機関銃のしくみ

歴史家は、過去100年の最も重要な技術の中に機関銃を数えています。他の要因と同様に、それは第一次世界大戦と第二次世界大戦、そしてそれ以降のほとんどの戦争の残忍で容赦ないトーンを設定しました。このマシンでは、手動で装填して発射する必要があった以前の銃とは異なり、1人の兵士が毎分数百発の弾丸を発射し、わずか数回のパスで小隊全体を刈り取ることができました。オペレーターがトリガーを押すのをやめるか、銃が最終的に弾薬を使い果たすまで、銃は発砲し続けました。

軍隊は、この種の弾幕に耐えるためだけに、戦車のような重い戦闘装置を開発しなければなりませんでした。この単一の武器は、私たちが戦争を行う方法に大きな影響を及ぼしました。機関銃は少数の軍隊に大きな大隊の戦闘能力を与えました。また、大量の死傷者の可能性も高まりました。

歴史における彼らの記念碑的な役割に照らして、機関銃が実際にどれほど単純であるかは幾分驚くべきことです。これらの武器は精密工学の驚くべき偉業ですが、いくつかの非常に基本的な概念に取り組んでいます。この記事では、機関銃がそのような猛烈な速度で弾丸を吐き出すために使用する標準的なメカニズムを見ていきます。

コンテンツ

1. 弾道の背景：バレル
2. 最初の銃
3. リボルバー
4. 機関銃と銃システム
5. 機関銃の反動システム
6. 機関銃ブローバックシステム
7. 機関銃ガスシステム
8. 機関銃の給餌：スプリングとホッパーシステム
9. 機関銃の給餌：ベルトシステム

機関銃がどのように機能するかを理解するには、一般的な銃器について何かを知ることが役立ちます。ほとんどすべての銃は、1つの単純な概念に基づいています。発射体の背後に爆発的な圧力を加えて、銃身を発射します。このアイデアの最も初期の、そして最も単純なアプリケーションは大砲です。

大砲は、閉鎖端と開放端とのちょうど金属管です。閉じた端には小さなヒューズ穴があります。大砲を装填するには、火薬（木炭、硫黄、硝酸カリウムの混合物）を注ぎ、次に砲弾を落とします。火薬と砲弾は、砲尾、または大砲の開放端であるボアの後部に配置されます。銃を撃つ準備をするには、ヒューズ（可燃性物質の長さ）を穴に通して、火薬に到達するようにします。大砲を発射するには、ヒューズを点火するだけです。炎はヒューズに沿って移動し、最終的に火薬に到達します。

火薬は発火すると急速に燃焼し、その過程で大量の高温ガスを発生します。高温ガスは、大気中の空気が反対側に適用するよりも、砲弾の粉末側にはるかに大きな圧力を適用します。これにより、砲弾が高速で銃から発射されます。

このテクノロジーの初期のアプリケーションの詳細については、次のページをお読みください。

最初のハンドヘルドガンは本質的にミニチュアキャノンでした。火薬と鋼球を装填し、ヒューズを点火しました。最終的に、この技術は、フリントロック式や撃発雷管などのトリガー起動兵器に取って代わられました。

フリントロック式の銃は小さな火花を発生させることで火薬に点火し、撃発雷管は鋭い打撃で発火する可能性のある爆発性化合物である雷酸水銀を使用していました。撃発雷管を装填するには、火薬を後装式に注ぎ、その上に発射体を詰め込み、小さな乳首の上に雷酸水銀のキャップを置きます。銃を発射するには、ハンマーを最後まで戻し、銃の引き金を引きます。引き金はハンマーを解放し、ハンマーは爆発性のキャップに向かって前方にスイングします。キャップが発火し、小さな炎をチューブから火薬に向けて発射します。その後、火薬が爆発し、砲身から発射体が発射されます。 （これらの武器の詳細については、フリントロック式銃のしくみをご覧ください。）

銃器の歴史における次の主要な革新は弾丸カートリッジでした。簡単に言えば、カートリッジは、発射体（弾丸）、推進剤（火薬など）、およびプライマー（爆発物のキャップ）の組み合わせであり、すべて1つの金属パッケージに含まれています。カートリッジは、ほとんどの現代の銃器の基礎を形成します。銃のボルトの後方への動きはまた、その排出システムを作動させ、それは、使用済みのシェルを抽出器から取り除き、それを排出ポートから追い出す。これについては後で詳しく説明します。しかし、最初に、これらすべてがリボルバーでどのように機能するかを見てみましょう。

