JP2018091674A - Device and system for measuring flying speed - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飛翔速度測定装置及び飛翔速度測定システムに関する。 The present invention relates to a flying speed measuring device and a flying speed measuring system.
物体の速度を測定する手法は種々知られている。特に、火砲から射出される砲弾は射出速度が大きく、火砲や砲弾の性能評価を行うために砲口から射出された直後の砲弾の速度、すなわち砲口速度の測定が広く行われている。 Various methods for measuring the velocity of an object are known. In particular, the bullets ejected from the cannon have a high ejection speed, and in order to evaluate the performance of the artillery and the shell, the speed of the shell immediately after being ejected from the muzzle, that is, the muzzle speed is widely measured.
砲弾の測定装置としては、例えば、砲口近傍の弾道に2つのリングコイルを設け、砲弾が2つのリングコイル間の通過に要する時間を測定することで、砲口速度を測定する手法が提案されている(特許文献1)。この手法では、2つのコイルの電流を供給することで、弾道に沿った方向の磁場を発生させる。そして、砲弾が磁場中を通過したときに電磁誘導により磁場が変化する。これにより、コイルに流れる電流量が変化するので、砲弾のコイル通過を検出することができる。 For example, a method for measuring the muzzle velocity by providing two ring coils on the trajectory in the vicinity of the muzzle and measuring the time required for the cannonball to pass between the two ring coils is proposed as a cannonball measuring device. (Patent Document 1). In this method, a magnetic field in a direction along the trajectory is generated by supplying currents of two coils. Then, when the shell passes through the magnetic field, the magnetic field changes due to electromagnetic induction. Thereby, since the amount of current flowing through the coil changes, it is possible to detect the passage of the shell through the coil.
ところが、上記で説明した測定装置は以下に示す問題点を有する。上記のように、2つのリングコイルに電流を供給しなければならないため、外部に直流電源を設けなければならない。また、直流電源と2つのリングコイルとをケーブルで接続する必要が有り、かつ、砲弾の砲口速度を測定する間は大きな電流を継続的に供給しなければならないため、発熱抑制の観点から太いケーブルを用いなければならない。これらは、砲口速度測定システムの大型化を招いてしまう。 However, the measuring apparatus described above has the following problems. As described above, since current must be supplied to the two ring coils, a DC power supply must be provided outside. In addition, it is necessary to connect a DC power supply and two ring coils with a cable, and a large current must be continuously supplied while measuring the muzzle velocity of the shell. Cable must be used. These lead to an increase in the size of the muzzle velocity measuring system.
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、小型かつ簡易な構成で飛翔体の速度を測定することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to measure the speed of a flying object with a small and simple configuration.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、第1の加速レールと、第2の加速レールと、一端が前記第1の加速レールの端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの端部と接続されるインピーダンス素子と、を有し、前記第1及び第2の加速レールの間に配置された飛翔体を加速するために、前記第1及び第2の加速レールの間に配置された電機子と前記第1及び第2の加速レールとに電流を流すことで生じる電磁力により、前記飛翔体を前記第1及び第2の加速レールの前記端部から射出する電磁的射出装置から射出された前記飛翔体の速度を測定する飛翔速度測定装置であって、一端が前記第1の加速レールの前記端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの前記端部と接続され、射出された前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とする励磁コイルと、前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とし、前記励磁コイルにより生じる磁場中に配置される1以上の検出コイルと、前記飛翔体が前記1以上の検出コイルを通過したときに生じる誘導電流に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する速度算出装置と、を備える。これにより、電磁射出装置から飛翔体が射出された後に、自動的に励磁コイルに電流が供給されて磁場が生じ、飛翔体が磁場中を通過して検出コイルに誘導電流が生じるので、飛翔体の速度を測定することができる。 The flight speed measurement device according to one aspect of the present invention includes a first acceleration rail, a second acceleration rail, one end connected to the end of the first acceleration rail, and the other end of the second acceleration rail. An impedance element connected to an end of the rail, and between the first and second acceleration rails for accelerating a flying object disposed between the first and second acceleration rails Electromagnetically injecting the flying object from the end portions of the first and second acceleration rails by electromagnetic force generated by passing a current through the armature arranged in the armature and the first and second acceleration rails A flying speed measuring device for measuring a speed of the flying object ejected from an ejecting device, wherein one end is connected to the end of the first acceleration rail and the other end is the end of the