JPH0413637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） この発明は、航空機から投下して海上の位置標
示に使用される海上発炎筒に関するものである。

（従来技術） 従来、用いられている海上発炎筒は、金属性の
筒体内に発炎剤の赤りんを主成分とする粉状料薬
が紙筒内に填薬され、着火薬及び点火玉を用いて
海水電池で発火させ、赤りんの燃焼生成物が炎と
煙を発して海上の位置を標示するものである。そ
の構成を示せば第１図のとおりである。図におい
て、１は衝撃板、２は弾頭金物、３は筒体、４は
電池収納筒、５は炎薬管、５−１は料薬、５−２
は紙筒、５−３は点火玉、６は噴炎筒、７は尾
翼、７−１は噴炎孔栓である。

（従来装置の欠点） 従来の海上発炎筒は以上の構造を有し、航空機
から海上に投下されると従来の投下高度600米程
度では正常に作動して海上位置の標示に有効に使
用されていたが、海上兵器体系の進展に伴ない航
空機の投下高度が一桁以上も増大する必要が生じ
たが、従来の発炎筒では、この使用高度の増大に
は耐えられず、落下衝撃のため変形、破損し、正
常の作動を阻害するという欠点があつた。又、従
来の海上発炎筒は、投下海面の波浪状況にも大い
に左右され、波浪階級３以上の気象条件の下では
冠水して発炎作用が遮られ、標示効果が著しく低
下するという欠点もあつた。なお、又、投下後海
面に着水してから発火するまでの発炎待時間が従
来のものは20秒〜46秒と非常に長くかかりそのば
らつきも±13秒大きいという欠点もあつた。更
に、発炎作用が終了した後、自然水没する機構が
設けられていないという不具合もあつた。なお、
不発に終つた海上発炎筒は、自沈しなければいつ
までも海上に漂流して不測の事故の根源となるお
それもあり、従来自沈機能が付与していなかつた
ことも大きな欠点であつた。即ち、この種器材と
しては未完成の域を出ないものというべきもので
あつた。

（発明の目的） この発明は、以上の諸々の欠点を除去し、所要
の高度からの投下に耐える耐衝撃性、耐波浪性、
短時間発効性、痕跡消滅性等を付与することを目
的として為されたもので、要求性能を具備した高
性能の海上発炎筒を提供せんとするものである。

（発明の構成） この発明の主眼点は、従来の海上発炎筒に全く
独立の４つの性能を向上又は新設付与し、なおか
つ外形や寸法を出来る限り小さな変化に止めつつ
実現させる点にある。即ち、投下高度の上昇に伴
なう耐衝撃性の向上、波浪階級３以上の荒天海面
で冠水防止対策の付与、着水後の発炎開始秒時の
短縮及び安定化、並びに用済後自沈機能の付与と
いう４つの目標の同時達成である。以上の４目標
は、夫々独立の機能であるが、従来の発炎筒の構
造を改変して従来なかつたこれらの性能を全部う
まく織込まねばならない。而も、実際にこの様な
状況のもとで実物を投下して実験を繰り返すこと
は極めて限られた機会しか得られないので、過去
の経験と理論及び洞察力を有効に駆使して最小限
の実験により所期の成果を得る様にするより他は
なかつた。

そこで、この発明の構成に到達するためにたど
つた技術的思想を次に示す。

航空機から投下された発炎筒は、尾翼を上にし
て、一般の爆弾が落下すると同じ姿勢で海面に落
下する。従来の投下高度は600メートル程度であ
つたが、今後1650メートル以上にも達するので着
水時の加速度は数千ｇ（ジー）に及ぶ。この際入
射角は概ね直角で、軸方向の力を一番受けるのは
衝撃板と筒体である。衝撃板は衝撃をまともに受
けることにより深く沈むことを防ぐ効果をねらつ
て、従来平面にしてあつたが、平らな面の中央部
が内側にへこむ。へこんだ先端と電池収納筒との
間隔が狭いと接触して中の海水電池に損傷を与え
るおそれがある。筒体は弾頭金物に接続固定させ
るため、接着部分の周囲８ケ所に皿ねじを通す孔
があけられており、着水時の圧縮応力により座屈
を生じ、孔の周囲が局部的に破壊し、そこから浸
入した海水のため燃焼が阻まれ、途中消火の原因
となる。そこで、この発明では衝撃板と筒体との
変形、破損を回避するため、衝撃板の形状を平面
構造から球面的曲面に改めると共に、衝撃板の表
面に多孔質の合成樹脂製緩衝板の貼付を行なつ
た。着水時のこの部分で衝撃を吸収する緩衝作用
が極めて効果的に行なわれているので、投下高度
の上昇にも耐えることが可能となつた。なお、筒
体と弾頭金物とを接続固定するため接着部分で全
周巻締を２重実施することにより、緊密強固な固
定が可能となり、着水の際、従来の様に筒体にね
じ孔の開孔部が無くなつたので、破損するおそれ
は無くなり、高々度からの落下にも耐え、耐衝撃
性の向上の問題は解決した。

