1 再開おめでとうございます。
そしてご苦労様です。

今までに何度か出てきている質問で恐縮ですが、ブローバックとショートリコイルの違い、というかつきつめるとショートリコイルの作動方式を理解したいと考えています。

なんとなく理解したつもりでいたのですが、数ヶ月前のGun誌で、「ショートリコイルもガス圧利用」という記事があり、また混乱しました。
@この記事を読む限り、ショートリコイルの「リコイル」は、「反動」という意味ではなく、「後退」という意味にとれます。
もしそういう意味で「ショートリコイル」と命名されているのであれば非常に理解しやすいのです。つまりショートリコイルもガス圧(=ブローバック?)で、「少しだけ後退したあとロッキングがあずれます」という意味での命名あれば、です。
しかしいろんな場所で説明、議論になっているところではショートリコイルは「反動利用」ということで説明されていますので、Gun誌の説明もそのまま鵜呑みには出来ません。

またショートリコイルが実際に「反動利用」である場合、
Aそれでも、やはり反動はブローバックから来るものではないのか?
(弾丸の発射が銃に直接及ぼす半作用はケースヘッドから「のみ」なので)
Bショートリコイル式の銃でもブローバックは起こるので、
スライドの後退にはいずれにしてもブローバックの作用が働いているのではないのか
C逆にシンプルブローバック方式でも、「反動」はあるはずですか、この反動はスライドの後退には全く関与していないのか?

などなど頭で考えても分からないことがたくさんあります。
Gun誌の説明でありがたかったのは、「これが全部経験則」であること。
頭で考えて分かるものではないということです。

本当の答えというのがこの世に存在しているのなら、答えを知りたいです。
もし答えがなくても、ご意見をお聞きできれば幸いです。
てっぺい

  1. 弾丸が発射ガスに押されて前方に動くのと同時に、遊底は後方に動きます。ただし、弾丸と遊底の質量の違いから、遊底の方がはるかに小さい速度(加速度)で動きます。遊底がある程度後退すると薬室が開放され、排莢しますが、このときは安全上、十分に発射ガスの圧力が小さくなっている必要があります。そのため、遊底があまり速く動き過ぎないように、バネで力を加えています。これがブローバックです。
    弾丸の威力を高めようと発射ガスの力を強くすれば、遊底を押す力も強くなり、動きも速くなりますので、そのままでは薬室が早く開放されてしまいます。それを防ぐための方法の一つは、遊底を抑えているバネを強くすることですが、バネをやたらと強くするわけにはいきません。
    他に遊底の速度を小さくする方法としては、遊底の質量を大きくする手もあります。そこで、銃身と遊底を結合して両者が一体で動くようにすれば、発射ガスによって後方に動かされる部分の質量が大きくなるので、速度を十分に遅く出来、薬室の開放を遅らせることが出来ます。圧力が十分に下がったところで、銃身と遊底の結合を解き、薬室を開放します。これがショートリコイルです。
    (N)

  2. (N)さん、
    コメントありがとうございます。
    このコメントがすべてであれば問題はないのですが、いろんな書き物を見ていると実際はもっと複雑なようですね。
    (N)さんのご説明では、ストレートブローバックもショートリコイル方式も遊底が下がるのは発射ガス(=吹き戻し=ブローバック)を利用している、と読めます。
    これこそが私の基本的な疑問です。
    ほとんどの本は
    ・ストレートブローバックでは「吹き戻し」で遊底が後退する。
    ・一方ショートリコイルでは「反動」で遊底が後退する
    となっています。

    ストレートブローバックでも反動はありますし、ショートリコイルでもブローバック(吹き戻し)はあります。
    そこらへんが良く分からないのです。
    できれば上記@−Cにコメント頂ければ幸いです。
    てっぺい

  3.  火器については素人ですが、どうも言葉の問題から生じた混乱のように思えます。 どこかで大ポカしてるかも知れませんが、その場合はよろしくご指摘下さい。

     自動火器の動力源との問題と、自動火器の構造種別名称は分けて考えるべきでしょう。

     自動火器の装填動力は、大きく分けると、内部エネルギー(装薬の燃焼エネルギー)を利用するものと、外部動力を使用するもの(ガトリングガンなど)とに二分できるでしょう。

     内部エネルギーである装薬の燃焼エネルギーの大部分は燃焼ガス圧となりますから、内部エネルギーで作動する自動火器は、ガス圧式のみならずブローバック式もディレィドブローバック式もショートリコイル式もロングリコイル式も、排莢や装填に必要なエネルギーの出所は、いずれも火薬ガスの圧力です。その意味で、ブローバック式やリコイル式が「ガス圧を利用する」というのはまったくその通りです。

     ただし「ガスオペレーション式」「ガス圧式」といった作動形式についての呼称は、ガス圧を利用するもののうち、ガスをバレルとは別のシリンダーなどに導いてそのエネルギーを利用するものに限定して使用される呼称ですから、ガス圧を利用しても、そのための独自の機構を持たない、ブローバックやリコイルを「ガス圧式」というのは間違いでしょう(そういう用語法も成り立つとは思いますが、その場合は、用語の定義についての説明が必要でしょう。)

     さて、ブローバック式やリコイル式は、ガス圧式などと違い独立したガス圧エネルギーの取り出し機構をもたず、銃腔内の燃焼ガスの圧力をそのまま使用します。このような構造の自動火器は、ブローバック式であれリコイル式であれおおざっぱに反動利用といってもいいかも知れませんが、「反動」を弾丸発射によって生じる、ニュートンの法則にもとづく反作用の意味に限定して使用するならば、ブローバック式であれリコイル式であれ、反動利用とはいえない場合も出てきます。

     たとえば、しばしばとんでも兵器として紹介される銃身を曲げたサブマシンガンを考えて下さい。
     話を簡単にするため銃口が90度右に曲がっているとします。このサブマシンガンの弾丸(と銃口から噴出する燃焼ガス)による反動(反作用)は当然銃身先端の左90度方向に働き、ボルトを動かす方向での反動はゼロです。しかしこのような反動ゼロのブローバック式やリコイル式自動火器でも銃弾を再装填できます。それは発射時の火薬ガスがボルトを押す(厳密に言えば火薬ガスが薬莢を押し薬莢がボルトを押す)からです。こういった火器はブローバック式がほとんどでしょうが、反動ゼロだからリコイル式だと動かないということにはなりません。ブローバック式とリコイル式の違いはボルト(とスライド)だけが後退するか、それに加えてバレル(銃身)も一緒に後退するというだけですから、リコイル式でもボルトにガス圧がかかれば、弾丸の反動がなくとも作動します。(まあ、横を向いた銃口が前後にピョコピョコ動く銃というのはあまり実用性がなさそうですが)
     同様に、銃口を溶接したブローバック式ないしリコイル式自動火器に空包を詰めて発射する場合を考えて下さい。「吹き返し」は極めて強烈になるでしょうが、それに銃の構造が堪えるとしましょう。ブローバック式なら「吹き返し」で空包は排莢され次弾が装填されるでしょう。そして、同じ事をリコイル式でおこなっても、やはり空包は、火薬ガスの圧力で排莢され次弾が装填されるでしょう。この場合も、弾丸および火薬ガスの前方への放出による後方への反作用(反動)はゼロですが、ガス圧によってリコイル式のボルトは後退し、それとともにバレルも後退するでしょう。(実際には、排莢口から「ブローバック」したガスによって生じる銃を排莢口の反対方向に動かそうとする反作用が生じますが、これはボルトを後方に動かそうとする力ではありませんから、リコイル式機構の動力にはなりません。)

