JP2011069510A - 爆破切断装置及びそれを用いた飛翔体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被切断対象物を同時に切断することができ、装置全体として重量を低減することが可能な、シンプルな構造の爆破切断装置及びそれを用いた飛翔体を提供する。
【解決手段】爆薬１２を充填するライナー１１を備える成型爆破線１０と、成型爆破線１０に接続された起爆装置と、を有し、ライナー１１には、複数の被切断対象物３０にそれぞれ対向するように複数の溝部１３が形成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、爆破切断装置及びそれを用いた飛翔体に関するものである。

従来、配管や圧力容器等の被切断対象物を爆破切断する爆破切断装置として、例えばダイナマイトが用いられていた。しかしながら、ダイナマイトでは被切断対象物の目的箇所以外を破壊してしまう場合や、大量の爆薬を使用しないと目的箇所を破壊できないという問題があった。このため、被切断対象物の目的箇所のみを破壊し、少量の爆薬で目的箇所を破壊可能な技術が求められていた。

このような要求に応えるための技術が検討され実用化されており、特許文献としては以下のような技術が開示されている。図５は、特許文献１及び２に示すＶ型成型爆破線１０００の模式図である。図５（ａ）はＶ型成型爆破線１０００の断面図である。図５（ｂ）はＶ型成型爆破線１０００の爆発状態を示す図である。図５（ｃ）はＶ型成型爆破線１０００の設置状態を示す図である。

図５（ａ）に示すように、Ｖ型成型爆破線１０００は、断面視Ｖ型のライナー１００１の内部に爆薬１００２が充填され、Ｖ型の溝部が被切断対象物１００３に対向するように設置されている。このような構成により、ライナー１００１内部に爆轟が伝達されることで爆薬１００２が爆発し、その際に発生する爆発力によってライナーを圧壊させることで高温、高圧、高速度のジェット１００４を形成し、ジェット１００４を被切断対象物１００３に衝突させること（ノイマン効果）によって、被切断対象物１００３を切断することができるようになっている（図５（ｂ）参照）。

特開昭５８−１８１６００号公報 特開２００９−３５１６１号公報

例えば、ロケットに何らかの異常が発生した場合には、ロケットから燃料タンク１０１０を分離する必要がある。この場合、確実にロケット本体１０３０から燃料タンク１０１０を分離するためには、燃料タンク１０１０を固定するロケット本体１０３０の切断と、燃料タンク１０１０の切断とを同時に行わなければならない。しかしながら、特許文献１及び２のＶ型成型爆破線１０００では、一方向の被切断対象物しか切断することができない。このため、ロケット本体１０３０及び燃料タンク１０１０を同時に切断するには、２つのＶ型成型爆破線１０００をそれぞれの溝部がロケット本体１０３０及び燃料タンク１０１０に対向するように設置することになる。ところが、２つのＶ型成型爆破線１０００を同時に爆発させることは困難であり、先に爆発した一方のＶ型成型爆破線１０００が他方のＶ型成型爆破線１０００を破壊してしまうという問題がある。このような問題を防ぐために、２つのＶ型成型爆破線１０００の間に頑丈な遮蔽板１００５を設置する方法がある。しかしながら、ロケット全体として重量が増加してしまう点、構造が複雑になる点、取り付けが困難になる点などの問題点がある（図５（ｃ）参照）。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、複数の被切断対象物を同時に切断することができ、装置全体として重量を低減することが可能な、シンプルな構造の爆破切断装置及びそれを用いた飛翔体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、爆薬を充填するライナーを備える成型爆破線と、前記成型爆破線に接続された起爆装置と、を有し、前記ライナーには、複数の被切断対象物にそれぞれ対向するように複数の溝部が形成されることを特徴とする。

このような構成を採用することによって、本発明では、起爆装置を作動させることにより複数の溝部が形成されたライナー内部の爆薬が爆発し、その際に発生する爆発力によりライナーを圧壊させることで高温、高圧、高速度のジェットを形成し、該ジェットを複数の被切断対象物に衝突させることにより、複数の被切断対象物を同時に切断することができる。また、特許文献１及び２のように複数のＶ型成型爆破線の間に遮蔽板を設置する必要がないので、装置全体として重量を低減し、シンプルな構造とすることができる。

また、本発明においては、前記複数の溝部がそれぞれ同じ大きさに形成されているという構成を採用する。

また、本発明においては、前記複数の溝部は、前記爆薬が爆発する際に発生するジェットの反力を互いに打ち消し合うように断面視回転対称位置に配置されるという構成を採用する。