second acceleration rail. The flight direction of the projectile that is connected and connected to the center is the central axis. An excitation coil, one or more detection coils arranged in a magnetic field generated by the excitation coil with the flying direction of the flying body as a central axis, and induction generated when the flying body passes through the one or more detection coils A speed calculation device that calculates the speed of the flying object based on an electric current. Thus, after the flying object is injected from the electromagnetic emission device, a current is automatically supplied to the exciting coil to generate a magnetic field, and the flying object passes through the magnetic field and an induced current is generated in the detection coil. Can be measured.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、上記の飛翔速度測定装置であって、複数の前記検出コイルが前記飛翔体の飛翔方向に配列され、前記複数の検出コイルのうちの2つの検出コイル間の距離と、前記2つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する。これにより、飛翔体が2つのコイルを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flight speed measurement device according to an aspect of the present invention is the above flight speed measurement device, wherein a plurality of the detection coils are arranged in a flight direction of the flying object, and two of the detection coils are detected. The speed of the flying object is calculated based on the distance between the coils and the time difference between the timings at which induced currents are generated in the two detection coils. Thus, the speed of the flying object can be calculated from the time difference during which the flying object passes through the two coils.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、上記の飛翔速度測定装置であって、前記2つの検出コイルは、前記複数の検出コイルのうちで隣接する2つの検出コイルである。これにより、飛翔体が2つのコイルを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flying speed measuring device according to an aspect of the present invention is the above flying speed measuring device, wherein the two detection coils are two adjacent detection coils among the plurality of detection coils. Thus, the speed of the flying object can be calculated from the time difference during which the flying object passes through the two coils.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、上記の飛翔速度測定装置であって、前記1以上の検出コイルのうちの1つの検出コイルと前記第1及び第2の加速レールの前記端部との間の距離と、前記飛翔体が射出されることで前記第1及び第2の加速レールに流れる電流が減少するタイミングと前記1つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングとの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する。これにより、飛翔体が砲口とコイルとを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flying speed measuring device according to an aspect of the present invention is the above flying speed measuring device, wherein one of the one or more detection coils and the end portions of the first and second acceleration rails. And the time difference between the timing at which the current flowing through the first and second acceleration rails decreases due to the flying object being ejected and the timing at which the induced current is generated in the one detection coil. Based on this, the speed of the flying object is calculated. Thereby, the speed of the flying object can be calculated from the time difference between the flying object passing through the muzzle and the coil.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、上記の飛翔速度測定装置であって、前記インピーダンス素子のインピーダンスは、前記電機子のインピーダンスよりも大きい。これにより、電機子に効率的に電流を流すことができる。 The flying speed measuring device which is one aspect of the present invention is the above flying speed measuring device, wherein the impedance of the impedance element is larger than the impedance of the armature. Thereby, an electric current can be efficiently sent through an armature.
本発明の一態様である飛翔速度測定装置は、上記の飛翔速度測定装置であって、前記励磁コイルは、前記第1及び第2の加速レールに対して着脱可能に構成される。これにより、飛翔速度測定装置が運搬可能となり、種々の電磁射出装置に取り付けが可能となる。 A flying speed measuring device according to an aspect of the present invention is the above flying speed measuring device, wherein the excitation coil is configured to be detachable from the first and second acceleration rails. Thereby, the flying speed measuring device can be transported and can be attached to various electromagnetic emission devices.