     ただし、こういうトリッキーなシステムを考えずに、まっすぐな銃身から弾丸と燃焼ガスが放出される場合に限定して考えるなら、弾丸の発射によって生じる反作用によって、ブローバック式ならボルトが後退する、リコイル式ならバレルとボルトが後退すると考えることが出来ます(弾丸による反作用を考える方がボルトにかかる圧力の変化を考えるより簡単でしょう)。それを反動で作動するといっても間違いではないでしょう。それを吹き戻しというか反動というかは、燃焼ガスと弾丸のどちらに注目するかの問題でしょう。

     つまり、ブローバック式は「吹き戻し」を利用するが、ほかの方式では「吹き戻し」を利用しないわけではなく、リコイル式も「吹き戻し」を利用する(またガス圧式も「吹き戻し」を利用するといえるものが多いでしょう)。リコイル式は(先に挙げたトリッキーな例を除けば)「反動」を利用するが、ブローバック式もリコイル式と同じ意味で「反動」を利用するといえます。(しかしガス圧式は反動利用とはいえません。)
     
     それを、ブローバック式という名前だから「吹き戻し」のみで作動する、リコイル式という名称だから反動のみで作動する、(そしてブローバック式では反動は無関係で、リコイル式では吹き戻しは無関係である)と考えてしまうところから混乱が生じているように思えます。

     リコイル式は(銃身)後座式と理解するのが適切だと私も思いますが、リコイル式を反動式と考えるなら、反動を利用する方式という意味ではなく、逆に、重い銃身を反動で後退させることによってブローバック式より反動を弱くする、つまり反動軽減式とでもいうべきものでしょう。リコイル式がシンプルブローバック式より優れている点は、反動を軽減する(=より弱いバネでボルトの後退に対応できるようにする)ことにあるのですから。
    カンタニャック

  4. カンタニャックさん、
    非常に分かりやすい説明、ありがとうございます。
    以前じっくり考えて、カンタニャックさんのご説明に近い概念が頭の中にあったのです。
    が、Gun誌の説明で、
    「ショートリコイルでは、既に銃口から出た弾丸の後方にあるガス圧が、スライドや銃身の前面を後ろに押し戻す力を利用している」ようなことを書いてあったので、混乱してしまいました。
    このGun誌の説明は忘れてしまったほうがいいのかも知れません。

    いずれにしましても
    「言葉の問題から生じた、、、」はその通りだと思います。

    現段階の自分の理解では、
    ・「リコイル」という意味は私の理解する意味での「反動」ではなく、「後退」という意味である。
    ・スライド後退のエネルギーは、(ブローバックも?)ショートリコイルも「ガス圧」あるいは「ガス圧+反動」を利用。

    では「反動」とは何で、どのように発生するのか?というのが別途の疑問になります。
    ・反動は、弾丸が発射されたときのエネルギーの反作用。
    ・直接的に銃が受ける反作用は、ケースヘッド⇒ボルトを通じて
    ・射手が感じる反動は、「反作用マイナスα(銃の回転に使われるエネルギーなど)」
    こんなもんでしょうか。
    物理は大苦手なので、何をどう聞いていいかも良く分かりませんが。
    てっぺい

  5. Q.@AB への回答
    まず、某雑誌のコラム「ショートリコイルでは、既に銃口から出た弾丸の後方にあるガス圧が、
    スライドや銃身の前面を後ろに押し戻す力を利用している」は、忘れるて下さい。
    マズルブースタの様な特殊メカが備わっている銃以外は実質考える必要ありません。

    さて、
    ・ブローバック(吹き戻式)作動原理
     銃腔内膨張ガス圧力で作動しています。スライドを後退させ 且つガス圧力で薬莢が薬室から抜き出します。
     これを抽筒(ちゅうとう)と言います。
     よって試しに 吹き戻式はエキストラクターを外しても薬莢はガス圧により、ほぼ抽筒されます。
     但し、銃外に確実に排莢は出来ずジャムは起きうるでしょう。


    ・リコイル(反動利用式)作動原理
     前進する弾丸の反作用+僅かな前進ガス反作用で作動しています。
     主に弾丸反作用力でスライドを後退させ 且つスライド後退時のメカニカルにより薬莢を薬室から抽筒させます。
     ガス圧力で抽筒させていません。
     試しに反動利用式はエキストラクターを外すとまず抽筒されません。薬莢は薬室内に貼りついたままです。
     又、弾丸を極端に軽いものに交換した場合は弾丸反動力が下がるので、同量の火薬で発火させたとしても
     作動しなくなります。 空砲はなおさら作動せず。 


    Cブローバック方式も前進弾丸及び僅かな前進ガスの反作用力は有りますが、この両反力はバレルに伝達されます。
     直接スライドへは伝達されません。ブローバック方式では通常そのバレルはフレームに完全固定されていますので、
     射手にとっては銃全体の後ろへの反動となります。よって反動は直接スライド後退への動力には付与しません。


    という事で
    >3.リコイル式でもボルトにガス圧がかかれば、弾丸の反動がなくとも作動します。
    >3.銃口を溶接した・・・リコイル式でおこなっても、やはり空包は、
       火薬ガスの圧力で排莢され次弾が装填されるでしょう。

    残念ながら両条件ともリコイル式は通常、バレルとブリーチがロックされているので作動しません。


    以上 横からお邪魔しました。

    軌跡の発動機?誉

  6. 軌跡の発動機?誉さん、
    ご丁寧な解説、本当にありがとうございます。
    物理の時間にこんな説明をしてくれる先生がいたなら、人生変わってたと思います。

    しつこくて申し訳ないのですが、

    >ブローバック方式も前進弾丸及び僅かな前進ガスの反作用力は有りますが、この両反力はバレルに伝達されます。

    ですが、これはどのように伝達されるのでしょうか。
    私が感覚として理解できるエネルギーは、「ガス圧」だけなのですが、ガス圧が直接押してるのは(物理の時間で矢印で描くような箇所は)、多分ケース後方だと思うのですが、それですとバレルでなくボルトに反作用が及ぶことになると思います。
    あるいは、反作用という言葉の意味を私は全く理解していないのかもしれません。
    (壁に向かって両手を差し出すと反作用で体が後退しますが、この力は両手を通じて伝達されますよね。それとは違うのでしょうか)
    てっぺい

  7. >6.ガス圧で動くブローバック方式の反動(反作用)に拘っている様ですが、
    身近に存在する内燃機・エンジンはどうなのか、ガスの反動で動いているのか、物理の先生に相談してみて下さい。
    ブローバック銃と弾丸の関係同様に、燃焼ガス圧でピストンを押してその動きを動力として取り出しますが、
    自動車のエンジンがリコイル(反動)で作動しているとは言いませんよね。