次に、冠水防止対策につき考える。海上発炎筒
は金属製の細長い筒体と先端の衝撃板と、後端の
尾翼部分とを連結して構成されている。投下され
た後、水に浮かんだときは、尾翼を上方にして直
立する形となる。ここで、水上に露出する部分を
浮上部、水中に隠れる部分を吃水部と名付けると
従来の海上発炎筒は浮上部が少ないので、波浪階
級１〜２程度の比較的平穏な海面においては、浮
上部が冠水するおそれは無いが、波浪がやや高い
海面、即ち波浪階級３以上になると、海上発炎筒
の上下動の固有周期が、その時の波の周期と同調
するか、又はそれに近い状態になると波面との相
対変位が大きくなり、海上発炎筒が波の中に冠水
してしまうという現象が起こり易い。冠水すれば
発炎は中断され、あと露頭しても炎の量は減少し
標示作用を著しく阻害する。

ところで、波浪階級３では波高は0.5〜1.25メ
ートル、波長は５〜1.25メートル、波の周期は
1.8〜2.8秒である。これに対し、この発明の海上
発炎筒は上下動固有周期を1.5秒程度（実際のも
のは1.48秒）にしたので、波と共鳴する現象は生
ぜず、相対変位は減少し、冠水しなくなつた。な
お、波浪階級が進み、例えば、５においては、波
高は2.5〜４メートル、波長は25〜40メートル、
波の周期は４〜５秒となり、波高は格段に高く、
波の周期も大きくなるが、波面との相対運動は更
に小さくなるので、冠水の心配は全く無い。

海上発炎筒を上記のように冠水しない状態にす
るためには筒体の長さを増大し、浮上部を出来る
だけ大きく確保することが必要である。そのため
には、浮上部の長さを発炎筒の全長の約30％とす
るのが最適であることが実験的に解明された。因
に、従来の海上発炎筒の上下動固有周期は、2.14
秒であり、波浪階級３以上の海面における波の周
期は実験的に1.8〜2.8秒とわかつているがこれと
略一致するので、波の周期より上下動固有周期を
短縮する設計が求められたことになる。上下動固
有周期をToとすれば、その算出式は次のとおり
である。

ここで、(i)式からToを小さくするにはAWを
大きくすればよいが、筒体の外径は使用上の点か
ら制約があるので、吃水部も浮上部も外径は同一
寸法にせざるを得ない。この時、排水部の容積Ｖ
は吃水部の長さをｄとすれば、 Ｖ＝AW・ｄ であるから(i)式は となる。この(ii)式から上下動固有周期Toを小さ
くするには吃水部の長さｄを小さくすればよいこ
とがわかる。この発明では、この点を考慮して設
計した。

次に、燃焼の進行に伴ない、発炎筒の全体の質
量は減少し、浮上部分は次第に大きくなり、やが
て傾き、終には浮心が重心より下になると横倒し
となり、復元性が失われ、傾斜したままの姿勢で
浮く。この状態では水線面積は更に増え、上下動
固有周期は一層小さくなり、波の周期に比べると
可なり小さな値であるので動揺は小さくなる。

