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狙撃銃の弾の落下距離
弾道表弾道0弾道2
弾道1

狙撃における弾の落下


↓クリックで続きを読む




スコープの照準線の中心に敵の頭部 (胸部) を合わせて長距離狙撃!


ゲームや漫画の世界では見慣れた光景ですね。


しかし、現実世界の狙撃では弾が重力で落下してしまうためこの方法では絶対に命中しません。

(100mとか200m程度の射撃でなら上記のやり方でも当たるかもしれませんけど、それはもはや 『長距離狙撃』 とは呼べないでしょう)




では

現実のライフル弾はどれくらい落下するのか?
について今日は考えてみたいと思います。





・・・と言ってもライフル弾は御存じの通り種類が非常に豊富であり、その全てについて計算するのはちょっと無理なので、今日はその中でも代表として 7.62x51mm NATO弾 を使って計算してみたいと思います。




狙撃銃の弾としてメジャーなものは、このほかに 12.7x99mm弾5.56x45mm弾 などがあります。


ただ、どちらも狙撃銃の弾としては運用や用途に制限があるクセの強い弾種です。


このあたりのお話は昔このブログでも書いたのでよろしければ下記リンクをご参照ください。

弾の種類 (4種) (新しいウィンドウで開きます)
















さて、序論が済んだところで早速計算してみましょう。


今回は 7.62mm弾 で2000mの狙撃をする場合を考えます。


・・・これは、この弾の狙撃距離としては異様に長い設定 (この弾の有効射程 (参照) は長くても900m前後) ですが、分かり易いようにあえて長めにとりました。

(あのゴルゴ13ですら特殊な場合を除いて600mくらいまでの狙撃しかやりません。ちなみに彼が使ってる銃は主にM16 (km単位の狙撃をする場合は別の銃に持ち替える) で使用弾薬は5.56mm弾)









7.62x51mm NATO弾 の初速は 840 [m/s] (カタログスペック上)


射撃時の外気温を15℃とすると、これは マッハ 2.471 ( 1 [Ma] (15℃) ≒ 340 [m/s] ) に相当します。




そして弾は飛んでいる間に空気抵抗によって減速されていきます。


ここでは非常に大雑把に、2000m飛んだところで弾の水平速度は マッハ1 まで減速されると仮定します。




この仮定の根拠は、


・ 7.62mm弾の最大到達距離は4~5kmと言われている。

・ 弾に掛かる空気抵抗は速度が速い前半程大きい (つまり最初の1000mくらいを飛ぶ間に大きくブレーキが掛かる)。


・・・という2点から来ています。



しかし、あくまでも 『大体』 なのでこれよりも多少大きいかもしれませんし、小さいかもしれません。


・・・アバウトでごめんなさい。

(ちなみに、マッハ1でも7.62mm弾は 500 [J] 以上の破壊力を持ちます。これは至近距離から発射された9mm弾 (拳銃弾) の持つエネルギーを上回ります)





この場合、弾の中間速度は マッハ1.735 となります。


ある速度で運動している物体に働く空気抵抗はその物体の速度の2乗に比例するので、おそらくは500~700m付近 (中間距離の1000m付近ではない) でこの速度に達すると予想できます。


ただ、これを厳密に計算しようとすると 『初期段階の空気抵抗は大きいがその分移動する変位も大きい』 から・・・あーだこーだ・・・ってなってラチが明かないので、これまた大雑把に 弾は最初から最後まで マッハ1.735 で飛んだ と仮定して計算を進めます。

(厳密に飛行距離と弾の速度、それに応じた各空気抵抗を求めて・・・それを100mごとに・・・とかやってっても良いのですが、それをしたところで計算結果に及ぼす影響は微々たるものなので、やるだけ無駄だと判断しました)







以上を踏まえた上で表にすると以下のようになります。


弾道表

(前述の中間速度に達する距離を600mの所にとってありますが、別に深い意味はありません)