    〜?誉

  8. どちらにせよ、全てのパワーソースが「火薬ガスの圧力」であることに変わりはないと思いますが。

    誉さんのおっしゃる「弾丸の反作用」とは、
     A: 空包が発火した場合に薬莢底にかかるガスの圧力
     B: 実包が発火した場合に(弾丸が銃口を出るまで)薬莢底にかかるガスの圧力
    とした場合に、AB両者の差分として現れるものではないでしょうか。それぞれを時間積分した力積の差と言うべきかもしれませんが。

    Aの場合は(僅かな前進ガスやもともと銃腔内にあった空気の反作用はあるにせよ)ガスが自由に膨張できるのに対して、Bの場合は弾丸の存在によって膨張速度が制限されるので、銃腔内の圧力は高くなる(圧力が高い時間が長くなる)わけですよね。

    なので、Aだけで動作するのが「ブローバック(吹き戻式)」で、Bでないと動かないのが「リコイル(反動利用式)」ということでしょう。
    石垣

  9. 軌跡の発動機?誉さん。ご無沙汰しておりました。
    今後もよろしくお願いいたします。
    また石垣さんもよろしくお願いいたします。
    こちらはBB弾も撃ったことのない人間ですので大変助かります。


    で、最初はお詫びから。

    >3.銃口を溶接した・・・リコイル式でおこなっても、やはり空包は、
       火薬ガスの圧力で排莢され次弾が装填されるでしょう。
    残念ながら両条件ともリコイル式は通常、バレルとブリーチがロックされているので作動しません。
     おっしゃる通りです。銃口溶接しちゃうと、バレルロックが機能すれば爆圧も反動も押さえ込まれて何も起きず、薬莢とボルトが後ろに飛び出す場合は、バレル自体は後方に動きませんから(というか前進しますねきっと)これはただのシンプルブローバックです。
     トリッキーな例を出したいという邪心のあまりあり得ない例をあげてしまいました。申し訳ございません。

    > 試しに反動利用式はエキストラクターを外すとまず抽筒されません。薬莢は薬室内に貼りついたままです。
     これはその通りだと思いますが、リコイル式の場合薬莢に働く力をスライドだけでなくバレルにも伝達する必要があります(そうでなければバレルは後退しません)。拳銃などでは薬莢とチェンバーの摩擦を利用してバレルに力を伝えますが、そのためリコイル式の場合は射撃時に薬莢かチェンバーに圧着しなければなりません。そうすると今度は排莢が大変になるわけで、この点でリコイル式はボルト(スライド)にだけ力を伝えればいいブローバック式とは異なります。リコイル式にエキストラクターが必要な理由は、吹き戻しと反動の違いとは別の点から来ているのではないでしょうか(このあたりは誉さんの方が私よりずっとお詳しいでしょうが)。


     たとえば、化学燃料ロケットの運動を説明する場合に、「ロケットは排気口から排出される噴射ガスの反動で飛行する」も「ロケットは燃料の燃焼によって発生したガスの圧力を利用して飛行する」は、どちらも正しい表現だと思います。ところがこれが自動火器の場合になると、「リコイル式は弾丸発射の反動で作動する」と「ブローバック式は燃焼ガスの吹き戻しで作動する」というのが正しく(私もどちらも正しいと思います)、「リコイル式は燃焼ガスの吹き戻しで作動する」や「ブローバック式は弾丸発射の反動で作動する」のではないという理屈がわからないのです。
     つまり、リコイル式でもボルトを後退させる部分はブローバック式と変わりはありません。それなのにリコイル式でボルトやスライドが後退するのは、吹き戻しではなく反動によるものだと言わなければならない理由が、どうしてもわからないのです。

    空包実包問題は大変面白いと思います。少し考えてみます。
    カンタニャック

  10. 私は今までガスポートが有るならガス吹き戻し式、無いなら反動利用式と単純に考えていたので少々混乱してきました。便乗質問させていただきます。

    1. ボルトやスライドが受け取るエネルギーは、「ガス圧である」と言い切ってはいけないのでしょうか。ガスポートを持つ銃は銃口から高圧ガスを吹き入れてやるだけでも作動すると思うのです。同様に反動利用式銃に銃口から高圧ガスを吹き込むと、作動しますか?
    またガスポートを利用するものといえば各種アサルトライフルを思い浮かべますが、これらは大抵、吹き戻しによりボルト自体よりボルトキャリアーの方が先に後退開始しないと作動しない構造ですよね? ボルトがボルトキャリアーから見て相対的に前に動かないと後が続かないと思います。
    2. 弾丸に直接蹴られる、発射「反動」を受けるのは銃身のライフリング部分であってボルトではない、という考えは間違いでしょうか。
    ボルトに作用するエネルギーを弾丸の発射反動であると言ってしまうと、(乱暴ですが)「オレが殺したんじゃない、弾丸が殺した」というのも同然のように感じるのです。
    3. 銃口を閉塞しても作動するかどうかで分かる、と言う説明をよく見ますが、私はいまいちピンと来ません。反動利用というのなら、銃身先端に爪を設けた改造銃で弾丸を発射し弾丸を銃口直後で捕獲することで反動が相殺されるという方式なら分かりやすいかと考えましたが、いかがでしょう。余計いかがわしいですか?
    4. 上記1-3が正しいとすると、「ガス圧利用」「反動利用」とすっぱり分けられず、どの銃も反動とガス圧との両方を利用しているとしか説明できないのではないでしょうか?
    i950

  11.  まずはAns.Q再始動おめでとうございます。今後ともよろしくお願いいたします。

    >「リコイル式は燃焼ガスの吹き戻しで作動する」のではない
     これはそもそもショート・リコイルがどういう目的で考案されたメカニズムかを考えると理解できるかもしれません。
     ショート・リコイルは、ブリーチ(ボルトやスライド)の重量と慣性だけでは薬室の閉鎖を維持しきれない高圧の弾薬を扱うため、機械的な構造で薬室の閉鎖を維持しているというのは今更説明するまでもないと思います。そして、銃口から弾丸が飛び出して銃腔内の燃焼ガスが抜けるタイミングで安全に開鎖する仕組みになっているわけですが、それは逆に言えば銃口から弾丸が抜けた途端に銃腔内の燃焼ガス圧が一気に下がることを意味します。つまり、ショート・リコイルにおいては弾丸が銃口から飛び出した後の燃焼ガス圧はそれだけでは機械的に閉鎖されたブリーチを後退させるだけのパワーがないということになります。故に、弾丸が銃口から飛び出したときの反作用を利用して銃身とブリーチが一緒に後退してブリーチの閉鎖が解け、後はその銃身から伝わった反作用の慣性でブリーチがさらに後退するわけで、銃腔内の燃焼ガス圧はそれを後押しする程度の力しかないということだと思います。
    ブラック・タロン

  12. みなさん、大変貴重なご意見をありがとうございます。
    以下、私の理解をまとめさせていただきます。。
    1)弾頭が銃身内を通り抜ける際、その摩擦(ライフリングへの食い込みなどによる)によりバレルが反作用を受ける。
    ・これは考えてもみませんでしたので、勉強になりました
    ・ライフリングの食い込みにより弾頭がバレルを前方に引っ張る力もあると思うのですが、後ろに押す作用の方が強いということでしょう。
    ・実際に射手が感じる反動はこの反作用に加え、スライド後退によるキックなども含むと思われます。