本発明の一態様である飛翔速度測定システムは、電磁力により飛翔体を射出する電磁射出装置と、前記電磁射出装置から射出された前記飛翔体の速度を測定する飛翔速度測定装置と、を備え、前記電磁射出装置は、第1の加速レールと、第2の加速レールと、一端が前記第1の加速レールの端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの端部と接続されるインピーダンス素子と、を備え、前記飛翔速度測定装置は、一端が前記第1の加速レールの前記端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの前記端部と接続され、射出された前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とする励磁コイルと、前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とし、前記励磁コイルにより生じる磁場中に配置される1以上の検出コイルと、前記飛翔体が前記1以上の検出コイルを通過したときに生じる誘導電流に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する速度算出装置と、を備え、前記電磁射出装置は、前記第1及び第2の加速レールの間に配置された飛翔体を加速するために、前記第1及び第2の加速レールの間に配置された電機子と前記第1及び第2の加速レールとに電流を流すことで生じる電磁力により、前記飛翔体を前記第1及び第2の加速レールの前記端部から射出する。これにより、電磁射出装置から飛翔体が射出された後に、自動的に励磁コイルに電流が供給されて磁場が生じ、飛翔体が磁場中を通過して検出コイルに誘導電流が生じるので、飛翔体の速度を測定することができる。 A flying speed measurement system according to one aspect of the present invention includes an electromagnetic injection device that emits a flying object by electromagnetic force, and a flying speed measurement device that measures the speed of the flying object emitted from the electromagnetic injection device. The electromagnetic injection device has a first acceleration rail, a second acceleration rail, one end connected to the end of the first acceleration rail, and the other end connected to the end of the second acceleration rail. The flight speed measuring device having one end connected to the end of the first acceleration rail and the other end connected to the end of the second acceleration rail. An excitation coil having a flying direction of the flying object as a central axis, one or more detection coils arranged in a magnetic field generated by the excitation coil with the flying direction of the flying object as a central axis, and the flying object Through the one or more detection coils. A velocity calculating device that calculates the velocity of the flying object based on an induced current generated when the flying object is disposed, and the electromagnetic emission device includes a flying object disposed between the first and second acceleration rails. In order to accelerate, the flying object is moved by the electromagnetic force generated by passing an electric current through the armature disposed between the first and second acceleration rails and the first and second acceleration rails. Injection from the end portions of the first and second acceleration rails. Thus, after the flying object is injected from the electromagnetic emission device, a current is automatically supplied to the exciting coil to generate a magnetic field, and the flying object passes through the magnetic field and an induced current is generated in the detection coil. Can be measured.
本発明の一態様である飛翔速度測定システムは、上記の飛翔速度測定システムであって、複数の前記検出コイルが前記飛翔体の飛翔方向に配列され、前記複数の検出コイルのうちの2つの検出コイル間の距離と、前記2つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する。これにより、飛翔体が2つのコイルを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flight speed measurement system according to an aspect of the present invention is the above-described flight speed measurement system, wherein a plurality of the detection coils are arranged in a flight direction of the flying object, and two of the plurality of detection coils are detected. The speed of the flying object is calculated based on the distance between the coils and the time difference between the timings at which induced currents are generated in the two detection coils. Thus, the speed of the flying object can be calculated from the time difference during which the flying object passes through the two coils.
本発明の一態様である飛翔速度測定システムは、上記の飛翔速度測定システムであって、前記2つの検出コイルは、前記複数の検出コイルのうちで隣接する2つの検出コイルである。これにより、飛翔体が2つのコイルを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flight speed measurement system which is an aspect of the present invention is the above flight speed measurement system, wherein the two detection coils are two adjacent detection coils among the plurality of detection coils. Thus, the speed of the flying object can be calculated from the time difference during which the flying object passes through the two coils.
本発明の一態様である飛翔速度測定システムは、上記の飛翔速度測定システムであって、前記1以上の検出コイルのうちの1つの検出コイルと前記第1及び第2の加速レールの前記端部との間の距離と、前記飛翔体が射出されることで前記第1及び第2の加速レールに流れる電流が減少するタイミングと前記1つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングとの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する。これにより、飛翔体が砲口とコイルとを通過する時間差から、飛翔体の速度を算出することができる。 A flight speed measurement system according to an aspect of the present invention is the above-described flight speed measurement system, wherein one detection coil of the one or more detection coils and the end portions of the first and second acceleration rails. And the time difference between the timing at which the current flowing through the first and second acceleration rails decreases due to the flying object being ejected and the timing at which the induced current is generated in the one detection coil. Based on this, the speed of the flying object is calculated. Thereby, the speed of the flying object can be calculated from the time difference between the flying object passing through the muzzle and the coil.
本発明の一態様である飛翔速度測定システムは、上記の飛翔速度測定システムであって、前記インピーダンス素子のインピーダンスは、前記電機子のインピーダンスよりも大きい。これにより、電機子に効率的に電流を流すことができる。 The flight speed measurement system which is one aspect of the present invention is the above flight speed measurement system, wherein the impedance of the impedance element is larger than the impedance of the armature. Thereby, an electric current can be efficiently sent through an armature.
本発明によれば、小型かつ簡易な構成で飛翔体の速度を測定することができる。 According to the present invention, the speed of the flying object can be measured with a small and simple configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.
