モンロー/ノイマン効果
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[編集] 概要
モンロー／ノイマン効果とは、薄い金属の内張りを用いてスリバチ状に成形した炸薬を爆発させると、エネルギーが凹型の中央部に集中し、スリバチの上方に向かって超高速の金属噴流が発生して、中央部の目標に深い穿孔がうがたれる現象。モンロー効果とノイマン効果を合わせてこのように呼ばれる。
対戦車用の弾頭などには、その特性を用いた弾薬が使われている。
[編集] モンロー効果
モンロー効果(英:Munroe effect)とは、アメリカの科学者モンロー(Charles E. Munroe)が1888年(諸説あり)に発見した、円錐形のくぼみ(Shaped charge、またはHollow charge)を持つ爆薬を後方(円錐の頂点がある方向)から起爆すると、反対側の前方に強い穿孔力が生じる現象。成形炸薬効果(Shaped Charge effect)などとも呼ばれる。
火薬が後方から起爆されると、爆発は後方から前方に向かって進行する。爆発が円錐状のくぼみの頂点に達し、さらに前方に向かって進行すると、発生した衝撃波は前方の空洞にドーナツ状に広がり、円錐の中心部で互いにぶつかって方向を変え、前方に噴出する。
通常、火薬の爆発による衝撃波は周囲に球形に広がり、目標に対して使用できる衝撃波は爆発で生じたものの一部に過ぎないが、モンロー効果を利用することで、衝撃波の力を一部に集中して利用できる。くぼみの形、目標との距離、使用する爆薬の性質など、穿孔力を左右する条件が多数あり、最適値の設計は容易ではない。
[編集] ノイマン効果
ノイマン効果(英:Neumann effect)とは、ドイツの科学者ノイマン(Egon Neumann)が1910年に発見した、モンローの円錐形のくぼみに金属板で内張り(くぼみと同じ形の金属の円錐をはめ込むこと)をすると穿孔力がさらに強くなる現象。
爆発が進行して金属の内張りに達すると、その高温高圧は金属を蒸発させ、その金属蒸気が衝撃波とともに前方に噴出する(メタルジェット)。また蒸発しなかった一部の金属が中心部分でぶつかり合って融着体と呼ばれる金属塊を生み出し、これもジェットに乗って前方に飛び出してくる。
一般に火薬の爆発によって生じるガスの平均分子量は小さく、高速であっても持てるエネルギー量は少ない。ノイマン効果を利用すると高温で重たい蒸気が吹きつけてくるため、火薬のみの場合に比べて目標表面に与えるエネルギー量が多くなる。また融着体の衝突による運動エネルギーも利用できる。金属の種類や厚みなどの条件が変わると穿孔力も変わってくるため設計は容易ではない。
[編集] 名称
モンロー効果とノイマン効果は同時に利用されることが多いため混同されがちである。またモンローの業績を評価し、ノイマンの発見はその改良に過ぎないと見る向きは、単にモンロー効果とだけ呼ぶ。名前の読みにも揺らぎが多く、マンロー効果とかムンロー効果の語も見られる。Monroe effectのスペルミスも多く見かける。
