技 術 報 告 I l l r l I l l r J l l H mH L I Mml
模擬地中式火薬庫周囲の爆風伝播に関す る研究 ( 第 2 報) 一野外爆発実験‑
中山 良 男 ●,稔 永轟 裕 ●,鹿 田光 明 ●, 田 中克 己 ●
金属恥の模撫地中式火 脚 ( を野外に構築 し.火鵜柑周Mへの爆風の伝播特性を検討 した。火 脚 山口正面方向か らの方位角 0‑ O o ,9 0 . ,および 1 8 0 0 方向の ピーク過匹の脚 宋特性を 求めた。その結果,爆風の ピーク過圧は方位角が相加す ると大 きく減 哀 し
,0 = Ooに対する 9 0. および 1 8 00 方向の ピー ク過圧の圧力比は.換! 馴軌 醍1 6m/ k g
lJ 3 においてそれぞれ 0. 5 2 およ び 0 . 2 7 となった。方位角 と過旺比の実験式 として次式を得た。
Ap( 0) / Ap( 0 . ) = I / l l +( 0/ a ) 2 ) , a=9 9 . 7士5 . 3
1 . はじめに
地中式火脚 の俄方向および後方の保安庶鮭短栃の 可館性を検討することを目的に. 帝 1報において実験 室親株での模擬地中式火薬雌周朗の爆風伝播について 換肘 したI l 。その筋果,地中式火脚 の爆発による爆 風は.薬軌 範室断面敬に対す る肋董断面税の比の彫 辞を受けること.爆舵 は拍向性 を持ち.火薬庫出口 ( 以下畑口と略紀する) の正面.側面.後方の順に襲 く なることを明らかに した。
本報告では,突放 蔓規模の火薬伸に形状及び構造が 相似の損耗地中式火私財を野外に舶 薬 し.その薬室内 の トリニ トロ トルエン( 以下 TNT と略記する) 爆薬の 爆発による火薬何周叫の頼風圧を河定 し,方位角 O‑
Oo( 称 L l正面方向) ,g oo( 何方) ,および 1 80o( 後方) の 爆風正の胸 腔減衰特性.各方向の等棚 における頼風 圧の比などを検甜 した括巣 を報告す る。
乙 実験方法
2 .1 軸 地中式火薬庫
実験 に使用 した模擬地中式火薬仲 ( 以下火薬庫 と略 紀す る)の形状を Fi 8. 1に示す。野外での実験は回政 が限 られ ることか ら.火薬伸の形状は 1 鵬 と し ,節 報の小型願 地中式火桝 モデル No. 目 薬室 3 0×30
×3 0 mm,的 董W1 7×H1 7XL6 0 r r u n.6 号射管の侮
1 9 9 8 年 5 月 1 日受理
● 物質工学工薬技術研究所
〒 3 0 5 ‑ 8 5 6 5 茨城鼎つ くI 押 東 1‑I
で EL0 2 9 8 ‑ 5 4 ‑ 4 7 9 3 nl X O 2 9 8 T 5 4 1 4 7 8 3
弗.以下小型モデル 1と略記する)に相似の形状 とし た。来室は内の り一・ 辺が 380mm の立方体.船室の 帆 高 さおよび長さは 21 5mmx21 5mmx71 0mm で ある 。3 桓I の光政で換 り返 し使用することを考えて, 金鳩 封( S S4 1 ) の火集秘 とした。その発寒部分の板厚は
5 0 mm .肘宣布のそれは 3 2r r m であ り,その接合部を 溶接 した。
Fi 8. 2 に伸口付近の火樹 の政匠状況を示す。爆発 時に火脚 が後方へ移肋することを抑えるために,火 薬伸の上群,両仰, お よび後掛 こ土の うを枇み上げ た。火脚 後部の土の うは.合板 と 航3 本により固定 した。 また,地裁面の砂などが飛放物 となって圧力計 に衝突することを防 ぐために.厚 さ 3mm の長方形の 鉄板( 2 00 0mr nx4 0 0 0r r m) をその一辺が砕口に接する
ように して地面上に設匠 した ( Fi g. 2 の下側の部分) 。 鉄板を地面に固定することは特に行わなかった。実際 の地中式火範仰の場合,政土の厚 さ.傾斜面の角皮, 地中式火脚 を取 り困む山の形状などが梅見圧に影野 を与えると予想 される。本来散では,火脚 周陶に土 の うを83 み上げただけであ り,捉土がない場合に相当 する。
2 . 2 使用鱗