実施の形態1
実施の形態1にかかる飛翔体の飛翔速度を測定する装置について説明する。図1に、実施の形態1にかかる飛翔速度測定システム100の構成を模式的に示す。図1では、紙面水平方向に平行なX軸の正方向(紙面右方向)を飛翔体の飛翔方向とする。実施の形態1にかかる飛翔速度測定システム100においては、飛翔速度測定装置10が電磁射出装置30から射出される飛翔体41の飛翔速度を測定するものとして構成される。
Embodiment 1
An apparatus for measuring the flying speed of the flying object according to the first embodiment will be described. FIG. 1 schematically shows the configuration of a flight
まず、電磁射出装置30の概要構成について説明する。電磁射出装置30は、いわゆるレールガンとも称される装置であり、加速レール間に保持された飛翔体41の後部の電機子42に直流電流を供給することで、電磁力(ローレンツ力)によって飛翔体41を射出するものとして構成される。
First, a schematic configuration of the
電磁射出装置30は、加速レール31(第1の加速レールとも称する)、加速レール32(第2の加速レールとも称する)及びインピーダンス素子33を有する。加速レール31は例えば直流電源(不図示)の正極と接続され、加速レール32は例えば直流電源(不図示)の負極と接続される。飛翔体41は、加速レール31及び32と接触するように、加速レール31と加速レール32との間に保持される。そして、加速レール31、電機子42及び加速レール32に、例えば100[kA]〜200[kA]程度の電流を流すことで、ローレンツ力によって飛翔体が砲口34へ向けて加速し、砲口34から射出される。このとき、典型的には、飛翔体41の速度は、加速開始から1[msec]で1000[m/sec]程度となるように加速される。
The
本構成では、飛翔体41と電機子42とは、物理的に分離しており、飛翔体41が砲口34から射出された後には、電機子42は飛翔体41から離脱するものとする。但し、飛翔体41と電機子42とが一体的に構成されており、飛翔体41と電機子42とが砲口34から射出された後でも分離せずに飛翔することを除外するものではない。
In this configuration, the flying
砲口34における加速レール31と加速レール32との間には、インピーダンス素子33が挿入される。飛翔体41が砲口34から射出された後に、加速レール31と加速レール32が電気的に絶縁されていると加速レール31と加速レール32とに流れる電流が急激に減少し、加速レール31と加速レール32との間の電圧が急激に上昇する。その結果、加速レール31と加速レール32との間でアーク放電が生じ、砲口34近傍の加速レール31及び32が損傷するおそれがある。そのため、電磁射出装置30では、飛翔体41が砲口34から射出された後に、インピーダンス素子33を通じて電流を流すことで、アーク放電を防止している。なお、飛翔体41加速を効率よく行うため、電機子42のインピーダンスは、インピーダンス素子33のインピーダンスよりも小さいことが望ましい。
An
飛翔速度測定装置10は、励磁コイル1、検出コイル2A及び2B、速度算出装置3を有する。励磁コイル1は、飛翔体41の飛翔方向であるX方向を中心軸とし、X方向を長手方向とするコイルである。励磁コイルを構成する巻線の一端は砲口34の加速レール31と接続され、他端は加速レール32と接続される。検出コイル2A及び2Bは、飛翔体41の飛翔方向であるX方向を中心軸とするコイルであり、電気的に浮遊している。また、検出コイル2A及び2Bは、励磁コイル1と同軸上に配置される。図1では、検出コイル2A及び2Bは、励磁コイル1に囲まれ、検出コイル2Aは砲口34の近傍に配置され、検出コイル2Bは検出コイル2Aよりも砲口34から離れた位置に配置される。
The flying
次いで、飛翔速度測定装置10の動作について説明する。飛翔体41が加速レール31と加速レール32との間でX方向に加速されている場合には、電機子42のインピーダンスはインピーダンス素子33及び励磁コイル1よりも小さいので、電流(図1の電流Ir)は主として電機子42を通じて流れる。
Next, the operation of the flying
その後、電磁射出装置30では、飛翔体41が砲口34から射出されると、加速レール31と加速レール32との間の電圧が急激に上昇し、インピーダンス素子33と励磁コイル1とに電流が流れることとなる。その結果、励磁コイル1の中心軸であるX方向に沿って磁場が生じる。図2に、飛翔体41が電磁射出装置30の砲口34から射出された後の電流の流れを示す。図2では、励磁コイル1をソレノイドコイルとして表し、電機子42は表示を省略している。
After that, in the
飛翔体41が砲口34から射出されると同時に、インピーダンス素子33に電流Izが流れる。また、励磁コイル1には電流Isが流れ、飛翔体41の飛翔経路に磁場Bが生じることとなる。これにより、飛翔体41は、磁場Bの強度(磁束密度)を変化させながら磁場Bを飛翔することとなる。励磁コイル1により生じる磁場Bには検出コイル2Aと検出コイル2Bとが配置されているので、検出コイル2Aと検出コイル2Bとには、飛翔体41が通過するときに電磁誘導による誘導電流が生じる。この誘導電流は、速度算出装置3により検出される。
At the same time as the flying
速度算出装置3は、検出コイル2Aに誘導電流が生じたタイミングと検出コイル2Bに誘導電流が生じたタイミングとの時間差ΔTで、検出コイル2Aと検出コイル2Bとの間のX方向の距離Lを除することで、砲口34から射出された直後の飛翔体41の速度(砲口速度)Vpを算出(Vp=L/ΔT)することができる。
The speed calculation device 3 calculates the distance L in the X direction between the
速度算出装置3と検出コイル2A及び2Bとは配線によって接続されるが、検出コイル2A及び2Bに流れる誘導電流は比較的小さな電流であり、かつ、特許文献1とは異なり、検出コイルに電流を流す必要がないので、一般的な電気配線を利用することができる。つまり、検出コイル2A及び2Bと速度算出装置3との間は、シールドされた比較的細い配線で接続すれば足りる。比較的細い配線を使用できるので、配線のシールドを確実かつ容易に行うことができ、かつ、特別な配線を用意する必要もないので、飛翔速度測定装置10の小型化、低コスト化を行う上で有利である。