表中の 『落下距離』 というのは、弾に働く重力加速度を 9.8 [m/s2] とし、落下方向に対する空気抵抗を無視した場合の垂直落下距離の量です。


計算に使った弾速は 『弾速 (仮定2)』








表で示されているように、水平発射された弾が マッハ1.735 (一定) で2000m飛行するのに必要な時間は 3.39秒 となります。

(計算式省)


3.39秒 の間に弾が落下する距離 (空気抵抗無視) は、


0.5 × 9.8 × (3.39)^2 = 56.31 [m]


となります。


これを図で表すと、


弾道0

こんな感じ。


青いラインが弾道。


赤いラインは発射した人間の足の高さです。


つまり、赤いライン = 地面だと思ってください。

(射撃位置を足底から1.5mの高さ (肩くらいの高さ) と仮定)


図からわかる通り、300mちょっと進んだところで弾が地面よりも下に行ってしまっています。


これが水平射撃の限界距離というわけです。

(落下方向の空気抵抗を加味していないのと、本来の弾速は前半程速いので実際はもう少しこの距離は長くなるはず)



しかしこれで、『5~600mくらい離れた相手を狙う際、目標をスコープの照準線の中心に捉えて発砲』 すると弾丸は相手に届く前に地面にディープキスしてしまう・・・ということが分かりましたね。

















では、2000m離れた相手を狙う際にどれくらい上を狙えば良いのか?


次はこれを考えてみましょう。












2000m先では弾は56.31m落下する・・・ということは・・・


簡単に言えば、56.31m上を狙えば良い のです。


この時の射撃角度は水平から見て大体 1.6°くらいになります。





計算

求める角度をαとすると、

tan(α) = 56.31 ÷ 2000

∴ α = arctan(56.31 ÷ 2000) ≒ 1.613 [°]









今回は簡単に、仰角1.6°ピッタリで発射する場合を考えてみます。


その時の弾道を図で示すと・・・


弾道1

こうなります。

(ある程度縮尺を合わせてありますが、本当はもう少しだけ上下に潰れます。でもそうすると線が重なってしまうのでほんの少し伸ばしてあります)







・・・非常に見辛いですね。


ということで、図を横に潰して見やすくしてみました。


弾道2

こんな感じ。


赤いラインはさっきとは逆に 『地面から1.5mの高さ』 を表しています。

(つまり、射手の肩の位置。立射を想定。潰す前の図でも同様)



弾の上昇・落下の際の空気抵抗を無視すれば、弾は最高高度 15.34m を通って、最終的に地面から 1.02m の高さに突き刺さります。


対人狙撃ならこんな感じの弾道が理想的でしょうね。




凄い山なりに見えますが、これは図を左右に潰した影響です。


あくまでも射撃角度は前述の 1.6°です。














・・・ここで少し余談を。


こういうのは、『狙撃におけるスコープの倍率の選択』 にも影響します。


ゲームなんかではアホみたいに高い倍率のスコープが登場しますが、相手の体の全体がやっと全部見えるか見えないか・・・みたいな超高倍率スコープでは上記のような 『目標を捉えながらその50m上に狙いを定める・・・』 といった狙い付が出来なくなってしまいます。

(もちろん、50mも上に狙いを付けなければならないような狙撃は非常に稀なケースですけど)


よって、『弾の落下も加味してある程度周りも見える程度の倍率』 のものを選ぶ・・・というのが理想的なスコープ選択になります。


また、そのほうが周囲視界も取りやすく移動するターゲットに対しても優位が得られます。



・・・ただ、実戦では 『長距離だけ』 とか 『短距離だけ』 という射撃はありえないので、状況に応じてスコープの倍率が変えたり、瞬時にアイアンサイトに切り替えたり・・・等の対策が取られています。