    2)ショートリコイルで、バレルとスライドが後退するのは上記の反動と吹き戻し(の2種類が混同していると思います)。

    3)ショートリコイルで、弾頭が銃から離れた後のスライドの後退は「慣性」を利用している。

    これでなんとなくすっきり「しかけて」きました。
    バレルと弾頭の接点から、バレルに反動が伝わる。
    これが大きなヒントになりました。
    ありがとうございます。
    てっぺい

  13. >12
    >ライフリングの食い込みにより弾頭がバレルを前方に引っ張る力もあると思うのですが、後ろに押す作用の方が強いということでしょう。

    これはありませんね。弾丸が直接銃身に及ぼす力は、摩擦力で前方に引っ張る力のみです。
    摩擦によって弾丸が銃身を前に引っ張る力と、同じく摩擦によって銃身が弾丸を引き留めようとする力の両者の間で、作用反作用の法則が成立します。反動がどうしたというのとは関係ありません。

    石垣

  14. >10
    アサルトライフルなどのガス・オペレーションは、ブローバックやショートリコイルとは別の作動方式なので混同してはいけません。

    ちなみに、このあいだ学研から出た「銃の基礎知識」(小林宏明[訳])という本では、自動銃の作動方式として【ブローバック】【ディレード・ブローバック】【ガス・オペレーション】【ロングリコイルとショートリコイル】に分類しています。
    石垣

  15. 石垣様、
    >これはありませんね。弾丸が直接銃身に及ぼす力は、摩擦力で前方に引っ張る力のみです。

    また混同してきました(汗)。

    質問を変えてみます。
    「反動というのは@どこから、Aどう伝わるのか」

    @ですが、エネルギーとしてはガス圧しかないので、
    答えは「ガス圧」になると考えています。

    Aでについては、
    「弾頭がバレルを後方に押す力」がないとするならば、
    結局は「ガス圧が薬莢後部を押す力」が「反動」のモトになっているのではないでしょうか(それ以外に銃へエネルギーを伝える箇所がない様に思います)。
    もしそうだとすると、ショートリコイル中は「ガス圧」でバレル+スライドが後退しているわけで、ストレートブローバックと同じではないのでしょうか?⇒もともとの質問に戻ってしまいます。
    それであれば、
    @ストレートブローバックは「吹き戻し」で回転
    Aショートリコイルは「吹き戻し」ではなく「反動」で回転
    という理屈もおかしくなると思うのですが。
    てっぺい

  16. >15
    8で書いたように、全てのパワーソースは火薬の燃焼ガスの圧力です。薬莢底を押しているのはガスしかありません。
    弾丸の反動もガスを介してブリーチに伝達されます。8で書いたAとBの差分、B−Aがその反動成分です。

    反動とは、弾丸に与えられた運動量と、同じ大きさで向きが反対の運動量が銃(のブリーチ)に加わること(運動量保存の法則)です。運動量は力積(力の大きさ×力のかかっていた時間)に等しいので、どのくらいの力がどれだけの時間かかっていたかによって表されます。

    Aの空包の場合は、弾丸が始めから無いのでガスはすぐ抜けて圧力もすぐ下がります。従って力積は小さくなります。
    Bの実包の場合は、弾丸が抜けるまで圧力の高い時間が続きます。従って力積は大きくなります。
    このBとAの力積の差がすなわち弾丸にかかった力積(運動量)の大きさで、銃にかかる反動と等しい、ということになります。
    つまり弾丸の反動もガスの圧力で説明が付くのです。

    ややこしいのは、ストレート・ブローバックであっても弾丸を発射している限りにおいては、弾丸の反動「も」ブリーチにかかっている、ということですね。
    この反動成分が作動に必要かどうか、反動成分が無くても作動するかどうかの違いだと思いますが。
    石垣

  17. 石垣さま、
    8と16をじっくり読み比べてみて理解し始めました(ような気がします)。
    ・ストレートブローバックも、ショートリコイルも双方とも、吹き戻しもあれば反動もある。
    ・そこだけ見れば同じように見えるが(私には同じに見えたのです)、実際に作動するのに必要なエネルギーを考証すると;
     ストレートブローバックは(主に)吹き戻しのエネルギー(+/-A)を、
     ショートリコイル方式は(主に)反動(+/-B−A)を
    用いていたということになりましょうか。

    もともと理解している方にはくだらないことでしょうが、じっくり考えると非常に興味深いです。
    過去ログや他のサイトでも同じような話題があり、詳しく(正しく)、分かるように書かれているものは少ないと思いますので。
    てっぺい

  18. すみません。週末から月火と毎晩飲んだくれていたので、回答が遅れました。おかげで、超長レスになってしまいました。おわびいたします。


     ことによると機械工学では反動という言葉に特定の意味を与えているのかも知れませんが、反動=反作用と考えて話を進めます。

     まず、「反動」は動力源の問題ではなく力のはたらきの問題である事から始めましょう。
     ある反動があるとしてその反動には何らかの動力源があるはずです。この場合の動力源は火薬の燃焼エネルギーであることには、どなたも異論がないはずです。

     つぎに作用と反作用は原因と結果ではなくひとつの出来事であり、どちらも同時に発生し、主従関係もありません。そのうちのどれを作用と呼び、どれを反作用と呼ぶかは一つの出来事のどちらに着目しどちらを重視するかの問題に過ぎません。
     ロケットなどの場合はエネルギー源である燃料とそこから生じる燃焼ガスを重視し「燃焼ガスの反動でロケットが飛ぶ」といい、銃の場合は「弾丸を発射する」という目的を重視し銃の後方への移動を「反動」といいます。それに文句はありません。
     しかし、それらは装置の機能や目的から「作用」と「反作用」を便宜的に定めているだけで、作用反作用の法則にしたがって説明するなら、「自動火器の引き金を引くことで火薬が爆発し、その力でボルトやスライド(リコイル式ならバレルも)が後退し、その反動で弾丸が発射される」という表現は、「自動火器の引き金を引くことで火薬が爆発し、その力で弾丸が発射され、その反動でボルトやスライド(リコイル式ならバレルも)が後退する。」という表現は、同じ事を別の視点から語っただけで、まったく等価であり、一方が正しいなら他方も正しいことになります。

     わたしは、ブローバック式やリコイル式の作動原理について吹き戻しといっても反動といってもどちらでも正しいのではないかと思っておりますので、以下はその立場からの説明です。(実は絶対の自信をもっているわけではないので、厳しい突っ込みは望むところです。だめだと思ったら、いさぎよく白旗あげるつもりです。)