The speed calculation device 3 and the detection coils 2A and 2B are connected by wiring, but the induced current flowing through the detection coils 2A and 2B is a relatively small current, and unlike Patent Document 1, a current is supplied to the detection coil. Since there is no need to flow, general electrical wiring can be used. That is, it is sufficient to connect the detection coils 2A and 2B and the speed calculation device 3 with shielded relatively thin wires. Since relatively thin wiring can be used, the wiring can be shielded reliably and easily, and there is no need to prepare special wiring. Therefore, the flying
これに対し、特許文献1では、リングコイルに継続的に電流を流す必要があるので、比較的太いケーブルを用いてリングコイルと電源とを接続しなければならない。このため、特許文献1に記載の構成では、磁場によりケーブルに力が加わるため、ケーブルの配置に工夫を要する。その結果、ケーブルの配置が制限されることが有り得る。ところが、本構成では、例えば通常のツイストペア線を用いることができるので、励磁コイル1や電磁射出装置30により生じる磁場の配線に対する影響を低減し、配線の配置の自由度を確保することが可能である。
On the other hand, in Patent Document 1, since it is necessary to continuously pass a current through the ring coil, the ring coil and the power source must be connected using a relatively thick cable. For this reason, in the structure of patent document 1, since force is added to a cable with a magnetic field, a device is required for arrangement of a cable. As a result, the cable arrangement may be limited. However, in this configuration, for example, a normal twisted pair wire can be used, so that it is possible to reduce the influence of the magnetic field generated by the exciting coil 1 and the
図3に、励磁コイル1に流れる電流Is及び砲口電圧Vmの時間変化を示す。ここで、砲口電圧とは、砲口34における加速レール31と加速レール32との電圧のことを指すものとする。図3に示すように、飛翔体41及び電機子42が砲口34から射出されると、電流はインピーダンスが小さな電機子42を流れることはできないため、インピーダンスが急激に上昇し、その結果、砲口電圧Vmが急激に上昇してスパイクSpを生じる。
FIG. 3 shows temporal changes of the current Is flowing through the exciting coil 1 and the muzzle voltage Vm. Here, the muzzle voltage refers to the voltage between the
スパイクSpが検出された後は、回路のインピーダンスが大きくなり電流の減衰が大きくなるが、電流が減衰して0となるには、ある程度の時間がかかる。このとき、スパイクSpが生じたタイミングの後に、励磁コイル1に流れる電流Isにピークが生じる。飛翔体41の飛翔速度は超音速であるため、励磁コイル1を通過するのに要する時間Tcは、電流が減衰する時間に比べて十分に短い時間となる。その結果、励磁コイル1が磁場を発生させている間に飛翔体41が磁場を通過するので、検出コイル2A及び2Bに確実に誘導電流を生じさせることができる。
After the spike Sp is detected, the impedance of the circuit increases and the current attenuation increases, but it takes some time for the current to attenuate to zero. At this time, a peak occurs in the current Is flowing through the exciting coil 1 after the timing when the spike Sp occurs. Since the flying speed of the flying
以上のように、本構成では、励磁コイル1に電流を流すための特別な電流制御をせずともよく、電磁射出装置30の通常の運用状態において、砲口34の加速レール31及び加速レール32に飛翔速度測定装置10を取り付けるだけで、飛翔体41の速度を測定できることが理解できる。
As described above, in this configuration, it is not necessary to perform special current control for flowing current through the exciting coil 1, and the
