月刊ポピュラーサイエンス/第51巻/1897年6月/近代重砲の発展
19 世紀の後半、物理科学のあらゆる分野の産業応用が並外れた豊饒さを誇った時期に、攻 撃および防御の両面で戦争用資材の開発に大きな進展がなかったとすれば、それは注目に値するだろう。ナポレオンが全ヨーロッパを慢性的な戦場にしていた、その前の時期に比べれば、その数は少ない。しかし、平和術の進歩に伴い、あらゆる種類の機械が進歩する。砲は、幸いなことに、私たちはあまり本格的な使用を要求されることのない機械であ る。機械が致命的な作業を行う際の完成度の高さは、それを使用する前に注意を促す強力な論拠となる。文明世界が戦争から解放された千年王国を達成することがあるとすれば、それは人間に対する善意の哲学が勝利したからではなく、戦争があまりにも恐ろしいもので、どの国にとっても、敗者にもたらす確実で迅速な破壊を冒すにはコストがかかりすぎるからでしょう。愛国心は消滅しないが、合理的な妥協の精神で和らげられるだろう。ナポレオンが指導した13年の間に、彼の戦争でフランスは10億ドルの損害を被った。アメリカにおける4年間の内戦の間、アメリカ政府が負担した費用は、南部連合国が無駄に費やした財宝を除けば、約40億ドルであった。このように、アメリカの内戦は、ナポレオンの時代の戦争に比べて、少なくとも年間十数倍の費用がかかっているのである。現代の戦争で使用される資材の建設と使用については、プロの軍事技術者以外はあまり精通していないと思われる。しかし，不測の事態に対する国家の備えには誰もが関心を持っており，専門家でなくても，ニューヨーク州トロイ近郊のウォータブリエットのような大きな兵器工場で現在作られている大砲の進化を概略的に追跡することは，魅力ある研究であるかもしれない。

私たちの遠い祖先はすべて野蛮人であり、彼らの社会の通常の状態は戦争であったことを示すのは、よく言われる話を繰り返すだけであろう。最古の武器が何であったかは推測するしかない。人類の明確な記録が始まる前の、長く、大部分は知られていない期間を無視すれば、これらの記録が始まったとき、人間はすでに冶金のより粗い工程に通じていたことがわかる。しかし、野蛮な時代には、金属が投射物として大量に使用された形跡はない。矢や槍は早くから大量に使われていたし、ダビデとゴリアテの劇的な決闘が行われるずっと以前から、イスラエル人の間では投石器の使用が一般的であったことは間違いないだろう。ローマ人は包囲攻撃の際、大きな矢や石を投射するためにカタパルトやバリスタを使用したが、これらの道具の曖昧な記述から、おそらく巨大な石弓であったこと以外はほとんど読み取ることができない。しかし、漠然とした記述からは、おそらく巨大な弩であったということぐらいしかわからない。弩は扱いにくいが、普通の人間ぐらいの重さの石を100ヤード先まで投げるには十分な威力があった。キリスト教時代の最初の十数世紀は、ローマ時代の戦法からほとんど進歩がなかった。

高温のガスが突然発生する弾性力を、大きな張力のかかった丈夫な紐の弾性力に代えることは、そのようなガスを適切に発生させる手段の発見がなければ、ありえなかったことなのだ。火薬の発明の本当の歴史は、これから先、間違いなく分かるということはないだろう。おそらく、火薬はそれぞれの時代に、それぞれの人物によって独自に発明されたのであろう。インドでは、熱帯の太陽の下、豊かな土壌が何世紀にもわたって硝石を得るために浸出されてきたのである。この塩が大量に存在すると仮定すると、木炭や硫黄などの燃料と接触して十分に加熱されると爆発する能力を、この塩を扱う人が長く知らないままでいることはほとんど不可能であろう。初期の錬金術師の中に火薬の調合を担当した者がいてもおかしくはない。火薬の発明は、13世紀の大半を生きたロジャー・ベーコンが行ったとするのが一般的であった。しかし、彼の言葉は実に曖昧で、塩硝に硫黄と不定形の物質を混ぜることについて、「混ぜる方法を知っていれば、こうして雷と稲妻を作ることができる」と言うだけである。火薬の発明を主張したもう一人の人物、ドイツの修道士ベルトルド・シュバルツは、硝石、木炭、硫黄の混合物を乳鉢で挽いたと言われている。その際、誤って火に触れさせてしまい、爆発させてしまった。臼から杵が飛び出し、驚いた錬金術師の手からも杵が飛び出した。このことから、この不思議な物質を軍事的に利用できないかと考え、その後、臼を大型化し、弾丸を発射するための特殊なものを作った。