    > 10
    >反動利用式銃に銃口から高圧ガスを吹き込むと、作動しますか?
    i950さんのこの問題設定は実包・空包問題をよりスマートに定式化していると思います(私みたいに奇をてらってないし)。
     私は「動く」と思います。ただし誉さんが指摘されているようにロック問題がありますから、カラの薬莢を装填し、薬莢内を弾丸を発射した場合と同じ温度と圧力にするという条件が必要でしょう。この場合は弾丸の反動がなくともリコイル式でも作動するでしょう。
    > 3. 銃口を閉塞しても作動するかどうかで分かる
     これは、区別の仕方としてはよくできていると思います。
     銃口をふさいだ銃は、つまりただのピストンですから、ブローバック式の場合は爆圧でシリンダーに相当する薬莢やブリーチは後退しますが、リコイル式の場合は何も起きません。
     そこまでは正しいのですが、その理由をリコイル式は弾丸発射の反動を利用し、ブローバック式はガス圧を利用しているからだとする説明は不十分ですし、だからリコイル式はガス圧で動くのではなく、ブローバック式は反動で動くのではないとするのは間違いです。
     この条件でリコイル式が動かないのは弾丸発射の反動がないからということも出来ますしそれは間違いではありませんが、まず薬莢の働きに着目して下さい。ロックが効いている(薬莢がチェンバーに圧着している)というのは、シリンダ(薬莢)をピストン(銃腔)に固定して動かないようにしているのと同じ事です。薬莢にかかる後ろ向きの爆圧は閉じた銃口にかかる前向きの爆圧と同じですから、後方への爆圧と同じだけの爆圧が一体となった銃身と薬莢にかかるだけで銃身と薬莢の結合体は動きようがないという、爆圧のみによる説明も十分可能です。
     重ねて言いますがこの場合を「反動がないから」と説明することが間違いだといっているのではありません。ただ、弾丸の反動を持ち出さなくても、火薬ガスの爆発による圧力はすべての方向に均等にかかるので、密閉された筒の中で火薬を爆発させても筒は動かないという説明も可能であり、それもまた正しいといいたいのです。
     上の場合に、ブローバック式が作動する理由は、ガス圧でも説明できますが、反動でも説明できます。銃口を閉鎖したブローバック式自動火器で空包を発射した場合、ブリーチは後退します(ここまでは皆さん異論ないと思います)。さてブリーチが後退する以上、その反動がどこかになければなりません。ブリーチの反動を受けるのは残りの銃全体です。ブリーチにかかった力の分だけ残余の銃身その他の全体に前進する方向に力がかかります。この場合、ブリーチの後退ではなく銃の前進を「作用」と考えればブリーチの後退は「反作用」つまり反動といえます。別のいい方をすれば銃口を閉鎖することによって、弾丸の代わりに銃身全体(そして銃身に固定されているブリーチを除く銃全体)が前進し、その反動でブリーチが後退するということも出来るわけです。(なお付け加えればブリーチは規定量後退したところで強制的に停止させられ、今度はブリーチの停止により残余の銃に「反動」によって後退する力が加わります。つまりグリップを握っている者はブリーチが動き始めたときに前方への「反動」を感じ、ブリーチが停止したときには後方への「反動」を感じることになります。)

    > 11
     ブラック・タロンさんお久しぶりです。
    > ショート・リコイルにおいては弾丸が銃口から飛び出した後の燃焼ガス圧はそれだけでは機械的に閉鎖されたブリーチを後退させるだけのパワーがないということになります。
     おっしゃるとおりだと思います。
     ただし、
    > 弾丸が銃口から飛び出したときの反作用を利用して
     というのは、一般的な分析ではいいでしょうが、このような短時間の動きを考えるときには不正確ではないでしょうか。 
     反動は弾丸が銃口を離れたときに生じるのでなく、むしろ離れる時までは増大していた反動がその後は増大しなくなると考えるべきでしょう。弾丸が銃口を離れれば、銃と弾丸の相互作用はなくなりますから、反動もガス圧も弾丸が銃身内にあるうちは増大しますが、弾丸が銃口から離れた後は、どちらも変化しません。
     これももうすこし詳しくいえば、弾丸の発射による弾丸と薬莢(および薬莢と物理的に固定されている部分)との作用・反作用は中間の火薬ガスを通して作用しますが、弾丸が銃身を離れれば、弾丸と薬莢との間の圧力の急速な低下によって、両者の相互作用は失われます。(ただし弾丸が銃口を離れた後もまだ高圧ガスが弾丸の後ろにありその速度が弾丸の速度よりも高いなら、わずかな加速(そしてわずかな反動)はあるでしょう。)

     これはブローバック式も同じ事で、弾丸が銃口を離れた後の銃腔内圧は急速に低下しますから、ブローバック式の作動力のほとんども、弾丸が銃身内にある間に生じたものです(う〜んこれも釈迦に説法みたいだなあ)。ブローバック式でブリーチが後退する場合も、その作動の多くの部分は弾丸が銃身を離れた後、つまりガス圧が低下した後でおきていますから、火薬爆発直後のガス圧によって与えられた速度でその後の仕事をこなしているわけです。その点は「反動」で動くリコイル式と違いはありません。
     これらの点から考えると、力の加わる時間という着目点には、私も大変感心致しましたが、その視点で吹き戻しと反動の違いを区別することは出来ないのではないでしょうか。

    > 12 ,13,15
     銃腔内の弾丸と銃身の摩擦によって、弾丸の速度は低下します(実際にはガス圧で加速しているでしょうが、ガス圧のみの場合ほど速度があがらないということです)。
     この場合、作用反作用の法則によって、弾丸の速度低下の分だけ、銃身に前進する力が加わります(直感的に言えば弾丸が銃身を引っ張るといってもいいでしょう)。

    > てっぺいさん
     こう考えたらいかがでしょうか。銃腔内の火薬ガスの圧力によって、弾丸は前方への力を加えられ、薬莢には後方への力が加えられます(他の方向にもガス圧は生じますがそのガス圧を独立して利用するシリンダーなどを持たないブローバック式リコイル式の場合、それらの圧力は相殺されるので無視できます)。このことをエネルギー源を重視する視点で説明するならば「ガス圧」がいいでしょうが、純粋に力学的運動の視点で説明するなら、ガスを媒介として弾丸と薬莢(および薬莢に物理的に固定されている装置)の間に作用反作用の法則が働き、弾丸の「作用」と薬莢その他の「反作用」が生じるということも出来ます(作用と反作用はワンセットで生じるもので、作用の結果反作用が生じるのではないことにはくれぐれも注意)。
     この場合に、一部は反動、残りはガス圧といった、両者を分けて考えない方がいいでしょう。弾丸発射後の銃腔内も大気圧に比べれば高圧ですから、薬莢にわずかながら力を加える事はできます。それをガス圧の効果ということは間違いではありませんが、その力は作用反作用の法則により、弾丸の発射後に銃口から放出される燃焼ガスの質量と速度による反作用と考える事も出来ます。
     弾丸について反作用を考えるなら燃焼ガスについても反作用を考える方が筋が通りますし、なによりその方が簡単です。作用反作用の法則の便利な点はそこにあるのですから。
    カンタニャック

  19. 諸氏 色々と考えが御有りですが、質問者の作動方式(スライド後退+排莢の作動原理の事ですね)を
    理解したいとの質問に対する、小生>5.の回答に基本的変更はありません。