余談終了。












先ほど 『上下方向の空気抵抗は無視する』 と仮定しましたが、実はこれには理由があります。


弾丸は 『弾が上昇する時』 と 『弾が落下するとき』 の2回 上下方向の空気抵抗を受けることになります。


しかもその抵抗の力の向きはそれぞれ逆さまです。


そのため、上下方向の 『空気抵抗による力積ベクトル』 はある程度打ち消し合って減少すると考えられます。





しかし、実弾の弾速は一定ではなく、上昇する時の方が弾速が速いため空気抵抗が大きくなり・・・しかし弾速が速いということは空気抵抗を受ける時間も短くなり・・・落下時は空気抵抗は小さいが力を受ける時間も長くなり・・・ってな具合で複雑な計算が絡んでくるんですが、大体打ち消し合ってゼロになるとして問題ないでしょう。



実際の狙撃の際はそんな細かい事よりも、『横風』 や 『湿度』 『気温 (空気の密度に影響する)』 等々の外的要因の方が大きく弾道に影響します。




例えば、射撃位置から目標までの平均風速が左から右に 3 [m/s] だと分かれば、狙い位置を左に補正する必要があります。


3秒で弾が届く距離であれば、9m補正・・・みたいな具合。

(実際の風速はこんなに安定していませんが、あくまでも例えです)













弾道表

ちなみに、先程の表中では1000m進むのに掛かる時間が 『1.7秒』 でその時の落下距離が 14m ・・・となっていますが、


「じゃあ、1000m先のターゲットを狙う時は14m上を狙えばいいのか」

「銃の角度は arctan(14 ÷ 2000) ≒ 0.4 だから 0.4°仰角を付けて撃てばいいんだ!」





・・・とはならないのでご注意ください。


というのも、これはあくまでも、


『2km 進んだ所で弾の速度が マッハ1 になる』


という仮定から生まれた落下時間&落下距離を使って出てきた値だからです。

(ここから、0m~2000m までの弾の平均速度を マッハ1.735 と設定した)



弾が 2km 進んだ時に マッハ1 の速度を持っているということは、1km 進んだあたりでは依然 マッハ1.5+α程度 の飛行速度を維持しているはずです。



初速は マッハ2.471 で固定なので・・・


『0m~1000m 進む間の平均速度はマッハ2程度』


になるはず。


仮に マッハ2ピッタリ だとすれば、1000m 進むのに掛かる時間は 1.7秒 ではなく 『1.47秒』 となります。


1.47秒 の間に弾が落下する距離 (空気抵抗無視) は、10.6m となるので・・・


前述の 『2000mバージョン』 の時 (約14m) に比べて 『3m以上』 もズレてしまっています。

(対人狙撃において 3m以上のズレ というのは致命的です)






・・・で、ここがややこしいんですが、『どっちが正しい』 とか 『どっちが間違ってる』 とかじゃなくて、『どっちもそれぞれ正しい』 んです。


これは 『平均速度の定義のしかた』 からくる問題なのですが、これが原因で狙撃における 『距離ごとの弾の落下高さ、および狙い位置』 を求めるのが難しくなってしまっているのです。


単に汎用公式と表を一つづつ覚えて 「はいおしまい」 ・・・とは出来ないというわけですね。









もちろん、『平均速度』 という概念を使わないで進んだ距離ごとの弾の速度を厳密に測定していって表を作れば 『全ての距離に対応できるオールマイティーな式』 というのも作れることは作れます。


空気抵抗もある程度は定式化できますし。

(弾速を一つの関数として表せれば、それに対応する落下距離や狙いの高さというのもかなり正確に求められる)



しかし、ここまで正確に弾速を測定&表現したところで、空気密度 (湿度や温度、気圧などによって変動) やその他外的要因等の変化には依然として式が影響されてしまいますし (例えば気圧が低くなると弾速は全体的に速くなる)、だからと言ってそういう外的要因も含めて一切合切混ぜ込んだ複雑な計算式を作ったとしても、今度は式がややこしくなり過ぎてほんの少しの条件の変化や入力ミスなどが重大な失敗につながってしまう危険性が。

(でもコンピューターを使えばこういうこともある程度は可能。それが後述のハイテク狙撃)