火薬に含まれる硝石、炭素、硫黄の適切な割合を決定するには、化学の量的法則を知ることが必要である。したがって、初期の火薬使用者が現代の火薬と同等の品質の火薬を作ることができたとは考えられないし、さまざまな状況下で意図する特殊な目的に合わせて造粒を調整する方法を知っていたとも考えられない。サラセン人がスペインにこの火薬を持ち込んだのは、シュワルツがこの火薬の最も重要な実用化について提案したのとほぼ同じ時期であったと思われる。最初に明確に知られた用途は大砲であった。これは発射時の騒音から「砲弾」と呼ばれた。

原始的な大砲は、鉄の棒を樽の樽のように端と端をつないで作った無骨な筒であった。この大砲は決して簡単に持ち運びができるものではなく、車輪のついた馬車もなかった。攻撃用の武器としては船上、防御用の武器としては包囲された町の城壁に設置されるのが自然であった。この鉄の樽は、水平なベッドか木材の固定された骨組みにしっかりと固定された。そこから発射される玉は石である。狙いを定めるものがないので、このような表向きの破壊装置の前では、敵はさまざまな地点で同じように安全か危険かを判断できたことが容易に想像される。

陸上輸送を目的とした小型の大砲は、14世紀初頭には間違いなく製造されていた。イギリス軍は、おそらく1327年にはスコットランド軍との戦いで、また1346年にはクレシーの戦いでフランス軍と戦い、それぞれ使用した。このとき、大砲で死傷者が出たことを示すものは何もない。大砲の役目は、敵を怯えさせることだけであった。また、このような野砲の支援や輸送の方法についての記録もない。大砲の主な用途はむしろ重砲であり、この点ではすぐに現代の砲に匹敵するような大きさのものが作られるようになった。1382年にベルギーで作られた砲弾の一つは、重さ約16トン、長さ11フィート以上、口径約2フィートである。これは現在もゲント市に展示されている。もう一つは、1486年にブルターニュのモンスで作られた「モンス・メグ」である。これはスコットランド人によって捕獲され、現在はエディンバラで保管されている。
40年ほど前にベンガルの川底から掘り出された、ゲントの砲とよく似た構造の砲が、現在ムールシェダバードの街で展示されている。錬鉄製で、長さは12フィート以上、口径は17インチほどであった。このような大規模な鉄の鍛造が、このような時期に、このような場所で行われたことは、極東における冶金の著しい進歩を示しており、ヨーロッパで大砲が使用されるよりもずっと以前にアジアで使用されていたかもしれないという考えを強くするものである。

ギボンによれば、15世紀のコンスタンティノープルの包囲の際、トルコ人は、重さ600ポンドの石の球を投射する大砲を使い、城壁を破った。フォン・モルトケは、同じ場所で、砲口の直径が28インチで、100ポンドの火薬で1500ポンド以上の重さの球を投射するような大砲について言及している。このような古代トルコの大砲の中には、砲の長さが5ヤードであるのに対し、石の弾丸の直径が1ヤードもあるものもあったのだ。