次に、発火秒時の短縮の問題を検討する。従来
のものは重心点（全長の32％）を下げて吃水部を
大きく、横揺れが小さいため静的安定性が良いの
で、電池室へ流入する海水は海水電池の電極面に
浸入するのがおそく、所定の起電力発生に必要な
水量に達するまでに時間がかかつたために、海上
発炎筒が着水して発火する迄に20〜46秒の待時間
を要し、この時間もばらつく等の欠点があつた。
この発明では、筒体の全長を長くして重心点（全
長の35％）を上昇させ、吃水部を小さくして横揺
れを大きくしたことと、海水流入孔の径を大きく
して孔の面積を拡げたため電池室内に流入する必
要水量が容易に、且つ早く得られるようになつた
ので、発火の待時間は７〜11秒と短縮すると共に
安定し、ばらつきも少なくなつた。

更に、自沈機能の付与につき検討する。

燃焼作用が終了し、用済となつた海上発炎筒又
は不発に終つたり、破損して不具合になつたもの
も共に、そのままいつまでも海面上に浮遊して漂
流を続けることは極めて好ましくない。そこで、
従来品には設けてなかつた自沈装置を取り付ける
ことが必要となつた。

この自沈装置は、自沈筒と自沈筒内に加圧填薬
された水可溶性物質（砂糖、重曹、デキストリン
等）から成り、筒体の適当な位置に取り付けてあ
る。浮遊中は横倒しになつても絶えず海水にさら
される状態にするため、必ず水面下を指向するよ
うに筒体内に取り付けた重錘で矯正している。年
間を通じて、外囲条件の異なる環境の海面におい
ては、自沈薬の溶解速度に差異が生じても７時間
以内に海水に溶解又は浸食されて海水が筒内に浸
入して水没するので浮遊を続ける危険性は無くな
つた。

（この発明の実施例） 次に、この発明の一実施例を図面によつて詳し
く説明する。第２図は、この発明の一実施例の縦
断面図である。この発明品は、第１図の従来品と
同一のものは同一符号とし、完全に同一ではない
が対応するものには、同一符号にａを付して示
す。即ち、図において１及び１ａは衝撃板であ
る。材料は鍛鋼品を使用し、堅牢で重く、垂直方
向に大きな荷重がかかつても、せん断しないよう
強度を強くし、海面に浮かばせた時、垂直に立た
せる重錘の役目をする。側面に電池室内へ海水を
流入させるために４個の孔があけてある。

第１図の１は、底部の厚さ4.5mmの平面で、海
水流入孔径は10mmφ底面と電池収納筒との間隔は
４mmと短かく、底面がへこんだ場合には接触する
可能性がある。これに対し、第２図の１ａは、底
部の厚さ６mm、底面を260Rの球面の一部とし、
落下強度に充分耐えられる様に強固にしてある。
海水流入孔径は、12mmφとし、電池収納筒との間
隔を20mmとしてあるので接続するおそれは除去さ
れた。１ａ−１は、従来なかつた緩衝材で多孔質
の合成樹脂製の薄板で強度的には余り強くはない
が、衝撃を吸収する緩衝作用は充分備えている。
実施例では、高さ12メートルからの落下試験の結
果、緩衝板を装着した場合と、装着しない場合と
で衝撃板が受ける加速度に相違を生ずる。つま
り、緩衝板なしの状態で6600ｇあつたものが、緩
衝板をつけると3900ｇに減少し、吸収効果のある
ことが明らかに確認された。