また、図3に示すように、砲口電圧VmのスパイクSpを検出することで、飛翔体41が砲口34から射出されたタイミングを検出できる。よって、例えば、速度算出装置3によってスパイクSpが生じるタイミングを検出できるならば、スパイクSpが生じるタイミングと飛翔体41が検出コイル2A(又は検出コイル2B)を通過するタイミングとの時間差で、砲口34と検出コイル2A(又は検出コイル2B)との間の距離を除することで、飛翔体41の速度を測定することも可能である。このとき、スパイクSpが生じるタイミングは電機子42の後端が砲口34から離脱するタイミングであるので、検出コイルを通過するタイミングの検出と等価な検出とはならない。しかしながら、飛翔体の寸法及び電機子の寸法を用いてスパイクSpが生じるタイミングを補正することで、2つの検出コイルを用いて飛翔体41の速度測定を行う場合と同様の速度測定を行うことも可能である。
Further, as shown in FIG. 3, the timing at which the flying
以上、本構成によれば、電磁射出装置30に供給されている電流を利用して、励磁コイル1に電流を供給することができる。励磁コイル1に電流が流れるタイミングは、飛翔体41が砲口34から射出されるタイミングと同期することとなるので、飛翔体41の速度を測定すべき時期に確実に飛翔速度測定装置10を動作させることができる。
As described above, according to this configuration, the current can be supplied to the exciting coil 1 by using the current supplied to the
また、本構成によれば、励磁コイル1に電流を供給する専用の電源を設置せずに済み、専用の電源と検出コイル2A及び2Bとの間のケーブルも必要ない。よって、飛翔速度測定装置10の小型化の観点から有利である。特に、飛翔速度測定装置10は着脱可能、運搬可能な構成とすることができるので、例えば特定の位置に固定されている電磁射出装置のもとへ運搬、設置することで、容易には位置を移動できない電磁射出装置から射出される飛翔体の速度を測定することが可能である。
Further, according to this configuration, it is not necessary to install a dedicated power source for supplying current to the exciting coil 1, and a cable between the dedicated power source and the detection coils 2A and 2B is not necessary. Therefore, it is advantageous from the viewpoint of miniaturization of the flying
実施の形態2
実施の形態2にかかる飛翔速度測定装置について説明する。図4に、実施の形態2にかかる飛翔速度測定システム200の構成を模式的に示す。図4では、図1及び2と同様に、紙面水平方向に平行なX軸の正方向(紙面右方向)を飛翔体の飛翔方向とする。実施の形態2にかかる飛翔速度測定システム200においては、飛翔速度測定装置20が電磁射出装置30から射出される飛翔体41の飛翔速度を測定するものとして構成される。
A flight speed measuring apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 4 schematically shows the configuration of the flight
飛翔速度測定装置20は、実施の形態1にかかる飛翔速度測定装置10における検出コイルの数を3以上とした構成を有する。図4においては、飛翔速度測定装置20に設けられた検出コイルを2A、2B、2C、・・・、2xと表示している。図4に示すように、検出コイル2A、2B、2C、・・・、2xは、砲口34に近い側から砲口34から遠ざかる方向(図4のX方向)に向けて、順に配列されている。
The flying
電磁射出装置30の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
About the structure of the
本構成によれば、飛翔体41が3つ以上設けられた検出コイルを順に通過するので、飛翔体41の速度を連続的に測定することができる。例えば、互いに隣接する検出コイル2Aと検出コイル2Bとの間の飛翔体41の速度Vp1を測定し、その後、互いに隣接する検出コイル2Bと検出コイル2Cとの間の飛翔体41の速度Vp2を測定し、以降も同様に速度を測定する区間を変更してゆくことで、飛翔体41の速度を連続的に測定できることが理解できる。
According to this configuration, since the flying
また、飛翔体41の速度測定は、隣接する検出コイル間での速度に限られず、3以上設けた検出コイルのうち、いずれか2つの検出コイル間の速度を測定してもよいことは、言うまでもない。
Needless to say, the speed measurement of the flying
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、2つの検出コイルを用いて飛翔体の速度測定を行うことと、砲口電圧のスパイクが生じるタイミングと1つの検出コイルを飛翔体が通過するタイミングとを検出して速度測定を行うことについて説明した。すなわち、本構成においては、少なくとも1つの検出コイルに生じる誘導電流を検出することで、飛翔体の速度を算出できることが理解できるであろう。
Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the speed of the flying object is measured using two detection coils, the timing at which a muzzle voltage spike occurs and the timing at which the flying object passes through one detection coil are detected. The speed measurement was explained. That is, in this configuration, it will be understood that the velocity of the flying object can be calculated by detecting the induced current generated in at least one detection coil.