したがって、現代のわれわれが祖先に対して優位に立つことができるのは、重火器の大きさよりも、その効率においてである。鉄の杭をつなぐ方法は、次第に鋳鉄や青銅で砲を成形する方法に取って代わられた。錬鉄も鉄砲の製造に広く使用されるようになった。鉄砲は短い鍛造の筒を何本もつなぎ合わせたものである。各接合部には、全体を強化するために、熱いうちにリングが収縮された。このようにして作られた16世紀の鉄砲は、今でもヨーロッパの博物館に数多く残されている。

ブリーチ装填式大砲の使用は、その安全性を確保するために経験した大きな困難にもかかわらず、かなりの古さを持っている。初期のブリーチ装填装置の中には、一端が閉じた短い可動式の管またはチャンバーがあった。この筒は、砲口まで装填してから、大きな筒の淵に挿入された。この筒は、重い木や鉄のブロックで後ろに支えられ、発射前にしっかりと固定された。このような緩い取り付けでは、火薬の力の多くが無駄になってしまうことは容易に想像できる。これらの砲には、照準調整のための設備は一切なかった。石火矢は口径に合わない。膨張したガスの多くは有用な働きをせずに逃げてしまうだけでなく、砲の強度は、発射体を数百ヤード以上飛ばすのに十分な大きさの火薬を装てんすることを保証するほどではなかった。

やがて、より小型の大砲を使用し、より正確に取り付けることによって、より高い効率を達成できることが明らかになった。不器用で扱いにくい重砲は捨てられ、その代わりに、一人で運べるほど小型の砲が多く使われるようになった。マスケット砲の導入は、非効率的で敵よりも使用者に危険な大型大砲の使用で多くの不幸な経験をした後の反動で、習慣の波の揺らぎの一段階に過ぎなかったのである。野戦では大砲よりも、負担の大きい火縄砲を持つ砲士が重要視されるようになった。さまざまな形式の小型大砲が使われるようになったが、それらはすべて、マスケット砲と同様に、何らかの種類の鋳物でできた平打ちの砲口装填式武器であった。石球の代わりに鉄球が使われるようになり、今世紀初頭には18ポンドまたは20ポンドの重さがほとんどの大砲の目的に最適とされた。軍艦は、時には100門を超える小型の大砲を装備していた。しかし、砲の進化はこの段階で、マスケット砲とピストルを代表とする二種類によく分化し、携帯用大砲はもう一方のタイプであった。いずれも今日の戦争機械に比べれば粗末なものであったが、ナポレオンをヨーロッパの恐怖に陥れるには十分な性能を持っていた。この戦士の「神は最も重い大砲の味方である」という有名な言葉は、限界には達しておらず、大砲の製造技術はさらに大きな砲の製造を保証するほど発達しているという彼の見解の表れであった。

1812年の戦争で、アメリカ軍のボンフォード大佐が、海岸の防備のために長距離で砲弾を発射する大型の鋳鉄製大砲を導入した。それまで大砲は、火薬の爆発によって砲の各部位にかかる応力の変化をほとんど考慮せずに作られていた。この応力は火薬の装填部付近で最も大きくなることは知られていたが、発射された弾丸の初速を知る方法はすでにあったが、その減少率を大まかにでも決定する実験は行われていなかったのである。ボンフォードは大砲の側面に穴を開け、これに弾丸を挿入したピストルの砲身をねじ込んだ。大砲の中で一定の火薬を爆発させ、ピストルの弾丸の速度からその時点の圧力を測定することができる。砲口からブリーチまで連続して穴を開け、その時の弾丸の速度から、爆発に耐えるために必要な強度と、必要な金属の厚さを知ることができる。そこで、砲の形状を応力に合わせて改良し、重量に見合った強度を確保した。この改良された砲に、彼はコロンビアの名をつけた。この砲はすぐにヨーロッパで採用され、長い間、標準的な砲として使われ続けた。