    補足
    ・ブローバック(吹き戻式)、別名:砲底圧利用式
    単純にガス膨張圧力=パスカルの原理で動いています。弾丸及びガスの、前進とその反作用(反動)は関係ありません。
    その反作用(反動)の存在は否定しませんが 作動にはほとんど利用していません。
    圧力さえ発生すれば、空砲の様に弾丸が無くとも、仮に銃口に栓をしてガス全体が銃口に向って移動・放出されなくても、
    ←つまり反動が無くとも ブローバックは確実に作動します。
    逆に圧力がない場合、例えばブローバック(吹き戻式)に電磁砲の仕組みを組み付けて、火薬を仕込まずガス圧力無しとし、
    電磁力のみで鉄の弾丸を発射した場合は まずスライド後退しません。
    コイルが巻かれているであろう銃身や銃本体は反作用(反動)で後退するでしようがスライド(ブリーチ)単体は直接動きません。


    無反動砲の理屈とは少々相異しているのです。

    〜?誉

  20. どうもカンタニャックさん以外は、ニュートン力学とはかなり異なる理論体系をお持ちのようで。
    にもかかわらず、ニュートン力学で使われる「反動」やら「反作用」と言う言葉を使っているのが、混乱の原因でしょう。
    (N)

  21. いろいろな回答を頂き、誠にありがとうございます。

    まず、Gun誌に記載されていた部分は、「正確ではない」ということでは多分皆さんは一致していると理解致します

    以下は私の中で未消化の部分です。

    <ブローバックの場合>
    @弾頭が銃身内にある時点:
    吹き戻しで薬莢が後退⇒ボルトが後退
    (吹き戻しであり、反動でない
      この部分はいまだに臨場感がつかめませんが
      モデルガンのブローバックと基本的に同じと思っておきます)
    A弾頭が銃身から出た後;
    エキストラクターがなくても抽筒されるということは、
    銃身内に弾がなくても吹き戻しが続いているということですね。
    =吹き戻しのガス圧で薬莢自体が後退している
      ⇒ 薬莢はエキストラクターなくとも最後まで後退する

    <ショートリコイル方式>
    素人が頭の中で考えると、上記@Aと同じであってもおかしくないと思ってしまいます。
    しかし、事実はそうに非ず、なんですね。
    B弾頭が銃身内にある時点:
    反動でスライドと銃身が後退
    (反動であり、吹き戻しではない
      吹き戻しは存在するが、ボルトを後退させる力はない←?
    リコイル式の方がガス圧は大きいと思うのですが?)
    C弾頭が銃身から出た後;
    Bの余力(慣性)によりスライドが後退。
    薬莢自らがガス圧で後退しているわけではないので、
    エキストラクターがないと抽筒されない。
     Aでは弾頭が銃身から出た後もガス圧が薬莢を後方に
    押しているのに、何故ショートリコイルではそうならないか。

    「明確な答えはないが、経験則としてこう理解されている」
    というのであればいっそのこと諦めれるのですが、、、
    てっぺい

  22. > 19

    > ・ブローバック(吹き戻式)、別名:砲底圧利用式
    単純にガス膨張圧力=パスカルの原理で動いています。弾丸及びガスの、前進とその反作用(反動)は関係ありません。

     力が働く場合は、必ずその反動(反作用)があります。ニュートンの第三法則にしたがう限り、反動(反作用)をなくすことはできません。力の原因がガス膨脹圧だろうと、電磁力であろうと、反動は必ず生じます。
    「弾丸及びガスの、前進とその反作用(反動)は関係ありません。」という表現は、作用と反作用を原因と結果と考えるところから来ているのだと思います。弾丸の発射はブリーチの後退の結果ではありませんし、またブリーチの後退の結果弾丸が発射されるのでもありません。双方の原因は火薬の爆発によるガス膨脹圧力です。しかし一本の筒の中に弾頭とガスと薬莢があり、弾頭と薬莢がガスを通して相互に関連し、しかもガス全体としては運動していない(重心の移動がない)以上(正確に言えばガスの重心は薬莢の中から銃身の中間点に移動し、それによって薬莢に加わる反動は増大しますが)、弾頭に加わる力(作用)と反対方向で同一の力(反作用)が薬莢に加わらざるを得ません。作用反作用の法則を承認する限り、弾丸の前進とブリーチの後退に関係がないということはあり得ません。弾頭にかかる力が大きくなれば必然的にブリーチにかかる力も大きくなり、ブリーチにかかる力が小さくなれば弾頭にかかる力も必然的に小さくなるのです。
     そして、しつこいようですがこの点については、ブローバック式であれリコイル式であれ、なんの違いもありません。

    > その反作用(反動)の存在は否定しませんが 作動にはほとんど利用していません。

     ここが、誉さんと私の話がかみ合わないポイントかもしれません。
     私は、ブリーチの後退はガス圧によるものであり、同時に弾丸発射による反動であると考えているのですが、誉さんは、ガス圧によるブリーチの後退とは別に反動があると考えていらっしゃるようです。それがどこに加わるどんな力なのかよくわからないのです。
     銃全体にかかる反動の事を考えていらっしゃるのかもしれませんが、それはブリーチが後退を終えた時に銃全体に伝えられる反動(および途中のフリクションなどで伝えられた反動)であり、その元はつまりガス圧なのではないでしょうか。

    > 圧力さえ発生すれば、空砲の様に弾丸が無くとも、仮に銃口に栓をしてガス全体が銃口に向って移動・放出されなくても、←つまり反動が無くとも ブローバックは確実に作動します。
     
     空包の場合は火薬ガスの反動があります。火薬ガスの反動はわずかと思われるかも知れませんが、発射薬の大部分はガスとなって銃口から噴出しますから、実包の場合と比較すれば小さくなるでしょうが、発射薬重量×排出ガスの平均速度 に対応した反動があります。この場合は「弾丸からの反動はないが、発射薬=ガスからの反動はある」ということになります。
     銃口に栓をした場合は、> 18に書きましたように、弾丸の代わりに、銃口の閉じた銃身やフレームやグリップなど、ブリーチを除く銃全体による反動が生じます。ですから、この場合は「弾丸からの反動は無いが、銃からの反動はある」ことになります。

    > 逆に圧力がない場合、例えばブローバック(吹き戻式)に電磁砲の仕組みを組み付けて、火薬を仕込まずガス圧力無しとし、
    電磁力のみで鉄の弾丸を発射した場合は まずスライド後退しません。
    コイルが巻かれているであろう銃身や銃本体は反作用(反動)で後退するでしようがスライド(ブリーチ)単体は直接動きません。

     銃身にコイルを巻き付けた電磁砲は、銃身が直接反動を受けますからブローバック式ではなくリコイル式になってしまいます。
     ブローバック式の電磁砲(もちろんガスの吹き戻しはありませんから磁力が銃の各部にブローバック式と同じような力を加えるもの)を考えるなら、引き金を引くとボルトに相当する部分に強い磁力が生じ、弾頭はボルトの磁力に反発することで飛び出すといった方式を考える必要があるでしょう。
    こう考えると、ガスを介在する場合よりも、かえって弾頭とボルトとの作用反作用の関係が明確になるように思えます。

    > 21
     下記サイト(特に「言葉による誤解」の部分)をお読み下さい。
    http://www1.u-netsurf.ne.jp/~future/HTML/reaction.html
     その上で反動についてお考え下さい。

