ガソリンを使用する銃は何故無いのでしょうか

Question

内燃機関を見れば弾丸を発射するエネルギーは十分と思うのですがどうでしょうか
逆に火薬を使用して自動車を走らせることはできないのでしょうかお願いします

Answer 1

火薬は自然発火などが危ないと書いている人がいますが、間違いです。

薬莢に詰め込んで使用するので、酸化剤が含まれていなければいけません。
ガソリンに酸素を混ぜておくと、高温で自然発火します。

一方、銃に使われる火薬は、銃に込めて圧力を封じ込めた状態でないとほぼ燃えません。
こちらの動画の2分過ぎからを見て下さい。
https://www.youtube.com/watch?v=3SlOXowwC4c
銃に込めていない状態で雷管を叩いても、火薬に火は入らないのですよ。

また同じ動画の後半で、段ボール詰めにした大量の弾をライフルで撃ったり、火をつけたりしてどうなるかと言う実験をやっていますが、
ライフルの弾が当たっても、直撃を受けた雷管だけが発火しますが、それが火薬に引火して爆発、と言うことにはなりません。
火の中に入れても、緩やかに燃焼するだけで、爆発は起こりません。

これが、ガソリンだといちいち爆発を起こしますよ。

また、ガソリンを効率良く燃やすためには、あらかじめ気化させておかねばなりません。
そうすると、仕舞っておく薬莢の容積には限りがありますから、火薬に比べたら密度の低い気体の状態では、ずっと小さなエネルギーしか取り出せません。

また、薬莢に気体を充填しておいて、漏れないように管理するには手間が掛かります。
アモケースに大量の弾を放り込んで、ジープで揺られて、なんてしてたら、他の弾の重量で薬莢が微妙にゆがんだり、薬莢に押し込んだ弾頭の位置が微妙にずれたりすることがあります。
それで中の気体が漏れたとして、ぱっと見では判断がつきませんから、銃に込めて撃ってみたら不発だった、なんてことになります。
雷管が発火して火薬が不発だと、弾頭が銃身の途中で止まってしまいますから、取り出すには銃口からロッドを入れてハンマーで叩く必要があります。
戦闘の最中にそんなことしてたら、命がいくつあっても足りません。
また、銃身が詰まったことに気付かずに次の弾を込めて発射したら、銃が破裂して結局致命傷になります。

このように、使わないときには仕舞って置いても勝手に爆発しない安全性、という部分で現在の火薬を越える手段が無いのです。



あと、燃焼速度が早いほど威力が出ると書いている人もいますが、これも間違いで、火薬量の多いマグナムライフルになるほど、燃焼速度の遅い火薬を使います。
炸薬が銃に適さないのと同じ理由で、大量の火薬が一気に燃えると圧力が上がりすぎて銃が破裂するので、徐々に圧力を上げて少しずつ加速させて、最終的に長い銃身をめいっぱい使って大きな威力の弾を撃ち出しているのです。




逆に、火薬で車が走るか？ですが、
エンジンのような内燃機関に安定して火薬を供給するのは難しいですね。
ピストンの一回一回の燃焼行程（爆発）が、毎度均等な力で無いと振動がひどいことになります。
それに、出力を可変させるにも向きません。
効率良く乗り物を推進させるには、ロケットエンジンにするのが一番です。
ただし、火薬式のロケットエンジンというのは、一度火をつけたら燃え尽きるまで止められません。
目的地に着いても燃料が余っていたら止まれません。
また、そのままではバックすることも出来ませんし。

実験室レベルで、一応車を動かすことは出来るでしょうけれど、コスト的にも、使い勝手的にも、快適性からも、ガソリンエンジンには到底敵いませんよ。

質問者からのお礼コメント

これ以上ないぐらいの回答ありがとうございます
興味深い動画と仮定の緻密さに大変満足しました

Answer 2

火薬の性能を示すものに、燃焼速度というものがあります。燃焼速度が高ければ、大きなエネルギーを瞬時に放出することができます。例えば大きなろうそくがあったとして、それが持つエネルギーが大きくてもゆっくり燃えてエネルギーの放出もゆっくりなので、弾丸を瞬時に加速する用途には向きません。

火薬(銃の発射薬)の燃焼速度は200～300m/secくらいです。黒色火薬は遅く(=威力が小さい)無煙火薬は速いです。燃焼速度がもっと速いものは爆薬と言い、あまりにも瞬時に燃焼が終わるので弾丸を加速するのには適しません(銃身が吹き飛ぶ)。

ガソリンの混合気の燃焼速度は数十m/sec程度です。つまり、同じエネルギーを利用できたとしても弾丸を加速する程瞬時にはエネルギーを解放できないので十分な加速ができません。さらに、ガソリンのエネルギー密度は火薬より低いです。

エンジンで火薬を使うというアイディアは昔からあります。車や特に飛行機のエンジンでは、回転の初期だけ火薬を使いガソリンに切り替えるというシステムはあります。飛行機では重いセルモーターが不要になり銃の空砲のような物で置き換えられるので有利です。

Answer 3

ガソリンが燃えるには酸素が必要です
酸化剤をあらかじめ混ぜるとしたらそれはただの火薬です

酸化剤なしでガソリン銃を作ろうとすると、レシプロエンジンの吸排気、点火メカニズムをそのまま銃に導入しなきゃなりません
銃のサイズでは無理です


火薬を使って自動車を走らせるのは無駄です
大気中に豊富に酸素があるこの地球上で、何故にわざわざ酸素を内臓しなければならんのでしょうか

Answer 4

火薬は分子の中に酸素が入っているはずで、燃焼速度がかなり早いと聞いたことがあります。

ガソリンは空気（酸素）が無ければ燃焼しませんから、そんなに早くはないはず。（早いように見えても）


燃焼速度が速くて、瞬間的に温度が上がるので発射のエネルギーが大きくなるんじゃないかな。


火薬で自動車を走らせようとすれば、燃料のコントロールが難しいんじゃないかな？
内燃機関では無理だと思います。ロケットのようなものなら可能かも。
宇宙ロケットでも、イプシロンのように固形燃料で飛んでいくものもありますしね。
https://www.rocket.jaxa.jp/rocket/epsilon/

ただ、常識的には自動車で使うのは無理っぽい気もします。

煽ってきた後続車にロケットブースターを点火して急加速で引き離す。
後の車は真っ黒こげなんていう漫画のようなことになるかも。

Answer 5

ガソリンだと、液体～気体の状態で弾丸の中に封じ込める必要がありますが、
漏れないようにしないといけないし、発射の際に蓋（薬莢側）と分離しないといけないし、
作るのが難しいですね。
火薬なら蓋を被せるだけでできるので簡単です。
なので、作りにくいから、ということではないかと。

あと、火薬で自動車、ですが、
火薬を自動で燃焼室に導入するのが難しいです。
あと、火薬って、酸化剤と混ぜた状態で使いますが、
これ、温度管理とかしっかりしないと、いつ爆発するかもしれないものです。
ガソリンの方が安全に保管できる感じです。