しかし、鋳物であるが故の弱点があった。例えば、高温の液体鉄を型に流し込んで円筒状にし、その中心部をくり抜くとする。このとき、まず外面が冷えて硬い固体になり、全体はほとんど収縮していない。徐々に内部が固まり、結晶化するが、外殻が硬いため、正常な収縮ができない。この状態は、ルパートの滴のようなもので、外殻が破壊されるとすぐに破片になる。シリンダーの最も弱い部分は軸の部分で、これは穴が開けられて取り除かれているが、完成した砲の最も弱い部分はその内面とブリーチであり、まさに爆発する爆薬の最も大きな力が作用する部分である。このような砲では、安全性の限界は極めて不確かである。放電による振動で鋳鉄が弱くなり、少し使っただけで危険なほど弱くなる。しかし、この工法は、50年ほど前までは、あまり重要な変更を受けなかった。1846年当時、鋳鉄製の滑腔砲は口径が8インチから20インチ、重量が4トンから57トンとさまざまであった。発射体は球形の鉄球で、重量は68ポンドから1000ポンド、火薬は球の重量の6分の1を超えることはなかった。

1850年から1860年にかけて、アメリカ陸軍のロッドマン少佐は、火薬の改良と鉄炮の鋳造法に関する画期的な一連の実験を行った。ダールグレンもほぼ同じ時期に、砲の形状を改良し、砲口とラッパの部分に大きな厚みを持たせ、そこから砲口に向かって急速に直径を小さくしている。この形は、しばしばシャンパンボトルに例えられる。この形と古い形との対比は、現在モスクワの工廠にある17世紀の30インチ砲「ツァーリ・カノン」と、ダールグレンが改良した米国の15インチ・コロンビアの比較によってよく示されている。こうして確立された比率を受け入れ、ロッドマンは「中空鋳造」と「内部からの冷却」という方法を考案した。溶けた鉄を縦長の鋳型に流し込み、その軸に中子を入れる。この中にパイプを通し、冷水を底部に送り込み、周囲の湯で温めて上部に流す。こうして、強度が必要な内面から硬化が始まる。鋳型の外側は、最初は外側から強く熱せられ、次第にその熱は弱まるが、水の流れは何時間も、あるいは何日も続けられる。こうして鋳鉄は、鉄の焼き戻しや焼きなましのような工程を経る。鋳鉄が徐々に冷えていくと、内面は強く圧縮され、外面は緊張した状態になる。この状態は、旧来の固形鋳造とそれに続く中ぐりによってもたらされたものと全く逆である。この方法によって強度が大幅に向上したことは、ロッドマンが同じ大きさ、材質、形状の2つのコロンビーズを同時に作り、一方を中空鋳造、他方を中実鋳造で試験したことからも明らかである。中実の砲は85発目で破裂し、中空鋳造の砲は250発目で破裂した。その結果、耐久性は3倍となった。

ロッドマンの製法は、初期の外部拡張と内部圧縮の原理を実験的に確立した点で基本的に重要であった。この原理は、鋳鉄の使用は完全に廃止されたものの、今日まですべての砲の製造に適用されている。発明の歴史において重要な他の多くのアイデアと同様に、この原理も複数の主張者によって独自に発展させられたようである。ブレイクリー、ホイットワース、アームストロング、ロングリッジ、ブルック、トレッドウェル、パロットなどの名前がすぐに思い浮かびます。彼らの発明を説明し、相反する主張を論じるには、一冊の本が必要である。このような重要な原理の発見と、それに続くアメリカ内戦の勃発は、全世界に兵器改良の推進力を与えた。

これまで砲の材料には、鋳鉄、錬鉄、青銅があり、青銅は銅に10パーセントの錫を加えた合金である。青銅は粘り強さでは鋳鉄に勝るが、軟らかく、燃えやすいので高価である。鋳鉄は適度に可燃性であるが、組成は一定ではなく、炭素、シリカ、その他の不純物がさまざまに拡散している。それに応じて性質も変化するが、一般に硬くてもろく、多かれ少なかれ結晶性を持っている。錬鉄は炭素を酸化させて水溜りを作り、シリカを絞り出し、結晶の代わりに繊維状になるように圧延したものである。鋳鉄よりもはるかに粘りがあり、ほとんど溶けないが、溶接や鍛造が可能である。炭素を混ぜると融けやすくなるようだ。