    > エキストラクターがなくても抽筒されるということは、
    銃身内に弾がなくても吹き戻しが続いているということですね。

     弾丸が銃口を離れれば銃腔内の圧力は急激に低下します。
     その後の薬莢の後退の大部分は慣性によるものでしょう。
    カンタニャック

  23. >21
    ブローバックに関してはてっぺいさんの理解で概ね良いかと思います。
    ブローバックの場合は薬莢と軽いブリーチだけ動かせばよいので、モデルガンや空包のように弾丸の反動がない低圧の吹き戻しだけで動作するということですね。
    もちろん反動成分を担う分だけガス圧が(必要以上に)高くなっても原理的には動作するはずなわけですが、弾薬の威力が増大するにつれて、薬莢の破裂や薬室への貼り付きと言った別の問題が生じてくるため、シンプルなブローバックでは限界があるわけです。

    ちなみに「ブローバックの場合はガス圧のみで動作」とは言うものの、ガスにも質量はあり、ある速度で銃から抜けていくわけですから、ガスの持っている運動量の分だけ銃に反動が生じます。その意味では「ガス圧のみで動作」と言うより「ガスの反動のみで動作」すると表現した方が統一が取れて良いかもしれません。
    どうもブローバックの時は圧力(力の大きさ)で語られ、ショートリコイルの時は反動(運動量)で語られていて、不統一になっているのが混乱の一因とも思われますので。

    ショートリコイルの場合は、しばらくの間ブリーチの閉鎖を維持する都合上、ブリーチ(スライド含む)と銃身を合わせた重い構造物を動かす必要があります。そのため空包などの低圧では不十分で、弾丸の反動成分を含む高圧のガスによって、弾丸の反動分の十分な運動量がブリーチ等に与えられなければ、正常に動作しません。
    一旦ブリーチに十分な運動量が与えられれば、あとはブラック・タロンさんが書かれたように、
    慣性によって一連の作動が続きます。


    >18
    カンタニャックさんは作用反作用の法則だけで説明されようとしていますが、これは間違いです。

    作用反作用の例としてよく出てくるのは、テーブルの上に荷物を置いたときに、荷物に働く重力がテーブルを押す(作用)と、テーブルが同じ大きさの抗力(反作用)で荷物を支えるので、荷物は落ちもしないし浮き上がりもしない、と言うモデルですね。
    この場合は全体として全く動きがないので反動もへったくれもないわけですが、作用反作用の法則は成立しています。
    作用と反作用と言うのは力のかかり方の関係を述べているだけなのです。

    それに対して反動というのは運動量の話です。ある物体を動かしたときにその反動が帰ってくる、と言うのは運動量保存の法則であって、作用反作用の法則ではありません。
    この場でWikipediaを引き合いに出すのはアレかもしれませんが、http://en.wikipedia.org/wiki/Recoil のページで「mf·vf」等と書かれているのが運動量を表す式ですね。14番で名前を出した本にも反動の求め方が書いてありますが、これも運動量の計算式が書かれています。

    運動量というのは力積と等しく、力積とは力の大きさと力がかかった時間の積なので、力の大きさしか語っていない作用反作用の法則では不十分なのです。
    力積と運動量の関係についてはこちらでも見てください。ここでは「運動量の変化」という表現になっていますが、弾丸の場合は始めは速度0なので、vが0、v'が銃口から出る時の速度だと思えば良いです。
    http://www.fnorio.com/0062impulse_&_momentum1/impulse_&_momentum1.htm

    (ちなみにv等の上に矢印が付いているのは、その物理量がある方向を持ったベクトル量であることを示しています)


    >20
    (N)さんが「ニュートン力学」とはどんなものだとお考えなのかわかりませんが、私が書いている内容は、高校1年程度で習う理科の域を出るものではありませんよ。

    石垣

  24. 23ちょっと訂正。

    2行目
    誤「弾丸の反動がない低圧の吹き戻し」
    正「弾丸の影響がなくすぐに圧力が低下する吹き戻し」

    ショートリコイルのところ
    誤「空包などの低圧では不十分で、弾丸の反動成分を含む高圧のガスによって」
    正「空包のようにすぐに圧力が低下してしまっては不十分で、弾丸の存在によって高圧が持続することによって」

    まあこの辺の記述も「圧力」ではなくて「運動量」に統一した方がいいのかも。

    あとwikiの引用のところで「mf·vf」と化けてるのは「mf・vf」ですね。全角の中黒に置き換えてみました。

    石垣

  25. >22
    行き違いになってしまいました。
    カンタニャックさんが紹介されているリンク先、実は私も作用反作用の解説に使えるかと思って見てみたのですが、最後の実例のところが怪しいのでやめたんですよ。

    具体的にはまず【正しい例】の大砲の例。
    これは23で書いたように運動量の話と混同しているので例として不適切。

    【間違った例】の壁を手で押しても動かない例。
    壁を手で押すからには他に足場があって、足場での現象が述べられていないと言う点で間違いにしたのかも知れませんが、壁と手の関係に限って言えばまちがいではありません。

    【間違った例】の2kgの荷物を持ち上げる例。
    「2kg重より強い力で引かないと持ち上がらない」と言うのは、荷物に上向きの速度を与える(加速度、あるいは力を加える)と言う意味では当たり前であって、間違いでも何でもありません。この場合、反作用の方も持ち上げている力と同じ「2kg重より強い力」になるだけの話です。
    石垣

  26. カンタニャックさん、
    >>> エキストラクターがなくても抽筒されるということは、
    >>銃身内に弾がなくても吹き戻しが続いているということですね。

     >弾丸が銃口を離れれば銃腔内の圧力は急激に低下します。
     >その後の薬莢の後退の大部分は慣性によるものでしょう。

    もしこれが慣性だとするならば、同じ慣性がショートリコイルの場合にもあるのではないかと思います。
    ならば、ブローバックの場合はエキストラクターがなくても抽筒され、ショートリコイルの場合は抽筒されない、旨の理由がつけられないのではないでしょうか、と思いました。

    基本に戻って考え直しました。
    ブローバック:吹き戻しで十分作動する(反動の出る暇がない)
    ショートリコイル:吹き戻しのみの力では作動しないので、反動を利用している。

    こう考えると手っ取り早いのでしょうか。
    その場合、また「反動」とは何か?「吹き戻し」と「反動」の関係は?
    反動が具体的に銃のどこに作用するか?など難しい話にはなるのですが、、、
    てっぺい

  27. 石垣さん、
    >ショートリコイルの場合は、しばらくの間ブリーチの閉鎖を維持する都合>上、ブリーチ(スライド含む)と銃身を合わせた重い構造物を動かす必要>があります。そのため空包などの低圧では不十分で、弾丸の反動成分を含>む高圧のガスによって、弾丸の反動分の十分な運動量がブリーチ等に与え>られなければ、正常に動作しません。

    ありがとうございます。
    これは大きなヒントになると思います。

    「吹き戻し」と「反動」を分けて考えなくてはいけないのでしょうが、なにせ目に見えないもので、更に同じエネルギー源から(おそらく)同時に発生しているものなので、どう区別して考えていいのか頭を悩ませます。
    同時に発生(と思うのですが)しているものに対して、
    これはブローバックだから「吹き戻し」だけ使って「反動」使わない、
    ショートリコイルは、「反動」も使おう、
    と考えるのは非常に困難です。
    実際には、「吹き戻し」も「反動」も発生してるが、結果論としてどちらをより多く使っているか、ということになるのかもしれません。
    てっぺい

