ボルトスラスト

内部弾道学用語

ボルトスラストまたは尾栓圧は、内部弾道学および銃器（小火器または砲兵）において用いられる用語であり、発射時に銃器のボルトまたは尾栓に推進ガスが及ぼす後方への力の大きさを表します。作用する力は大きさと方向の両方を持ち、ベクトル量となります。

ボルトの推力は兵器設計において重要な要素です。ボルトの推力が大きいほど、それに耐えるロック機構の強度も高まります。同じエンジニアリングソリューションと材料を前提とすると、ロック機構の強度を高めると、ロック機構部品の重量とサイズが増加します。

ボルトスラストは反動や自由反動の量を判断するための尺度ではありません。

ボルト推力の計算

基本的な計算を行うと、特定の銃器のカートリッジによって生成されるボルトの推力をかなり正確に計算できます。

式

${\displaystyle {\vec {F}}_{bolt}=P_{max}\cdot A_{internal}.}$ ^[1]

どこ：

• F_ボルト= ボルトの推力
• P _max =銃器カートリッジの最大（ピーク）チャンバー圧力
• 内部=推進薬の _爆燃ガスの圧力が作用する（薬莢ヘッドの）内部領域

薬莢のヘッドと薬室は一般的に円形です。円で囲まれた面積は、

${\displaystyle Area=\pi r^{2}\approx 3{.}1416\cdot r^{2}.}$

どこ：

• π ≈ 3.1416
• r = 円の半径

同様に、円の直径をdで表します。

${\displaystyle Area={\frac {\pi d^{2}}{4}}\approx 0{.}7854\cdot d^{2}.}$

緑の線はライフル薬莢の内部ケースヘッド径を示し、赤い線はライフル薬莢の外部ケースヘッドベース径を示します。

この方法に関する実際的な問題は、特定の製造ロットの薬莢（ブランドやロットによっては通常寸法が異なります）の内部ケースヘッド直径を、薬莢を損傷せずに簡単に測定できないことです。

摩擦の影響

ボルトスラストに関する複雑な問題は、薬莢が高圧下で膨張・変形し、薬室に「張り付く」ようになることです。この「摩擦効果」はコンピュータによる有限要素法計算で考慮できますが、専門的な作業が多く、通常は手間をかけるほどのものではありません。^[2]

NATO EPVAT 試験手順中に試験用弾に油を塗ることにより、NATO 試験センターは意図的にケースの摩擦を下げ、高いボルト推力レベルを促進します。

ボルト推力を推定する実用的な方法

内部のケースヘッド径を使用する代わりに、外部のケースヘッドベース径をキャリパーまたはマイクロメータで測定したり、適切なCIPまたはSAAMIカートリッジまたはチャンバー データ テーブルから取得して、ボルト推力の推定計算に使用することもできます。

基本的な計算方法はほぼ同じですが、薬莢ヘッドのより小さな内部領域の代わりに、より大きな外部領域が使用されます。

${\displaystyle {\vec {F_{bolt}}}=P_{max}\cdot A_{external}.}$

どこ：

• F_ボルト= ボルトの推力
• P _max = 銃器カートリッジの最大（ピーク）チャンバー圧力
• 外部= 薬莢ヘッドの外側_部分

この方法は、ボルトの推力に関する適切な推定値を得るには適していますが、ガス圧が作用する領域が大きすぎると想定して悲観的な推定値を生み出し、最悪のシナリオに備えて安全マージンを生成します。最悪のシナリオでは、すでに非常に高温になっているチャンバーに装填された弾丸のように、銃器カートリッジの最大（ピーク）チャンバー圧力が上昇し、火薬が爆発する（つまり、熱によって引き起こされる意図しない発砲）可能性があります。