鉄は、純度の高い錬鉄にごく少量の炭素と、時にはマンガンやニッケルを加えて再結合させたものである。鋳鉄と同じく可燃性で、錬鉄と同じく鍛造が容易であり、弾力性と粘り強さにおいて優れている。大砲の材料として鋼が最適であることは、ずいぶん前に思いついたことである。しかし、現実的な障害は、鋼鉄の十分な大きさの鍛造品を確保することが非常に困難であること、また、十分に良質であることであった。1860年以降、鋼鉄の製造方法が改善され、この金属を大規模に利用できるようになったのである。鋳鉄、鍛鉄、鋼鉄の関係は非常に重要なので、メリマン教授による図を用いて説明するのがよいだろう。これらの材料で、長さが同じで断面が1平方インチの短い棒が、試験機を使って大きな伸張力を受けているとする。この力が弾性限界の6,000ポンドまで増加すると、鋳鉄の棒はそれに比例して伸長する。そして、応力が2万ポンドに達すると、突然に破断する。この粘り強さの限界では、図に示すように、棒の長さは1％未満しか伸びていない。錬鉄はそれほど急速には伸びず、約25,000ポンドの応力で弾性限界に達します。いずれの場合も、弾性限界までは、伸びる力を取り除くと、棒は元の長さと状態に回復する。さらに応力を加えていくと、錬鉄はさらに急速に伸び、5万8千ポンドもの応力に耐えるようになります。ここで力を抜くと、鉄は変形したままの状態になり、長さは約22パーセントになる。再び力を加えると、さらに急速に二十五パーセントまで伸び、この降伏によって応力が減少し、五十八万ポンド以下の限界で棒が折れる。このように、弾性限界と破壊限界は大きく異なる。鋼の場合、弾性限界に達するのは応力が5万ポンドになったときである。従って、弾性限界は錬鉄の2倍である。さらに応力を加えていくと、鋼鉄の伸び率が大きくなり、永久ひずみが生じる。破断限界は10万ポンドで、錬鉄のほぼ2倍であり、降伏が15パーセントに達したときに到達する。これは錬鉄の降伏率25パーセントの半分以下である。

ここに挙げた数値はあくまでも平均値である。鋳鉄は4万ポンドを超える強度を持つものが作られているが、鋼鉄の強度は標本によって6万ポンドから30万ポンドまで様々である。このように幅が広いので，重砲の製造には，爆発による大きな張力に耐えるために，鋼鉄を使用する場合は，できるだけ高い等級のものを確保するように最大限の注意を払わなければならない。この張力が鋼材の限界弾力と等しくなると，たとえ砲の厚さが無限であっても，壁は降伏せざるを得ない。鋳鋼の破断限界または究極の粘り強さは、平均して鋳鉄の少なくとも5倍であることがわかったので、同じ直径と厚さの金属と同じ重量の発射体では、鋼鉄砲は同じ品質の5倍の火薬を使用することが保証されることになります。

トレッドウェル教授は1856年に、砲が多数の均一な円筒形の同心円状の金属層でできていると仮定すると、爆発の破裂力に対する各層の抵抗は、直径の二乗に反比例して変化することを示した。したがって、応力は、熱や光の放射と非常に似た割合で減少する。砲の壁に初期応力がない場合，その内側には大きな抵抗力がなければならず，穴の直径をはるかに超える厚さの壁を作っても，ほとんど得るものはない。そこで、トレッドウェルは、中程度の厚さの鋳鉄製チューブを錬鉄製の輪で何重にも囲んで補強する方法を提案した。冷却すると、鋳鉄管は強く圧縮され、錬鉄製のフープは伸びる。こうして、鋳鉄の通常の強さに圧縮の力が加わり、爆発に耐えることができるのです。この計画は、過去40年間、さまざまな変更を加えながら、ほとんどの砲製造者によって実施されてきた。南北戦争中は、ウェストポイントのR・P・パロットや、イギリスのブレイクリー、アームストロング、ホイットワースが採用して大きな成功を収めている。