トリガーをクリックして、リボルバーがどのように発砲するかを確認します。

前のセクションでは、カートリッジがプライマー、推進剤、発射体で構成され、すべて1つの金属パッケージに入っていることを確認しました。このシンプルなデバイスは、ほとんどの最新の銃器の基盤です。これがどのように機能するかを確認するために、標準のダブルアクションリボルバーを見てみましょう。

この銃には回転シリンダーがあり、6つのカートリッジに6つのブリーチがあります。リボルバーの引き金を引くと、いくつかのことが起こります。

推進剤が爆発すると、薬莢が膨張します。ケースは一時的に砲尾を密閉するため、膨張するガスはすべて後方ではなく前方に押し出されます。

明らかに、この種の銃はフリントロック式や撃発雷管の武器よりも使いやすいです。一度に6ショットをロードでき、トリガーを引くだけで発射できます。しかし、まだかなり制限があります。ショットごとにトリガーを引く必要があり、6ショット後にリロードする必要があります（ただし、一部の最新のリボルバーは10発の弾薬を保持できます）。また、空のシェルをシリンダーから手動で排出する必要があります。

それでは、銃の製造業者がリボルバーを使用することの不利な点にどのように対処したかを見てみましょう。

1800年代に、銃の製造業者は、限られた発砲能力に関連する問題に対処するために多くのメカニズムを設計しました。これらの初期の機関銃の多くは、いくつかの銃身と発射ハンマーを1つのユニットに組み合わせました。最も人気のあるデザインの中には、発明者のリチャードジョーダンガトリングにちなんで名付けられたガトリングガンがありました。

この武器（広く普及した最初の機関銃）は、シリンダー内に配置された6〜10丁の銃身で構成されています。各バレルには、独自の砲尾と撃針システムがあります。ガンを操作するには、シリンダー内のバレルを回転させるクランクを回します。各バレルは、シリンダーの上部に到達すると、弾薬ホッパーまたはカルーセルマガジンの下を通過します。新しいカートリッジが砲尾に落ち、バレルが装填されます。

各撃針には、銃本体の傾斜した溝をつかむ小さなカムヘッドがあります。各バレルがシリンダーの周りを回転すると、溝がピンを後方に引っ張り、タイトなスプリングを押し込みます。新しいカートリッジが砲尾に装填された直後に、撃針カムが溝から滑り出て、スプリングがそれを前方に推進します。ピンがカートリッジに当たり、銃身に弾丸が発射されます。各バレルがシリンダーの底に向かって回転すると、使用済みのカートリッジシェルが排出口から落下します。

ガトリング砲は19世紀のいくつかの戦闘で重要な役割を果たしましたが、機関銃が実際に考慮すべき武器としての地位を確立したのは20世紀初頭のことでした。

ガトリングガンは、短時間で大量の弾丸を発射するため、機関銃と見なされることがよくあります。しかし、最近の機関銃とは異なり、完全に自動化されているわけではありません。射撃を続けたい場合は、クランキングを続ける必要があります。最初の全自動機関銃は、実際にはハイラムマキシムという名前のアメリカ人にクレジットされています。マキシムの注目に値する銃は、毎分500発以上を発射することができ、約100ライフルの火力を与えます。

マキシムの銃の背後にある基本的な考え方と、それに続く何百もの機関銃の設計は、カートリッジの爆発の力を使用して、各ショットの後に銃をリロードして再コックすることでした。この力を利用するための3つの基本的なメカニズムがあります。

次のいくつかのセクションでは、これらの各システムについて説明します。

トリガーをクリックしたままにして、リコイルアクションガンがどのように発砲するかを確認します。簡単にするために、このアニメーションでは、カートリッジのロード、抽出、および取り出しのメカニズムは示されていません。

最初の自動機関銃は反動ベースのシステムを備えていました。弾丸を銃身に向かって推進すると、弾丸の前進力は反対の力になり、銃を後方に押します。リボルバーのように作られた銃では、この反動力が銃を射手に押し戻すだけです。しかし、反動ベースの機関銃では、銃内部の移動メカニズムがこの反動力の一部を吸収します。

プロセスは次のとおりです。この銃を発射する準備をするには、後装式ボルト（1）を引き戻して、後装式（2）を押し込みます。トリガー焼け焦げ（3）は、ボルト上にキャッチし、所定の位置に保持しています。フィードシステムは、弾薬ベルトを銃に通し、カートリッジを後装式に装填します（これについては後で詳しく説明します）。引き金を引くとボルトが解放され、バネがボルトを前方に動かします。ボルトはカートリッジを後装式からチャンバーに押し込みます。カートリッジへのボルト撃針の衝撃はプライマーを点火し、それが推進剤を爆発させ、それが弾丸を銃身に押し下げます。

