Ｐａｇｅ 320 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 通常モードに戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 おうる 10/3/28(日) 15:42 ┣Re:砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 隼兵 10/3/28(日) 17:15 ┃ ┗Re:砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 おうる 10/3/29(月) 20:28 ┣「クレーター 計算式」でググっただけですが 流☆ 10/3/29(月) 1:53 ┃ ┗Re:「クレーター 計算式」でググっただけですが おうる 10/3/29(月) 21:02 ┗Re:砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 カンタニャック 10/3/29(月) 23:06 ┗Re:砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 おうる 10/3/30(火) 20:53 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 砲弾の運動エネルギーと破壊力の関係 ■名前 ： おうる ■日付 ： 10/3/28(日) 15:42 -------------------------------------------------------------------------
| 榴弾というのは一般に地表に衝突すると信管が作動し、炸薬に点火、砲弾が爆発して周囲一帯に破壊をもたらします。 隕石は炸薬も信管もありませんが、地表衝突時に持っていたエネルギーが大きいために、砲弾と大差ない大きさでも巨大なクレーターを作るほどの破壊をもたらします。 ここから、砲弾も隕石並みのエネルギーがあれば、炸薬や信管が無くても地表に巨大クレーターを作る程の破壊力を発揮できることが想像できます。 砲弾の速度を自在かつ無制限に調整可能な砲で、徐々に砲弾速度を上げていけば、炸薬が無いAP弾やTP弾であっても同口径同重量同速度の榴弾とほぼ同じ破壊力を発揮できる点が見つかるのではないか？ 見つかるとしたらそれはどれくらいの速度だろうか？ そこから更に砲弾速度を上げていった場合、炸薬＆信管は不要になるのだろうか？それとも、あった方が無い砲弾よりも常に高い破壊力を発揮し続けるのだろうか？ と、疑問に思った次第です。 漠然とした疑問で明確な答えなど出ないかもしれないのでAnsQではなくこちらに投稿させていただきました。お付き合いいただければ幸いです。 もし、砲弾の大きさ等の条件を絞らなければ話ができないというのであれば、仮に基本的な155mm榴弾（口径155mm、砲弾重量43kg、炸薬量TNT7kgぐらい）をベースに話を進めてください。 <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.0; ja; rv:1.9.2.2) Gecko/20100316 Firefo...＠FL1-118-108-122-51.tcg.mesh.ad.jp> |
| 素人考えですが…… 炸薬、信管のない砲弾の場合、破壊力は運動エネルギーに等しいと思います。 そして、炸薬、信管のある砲弾の場合、破壊力は運動エネルギー＋炸薬の化学エネルギーになるかと思います。 よって、単純に破壊力を考えた場合、同口径同重量同速度では、炸薬の化学エネルギーがある分だけ、炸薬、信管のある砲弾がどうしても有利になると思います。 ただし、炸薬、信管のある砲弾は、炸薬を入れるスペースのため、砲弾の形が砕けやすくなっているはずなので、装甲の貫通力などで不利になることは、あるかと思います。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 6.0; SLCC1; .NET CLR 2.0.50727; ...＠softbank219207170096.bbtec.net> |
| ありがとうございます。 炸薬の爆発威力が必ず加わる以上、炸薬の充填された榴弾の方が爆発威力は大きくなる筈…とは思うのですが、たとえば極限まで運動エネルギーを高めた砲弾が着弾し、そのエネルギーが云百メートルのクレーターを作れる程だったとして、その中のTNT数kg相当の爆発エネルギーの占める割合はもう微々たるものではないかとも思えるのです。 また、隕石の場合、大気との摩擦熱と衝撃波によって巨大な破壊力を持ったジェットを伴って着弾する場合があります。この現象が起きると、ただの隕石落下とは比べ物にならない程の破壊を地表にもたらします。 隕石が大気中で自壊しつつ小破片をまき散らすことで起こる現象なので、大気との摩擦でも自壊しない砲弾で同じ現象が起こるかどうか不明なのですが、砲弾の速度を高めていく過程で砲弾の運動の影響を受けた大気が破壊力の増減に何らかの作用をもたらすのではないか？という根拠の薄い予想も持っています。 爆発の衝撃波の伝播メカニズムに対する理解があまりにも浅薄なので、どのように考えるべきかも分からないのです。我ながら情けないことで、議論にならず申し訳ないのですが… <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.0; ja; rv:1.9.2.2) Gecko/20100316 Firefo...＠FL1-118-108-122-51.tcg.mesh.ad.jp> |