ライフル砲を最初に導入したのはどの発明家であったかを語ることは、おそらく不可能であろう。現在では滑腔砲に完全に取って代わられている。ロッドマンの設計に従って鋳鉄で作られ、薬室の周囲を錬鉄のフープで補強したパロット旋条砲は、大戦中に最も広く使用された砲で、2000台以上がこのように使用された。このうち最大のものは長さ12フィート、口径10インチで、重量は約12トンであった。25ポンドの火薬を装填して、250ポンドの重さの弾丸を発射した。1863年の建設費用は4500ドルであった。

これらの詳細は、後に今日のライフル砲と比較するために述べたものである。戦争終結後20年間は、兵器開発に関する限り、アメリカでは停滞の時期があった。わが国の沿岸防備は、戦争中に使用されていたパロットライフルと滑腔砲のロッドマン砲に勝るものはないままであった。一方、ヨーロッパ、特にフランスとドイツでは、大きな進展があった。1885年、議会が任命した委員会は、この国を外国の侵略を撃退するための合理的な準備態勢を整えるために、多額の資金を支出する必要性があると報告した。この10年間に、これらの必要を満たすために2千万ドルもの予算が計上され、現在、復興作業は順調に進んでいる。

ウォータブレット造兵廠で完成した今日のライフリング砲は、ほとんどすべて鋼鉄でできている。これはアメリカの鋳物工場で大規模に生産できる最高の品質である。この鋼鉄は、大部分がペンシルベニア州のミッドベールとベツレヘムで行われる「平炉法」によって製造されています。鍛造品は、徹底した公的検査と慎重なテストを経て、ウォータブリエットの大手砲砲店に送られる。ここで砲を構成するさまざまな部品が加工され、組み合わされ、仕上げられる。砲は官公庁に納品される前に、実際の使用に耐えうるかどうか、より厳しい検査が行われる。

ウォータブリエで設計された最大の砲は、内径12インチ、長さ40フィート、重さ57トンのライフル砲である。このような砲から、普通の馬と同じくらいの重さの細長い鋼鉄の先の尖った弾丸が、520ポンドの火薬を充填して発射されます。この弾丸の初速は秒速二千フィートで、砲口の前に置かれた二フィート以上の鋼鉄の装甲板を貫通することができる。適切な高度で空中に発射されれば、ほぼ9マイルの範囲を通過する。このようにニューヨークの下端から発射されたミサイルは、セントラルパークを越えて、ハーレム川の向こうの地区まで通過することになる。この範囲は非常に速くカバーされるので、同じ地点で爆発音が聞こえる数秒前に目的地に到達することになる。弾丸の最初のエネルギーは、2万7千トンの重りを1フィートの高さまで持ち上げるのに十分である。この重量を、一般に最も重い金属として知られている金の球状の塊とすると、その直径は46フィート近くになり、その価値は180億ドルにもなる。これは、過去20年間に世界で生産された金の十数倍の価値である。

このような砲の費用は約6万ドル、火薬の費用は170ドル、徹甲弾の費用は350ドルである。一回の発射にかかる費用は500ドルを超える。しかし、これだけではない。しかし、これだけではない。150発の弾丸を発射するたびに消耗が激しく、砲は、元の筒の中に新しいライフリング筒を挿入し、古いライフリングを除去して再調整するまで、これ以上の使用には適さなくなるのです。そうすれば、あと250発は撃てるようになる。この砲の寿命が600発とすると、装填に使う500ドル分の材料費に加え、1発ごとに100ドルの消耗品代がかかる。このような砲は、現代の戦争にかかる費用のほんの一要素に過ぎない。通常、装甲をまとった大型の戦闘艦には、多数の小型砲のほかに、この砲が数基搭載されている。これとその装備にかかる費用は、何百万ドルにもなる。それにもかかわらず、戦争が愛国心と繁栄にもたらすと考えられている架空の刺激に起因して戦争を切望する自慢たらたらの非戦闘員を指す「ジンゴ」という言葉を、我々の言語に作り上げる必要があったのだ。この砲を30年前の最大のパロットライフルと比較すると、長さは3倍以上、重量はほぼ5倍、コストは13倍にもなっていることがわかる。鋳鉄製のパロット砲の場合、火薬の重さは弾丸の10分の1ほどであった。現代の鉄製砲では、この比率が2分の1になり、それに伴って破壊エネルギーも増大している。