木共助 に使用 した火薬類 を Tabl e lに示す。実験
No・ 1 ‑1 か ら 1 ‑ 3 は火薬坪内での鯨弗による実験であ り ,No. 卜4 は爆風旺計の校正,および地形の脚 を 舶べ るための地表面での爆発東浜 である。本報告で は.共 助No. I ‑1 ‑I ‑ 3 の蘇果を報告する。
鋳造 TNT 爆薬( 中国化集製)は上面に伝爆薬孔のあ
Ka y a k u G ak k a i s hi .Vd.59.No. 5 .1 998 ‑27 5‑
480
50 380 50
O
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t n ▼ ○ ( ○ ftりq q)小一ト
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Rg. lPl aneands i devi e woft hemode lunde r gr oundmag a 2 i i ne( uni t
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EXp. No. Wei g ht Di Ca ame s tTNT t er He i g ht We i ght Di Pe nt ol i a t eboos me t er He t e r . i 島h De t ona t or t
kg mm mm kg mm mm
ト1 0 . 2 0 5 5 6 . 2 5 8 . 2 0 . 01 0 2
0 . 5 2 4 . 2 No. 6x2 1 ‑ 2 0 . 5 0 7 7 7. 1 71 . 4 0 . 0 1 0 2 0 . 0 2
4 . 4 No. 6x2 卜3 1 . 01 8 1 0 0 . 1 8 5 . 7 0 . 0 2 1 2 5 . 4 2 9 . 2
No. 6x2 ト4 1 . 01 7 1 0 0. 5 8 5 . 6 0 . 0 2 1 2 5 . 3 2 8 . 9
No. 6x2 + PET N/ m ‑5 0 / 5 0 wt . %
PETN: pen
taer y t hr it olt et
r ani t r at e る直円筒形であり,伝軽業にはベン トラ
イ ト ( PE TN/
TNT=5 0 / 5 0) ( 中国化弟担)を
用いた 。TNT は,その 中心拓さが火耕 前室高さの約 1
/2 になるように木興 装薬台上に穀旺 した 。Fi g. 2 に乗 数No
. 1 12( TNT 0 . 5 k g) の装薬状況を示す。
伝爆薬に 6 号瞬発匂気骨管 ( 日本抽脂興)2個を取 り付け,業主まで梅軒
全体を移
動させた後 した。今回の爽験では火薬庫の装填 ,6 号群発確気骨管に親 し,娘源を起爆
也 一 l ‑ → ̲ ̲ t ‑ . ■
F i g2
Se mpT or N o ・ l l Z , T N TO・ 5kg
F
St e e l Pl a t e ( 2m X 4r n)
Fi g . 3 L DC at i onofpr e s s ur eg a ge sal ongt hr eea Z i m
ut hangl e s 東面での圧力波の反射の脚 を
少な くするため,全て の圧力計の中心は地面から約 3 0cm の高さ
とし,爆風 の側圧 を甜定 した。なお.雌口圧の計潤 も拭みたが ( 使用 した圧力計は PCBPI EZOTRONI C S社兜モデル 1 0 9AO2刑( 0 . 1 mV/ ps i ,5 0 0k H2 : ) ) .火薬餌本体の振 肋,飛放物の衝 突などによる雑音侶号がひどく計測で きな かった。舟t j圧の計測には圧力素子の設田方法の 検
討が必資である。
圧力計か らの信号は増巾乱 バ・ /フア増r
f ) 昔を介 し て.爆点から約 1 5 0m 離れた脚 所 まで同軸ケ
ーブル により延長 し .TEAC 牡封データレコーダ
XR‑ 90 00 ( 2 8 チャンネル,周波数特性 DC〜40K H名)
に記録 し た
。Ⅵ
m,スチルカメラ等により爆発状況を彫 し.
