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WW2までの近代軍艦は、より大口径の砲の搭載を競った大艦巨砲主義の時代と言われています。
そこで疑問に思ったのですが、なんで口径の大きい砲を作る必要があったんでしょうか?
戦艦大和の46センチ砲は有名ですが、従来の40センチ砲で弾の長さを少し長くすれば、同じだけの重さ(威力)の砲弾ができたはずです。砲身長を長くしたり、装薬量を増やせば初速も同じ。前方投影面積が小さい分空気抵抗も小さくて射程や飛翔速度も伸び、敵艦の装甲に加える面積あたりの圧力も大きくなるので威力が上がり、良いことづくめのはずです。
 なぜわざわざかさばる大きな口径の砲を作ったのでしょうか?

質問者からの補足コメント

  • 砲身の長さは「口径長」という語で表すのが正式ですよ。

    No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2017/12/16 00:51

A 回答 (7件)

今よりも砲の重要性がはるかに高かった当時、それが実行されなかったということは、やはりできなかった理由があったのだと考えるのが自然でしょう。



すでに指摘がある真っ直ぐ飛ぶ・飛ばないというのが最大の理由でしょうが、とりあえずそれを抜きにしてどうなるかってのを単純計算で考えてみると、40センチ砲弾は46センチ砲弾の約75%の底面積なので…

・砲弾に同じエネルギーを与えるには、爆発圧力を25%高くする必要がある
→そのためには装薬が余分に必要で、かつ砲室の強度も高めなければならない

・砲弾を同じ重量にするには、全長を約33%長くする必要がある
→するとライフリングの摩耗は確実に33%増す。つまり砲身の寿命が短くなる

これくらいはすぐに想像がつきます。口径が小さいほどこれらはより顕著になります。なので仮に真っ直ぐ飛んだとしても、デメリットの方が大きいんじゃないですか?
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親戚に砲弾の設計をしていた人が居ました。

主に空気抵抗を減らすため、先端はどんどん尖り、後端の形状も先端の形状に近くなり、砲身への接触部分は極端に小さくなるそうです。やがてひし形を歪めた様な形状となり、砲弾が逆に飛ばなくなるそうです。

大和の砲弾は、そんな究極の空力砲弾で、砲弾の真ん中あたりから先が尖り、極端に砲身部分への接触面が少ない設計となり、やはり後部は細く絞り込まれたものでした。戦後工廠に残された砲弾を見た連合軍の技術将校は、これでは発射出来ないとの評価をしたそうです。

砲口や砲身の耐久性は、他の回答者が答えているように、日本の技術と生産力を考えれば、この設計がBestであったのでしょう。そして三連装で数千トンの砲塔を積載する大きさと砲撃精度を確保する為、あの大きさとなった様です。
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あの~、一般的には艦砲の口径といった場合は、砲身の内径と砲身長の比のことなんですが。

大和の主砲は46センチ45口径になります。

で、「砲身長を長くしたり、装薬量を増やせば」というのは米海軍はやっています。大和に対抗するアイオワ級戦艦は40㎝50口径です。で、砲身長を長くすると初速が早くなり、砲身の命数(寿命)が短くなります。物量作戦ができた米海軍(アイオワ級は6隻)では、命数の尽きた砲身を後方で交換することもできましたが、大和と武蔵しかない日本海軍では砲身交換の余裕はありませんでした。
この回答への補足あり
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大艦巨砲主義に、拘ったのがそもそも、間違いの元でした。


時代は、航空戦力に、主力が移って居たのです。
日清、日露の戦いに勝った日本は、依然、大艦巨砲主義から、抜け出せ無く、戦線一挙挽回とは、行けませんでしたね。
第二次世界大戦初期に、イギリスの主力戦艦、レパルス、プリンス オブ ウェールズ、を打ち破った、日本艦隊も、ミッドウェー沖戦で、大敗を招き、後は、坂道を転げ落ちる様に、敗戦の道を辿りました。
大和も、武蔵も、殆ど、戦わ無いまま、南海沖に沈みましたね。
やはり、日本も、航空母艦や、艦載機に、比重を移すべきでしたね。
砲径に、付いては、お答え出来ず、申し訳ありません。
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長いものを高精度で作るというのは難しい。


初期性能で高精度としても熱で呆気なく歪む。
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小さい砲身で威力を増す。



射出にかかる火薬の量の増加や反動など、砲身にかかる負担が大きくなる。

どこかでどうしても設計上耐えられなくなる。

大口径化やむなし

打ち出す砲弾の「質量」が最大の要素になるので、この流れがどうしても避けられないからです。
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一般的に


弾体の直径と長さの比率が1:6を超えると、ライフリングによる回転で直進性を確保するのが限界の様子

だから、むやみに全長を伸ばすと集弾率が下がって使いものにならなくなる

APFSDS弾などは、細くて長い且つ重い弾体を使っているので貫通力はピカイチ
だけど、翼で安定性を確保しなければまっすぐ飛ばない
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