さて、現代の砲の構造だが、縦断面を見ると、内筒は内側にライフリングが施され、ブリーチの端がわずかに拡大されているのがわかる。その周囲には、砲の長さの3分の2がブリーチから伸びる長い管状のジャケットがある。このジャケットの周囲には圧縮用のフープが連なり、その周囲には同じものが第二または外側に連なっている。元来、ジャケットの内径は、チューブの外径より少し小さい。ジャケットを十分に加熱すると、ジャケットは膨張し、冷えたチューブにかぶせることができるようになり、その後ジャケットが冷却されると、チューブは非常に圧縮される。同様に、第一フープは小さすぎて、この目的のために加熱されたとき以外は、冷たいジャケットの上に滑らせることができない。2つ目のフープについても同様である。最終的な結果は、反対ページの断面図に示すように、チューブの内径と外径はジャケットの圧縮によって永久に減少し、フープの直径は永久に増加する。ジャケットの収縮力は、圧縮されたチューブの巨大な反力に抵抗しているジャケットを圧縮するには十分ではない。したがって、フープは、高温の状態で適用された拡大状態から収縮する自身の傾向によって、ジャケットを再強化する役割を果たす。このように、フープは常に緊張状態にある。この図では、これらの違いを認識できるように大きく誇張して表示しています。縦軸の図は、爆発する火薬の膨張力がブリーチから砲口に向かって減少していく様子、鋼鉄製の部品が組み合わされた後、さらに大きな弾性抵抗がこの膨張力に抵抗するように調整される様子、そして発射体の速度がブリーチから砲口に向かって上昇する様子を曲線で示したものです。

現在アメリカで製造されているライフル砲は、海岸砲、攻城砲、野戦砲を問わず、すべてブリーチローディング式である。ブリーチ装填方式が完成するまでには、多くの無益な実験が行われた。この2つの方式について説明するのは、本論の範囲外である。アメリカで使われているのは、実質的にフランスのシステムで、ブリーチにはめ込む中断スクリューで、効率的なガスチェックが備わっていると言えば十分でしょう。これは爆発の事実だけでガスチェックを締め付け、ねじ山の間から高温のガスが漏れるのを効果的に防ぐようにできている。

世界最大かつ最も有名な砲器工場は、ベルギー国境に近いドイツのエッセンにあるクルップ社の工場である。この工場は、ドイツ政府のために砲の製造を独占しているほか、ヨーロッパの主要国のほとんどに数多くの砲を供給している。1818年に設立され、当初から鉄鋼の製造に力を注いでいた。鋳鋼製の最初の大砲の完成品は、1847年に作られた。この砲は、わずか3ポンドの球を投射できる小型の野戦砲であった。それ以来、この工場での鋼鉄製造は完璧なものとなり、今やクルップは世界でも匹敵する者がいないと言ってよいほどである。シカゴ万国博覧会での彼の壮大な展示は、何千人もの訪問者に見られ、賞賛された。これらの展示品の中には、口径42センチ、長さ33口径（46フィート）の鋼鉄製ライフルが含まれていた。その重量は120トン、ウォーターブリートの12インチライフル砲の2倍強である。900ポンドの火薬を充填して、2200ポンドの重さの弾丸に毎秒2000フィートの初速を与え、その初動エネルギーは6万フィートトンである。標高約11度で発射すると、この弾丸を5.5マイルの距離まで飛ばすことができ、1マイルと4分の1の距離で厚さ1ヤードの装甲を貫通することができる。もう一つのライフルは、口径28センチ、長さ40口径（37フィート）で、40度まで上昇させると、760ポンドの弾丸を12.5マイル以上飛ばします。これはバッテリーからニューヨークのフォーダム大学までの距離である。発射された弾丸は、4マイルをわずかに超える高さまで到達する。従って、北米の最高峰の山も簡単にクリアすることができる。