| http://moon.jaxa.jp/ja/qanda/qanda/qanda039.html 密度が3g/cm^3の球体の岩石が秒速10kmで着弾した場合、その隕石の20倍ほどのクレーターができるそうです。 上記の解説を参考に、クレーターを作る＝物体の直径20倍の範囲を吹っ飛ばすと仮定、 …155mm砲弾のLD比がわからなかったのですが…直径155mmの20倍を吹き飛ばすのであれば、自分の計算が間違っていなければ43kgの砲弾でしたら秒速3.2kmほどでいけそうです。 運動エネルギーといえばAPFSDS弾、 LD比が20、弾芯の密度が18g/cm^3、着速が秒速1.5kmの場合の運動エネルギーでクレーターを作ってみると、 計算上は侵徹体の直径の約360倍のクレーターができるようです。 <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.0; ja; rv:1.9.2.2) Gecko/20100316 Firefo...＠EM114-48-201-134.pool.e-mobile.ne.jp> |
| ありがとうございます。 155mm榴弾の威力範囲は30〜45m…ですが、これは飛び散る弾片の威力範囲なのでクレーターの大きさと比較できません。 TNT火薬1tのエネルギー量が4.184GJ(ｷﾞｶﾞｼﾞｭｰﾙ)だそうです。つまりTNT火薬1kgのエネルギー量は4.184MJ(ﾒｶﾞｼﾞｭｰﾙ)。 155mm榴弾の炸薬をTNT7kgとしてエネルギー量は約29.3MJ(ﾒｶﾞｼﾞｭｰﾙ)。 1erg(ｴﾙｸﾞ)が10^-7J(ｼﾞｭｰﾙ)なので、29.3×10^13erg。 10^9*R (キロメートル) = W [エルグ] 上の式からTNT火薬7kgが作るクレーター半径は29.3×10^4・・・きろめーと・・・る…なわけはない??? 実際の威力半径が30〜45mなのに、29mものクレーターが開くわけがないし…ましてキロメートルじゃ単位がそもそも違うんじゃないか? どこで間違ってるんでしょうか??? <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.0; ja; rv:1.9.2.2) Gecko/20100316 Firefo...＠FL1-118-108-122-51.tcg.mesh.ad.jp> |
| どちらかというと、おうるさんの二つのレスに対する話で、その上回答になっていないのですが、話の前提として。 TNT火薬１グラムのエネルギー（熱量）はウィキペディアによれば4.184ｋJ（キロジュール、ほぼ1Kcal）です。 したがってTNT火薬7000グラムのエネルギーは29288ｋJとなります。 43kgの155ミリ砲弾の運動エネルギーは目標命中時の終速が1000m／ｓとして21500ｋJ、終速666ｍ/s（こんなものかな）とすると、9536ｋJ、砲弾の終速を1200m/sまであげると30960キロジュールで、TNTのエネルギーを越えることになります。 「エネルギー」だけで考えればこれで一応の答えになるかも知れませんが、でも、火薬の破壊力ってエネルギーだけでなく仕事率（いかに短い時間で熱エネルギーを放出できるか）の問題でもあるので（単位重量あたりのエネルギーで考えればガソリンの方がTNTよりずっと強力）運動エネルギーが瞬時に熱エネルギーに変わるかどうが第一の問題です。砲弾の貫通力が高ければ高い程（つまり運動エネルギーが熱エネルギーに変わる時間が長い程）、単位時間での仕事率は低下します。 この点はクリア出来るとしても、次に榴弾の効果の重要な部分は、飛散する弾片の効果であることが問題となります。目標がうまく飛散してくれればいいのですが、土砂が飛び散るだけだと、クレーターは出来ても効果は薄そうです。目標衝突時にうまく飛散してくれる実体弾をつくることも不可能ではないように思えますがそれなら最初からTNT仕込んだ方が簡単で効果的でしょう。しかし、それをいったらお題の答えになっていませんね。 すいません。酔っぱらって計算してるので、大間違いがあるかも知れませんが、一応前提条件＆ネタとして。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; GTB6.4; .NET CLR 1.1.4322; ...＠p4234-ipbf7001marunouchi.tokyo.ocn.ne.jp> |
| ありがとうございます。疑問がそもそも説明しきれていないので、正直申し上げて一発で正解が得られると思っていません。皆さまにはご迷惑をおかけしております。 爆発威力と炸薬についての関連性について、疑問に思ってはいても（頭の中にイメージは浮かんでいても）それを巧く文章で説明できていなかったのですが、ヒントをいただけました。 砲弾（隕石）が着弾した時の爆発威力は極めて高い速度で伝播していくと思うのです。その速度は限界があり、衝撃波の伝播速度以上にはならない。つまり、砲弾（または隕石）の着弾による爆発威力は、その上限速度で拡散していくものと考えられます。 榴弾の爆発威力は、TNTのような高性能爆薬であれば爆発威力の発揮は十分高速であろうとは思うのですが、着発信管であったとしても、炸薬の爆発は着弾による爆発…その衝撃波…の内側で発生することになり、炸薬爆発の衝撃波は着弾爆発の衝撃波を追いかけるように広がっていく。のであれば、着弾による衝撃波が十分なエネルギーを有し、炸薬による衝撃波が消えるまでその威力を保持し続けるなら、炸薬の爆発は破壊力として寄与しないのではないか？ 着弾による爆発威力は砲弾の運動エネルギー量に比例するわけだから、砲弾の速度を高めていけば、着弾による爆発威力が高まり、ついには炸薬の爆発が破壊力に寄与しなくなる点が見つかるのではないだろうか？ ただ、ご指摘のように極端に速度を上げ過ぎれば、運動エネルギーは貫通力となって逃げてしまって、周囲に対する破壊力を及ぼさなくなるかもしれません。この辺りは砲弾の形状や素材が大きくかかわってくるでしょう。 また、他のレスでも書いたように、大気との摩擦や衝撃波が何らかの影響を及ぼす可能性もあるかもしれません。 細かいことを考え出すときりが無くなりますね。どこでキリをつけたらよいやら… <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.0; ja; rv:1.9.2.2) Gecko/20100316 Firefo...＠FL1-118-108-122-51.tcg.mesh.ad.jp> |