JP2006329575A - 電磁加速用飛翔体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、飛翔体に設けたシールを電磁加速管の内面に摺接させることにより、摩擦の少ない安定した加速性能を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による電磁加速用飛翔体は、飛翔本体(1)の側面に長手方向に間隔をおいて形成された複数の側面溝(30)と、前記各側面溝(30)に設けられたシール(2)とを有し、前記シール(2)の外周面(2b)は前記導電レール板(71a、71b)及び前記絶縁板(71d、71e)の内面(71c)に対して摺動可能に密着するようにした構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁加速用飛翔体に関し、特に、電磁加速管の内面と飛翔体との間の隙間を十分に設定し、飛翔体に設けたシールを電磁加速管の内面に摺接させることにより、摩擦の少ない安定した加速性能を得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の電磁加速管としては、例えば、図５で示される特許文献１に記載の構成を挙げることができる。
すなわち、図５において電磁加速管７１と電源７２とを備えてなる電磁加速装置においては、電磁加速管７１の例えば断面正方形の飛翔体通路Ｓに飛翔体Ｆを配し、一対の導電レール板７１ａ、７１ｂと一対の絶縁板（図示せず）からなる断面四角状の電磁加速管７１の一対をなす前記導電レール板７１ａ、７１ｂの飛翔体打ち出しの飛翔方向Ａ（白抜きの矢印で示す）とは反対側の部位に接続された電源７２のコンデンサ７２ａから、スイッチ７２ｂ及びコイル７２ｃを介して導電性材料よりなる前記一対の導電レール板７１ａ、７１ｂ間に放電電流を流す。これにより、非導電性材料（電気的絶縁材料）よりなる飛翔体Ｆの背部に取り付けられた金属箔片（一般にアルミ箔が用いられる）を介して導電レール板７１ａ、７１ｂ間が短絡され、飛翔体Ｆの金属箔片が瞬時にプラズマ化されてプラズマ電機子体Ｐが形成される。

前記導電レール板７１ａ、７１ｂに流れる放電電流によって形成される磁場と、前記プラズマ電機子体Ｐを流れる放電電流との間に周知のローレンツ力が働き、このローレンツ力により飛翔体Ｆを前方へ加速推進するようにしている。
このような電磁加速装置においてプラズマ電機子体Ｐが冷却された中性ガスが飛翔体Ｆの背後の飛翔体通路Ｓに充満し、新たな放電がプラズマ電機子体Ｐ以外で発生し、飛翔体Ｆの加速に著しい悪影響が起こることが問題であり、特許文献１では該中性ガスを加速管７２の側面に穴をあけて排気することによって解決を図ろうとするものであった。

特開平５−３０３３２２号公報

従来の電磁加速用飛翔体は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、飛翔体背後の中性ガスの影響は比較的口径の小さい電磁加速装置において導電レール板間が狭いのでより重要な問題になるが、口径が大きくなると導電レール板間が広くなり、飛翔体背後での放電は起こりにくくなる。その代わり、口径が大きくなることによって飛翔体通路の内表面積が大きくなりプラズマ電機子体を構成する高温ガス圧力で口径がわずかに増大し、飛翔体と飛翔体通路内面との間にわずかな隙間ができ、該隙間を通ってプラズマが飛翔体の前面に漏れ出し、先行アークプラズマを生じることによる加速への悪影響がより重要な問題となっていた。

本発明による電磁加速用飛翔体は、一対の絶縁板及び導電レール板からなる電磁加速管内に飛翔本体を設け、前記各導電レール板に放電電流を印加し、前記放電電流を用いて形成されるローレンツ力により前記飛翔本体を加速させるようにした電磁加速用飛翔体において、前記飛翔本体の側面に長手方向に間隔をおいて形成された複数の側面溝と、前記各側面溝に設けられたシールとを有し、前記シールの外周面は前記導電レール板及び前記絶縁板の内面に対して摺動可能に密着するようにした構成であり、また、前記側面溝には、前記飛翔本体の飛翔方向に対して後側である前記シールの背部位置に、ガス溜り用の空間が形成されている構成であり、また、前記側面溝には、前記飛翔本体の飛翔方向に向けて下がる状態のテーパ面が形成されている構成である。

本発明による電磁加速用飛翔体は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、飛翔体の側面溝にシールが設けられ、このシールの外周面が電磁加速管の内面に摺接して密着しているため、高温ガスが飛翔体の前面に回り込もうとするが、シールの手前の空間に溜り、シールをガス圧で押し広げようとするため、導電レール板の内面にシールが密着され、ガスが飛翔体の前面に回り込むのを防止することができる。
従って、飛翔体と電磁加速管内面との隙間を比較的大きくとることができ、電磁加速管内面の製造公差による凹凸に直接飛翔体がぶつかることがなく、摩擦の少ない安定した加速性能を得ることができる。

本発明は、電磁加速管の内面と飛翔体との間の隙間を十分に設定し、飛翔体に設けたシールを電磁加速管の内面に摺接させることにより、摩擦の少ない安定した加速性能を得るようにした電磁加速用飛翔体を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による電磁加速用飛翔体の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において符号Ｆで示されるものは、一対の導電レール板７１ａ、７１ｂと一対の絶縁板７１ｄ、７１ｅとで四角筒形に形成された電磁加速管７１内で飛翔方向Ａに飛翔可能に構成された飛翔体であり、この飛翔体Ｆは長手形状の飛翔本体１と複数のシール２とから構成されている。