何と言うか・・・


頭が固い人たちは 『完全な式』 とか 『万能な理論』 とかを作りたがりますが、現実性が無いばかりか作るにあたって多額の費用が掛かるということを失念してしまっています。

(測定機器の購入や運用など)



これは何も武器・兵器に限ったことではありません。


理論や理想論を先行させて莫大な資金を投じたところで、『一方ソ連は鉛筆を使った』 みたいなことになっては困るのです (作り話とは言え、なかなかに秀逸)。





そこまで厳密かつ複雑に式を組み立てたり一般化しようと試みるよりも、『速度はアバウトに平均ってことにしちゃえ!』 『空気抵抗はある程度打ち消し合うだろう!』 くらいの感覚で大雑把かつ大胆に 『全体を捉えられるようになる』 ほうが 『より実践的なスナイパー』 になる近道です。


















狙撃手と呼ばれる人たちは、その他にも様々な条件を加味した上で 『狙う位置』 を瞬時に計算しなければなりません。


特に、前述の通り 『目標との距離』 というのが一番重要 (かつ厄介) な要素であり、実戦では双眼鏡などに取り付けられた 『レーザー距離計』 などを使って長さを割り出します。

(観測手と一緒に行動して、これらの計測作業をやってもらう・・・というのが一般的)




観測手 「距離 923 [m] ・・・現在風速東南に 2 [m/s] ・・・湿度67% ・・・気温28℃ 」


なんて言われて、


狙撃手 「・・・よし、ならば目標の10.3m上方0.3m左側を狙う」

(例え話なので補正距離は適当)




・・・といった感じ。


ここで弾道計算にまごつくような狙撃手では、撃つ前に逆に自分が頭を吹き飛ばされてしまいます。








最近はコンピューター技術の発達で、狙撃支援プログラム (前項で多少批判しましたけど、やはり 『あれば便利』 なことに変わりはない) などが作られ、戦場でそれを利用して理想的な狙撃弾道を計算させてから狙撃・・・といった 『狙撃のハイテク化』 も進んでいますが (特に資金が潤沢なアメリカ軍)、やはり狙撃は 『経験と計算力 (というか暗記力)』 が重要な要素を占めます。








暗記力・・・って言うと何だか不思議な気もしますが、例えば、


1の2乗は1

2の2乗は4

3の2乗は9





9の2乗は81



このくらいは誰でも瞬時に計算出来ます。




・・・いや、厳密に言えば 『計算』 しているわけでは無いですね。


小学生くらいに暗記した情報を取り出しているだけです。





そのため、


9の5乗は?


とか


23の2乗は?


とか


『計算』 が必要な場面になると、



「・・・ちょっと紙と鉛筆をくれ」


ってなってしまいます。


もちろんこれを書いている私だってそうです。


(そろばんを習ってた人とか、指数則を全部暗記してる方とかなら3ケタとか4ケタのべき乗計算とかも余裕で暗算出来るでしょうけど、一般人にはちょっと・・・)









これと同じで、狙撃手は射撃頻度の高い距離 (兵科によって異なる) ごとの弾道特性を10m単位くらいで事前に頭に叩き込んでおく必要があるのです。



距離による弾の落下・・・なんていうのはもちろんのこと、温度や湿度の変化による空気の密度変化や抵抗の変化、風速の読みとり方・・・etctc


そういう細かいデータと特性を全部暗記して、いつでも記憶の書庫から瞬時に取り出せるように準備しておくのです。



その場その場でいちいち頭の中で計算して補正値を割り出してから撃つ・・・なんてことが出来ようはずがありません。


・・・ただ、『じゃあ撃てない』 ってなっても困るので、実際の軍用ライフルのスコープには照準線の横に距離を表す数値と高さが刻んであって、『この数値の距離の時はこれだけライフルを上に傾けなさい』 という目安線が付いてたりします。