また、本発明においては、前記複数の溝部は、Ｖ型に成型されるという構成を採用する。

また、本発明においては、燃焼させて飛行するための燃料を納めた燃料タンクを備えた飛翔体において、前記飛翔体本体と前記燃料タンクとを分離する分離装置として、前述した本発明の爆破切断装置が用いられることを特徴とする。

本発明によれば、爆薬を充填するライナーを備える成型爆破線と、成型爆破線に接続された起爆装置と、を有し、ライナーには、複数の被切断対象物にそれぞれ対向するように複数の溝部が形成されるという構成を採用することによって、起爆装置を作動させることにより複数の溝部が形成されたライナー内部の爆薬が爆発し、その際に発生する爆発力によりライナーを圧壊させることで高温、高圧、高速度のジェットを形成し、該ジェットを複数の被切断対象物に衝突させることにより、複数の被切断対象物を同時に切断することができる。また、特許文献１及び２のように複数のＶ型成型爆破線の間に遮蔽板を設置する必要がないので、装置全体として重量を低減し、シンプルな構造とすることができる。
したがって、本発明では、複数の被切断対象物を同時に切断することができ、装置全体として重量を低減することが可能なシンプルな構造の爆破切断装置が提供できる効果がある。

本発明の爆破切断装置の概略構成を示す模式図である。 成型爆破線の概略構成を示す模式図である。 他の形態の成型爆破線の概略構成を示す模式図である。 本発明の爆破切断装置が用いられる飛翔体の概略構成を図である。 特許文献１及び２のＶ型成型爆破線を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

（爆破切断装置）
図１は、本発明の爆破切断装置１の概略構成を示す模式図（側面図）である。図１に示すように、爆破切断装置１は、成型爆破線１０と、起爆装置２０とを具備して構成されている。

成型爆破線１０は、爆薬１２を充填するライナー１１を備えている。ライナー１１としては、例えば金属ライナーを用いることができる。なお、成型爆破線１０の詳細については後述する（図２参照）。

起爆装置２０は、成型爆破線１０に接続されている。この起爆装置２０は、点火装置２１と、導爆線２２と、伝爆ブロック２３と、起爆管２４とを具備して構成されている。

点火装置２１は、電線２５からの入力信号を受けて内部に装填された火薬を爆轟させ、この爆轟を導爆線２２に伝達させるものである。なお、点火装置２１には、誤着火防止のため、電源ラインを切るためのセーフ・アーム装置（図示せず）が搭載されている。また、冗長性を確保するため、点火装置２１は複数設けられる。

導爆線２２は、点火装置２１で発生した爆轟を伝爆ブロック２３まで伝達させるものである。導爆線２２の内部には火薬が装填されている。

伝爆ブロック２３は、導爆線２２から伝達された爆轟を起爆管２４に伝達させるものである。なお、伝爆ブロック２３の内部には火薬が装填されていない。

起爆管２４は、伝爆ブロック２３から伝達された爆轟により着火し、成型爆破線１０を引火させるものである。以上の構成により、成型爆破線１０内部の爆薬１２を安全にかつ確実に引火させることができるようになっている。

図２は、本実施形態の成型爆破線１０の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は成型爆破線１０の正面図である。図２（ｂ）は成型爆破線１０の側面図（図２（ａ）の左側面図）である。図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図２（ａ）に示すように、成型爆破線１０の一端は起爆管２４に接続されている。また、ライナー１１には溝部１３が形成されている。

図２（ｂ）に示すように、成型爆破線１０の他端（端部）は側面視円形状になっている。また、ライナー１１は側面視矩形形状になっている。

図２（ｃ）に示すように、ライナー１１には、互いに異なる２方向（逆方向）に配置された２つの被切断対象物３０（例えば金属板）に対向する位置に２つの溝部１３が形成されている。２つの溝部１３は、それぞれＶ型に成型されている。

このため、起爆装置２０を作動させることにより２つの溝部１３が形成されたライナー１１内部の爆薬１２が爆発し、その際に発生する爆発力によりライナー１１を圧壊させることで高温、高圧、高速度のジェット１４を形成することができる。また、特許文献１及び２のように複数のＶ型成型爆破線の間に遮蔽板を設置する必要がない。