前記飛翔本体１の外周面１ｃと電磁加速管７１の内面７１ｃとの間は、わずかな隙間（約０．１ｍｍ以下）が形成されるように構成され、加工における公差を吸収して飛翔体Ｆが摺動して加速されるように構成されている。

前記飛翔本体１の外周すなわち側面には複数の四角枠状の側面溝３０が、その長手方向に沿って所定又は任意の間隔で形成され、各側面溝３０は、凹溝３１と、この凹溝３１に連続し前記飛翔方向Ａに向けて下がる状態に形成されたテーパ面３２とから構成されている。

前記各凹溝３１内には、四角枠状に形成され、弾性を有すると共に比較的高温に耐え摩擦係数の小さい絶縁材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、商品名テフロン(登録商標)）で形成されたシール２が設けられており、このシール２の外周面２ｂは前記電磁加速管７１の内面７１ｃすなわち前記各導電レール板７１ａ、７１ｂの内面７１ｃに対して適度な圧接力を持ちかつ密着させて摺動できるように構成されている。

前記側面溝３０の前記シール２の前記飛翔方向Ａにおける後部である背部位置３０Ａには、前記テーパ面３２に対応して空間３３が形成されている。

次に、動作について述べる。前述の図５の従来例において説明したように、各導電レール板７１ａ、７１ｂ間に放電電流Ｉを供給すると、周知のように飛翔体Ｆの背部に取付けられた金属箔片（図示せず）が瞬時にプラズマ化されてプラズマ電機子体Ｐが発生し、各導電レール板７１ａ、７１ｂに流れる放電電流Ｉによって形成される磁場とプラズマ電機子体Ｐを流れる放電電流Ｉとの間にローレンツ力が働き、このローレンツ力によって飛翔体Ｆの背面１ｂが押されて加速され始めるが、この際、このプラズマによる高温ガスが飛翔体Ｆと各導電レール板７１ａ、７１ｂの内面７１ｃとの間のわずかな隙間を通って飛翔体Ｆの前面１ａ側に回り込もうとするが、この高温ガスはわずかな隙間の壁面で冷やされてシール２に達する。

前記高温ガスは、前記空間３３内に溜まり、シール２をガス圧で押し広げようとするため、このシール２が前記各導電レール板７１ａ、７１ｂにより一層密着されるようになる。
従って、前記高温ガスのガス圧によって前記各導電レール板７１ａ、７１ｂの各内面７１ｃ間距離が元の状態から大きくなっても、シール２の外周面２ｂが前記各内面７１ｃに追随して大きくなり、高温ガスの飛翔体Ｆの前面１ａ側への回り込みを防止し、高効率の加速を達成することができる。

次に、図２から図４は、本発明による前記シール２を用いた場合と、用いない場合の飛翔体Ｆの電磁加速管７１における各プローブの出力の状態を示すもので、５本のプローブを用いて測定した結果、シール２を用いた飛翔体Ｆの方が安定していることが確認された。

本発明は、レールガン以外のエアサスペンション、エアアクチュエータ等の封止及び摺動構造にも適用可能である。

本発明による電磁加速用飛翔体を示す構成図である。 本発明による電磁加速用飛翔体の速度測定用磁気プローブの配置構成図である。 シール無し飛翔体を用いた場合の特性図である。 シール付き飛翔体を用いた場合の特性図である。 従来の電磁加速管を用いた加速装置の構成図である。

符号の説明

１ 飛翔本体
Ｉ 放電電流
２ シール
２ｂ 外周面
Ａ 飛翔方向
３０ 側面溝
３０Ａ 背部位置
３１ 凹溝
３２ テーパ面
３３ 空間
７１ａ、７１ｂ 導電レール板
７１ｄ、７１ｅ 絶縁板
７１ｃ 内面

Claims (3)

1. 一対の絶縁板(71d、71e)及び導電レール板(71a、71b)からなる電磁加速管(71)内に飛翔本体(1)を設け、前記各導電レール板(71a、71b)に放電電流(I)を印加し、前記放電電流(I)を用いて形成されるローレンツ力により前記飛翔本体(1)を加速させるようにした電磁加速用飛翔体において、
   前記飛翔本体(1)の側面に長手方向に間隔をおいて形成された複数の側面溝(30)と、前記各側面溝(30)に設けられたシール(2)とを有し、前記シール(2)の外周面(2b)は前記導電レール板(71a、71b)及び前記絶縁板(71d、71e)の内面(71c)に対して摺動可能に密着するように構成されていることを特徴とする電磁加速用飛翔体。
2. 前記側面溝(30)には、前記飛翔本体(1)の飛翔方向(A)に対して後側である前記シール(2)の背部位置(30A)に、ガス溜り用の空間(33)が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁加速用飛翔体。
3. 前記側面溝(30)には、前記飛翔本体(1)の飛翔方向(A)に向けて下がる状態のテーパ面(32)が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁加速用飛翔体。

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