  28. > 23

    >>18
    > カンタニャックさんは作用反作用の法則だけで説明されようとしていますが、これは間違いです。

     私はブローバック式でも、作用反作用の法則で説明できるといっているのであって、吹き戻しを考える必要がないといっているのではありません。石垣さんはわかってらっしゃると思いますが、読者の皆さん(もう一般読者は全員逃げ出してるような気もしないではありませんが)をミスリードしそうなので、一言。


    > それに対して反動というのは運動量の話です。

     運動量の変化は力積であらわれ、作用反作用の法則で問題となる反作用も力積ですから。ある事象の説明として運動量保存の法則と作用反作用の法則がどちらも使える場合にはどっちを使ってもいいと思っております。

     実は銃腔中の弾丸と銃身の摩擦の話を書いている時には、運動量保存で説明した方がわかりやすいなあとは思ったのですが、ずうっと作用反作用で話を進めていたのでそのままつっぱしっちゃいました。ただ作用反作用の法則の方が便利な場合(たとえば止まってるボールに同じ重さのボールをぶつけた場合の最初のボールが停止する理由とか)もありますし、何よりこの話、私は最初からロケット推進のアナロジー(ボルトやブリーチを火薬推進動ロケットの機体と同視)で考えていたので、ロケットの場合によく使われる反作用で押し通しました。作用反作用の法則は静止している場合にも力が働くってのが重要だってのはおっしゃる通りですが、反作用をわかるように説明しようとすると、壁を押せば壁から反作用があるだけだとなかなかピンとこないので「ローラースケートを履いて壁を押せば」になるんですよね。

     それなら、「力」というのは不正確で「力積」といえといわれれば、おっしゃるとおりですとしかいいようがないのですが、一般向けの話に「力積」なんて言葉を持ち出すのはいやだし、また他の皆さんにもいくつか力積の意味で「力」を使用されていると思われるものがあったので、私もそれを踏襲いたしました。たしかにこの点が混乱の一因になったかもしれません。その点、ご指摘はごもっともです。
     ただ、弁解させていただけば、私が作用反作用の話をする場合には、(弾丸や火薬ガスの「力」の話をする場合)には、重量(質量といわないとだめ?)×速度、つまり力積として書いています。


    > 26
    > 具体的にはまず【正しい例】の大砲の例。
    これは23で書いたように運動量の話と混同しているので例として不適切。

     運動量保存の法則から導かれる弾丸と大砲の運動量の変化(力積)と、作用反作用で生じる力積は同じですから、これでいいと思います。

    > 24
    > 【間違った例】の壁を手で押しても動かない例。
    壁を手で押すからには他に足場があって、足場での現象が述べられていないと言う点で間違いにしたのかも知れませんが、壁と手の関係に限って言えばまちがいではありません。
     
    これは「つりあっている」が間違い。「つりあい」は一個の物の状態に対する説明で、作用反作用の法則は二個の物の関係ですから。日常用語としてはともかく力学用語としては間違いだといいたいのでしょう。


    > 【間違った例】の2kgの荷物を持ち上げる例。
    「2kg重より強い力で引かないと持ち上がらない」と言うのは、荷物に上向きの速度を与える(加速度、あるいは力を加える)と言う意味では当たり前であって、間違いでも何でもありません。この場合、反作用の方も持ち上げている力と同じ「2kg重より強い力」になるだけの話です。

     これは地球上の物には常に重力という力(これは力積の意味ではありません)が作用しているという事を忘れ、重力を反作用で説明しようとするところが間違い。


    > 25
    > もしこれが慣性だとするならば、同じ慣性がショートリコイルの場合にもあるのではないかと思います。
    ならば、ブローバックの場合はエキストラクターがなくても抽筒され、ショートリコイルの場合は抽筒されない、旨の理由がつけられないのではないでしょうか、と思いました。

     はい、同じ慣性はあります。ただ、リコイル式はその機構上薬莢がチェンバーに圧着しなければなりません。(実銃については無知ですが、リコイル式だとチェンバーに筋をつけて摩擦を増大させているものもあったかと思います。)また、これは石垣さんがお書きになっていますが(勉強になります)、リコイル式は強力な火薬を使用しているので薬室への貼り付きも生じやすいため、抽筒が困難になるのです。

    > 基本に戻って考え直しました。
    ブローバック:吹き戻しで十分作動する(反動の出る暇がない)
    ショートリコイル:吹き戻しのみの力では作動しないので、反動を利用している。
    こう考えると手っ取り早いのでしょうか。

    以下私の考えを説明します。

    ブローバック:吹き戻しでブリーチは作動する。あるいは吹き戻しの反動でブリーチは作動するといってもいい。説明の表現が違うだけで両者は同じ事。
    ショートリコイル:より強力な弾薬を使用しているので、吹き戻しは大きくなる。したがって吹き戻しによる反動も大きくなる。そこで反動を弱めるため(反動によって後退するものの総重量を増やすことで後退速度を低下させるため)、ブリーチといっしょにバレルも後退する機構を採用する。

    > その場合、また「反動」とは何か?「吹き戻し」と「反動」の関係は?
    反動が具体的に銃のどこに作用するか?など難しい話にはなるのですが、、、

     反動は吹き戻しによって生じる。(吹き戻しがなければ反動もないという意味で)
     反動は薬莢底および薬莢底と結合し一体となっているすべての部分に生じる。
    カンタニャック

  29. まあ結局、反動(運動量)も圧力(の力積)も同じものを違った側面で見ているだけなのは間違いないですね。
    方式によって必要な反動なり圧力なりの大きさに違いはあるにせよ、ブローバックでも反動はないわけではないし、ショートリコイルで反動を伝えているのはガスの圧力です。

    で、最初に立ち返ってなぜブローバックではガス圧利用と言い、ショートリコイルでは反動利用と言うか。
    これは、ブローバックの場合はまだ弾丸が銃身の中で加速している最中に薬莢の抽筒が始まっているので、まだ薬室や銃身内にガスの圧力がかかっている状態で抽筒を行っているのに対して、ショートリコイルの場合はガスの圧力を一旦ブリーチやスライドの運動量に置き換え、薬室や銃身内の圧力が下がってからブリーチの運動量によって薬莢を抜き出す、と言うことで、抽筒のタイミングにおいてガスの圧力がかかっているかどうかによる使い分けでしょう。


    カンタニャックさんが作用反作用で通している理由はわかりました。
    ただ反動について「弾丸と銃の間での作用と反作用」と言うのは違和感が残ります。作用反作用は「弾丸とガスの間の作用と反作用」と「ガスと銃の間の作用と反作用」の二点で個別に起きていることなので。(弾丸と銃身との摩擦はその場での作用反作用ですが)

    より本質に近い理解は、爆発した火薬が弾丸と銃を同時に反対方向へ吹っ飛ばしているイメージでしょう。その意味では私が「反動の伝達はガス圧を介して行われる」と言ったのもあまり適切ではないわけですけれども。


    石垣

  30. カンタニャックさん、
    石垣さん、

    ははぁ、そうだったか。
    と言うのが正直な心境です。
    お二人の最後のご説明で、なんか素直に納得できました。
    ありがとうございました。
    てっぺい


Back