また、２つの溝部１３がそれぞれ同じ大きさに形成されている。また、２つの溝部１３は、爆薬１２が爆発する際に発生するジェット１４の反力を互いに打ち消し合うように配置されている。本実施形態の成型爆破線１０は、断面視回転対称（１８０度対称）となっている。これにより、ジェット１４は２つの溝部１３のいずれか一方に偏って大きく形成されることなく両方にバランスのよい大きさで形成される。

また、２つの溝部１３はそれぞれ２つの被切断対象物３０と所定の距離離れている。例えば、成型爆破線１０は被切断対象物３０にホルダー（図示略）を介して所定の距離離れて固定されているのがよい。これにより、成型爆破線１０内部の爆薬１２が被切断対象物３０の温度などの影響を受けることがないので、ジェット１４が十分な大きさに成長して（被切断対象物３０を切断可能な大きさに）形成される。

したがって、本実施形態では、起爆装置２０を作動させることにより２つの溝部１３が形成されたライナー１１内部の爆薬１２が爆発し、その際に発生する爆発力によりライナー１１を圧壊させることで高温、高圧、高速度のジェット１４を形成することができる。そして、ジェット１４を２つの被切断対象物３０に衝突させることにより、２つの被切断対象物３０を同時に切断することができる。また、特許文献１及び２のように２つＶ型成型爆破線の間に遮蔽板を設置する必要がないので、装置全体として重量を低減し、シンプルな構造とすることができる。

また、本実施形態では、２つの溝部１３がそれぞれ同じ大きさに形成され、さらに２つの溝部１３がジェット１４の反力を互いに打ち消し合うように、断面視回転対称位置に配置されているので、ジェット１４は２つの溝部１３のいずれか一方に偏って大きく形成されることなく両方にバランスのよい大きさで形成される。したがって、２つの被切断対象物３０に対してそれぞれ同じ大きさのジェット１４が衝突するので、２つの被切断対象物３０を確実に同時に切断することができる。

また、本実施形態では、２つの溝部１３がＶ型に成型されているので、被切断対象物３０を十分に切断可能な大きさのジェット１４を形成することができる。したがって、２つの被切断対象物３０に対してそれぞれ十分な大きさに形成されたジェット１４が衝突するので、２つの被切断対象物３０を確実に同時に切断することができる。

なお、本実施形態の溝部１３はＶ型になっているがこれに限らない。例えば、溝部１３はＵ字状になっていてもよく、必要に応じて適宜形状を設定することができる。

また、本実施形態の成型爆破線１０は断面視回転対称（１８０度対称）となっているがこれに限らない。例えば、２つの溝部１３の配置、爆薬１２（ライナー１１）の断面形状、ライナー１１の厚さ分布を適宜設定することにより、２つ被切断対象物を同時に切断することが可能な爆破切断装置１が提供できる。

図３は、上述の成型爆破線１０と異なる形態の成型爆破線１０Ａの概略構成を示す模式図である。図３（ａ）は成型爆破線１０Ａの正面図である。図３（ｂ）は成型爆破線１０Ａの側面図（図３（ａ）の左側面図）である。図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３は、図２に対応した、成型爆破線１０Ａの概略構成を示す模式図である。図３に示すように、成型爆破線１０Ａは、ライナー１１Ａに３つの溝部１３が形成されている点で、上述の成型爆破線１０と異なっている。その他の点は、上述の成型爆破線１０と同様であるので、図２と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図３に示すように、ライナー１１Ａは側面視六角形形状になっている。また、ライナー１１には、互いに異なる３方向に配置された３つの被切断対象物３０に対向する位置に３つの溝部１３が形成されている。

このため、起爆装置２０を作動させることにより３つの溝部１３が形成されたライナー１１内部の爆薬１２が爆発し、その際に発生する爆発力によりライナー１１を圧壊させることでジェット１４を形成することができる。そして、ジェット１４を３つの被切断対象物３０に衝突させることにより、３つの被切断対象物３０を同時に切断することができる。

また、３つの溝部１３がそれぞれ同じ大きさに形成されている。また、３つの溝部１３はジェット１４の反力を互いに打ち消し合うように配置されている。本実施形態の成型爆破線１０Ａは、断面視回転対称（１２０度対称）となっている。これにより、ジェット１４は３つの溝部１３のいずれか一方に偏って大きく形成されることなく３方向にバランスのよい大きさで形成される。

