JP2008106957A - 加速装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】並列接続用スイッチ(52)をオフした状態で直列接続用スイッチ(51)をオンし、励磁電流Iinで誘導性エネルギー蓄積用コイル(5-1,…,5-N)にエネルギーを蓄積し、次に並列接続用スイッチ(52)をオンすると共に直列接続用スイッチ(51)をオフし、誘導性エネルギー蓄積用コイル(5-1,…,5-N)から出力電流Io=Iin×Nを第1のレール電極(2a),電機子(4a)および第2のレール電極(2b)に供給する。
【効果】励磁電流IinのN倍の大電流で飛翔体(4b)を加速できる。誘導性エネルギー蓄積用コイル(5-1,…,5-N)の励磁電流Iinを出力電流Ioの1/N倍にすることが出来る。
【選択図】図1
Description
しかし、外部コイルに大電流を流すためには、線径を太くし且つコイル全体の機械的強度を高めることが必要になる問題点があった。換言すれば、外部コイルの構造によって電機子に流しうる電流が制限されてしまう問題点があった。また、外部コイルにエネルギーを蓄積する系でも同様に線径を太くし且つ機械的強度を高めることが必要になる問題点があった。
そこで、この発明の目的は、外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来ると共に外部コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流を小さくすることが出来る加速装置を提供することにある。
上記第1の観点による加速装置では、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続して、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に電流Ioを流すため、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにはIo/Nの電流しか流れない。よって、個々の誘導性エネルギー蓄積用コイルの構造条件が緩和される。換言すれば、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに流しうる電流IinのN倍の電流を供給でき、個数Nを増やせば、個々の外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来る。また、励磁電源およびN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続して、励磁電源からN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するため、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に流すべき電流Ioの1/Nの電流Iin=Io/Nを流せばN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに必要なエネルギーを蓄積でき、誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流Iinを小さくすることが出来る。
上記第2の観点による加速装置では、飛翔体の連続発射が可能になる。
上記第3の観点による加速装置では、レール電極間から飛翔体が飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーが残っていた場合に、そのエネルギーを保存できるので、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
上記第4の観点による加速装置では、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続して、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に電流Ioを流すため、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにはIo/Nの電流しか流れない。よって、個々の誘導性エネルギー蓄積用コイルの構造条件が緩和される。換言すれば、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに流しうる電流IinのN倍の電流を供給でき、個数Nを増やせば、個々の外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来る。また、励磁電源およびN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続して、励磁電源からN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するため、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に流すべき電流Ioの1/Nの電流Iin=Io/Nを流せばN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに必要なエネルギーを蓄積でき、誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流Iinを小さくすることが出来る。
上記第5の観点による加速装置では、飛翔体の連続発射が可能になる。また、相対回転数を制御することにより、容易に連続発射速度を制御できる。
上記第6の観点による加速装置では、レール電極間から飛翔体が飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーが残っていた場合に、そのエネルギーを保存できるので、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
この連続発射用電磁加速装置100は、エネルギー保存回路付き大電流発生装置1と、平行な第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bと、第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに接触している電機子4aおよび電機子4aに一体化されている飛翔体4bからなる弾丸4と、弾丸4をレール電極2a,2b間に装填する弾丸供給装置40と、連続的に弾丸4をレール電極2a,2b間に装填するように弾丸供給装置40を駆動する弾丸供給装置連続駆動回路8と具備してなる。
(1)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nの構造によって制限されずに大きな出力電流Io(励磁電流IinのN倍の電流)を流して飛翔体4bを加速することが出来る。
(2)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nにエネルギーを蓄積する系に流す励磁電流Iin(出力電流Ioの1/N倍の電流)を小さくすることが出来る。
(3)短絡スイッチ50によりエネルギーを保存でき、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
この連続発射用電磁加速装置200は、エネルギー保存回路付き大電流発生装置60と、平行な第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bと、第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに接触している電機子4aおよび電機子4aに一体化されている飛翔体4bからなる弾丸4と、弾丸4をレール電極2a,2b間に装填する弾丸供給装置40と、連続的に弾丸4をレール電極2a,2b間に装填するように弾丸供給装置40を駆動する弾丸供給装置連続駆動回路8と具備してなる。
