独軍7.5cm戦車砲/対戦車砲ってよくわからない、という話

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

私が物を知らないせいなのか何なのか、4号戦車や3号突撃砲の7.5cm 43口径砲と48口径が実際どう違ったのかについてのお話をあまり聞いたことが無い

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4号戦車の43口径砲こと 7.5cm L/43 KwK40が、もともと7.5cm L/46 PaK40対戦車砲をもとに開発されたことは、多分よく知られてる。ここまでは多分議論はない

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PaK40の46口径がKwK40では43口径になったわけだから、一見すると砲身が縮んでるように見える。でも実際には薬莢長も714mmから495mmになって3口径ほど縮んでいるので、弾が通過する部分の長さは同じで、よって砲内弾道もほぼ同じ。これも以前話したとおり

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では43口径版KwK40がPaK40と同じ威力を持っていたかというと、そうでもない。初速は色々な数字が残されてるけども、ひとつには前者が740m/s、後者が790m/sとされている。この差は砲身長でなく装薬量の違いからくる。KwKは2.43kgだが、PaKは2.75kgも入ってる

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では問題の48口径KwK40とは一体なんなのか？　これは薬莢が43口径版と同じなので、薬莢を含んだ見かけ砲身長だけでなく、弾頭が通過する実砲身長が伸びてる。これにより初速が790m/sまで伸び、貫通力が1割ほど伸びたとされているけども……

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48口径版KwK40は砲身長こそ伸びているものの、弾頭も薬莢も装薬量も43口径版と同じ。つまり弾薬筒全体に互換性がある。せっかく砲身が伸びたのだから装薬も増やしたくなるところだけども、そうしていたら補給が混乱しだたろうことは想像できる。照準器の目盛りも2種類用意しなきゃならない

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実は48口径版KwK40で装薬量をPaK40と同程度とした試験も行われてる。ここでは初速820m/sが記録された。距離100mでの装甲貫通力を推定すると114mm程。43口径版が96mm、通常装薬48口径版で106mmなのを思えば強いが、補給の混乱というデメリットには釣り合わない

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そういうわけで、48口径版KwK40は43口径版と弾薬筒全体が共通だったけど、ここで疑問も出る。「装薬も増やさずに、ただ砲身を5口径伸ばしただけで、初速が40m/sも伸びるのか？」とか。そんなこと思うのは私だけかもしれないけども

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もちろん事実として初速が伸びてたわけだから、答えは明らかなんだけども。結論から言えば、装薬量を変えずに砲身長だけ伸ばしても、初速は結構伸びる

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さて、火砲には、装薬量に応じた適切な砲身長というものがある。これより砲身が短すぎれば、砲弾の加速が途中で止まってしまうわけだから、初速は小さくなる。逆に長すぎれば、既に加速が終わった弾丸と砲身との間で抵抗が生じるので、やはり初速が落ちてしまう

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つまり理論的には、火砲の装薬量をそのままに砲身長を伸ばしても、初速が上がるとは限らない。ただこれは、あくまで理論上の話。実際の火砲でこれを実行すると、大抵は初速が上がる。これは、現実の火砲は大抵、費用や寿命、取り回し等の理由から、装薬量的に最適な砲身長より短く作られているため

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43口径版KwK40の弾頭は、43口径の砲身から薬莢長分を引いた36.4口径分を通過する間に740m/sにまで加速される。もちろん実際の加速度は線形でないけども、平均すれば1口径あたり20m/sほど加速してる計算になる。5口径伸ばして50m/s速くなるのも、おかしな話ではない

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逆に考えると、48口径版KwK40の最後の5口径の部分では、砲弾は1口径進むごとに10m/s程加速してる計算になるかしら。砲身全体で見た平均加速度（1口径あたり20m/sくらい）と比べると、だいぶ落ちてきてるのがわかる

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（ここで加速度って言葉を使っていいものか悩む。時間時間あたりでなく単位距離あたりの速度増分なんて、一体どう呼べばいいのやら）

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PaK40とKwK40について、砲身長と初速の関係を何とか説明しようと試みるものの、そもそも砲内弾道の基礎がわかってないせいでどうにもならず

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

苦闘の結果がこちら、KwK40の43口径版と46口径版をうまいこと繋ぐグラフが書けないかとか http://t.co/zhK8yH05Nz 何となく長砲身ほど効率が落ちてくるような傾向はつかめるものの、「きっとこう」の部分が実際どうなるか、情報も知識もまるで足りないのでした

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

PaK40と、装薬量をPaK40と同等に増やした46口径版KwK40で同じことを試みると http://t.co/g7USl2n4xe 装薬が多い分、同じ砲身長でも初速高めになってる傾向は掴める。でも50口径以降のあたりの長砲身になるとどうなるか、実際わからない

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

同じグラフを使って、初速のよくわからない火砲の性能を推定する遊びもできる http://t.co/9OTFvvx4JA 装薬量が近ければそれらしい数字になるんだけども、パンター7.5cm 用L/100みたいな全く未知の砲ではサッパリわからない

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

パンター用7.5cm L/100砲は実際もうちょっと伸びるかなあ。根拠不明ながら1250m/sを目標としてたなんて話も聞かれるし。他に、1935年日本の「研究審査用七糎半加農」でも86.9口径で1055m/sを出してる。100口径で1020～1070m/sって推定は控えめ過ぎるか

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

こうして昨日からグダグダとやってたわけですが、実際の独軍資料見ると、PaK40もKwK40も全部初速750m/sと書かれてるんですよね…… http://t.co/Qda4i4ehye なんかもう全部ひっくり返る感じでアバーッ！

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

PaK40の初速に790m/s説と750m/sがあることに関しては幾つか説明もあるようで、高腔圧のために張り付き・排莢不良が起こるために装薬量を一時期減らしてたとか、実際790m/sだけど簡単のために兵士用マニュアル上は統一したなんて話もあります。でもどれも出典不明、妥当性不明

えすだぶ@C103日曜東3"サ"-58a @FHSWman

結局なんにもわからんちんです