各種ピストル/リボルバーカートリッジのボルト推力推定

チャンバーリング	P1直径（mm）	外部（ cm 2）	P max (バー)	Fボルト（kgf）	Fボルト
.22ロングライフル	5.74	0.2587	1,650	427	4,268 N (959 lb f )
FN 5.7×28 mm	7.95	0.4964	3,450	1,713	16,794  N (3,775  lb f )
9×19mmパラベラム弾	9.93	0.7744	2,350	1,820	17,847  N (4,012  lb f )
HK 4.6×30 mm	8.02	0.5051	4,000	2,021	19,816  N (4,455  lb f )
.357マグナム	9.63	0.7284	3,000	2,185	21,428 N (4,817 lb f )
.357 シグ	10.77	0.9110	3,050	2,779	27,248 N (6,126 lb f )
.380 ACP	9.70	0.7390	1,500	1,130	11,085 N (2,492 lb f )
.40 S&W	10.77	0.9110	2,250	2,050	20,101 N (4,519 lb f )
10mmオート	10.81	0.9178	2,300	2,111	20,701 N (4,654 lb f )
.41 レミントンマグナム	11.05	0.9590	3,000	2,877	28,213 N (6,343 lb f )
.44 レミントンマグナム	11.61	1.0587	2,800	2,964	29,069 N (6,535 lb f )
.45 ACP	12.09	1.1671	1,300	1,517	14,879 N (3,345 lb f )
.454 カサル	12.13	1.1556	3,900	4,507	44,197 N (9,936 lb f )
.500 S&Wマグナム	13.46	1.4229	4,270	6,076	59,584 N (13,395 lb f )

計算に使用したP1 (カートリッジ ケース ベース) の直径と P _{max は、適切な}CIPデータ シートから取得しました。

各種ライフル弾のボルト推力推定

チャンバーリング	P1直径（mm）	外部（ cm 2）	P max (バー)	Fボルト（kgf）	Fボルト
5.45×39mm	10.00	0.7854	3,800	2,985	29,268  N (6,580  lb f )
.223 レミントン	9.58	0.7208	4,300	3,099	30,396 N (6,833 lb f )
7.62×39mm	11時35分	1.0118	3,550	3,592	35,223 N (7,918 lb f )
6mmアーク	11.20	0.9852	3,800	3,744	36,714 N (8,254 lb f )
.303ブリティッシュ	11.68	1.0715	3,650	3,911	38,352 N (8,622 lb f )
7.92×57mmモーゼル	11.97	1.1197	3,900	4,367	42,824 N (9,627 lb f )
7.65×53mmモーゼル/ 7×57mm	12.01	1.1329	3,900	4,418	43,327 N (9,740 lb f )
6.5×55mm	12.20	1.1690	3,800	4,442	43,563 N (9,793 lb f )
.30-06 スプリングフィールド/ .308 ウィンチェスター	11.96	1.1234	4,150	4,662	45,722 N (10,279 lb f )
7.62×54mmR	12.37	1.2018	3,900	4,687	45,964 N (10,333 lb f )
8mmレベル	13.77	1.4892	3,200	4,765	46,734 N (10,506 lb f )
7.5×55mm スイスGP 11	12.64	1.2548	3,800	4,768	46,761 N (10,512 lb f )
.375 ホランド＆ホランド マグナム/ .300 ウィンチェスター マグナム	13.03	1.3335	4,300	5,734	56,230 N (12,640 lb f )
6.5×68mm / 8×68mm S	13時30分	1.3893	4,400	6,113	59,947 N (13,477 lb f )
.375 ルガー/ .416 ルガー	13.52	1.4356	4,300	6,173	60,539 N (13,610 lb f )
.277 FURY（SAAMI仕様）	11.95	1.1216	5,516	6,187	60,670 N (13,640 lb f )
.300 レミントン ウルトラマグナム	13.97	1.5328	4,400	6,744	66,139 N (14,869 lb f )
.300ウィンチェスターショートマグナム	14.12	1.5659	4,400	6,890	67,567 N (15,190 lb f )
.338 ラプア・マグナム	14.91	1.7460	4,200	7,333	71,914 N (16,167 lb f )
.300 ノーマ マグナム/ .338 ノーマ マグナム	14.87	1.7366	4,400	7,641	74,935 N (16,846 lb f )
.300 ラプア・マグナム/ 7.62 UKM	14.91	1.7460	4,400	7,807	76,556 N (17,210 lb f )
.375 チェイタック / .408 チェイタック	16.18	2.0561	4,400	8,224	80,654 N (18,132 lb f )
.50 BMG	20.42	3.2749	3,700	12,117	118,829 N (26,714 lb f )
14.5×114mm	26.95	5.7044	3,600	20,536	201,387 N (45,274 lb f )

計算に使用したP1 (カートリッジ ケース ベース) の直径と P _{max は、適切な}CIPデータ シートから取得しました。

参照

• 銃器用語集

参考文献

1. ボルトラグの強度について Dan Lilja著 Archived March 3, 2010, at the Wayback Machine
2. Stolle Pandaボルトの応力とたわみ解析

外部リンク

• Blaser R93 Unfälle - zur Verschlußbelastung (ドイツ語)
• Zylinderverschluß - Verschlußkräfte (ドイツ語)

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