上述の実施の形態では、電磁射出装置30の砲口における飛翔体の速度を測定する例について説明したが、飛翔速度測定装置10が飛翔体の飛翔経路に設けられるならば、経路の任意の位置での飛翔体の速度を測定できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the example of measuring the velocity of the flying object at the muzzle of the
また、飛翔速度測定装置は、電磁射出装置の性能評価や試験のためだけでなく、実運用中の電磁射出装置に取り付けて用いてもよい。例えば、電磁射出装置から連続して複数の飛翔体を射出する場合に、各飛翔体の射出時の仰角及び速度を変化させて、目標に対して同時に着弾させる手法があるが、この場合に飛翔速度測定装置で飛翔体の速度を高精度に測定することで、着弾タイミングの同期精度を高めることが可能となる。 Further, the flight speed measuring device may be used not only for performance evaluation and testing of the electromagnetic injection device but also attached to the electromagnetic emission device in actual operation. For example, when a plurality of projectiles are ejected continuously from an electromagnetic ejector, there is a method of changing the elevation angle and speed at the time of ejection of each projectile and landing on the target at the same time. By measuring the speed of the flying object with a speed measuring device with high accuracy, it is possible to increase the accuracy of landing timing synchronization.
1 励磁コイル
2A、2B〜2x 検出コイル
3 速度算出装置
10、20 飛翔速度測定装置
30 電磁射出装置
31、32 加速レール
33 インピーダンス素子
34 砲口
41 飛翔体
42 電機子
100、200 飛翔速度測定システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
一端が前記第1の加速レールの前記端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの前記端部と接続され、射出された前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とする励磁コイルと、
前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とし、前記励磁コイルにより生じる磁場中に配置される1以上の検出コイルと、
前記飛翔体が前記1以上の検出コイルを通過したときに生じる誘導電流に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する速度算出装置と、を備える、
飛翔速度測定装置。 A first acceleration rail; a second acceleration rail; an impedance element having one end connected to the end of the first acceleration rail and the other end connected to the end of the second acceleration rail; And an armature disposed between the first and second acceleration rails and the first and second for accelerating the flying object disposed between the first and second acceleration rails. The velocity of the flying object injected from the electromagnetic injection device for injecting the flying object from the end portions of the first and second acceleration rails is measured by electromagnetic force generated by passing a current through the acceleration rail. A flying speed measuring device,
One end is connected to the end of the first acceleration rail, the other end is connected to the end of the second acceleration rail, and the exciting coil has a flight direction of the ejected flying object as a central axis. ,
One or more detection coils arranged in a magnetic field generated by the excitation coil, with the flying direction of the flying object as a central axis;
A speed calculation device that calculates the speed of the flying object based on an induced current generated when the flying object passes through the one or more detection coils.
Flight speed measuring device.
前記複数の検出コイルのうちの2つの検出コイル間の距離と、前記2つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する、
請求項1に記載の飛翔速度測定装置。 A plurality of the detection coils are arranged in the flight direction of the flying object,
Calculating the speed of the flying object based on a distance between two detection coils of the plurality of detection coils and a time difference between timings at which induced currents are generated in the two detection coils;
The flight speed measuring device according to claim 1.