なお、ライナーに形成される溝部の数は上述した２つや３つに限定されることなく、例えば４つ以上にすることもできる。すなわち、ライナーには、それぞれ異なる複数の方向に配置された複数の被切断対象物に対向する位置に複数の溝部が形成されていればよい。これにより、複数の被切断対象物を同時に切断することが可能な爆破切断装置が提供できる。

（飛翔体）
図４は、本発明の爆破切断装置が用いられる飛翔体１００の概略構成を示す模式図である。図４（ａ）は飛翔体１００における爆破切断装置の配置状態を示す図である。図４（ｂ）は飛翔体１００における複数の切断箇所を示す図である。なお、図４（ｂ）において、成型爆破線１０Ａに接続される起爆装置２０の図示は省略している。

なお、本発明の飛翔体１００とは、飛翔体本体１１０に備えた燃料タンク１２０からの燃料を燃焼させることで飛翔する飛翔体（ロケットやミサイル）である。そして、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０とを分離する分離装置として、上述の爆破切断装置を用いている。

図４（ａ）に示すように、飛翔体１００は円筒状の飛翔体本体１１０を有している。成型爆破線１０は飛翔体本体１１０の内面に沿って設置されている。また、成型爆破線１０はホルダー４０を介して飛翔体本体１１０の内面と所定の距離離れて設置されている。

なお、成型爆破線１０は連続して繋がっているがこれに限らない。例えば成型爆破線１０の設置経路に開口部（飛翔体本体１１０が設けられていない箇所）がある場合、この開口部においては途切れていてもよい。

図４（ｂ）に示すように、伝爆ブロック２３及び起爆管２４はロケット本体１１０の内面に固定されている。また、導爆線２２は飛翔体本体１１０の外面に沿って設置されている。そして、点火装置２１は飛翔体本体１１０の内面に固定されている。

成型爆破線１０は、ライナー１１に形成された２つの溝部１３がそれぞれ飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０とに対向するように、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０との間にホルダー４０を介して設置されている。このような構成により、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０とを同時に切断することができるようになっている。また、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０との接続部にはフランジ１１１が形成されている。このフランジ形成部以外の箇所に成型爆破線１０を設置することができる。

一方、成型爆破線１０Ａは、ライナー１１Ａに形成された３つの溝部１３がそれぞれ飛翔体本体１１０、燃料タンク１２０、スラスト１４０を介してエンジン１３０が接続された下壁部１１２に対向する位置になるように、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０と下壁部１１２の間にホルダー４０を介して設置されている。このような構成により、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０と下壁部１１２とを同時に切断することができるようになっている。

この飛翔体１００によれば、上述した本発明の爆破切断装置１を備えているので、飛翔体（ロケットやミサイル）に何らかの異常が発生した場合など、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０とを分離する必要がある場合、燃料タンク１２０を固定する飛翔体本体１１０の切断と、燃料タンク１２０の切断とを同時に行うことができるので、地上への被害を抑えることが可能となる。また、特許文献１及び２のように複数のＶ型成型爆破線の間に遮蔽板を設置する必要がないので、飛翔体全体として重量を低減し、シンプルな構造とすることができる。

なお、本発明の爆破切断装置１は、飛翔体本体１１０と燃料タンク１２０とを分離する分離装置に限定されることなく、例えば多段ロケット分離装置、さらに構造物解体装置など、目的に応じて適宜使用することができる。

１…爆破切断装置、１０，１０Ａ…成型爆破線、１１，１１Ａ…ライナー、１２…爆薬、１３…溝部、１４…ジェット、２０…起爆装置、３０…被切断対象物、１００…飛翔体、１１０…飛翔体本体、１２０…燃料タンク

Claims (5)

1. 爆薬を充填するライナーを備える成型爆破線と、
   前記成型爆破線に接続された起爆装置と、を有し、
   前記ライナーには、複数の被切断対象物にそれぞれ対向するように複数の溝部が形成されることを特徴とする爆破切断装置。
2. 前記複数の溝部がそれぞれ同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の爆破切断装置。
3. 前記複数の溝部は、前記爆薬が爆発する際に発生するジェットの反力を互いに打ち消し合うように断面視回転対称位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の爆破切断装置。
4. 前記複数の溝部は、Ｖ型に成型されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の爆破切断装置。
5. 燃焼させて飛行するための燃料を納めた燃料タンクを備えた飛翔体において、
   前記飛翔体本体と前記燃料タンクとを分離する分離装置として、請求項１〜４のいずれか１項に記載の爆破切断装置が用いられることを特徴とする飛翔体。

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