・・・しかしながら、こういうのはガッチガチの暗記よりもどちらかというと 『経験』 や 『カン』 によるものも大きいので、一概には言えませんが。












あのゴルゴ13だって、『プロとしての条件』 は、


「・・・・・・10%の才能と20%の努力・・・・・・・・・
 そして、30%の臆病さ・・・・・・」

「残る40%は・・・・・・
”運” だろう・・・な・・・」


とカッコ良く言ってましたし。




まあ、これは 『プロの殺し屋としての条件』 なのか 『プロの狙撃手としての条件』 なのか曖昧で (微妙にぼかされていて) 何とも言えないんですけど。




しかしながら、『運』 が最も必要な要素・・・というところが面白いですね。


ゴルゴレベルの超一流スナイパーであっても、運の女神様の気まぐれには敵わない・・・ということでしょうか。


















補足


観測手 (スポッター) について。




よく質問サイトなんかで 『観測手って必要なんですか?』 みたいなことを質問する人がたまにいますが、結論から言えば 『絶対必要というわけではない』 ということになります。


しかしながら、ゲームのスナイパーライフルみたいな弾が落下しない 『レーザービーム』 なら一人でも簡単に撃てますが、前述のように現実の狙撃における弾道計算およびそのための情報収集の作業はかなり大変です。


風向きを測定して・・・湿度と温度を見て空気密度を把握して・・・距離を割り出して・・・とやってるうちに相手が別の所に移動してしまったり風向きが変化したりすれば、また最初から測定&計算のし直しです。


そんなチンタラやってたのではいつまでたっても発砲出来ません。


なので、測定役 (観測手) と発射役 (狙撃手) とで役割分担して効率化を図っている・・・というわけ。

(こうすることによって移動する目標も狙いやすくなる)








また、その他の 『二人狙撃』 の利点として、『装備を分担して持てる事』 というのがあります。


狙撃手が持つ狙撃銃やサブウェポン (連射可能なアサルトライフルと拳銃を一丁づつ副装備に持つ・・・というのが一般的) は合わせると非常に重いので、それプラス観測機器を持つ余裕などとてもありません。


それを別の隊員 (前述のスポッターなど) に持ってもらって、観測もやってもらう・・・この流れはごく自然なことなのです。


(潜入作戦や隠密作戦などでは狙撃手単体で行動することもありますが、当然、二人の場合に比べて持てる装備数に制限が掛かります)







ゲームの世界では一人で何十丁銃を持とうが、当然プレイヤーは一切疲れません。


こういうのも、『現実とゲームの違い』 の一つだと言えます。



やはり、『仲間』 あっての戦場なのです。













その他。



現実の狙撃の場では一射目を外したら 『ジ・エンド』 です。

(過去に書いた弾丸の種類についての記事内でも触れましたが、狙撃に使うような超音速弾はサプレッサーを付けても弾の飛行音を消しきれないので一発でも撃つと発射位置がバレます)



『2発までOK』 なのは競技射撃の世界だけです (種目によって違いますけど)。


初弾を外してしまえば、対象に物陰に隠れられてしまうかもしれませんし、カウンタースナイプを受けてこっちが脳みそをぶちまけてしまうかも・・・








かつて、アメリカ海兵隊の伝説のスナイパー 『カルロス・ハスコック』 氏が 『ワンショット・ワンキル』 という名言を残しましたが、これはまさに至言です。









前述のゴルゴ13はいつも一人で狙撃を行っていますが、あれは狙撃成功率99%以上 (依頼成功率は100%) を誇るゴルゴだから出来ることであって現実世界の一般兵にはとてもじゃありませんが真似出来ません。



『一匹狼のスナイパー』 って聞くと格好良いですが、現実のソロ狙撃はかなり難しいようです。




















・・・さて!


今日もグダグダと長くなってしまい申し訳ありません。


唐突ですが、本日はこの辺で。


最後までお読み頂き、ありがとうございました。

2012.09.08(Sat) | 軍事・銃 | cm(0) | tb(0) |

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