また各先験毎に火菟秘の破択状況
などを検査 した。
3 .括 果
3 .1 爆発状況
Fi 8. 4 に尭験 No. 1 ‑ 2 Cr N T0 . 5
k g) の爆発時の状況 を示す。触発生成気体は.正面
方向に指向性を持って 庫口から吹き出している。このため,爆風は
正面方向 に強 くなることが予想できる。爆弗によ
り,火薬碑は 突 放No. I ‑1 で約2 0mm. 乗 数No. I ‑ 2
で約 5 0mm 後 方に移曲 していたが.火脚 の変形.
樹 などは定め られなかった。一方.東 映No. I ‑3 ( TNT
Ike) の場 令.火脚 薬茎帝に大きな破壊が殆生 した。具
体的に 述べると. I)車重の後部の鍍( Fi 卓. 1
の業主左側の部 分) が破壊され,破片となって吹き飛んでい
た. 2) 莱 童の天板および底板の清抜群が潮
離 していた. 3)火 那 【 本体は約 2 7 度回転 し ,叔
大約 2 8 0 J T m 後方に移劫
していた。肋 ゝ ら破断が生じていることから, 溶接部の洩野蛮.および角の
部分での応力典中等 が破 壊の原因と考えられる( 焼鈍な
どの触 現により残留 歪みを除虫することカ珂 能であろうが,今回は実施 て し
いなかった) 。
3 . 2 火薬店内爆発による爆風圧 Fi 8 . 5 に先 晩No. 1 ‑ 2( TNT0 . 5k g )
.珊定取 舵2 0m における 3 方向の梅見波形を示す( 横軸の時
問は常管 の起爆選れ約 Ims を含む) 。 ピーク過圧は
0‑ Oo ,
9 00 .1 8 0 血 の朋に小さくな り,到
達時間 も同棲に長 く なっ
ている。衝軒汝は庫t lにおいて回折する。このた め,ピーク過圧
は減衰 し,衝撃波速皮は小さくなるの で到達時間
は長 くなる。
図には示さないが」突 放No. 1 ‑ 3
.0‑1 8 0 o の場合 には桝 は蝕 の波に分か
れていた
2)。槍合によっ ては.収初の波より 羊2 番
目以降の波の方が高い過圧 となった。これ
は.爆発により火脚 薬董 辞 が桝 さ れ,庫口だけでなくそ
の紛 1 . らも爆発生成気体が噴 出し,爆風を生成 したためと
考えられる。
波形の解析に際 し,デー■ タレコーダからの出力波形 はオー ト
エクス杜興波形記位鼓 匿S2 1 0( アナログ/ デイ . / ' タル( A/ D) 変換の分解能 1 2 bi L 1 F A S / WOr d)
A/ D 変換され ,EPSON 社製パーソナル により
コンピュータ PC ‑ 2 8 61 5によりフロ・ /ピーディ
スクに保存された。
抑定結果はスプライン閑故により
神附され ピーク過 氏 . 正相圧の時間節分( インパルス) .
到達時間,持続 時間が求められた。これらの爆風特性位のう
ち.ピー ク過圧を換称取 掛こついて整理 した括束をF
i g. 6 に示
す。紀号は 1 80 oであ り ○ ; 0= Oo . A ;0‑900 ,E j;0‑
(e d qO O L)
ut] ⊃ S S
utJ d tJ
山>0
. 0 4 . 0 2 . 00 . 0 4 . 0 2 . 0 0 4 0 0 2
00 一 R=20m, o = O deg.
・ R=2 0m, 0 =9 0deg
. R=2 0m. 0 =1 8 0d
e g.
5 0 5 5 6 0 65
70 TI ME
( ms )
F i g . 5Hi s t or i e sofs t a t i cove r pr e s s t qef ort hr e ea Z i mut ha ng l e s ;No . ト2 ,
m 0 . 5 k g ,R
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