バレルとボルトには、衝撃時にそれらを一緒に固定するロック機構があります。このガンでは、ボルトとバレルの両方がガンハウジング内で自由に動くことができます。移動する弾丸の力は、バレルに反対の力を加え、バレルとボルトを後方に押します。ボルトとバレルが後方にスライドすると、ロックを解除する金属片を通過します。部品が分離すると、バレルスプリング（4）がバレルを前方に押し、ボルトは後方に移動し続けます。

ボルトはエクストラクターに接続されており、エクストラクターは使用済みのシェルをバレルから取り外します。典型的なシステムでは、抽出器には、シェルの基部にある狭いリムをつかむ小さなリップがあります。ボルトが反動すると、抽出装置が一緒にスライドし、空のシェルを後方に引きます。

ボルトの後方への動きも排出システムを作動させます。エジェクタの仕事は、使用済みのシェルをエクストラクタから取り外し、イジェクトポートから追い出すことです。

使用済みの砲弾が引き抜かれると、給餌システムは新しいカートリッジを後装式に装填できます。トリガーを押したままにすると、リアスプリングがボルトを新しいカートリッジに押し付け、サイクル全体を最初からやり直します。トリガーを放すと、シアーがボルトをつかみ、前方に揺れないようにします。

トリガーをクリックしたままにして、ブローバックアクションガンがどのように発射されるかを確認します。簡単にするために、このアニメーションでは、カートリッジのロード、抽出、および取り出しのメカニズムは示されていません。これらのコンポーネントがどのように機能するかについては、「機関銃の給餌：ベルトシステム」セクションを参照してください。

ブローバックシステムは、バレルが固定されることを除いて、リコイルシステムのようなものである銃の筐体、及びバレルとボルトが一緒にロックしません。このメカニズムがどのように機能するかは、次の図で確認できます。

このガンには、スプリング駆動のカートリッジマガジン（5）によって所定の位置に保持されたスライドボルト（3）と、トリガーメカニズム（1）があります。ボルトを後ろにスライドさせると、トリガーシアー（2）がボルトを所定の位置に保持します。トリガーを引くと、シアーがボルトを解放し、スプリングがボルトを前方に駆動します。ボルトがカートリッジをチャンバーに入れた後、撃針がプライマーを発射し、推進剤に点火します。

カートリッジからの爆発性ガスが弾丸を銃身に押し下げます。同時に、ガス圧が反対方向に押し出され、ボルトが後方に押し出されます。反動システムの場合と同様に、エクストラクタがシェルをバレルから引き出し、エジェクタがシェルをガンから押し出します。スプリングがボルトを前方に押す直前に、新しいカートリッジがボルトの前に並び、プロセスを最初からやり直します。これは、トリガーを押したままにして、弾薬がシステムに供給されている限り続きます。

トリガーをクリックしたままにして、ガスアクションガンがどのように発砲するかを確認します。簡単にするために、このアニメーションでは、カートリッジのロード、抽出、および取り出しのメカニズムは示されていません。これらのコンポーネントがどのように機能するかについては、「機関銃の給餌：ベルトシステム」セクションを参照してください。

ガスシステムはブローバックシステムに似ていますが、いくつかの追加部品があります。主な追加は、ボルトに取り付けられた細いピストンで、砲身の上に配置されたシリンダー内で前後にスライドします。このシステムがどのように機能するかは、次の図で確認できます。

この銃は基本的にブローバックシステムを使用したものと同じですが、爆発の後部の力がボルトを後方に推進することはありません。代わりに、前方のガス圧がボルトを押し戻します。ボルトが前方に揺れてカートリッジを発射すると、バレルにロックされます。弾丸が銃身を下って行くと、膨張するガスが銃身の上のシリンダーに流れ込む可能性があります。このガス圧がピストンを後方に押し、ボルトの底に沿ってピストンを動かします。スライドピストンは、最初にバレルからボルトのロックを解除し、次にボルトを押し戻して、新しいカートリッジが後装式に入ることができるようにします。

私たちが提示した図は、これらのシステムがどのように機能するかの特定の例を示しているにすぎません。何百もの機関銃モデルが存在し、それぞれに固有の発砲メカニズムがあります。これらの銃は他の多くの点でも異なります。次の2つのセクションでは、さまざまな機関銃モデル間の主な違いのいくつかを見ていきます。