砲の耐久力は、弾丸の威力が増すにつれて急速に衰える。アメリカの12インチライフル砲の寿命は、わずか500～600発とされているが、現代の野戦砲は、相応の注意を払って使用すれば、数千回発射することができる。今後2年以内に、ウォーターブレットに口径16インチの新しいライフルが建設される予定である。これは、シカゴにあるクルップ社の怪物砲とほぼ同じ大きさである。このような巨大な砲は、海辺の防衛にしか使えません。このような巨大な砲を扱うには、砲の移動と調整だけでなく、装填にも複雑な機械が必要である。重さ1トンの弾丸を、機械なしに兵士たちが持ち上げて設置することはできない。すでに到達した大きさの限界を超えることによって、本当の利点が得られるかどうかは疑問である。現在の困難は、操作の問題にとどまらず、これほど大規模に作られる鍛造品の品質にも及んでいる。クルップ社は、その砲のすべてを、刃物に使われるような「るつぼ」鋼で作っている。この方法で作られた鋼は、確かに組成が最も均一であるが、クルップ社の工場以外では、大規模な砲の鍛造品に十分な規模で製造された例はない。フランス、イギリス、アメリカでは、「平炉」製法に頼っており、高級鋼が得られるが、組成の均一性と弾力性の点で、高価なるつぼ鋼には到底及ばない。この点については、今のところ意見の相違に過ぎないかもしれない。このような点については、一日では達成できないような一連の比較をしない限り、明確な最終結論に達するべきではない。

1895年にウォータブリエで起こった不幸な事故は、このことと関係があるかもしれない。40口径の12インチライフルの部品を組み立てる際、いつものようにチューブをブリーチ・エンドの上に垂直に置き、その上に加熱したジャケットを降ろす。しかし、加熱が不十分であったため、必要な膨張を確保することができず、最終的な位置に達する前に冷却ジャケットが筒を掴んでしまった。そこで、管とジャケットが完全に冷えてから分離し、不意に中断された工程を完了させるという興味深い問題が発生した。ガンは、ロッドマンが中空鋳造で連続的な水流を確保するために使ったような入口と出口のチューブを備え、ジャケットの端より下のチューブの露出部分は、アスベスト布の袋に入れ、そこから冷風を送り込むようにした。ジャケットとこれらの付属品を取り付けた砲を炉に下ろして、ジャケットを加熱する。すぐに管からは冷水が、袋からは冷気が流れ出し、付着したジャケットはすぐに推定1100°Fの高温になり、その状態が数時間維持された。この実験は成功しなかった。その後、若干の変更を加えて2回繰り返したが、すべて無駄であった。そこで、この理論の正しさを確かめるために、「ダミー」を作り、その部品をしっかりと組み立てて、分離する実験を行ったところ、すぐに成功した。大砲はその大きさのため、外から完全に均一に加熱することができなかったが、はるかに小さいダミーにはそのような困難はなかった。この大砲は、最初の実験のときからゆがんでいて、筒の直径が部分的に小さくなっていることが、何度も測定されて分かった。

材料が平炉鋼ではなく、最高品質の坩堝鋼であったなら、このような結果が得られたかどうか、肯定的に答えることはできない。砲が大きくなればなるほど、このような災難に見舞われる危険性は高くなる。これからの砲の材料として、どの鋼材を使うかは、これからの経験にゆだねられている。

脚注

雑誌記事
月刊ポピュラーサイエンス