請求項2に記載の飛翔速度測定装置。 The two detection coils are adjacent two detection coils among the plurality of detection coils.
The flying speed measuring device according to claim 2.
請求項1に記載の飛翔速度測定装置。 The distance between one detection coil of the one or more detection coils and the end portions of the first and second acceleration rails, and the flying object is ejected, whereby the first and second Calculating the speed of the flying object based on the time difference between the timing at which the current flowing in the acceleration rail decreases and the timing at which the induced current is generated in the one detection coil;
The flight speed measuring device according to claim 1.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の飛翔速度測定装置。 The impedance of the impedance element is larger than the impedance of the armature,
The flying speed measuring device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の飛翔速度測定装置。 The exciting coil is configured to be detachable from the first and second acceleration rails.
The flying speed measuring device according to any one of claims 1 to 5.
前記電磁射出装置から射出された前記飛翔体の速度を測定する飛翔速度測定装置と、を備え、
前記電磁射出装置は、
第1の加速レールと、
第2の加速レールと、
一端が前記第1の加速レールの端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの端部と接続されるインピーダンス素子と、を備え、
前記飛翔速度測定装置は、
一端が前記第1の加速レールの前記端部と接続され、他端が前記第2の加速レールの前記端部と接続され、射出された前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とする励磁コイルと、
前記飛翔体の飛翔方向を中心軸とし、前記励磁コイルにより生じる磁場中に配置される1以上の検出コイルと、
前記飛翔体が前記1以上の検出コイルを通過したときに生じる誘導電流に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する速度算出装置と、を備え、
前記電磁射出装置は、
前記第1及び第2の加速レールの間に配置された飛翔体を加速するために、前記第1及び第2の加速レールの間に配置された電機子と前記第1及び第2の加速レールとに電流を流すことで生じる電磁力により、前記飛翔体を前記第1及び第2の加速レールの前記端部から射出する、
飛翔速度測定システム。 An electromagnetic injection device for injecting a flying object by electromagnetic force;
A flying speed measuring device that measures the speed of the flying object ejected from the electromagnetic ejection device,
The electromagnetic injection device is
A first acceleration rail;
A second acceleration rail;
An impedance element having one end connected to the end of the first acceleration rail and the other end connected to the end of the second acceleration rail;
The flying speed measuring device is
One end is connected to the end of the first acceleration rail, the other end is connected to the end of the second acceleration rail, and the exciting coil has a flight direction of the ejected flying object as a central axis. ,
One or more detection coils arranged in a magnetic field generated by the excitation coil, with the flying direction of the flying object as a central axis;
A speed calculation device that calculates the speed of the flying object based on an induced current generated when the flying object passes through the one or more detection coils,
The electromagnetic injection device is
An armature disposed between the first and second acceleration rails and the first and second acceleration rails for accelerating the flying object disposed between the first and second acceleration rails. The flying body is ejected from the end portions of the first and second acceleration rails by electromagnetic force generated by passing a current through
Flight speed measurement system.
前記複数の検出コイルのうちの2つの検出コイル間の距離と、前記2つの検出コイルに誘導電流が生じるタイミングの時間差と、に基づいて、前記飛翔体の速度を算出する、
請求項7に記載の飛翔速度測定システム。 A plurality of the detection coils are arranged in the flight direction of the flying object,
Calculating the speed of the flying object based on a distance between two detection coils of the plurality of detection coils and a time difference between timings at which induced currents are generated in the two detection coils;
The flight speed measurement system according to claim 7.
請求項8に記載の飛翔速度測定システム。 The two detection coils are adjacent two detection coils among the plurality of detection coils.
The flight speed measurement system according to claim 8.
請求項7に記載の飛翔速度測定システム。 The distance between one detection coil of the one or more detection coils and the end portions of the first and second acceleration rails, and the flying object is ejected, whereby the first and second Calculating the speed of the flying object based on the time difference between the timing at which the current flowing in the acceleration rail decreases and the timing at which the induced current is generated in the one detection coil;
The flight speed measurement system according to claim 7.
請求項7乃至10のいずれか一項に記載の飛翔速度測定システム。 The impedance of the impedance element is larger than the impedance of the armature,
The flight speed measurement system according to any one of claims 7 to 10.
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