異なる機関銃モデル間の主な違いの1つは、装填メカニズムです。ガトリングガンなどの初期の手動機関銃は、弾薬ホッパーと呼ばれる装置を使用していました。ホッパーは、機関銃のメカニズムの上部に収まる緩い個々のカートリッジを含む単なる金属製の箱です。カートリッジは1つずつホッパーから落下し、後装式になります。ホッパーは十分な量の弾薬を保持でき、銃が発射されている間でも簡単にリロードできますが、かなり面倒で、銃が正しい向きに配置されている場合にのみ機能します。

ホッパーシステムは、銃への弾薬の動きを制御するのに役立つベルト供給システムに置き換えられました。弾薬は、オペレーターが保持する長いベルトに含まれているか、バッグまたはボックスに含まれています。ラウンドが発射された後、それは邪魔にならないように移動し、新しいラウンドが所定の位置に滑り込みます。

もう1つのシステムは、スプリング式マガジンです。このシステムでは、スプリングがマガジンケーシング内のカートリッジを後装式に押し上げます。このメカニズムの主な利点は、信頼性が高く、軽量で使いやすいことです。主な欠点は、比較的少量の弾薬しか保持できないことです。

ベルトシステムの利点の詳細については、以下をお読みください。

マウントされた機関銃

通常、三脚または車両に取り付けられている重いベルト式機関銃には、複数のオペレーターが必要になる場合があります。個々の軍隊は通常、安定性のために拡張可能な二脚または三脚を備えた軽兵器を携行しています。カートリッジマガジンを使用する小型の自動小銃は、自動小銃、アサルトライフル、または短機関銃に分類されます。一般的な意味で、「機関銃」という用語は、これらの小型兵器を含むすべての自動兵器を表しますが、特に重いベルト式の銃を表すためにも使用されます。

一般的な送り機構の上面図。

弾薬の量が非常に多い場合は、通常、ベルトシステムが最適なオプションです。弾薬ベルトは、キャンバスの断片と一緒に固定された、または多くの場合、小さな金属リンクで取り付けられたカートリッジの長いストリングで構成されています。この種の弾薬を使用する銃は、ボルトの反動運動によって駆動される送り機構を備えています。

このガンのボルト（1）には、その上に小さなカムローラー（5）があります。ボルトが動くと、カムローラーは長い溝のあるフィードカムピース（2）内を前後にスライドします。カムローラーが前方にスライドすると、フィードカムがリターンスプリング（6）に押し付けられて右に押し出されます。カムローラーが後方にスライドすると、スプリングがカムを左に押し戻します。フィードカムレバーは、弾薬ベルトの上に載る湾曲したグリッパーであるバネ仕掛けの爪（8）に取り付けられています。カムとレバーが動くと、爪が外に出てカートリッジをつかみ、ガンを通してベルトを引っ張ります。ボルトが前方に移動すると、次のカートリッジがチャンバーに押し込まれます。

フィードシステムは、後装式のすぐ上のカートリッジガイド（2）を介して弾薬ベルトを駆動します。ボルトが前方にスライドすると、ボルトの上部が次のカートリッジを押します。これにより、カートリッジがベルトからチャンバーランプ（3）に押し出されます。チャンバーランプは、カートリッジをボルトの前に押し下げます。ボルトには小さなエクストラクタがあり、カートリッジが所定の位置にスライドしたときにカートリッジシェルのベースをつかみます。カートリッジがボルトの前をスライドすると、バネ仕掛けのエジェクタ（6）が押し下げられます。

撃針がプライマーに当たって弾丸を銃身に押し下げると、爆発力が操作ロッドと取り付けられたボルトを後方に駆動します。シェルがチャンバーの壁を通過すると、エジェクターが前方に跳ね上がり、シェルがイジェクトポートからガンから飛び出します。このシステムでは、リロードせずに継続的に発砲できます。

トリガーをクリックしたままにして、ロードおよびイジェクトシステムがどのように機能するかを確認します。

機関銃の基本的なメカニズムは100年以上同じままですが、銃の製造業者は絶えず新しい変更を加えています。モダンなデザインの1つは、ボタンを1回押すだけで、箱から銃に変わります[出典：Sofge ]。さらに、新しい軽量小型武器技術（LSAT）は、機関銃とその弾薬の重量を40％削減できる軽量の素材で作られています。

機関銃を持ったことがあるかどうか、あるいは見たことがあるかどうかにかかわらず、この強力な装置はあなたの人生に大きな影響を与えました。機関銃は、国家の解散、革命の抑圧、政府の転覆、戦争の終結に貢献してきました。不確かな言葉ではありませんが、機関銃は人類の歴史の中で最も重要な軍事開発の1つです。機関銃および関連トピックの詳細については、次のページのリンクにアクセスしてください。

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