下瀬火薬｜日露戦争を勝利に導いた海軍の炸薬

下瀬火薬

下瀬火薬は、明治期の海軍技師・下瀬雅允が実用化した炸薬で、主成分はピクリン酸（トリニトロフェノール）である。1893年（明治26年）に大日本帝国海軍が制式に採用し、砲弾や魚雷、機雷の炸薬に使われた。日露戦争の日本海海戦では、ロシア艦隊に大きな火災と損害を与えた兵器として知られる。従来の黒色火薬と比べて爆発力がはるかに高く、日本の近代兵器史で重要な位置を占める発明である。

開発者・下瀬雅允と研究の経緯

下瀬雅允は1860年、安芸国広島に生まれた。工部大学校で応用化学を学んだあと、印刷局を経て1887年に海軍技手となる。当時の日本海軍は砲弾の炸薬に黒色火薬を使っていたが、欧州ではすでにフランスがピクリン酸系の「メリニット」を1885年ごろから採用しており、遅れは明らかであった。ところが製法は軍事機密で、輸入も技術供与も望めない。そこで下瀬は独自にピクリン酸の研究に取り組み、1888年ごろには試作に成功した。製法を他国から買うのではなく自前でつくり上げた点に、この発明の意味がある。

ピクリン酸の性質と弱点

ピクリン酸は黄色の結晶で、融点は約122℃である。爆速は毎秒およそ7,300mに達し、黒色火薬の数倍の破壊力をもつ。ただし大きな弱点があった。鉄や鉛などの金属に触れるとピクリン酸塩をつくり、この塩は本体よりずっと衝撃に敏感になる。砲弾の内壁は鋼鉄製なので、そのまま詰めると発射の衝撃で砲身内爆発を起こす危険があった。

充填方法の工夫

下瀬はこの問題を、弾殻の内面に漆を塗り、さらにワックス系の被膜を重ねて金属との接触を断つことで解決した。炸薬は加熱して溶かし、弾体に流し込む「溶填」で詰められた。融点が122℃前後と高いため、直火ではなく蒸気加熱で温度を管理する必要がある。製造の現場では、溶融中の過熱や金属粉の混入が事故に直結するため、器具に真鍮や鉛を使わず、作業場の清掃を徹底することが求められた。量産の難しさから原価は黒色火薬より高く、製造量そのものが海軍の作戦能力を左右したといえる。

伊集院信管との組み合わせ

炸薬だけでは威力は発揮できない。海軍の伊集院五郎が1900年前後に考案した伊集院信管は、着弾の衝撃にきわめて敏感に反応する信管で、薄い鋼板や索具に当たっただけでも弾が炸裂した。この組み合わせによって、砲弾は装甲を貫く前に爆発し、甲板上の構造物や乗員に広く被害を与える性格をもつようになる。反面、敏感すぎるがゆえに砲身内で暴発する「膅発（とうはつ）」も起きた。黄海海戦では戦艦三笠の主砲で膅発が生じたとされ、信管の改良は戦中を通じての課題であった。

日露戦争での実戦

1905年5月27日から28日にかけての日本海海戦で、東郷平八郎率いる連合艦隊はバルチック艦隊と交戦した。日本側の砲弾は命中すると猛烈な炎を上げ、塗料や木材、石炭に燃え移って艦上を火の海にした。ロシア側の生存者が残した記録には、日本の砲弾が当たると鉄板が燃えるように見えたという趣旨の証言がある。ロシアの戦艦は主力のほとんどが撃沈・捕獲され、日本側の喪失は水雷艇3隻にとどまった。勝因は丁字戦法や射撃術の訓練にも求められるが、下瀬火薬の焼夷効果が敵の指揮・通信機能を早い段階で奪ったことは、多くの研究者が認めている。

なお、日清戦争（1894年〜1895年）の時点では採用直後で量産体制が整っておらず、本格的な実戦投入は日露戦争からと考えるのが一般的である。

各国の同系統炸薬との比較

ピクリン酸を主成分とする炸薬は日本だけのものではなく、列強が相次いで採用していた。下の表は代表的なものを並べたもので、名称は違っても中身はほぼ同じ化合物である。

TNTは融点が約80℃と低く、金属とも反応しにくいため、溶填の作業性と安全性で勝っていた。日本陸軍は同じピクリン酸を「黄色薬」と呼んで使用し、海軍・陸軍とも昭和期にかけてTNT系の炸薬へと主力を移していく。

製造所の設立とその後

1899年、東京府北豊島郡滝野川村に海軍の下瀬火薬製造所が設けられ、量産が始まった。下瀬は戦後に工学博士となり、1911年に51歳で没している。製造所はのちに海軍火薬廠へ組み込まれ、跡地は現在の東京都北区にあたる。周辺にはれんが造りの建物の一部や記念碑が残り、明治時代の軍需工業の足跡をたどることができる。火薬の国産化を目指した一人の技術者の仕事が、国家の命運を分けた海戦に結びついた例として、下瀬火薬はいまも語り継がれている。