図中、２及び２ａは弾頭金物である。材質はア
ルミニウム製で、１の衝撃板と３の簡体とは側面
で接着、固定される。下面で電池収納筒４，上面
で炎薬管５，５ａとが取り付けられている。図中
３，３ａは筒体を示す。筒体の材質はアルミニウ
ムで、実物は外径120mm、厚さ２mmの長円筒形の
ものである。従来品３の長さは520mm、水線部の
外径は84mm、水線面積は5540mm²である。弾頭金物
とは８本のねじで固定すべく、筒体にはねじ孔が
あけられており、強度的にこの部分が弱く、着水
の際、圧縮荷重がかかり、ねじ孔の周辺に破損を
生じ、そこから海水が浸入することが多かつた。
３ａの筒体は冠水しないように長さを長く、水線
面積AWを大きくしている。長さ630mm、水線部
の外径120mm、水線面積1130mm²に弾頭金物との接
着は深さ３mmの溝で全周巻締を２重に行なうので
緊密強固に接着固定ができる。３ａ−１は自沈装
置で、衝撃板の底面から380mmの位置に取り付け
てある。自沈装置は、自沈筒と自沈薬から構成さ
れ、外径10mm、長さ15mmの筒に重曹とデキストリ
ンの混合物が0.5グラム圧填されている。図中４
は、電池収納筒を示す。これは、海水電池１個を
収納するアルミニウム製の溶器で、電池は特殊な
極板（陽極に銀箔を化成した塩化銀、陰極にマグ
ネシウム）を渦巻き状にして、海水を注入するこ
とによつて働く一次電池で点火玉を発火させる電
源として作用する。性能は海水を注入したとき、
抵抗１オームにして３秒以内に0.9アンペア以上
の電流が流れる。図中５，５ａは炎薬管を示す。
管内には５−１，５ａ−１の料薬が内蔵される。
料薬は５−２及び５ａ−２の紙筒内に加圧填薬さ
れ、上層に着火薬を詰め、５−３の点火玉がダブ
ルに装着されている。一般に用いられるこの種の
発炎筒の料薬は公知のものである。料薬（発炎
剤）は赤りんを主成分とし、これに酸化剤の二酸
化マンガン、可燃剤及び加熱剤にマグネシウム、
アルミニウム、珪素鉄の金属粉と、これら粉体混
合物に対し、填薬を容易にし燃焼を調節するため
粘結剤として若干の植物油などが配合されてい
る。燃焼させると光輝ある黄白色の炎と白煙を発
して燃える。料薬の配合組成に関しては従来品と
この発明とで大差はないが、薬径、薬長、薬量に
おいて可なりの増減がある。５ａ−４は緩衝座で
厚さ２mmの緩衝用ゴム板を炎薬管と弾頭金物の接
合部に介在させてある。

図中６，６ａは、噴炎筒を示す。炎薬管と噴炎
孔の間を連結する木製の筒で中空部はガスの通路
となる。図中７は尾翼を示す。従来品とこの発明
品とでは変わりはない。アルミニウム製の４枚の
垂直翼から成り、筒体とは６本のねじで接着固定
される。７−１は噴煙孔栓で燃焼ガス圧により栓
が放出し、開孔される。

（発明の効果） この発明によれば、従来の海上発炎筒では破損
して使用に供し得なかつた高々度からの投下に耐
え、又、従来品では有効に利用出来なかつた波浪
階級３以上の荒天海面でも継続的に有効に使用す
ることの出来る海上発炎筒が得られることとなり
着水後、発炎筒として作動を開始する迄の待時間
を著しく短縮でき、更に従来品では使用後、又は
不発や損傷等のため漂流し保安上不具合があつた
ものが、自沈装置の取り付けによつて安全確実に
海没することとなるので、特殊用途上大きな効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の海上発炎筒の縦断面図、第２図
はこの発明による一実施例の縦断面図である。図
において、 １…衝撃板（従来）、１ａ…衝撃板（この発
明）、１ａ−１…緩衝板、２，２ａ…弾頭金物、
３，３ａ…筒体、３ａ−１…自沈装置、４…電池
収納筒、５，５ａ…炎薬管、５−１，５ａ−１…
料薬、５−２，５ａ−２…紙筒、５−３…点火
玉、５ａ−４緩衝座、６，６ａ…噴炎筒、７…尾
翼、７−１…噴炎孔栓、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 料薬が充填される炎薬管を中央部に内蔵する
   と共に点火玉を発火させる電源であつて海水流入
   孔からの海水の注入により作用する海水電池を下
   方部に内蔵し、且つガスの通路となる噴炎筒を上
   方部に内蔵すると共に噴炎孔栓を上方端部に取付
   けた筒体と、筒体の上方外部に配設された尾翼
   と、筒体の底部に配設された衝撃板とを具備した
   海上発炎筒において、海水を直撃する衝撃板を曲
   面とすると共に該衝撃板の外面に多孔質合成樹脂
   製の緩衝板を付加し、且つ筒体全長の約30％を浮
   上部とすることにより上下動固有周期を約1.5秒
   に設定し、しかも筒体の全長を長くして重心点を
   上昇させて吃水部を小さくして横揺れを大きくす
   ると共に海水流入孔を拡げ、さらに吃水部の筒体
   の外壁が開口部となつた自沈筒と自沈筒内に加圧
   填薬された水可溶性物質からなる自沈装置を付加
   したことを特徴とする海上発炎筒。