このエネルギー保存回路付き大電流発生装置60において、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nは環状に並べられ、コイル保持体20により保持されている。誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nのそれぞれの両端がコイル接点を構成している。コイル保持体20は、コイル回転駆動装置61により回転される。
円筒体62の内面には、一つの誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる第1給電電極10aと、隣接する誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端に接触しうる第2給電電極10bと、ある誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端および隣接する誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる連結電極6-1,…,6-N-1と、全ての誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる第1出力電極6aと、全ての誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端に接触しうる第2出力電極6bとが形成されている。
第1出力電極6aは第2のレール電極2bに接続され、第2出力電極6bは第1のレール電極2aに接続されている。
また、レール電極2a,2b間には、レール電極2a,2b間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール電極2a,2b間を短絡する短絡スイッチ50が接続されている。
以下、同様に誘導性エネルギーの蓄積と出力が繰り返される。
(1)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nの構造によって制限されずに大きな出力電流Io(励磁電流IinのN倍の電流)を流して飛翔体4bを加速することが出来る。
(2)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nにエネルギーを蓄積する系に流す励磁電流Iin(出力電流Ioの1/N倍の電流)を小さくすることが出来る。
(3)短絡スイッチ50によりエネルギーを保存でき、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
(4)回転速度を制御することにより容易に励磁時間Tinと出力時間Toutを変えることが出来る。
そこで、実施例3では、P(≧2)対の給電電極10a,10bを円周上に均等間隔に設けると共に各対の給電電極10a,10bごとに励磁電源を設ける。これにより、N個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1〜5-Nが連続するN/P個ずつのグループに分けられ、各励磁電源から見たインダクタンスが小さくなる。よって、励磁時間Tinを短縮でき、高速の連続発射が可能になる。
2a,2b レール電極
4 弾丸
4a 電機子
4b 飛翔体
5-1,5-2,… 誘導性エネルギー蓄積用コイル
6-1,6-2,… 連結電極
6a,6b 出力電極
7 スイッチ駆動回路
8 弾丸供給装置連続駆動回路
10a,10b 給電電極
9 励磁電源
20 コイル保持体
40 弾丸供給装置
50 短絡スイッチ
51 直列接続用スイッチ
52 並列接続用スイッチ
61 コイル回転駆動装置
62 円筒体
100 大電流発生装置
Iin 励磁電流
Io 出力電流
Claims (6)
- 励磁電源と、複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルと、前記励磁電源および前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続し前記励磁電源から前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するための直列接続用スイッチと、平行な第1のレールおよび第2のレールと、前記第1のレールおよび第2のレールに接触している電機子または発射薬および前記電機子または発射薬に一体化されている飛翔体からなる弾丸と、前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記第1のレールおよび第2のレールに並列接続し前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに蓄積されたエネルギーにより前記第1のレールおよび第2のレールおよび前記電機子または発射薬に電流を流して前記飛翔体を加速する並列接続用スイッチとを具備したことを特徴とする加速装置。
- 請求項1に記載の加速装置において、前記並列接続用スイッチをオフし且つ前記直列接続用スイッチをオンする励磁時間と前記並列接続用スイッチをオンし且つ前記直列接続用スイッチをオフする出力時間とを交互に連続して繰り返すスイッチ駆動手段と、前記励磁時間と同期をとって前記弾丸を前記レール間に次々に装填する弾丸連続供給手段とを具備したことを特徴とする加速装置。
- 請求項1または請求項2に記載の加速装置において、前記レール間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール間を短絡する短絡手段を具備したことを特徴とする加速装置。
- 励磁電源と、複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルと、平行な第1のレールおよび第2のレールと、前記第1のレールおよび第2のレールに接触している電機子または発射薬および前記電機子または発射薬に一体化されている飛翔体からなる弾丸と、前記誘導性エネルギー蓄積用コイルのそれぞれの両端が接続された複数個の環状に並んだコイル接点と、前記コイル接点に摺接しうるように環状に並んだ複数個の接点であって前記コイル接点に対して相対回転し第1位置では前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記励磁電源に対して直列接続し前記励磁電源から前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積すると共に第2位置では前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記第1のレールおよび第2のレールに並列接続し前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに蓄積されたエネルギーにより前記第1のレールおよび第2のレールおよび前記電機子または発射薬に電流を流して前記飛翔体を加速する直並列接続接点とを具備したことを特徴とする加速装置。
- 請求項4に記載の加速装置において、前記直並列接続接点を前記コイル接点に対して連続的に相対回転させて前記第1の位置と前記第2の位置とを交互に連続して繰り返す回転駆動手段と、前記第1の位置になる時間と同期をとって前記弾丸を前記レール間に次々に装填する弾丸連続供給手段とを具備したことを特徴とする加速装置。
- 請求項4または請求項5に記載の加速装置において、前記レール間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール間を短絡する短絡手段を具備したことを特徴とする加速装置。
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