります。接点以外の部分に外圧が逃げ、接点周辺の広い範囲で力を受ける結果、変形という現象が起きるわけです。
 では、接点に加わった力が伝達するよりも、接点に力を加える物体の速度が速かったら?
 力は接点の周辺に逃げる前に接点の部分だけが運動しはじめます。結果、その部分だけがまるで液体になったように見えます。これが塑性流動という現象です。この現象が起きる領域では、靭性が働かないのです。

 現在のAPSFDS等の超高速徹甲弾はこの塑性流動を起こして装甲を貫通することを意図して開発されています。

 あなたが言っている現象はこの塑性流動が起きないような低速での衝突でのみ通じる話です。
引用なし
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運動量の保存
 兼務  - 17/1/14(土) 17:53 -
  
>  「硬さ」のない水等の液体であっても、水面に極端に速い速度で物体がぶつかると、その物体は破壊されますよね?

一概には言えないと思います。

物体(固体)の破断する応力の大小で変わると思います。

泥団子なのか、パチンコ玉か。

>  通常であれば水は物体が衝突すれば、その部分の水が飛び散って物体を避けますが、

物体に押されるから、水が運動を始めるのです。

>物体の速度が水が飛び散るより速度よりも速ければ、水がよけてくれない

物体から水に伝わる運動量によって、水が静止状態から加速されて運動を始め、飛び散っていくのです。

飛び散るのは、水の粘性係数と、表面生成エネルギーが小さいためです。

水の飛び散る速度は、物体から水に伝わる運動量で決まります。

飛び散らない水も、物体に押されて運動を始め、波をつくったりします。

「よけてくれない」水は、閉鎖系なら存在しないと思います。

水の圧縮率は極めて小さいからです。
引用なし
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Re:運動量の保存
 おうる  - 17/1/14(土) 19:32 -
  
> >  「硬さ」のない水等の液体であっても、水面に極端に速い速度で物体がぶつかると、その物体は破壊されますよね?
>
> 一概には言えないと思います。
>
> 物体(固体)の破断する応力の大小で変わると思います。
>
> 泥団子なのか、パチンコ玉か。
>
> >  通常であれば水は物体が衝突すれば、その部分の水が飛び散って物体を避けますが、
>
> 物体に押されるから、水が運動を始めるのです。
>
> >物体の速度が水が飛び散るより速度よりも速ければ、水がよけてくれない
>
> 物体から水に伝わる運動量によって、水が静止状態から加速されて運動を始め、飛び散っていくのです。
>
> 飛び散るのは、水の粘性係数と、表面生成エネルギーが小さいためです。
>
> 水の飛び散る速度は、物体から水に伝わる運動量で決まります。
>
> 飛び散らない水も、物体に押されて運動を始め、波をつくったりします。
>
> 「よけてくれない」水は、閉鎖系なら存在しないと思います。
>
> 水の圧縮率は極めて小さいからです。


 足らない知識で脊髄反射のように反論する暇があるなら、「塑性流動」について調べてみてください。

 なるべく理解しやすいように例え話をしてみましたが、理解する気がない人を相手にしていると誠意が無駄になります。
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